JP2001220160A - 石英ガラスルツボ製造用カーボン型 - Google Patents
石英ガラスルツボ製造用カーボン型Info
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/09—Other methods of shaping glass by fusing powdered glass in a shaping mould
- C03B19/095—Other methods of shaping glass by fusing powdered glass in a shaping mould by centrifuging, e.g. arc discharge in rotating mould
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は、カーボン型直胴部下のＲ部の熱
伝導率をその他の部分の１／２０に下げて、この部分で
シリカ粉末の溶融後れをなくし、石英ガラスルツボの溶
融成形効率を上昇させることができるようにしたもので
ある。 【解決手段】 この発明は、カーボン型１直胴部下のＲ
部２の熱伝導率を、その他の部分の１／２０としたこと
を特徴とする石英ガラスルツボ製造用カーボン型であ
る。
伝導率をその他の部分の１／２０に下げて、この部分で
シリカ粉末の溶融後れをなくし、石英ガラスルツボの溶
融成形効率を上昇させることができるようにしたもので
ある。 【解決手段】 この発明は、カーボン型１直胴部下のＲ
部２の熱伝導率を、その他の部分の１／２０としたこと
を特徴とする石英ガラスルツボ製造用カーボン型であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、石英ガラスルツ
ボ製造用カーボン型に関するものである。特に、カーボ
ン型直胴部下のＲ部の熱伝導率を下げて、この部分で石
英ガラス粉末の溶融後れをなくし、石英ガラスルツボの
溶融成形効率を上昇させることができるようにしたもの
である。
ボ製造用カーボン型に関するものである。特に、カーボ
ン型直胴部下のＲ部の熱伝導率を下げて、この部分で石
英ガラス粉末の溶融後れをなくし、石英ガラスルツボの
溶融成形効率を上昇させることができるようにしたもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、シリコン単結晶は石英ガラスルツ
ボに多結晶シリコン原料を装填してチョクラスキー法で
製造されているが、ここに用いる石英ガラスルツボは、
回転するカーボン型に原料のシリカ粉末を充填しカーボ
ン型を中心軸に対して回転させることにより、原料のシ
リカ粉末をカーボン型内面形状に成形保持させ、この状
態にして内部からこれを加熱溶融して製造されている。
ボに多結晶シリコン原料を装填してチョクラスキー法で
製造されているが、ここに用いる石英ガラスルツボは、
回転するカーボン型に原料のシリカ粉末を充填しカーボ
ン型を中心軸に対して回転させることにより、原料のシ
リカ粉末をカーボン型内面形状に成形保持させ、この状
態にして内部からこれを加熱溶融して製造されている。
【０００３】しかしながら、かかるカーボン型を用いた
石英ガラスルツボの成形にあっては、カーボン型がすべ
ての部位で同じ材質であったために、カーボン型の直胴
部下の小Ｒ部に対応するシリカ粉末の溶融が著しく遅れ
或いは不十分となって、この部分で強度不足の石英ガラ
スルツボとなる恐れがあった。
石英ガラスルツボの成形にあっては、カーボン型がすべ
ての部位で同じ材質であったために、カーボン型の直胴
部下の小Ｒ部に対応するシリカ粉末の溶融が著しく遅れ
或いは不十分となって、この部分で強度不足の石英ガラ
スルツボとなる恐れがあった。
【０００４】即ち、石英ガラスルツボは、直胴部下の小
Ｒ部がその他の部分よりは強度がかかるので、この部分
では厚さが大きくなるように成形されるものである。従
って、原料のシリカ粉末をカーボン型内面形状に成形保
持した内部からこれを加熱溶融してシリカガラスルツボ
を製造する場合に、この直胴部下の小Ｒ部では多量の熱
量を必要とするにも拘わらず、これを作る従来のカーボ
ン型は熱伝導が良好なカーボンを上記のように全て同じ
材質で作っているために、直胴部下の小Ｒ部では原料の
シリカ粉末の溶融が不十分となって製造効率が低下した
り、或いはこの部分で強度が不足するルツボとなるとい
った恐れがあった。そこで、カーボン型内の直胴部下に
ある小Ｒ部のシリカ粉末の溶融に対しても、他の部分と
同様の溶融をもたらすようなカーボン型の形状、構造が
従来から要請されていた。
Ｒ部がその他の部分よりは強度がかかるので、この部分
では厚さが大きくなるように成形されるものである。従
って、原料のシリカ粉末をカーボン型内面形状に成形保
持した内部からこれを加熱溶融してシリカガラスルツボ
を製造する場合に、この直胴部下の小Ｒ部では多量の熱
量を必要とするにも拘わらず、これを作る従来のカーボ
ン型は熱伝導が良好なカーボンを上記のように全て同じ
材質で作っているために、直胴部下の小Ｒ部では原料の
シリカ粉末の溶融が不十分となって製造効率が低下した
り、或いはこの部分で強度が不足するルツボとなるとい
った恐れがあった。そこで、カーボン型内の直胴部下に
ある小Ｒ部のシリカ粉末の溶融に対しても、他の部分と
同様の溶融をもたらすようなカーボン型の形状、構造が
従来から要請されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、カーボン
型直胴部下のＲ部の熱伝導率をその他の部分の１／２０
以下に下げて、この部分でシリカ粉末の溶融後れをなく
し、石英ガラスルツボの溶融成形効率を上昇させること
ができるようにしたものである。
型直胴部下のＲ部の熱伝導率をその他の部分の１／２０
以下に下げて、この部分でシリカ粉末の溶融後れをなく
し、石英ガラスルツボの溶融成形効率を上昇させること
ができるようにしたものである。
【０００６】
【課題を解決するための課題】この発明は、カーボン型
直胴部下のＲ部の熱伝導率を、その他の部分の１／２０
以下としたことを特徴とする石英ガラスルツボ製造用カ
ーボン型（請求項１）、カーボン型直胴部下のＲ部に凹
欠部を形成し、この凹欠部に熱伝導率がカーボンより小
さい粉末を充填して、前記Ｒ部の熱伝導率をその他の部
分の１／２０以下としたことを特徴とする石英ガラスル
ツボ製造用カーボン型（請求項２）およびカーボン型直
胴部下のＲ部に断熱性ケーシングを嵌合して、前記Ｒ部
の熱伝導率をその他の部分の１／２０以下としたことを
特徴とする石英ガラスルツボ製造用カーボン型（請求項
３）である。
直胴部下のＲ部の熱伝導率を、その他の部分の１／２０
以下としたことを特徴とする石英ガラスルツボ製造用カ
ーボン型（請求項１）、カーボン型直胴部下のＲ部に凹
欠部を形成し、この凹欠部に熱伝導率がカーボンより小
さい粉末を充填して、前記Ｒ部の熱伝導率をその他の部
分の１／２０以下としたことを特徴とする石英ガラスル
ツボ製造用カーボン型（請求項２）およびカーボン型直
胴部下のＲ部に断熱性ケーシングを嵌合して、前記Ｒ部
の熱伝導率をその他の部分の１／２０以下としたことを
特徴とする石英ガラスルツボ製造用カーボン型（請求項
３）である。
【０００７】
【発明の実施の態様】この発明は、石英ガラス製造用カ
ーボン型の直胴部の直下にあるＲ部分の熱伝導率を、そ
の他の部分の熱伝導率よりも小さくしてこの部分での放
熱を抑制した石英ガラス製造用カーボン型である。カー
ボン型を回転してその内面に原料シリカ粉末を成形保持
すると、原料のシリカ粉末は必然的にカーボン型の直胴
部下のＲ部分が他の部分に比較して厚く成形保持される
とともに、またこのＲ部を分厚く形成することによって
強度的にも耐え得る石英ガラスルツボとすることが可能
となるものである。
ーボン型の直胴部の直下にあるＲ部分の熱伝導率を、そ
の他の部分の熱伝導率よりも小さくしてこの部分での放
熱を抑制した石英ガラス製造用カーボン型である。カー
ボン型を回転してその内面に原料シリカ粉末を成形保持
すると、原料のシリカ粉末は必然的にカーボン型の直胴
部下のＲ部分が他の部分に比較して厚く成形保持される
とともに、またこのＲ部を分厚く形成することによって
強度的にも耐え得る石英ガラスルツボとすることが可能
となるものである。
【０００８】しかしながら、次の工程でこのカーボン型
の内面に成形保持されたシリカ粉末を内面からカーボン
電極で加熱溶融する段となると、逆にこのカーボン型の
直胴部下のＲ部分で他の部分に比較して厚く成形保持さ
れたシリカ粉末の加熱溶融が他の部分より困難になって
遅れるといった問題を生ずることになっていた。特に、
カーボン型は熱伝導性が良好なため上記のＲ部の加熱溶
融には時間がかかり製造効率の低下となっていた。そこ
で、この発明では石英ガラス製造用カーボン型の直胴部
の直下にあるＲ部分を、その他の部分の熱伝導率よりも
１／２０以下と小さくしてこの部分での放熱を抑制し原
料のシリカ粉末の溶融遅れをなくしたものである。
の内面に成形保持されたシリカ粉末を内面からカーボン
電極で加熱溶融する段となると、逆にこのカーボン型の
直胴部下のＲ部分で他の部分に比較して厚く成形保持さ
れたシリカ粉末の加熱溶融が他の部分より困難になって
遅れるといった問題を生ずることになっていた。特に、
カーボン型は熱伝導性が良好なため上記のＲ部の加熱溶
融には時間がかかり製造効率の低下となっていた。そこ
で、この発明では石英ガラス製造用カーボン型の直胴部
の直下にあるＲ部分を、その他の部分の熱伝導率よりも
１／２０以下と小さくしてこの部分での放熱を抑制し原
料のシリカ粉末の溶融遅れをなくしたものである。
【０００９】かかる石英ルツボ製造用カーボン型の具体
的な構造の一例は図１に示すものである。図１は、石英
ルツボ製造用カーボン型１の側断面を示したものである
が、このカーボン型はその直胴部下のＲ部分２に凹欠部
３を設けたものである。さらにこの直胴部下のＲ部分２
に相当する部分の材質は、その熱伝導率が１Ｗ／ｍ／Ｋ
以下の小さい材料を用いることが好ましい。
的な構造の一例は図１に示すものである。図１は、石英
ルツボ製造用カーボン型１の側断面を示したものである
が、このカーボン型はその直胴部下のＲ部分２に凹欠部
３を設けたものである。さらにこの直胴部下のＲ部分２
に相当する部分の材質は、その熱伝導率が１Ｗ／ｍ／Ｋ
以下の小さい材料を用いることが好ましい。
【００１０】図２は、カーボン型１を回転しつつこの中
に原料のシリカ粉末４を充填してこれを成形保持した状
態を示したものである。この図２によっても明らかなよ
うに、この状態にするとカーボン型１の凹欠部３には必
然的に原料のシリカ粉末４１が充填されることになる。
これによりカーボン型１のＲ部分２の凹欠部３がカーボ
ンに比較して熱伝導率の小さなシリカ粉末に置換された
ものとなる。この状態にしてカーボン電極５でカーボン
型内に成形保持されたシリカ粉末４を加熱溶融すると、
カーボン型１のＲ部分２の熱伝導性が小さいためにこの
部分のシリカ粉末の溶融が効率的に行われることにな
る。なお、凹欠部３の形状はここにシリカ粉末４を充填
した場合に、この部分の熱伝導率が他の部分の１／２０
以下となるような形状にする。更に好ましくは１／４０
である。
に原料のシリカ粉末４を充填してこれを成形保持した状
態を示したものである。この図２によっても明らかなよ
うに、この状態にするとカーボン型１の凹欠部３には必
然的に原料のシリカ粉末４１が充填されることになる。
これによりカーボン型１のＲ部分２の凹欠部３がカーボ
ンに比較して熱伝導率の小さなシリカ粉末に置換された
ものとなる。この状態にしてカーボン電極５でカーボン
型内に成形保持されたシリカ粉末４を加熱溶融すると、
カーボン型１のＲ部分２の熱伝導性が小さいためにこの
部分のシリカ粉末の溶融が効率的に行われることにな
る。なお、凹欠部３の形状はここにシリカ粉末４を充填
した場合に、この部分の熱伝導率が他の部分の１／２０
以下となるような形状にする。更に好ましくは１／４０
である。
【００１１】上記事例では、カーボン型１のＲ部分２の
凹欠部３に充填される粉末は原料シリカ粉末と同じシリ
カ粉末を用いたが、この外に原料とは別のシリカ粉末を
用いてもまたシリカ粉末以外でカーボンより熱伝導率が
小さい粉末を用いてもよい。
凹欠部３に充填される粉末は原料シリカ粉末と同じシリ
カ粉末を用いたが、この外に原料とは別のシリカ粉末を
用いてもまたシリカ粉末以外でカーボンより熱伝導率が
小さい粉末を用いてもよい。
【００１２】上記のようにてカーボン型の直胴部下のＲ
部は、その熱伝導率をその他の１／２０以下とすること
が必要で、これが１／２０を超えると蓄熱が十分に行わ
れないで、この部分のシリカ粉末の加熱溶融に遅れが生
ずることになる。
部は、その熱伝導率をその他の１／２０以下とすること
が必要で、これが１／２０を超えると蓄熱が十分に行わ
れないで、この部分のシリカ粉末の加熱溶融に遅れが生
ずることになる。
【００１３】図３は、カーボン型１０の直胴部下のＲ部
１１に断熱性ケーシング１２を嵌合したものを、前記Ｒ
部の熱伝導率を低下したものを誇張して、断熱性ケーシ
ング１２を別部材のようにして示したものである。ここ
に用いる断熱性ケーシング１２は材質がカーボンに比べ
熱伝導率が小さく、例えば各種多孔質体、一例をあげれ
ば多孔質シリカなどである。なお、ここに用いる断熱性
ケーシングの材質、厚みなどの形状は、これを嵌合した
カーボン型のＲ部の熱伝導率が他の部分の１／２０以下
となるようにする。断熱性ケーシングをカーボン型に嵌
装するには、例えばカーボン型を割型としてその直胴部
下のＲ部に断熱性ケーシングを嵌合する。
１１に断熱性ケーシング１２を嵌合したものを、前記Ｒ
部の熱伝導率を低下したものを誇張して、断熱性ケーシ
ング１２を別部材のようにして示したものである。ここ
に用いる断熱性ケーシング１２は材質がカーボンに比べ
熱伝導率が小さく、例えば各種多孔質体、一例をあげれ
ば多孔質シリカなどである。なお、ここに用いる断熱性
ケーシングの材質、厚みなどの形状は、これを嵌合した
カーボン型のＲ部の熱伝導率が他の部分の１／２０以下
となるようにする。断熱性ケーシングをカーボン型に嵌
装するには、例えばカーボン型を割型としてその直胴部
下のＲ部に断熱性ケーシングを嵌合する。
【００１４】先に示した図２のようにして、カーボン型
直胴部下のＲ部の熱伝導率をその他の部分の１／２０と
したカーボン型を回転しながらその内面に原料シリカ粉
末を成形保持し、これを加熱溶融すると溶融開始から２
０分して、石英粉末の溶融層に従来のカーボン型を用い
たものと比較して変化が認められる。図４は、この発明
のカーボン型を用いて型内に成形保持されたシリカ粉末
が溶融を開始してから２０分後のシリカ粉末の溶融層と
未溶融層（石英粉体層）を、コンピューターシミュレー
ションを用いて示したものである。また、図５は従来の
カーボン型を用いた場合のシリカ粉末の溶融層と未溶融
層（石英粉体層）を同様にして示したものである。いず
れの図においても内側が溶融層、外側が未溶融層（石英
粉体層）である。これによっても明らかなように、本発
明のカーボン型を用いることによって、型の内側の石英
粉体が従来のカーボン型を用いたものよりも溶融層が厚
く、この部分での溶融遅れがなく他の部分との均一な溶
融が行われていることが認められる。
直胴部下のＲ部の熱伝導率をその他の部分の１／２０と
したカーボン型を回転しながらその内面に原料シリカ粉
末を成形保持し、これを加熱溶融すると溶融開始から２
０分して、石英粉末の溶融層に従来のカーボン型を用い
たものと比較して変化が認められる。図４は、この発明
のカーボン型を用いて型内に成形保持されたシリカ粉末
が溶融を開始してから２０分後のシリカ粉末の溶融層と
未溶融層（石英粉体層）を、コンピューターシミュレー
ションを用いて示したものである。また、図５は従来の
カーボン型を用いた場合のシリカ粉末の溶融層と未溶融
層（石英粉体層）を同様にして示したものである。いず
れの図においても内側が溶融層、外側が未溶融層（石英
粉体層）である。これによっても明らかなように、本発
明のカーボン型を用いることによって、型の内側の石英
粉体が従来のカーボン型を用いたものよりも溶融層が厚
く、この部分での溶融遅れがなく他の部分との均一な溶
融が行われていることが認められる。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば原料の
石英粉末を成形保持するためのカーボン型に対して、そ
の直胴部下のＲ部の熱伝導率をその他の部分の１／２０
以下としたことによって、これを加熱溶融する際の溶融
の著しい遅れがなくなり、石英ガラスルツボの溶融成形
効率の向上を一層はかることができるようになったもの
である。
石英粉末を成形保持するためのカーボン型に対して、そ
の直胴部下のＲ部の熱伝導率をその他の部分の１／２０
以下としたことによって、これを加熱溶融する際の溶融
の著しい遅れがなくなり、石英ガラスルツボの溶融成形
効率の向上を一層はかることができるようになったもの
である。
【図１】この発明の一実施例になる石英ガラスルツボ製
造用カーボン型の断面図。
造用カーボン型の断面図。
【図２】図１に示す石英ガラスルツボ製造用カーボン型
を用いて石英ガラス粉末を型内に成形保持した状態を示
した断面図。
を用いて石英ガラス粉末を型内に成形保持した状態を示
した断面図。
【図３】この発明の他の実施例になるカーボン型で、型
直胴部下のＲ部に断熱性ケーシングを嵌合したもので、
断熱性ケーシングを誇張して区別して示した説明図。
直胴部下のＲ部に断熱性ケーシングを嵌合したもので、
断熱性ケーシングを誇張して区別して示した説明図。
【図４】この発明になるカーボン型を用いて型内に成形
保持した石英ガラス粉末を加熱溶融した状態を示した説
明図。
保持した石英ガラス粉末を加熱溶融した状態を示した説
明図。
【図５】従来のカーボン型を用いて型内に成形保持した
石英ガラス粉末を加熱溶融した状態を示した説明図。
石英ガラス粉末を加熱溶融した状態を示した説明図。
１…カーボン型、２…Ｒ部、３…凹欠部、４、４１…シ
リカ粉末、５…カーボン電極、１２…断熱性ケーシン
グ。
リカ粉末、５…カーボン電極、１２…断熱性ケーシン
グ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 秀夫 神奈川県秦野市曽屋30番地 東芝セラミッ クス株式会社開発研究所内 Ｆターム(参考） 4G014 AH00 4G077 AA02 BA04 CF00 EG02 HA12 PD01 PD02 PD11 PD12
Claims (3)
- 【請求項１】 カーボン型直胴部下のＲ部の熱伝導率
を、その他の部分の１／２０以下としたことを特徴とす
る石英ガラスルツボ製造用カーボン型。 - 【請求項２】 カーボン型直胴部下のＲ部に凹欠部を形
成し、この凹欠部に熱伝導率がカーボンより小さい粉末
を充填して、前記Ｒ部の熱伝導率をその他の部分の１／
２０以下としたことを特徴とする石英ガラスルツボ製造
用カーボン型。 - 【請求項３】 カーボン型直胴部下のＲ部に断熱性ケー
シングを嵌合して、前記Ｒ部の熱伝導率をその他の部分
の１／２０以下としたことを特徴とする石英ガラスルツ
ボ製造用カーボン型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000035431A JP2001220160A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 石英ガラスルツボ製造用カーボン型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000035431A JP2001220160A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 石英ガラスルツボ製造用カーボン型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001220160A true JP2001220160A (ja) | 2001-08-14 |
Family
ID=18559633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000035431A Pending JP2001220160A (ja) | 2000-02-14 | 2000-02-14 | 石英ガラスルツボ製造用カーボン型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001220160A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2163529A1 (en) * | 2008-08-30 | 2010-03-17 | Japan Super Quartz Corporation | Apparatus for the production of silica crucible |
| JP2011079679A (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-21 | Japan Siper Quarts Corp | 石英ガラスルツボ製造装置、及び、石英ガラスルツボの製造方法 |
| CN102286779A (zh) * | 2011-08-15 | 2011-12-21 | 宁夏日晶新能源装备股份有限公司 | 下腔体保温结构及采用下腔体保温结构的多晶炉 |
-
2000
- 2000-02-14 JP JP2000035431A patent/JP2001220160A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2163529A1 (en) * | 2008-08-30 | 2010-03-17 | Japan Super Quartz Corporation | Apparatus for the production of silica crucible |
| JP2010077016A (ja) * | 2008-08-30 | 2010-04-08 | Japan Siper Quarts Corp | 石英ルツボの製造装置 |
| US8075689B2 (en) | 2008-08-30 | 2011-12-13 | Japan Super Quartz Corporation | Apparatus for the production of silica crucible |
| JP2011079679A (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-21 | Japan Siper Quarts Corp | 石英ガラスルツボ製造装置、及び、石英ガラスルツボの製造方法 |
| CN102286779A (zh) * | 2011-08-15 | 2011-12-21 | 宁夏日晶新能源装备股份有限公司 | 下腔体保温结构及采用下腔体保温结构的多晶炉 |
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