(57)【要約】【課題】表面平滑性・遮光性に優れ、研磨加工が必要な場合であっても研磨加工時間を大幅に短縮できる、黒色シリカガラス成形体及びその製造方法を提供する。【解決手段】粒径が０．０１〜２０μｍの球状粒子であって０．２μｍ以下の粒子が５〜７０重量％であるシリカガラス粉末と有機バインダーとを重量比で７０：３０〜９０：１０の割合で混練し、射出成形した後、０．１〜５気圧の非酸化性ガス雰囲気にて加熱脱脂し、次いで１２００〜１４００℃で真空焼結することにより黒色シリカガラス成形体を得ることができ、この成形体は、厚さ１ｍｍでの光直線透過率が２００〜５０００ｎｍで５％以下、見掛密度が２．１０〜２．２０ｇ／ｃｍ３、Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ及びＣａ元素の合計が２００ｐｐｍ以下であって、少なくとも１面の表面粗さＲａが０．０５〜１μｍとの特徴を有する。【選択図】  選択図なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ１ｍｍでの光直線透過率が２００ｎｍ〜５０００ｎｍの波長域で５％以下、見掛密度が２．１０〜２．２０ｇ／ｃｍ３、含有されるＮａ，Ｋ，Ｍｇ及びＣａ元素の合計が２００ｐｐｍ以下であって、少なくとも１つの面の表面粗さＲａが０．０５〜１μｍである黒色シリカガラス成形体。
【請求項２】
最大径と最小径が０．０１〜２０μｍの球状粒子からなり、かつ０．２μｍ以下の粒子が全体の５〜７０重量％であるシリカガラス粉末と、有機バインダーを重量比で７０：３０〜９０：１０の割合で混練し、当該混練物を射出成形した後、０．１〜５気圧（ゲージ圧）に加圧した非酸化性ガス雰囲気にて加熱脱脂し、次いで温度１２００〜１４００℃で真空焼結することを特徴とする請求項１に記載の黒色シリカガラス成形体の製造方法。
【請求項３】
シリカガラス成形体がプロジェクタ用光源ランプ用部品である請求項２に記載の黒色シリカガラス成形体の製造方法。
【請求項４】
シリカガラス成形体が光ファイバー用コネクタ部品である請求項２に記載の黒色シリカガラス成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光学機器の部品等に用いられる複雑形状でなおかつ寸法精度が要求される遮光性の黒色シリカガラス成形体及びその製造方法に関し、詳しくは平滑な表面を有し、後加工として研磨加工が不要、もしくは必要であっても加工時間が極めて短いため研磨加工の負担が軽微な、比較的小型の黒色シリカガラス成形体及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光産業を中心に、低熱膨張、高耐熱性のシリカガラス成形体を各種の装置、機器の小型部品として使用したいというニーズが高まっている。その一例としてプロジェクタ用光源ランプのリフレクタ基材が挙げられる。しかしながら、従来の透明なシリカガラスによるリフレクタ基材では、ランプの光は、リフレクタ（リフレクタ基材に反射膜を蒸着して得る）によって全反射されることはなく、数％の漏洩光がある。この漏洩光は、人間の肉眼に対しては有害であること、またプロジェクタ内部の電子部品に悪影響を及ぼすことが指摘されており、遮光性の高いシリカガラスのリフレクタ基材が望まれている。
【０００３】
上述したプロジェクタ用ランプのリフレクタ基材に限らず、各種装置、機器の部品として遮光性の高い黒色シリカガラス成形体は広く求められており、加えてその形状も小型化、複雑化、精密化してきている。従って、このような黒色シリカガラス成形体、及びそれを生産性良くかつ安価に製造できる技術が待望されている。
【０００４】
これを解決する手段として、微細な炭素、炭化珪素、シリコン等の黒色微粒子を分散することにより遮光性を付与する手法が提案されている（特許文献１参照）。
その他、腐食性ガスに対して優れた耐食性を有する黒色シリカガラスの製造方法の手法として、シリカガラス粉末に有機バインダーを添加し、加熱して有機バインダーを分解して炭素を生成させ、焼結する方法が提案されている。（特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１４６６７６号公報（第１７欄）
【０００６】
【特許文献２】特開２０００−２８１４３０号公報（特許請求の範囲第２項）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献１においては、炭素等の黒色微粒子粉末をシリカガラス粉末と混合し、成形し、１０００〜１７００℃にて焼結する方法、あるいはシリカガラス粉末成形体もしくは多孔質な仮焼結体に、フェノール等の有機溶液を含浸にして１０００〜１７００℃の温度で焼結する方法が提案されている。しかしながら、前者の手法においてはシリカガラス粉末と黒色微粒子粉末を均一に混合することは困難であること、また後者の手法においては有機溶液を均一にシリカガラス粉末成形体や仮焼結体に含浸させることが困難であることから、得られるシリカガラス成形体は黒色ではあるが透光性を示す箇所が生じてしまう問題がある。
【０００８】
また特許文献２においては、酸化雰囲気にて有機バインダーを分解して炭素を生成して黒色化するが、酸化雰囲気では成形体内部に有機バインダーの分解の程度にむらが生じやすく、場所場所で生成する炭素量が不均一になり、やはり透光
性を示す箇所が生じてしまう問題がある。
【０００９】
さらにいずれの手法においても所望の寸法精度を得るのは困難であり、特に滑らかな表面を得るのは困難であり、各種部品として必要な表面粗さを得るには、焼結後、多大な研磨工程を経なければならない問題がある。
【００１０】
本発明は、比較的小型の、黒色シリカガラス成形体で、表面平滑性、遮光性に優れ、また用途によって研磨加工が必要であっても研磨加工時間を大幅に短縮できる、黒色シリカガラス成形体及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等は、上記問題点に関して鋭意検討を行った結果、特定の範囲の粒度を有する球状粒子であり、その粒度分布において０．２μｍ以下の粒子の含有率がある特定の範囲内に入るシリカガラス粉末と有機バインダーとを所定の配合で十分に混練して得た混練物を用いた射出成形と、特定の範囲に加圧した非酸化性ガス雰囲気での脱脂、及び真空焼結法を組み合わせることにより、全体に渡って黒色の度合いにむらがなく、高い遮光性を示し、滑らかな表面を有する黒色シリカガラス成形体が得られることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
【００１２】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
本発明の黒色シリカガラス成形体は、厚さ１ｍｍでの光直線透過率が２００ｎｍ〜５０００ｎｍの波長域で５％以下であり、好ましくは３％以下である。５％を超えると十分な遮光性が得られず用途が大幅に限定されてしまう。
【００１４】
本発明の黒色シリカガラス成形体の見掛密度は２．１０〜２．２０ｇ／ｃｍ３である。２．２０ｇ／ｃｍ３は黒色シリカガラス成形体の真密度である。見掛密度が２．１０ｇ／ｃｍ３未満では、気泡がガラスの表面に現れ易く、本発明の表面粗さを満足するものは得られ難い。密度は一般的なアルキメデス法によって測定できる。
【００１５】
本発明の黒色シリカガラス成形体に含有されるＮａ，Ｋ，Ｍｇ及びＣａ元素の合計は２００ｐｐｍ以下であり、好ましくは、１００ｐｐｍ以下である。２００ｐｐｍを超えると、例えばプロジェクタ用光源ランプのリフレクタ基材として使用する場合、ランプから発せられる熱線によって黒色シリカガラスが結晶化して極端にもろくなってしまうからである。
【００１６】
本発明の黒色シリカガラス成形体の少なくとも１つの面の表面粗さＲａが０．０５〜１μｍである。用途によって研磨加工が必要な場合、表面粗さが１μｍを超えると、それを用いて精密加工部品を得るための研磨加工に時間がかかり、研磨加工工程で欠陥、割れ、歪み、応力等が発生し、得られる部品が短寿命のものとなる。一方、研磨加工なしに表面粗さＲａが０．０５μｍ未満のものを得ることは困難である。表面粗さは、一般的な触針式の表面粗さ計で測定することができる。
【００１７】
従来、研磨加工をすることによって本発明の範囲の表面粗さをもった黒色シリカガラス製品を得ることはできるが、本発明では、その様な研磨をする前から表面粗さの小さな平滑面をもった黒色シリカガラス成形体を得ることを目的としている。そのため、本発明の黒色シリカガラス成形体は従来の研磨法によって得られるものとは異なるものである。なぜなら従来の表面粗さの大きい黒色シリカガラス成形体を用いて本発明と同レベルの表面粗さに仕上げたものは、研磨による黒色シリカガラス製品への負荷により、欠陥、割れ、ひずみ、応力が大きい。すなわち従来法による黒色シリカガラス成形体を研磨することによって本発明の表面粗さの範囲とした製品と、本発明の黒色シリカガラス成形体の違いは、製品物性（欠陥、割れ、応力、歪み）あるいはそれらに起因する製品寿命の違いである。さらに顕微鏡等による表面状態等からも違いを特定できる。本発明の黒色シリカガラス成形体は、単に研磨工程を省略できるというメリットだけでなく、物質として差別化されたものである。
【００１８】
本発明の黒色シリカガラス成形体は非晶質である。シリカガラスは焼結条件によって結晶質のクリストバライトが析出するが、その様な結晶相が析出すると、黒色シリカガラス成形体表面が粗くなり、本発明の表面粗さの範囲に入らない。また結晶化相が黒色シリカガラス成形体内に生成すると、そこを起点として割れが発生し易い。非晶質かどうかは、一般的なエックス線結晶構造回折で評価することができる。
【００１９】
次に、本発明の黒色シリカガラス成形体の製造方法について説明する。
【００２０】
本発明の黒色シリカガラス成形体は、シリカガラス原料粉末を、有機バインダーと混練し、当該混練物を射出成形した後、加熱脱脂、焼結する方法を用いる。本発明では、特に用いるシリカガラスの原料粉末の物性、有機バインダーとの混合比、脱脂、焼結方法に特徴を有する。
【００２１】
本発明で用いるシリカガラス粉末は、最大径と最小径（それぞれ一次粒径）が０．０１〜２０μｍの球状粒子からなる粉末である。最大径が２０μｍを超えるものを用いると、焼結時に非晶質でなく結晶質であるクリストバライトに転移し易くなる。また、最大径が２０μｍを超える大きな粒子を含む原料では、射出成形に使用する射出成形機や金型の表面を摩耗し、金属の削りカスが異物となって射出成形体に混入し易い。その様な異物は、単なる不純物としてだけでなく、脱脂体の焼成において結晶化の起点となるため好ましくない。一方、最小径が０．０１μｍ未満の原料粉末を用いると、焼結活性が高すぎるため、ひずみ、内部応力の高いガラスとなり、研磨加工において割れが生じやすくなる。さらにその様な微粒子ではバインダーとの混練が困難であり、実質的に射出成形できる混練物は得られない。好ましい最大径と最小径の範囲としては、０．０５〜１０μｍである。
【００２２】
また、本発明で用いるシリカガラス粉末の一次粒子の平均粒径は、０．１〜１μｍが好ましく、０．１〜０．５μｍがより好ましい。平均粒径が、０．１μｍ未満の粉末を用いると、焼結活性が高すぎるため、ひずみ、内部応力の高いガラスとなり、研磨加工において割れが生じる場合がある。更に、そのような微粒子ではバインダーとの混練が困難であり、実質的に射出成形できる混練物を得ることが難しい場合が多い。一方、平均粒径が１μｍを超える場合には、焼結時に緻密化が進行しにくい上、結晶質であるクリストバライトに転移しやすく、非晶質のガラス成形体が得られない場合がある。
【００２３】
また本発明で用いるシリカガラス粉末の粒子の形状は球状である。一般的なシリカガラスの原料には例えばガラスインゴットを破砕して得られる粉末等があるが、その様な原料粉末は角張った粒子からなっている。このような形状の粉末を用いると、射出成形時に射出成形機内の加熱シリンダー、スクリューといった直接混練物が接触する金属製部品の表面を削ってしまい、それらが異物として射出成形体に取り込まれてしまう。その様な異物も焼結時に結晶化の起点となるため好ましくない。
【００２４】
シリカガラスの球状粒子の調製方法としては、結晶質である石英粉末を酸水素火炎中に噴霧する、或いは金属シリコン粉末を酸素気流中で燃焼させる方法が例示できる。
【００２５】
ここで本発明における球状粒子は、具体的には角張った形状でなければ良く、必ずしも完全な真球状であることを制限するものではない。例えば、丸みを帯びた饅頭型、へちま型等の変形したものが含まれていても構わない。
【００２６】
本発明で用いるシリカガラス粉末は、０．２μｍ以下の粒子が全体の５〜７０重量％、好ましくは１０〜５０重量％である。０．２μｍ以下の粒子が５重量％未満の場合には、焼結時に緻密化が進行しにくい上に、結晶質であるクリストバライトに転移しやすく、非晶質のシリカガラス成形体が得られない。一方、７０重量％を超える場合には、焼結活性が高すぎるため、歪み、内部応力の高いガラスとなり易く、研磨加工において割れが生じやすくなる。さらにその様な粉末ではバインダーとの混練が困難であり、実質的に射出成形できる混練物は得られない。
【００２７】
このような粒度分布のシリカガラス粉末を原料に用いることにより、本発明の範囲の表面粗さが得られる理由は以下のように考えられる。本発明の範囲に入るシリカガラス粉末を用いた射出成形体では、０．２μｍを境に、大径側の粒子群が形成する粉末成形体の隙間に、小径側の粒子群が充填された緻密充填構造が形成されるため、焼結して得られる黒色シリカガラス成形体表面には凹凸がなく平滑な面が得られる。またこのような射出成形体では、脱脂後、焼結する際に内部応力、歪みが発生しにくく、また焼結工程で緻密化が進行しやすく、結晶化が起こりにくい。
【００２８】
またこのような射出成形体では含有される有機バインダーが均一にかつ細かく分散された状態で混合されており、さらに本発明の範囲の脱脂条件にて脱脂することにより、有機バインダーが熱分解して生成する炭素粒子は、脱脂体（脱脂工程後の射出成形体を指す）の内部に均一にかつ細かく分散される。このような脱脂体を本発明の範囲の焼結条件にて焼結することにより、むらのない黒色を呈する遮光性の高い黒色シリカガラス成形体を得ることができる。
【００２９】
本発明のシリカガラス粉末の純度は高純度であることが好ましい。特に焼結中の結晶化を回避するためには、アルカリ金属元素及びアルカリ土類金属元素を少なくすることが重要であり、Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ及びＣａ元素の合計が２００ｐｐｍ以下であり、望ましくは１００ｐｐｍ以下である。
【００３０】
本発明では、上述の粒度分布を有するシリカガラス粉末を用い、射出成形によって所望の形状、寸法精度の黒色シリカガラス成形体を得る。
【００３１】
射出成形するには、シリカガラス粉末と有機バインダーとを混練して射出成形用の混練物を得る。ここで双方の混合比は重要であり、シリカガラス粉末と有機バインダーの合計重量において、シリカガラス粉末の割合が７０〜９０重量％となるように調製する。シリカガラス粉末の比率が９０重量％を超えると、混練すること自体できず、射出成形可能な混練物を得ることができない。仮にできたとしても十分な遮光性が得られない。一方、シリカガラス粉末が７０重量％未満では、見掛密度の高い黒色シリカガラス成形体を得ることができず、滑らかな表面を有するものを得ることができない。好ましくは、７０〜８０重量％である。
【００３２】
用いる有機バインダーは特に限定なく、慣用のものを用いることができる。例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体等のオレフィン系樹脂、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、蜜ロウ等のワックス類など広範囲の熱可塑性樹脂を使用することができる。また、シリカガラス粉末の有機バインダー中での分散性を上げると伴に、混練物の流動性を向上させるためにステアリン酸などの脂肪酸、ステアリルアルコール等の高級アルコール類等を添加して用いても良い。
【００３３】
シリカガラス粉末と有機バインダーの混練法も特に限定はなく、例えば汎用の加熱ニーダーを用いることができる。
【００３４】
混練して得られた混練物はフレーク状あるいはペレット状の粒状とした後、射出成形機にて成形する。用いる射出成形機は特に限定されず、通常のプラスチック等の射出成形に用いられるもの、例えばインラインスクリュー方式の射出成形機を用いることができる。
【００３５】
ここで射出成形機の混練物と直接接触する箇所は、射出成形体への金属異物混入を抑制するために、窒化鋼など耐摩耗仕様であることが望ましい。さらに射出成形に用いる金型表面は仕上げ磨きをし、表面平滑性を高めたものを用いることが特に好ましい。
【００３６】
次に射出成形で得られた射出成形体は脱脂、即ち加熱して含有する有機バインダーを分解、揮発除去するが、成形体が均一に黒色を呈するために必要な炭素量は残存させなければならない。本発明においては脱脂は極めて重要な工程である。
【００３７】
加熱中は０．１〜５気圧、好ましくは１〜４気圧（各々ゲージ圧）に加圧した非酸化性ガス雰囲気とすればよい。非酸化性ガス雰囲気でない場合、有機バインダーの熱分解の度合いが場所場所で不均一となり、燃焼が進んだ部位では黒色化の要因である炭素の含有量が極端に少なくなってしまい、むらのある黒色を呈したり、極端な場合には全体が黒色でない不透明なシリカガラス成形体しか得られない。非酸化性ガスとしては、例えば窒素、アルゴン等をあげることができる。
【００３８】
脱脂の加熱条件は用いるバインダーの種類によっても異なるが、４００〜１０００℃、好ましくは４００〜６００℃で、１〜１０時間保持すると良い。脱脂中における射出成形体の割れを回避するために、昇温速度は２〜５０℃／ｈとすることが好ましい。
【００３９】
次に脱脂体を焼結し、本発明の目的とする黒色シリカガラス成形体を得るが、本発明では焼結を真空雰囲気下で１２００〜１４００℃にて焼結する。大気中で焼成すると、脱脂体の緻密化よりも結晶化の方が進行しやすい。
【００４０】
本発明の真空焼結の圧力は減圧状態であれば特に限定されないが、特に０．１ｔｏｒｒ以下であることが好ましい。このような範囲とすることにより、雰囲気中の残存酸素と脱脂体中の炭素が反応しないためにむらなく黒色を呈し、かつ脱脂体中の残留気孔を効率良く除去できるようになって見掛密度の高い黒色シリカガラス成形体を得ることが可能となる。
【００４１】
本発明の焼結温度は、１２００〜１４００℃とすればよい。１２００℃未満では、脱脂体は十分に焼結せず滑らかな表面を有する黒色シリカガラス成形体は得られない。一方、１４００℃を超えると表面から結晶化が始まり、やはり滑らかな表面を有する黒色シリカガラス成形体は得られない。好ましい焼結温度範囲としては１２５０〜１３５０℃である。
【００４２】
焼結の保持時間は５分〜５時間であることが好ましい。保持時間が５分未満の場合、緻密化が十分でなく、滑らかな表面は得られず、５時間を超える場合には、表面から結晶化してしまい、やはり滑らかな表面を有する黒色シリカガラス成形体は得られない。
【００４３】
本発明によれば、高い遮光性を有し、かつ凹凸がない滑らかな表面を有する黒色シリカガラス成形体を容易に得ることができ、また、射出成形を用いるため、複雑な形状の黒色ガラス成形体を、寸法精度よく、かつ生産性よく製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００４４】
本発明の黒色シリカガラス成形体及びその製造方法は以下の効果を有する。
【００４５】
むらのない黒色を呈して高い遮光性を有し、かつ凹凸がない滑らかな表面を有する。また用途によって研磨加工を実施しても、表面粗さが小さいため、研磨加工時間が短く、高歩留まりで、長寿命の研磨製品が得られる。また射出成形を用いるため、複雑な形状の黒色ガラス成形体を、寸法精度よく、かつ生産性よく製造することが可能となる。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明を、実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００４７】
実施例１
最大径が８μｍ、最小径が０．０５μｍ、平均粒径が０．４μｍであり、０．２μｍ以下の粒子の含有率が３０重量％の粒度分布からなる球状シリカガラス粉末（Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ及びＣａ元素の含有率の合計はＩＣＰ分析で６０ｐｐｍ）に市販のアクリル樹脂系バインダーを加え、シリカガラス粉末重量の比率が７７重量％となるように混合し、加熱ニーダーを用いて１４０℃で１時間混練した。シリカガラス粉末の粒径は、日機装社製、商品名「レーザー回折散乱法マイクロトラックＨＲＡ  Ｍｏｄｅｌ  Ｎｏ．９３２０−Ｘ１００」で測定した。
【００４８】
得られた塊状の混練物をシート化し、粉砕してフレーク状とした。この混練物を射出成形機で縦４０ｍｍ×横７０ｍｍ×厚み５ｍｍのプレート状に射出成形した。このようにして得られた成形体を、窒素ガスを３気圧に加圧した脱脂炉にて５００℃まで１０℃／ｈで昇温し、５００℃に２時間保持して脱脂した。ついで得られた脱脂体を、０．０１ｔｏｒｒの真空雰囲気にて１３００℃まで２００℃／ｈで昇温し、１３００℃に２時間保持して、反り等の変形がなく表面光沢がある、プレート状黒色シリカガラス成形体を得た。
【００４９】
このようにして得られた黒色シリカガラス成形体の見掛密度はアルキメデス法による測定で２．１８ｇ／ｃｍ３であった。この黒色シリカガラス成形体の内部及び表面をＸ線回折で評価した結果、結晶質を含まないガラス状態であった。またこのガラス成形体を厚さ１ｍｍに加工して、波長２００〜５０００ｎｍの光を照射して直線透過率を測定したところ透過率の最大値は１％であった。このガラス成形体に含まれるＮａ，Ｋ，Ｍｇ及びＣａ元素の合計をＩＣＰ分析で調べたところ、６０ｐｐｍであった。
【００５０】
さらに、ガラス成形体の表面粗さを触針式の表面粗さ計（東京精密社製、型式：ハンディサーフ  Ｅ−３５Ａ）で測定したところ、Ｒａ値は、０．１μｍであった。
【００５１】
実施例２
射出成形体の形状をプロジェクタ用光源ランプのリクレクタを模して、直径６０ｍｍ、厚み５ｍｍの半球ドーム状とした以外は、実施例１と同様の操作を行い、くぼみ等の変形がなく、表面光沢のある、半球状の黒色シリカガラス成形体を得た。
【００５２】
このようにして得られた黒色シリカガラス成形体の見掛密度はアルキメデス法による測定で２．１８ｇ／ｃｍ３であった。この黒色シリカガラス成形体の内部及び表面をＸ線回折で評価した結果、結晶質を含まないガラス状態であった。
【００５３】
またこのガラス成形体を厚さ１ｍｍに加工して、波長２００〜５０００ｎｍの光を照射して直線透過率を測定したところ透過率の最大値は２％であった。更にこのガラス成形体に含まれるＮａ，Ｋ，Ｍｇ及びＣａ元素の合計をＩＣＰ分析で調べたところ、６０ｐｐｍであり、ガラス成形体の表面粗さを触針式の表面粗さ計で測定したところ、Ｒａ値は、０．２μｍであった。
【００５４】
実施例３
射出成形体の形状を、光ファイバー用フェルールを模して、外径３ｍｍ×内径０．１ｍｍ×長さ１０ｍｍのキャピラリー状とした以外は、実施例１と同様の操作を行い、くぼみ等の変形がなく、表面光沢のある、黒色シリカガラス成形体を得た。
【００５５】
このようにして得られた黒色シリカガラス成形体の見掛密度はアルキメデス法による測定で２．１８ｇ／ｃｍ３であった。この黒色シリカガラス成形体の内部及び表面をＸ線回折で評価した結果、結晶質を含まないガラス状態であった。またこのガラス成形体を厚さ１ｍｍに加工して、波長２００〜５０００ｎｍの光を照射して直線透過率を測定したところ透過率の最大値は２％であった。このガラス成形体に含まれるＮａ，Ｋ，Ｍｇ及びＣａ元素の合計をＩＣＰ分析で調べたところ、６０ｐｐｍであった。さらにガラス成形体の表面粗さを触針式の表面粗さ計で測定したところ、Ｒａ値は、０．２μｍであった。
【００５６】
実施例４
脱脂体を０．０１ｔｏｒｒの真空雰囲気にて１２００℃まで２００℃／ｈで昇温し、１２００℃に２時間保持する以外は実施例１と同様の操作を行い、反り等の変形がなく表面光沢がある、プレート状の黒色シリカガラス成形体を得た。
【００５７】
このようにして得られた黒色シリカガラス成形体の見掛密度はアルキメデス法による測定で２．１０ｇ／ｃｍ３であった。この黒色シリカガラス成形体の内部及び表面をＸ線回折で評価した結果、結晶質を含まないガラス状態であった。またこのガラス成形体を厚さ１ｍｍに加工して、波長２００〜５０００ｎｍの光を照射して直線透過率を測定したところ透過率の最大値は１％であった。更にこのガラス成形体に含まれるＮａ，Ｋ，Ｍｇ及びＣａ元素の合計をＩＣＰ分析で調べたところ、６０ｐｐｍであり、ガラス成形体の表面粗さを触針式の表面粗さ計で測定したところ、Ｒａ値は、０．２μｍであった。
【００５８】
比較例１
最大径が１０μｍ、最小径が０．０５μｍ、平均粒径が２μｍであり、０．２μｍ以下の粒子の含有率が１重量％の粒度分布からなる球状シリカガラス粉末（Ｎａ，Ｋ，Ｍｇ及びＣａ元素の含有率の合計はＩＣＰ分析で６０ｐｐｍ）を用いて実施例１と同様の操作を行い、プレート状の黒色シリカガラス成形体を得た。
【００５９】
このようにして得られた黒色シリカガラス成形体の見掛密度はアルキメデス法による測定で２．０５ｇ／ｃｍ３であった。この黒色シリカガラス成形体の内部及び表面をＸ線回折で評価した結果、結晶質を含まないガラス状態であった。またこのガラス成形体を厚さ１ｍｍに加工して、波長２００〜５０００ｎｍの光を照射して直線透過率を測定したところ透過率の最大値は１％であった。更にこのガラス成形体に含まれるＮａ，Ｋ，Ｍｇ及びＣａ元素の合計をＩＣＰ分析で調べたところ、６０ｐｐｍであった。しかし、シリカガラス成形体の表面粗さを触針式の表面粗さ計で測定したところ、Ｒａ値は、５．０μｍであった。
【００６０】
比較例２
焼結温度を１５００℃とした以外は、実施例１と同様の操作を行った。得られたプレート状の焼結体は、反りが発生し、内部は黒色であったが、表面には光沢がなく白色化していた。
【００６１】
このようにして得られた焼結体の見掛密度はアルキメデス法による測定で２．２３ｇ／ｃｍ３であった。この焼結体の内部及び表面をＸ線回折で評価した結果、内部は結晶質を含まないガラス状態であったが、表面はクリストバライトに起因する回折ピークが確認された。またこの焼結体を厚さ１ｍｍに加工して、波長２００〜５０００ｎｍの光を照射して直線透過率を測定したところ透過率は１％であり、またこのガラス成形体に含まれるＮａ，Ｋ，Ｍｇ及びＣａ元素の合計をＩＣＰ分析で調べたところ、６０ｐｐｍであったが、シリカガラス成形体の表面粗さを触針式の表面粗さ計で測定したところ、Ｒａ値は、６．０μｍであった。
【００６２】
比較例３
焼結温度を１０００℃とした以外は、実施例１と同様の操作を行った。得られたプレート状の焼結体は、内部、表面とも灰白色を呈していた。
【００６３】
比較例４
焼結雰囲気を大気中とした以外は、実施例１と同様の操作を行った。得られた
プレート状の焼結体は、内部、表面とも白色を呈し、無数のクラックが生じていた。
【００６４】
比較例５
脱脂雰囲気を大気中とした以外は、実施例１と同様の操作を行った。得られたプレート状の焼結体は、半透明であり、その内部に１ｍｍ程度の黒点が点在していた。
【００６５】
このようにして得られた焼結体の見掛密度はアルキメデス法による測定で２．２０ｇ／ｃｍ３であった。この焼結体の内部及び表面をＸ線回折で評価した結果、結晶質を含まないガラス状態であった。またこの焼結体を厚さ１ｍｍに加工して、波長２００〜５０００ｎｍの光を照射して直線透過率を測定したところ透過率の最大値は４０％であった。またこのガラス成形体に含まれるＮａ，Ｋ，Ｍｇ及びＣａ元素の合計をＩＣＰ分析で調べたところ、６０ｐｐｍであったが、シリカガラス成形体の表面粗さを触針式の表面粗さ計で測定したところ、Ｒａ値は、４．０μｍであった。
【００６６】
比較例６
脱脂雰囲気を窒素ガス８気圧とした以外は、実施例１と同様の操作を行い、プレート状の黒色シリカガラス成形体を得た。
【００６７】
このようにして得られた焼結体の見掛密度はアルキメデス法による測定で２．００ｇ／ｃｍ３であった。この焼結体の内部及び表面をＸ線回折で評価した結果、結晶質を含まないガラス状態であった。またこの焼結体を厚さ１ｍｍに加工して、波長２００〜５０００ｎｍの光を照射して直線透過率を測定したところ透過率の最大値は１％であった。またこのガラス成形体に含まれるＮａ，Ｋ，Ｍｇ及びＣａ元素の合計をＩＣＰ分析で調べたところ、６０ｐｐｍであった。しかし、ガラス成形体の表面粗さを触針式の表面粗さ計で測定したところ、Ｒａ値は、４．５μｍであった。
【００６８】
比較例７
脱脂雰囲気を窒素ガス大気圧とした以外は、実施例１と同様の操作を行った。得られたプレート状の焼結体は、半透明であり、その内部に１ｍｍ程度の黒点が点在していた。
【００６９】
このようにして得られた焼結体の見掛密度はアルキメデス法による測定で２．２０ｇ／ｃｍ３であった。この焼結体の内部及び表面をＸ線回折で評価した結果、結晶質を含まないガラス状態であった。またこの焼結体を厚さ１ｍｍに加工して、波長２００〜５０００ｎｍの光を照射して直線透過率を測定したところ透過率の最大値は１％であり、またこのガラス成形体に含まれるＮａ，Ｋ，Ｍｇ及びＣａ元素の合計をＩＣＰ分析で調べたところ、６０ｐｐｍであったが、ガラス成形体の表面粗さを触針式の表面粗さ計で測定したところ、Ｒａ値は、５．０μｍであった。
【００７０】
比較例８
シリカガラス粉末と有機バインダーの混練において、シリカガラス粉末重量比率を６０重量％とした以外は、実施例１と同様の操作を行い、プレート状の黒色シリカガラス成形体を得た。
【００７１】
このようにして得られた黒色シリカガラス成形体の見掛密度はアルキメデス法による測定で１．９５ｇ／ｃｍ３であった。この黒色シリカガラス成形体の内部及び表面をＸ線回折で評価した結果、結晶質を含まないガラス状態であった。またこのガラス成形体を厚さ１ｍｍに加工して、波長２００〜５０００ｎｍの光を照射して直線透過率を測定したところ透過率の最大値は１％であった。このガラス成形体に含まれるＮａ，Ｋ，Ｍｇ及びＣａ元素の合計をＩＣＰ分析で調べたところ、６０ｐｐｍであった。しかし、ガラス成形体の表面粗さを触針式の表面粗さ計で測定したところ、Ｒａ値は、５．０μｍであった。
比較例９
シリカガラス粉末に含まれるＮａ，Ｋ，Ｍｇ及びＣａ元素の合計を４００ｐｐｍとした以外は、実施例１と同様の操作を行った。得られたプレート状の焼結体の内部は灰白色、表面は白色を呈しており、無数のクラックが生じていた。