JPH068182B2 - Method for producing synthetic quartz powder - Google Patents
Method for producing synthetic quartz powderInfo
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- JPH068182B2 JPH068182B2 JP2002190A JP2002190A JPH068182B2 JP H068182 B2 JPH068182 B2 JP H068182B2 JP 2002190 A JP2002190 A JP 2002190A JP 2002190 A JP2002190 A JP 2002190A JP H068182 B2 JPH068182 B2 JP H068182B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は合成石英粉の製造方法、特には希望する粒度分
布をもつ合成石英粉を工業的に容易にかつ安価に製造す
る方法に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing synthetic quartz powder, and more particularly to a method for industrially easily and inexpensively producing synthetic quartz powder having a desired particle size distribution. is there.
[従来の技術] 合成石英ガラスの製造については四塩化けい素などの
けい素化合物を酸水素火炎中で加水分解してシリカ粒子
を作り、これを溶融して石英ガラスとする方法、この
酸水素火炎をプラズマ炎とする方法、アルコキシシラ
ンをアルコール溶媒中において酸触媒で加水分解してシ
リカを作り、これを焼結して石英ガラスとする、いわゆ
るゾル−ゲル法などが知られている。[Prior Art] For the production of synthetic quartz glass, a method of hydrolyzing a silicon compound such as silicon tetrachloride in an oxyhydrogen flame to form silica particles, and melting the silica particles to obtain quartz glass Known methods include a method of making a flame into a plasma flame, a so-called sol-gel method in which alkoxysilane is hydrolyzed in an alcohol solvent with an acid catalyst to produce silica, and the silica is sintered to obtain quartz glass.
しかし、この酸水素火炎を用いる方法には石英ガラス中
に1,000ppmものOH基が残留するし、高温粘性も低く、
真空中高温では発泡するという問題点があるし、プラズ
マ法はコストが高く、量産化が難しいという不利があ
り、ゾル−ゲル法には比較的安価に石英ガラスが得られ
るものの、これにはOH基が残り易く、製造に長時間を
要し、高温粘性の高いものが得られ難いという不利があ
る。However, in the method using this oxyhydrogen flame, 1,000 ppm of OH groups remain in the quartz glass, and the high temperature viscosity is low.
Although there is a problem that foaming occurs at high temperature in vacuum, the plasma method has the disadvantages of high cost and difficulty in mass production. Although silica glass can be obtained relatively inexpensively by the sol-gel method, It has the disadvantages that the base is likely to remain, the production requires a long time, and it is difficult to obtain a product having high temperature viscosity.
[発明が解決しようとする課題] そのため、本発明者らはゾル−ゲル法によって高純度
で、かつ高温粘性の高い合成石英の製造方法についての
研究を進め、これについてはメチルシリケートをメタノ
ール溶媒中でアンモニアの存在下に加水分解させて粒径
が200〜3,000nmのシリカを作り、焼結、粉砕後1,700℃
で溶融する方法(特願昭63-229333号明細書(特開平2-8
0329号公報)参照)、メチルシリケートをアンモニアの
存在下に加水分解して粒径が1次粒子で100〜500nmのシ
リカを作り、これを10〜100μmの凝集粒子としてから固
液分離し、焼結,粉砕,篩別し、1,700℃以上で溶融成
形する方法(特願昭63-335070号明細書(特開平2-18072
3号公報)参照)、またメチルシリケートをアンモニア
の存在下で加水分解してシリカを生成させ、これを減圧
下に1,500〜1,700℃で焼結し、ついで常圧または加圧下
に1,800〜2,000℃で焼結する方法(特願平1-139619号明
細書(特開平3-5329号公報)参照)を提案している。[Problems to be Solved by the Invention] Therefore, the inventors of the present invention proceeded with research on a method for producing synthetic quartz having high purity and high temperature viscosity by the sol-gel method, in which methyl silicate was dissolved in a methanol solvent. Hydrolyze in the presence of ammonia to make silica with a particle size of 200-3,000 nm, sinter and crush it at 1,700 ℃
Melting method (Japanese Patent Application No. Sho 63-229333)
No. 0329 gazette)), methyl silicate is hydrolyzed in the presence of ammonia to form silica having primary particles having a particle size of 100 to 500 nm, which are aggregated into particles having a particle size of 10 to 100 μm, and then solid-liquid separated, followed by firing A method of binding, crushing, sieving, and melt-molding at 1,700 ° C. or higher (Japanese Patent Application No. 63-335070 (JP-A-2-18072).
3)), and hydrolyze methyl silicate in the presence of ammonia to form silica, which is sintered at 1,500 to 1,700 ° C. under reduced pressure and then 1,800 to 2,000 ° C. under normal pressure or pressure. (See Japanese Patent Application No. 1-139619 (Japanese Patent Laid-Open No. 3-5329)).
しかし、これらの方法は高温粘性の高い合成石英を与え
るものの、いずれも工程が長いために大量生産性に欠け
るものであるし、焼結などのエネルギーコストが高くつ
くという不利があり、必ずしも満足すべきものではな
い。However, although these methods provide synthetic quartz with high temperature and high viscosity, they all lack long-term productivity due to the long process, and have the disadvantage of high energy costs such as sintering, and they are not always satisfactory. Not kimono.
そのため、本発明者らはさらにメチルシリケートとアン
モニア水とを反応器に同時に滴下し、この連続反応で生
成した球状シリカ粒子を捕集したのち、pH9〜13の水分
散溶液とし、このシリカに対しシリカ換算で5〜20重量
%のメチルシリケートを添加して固化させ、ついで加熱
し、脱水,脱溶媒,脱炭を行なった後、30〜100メッシ
ュの範囲に篩別し、1,400〜1,600℃で焼結し、これを解
砕する方法を提案している(特願平1-324637号明細書
(特開平3-187936号公報)参照)が、この方法では理想
的な粒度が30〜100メッシュとされているために、もっ
と狭い範囲で、しかも各種の粒度のものを得るのには解
砕ロスが生じるという不利のあることが判った。Therefore, the inventors of the present invention further dripped methyl silicate and aqueous ammonia into the reactor at the same time to collect the spherical silica particles produced by this continuous reaction, and then make an aqueous dispersion solution having a pH of 9 to 13 to the silica. After adding 5 to 20% by weight of methyl silicate (calculated as silica) to solidify, then heating, dehydration, desolvation and decarburization, sieving to a range of 30 to 100 mesh and 1,400 to 1,600 ℃ A method of sintering and crushing this has been proposed (see Japanese Patent Application No. 1-324637 (Japanese Patent Laid-Open No. 3-187936)), but with this method, the ideal particle size is 30 to 100 mesh. Therefore, it has been found that there is a disadvantage that a crushing loss occurs in order to obtain various particle sizes within a narrower range.
[課題を解決するための手段] 本発明はこのような不利を解決することのできる合成石
英ガラス粉の製造方法に関するもので、これはa)メチル
シリケートをpH13以上のアンモニア水により加水分解し
て調製したコロイダルシリカと、b)メチルシリケートを
pH8〜13のアンモニア水により加水分解して調製したシ
リカゾルとを混合し、造粒したのち、酸化性雰囲気で加
熱し、ついで1,400〜1,600℃で焼結し、解砕,篩別して
なることを特徴とするものである。[Means for Solving the Problem] The present invention relates to a method for producing a synthetic quartz glass powder capable of solving such disadvantages, which comprises a) hydrolyzing methyl silicate with ammonia water having a pH of 13 or more. Prepared colloidal silica and b) methyl silicate
Characterized by mixing with silica sol prepared by hydrolysis with ammonia water of pH 8-13, granulating, heating in an oxidizing atmosphere, then sintering at 1,400-1,600 ° C, crushing and sieving It is what
すなわち、本発明者らは高純度で高温粘性の高い合成石
英粉を適宜の粒度で得る方法について種々検討した結
果、これについては前記した本発明者らが提案している
ゾル−ゲル法によるシリカ製造のためにアルコキシシラ
ンをメチルシリケートに特定し、これを、アンモニア水
を用いて加水分解し、得られたシリカを造粒してから酸
化性雰囲気中で加熱し、ついで高温で焼結し解砕,篩別
すればOH基が少なくなり、高純度で高温粘性の高い合
成石英粉が得られるけれども、この場合には粒度の制御
が困難であることから、このメチルシリケートのアンモ
ニア水による加水分解をa)pH13以上のアンモニア水で加
水分解して粒径の比較的大きいコロイダルシリカを得る
工程と、b)pHが8〜13であるアンモニア水で加水分解し
て粒径の比較的小さいシリカゾルを得る工程の二工程で
実施し、このa),b)工程で得られたシリカを任意の比率
で混合し、造粒した後に酸化性雰囲気に加熱し、ついで
高温で焼結し、解砕,篩別すれば目的とする粒径をもつ
合成石英を容易に得ることができることを見出し、この
各工程の操作方法、a),b)の混合比などについての研究
を進めて本発明を完成させた。That is, as a result of various studies by the inventors of the present invention on a method of obtaining a synthetic quartz powder having high purity and high temperature viscosity with an appropriate particle size, silica obtained by the sol-gel method proposed by the inventors has been described above. For production, alkoxysilane was specified as methyl silicate, which was hydrolyzed with aqueous ammonia, the resulting silica was granulated, then heated in an oxidizing atmosphere, and then sintered at high temperature for dissolution. If crushing and sieving reduce the OH groups, synthetic silica powder with high purity and high temperature viscosity can be obtained. However, in this case, it is difficult to control the particle size. Therefore, hydrolysis of this methyl silicate with ammonia water is required. A) a step of hydrolyzing with ammonia water having a pH of 13 or more to obtain colloidal silica having a relatively large particle size; and b) hydrolysis with ammonia water having a pH of 8 to 13 to give a relatively small particle size. The silica obtained in steps a) and b) is mixed at an arbitrary ratio, granulated and then heated in an oxidizing atmosphere, and then sintered at a high temperature, and then dissolved. It was found that synthetic quartz having a target particle size can be easily obtained by crushing and sieving, and the present invention was developed by conducting research on the operating method of each step, the mixing ratio of a) and b), and the like. Completed
以下にこれをさらに詳述する。This will be described in more detail below.
[作 用] 本発明はa)メチルシリケートをpH13以上のアンモニア水
で加水分解して調製したコロイダルシリカと、b)メチル
シリケートをpH8〜13のアンモニア水で加水分解して調
製したシリカゾルとを混合し、造粒後酸化性雰囲気で加
熱し、高温で焼結後、解砕,篩別して合成石英粉を得る
方法に関するものである。[Operation] In the present invention, a) colloidal silica prepared by hydrolyzing methyl silicate with ammonia water having a pH of 13 or more and b) silica sol prepared by hydrolyzing methyl silicate with ammonia water having a pH of 8 to 13 are mixed. The present invention relates to a method of obtaining synthetic quartz powder by granulating, heating in an oxidizing atmosphere, sintering at high temperature, crushing and sieving.
このa)工程はメチルシリケートをpH13以上のアンモニア
水で加水分解するものであるが、メチルシリケートのア
ンモニア水による加水分解はメチルシリケートが反応性
に富むものであることからこの加水分解,重縮合は瞬時
に進むが、このアンモニア水がpH13以上のものである
と、メチルシリケートの加水分解がさらに促進されてシ
リカが成長することから得られるシリカは粒径が300〜7
00nmと比較的粒径の大きいコロイダルシリカとなる。In step a), methyl silicate is hydrolyzed with ammonia water having a pH of 13 or more. However, since hydrolysis of methyl silicate with ammonia water is highly reactive, the hydrolysis and polycondensation are instantaneous. However, if the pH of this ammonia water is 13 or more, the hydrolysis of methyl silicate is further promoted and the silica grows.
The colloidal silica has a relatively large particle size of 00 nm.
また、このb)工程はメチルシリケートをpHが8〜13であ
るアンモニア水で加水分解させるものであるが、この場
合には上記したa)工程にくらべてアンモニア水のpHが低
いのでa)工程にくらべて加水分解はゆっくり進み、粒径
が30〜70nmと比較的粒径の小さいシリカがシリカゾルと
して得られる。しかし、この場合アンモニア水のpHを8
以下とすると得られるシリカが造粒後の強度の弱いもの
となるし、pH13以上とするとシリカが大きなコロイダル
シリカとなり沈殿するために、これはpHが8〜13のもの
とすることが必要とされる。In step b), methyl silicate is hydrolyzed with ammonia water having a pH of 8 to 13. In this case, however, since the pH of the ammonia water is lower than that in step a), the step a) is performed. Hydrolysis proceeds more slowly than that of silica, and silica having a relatively small particle size of 30 to 70 nm is obtained as a silica sol. However, in this case, the pH of the ammonia water should be 8
If the pH is below, the resulting silica will have low strength after granulation, and if the pH is 13 or above, the silica will become large colloidal silica and precipitate. Therefore, it is necessary to set the pH to 8-13. It
本発明ではこのa)工程で得られたコロイダルシリカとb)
工程で得られたシリカゾルを混合し、造粒するのである
が、b)工程で得られたシリカゾルが粒径の小さいもので
あることからこれがa)工程で得られたコロイダルシリカ
に対してバインダーの役目をするので、この混合物は容
易に造粒することができる。この造粒は任意の手段で行
なえばよく、通常は回転造粒とすればよいが、これによ
れば粒径が500〜100μmのシリカ粒子を得ることができ
る。しかし、この造粒されたシリカの粒径は1)仕込量、
2)ゾルの混合割合、3)回転物の径、4)回転数、5)回転時
間によって決定され、ゾルの混合割合の大きい程、また
回転時間の長い程、粒径の大きいものが得られるので、
これについては目的とするシリカの粒径に応じてこれら
の条件を選定するようにすればよいが、ゾルの混合割
合、換言すればa)工程で得られたコロイダルシリカとb)
工程で得られたシリカゾルとの混合割合は目的とするシ
リカの粒度を300〜100μmのものにするためにはa)工程
で得られたコロイダルシリカ100重量部に対してb)工程
で得られたシリカゾルを40〜45重量部とし、シリカの粒
度を500〜150μmのものとするためにはa)工程で得られ
たコロイダルシリカ100重量部に対してb)工程で得られ
たシリカゾルを45〜50重量部とするようにすればよい。In the present invention, the colloidal silica obtained in this step a) and b)
The silica sol obtained in the step is mixed and granulated, but since the silica sol obtained in the step b) has a small particle size, this is the binder of the colloidal silica obtained in the step a). As it serves, this mixture can be easily granulated. This granulation may be carried out by any means, and usually rotary granulation may be carried out. According to this, silica particles having a particle size of 500 to 100 μm can be obtained. However, the particle size of this granulated silica is 1) the charged amount,
It is determined by 2) mixing ratio of sol, 3) diameter of rotating object, 4) number of rotations, 5) rotation time, and the larger the mixing ratio of sol and the longer the rotation time, the larger the particle size is obtained. So
For this, these conditions may be selected according to the particle size of the target silica, but the mixing ratio of the sol, in other words, the colloidal silica obtained in step a) and b)
The mixing ratio with the silica sol obtained in the step was obtained in the step b) to 100 parts by weight of the colloidal silica obtained in the step a) in order to obtain the desired silica particle size of 300 to 100 μm. To obtain 40 to 45 parts by weight of silica sol and a particle size of silica of 500 to 150 μm, 45 to 50 parts of silica sol obtained in step b) to 100 parts by weight of colloidal silica obtained in step a). The weight part may be set.
このようにして得られたシリカ造粒物はついで脱水,脱
溶媒,脱炭のために加熱処理されるのであるが、この加
熱は酸化性雰囲気下において800〜1,000℃で行なえばよ
く、これは好ましくは室温から1,000℃まで10時間以上
かけて昇温してから1,000℃に1時間以上保持するよう
にすることがよい。この加熱によってシリカ粉は若干固
化するが、このものは弱い解砕で数10〜数百ミクロンの
ものとなるので、これについては解砕後適宜の粒度のも
のに篩別しておくことがよい。The silica granules thus obtained are then subjected to heat treatment for dehydration, desolvation and decarburization. This heating may be carried out at 800 to 1,000 ° C. in an oxidizing atmosphere. It is preferable to raise the temperature from room temperature to 1,000 ° C. over 10 hours and then hold it at 1,000 ° C. for 1 hour or more. The silica powder is slightly solidified by this heating, but this powder is weakly crushed to particles of several tens to several hundreds of microns. Therefore, it is preferable to sieve the silica powder into particles having an appropriate particle size after crushing.
このように篩別されたシリカはついで焼結することによ
って合成石英塊とされるのであるが、この焼結は従来法
では1,500〜1,900℃という高い温度で行なわれていたの
に対し、上記したような方法で得られた本発明のシリカ
は1,400〜1,600℃という比較的低い温度で1〜2時間焼
結すればよく、この焼結によってシリカ塊は若干粒子径
が小さくなるが、ほぼ30〜100メッシュの透明な合成石
英ガラス塊となる。The silica thus sieved is then sintered to form a synthetic quartz ingot, which is compared with the conventional method in which the sintering was performed at a high temperature of 1,500 to 1,900 ° C. The silica of the present invention obtained by such a method may be sintered at a relatively low temperature of 1,400 to 1,600 ° C. for 1 to 2 hours. By this sintering, the particle size of the silica agglomerates is slightly reduced, but the particle size is almost 30 to 30 ° C. It becomes a transparent synthetic quartz glass block with 100 mesh.
この合成石英ガラス塊はこれを粉砕し、篩別することに
よって本発明の合成石英ガラス粉とされるのであるが、
この合成石英ガラス塊はロールミルなどで容易に解砕す
ることができるので、粉砕が容易であるし、これは上記
した各工程で不純物の混入するおそれはないので精製工
程が不要であり、この石英ガラス粉は従来法のように粉
砕、篩別によって損失される分(30〜40%)が全くな
く、歩留り100%で製造されるためにコスト的に安価に
なるという有利性が与えられ、これはまた粒子形状が粉
砕粉のようにとがった形状ではなく、丸い粒子の集合体
となるし、充填状態も均一なものとなるので利用性が高
いものとなり、ここに得られた合成石英ガラス粉末はこ
れを例えば1,950℃で30分間焼結、溶融成形すれば高温
粘性の高い合成石英ガラス体とすることができるので、
半導体用耐熱治具例えばルツボなどの原料として有用と
されるという工業的な有利性が与えられる。This synthetic quartz glass lump is crushed and sieved to obtain the synthetic quartz glass powder of the present invention.
This synthetic quartz glass lump can be easily crushed with a roll mill or the like, so that it is easy to crush, and since there is no risk of impurities being mixed in each step described above, no purification step is required. Unlike conventional methods, glass powder has no loss (30-40%) due to crushing and sieving, and since it is manufactured at 100% yield, it has the advantage of being inexpensive. Also, since the particle shape is not a sharp shape like crushed powder, it becomes an aggregate of round particles and the filling state is uniform, so it is highly usable, and the synthetic quartz glass powder obtained here For example, if this is sintered at 1,950 ° C for 30 minutes and melt-molded, it can be made into a high-viscosity synthetic quartz glass body,
It is industrially advantageous that it is useful as a raw material for heat-resistant jigs for semiconductors such as crucibles.
[実施例] つぎに本発明の実施例をあげる。[Examples] Next, examples of the present invention will be described.
実施例1 (コロイダルシリカの調製) メチルシリケート26.5/時と反応液のpHが13になるよ
うに20重量%のアンモニア水17.2/時とを5の連続
反応フラスコ中に同時に滴下し、40〜50℃で反応させ、
5時間後に反応を停止したところ、シリカ濃度25%のコ
ロイダルシリカが得られた。これを脱水,洗浄し、乾燥
したところ42.5kgのシリカが得られたのでポリプロピレ
ン製の網30#で篩別して粒径が5〜40μmのもの38.4kg
を作った。Example 1 (Preparation of colloidal silica) 26.5 / hour of methyl silicate and 17.2 / hour of 20% by weight ammonia water so that the pH of the reaction solution would be 13 were simultaneously added dropwise to a continuous reaction flask of 5 to 40-50. React at ℃,
When the reaction was stopped after 5 hours, colloidal silica having a silica concentration of 25% was obtained. This was dehydrated, washed, and dried to obtain 42.5 kg of silica. Sifted with a polypropylene net 30 # to obtain a particle size of 5-40 μm 38.4 kg
made.
(シリカゾルの調製) 反応液のpHが11になるように4.5重量%のアンモニア水3
7.5にメチルシリケート13を滴下し、20〜30℃で加
水分解反応を行なわせたところ、シリカ濃度10.5重量%
のシリカゾル液46.75kgが得られた。(Preparation of silica sol) 4.5 wt% ammonia water 3
Methyl silicate 13 was added dropwise to 7.5, and a hydrolysis reaction was carried out at 20 to 30 ° C. The silica concentration was 10.5% by weight.
As a result, 46.75 kg of a silica sol solution of was obtained.
(合成石英粉の製造) 上記で得たコロイダルシリカ5kgに対して、上記で得た
シリカゾルを40重量%,45重量%,50重量%を混合して
20のポリエチレン製のビンに入れて30rpmで回転させ
て造粒し、このときの回転時間と造粒粒子径(%)との
関係をしらべたところ、第1表に示したとおりの結果が
得られた。(Production of Synthetic Quartz Powder) 5 kg of the colloidal silica obtained above was mixed with 40% by weight, 45% by weight and 50% by weight of the silica sol obtained above.
The mixture was put in a polyethylene bottle of 20 and rotated at 30 rpm for granulation, and the relationship between the rotation time and the granulated particle size (%) was examined, and the results shown in Table 1 were obtained. Was given.
この結果からシリコン単結晶引上用ルツボ原料として適
している50〜150#のものがゾル混合率が45重量%のもの
を20分回転造粒したときに39.4%と最高の収率で得られ
ることが判ったので、この方法で造粒シリカを作ること
とし、150#下のものも再度造粒して50〜150#のものを集
め、これをくり返して粒度が50〜150#の造粒シリカ25kg
を作り、これを石英ガラス容器に入れ、空気中において
室温から1,000℃まで15時間で昇温し、ついで1トール
の減圧下に1,500℃まで2時間で昇温し、1時間保持
し、これを石英ガラス製ロールミルで解砕し、50〜150#
に篩別したところ、合成石英粉22kgが得られた。From this result, 50 ~ 150 # which is suitable as a crucible raw material for pulling silicon single crystal can be obtained with the highest yield of 39.4% when the sol mixing ratio is 45% by weight after 20 minutes of rotary granulation. Since it was found that the granulated silica was made by this method, the granules with 150 # below were granulated again, and the granules with 50 ~ 150 # were collected. 25 kg of silica
In a quartz glass container, heated from room temperature to 1,000 ° C in air for 15 hours, then heated to 1,500 ° C under reduced pressure of 1 Torr for 2 hours, and held for 1 hour. Crush with quartz glass roll mill, 50 ~ 150 #
After sieving, 22 kg of synthetic quartz powder was obtained.
なお、この合成石英粉についてはこれを用いて公知の方
法でルツボを成形したところ、得られたルツボは天然水
晶を溶融して作ったものに比べて外観上変らず、不純物
量がAl30ppb,Fe,Ca35ppb,Na25ppb,K27ppb
と純度の高いもので、1,400℃における粘度(ファイバ
ーエロンゲンション)もlogη=10.89ポイズと高いもの
であった。Regarding this synthetic quartz powder, when a crucible was molded using this using a known method, the obtained crucible did not change in appearance as compared with one made by melting natural quartz, and the amount of impurities was Al30ppb, Fe. , Ca35ppb, Na25ppb, K27ppb
With high purity, the viscosity (fiber elongation) at 1,400 ℃ was as high as log η = 10.89 poise.
実施例2 実施例1におけるコロイダルシリカ5kgに対するシリカ
ゾルの混合量を20重量%,25重量%,30重量%とし、実
施例1と同じ方法で回転造粒し、このときの回転時間と
造粒粒子径(%)との関係をしらべたところ、第2表に
示したとおりの結果が得られた。 Example 2 The amount of silica sol mixed with 5 kg of colloidal silica in Example 1 was set to 20% by weight, 25% by weight and 30% by weight, and rotation granulation was carried out in the same manner as in Example 1, and the rotation time and granulated particles at this time were set. When the relationship with the diameter (%) was examined, the results shown in Table 2 were obtained.
この結果から、真空焼結品用として適している100〜200
#のものを得るには、ゾル混合率が30重量%で30分間回
転造粒したものが61.7%と最高の収率を示すことが判っ
たので、これをくり返して粒径が100〜200#のものを29k
g作り、これを石英ガラス容器に入れ、空気中において
室温から1,000℃まで16時間で昇温し、ついで10-2トー
ルの減圧下に1,420℃まで2時間かけて昇温し、1時間
保持したのち、石英ガラス製ロールミルで解砕し、100
〜200#に篩別したところ、27kgの合成石英粉が得られ
た。From this result, 100 to 200 suitable for vacuum sintering products
In order to obtain # #, it was found that the sol mixed ratio was 30 wt% and the granulation was carried out for 30 minutes by rotary granulation, and the highest yield was 61.7%, so this was repeated and the particle size was 100-200 #. Stuff for 29k
g, put in a quartz glass container, heated in air from room temperature to 1,000 ° C in 16 hours, then heated to 1,420 ° C under reduced pressure of 10 -2 torr over 2 hours and held for 1 hour After that, crush with a quartz glass roll mill and
After sieving to ~ 200 #, 27 kg of synthetic quartz powder was obtained.
なお、このようにして得た合成石英粉を再度石英ガラス
管中に詰め、10-2トールで1,700℃に処理して真空焼結
品としたところ、このものはlogη=11.03という粘性を
示した。The synthetic quartz powder thus obtained was again packed in a quartz glass tube and treated at 10 −2 torr at 1,700 ° C. to obtain a vacuum sintered product, which exhibited a viscosity of log η = 11.03. .
実施例3 実施例1における第1表からフィルター製作用として適
している30〜50#のシリカを得るためにはゾル混合率を5
0%とし、6分間回転造粒したものが53.1%と最高の収
率を示すことが判ったので、これをくり返して粒径が30
〜50#のシリカ35kgを作り、これを石英ガラス容器に入
れ、空気中において室温から1,000℃まで7時間で昇温
して1時間保持し、ついで1トールの減圧下に1,580℃
で2時間で昇温して1時間保持したのち、石英ガラス製
ロールミルで解砕し、30〜50#に篩別したところ、合成
石英粉30kgが得られた。 Example 3 From Table 1 in Example 1, in order to obtain 30 to 50 # silica suitable for making a filter, the sol mixing ratio is 5
It was found that the maximum yield was 53.1%, which was obtained by spin-granulating for 6 minutes at 0%.
Make ~ 50 # silica 35kg, put it in a quartz glass container, raise it in the air from room temperature to 1,000 ° C in 7 hours and hold it for 1 hour, then under reduced pressure of 1 Torr 1,580 ° C.
The temperature was raised for 2 hours and kept for 1 hour, then crushed with a quartz glass roll mill, and sieved to 30 to 50 # to obtain 30 kg of synthetic quartz powder.
なお、このようにして得た合成石英粉をカーボンケース
に詰め、常圧で1,500℃に処理してフィルターを作った
ところ、このものは最大気孔径150μm、最小気孔径75
μmという物性を示した。The synthetic quartz powder obtained in this way was packed in a carbon case and processed at 1,500 ° C under atmospheric pressure to make a filter. This product has a maximum pore size of 150 μm and a minimum pore size of 75 μm.
It exhibited a physical property of μm.
[発明の効果] 本発明は合成石英粉の製造方法に関するものであり、こ
れはa)メチルシリケートをpH13以上のアンモニア水で加
水分解して調製したコロイダルシリカと、b)メチルシリ
ケートをpH8〜13のアンモニア水で加水分解して調製し
たシリカゾルとを混合し造粒したのち、酸化性雰囲気で
加熱し、ついで1,400〜1,600℃で焼結し、解砕,篩別し
てなることを特徴とするものであるが、これによればa)
工程で得たシリカが粒径の比較的大きいコロイダルシリ
カであり、b)工程で得たシリカが粒径の小さいシリカゾ
ルであることから、この両者を適宜の比率で混合すれば
目的とする粒径の造粒シリカを容易に得ることができる
ので、これを焼結し、解砕,篩別して得られる合成石英
粉末を所定の粒度の粉体として容易に得ることができる
し、この方法で得られた石英粉末はOH基が少なく、高
純度で高温における粘性の高いものとなるので、例えば
半導体シリコン引上用ルツボ材、真空焼結品用、フィル
ター用として有用とされる合成石英粉末を容易にかつ安
価に得ることができるという有利性が与えられる。[Effects of the Invention] The present invention relates to a method for producing synthetic quartz powder, which comprises: a) colloidal silica prepared by hydrolyzing methyl silicate with ammonia water having a pH of 13 or higher; and b) methyl silicate having a pH of 8 to 13 After mixing with silica sol prepared by hydrolyzing with ammonia water and granulating, heating in an oxidizing atmosphere, then sintering at 1,400-1,600 ℃, crushing and sieving Yes, but according to this a)
The silica obtained in the step is a colloidal silica having a relatively large particle diameter, and the silica obtained in the step b) is a silica sol having a small particle diameter. Since it is possible to easily obtain the granulated silica of, the synthetic quartz powder obtained by sintering, crushing and sieving it can be easily obtained as a powder having a predetermined particle size. Since the quartz powder has few OH groups and has high purity and high viscosity at high temperature, it is possible to easily produce synthetic quartz powder which is useful as a crucible material for pulling up semiconductor silicon, a vacuum sintered product, and a filter, for example. And the advantage that it can be obtained at low cost is given.
Claims (2)
ア水により加水分解して調製したコロイダルシリカと、
b)メチルシリケートをpH8〜13のアンモニア水により加
水分解して調製したシリカゾルとを混合し造粒したの
ち、酸化性雰囲気で加熱し、ついで1,400〜1,600℃で焼
結し、解砕,篩別してなることを特徴とする合成石英粉
の製造方法。1. A colloidal silica prepared by hydrolyzing a) methyl silicate with aqueous ammonia having a pH of 13 or more,
b) Mixing and granulating silica sol prepared by hydrolyzing methyl silicate with ammonia water having a pH of 8-13, heating in an oxidizing atmosphere, then sintering at 1,400-1,600 ° C, crushing and sieving And a method for producing synthetic quartz powder.
b)成分の混合比調整で行なう請求項1に記載した合成石
英ガラス粉の製造方法。2. The adjustment of the particle size distribution of synthetic quartz glass powder is carried out by a),
The method for producing synthetic quartz glass powder according to claim 1, which is performed by adjusting the mixing ratio of the component (b).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002190A JPH068182B2 (en) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | Method for producing synthetic quartz powder |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002190A JPH068182B2 (en) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | Method for producing synthetic quartz powder |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03228839A JPH03228839A (en) | 1991-10-09 |
| JPH068182B2 true JPH068182B2 (en) | 1994-02-02 |
Family
ID=12015440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002190A Expired - Lifetime JPH068182B2 (en) | 1990-01-30 | 1990-01-30 | Method for producing synthetic quartz powder |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068182B2 (en) |
-
1990
- 1990-01-30 JP JP2002190A patent/JPH068182B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03228839A (en) | 1991-10-09 |
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