JPS6058180B2 - シリカガラス薄膜の製造法 - Google Patents
シリカガラス薄膜の製造法Info
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- JPS6058180B2 JPS6058180B2 JP7770380A JP7770380A JPS6058180B2 JP S6058180 B2 JPS6058180 B2 JP S6058180B2 JP 7770380 A JP7770380 A JP 7770380A JP 7770380 A JP7770380 A JP 7770380A JP S6058180 B2 JPS6058180 B2 JP S6058180B2
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Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はシリコンアルコキシドの加水分解によつて粘
稠な溶液をつくり、その溶液から常温に近い温度で薄膜
状物質を形成し、その後熱処理して酸化物とすることに
よつて原料の溶融を行なうことなくシリカガラス薄膜を
製造する方法に関するものである。
稠な溶液をつくり、その溶液から常温に近い温度で薄膜
状物質を形成し、その後熱処理して酸化物とすることに
よつて原料の溶融を行なうことなくシリカガラス薄膜を
製造する方法に関するものである。
シリカガラス薄膜は、軟らかくて傷のつきやすいプラ
スチックの保護、化学耐久性の低いガラスの保護、金属
板の保護、絶縁など広い用途に利用できる。
スチックの保護、化学耐久性の低いガラスの保護、金属
板の保護、絶縁など広い用途に利用できる。
シリカガラスは、水晶を溶融するか、四塩化けい素を
酸水素炎または酸素ガスのプラズマ炎中で酸化してつく
るが、これらの方法によつて直接シリカガラス薄膜をつ
くることは難かしい。
酸水素炎または酸素ガスのプラズマ炎中で酸化してつく
るが、これらの方法によつて直接シリカガラス薄膜をつ
くることは難かしい。
ガラス薄膜を得るのにガラス融液のプロウィングを行な
う方法が知られているが、シリカガラスの溶融には２０
００゜Ｃに近い高温を要するので薄膜状に成形す るこ
とは難かしく、また、たとえ薄膜が得られたとしても膜
は彎曲しており十分な平面度が得られないという欠点が
ある。シリカガラス薄膜を作成するには基板上に薄膜を
蒸着し、その後基板を溶かし去る方法もあるが、この方
法では十分な膜厚を得ることが難カルく、また連続的に
薄膜を作製することができない欠点がある。さらに、特
開昭５１−３４２ル号では、部分重合させたシリコンア
ルコキシド含有液体を水面に滴下し、できた膜を加熱し
てガラス薄膜を製造する方法が示されているが、この方
法では膜が水と接触するため、ゲル化が速やかにおこつ
て広い膜とすることが難カルくしかも加水分解速度が不
均一となつて膜が白濁する可能があり、必ずしも好まし
い方法ではない。 本発明はこれら従来の方法にみられ
る欠点のない均一なシリカガラス薄膜を製造する方法を
提供するものである。すなわち、本発明は、水、酸なら
びに溶剤の存在下シリコンアルコキシドを加水分解させ
て粘稠な溶液を調製し、該溶液から自由Ｊ空間にて薄膜
を形成させ、該薄膜を加熱することを特徴とするもので
あつて、これによつて透明で均質なシリカガラス薄膜を
製造しようとするものである。すなわち、本発明の要点
は基板や水面を用いずに直接製膜すること、また、ガラ
スを溶融することなくシリカガラス薄膜をつくることで
ある。まず原料を含む混合溶液を調製するためにはシリ
コンアルコキシドに水、酸および溶剤を添加するが、酸
としては塩酸、硝酸、酢酸等の揮発し易い酸が適当であ
り、溶剤としてはアルコールが適している。添加する水
の量はシリコンアルコキシドに対してモル比で４倍以下
、酸の量は同じく０．３倍以下てあることが望ましい。
溶剤は、シリコンアルコキシドと水の相分離、およびシ
リコンアルコキシドの水との急激な反応による不均質な
ゲル化を防ぐために使用するもので、量はそのような目
的に合致するように定める。これら原料を含む溶液を混
合後加水分解を行なわせるが、その方法は室内に放置し
てもよく、攪拌してもよい。加水分解により溶液は粘稠
で製膜可能な状態となるが、製膜可能となるまての時間
は加水分解の温度、用いる容器の形状によつて異なる。
個々の溶液について製膜可能となる時期を知るには、時
間の関数として溶液の粘度を測定し、粘度が高くなる時
点を見いだせばよい。具体的な粘度範囲は、製膜方法に
よつても異なるが、１ポイズから１０００ポイズの範囲
が選ばれる。この種の溶液については製膜可能な期間は
限られているから、この期間に製膜を行なうことが必要
である。また前述したように製膜の手段としては、水面
を支持体とする一方法が提案されているが、この方法で
は水面接触面と非接触面とで加水分解速度が異なるため
、膜厚方向に不均一に生じ易く、また、水との接触によ
りゲル化が速やかにおこるため均一で広い膜を作ること
は難かしい。基板の上に溶液を塗布した！り、あるいは
浸漬、引上けにより製膜を行ない、ゲル化時またはゲル
化後基板より分離させる方法も考えられるが、この方法
ては基板接触面と非接触面とて加水分解速度が異なり、
その結果生じる膜厚方向の不均一やゲル化に伴う体積収
縮に起因３する基板との摩擦力によつて膜が割れ易くな
るため均一な広い膜を作ることは困難である。したがつ
て本発明では、得られた製膜可能な溶液から均一な広い
膜を製膜するには、支持体を利用しない方法すなわち自
由空間中で製膜するもの４であり、例えばスリットから
の溶液の引き出しあるいは押し出しを利用する方法、更
には溶液にリングを浸し引き上げる方法が好適であるが
、その他の適当な方法に従つてもよい。
う方法が知られているが、シリカガラスの溶融には２０
００゜Ｃに近い高温を要するので薄膜状に成形す るこ
とは難かしく、また、たとえ薄膜が得られたとしても膜
は彎曲しており十分な平面度が得られないという欠点が
ある。シリカガラス薄膜を作成するには基板上に薄膜を
蒸着し、その後基板を溶かし去る方法もあるが、この方
法では十分な膜厚を得ることが難カルく、また連続的に
薄膜を作製することができない欠点がある。さらに、特
開昭５１−３４２ル号では、部分重合させたシリコンア
ルコキシド含有液体を水面に滴下し、できた膜を加熱し
てガラス薄膜を製造する方法が示されているが、この方
法では膜が水と接触するため、ゲル化が速やかにおこつ
て広い膜とすることが難カルくしかも加水分解速度が不
均一となつて膜が白濁する可能があり、必ずしも好まし
い方法ではない。 本発明はこれら従来の方法にみられ
る欠点のない均一なシリカガラス薄膜を製造する方法を
提供するものである。すなわち、本発明は、水、酸なら
びに溶剤の存在下シリコンアルコキシドを加水分解させ
て粘稠な溶液を調製し、該溶液から自由Ｊ空間にて薄膜
を形成させ、該薄膜を加熱することを特徴とするもので
あつて、これによつて透明で均質なシリカガラス薄膜を
製造しようとするものである。すなわち、本発明の要点
は基板や水面を用いずに直接製膜すること、また、ガラ
スを溶融することなくシリカガラス薄膜をつくることで
ある。まず原料を含む混合溶液を調製するためにはシリ
コンアルコキシドに水、酸および溶剤を添加するが、酸
としては塩酸、硝酸、酢酸等の揮発し易い酸が適当であ
り、溶剤としてはアルコールが適している。添加する水
の量はシリコンアルコキシドに対してモル比で４倍以下
、酸の量は同じく０．３倍以下てあることが望ましい。
溶剤は、シリコンアルコキシドと水の相分離、およびシ
リコンアルコキシドの水との急激な反応による不均質な
ゲル化を防ぐために使用するもので、量はそのような目
的に合致するように定める。これら原料を含む溶液を混
合後加水分解を行なわせるが、その方法は室内に放置し
てもよく、攪拌してもよい。加水分解により溶液は粘稠
で製膜可能な状態となるが、製膜可能となるまての時間
は加水分解の温度、用いる容器の形状によつて異なる。
個々の溶液について製膜可能となる時期を知るには、時
間の関数として溶液の粘度を測定し、粘度が高くなる時
点を見いだせばよい。具体的な粘度範囲は、製膜方法に
よつても異なるが、１ポイズから１０００ポイズの範囲
が選ばれる。この種の溶液については製膜可能な期間は
限られているから、この期間に製膜を行なうことが必要
である。また前述したように製膜の手段としては、水面
を支持体とする一方法が提案されているが、この方法で
は水面接触面と非接触面とで加水分解速度が異なるため
、膜厚方向に不均一に生じ易く、また、水との接触によ
りゲル化が速やかにおこるため均一で広い膜を作ること
は難かしい。基板の上に溶液を塗布した！り、あるいは
浸漬、引上けにより製膜を行ない、ゲル化時またはゲル
化後基板より分離させる方法も考えられるが、この方法
ては基板接触面と非接触面とて加水分解速度が異なり、
その結果生じる膜厚方向の不均一やゲル化に伴う体積収
縮に起因３する基板との摩擦力によつて膜が割れ易くな
るため均一な広い膜を作ることは困難である。したがつ
て本発明では、得られた製膜可能な溶液から均一な広い
膜を製膜するには、支持体を利用しない方法すなわち自
由空間中で製膜するもの４であり、例えばスリットから
の溶液の引き出しあるいは押し出しを利用する方法、更
には溶液にリングを浸し引き上げる方法が好適であるが
、その他の適当な方法に従つてもよい。
製膜中あるいは製膜後に、乾燥処理をして膜に含まれる
揮発成分の除去を行ない、膜の加水分解および形状の安
定化を促進することも可能である。加水分解が完了する
まで膜はかなりの延伸性を有しかつ成形性に富む。
揮発成分の除去を行ない、膜の加水分解および形状の安
定化を促進することも可能である。加水分解が完了する
まで膜はかなりの延伸性を有しかつ成形性に富む。
したがつて、この期間に膜の延伸による膜厚の調製やそ
の他の成形が可能である。このようにして通常１〜１０
０ｐの平均膜厚を有する透明な膜状物質が容易に得られ
る。しかし、膜厚はこの範囲に限定されるものではな）
い。製膜した膜状物質を１０００℃まで加熱しけい素の
酸化物とすることによつてシリカガラス薄膜が得られる
。加熱温度は１０００℃に限定する必要はなく、より高
温でもより低温でもよい。
の他の成形が可能である。このようにして通常１〜１０
０ｐの平均膜厚を有する透明な膜状物質が容易に得られ
る。しかし、膜厚はこの範囲に限定されるものではな）
い。製膜した膜状物質を１０００℃まで加熱しけい素の
酸化物とすることによつてシリカガラス薄膜が得られる
。加熱温度は１０００℃に限定する必要はなく、より高
温でもより低温でもよい。
しかし、あまり加熱・温度を高くすると薄膜中に結晶が
含まれるようになる。結晶の析出は本発明の目的を制限
するものではないが、結晶の析出によつて薄膜の脆性が
増すことがあり得るから、結晶の析出温度を知つておく
ことは有益である。実験の結果では１１００℃の加熱で
薄膜の一部に結晶の析出が見られることがあつた。以下
に本発明の実施例を記す。
含まれるようになる。結晶の析出は本発明の目的を制限
するものではないが、結晶の析出によつて薄膜の脆性が
増すことがあり得るから、結晶の析出温度を知つておく
ことは有益である。実験の結果では１１００℃の加熱で
薄膜の一部に結晶の析出が見られることがあつた。以下
に本発明の実施例を記す。
実施例１
エチルシリケート３０ｙと９５％の含水エタノール７．
５ｙを混合攪拌し、水５．８ｆ１に塩酸０．５ｙを溶か
した溶液を加え、さらに混合攪拌した後、この混合液体
を４０℃の恒温槽中に静置した。
５ｙを混合攪拌し、水５．８ｆ１に塩酸０．５ｙを溶か
した溶液を加え、さらに混合攪拌した後、この混合液体
を４０℃の恒温槽中に静置した。
液体の粘度は次第に増大し、２日後に製膜可能な粘稠な
溶液（粘度５００ポイズ）が得られた。この溶液を間隙
０．５７ｒ１，／７Ｔｉ，、幅２５ｍ，／ｍのスリット
から引き出すことによつて薄膜をつくつた。そしてこの
膜に延伸を加えることによつて膜厚１０ｐ程度、長さ３
ｄ以上、幅２ｃｍ以上の薄膜を得た。溶液は１時間以上
粘稠でかつ製膜可能な状態にあつた。こうして得られた
膜状物質はその後の加水分解の進行とアルコールおよび
水の蒸発によつて面積が約４０％収縮した。薄膜はその
後約１０００℃に加熱することによつて無色透明なシリ
カガラス薄膜になつた。実施例２エチルシリケート３０
９と９５％の含水エタノール７．５ｇを混合攪拌し、水
３ｙに塩酸１．４ｙを溶かした溶液を加え、さらに混合
攪拌した後、この混合液体を４０℃の恒温槽中に静置し
た。
溶液（粘度５００ポイズ）が得られた。この溶液を間隙
０．５７ｒ１，／７Ｔｉ，、幅２５ｍ，／ｍのスリット
から引き出すことによつて薄膜をつくつた。そしてこの
膜に延伸を加えることによつて膜厚１０ｐ程度、長さ３
ｄ以上、幅２ｃｍ以上の薄膜を得た。溶液は１時間以上
粘稠でかつ製膜可能な状態にあつた。こうして得られた
膜状物質はその後の加水分解の進行とアルコールおよび
水の蒸発によつて面積が約４０％収縮した。薄膜はその
後約１０００℃に加熱することによつて無色透明なシリ
カガラス薄膜になつた。実施例２エチルシリケート３０
９と９５％の含水エタノール７．５ｇを混合攪拌し、水
３ｙに塩酸１．４ｙを溶かした溶液を加え、さらに混合
攪拌した後、この混合液体を４０℃の恒温槽中に静置し
た。
液体の粘度は次第に増大し、１日後に製膜可能な粘稠な
溶液（粘度１００ポイズ）が得られた。この溶液を間隙
０．５７ＴＬ／Ｍ．、幅３５ＴｒＬ，／７Ｔ１，のスリ
ットから引き出すことによつて薄膜をつくつた。そして
この膜に延伸を加えることによつて膜厚１Ｓｐ程度、長
さＭＯ以上、幅３ｃｍ以上の薄膜を得た。溶液は１時間
以上粘稠でかつ製膜可能な状態にあつた。こうして得ら
れた膜状物質はその後の加水分解の進行とアルコールお
よび水の蒸発によつて面積が約４０％収縮した。薄膜は
その後約１０００℃に加熱することによつて無色透明な
シリカガラス薄膜になつた。実施例３エチルシリケート
６０ｙと９５％の含水エタノール１５ｙを混合攪拌し、
水３．３ｙに塩酸３ｙを溶かした溶液を加え、さらに混
合攪拌した後、この混合溶液を室内に放置した。
溶液（粘度１００ポイズ）が得られた。この溶液を間隙
０．５７ＴＬ／Ｍ．、幅３５ＴｒＬ，／７Ｔ１，のスリ
ットから引き出すことによつて薄膜をつくつた。そして
この膜に延伸を加えることによつて膜厚１Ｓｐ程度、長
さＭＯ以上、幅３ｃｍ以上の薄膜を得た。溶液は１時間
以上粘稠でかつ製膜可能な状態にあつた。こうして得ら
れた膜状物質はその後の加水分解の進行とアルコールお
よび水の蒸発によつて面積が約４０％収縮した。薄膜は
その後約１０００℃に加熱することによつて無色透明な
シリカガラス薄膜になつた。実施例３エチルシリケート
６０ｙと９５％の含水エタノール１５ｙを混合攪拌し、
水３．３ｙに塩酸３ｙを溶かした溶液を加え、さらに混
合攪拌した後、この混合溶液を室内に放置した。
液体の粘度は徐々に増大し、８日後に製膜可能な溶液（
粘度１０ポイズ）が得られた。得られた粘稠溶液に内径
３０７ｎ／７ｎのリングを浸しゆつくり引き上げること
によつて膜厚２０ｐの円形の薄膜を得た。この膜をリン
グからはずし、室内に１日放置した後約１０００℃に加
熱した。室内放置および加熱によつて薄膜の面積は約５
０％収縮した。このようにして得られたシリカガラス薄
膜は無色透明であつた。以上の実施例は本発明の範囲を
限定するものてはなく、本発明の実施方法を具体的に明
示するために記したものである。
粘度１０ポイズ）が得られた。得られた粘稠溶液に内径
３０７ｎ／７ｎのリングを浸しゆつくり引き上げること
によつて膜厚２０ｐの円形の薄膜を得た。この膜をリン
グからはずし、室内に１日放置した後約１０００℃に加
熱した。室内放置および加熱によつて薄膜の面積は約５
０％収縮した。このようにして得られたシリカガラス薄
膜は無色透明であつた。以上の実施例は本発明の範囲を
限定するものてはなく、本発明の実施方法を具体的に明
示するために記したものである。
Claims (1)
- １ 水、酸ならびに溶剤の存在下、シリコンアルコキシ
ドを加水分解させて粘稠な溶液を調製し、該溶液から自
由空間にて薄膜を形成させ、該薄膜を加熱することを特
徴とするシリカガラス薄膜の製造法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7770380A JPS6058180B2 (ja) | 1980-06-11 | 1980-06-11 | シリカガラス薄膜の製造法 |
| GB8116501A GB2077254B (en) | 1980-06-11 | 1981-05-29 | Method of producing glass film using solution containing silicon alkoxide |
| FR8111408A FR2484396B1 (fr) | 1980-06-11 | 1981-06-10 | Procede de production d'une pellicule de verre en utilisant une solution contenant de l'alcoolate de silicium |
| DE19813123205 DE3123205C2 (de) | 1980-06-11 | 1981-06-11 | Verfahren zur Herstellung eines Glasfilmes unter Verwendung einer Silicium-Alkoxid enthaltenden Lösung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7770380A JPS6058180B2 (ja) | 1980-06-11 | 1980-06-11 | シリカガラス薄膜の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS573735A JPS573735A (en) | 1982-01-09 |
| JPS6058180B2 true JPS6058180B2 (ja) | 1985-12-18 |
Family
ID=13641252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7770380A Expired JPS6058180B2 (ja) | 1980-06-11 | 1980-06-11 | シリカガラス薄膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6058180B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0244032A (ja) * | 1988-08-03 | 1990-02-14 | Koroido Res:Kk | シリカガラス前駆体の合成方法 |
-
1980
- 1980-06-11 JP JP7770380A patent/JPS6058180B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS573735A (en) | 1982-01-09 |
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