JPH02120246A - 微細パターン転写ガラスの製造方法 - Google Patents

微細パターン転写ガラスの製造方法

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JPH02120246A
JPH02120246A JP27128888A JP27128888A JPH02120246A JP H02120246 A JPH02120246 A JP H02120246A JP 27128888 A JP27128888 A JP 27128888A JP 27128888 A JP27128888 A JP 27128888A JP H02120246 A JPH02120246 A JP H02120246A
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JP
Japan
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gel
glass
fine pattern
sol
wet gel
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Pending
Application number
JP27128888A
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English (en)
Inventor
Shoichi Uchiyama
正一 内山
Osamu Yokoyama
修 横山
Yoshitaka Ito
嘉高 伊藤
Tetsuhiko Takeuchi
哲彦 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00Other methods of shaping glass
    • C03B19/12Other methods of shaping glass by liquid-phase reaction processes

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は微細バクーンを有するガラス成形品の製造方法
に関する。
〔従来の技術] 微細パターンを有するガラス成形品の製造方法としては
電子ビーム描画、機械加工を用いる方法などがあった。
しかしこれらはいずれも大がかりで高価な装置が必要で
あり、工程が複雑で長い、スルーブツトが低い等の欠点
を有していた。これらの欠点を克服するためにゾル−ゲ
ル法を利用したパターン転写方法が提案されている。(
特開昭6O−21215r微細パターンの作製方法」)
〔発明が解決しようとする課題1 しかしこの方法で得られるパターン転写ガラスはウェッ
トゲルの乾燥時の乾燥速度不均一によって生じる変形、
焼結時の収縮速度の不均一によって生じる変形により1
例えば平坦度に劣化を生じてしまい、成形精度の悪いも
のとなってしまった0本発明は以上の課題を解決するた
めになされたものであり、その目的とするところは成形
精度の優れたパターン転写ガラスをゾル−ゲル法によっ
て作製することにある。
【課題を解決するための手段] 本発明の第1の微細パターン転写ガラスの製造方法は、
1種もしくは2種以上の金属アルコキシドを主原料とし
て目的ガラス成分組成の液状ゾルを調整し、該液状ゾル
を所望形状もしくは所望パターンを有する母型に接しな
がらゲル化させウェットゲルを作製した後、該ウェット
ゲルを乾燥、焼結などの熱処理によりガラス化するゾル
−ゲル法による微細パターン転写ガラスの製造方法に於
て、前記ウェットゲルの乾燥を超臨界条件下で行なうこ
とを特徴とする。
また本発明の第2の微細パターン転写ガラスの製造方法
は、ゾル−ゲル法による微細パターン転写ガラスの製造
方法において、前記ウェットゲルの乾燥を液体中で行な
うことを特徴とする。
また本発明の第3の微細パターン転写ガラスの製造方法
は、ゾル−ゲル法による微細パターン転写ガラスの製造
方法において、前記ウェットゲルを空中に乗り下げて乾
燥することを特徴とする。
また本発明の第4の微細パターン転写ガラスの製造方法
は、第1項または第2項または第3項記載の微細パター
ン転写ガラスの製造方法において、前記ウェットゲルを
乾燥して得られるドライゲルを焼結する際に、前記ドラ
イゲルに荷重をかけ前記ドライゲルな基台の形状になら
うようにしながら焼結することを特徴とする。
また本発明の第5の微細パターン転写ガラスの製造方法
は、第1項または第2項または第3項または第4項記載
の微細パターン転写ガラスの製造方法にて使用する目的
ガラス成分組成の液状ゾルを、1種もしくは2 f!以
上の金属アルコキシド及び金属酸化物微粒子を主原料と
して調整することを特徴とする。
〔作 用1 本発明の詳細な説明する。ゾル−ゲル法によるガラス体
の作製時において成形精度の悪化はウェットゲルの乾燥
工程とドライゲルの焼結工程において生じる。乾燥工程
においては、乾燥奮囲気がウェットゲルの周辺で一様で
ないためにウェットゲルの収縮速度が部分により異なる
ため成形精度の悪化が生じる。また焼結工程においても
乾燥工程と同様な理由と、乾燥工程で生じたドライゲル
構成粒子の密度分布により成形精度の悪化が生じてしま
う、従ってこれらを防止するためには乾燥工程、焼結工
程それぞれで対策を施こす必要がある。乾燥工程におけ
る第一の方法としては、オートクレーブを用いた超臨界
条件下で乾燥を行なうことが考えられる。この方法でウ
ェットゲルの乾燥を行なうとゲル体の収縮がほとんど無
いために乾燥工程における成形精度の悪化が防止できる
。第二の方法としては、ウェットゲルの乾燥を液体中で
行なうことが考えられる。液体は気体に比して温度分布
を小さくおさえることが可能である。この時、液体とし
てはゲル体との反応性がほとんどなく、かつ疎水性であ
り、かつ60℃以上の温度で加熱を行なうために蒸気圧
の低いものが必要である。このような液体としてパーフ
ルオロポリエーテル(−CF−CFz−0−)n(商品
名フロリナート 3M社製)などが好ましい、第3の方
法としてはウェットゲルを空中に乗り下げて乾燥するこ
とが考えられる。これはウェットゲルを何らかの基台上
に接して乾燥させると基台に接している面と他の面では
乾燥速度に差が生じてしまい成形精度の悪化が生じてし
まうのを防ぐためである。このためには第3図に示すよ
うに、ゲル体の成形時にゲル体に穴41や、支持部42
を設けると良い。
次に焼結工程であるが、この際には第4図に示すような
荷重物41をドライゲル42上に設置し極めて平坦性の
よい基台上43にドライゲルを置けば良い、荷重物、基
台とも耐高温性のあるアルミナ・石莢などの材料を使う
必要がある。また転写部と荷重物は直接に接しない配慮
が必要である。
(実施例−1) S i (oct Hs ) 4 208 g、0.0
2規定塩酸147gを混合撹拌し加水分解液を得た。
この加水分解液170gにS i Oa微粒子(商品名
レオロシール、徳山曹達社製)を40g加えて分散させ
ゾルを得た。このゾルにアンモニア水を添加することに
よりpH=4.9に調整し、次に第1図(a)にその平
面形状を、(b)に断面形状を示すグループ付き光デイ
スク形状を有する型11を用意した。この型11はゲル
の収縮は見込んで作製されておりグループピッチ12は
3.2μmグループ幅13は1.6μm、グループ深さ
14は0.16μmである。尚第1図は説明しやすくす
るために誇張して描いである。この型11にpH調整し
たゾルを流し込みウェットゲルを得た。このウェットゲ
ルを100体積%以上のエチルアルコールで満たしたオ
ートクレーブに入れ、8000ps 1−300℃(昇
温速度50℃/hr、減圧速度500ps i/30m
1 n)という条件下で超臨界乾燥を行なった。
得られたドライゲルを第2図に示すように荷重をかける
ことにより最高温度1200℃にて焼結を行なった。こ
の結果、グループ付きガラスディスク15を得た。グル
ープピッチ16は1.6μmグループ幅17は0.8u
m、グループ潔さ18は0゜08umであり型11のパ
ターンを忠実に1/2に縮小していた。このグループ付
きガラスディスクの平坦度は24μmであった。
(実施例−2) 実施例−1と同様な方法でゾルを得、pH調整後、実施
例−1で使用したものと全く同じグループ付きガラスデ
ィスク形状を有する型にゾルを流し込み、ウェットゲル
を得た。得られたウェットゲルをパーフルオロポリエー
テル(−CF 2−CF、−0−)(商品名フロリナー
ト3M社製)中に浸し、パーフルオロポリエーテルを8
0℃に加熱することにより乾燥を行なった。得られたド
ライゲルはパーフルオロポリエーテルをボア中に多量に
含むためパーフルオロポリエーテルの沸点以上の300
℃にて3時間の熱処理を行ないパーフルオロポリエーテ
ルを充分に揮発させた後、最高温度1200℃で焼結を
行なった。その結果グループ付きガラスディスクを得た
。このグループ付きガラスディスクの平坦度は31um
であった。
(実施例−3) S s  (QCs Hs )−166,4g、CH−
3i (OCa Hs )z 35.6g、0.02規
定希塩酸147gを混合撹拌し加水分解液を得た。
該加水分解液にSi 02微粒子(商品名レオロシール
、徳山曹達社製)を49g加えて分散させゾルを得た。
このゾルにアンモニア水を加えpH=49に調整し、こ
れを実施例−1で使用したものと同じグループ付きガラ
スディスク形状を有する型に流し込みウェットゲルを得
た。このウェットゲルを第5図に示すように乾燥容器中
に垂り下げ乾燥を行なった。得られたドライゲルを実施
例−1で述べた方法と全く同様の方法で最高温度120
0℃で焼結することによりグループ付きガラスディスク
を得た。このグループ付きガラスディスクの平坦度は2
0μmであった。これに対して、ウェットゲルの乾燥を
、ウェットゲルを基台上に直接乗せ、かつ焼結時に荷重
をかけないで作製したグループ付きガラスディスクの平
坦度は300μmであった。
[発明の効果〕 以上述べたように本発明によればゾル−ゲル法による微
細パターン転写ガラスの製造においてウェットゲルの乾
燥を超臨界条件下、液体中、空中に乗り下げるといった
方法で行ない、得られたドライゲルを荷重をかけながら
焼結することにより極めて成形精度が優れた微細パター
ン転写ガラスを得ることができる。当方法は当実施例に
おいて述べた例のみでなく、グレーティング、ホログラ
フィック素子、レンズ、導波路素子、各種ガラス基板な
どの作製に応用できるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、(b)は本発明の第1の実施例で使用す
る母型の形状を説明する図、第1図(c)は本発明の第
1の実施例で得られるグループ付きガラスディスクの断
面図、第2図は本発明の第1の実施例にて使用する荷重
のかけかたの説明図、第3図は本発明の第3の実施例の
乾燥方法の説明図、第4図(a)(b)は本発明の空中
へのゲル体の垂り下げ乾燥をする時のゲル体の成形法の
説明図、第5図は本発明の焼結時のドライゲルへの荷重
のかけ方の説明図。 11・・・グループ付きガラスディスク形状を有する型 グループピッチ グループ幅 グループ高さ グループ付きガラスディスク グループピッチ グループ幅 グループ深さ グループ付きガラスディスク形状 を有するドライゲル 22・・・アルミナ製荷重物 23・・・アルミナ製基台 31・・・グループ付きガラスディスク形状を有するウ
ェットゲル 32 ・ 33 ・ 4 l ・ 42 ・ 43 ・ 44 ・ 5 l ・ 52 ・ 53 ・ 54 ・ 55 ・ 支持体 乾燥容器 穴 支持部 ゲル 吊り下げ治具 荷重物 ドライゲル 基台 パターン転写部 パターン未転写部 以 上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 喜三部(他1名)に/″44 (久) (b) 第7+日 第3図 第5図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)1種もしくは2種以上の金属アルコキシドを主原
    料として目的ガラス成分組成の液状ゾルを調整し、該液
    状ゾルを所望形状もしくは所望パターンを有する母型に
    接しながらゲル化させウェットゲルを作製した後、該ウ
    ェットゲルを乾燥、焼結などの熱処理によりガラス化す
    るゾル−ゲル法による微細パターン転写ガラスの製造方
    法に於て、前記ウェットゲルの乾燥を超臨界条件下で行
    なうことを特徴とする微細パターン転写ガラスの製造方
    法。
  2. (2)ゾル−ゲル法による微細パターン転写ガラスの製
    造方法において、前記ウェットゲルの乾燥を液体中で行
    なうことを特徴とする微細パターン転写ガラスの製造方
    法。
  3. (3)ゾル−ゲル法による微細パターン転写ガラスの製
    造方法において、前記ウェットゲルを空中に垂り下げて
    乾燥することを特徴とする微細パターン転写ガラスの製
    造方法。
  4. (4)第1項または第2項または第3項記載の微細パタ
    ーン転写ガラスの製造方法にて前記ウェットゲルを乾燥
    して得られるドライゲルを焼結する際に、前記ドライゲ
    ルに荷重をかけ前記ドライゲルを基台の形状にならうよ
    うにしながら焼結することを特徴とする微細パターン転
    写ガラスの製造方法。
  5. (5)第1項または第2項または第3項または第4項記
    載の微細パターン転写ガラスの製造方法にて使用する目
    的ガラス成分組成の液状ゾルを、1種もしくは2種以上
    の金属アルコキシド及び金属酸化物の微粒子を主原料と
    して調整することを特徴とする微細パターン転写ガラス
    の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07507033A (ja) * 1991-12-12 1995-08-03 矢崎総業株式会社 ゲルマニアをドープしたシリカガラスロッドを製造するためのゾルゲル法
WO1996006051A1 (en) * 1994-08-19 1996-02-29 Yazaki Corporation Subcritical process for drying sol-gel derived porous bodies
US6374637B1 (en) * 1994-10-06 2002-04-23 Enichem S.P.A. Process for producing a linearly-miniaturized densified optical article using a mold having an internal volume which is a homothetic copy of the optical article
KR100630370B1 (ko) * 1999-11-16 2006-09-29 장순이 장식무늬가 들어 있는 유리제품

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WO1996006051A1 (en) * 1994-08-19 1996-02-29 Yazaki Corporation Subcritical process for drying sol-gel derived porous bodies
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