JP2001089125A - Porous silica granules, method for producing the same, and method for producing synthetic quartz glass powder using the porous silica granules - Google Patents
Porous silica granules, method for producing the same, and method for producing synthetic quartz glass powder using the porous silica granulesInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高純度の多孔質シリカ
顆粒及びその製造方法、並びに該多孔質シリカ顆粒を用
いる高純度合成石英ガラス粉の製造方法に関するもので
ある。The present invention relates to a high-purity porous silica granule and a method for producing the same, and a method for producing a high-purity synthetic quartz glass powder using the porous silica granule.
【0002】[0002]
【従来の技術】多孔質シリカ顆粒は、合成石英ガラス粉
の原料として、また、触媒担体用として或は半導体工業
における充填材料として使用されてきた。近年、半導体
の高集積化に伴い高純度の石英ガラスが要求されるよう
になり、今迄用いられていた天然の水晶やケイ砂を原料
とする石英ガラスではその純度や品質が限界に達し、合
成石英ガラスが注目を集めている。前記合成石英ガラス
は、例えば、高純度のシリコンアルコキシド等を加水分
解して得たゲル体を粉砕するゾルゲル法や高純度のシラ
ン系ガスを火炎加水分解して得たシリカ微粒子を堆積し
(スート法)焼成して合成石英ガラスとした後、粉砕し
て製造される。しかしながら、従来のゾルゲル法やスー
ト法においては、いずれも一旦塊状としたのち粉砕、精
製して石英ガラス粉を製造するところから、粉砕時等に
不純物が混入し、得られた合成石英ガラスの純度が十分
でなかった。特に、ゾルゲル法では原料としてシリコン
アルコキシド等の炭素を含有する化合物を用いることか
ら、多孔質シリカ顆粒中に炭素成分が混入し、その濃度
が数%ともなり、黒色異物として残留したり、或は気泡
を発生する原因となり、高純度、高品質化の求められる
半導体工業用合成石英ガラス原料としては満足できるも
のではなかった。その上、ゾルゲル法では溶媒や水分を
大量に含むため、これらを蒸発させて得たゲルは極めて
多孔質となり直径0.1〜20μm程度の気孔を多数有
し、焼成時の緻密化過程でそれらがガラス粒子内に閉じ
込められ、半導体の高温減圧熱処理時に膨張する欠点も
有していた。その一方、スート法では炭素フリーの原料
を用いることで、前記炭素成分の残留等がなく炭素成分
による汚染がないが、その反面バルク体の製造時に大量
な副生物が発生し、製造効率を低くしコスト高となる欠
点がある。この大量の副生物を利用する方法として特開
平7−17706号公報や特開平11ー130417号
公報等で珪酸ダストを水に分散し、粒状化する方法が提
案されているが、いずれもシリカ顆粒の製造において粉
砕などの工程があり、不純物の混入が避け難く、満足で
きる方法ではなかった。2. Description of the Related Art Porous silica granules have been used as a raw material for synthetic quartz glass powder, as a catalyst carrier or as a filler in the semiconductor industry. In recent years, the high integration of semiconductors has led to the demand for high-purity quartz glass, and the purity and quality of quartz glass made from natural quartz and silica sand that have been used until now have reached their limits, Synthetic quartz glass is attracting attention. For the synthetic quartz glass, for example, a sol-gel method for pulverizing a gel obtained by hydrolyzing high-purity silicon alkoxide or the like, or silica fine particles obtained by flame hydrolysis of a high-purity silane-based gas are deposited (soot). Method) It is manufactured by firing to obtain a synthetic quartz glass and then pulverizing. However, in the conventional sol-gel method and soot method, both are once formed into a lump and then pulverized and refined to produce quartz glass powder. Was not enough. In particular, in the sol-gel method, a carbon-containing compound such as silicon alkoxide is used as a raw material. Therefore, a carbon component is mixed into the porous silica granules, and the concentration thereof becomes several percent, and remains as black foreign matter, or It is a cause of the generation of bubbles, and is not satisfactory as a synthetic quartz glass raw material for the semiconductor industry which requires high purity and high quality. In addition, since the sol-gel method contains a large amount of solvent and water, the gel obtained by evaporating these becomes extremely porous and has a large number of pores having a diameter of about 0.1 to 20 μm. Was trapped in the glass particles and expanded when the semiconductor was subjected to high-temperature decompression heat treatment. On the other hand, in the soot method, by using a carbon-free raw material, the carbon component does not remain and there is no contamination by the carbon component, but on the other hand, a large amount of by-products is generated during the production of the bulk body, and the production efficiency is lowered. There is a disadvantage that the cost is high. As a method for utilizing such a large amount of by-products, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-17706 and 11-130417 disclose a method in which silicate dust is dispersed in water and granulated. There is a process such as pulverization in the production of, and it is difficult to avoid the contamination of impurities, which is not a satisfactory method.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ス
ート法は、炭素成分の残留がない上に、気孔径を小さ
く、嵩密度を高くできるところから、このスート法をさ
らに改善することでよりより高純度で、しかも高品質の
合成石英ガラスが得られるとの考えに基づき、本発明者
等は鋭意研究を続けた結果、珪素化合物原料を加水分解
して得たヒュームドシリカを純水に分散しスラリーとし
たのち、特定の条件で乾燥することで、粉砕、精製によ
る不純物の混入がなく高純度、高品質の多孔質シリカ顆
粒が得られ、それを焼成することで高純度の合成石英ガ
ラス粉が得られることを見出した。さらに、前記シリカ
顆粒が合成石英ガラスの製造の時に副生物として発生す
る大量の珪酸ダストを利用しても得られることをも見出
して、本発明を完成したものである。すなわち、However, the above-mentioned soot method has no residual carbon component, and has a small pore diameter and a high bulk density. Therefore, the soot method is further improved by further improving the soot method. Based on the belief that a synthetic quartz glass of high purity and high quality can be obtained, the present inventors have conducted intensive studies and as a result, dispersed fumed silica obtained by hydrolyzing a silicon compound raw material in pure water. After the slurry is formed, it is dried under specific conditions to obtain high-purity, high-quality porous silica granules without contamination by pulverization and purification. Was obtained. Further, the present inventors have also found that the silica granules can be obtained by using a large amount of silicate dust generated as a by-product during the production of synthetic quartz glass, thereby completing the present invention. That is,
【0004】本発明は、高純度の多孔質シリカ顆粒を提
供することを目的とする。An object of the present invention is to provide porous silica granules having high purity.
【0005】本発明は、合成石英ガラスの製造時に発生
する大量の副生物を利用して得られる多孔質シリカ顆粒
を提供することを目的とする。[0005] An object of the present invention is to provide a porous silica granule obtained by utilizing a large amount of by-product generated during the production of synthetic quartz glass.
【0006】本発明は、上記高純度多孔質シリカ顆粒の
製造方法を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide a method for producing the above-mentioned high-purity porous silica granules.
【0007】本発明は、上記多孔質シリカ顆粒を用いた
高純度の合成石英ガラス粉の製造方法を提供することを
目的とする。An object of the present invention is to provide a method for producing high-purity synthetic quartz glass powder using the above-mentioned porous silica granules.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、略球状であって、炭素含有量が1ppm未満、気
孔容積が顆粒1グラム当たり0.5cm3以下、気孔の
平均径が50nm以下、比表面積が100m2/g以
下、嵩密度が0.7g/cm3以上であることを特徴と
する多孔質シリカ顆粒及びその製造方法、並びに該多孔
質シリカ顆粒を用いる高純度合成石英ガラス粉の製造方
法に係る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention, which achieves the above objects, is substantially spherical, has a carbon content of less than 1 ppm, a pore volume of 0.5 cm 3 or less per gram of granules, and an average pore diameter of 50 nm. Hereinafter, porous silica granules having a specific surface area of 100 m 2 / g or less and a bulk density of 0.7 g / cm 3 or more, a method for producing the same, and a high-purity synthetic quartz glass using the porous silica granules The present invention relates to a method for producing powder.
【0009】上述のように本発明の多孔質シリカ顆粒
は、分子内に炭素原子を含まない化合物、例えば四塩化
珪素、六塩化二珪素、四臭化珪素、四沃化珪素、ヘキサ
ジクロロシロキサン、トリクロロシラン、トリブロモシ
ラン、トリシランなどを加水分解して得たヒュームドシ
リカを原料とし、炭素濃度が1ppm未満で炭素成分に
よる不具合のないシリカ顆粒である。このシリカ顆粒の
製造時にはヒュームドシリカを純水中に分散し、固形分
濃度50〜80重量%のスラリーとし、鉱酸を添加して
pH値を1〜4に調整し、攪拌しながら80〜150℃
に加温された清浄なガスを供給し乾燥することで製造で
きる。前記製造方法における乾燥においてはスラリーは
徐々に糊状となり更に攪拌による剪断力と回転で球状の
均質な顆粒となる。顆粒の大きさは、攪拌速度、加温ガ
スの流量、流速及び湿度により変化するが、水分の蒸発
速度は初期スラリー1kg当たり50g/時以下とする
のがよい。水分の蒸発速度が前記範囲を超えると顆粒内
部の水分が沸騰し顆粒が割れることがあり好ましくな
い。前記乾燥で水分含有量が1重量%以下となったとこ
ろで分級し粒径50〜800μmの多孔質シリカ顆粒を
形成する。前記ヒュームドシリカはスラリーが十分な粘
りがでるように平均粒径が4μm以下、好ましくは1μ
m以下がよい。またスラリーに添加する鉱酸としては揮
発性の酸であればよく、特に限定されないが、例えば塩
酸、硝酸が挙げられる。珪素の塩化物を原料として使用
する場合には、加水分解の副産物である塩化水素が若干
量スラリーに溶け込むことがあるので塩酸が好ましい。As described above, the porous silica granules of the present invention can be prepared from compounds containing no carbon atom in the molecule, for example, silicon tetrachloride, disilicon hexachloride, silicon tetrabromide, silicon tetraiodide, hexadichlorosiloxane, Fumed silica obtained by hydrolyzing trichlorosilane, tribromosilane, trisilane and the like is used as a raw material, and is a silica granule having a carbon concentration of less than 1 ppm and having no trouble due to a carbon component. At the time of producing the silica granules, fumed silica is dispersed in pure water to form a slurry having a solid content concentration of 50 to 80% by weight, the pH value is adjusted to 1 to 4 by adding a mineral acid, and the slurry is stirred for 80 to 80% by weight. 150 ° C
It can be manufactured by supplying a heated clean gas to the substrate and drying. In the drying in the above-mentioned production method, the slurry gradually becomes paste-like, and further becomes spherical uniform granules by shearing force and rotation by stirring. The size of the granules varies depending on the stirring speed, the flow rate of the heating gas, the flow rate and the humidity, but the evaporation rate of water is preferably 50 g / h or less per kg of the initial slurry. If the evaporation rate of water exceeds the above range, the water inside the granules boils and the granules may be broken, which is not preferable. When the water content is reduced to 1% by weight or less by the drying, the particles are classified to form porous silica granules having a particle size of 50 to 800 μm. The fumed silica has an average particle size of 4 μm or less, preferably 1 μm, so that the slurry has sufficient viscosity.
m or less is good. The mineral acid to be added to the slurry is not particularly limited as long as it is a volatile acid, and examples thereof include hydrochloric acid and nitric acid. When silicon chloride is used as a raw material, hydrochloric acid is preferred because a small amount of hydrogen chloride, which is a by-product of hydrolysis, may dissolve in the slurry.
【0010】上記に得られた多孔質シリカ顆粒は、その
気孔の平均径が50nm以下と、ゾルゲル法で得られた
シリカ顆粒の約20分の1より小さく、それを用いた合
成石英ガラス粉の製造時の焼成時において閉気孔として
封鎖されることがなく顆粒内部から消滅する。また、気
孔容積は顆粒1グラム当たり0.5cm3以下と気孔の
占める容積が非常の小さい上に、比表面積が100m2
/g以下と小さく嵩密度が0.7g/cm3以上であ
る。そのためバルク状の石英ガラスを製造する際に収縮
がない上に、シリカ顆粒が均質の略球状をしているとこ
ろから、殆ど類似の焼成及び溶融挙動を示し、焼成や溶
融ガラス化等が容易で一旦焼成して石英ガラス粉とする
ことなく直接成形してバルク体の透明石英ガラスとする
ことができる。また、前記多孔質シリカ顆粒は、高純度
である上に均質な顆粒であることから、触媒担体として
もまた半導体用充填材としても有用である。The porous silica granules obtained as described above have an average pore diameter of 50 nm or less, which is smaller than about one-twentieth of the silica granules obtained by the sol-gel method. It disappears from the inside of the granules without being closed as closed pores during firing during production. Further, the pore volume is 0.5 cm 3 or less per gram of granules, and the volume occupied by the pores is very small, and the specific surface area is 100 m 2.
/ G or less and the bulk density is 0.7 g / cm 3 or more. Therefore, there is no shrinkage when producing bulk quartz glass, and since the silica granules are homogeneous and nearly spherical, they show almost similar firing and melting behavior, making firing and melt vitrification easy. It is possible to obtain a bulk transparent quartz glass by directly molding without firing to form a quartz glass powder. Further, the porous silica granules are high-purity and homogeneous granules, and thus are useful as a catalyst carrier and as a semiconductor filler.
【0011】上記多孔質シリカ顆粒を用いて合成石英ガ
ラスの原料である合成石英ガラス粉を製造する場合に
は、該多孔質シリカ顆粒を酸素を含む雰囲気中で150
〜300℃の温度範囲で熱処理してシリカ顆粒表面に水
分の作用で付着する微粉を系外に排出するとともに、顆
粒中に残っている水分を完全に除去する。前記温度が3
00℃を超えるとシリカ顆粒にひび割れが発生し好まし
くない。さらに、600〜1100℃の温度範囲で熱処
理し、シリカ顆粒中に混入している有機物や可燃物を酸
化除去する。温度が1100℃を超えると気孔の部分的
な閉鎖が起こり好ましくなく、600℃未満では所期の
目的の達成が困難である。最後に、塩化水素を含むフロ
ー雰囲気中で1100〜1300℃の熱処理を行い、含
有する微量な金属不純物を塩化物として取り除く。この
際反応速度を速めるため、1200℃程度の高温として
もよい。前記温度では気孔の閉鎖が始まるが、前工程で
不純物が除去されており特に問題になることはない。本
発明における多孔質シリカ顆粒の純化処理とは前記熱処
理をいう。In the case of producing a synthetic quartz glass powder, which is a raw material of a synthetic quartz glass, using the above porous silica granules, the porous silica granules are mixed in an atmosphere containing oxygen for 150 minutes.
Heat treatment is performed at a temperature in the range of 300 ° C. to discharge fine powder adhering to the surface of the silica granules by the action of water to the outside of the system, and completely remove water remaining in the granules. The temperature is 3
If the temperature exceeds 00 ° C., the silica granules are undesirably cracked. Further, heat treatment is performed in a temperature range of 600 to 1100 ° C. to oxidize and remove organic substances and combustible substances mixed in the silica granules. If the temperature exceeds 1100 ° C., the pores are partially closed, which is not preferable. If the temperature is lower than 600 ° C., it is difficult to achieve the intended purpose. Finally, a heat treatment at 1100 to 1300 ° C. is performed in a flow atmosphere containing hydrogen chloride to remove contained trace metal impurities as chlorides. At this time, in order to increase the reaction rate, the temperature may be as high as about 1200 ° C. At this temperature, the pores begin to close, but there is no particular problem since impurities have been removed in the previous step. The purification treatment of the porous silica granules in the present invention refers to the heat treatment.
【0012】上記熱処理で得た高純度の多孔質シリカ顆
粒を電気炉内で真空中、或は水素又はヘリウム雰囲気中
で1300〜1500℃で焼成し、緻密化して透明合成
石英ガラス粉とする。前記電気炉としては高純度の石英
ガラスやセラミックスからなる炉がよく、該炉内にシリ
カ顆粒を入れ、均一な昇温で加熱し、所定の時間保持す
ることが行われる。この焼結において温度が1500℃
を超えると、シリカ顆粒同士の融着も起こり、粉砕をす
る必要が生じて好ましくない。The high-purity porous silica granules obtained by the above heat treatment are fired in an electric furnace in a vacuum or in an atmosphere of hydrogen or helium at 1300 to 1500 ° C. and densified to obtain a transparent synthetic quartz glass powder. As the electric furnace, a furnace made of high-purity quartz glass or ceramics is preferable, and silica granules are put in the furnace, heated at a uniform temperature, and held for a predetermined time. In this sintering, the temperature is 1500 ° C
If it exceeds, fusion of the silica granules may occur, and it may be necessary to pulverize, which is not preferable.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】次に本発明の実施例について述べ
るがこれによって本発明はなんら限定されるものではな
い。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.
【0014】なお、比表面積、気孔容積、平均気孔径及
び不純物濃度は以下の測定方法によって得た値である。 (a)比表面積:BET法 (b)気孔容積:ガス吸着法(DH法) (c)不純物濃度:IPC−AES法及び赤外分光光度
法The specific surface area, pore volume, average pore diameter and impurity concentration are values obtained by the following measuring methods. (A) Specific surface area: BET method (b) Pore volume: gas adsorption method (DH method) (c) Impurity concentration: IPC-AES method and infrared spectrophotometry
【0015】[0015]
【実施例】実施例1 石英ガラスで製作した反応チャンバー内で石英ガラスバ
ーナーを用いて酸水素火炎を燃焼させ、その中に高純度
の四塩化珪素を供給しヒュームドシリカを発生させた。
排気口より排気されたガス中のヒュームドシリカをバグ
フィルターにて回収し140kgのヒュームドシリカを
得た。Example 1 An oxyhydrogen flame was burned using a quartz glass burner in a reaction chamber made of quartz glass, and high-purity silicon tetrachloride was supplied therein to generate fumed silica.
Fumed silica in the gas exhausted from the exhaust port was collected by a bag filter to obtain 140 kg of fumed silica.
【0016】内側及び攪拌羽根をポリウレタン樹脂で被
覆した攪拌機を用意し、純水75リットルを入れ攪拌羽
根を回転させながらヒュームドシリカを徐々に投入して
65重量%のスラリーを作成した。このスラリーに半導
体グレードの塩酸200cm 3を添加し約30分間攪拌
を続けて安定化させた。前記スラリーを内部がポリウレ
タン樹脂で被覆された直径約1mの容器であって、石英
ガラス製の攪拌治具及びスクレイパーが設置されている
容器内に投入し攪拌治具及び攪拌容器を回転させ、15
0℃に加温した乾燥クリーンエアーを5m3/分の流量
で供給しながら、30時間乾燥を続けた。スラリーは8
時間で糊状となり、16時間後には水分を20%程度含
みながらも粒状となった。30時間後には水分含有量が
0.6重量%となった。次いで分級し180〜500μ
mの顆粒70kgを採取した。得られた顆粒は図1に示
すようにほぼ球形で均質であり、その物性値は比表面積
が55m2/g、気孔容積が0.307cm3/g、平均
気孔径が11.2nmであった。また、不純物濃度は表
1のとおりであった。なお、不純物濃度の単位はppm
である。The inner and stirring blades are covered with polyurethane resin.
Prepare a covered stirrer, add 75 liters of pure water, and stir
Add fumed silica gradually while rotating the roots
A 65% by weight slurry was made. This slurry
Body grade hydrochloric acid 200cm ThreeAnd stir for about 30 minutes
Continued to stabilize. The slurry is filled with polyurethane
A container with a diameter of about 1 m covered with tin resin and made of quartz
Glass stirring jig and scraper are installed
Put into the container, rotate the stirring jig and the stirring container,
5m of dry clean air heated to 0 ℃Three/ Min flow rate
Drying was continued for 30 hours while supplying with. The slurry is 8
It becomes pasty in time, and after 16 hours contains about 20% of water.
It became granular while watching. After 30 hours the water content
0.6% by weight. Then classify it 180-500μ
70 kg of granules of m were collected. The granules obtained are shown in FIG.
It is almost spherical and homogeneous, and its physical property value is
Is 55mTwo/ G, pore volume 0.307cmThree/ G, average
The pore diameter was 11.2 nm. The impurity concentration is shown in the table.
No. 1. The unit of impurity concentration is ppm
It is.
【0017】[0017]
【表1】 [Table 1]
【0018】次に、上記顆粒をロータリーキルンに流
し、200℃で酸素フロー150cm 3/分下で酸化処
理を行った。この時の処理速度は12kg/時で炉内の
通過時間は約30分であった。同様な条件で温度を80
0℃にして熱処理を実施したのち、1200℃に昇温し
て塩化水素フロー150cm3/分の条件で熱処理を実
施した。処理速度は10kg/時で炉内の通過時間は約
40分であった。この熱処理を終了した状態の顆粒の物
性値を測定したところ、比表面積は49m2/g、気孔
容積は0.27cm3/g、平均気孔径は11.7nm
であった。また、不純物濃度は表2のとおりであった。
なお、不純物濃度の単位はppbである。Next, the granules are poured into a rotary kiln.
And oxygen flow 150cm at 200 ° C ThreeOxidation treatment per minute
Was done. The processing speed at this time is 12 kg / hour and the
The transit time was about 30 minutes. Set the temperature to 80 under the same conditions.
After heat treatment at 0 ° C, the temperature was raised to 1200 ° C.
Hydrogen chloride flow 150cmThree/ Heat treatment
gave. The processing speed is 10 kg / hour and the passage time in the furnace is about
40 minutes. Granules after completion of this heat treatment
When the property value was measured, the specific surface area was 49 m.Two/ G, stoma
The volume is 0.27cmThree/ G, average pore diameter is 11.7 nm
Met. Table 2 shows the impurity concentrations.
The unit of the impurity concentration is ppb.
【0019】[0019]
【表2】 [Table 2]
【0020】熱処理の終了した多孔質シリカ顆粒を石英
ガラス製の容器に10kg入れ、カーボン抵抗式ヒータ
ーの真空炉に挿入し一旦真空にしたのち、ヘリウムガス
を導入してヘリウム雰囲気とした。1200℃までは2
0℃/分で昇温し、その後1380℃まで1℃/分でゆ
っくり加熱して、1380℃で6時間保持したのち自然
冷却した。炉から取り出された石英ガラス粉は粉同士の
融着がほとんどなく、手でつぶすことで完全な粉状に戻
った。この透明石英ガラス粉には気孔が検出されず真比
重は2.18であった。After the heat treatment, 10 kg of the porous silica granules were placed in a quartz glass container, inserted into a vacuum furnace of a carbon resistance heater, once evacuated, and then helium gas was introduced to form a helium atmosphere. 2 up to 1200 ° C
The temperature was raised at 0 ° C./min, then slowly heated to 1380 ° C. at 1 ° C./min, kept at 1380 ° C. for 6 hours, and then cooled naturally. The quartz glass powder taken out of the furnace had almost no fusion between the powders, and was returned to a complete powder state by crushing by hand. No pores were detected in this transparent quartz glass powder, and the true specific gravity was 2.18.
【0021】上記合成石英ガラス粉を真空溶融して石英
ガラス棒及びブロック材を製造した。得られた石英ガラ
ス棒及びブロック材には泡、異物等が存在せず、さらに
1600℃で真空加熱しても気泡の膨張がみられなかっ
た。The above synthetic quartz glass powder was melted under vacuum to produce a quartz glass rod and a block material. The obtained quartz glass rod and block material had no bubbles, foreign substances, and the like, and no expansion of the bubbles was observed even when vacuum heating was performed at 1600 ° C.
【0022】[0022]
【発明の効果】本発明の多孔質シリカ顆粒は、高純度
で、均質であるとともに、気孔径、気孔容積、比表面積
が小さく、嵩密度が高く、石英ガラスの製造時に収縮を
起こすことがない。また、高純度で、嵩密度も大きいと
ころから半導体用充填材としても有用である。前記多孔
質シリカ顆粒は、合成石英ガラスの製造時に生じる副生
物が利用でき、工業的価値の高いものである。Industrial Applicability The porous silica granules of the present invention are high-purity, homogeneous, small in pore diameter, pore volume, specific surface area, high in bulk density, and do not shrink during the production of quartz glass. . Further, it is useful as a semiconductor filler because of its high purity and large bulk density. The porous silica granules have high industrial value because by-products produced during the production of synthetic quartz glass can be used.
【図1】本発明の多孔質シリカ顆粒の顕微鏡写真であ
る。FIG. 1 is a micrograph of a porous silica granule of the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ライナー・ケプラー ドイツ国ゼリゲンシュタット 63500、シ ュタインハイマー シュトラーセ 83 (72)発明者 フリツ−ウルリッヒ・クライス ドイツ国ゲルンハウゼン 63571、アム ガイアースベルク 5 (72)発明者 クラウス・アノルト ドイツ国ハナウ 63457、イン デン ハ イマースビーゼン 9 Fターム(参考) 4G014 AH15 4G072 AA28 AA30 BB07 DD02 DD03 DD04 GG01 GG03 HH03 HH07 HH10 JJ01 JJ14 LL01 LL03 LL06 LL07 MM01 MM03 MM31 PP17 RR01 RR11 TT01 TT04 TT05 TT08 TT19 UU01 UU21 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Reiner Kepler 63500, Zelligenstadt, Germany 83; Schutteinheimer Straße 83, 72 Inventor Klaus Anort Hanau, Germany 63457, Inden Hammersbysen 9F term (reference) 4G014 AH15 4G072 AA28 AA30 BB07 DD02 DD03 DD04 GG01 GG03 HH03 HH07 HH10 JJ01 JJ14 LL01 LL03 LL11 MM03 TT07 MM03 MM03 MM03 TT05 TT08 TT19 UU01 UU21
Claims (9)
満、気孔容積が顆粒1グラム当たり0.5cm3以下、
気孔の平均径が50nm以下、比表面積が100m2/
g以下、嵩密度が0.7g/cm3以上であることを特
徴とする多孔質シリカ顆粒。(1) a substantially spherical particle having a carbon concentration of less than 1 ppm, a pore volume of 0.5 cm 3 or less per gram of granules,
The average diameter of the pores is 50 nm or less, and the specific surface area is 100 m 2 /
g, and a bulk density of 0.7 g / cm 3 or more.
徴とする請求項1記載の多孔質シリカ顆粒。2. The porous silica granules according to claim 1, wherein the water content is 1% by weight or less.
mの範囲にあることを特徴とする請求項1記載の多孔質
シリカ顆粒。3. The porous silica granule has a particle size of 50 to 800 μm.
2. The porous silica granules according to claim 1, wherein m is in the range of m.
を純化処理し、焼成した高純度合成石英ガラス粉。4. A high-purity synthetic quartz glass powder obtained by purifying and firing the porous silica granules according to claim 1.
して得たヒュームドシリカを純水中に分散し固形分濃度
50〜80重量%のスラリーとし、pH値を1〜4に調
製したのち、攪拌しながら80〜150℃に加温した清
浄なガスを20時間以上供給し、水分含有量を1重量%
以下に乾燥し、分級することを特徴とする多孔質シリカ
顆粒の製造方法。5. A fumed silica obtained by hydrolyzing a silicon compound having no carbon atom is dispersed in pure water to form a slurry having a solid concentration of 50 to 80% by weight, and the pH value is adjusted to 1 to 4. Then, while stirring, a clean gas heated to 80 to 150 ° C. is supplied for 20 hours or more, and the water content is reduced to 1% by weight.
A method for producing porous silica granules, which is dried and classified as follows.
ることを特徴とする請求項5記載の多孔質シリカ顆粒の
製造方法。。6. The method for producing porous silica granules according to claim 5, wherein the particle size of the fumed silica is 4 μm or less. .
期スラリー1kg当たり50g/時以下であることを特
徴とする請求項5記載の高純度合成石英ガラス粉の製造
方法。7. The method for producing a high-purity synthetic quartz glass powder according to claim 5, wherein the water evaporation rate during drying with the heating gas is 50 g / h or less per kg of the initial slurry.
孔質シリカ顆粒をさらに酸素を含む雰囲気中、150〜
300℃で熱処理を施し、次いで600〜1100℃で
の熱処理及び塩化水素を含む雰囲気中、1100〜13
00℃での熱処理を施したのち、真空中、或はヘリウム
又は水素雰囲気中で焼成することを特徴とする高純度合
成石英ガラス粉の製造方法。8. The method according to claim 5, wherein the porous silica granules obtained by the method according to claims 5 to 7 are further treated in an atmosphere containing oxygen at a temperature of 150-150.
Heat treatment at 300 ° C., then heat treatment at 600-1100 ° C., and in an atmosphere containing hydrogen chloride, 1100-13
A method for producing a high-purity synthetic quartz glass powder, comprising subjecting a heat treatment at 00 ° C. to firing in a vacuum or in a helium or hydrogen atmosphere.
石英ガラス粉を溶融ガラス化することを特徴とする高純
度合成石英ガラスの製造方法。9. A method for producing a high-purity synthetic quartz glass, which comprises vitrifying the high-purity synthetic quartz glass powder obtained by the production method according to claim 8.
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