JP2003192389A - ガラス加工方法及びガラス加工装置 - Google Patents
ガラス加工方法及びガラス加工装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は容易に且つ安定して平滑な表面が得ら
れることを課題とする。 【解決手段】ガラス材料表面に予めフッ素をドープした
層を形成する工程と、そのガラス材料をエッチング液に
浸漬して加工する工程とを具備することを特徴とするガ
ラス加工方法。
れることを課題とする。 【解決手段】ガラス材料表面に予めフッ素をドープした
層を形成する工程と、そのガラス材料をエッチング液に
浸漬して加工する工程とを具備することを特徴とするガ
ラス加工方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガラス加工方法及び
ガラス加工装置に関し、特にウェットエッチングにより
容易に且つ再現性良く平滑な加工表面を得るためのガラ
ス加工方法及びガラス加工装置に関する。
ガラス加工装置に関し、特にウェットエッチングにより
容易に且つ再現性良く平滑な加工表面を得るためのガラ
ス加工方法及びガラス加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知の如く、ウェットエッチングにより
ガラスを加工する場合、通常フッ酸が用いられている。
ＳｉＯ２の場合、次式 ＳｉＯ２ ＋ ６ＨＦ → Ｈ２ＳｉＦ６ ＋ ２Ｈ２
Ｏ の反応により溶解する。ここで、反応生成物であるＨ２
ＳｉＦ６がエッチング表面付近において多量に生成する
ため、反応が妨げられて一様なエッチング反応が起こり
難くなり、平滑な加工面を得ることが難しくなる。この
ため、これを防ぐために、エッチング液を攪拌したり、
フッ酸に硫酸を混合する手段が採用されている。また、
フッ化アンモニウムをフッ酸に混合することにより、エ
ッチング液のｐＨ値を一定に保ちエッチング特性を安定
化させることも一つの手段として用いられており、その
ときの反応は以下のようになる。
ガラスを加工する場合、通常フッ酸が用いられている。
ＳｉＯ２の場合、次式 ＳｉＯ２ ＋ ６ＨＦ → Ｈ２ＳｉＦ６ ＋ ２Ｈ２
Ｏ の反応により溶解する。ここで、反応生成物であるＨ２
ＳｉＦ６がエッチング表面付近において多量に生成する
ため、反応が妨げられて一様なエッチング反応が起こり
難くなり、平滑な加工面を得ることが難しくなる。この
ため、これを防ぐために、エッチング液を攪拌したり、
フッ酸に硫酸を混合する手段が採用されている。また、
フッ化アンモニウムをフッ酸に混合することにより、エ
ッチング液のｐＨ値を一定に保ちエッチング特性を安定
化させることも一つの手段として用いられており、その
ときの反応は以下のようになる。
【０００３】ＳｉＯ２ ＋ ６ＨＦ → Ｈ２ＳｉＦ６
＋ ２Ｈ２Ｏ Ｈ２ＳｉＦ６ ＋ ２ＮＨ３ ＋ → （ＮＨ４）２Ｓｉ
Ｆ６ しかしながら、これらのエッチング溶液は混合溶液であ
り、混合比及び温度によるエッチング速度への影響が大
きくなるため、その管理が煩雑であり、また再現性の良
い加工が難しくなる。そのため、容易にかつ安定して平
滑な表面が得られるガラス加工方法が必要となる。
＋ ２Ｈ２Ｏ Ｈ２ＳｉＦ６ ＋ ２ＮＨ３ ＋ → （ＮＨ４）２Ｓｉ
Ｆ６ しかしながら、これらのエッチング溶液は混合溶液であ
り、混合比及び温度によるエッチング速度への影響が大
きくなるため、その管理が煩雑であり、また再現性の良
い加工が難しくなる。そのため、容易にかつ安定して平
滑な表面が得られるガラス加工方法が必要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情を考
慮してなされたもので、ガラス材料表面に予めフッ素を
ドープした層を形成した後、そのガラス材料をエッチン
グ液に浸漬して加工することにより、従来のように管理
が煩雑等なることなく、容易に且つ安定して平滑な表面
が得られるガラス加工方法を提供することを目的とす
る。
慮してなされたもので、ガラス材料表面に予めフッ素を
ドープした層を形成した後、そのガラス材料をエッチン
グ液に浸漬して加工することにより、従来のように管理
が煩雑等なることなく、容易に且つ安定して平滑な表面
が得られるガラス加工方法を提供することを目的とす
る。
【０００５】また、本発明は、ガラス材料を浸漬するた
めのエッチング液を収容しかつ該エッチング液の濃度む
らを抑制する攪拌機能を有する攪拌槽と、この攪拌槽中
のエッチング液の温度分布を抑制する恒温槽と、ガラス
材料のエッチング液に対する引き上げ速度を調節可能な
自動移動装置と、この自動移動装置を制御するコントロ
ーラとを具備した構成にすることにより、容易に且つ安
定して平滑な表面が得られるガラス加工装置を提供する
ことを目的とする。
めのエッチング液を収容しかつ該エッチング液の濃度む
らを抑制する攪拌機能を有する攪拌槽と、この攪拌槽中
のエッチング液の温度分布を抑制する恒温槽と、ガラス
材料のエッチング液に対する引き上げ速度を調節可能な
自動移動装置と、この自動移動装置を制御するコントロ
ーラとを具備した構成にすることにより、容易に且つ安
定して平滑な表面が得られるガラス加工装置を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ガラス材料表
面に予めフッ素をドープした層を形成する工程と、その
ガラス材料をエッチング液に浸漬して加工する工程とを
具備することを特徴とするガラス加工方法である。
面に予めフッ素をドープした層を形成する工程と、その
ガラス材料をエッチング液に浸漬して加工する工程とを
具備することを特徴とするガラス加工方法である。
【０００７】また、本発明は、ガラス材料を浸漬するた
めのエッチング液を収容しかつ該エッチング液の濃度む
らを抑制する攪拌機能を有する攪拌槽と、この攪拌槽中
のエッチング液の温度分布を抑制する恒温槽と、ガラス
材料のエッチング液に対する引き上げ速度を調節可能な
自動移動装置と、この自動移動装置を制御するコントロ
ーラとを具備することを特徴とするガラス加工装置であ
る。
めのエッチング液を収容しかつ該エッチング液の濃度む
らを抑制する攪拌機能を有する攪拌槽と、この攪拌槽中
のエッチング液の温度分布を抑制する恒温槽と、ガラス
材料のエッチング液に対する引き上げ速度を調節可能な
自動移動装置と、この自動移動装置を制御するコントロ
ーラとを具備することを特徴とするガラス加工装置であ
る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に、本発明について更に詳し
く説明する。まず、本発明の実施例に係るガラス加工装
置について図１を参照して説明する。図中の符番１は、
ガラス材料としての光ファイバー２を浸漬するためのエ
ッチング液３を収容した攪拌槽を示す。この攪拌槽１の
底部には、前記エッチング液３の濃度むらを抑制するた
めの攪拌機（攪拌棒）４が配置されている。また、攪拌
槽１のエッチング液３には、熱電対５が浸漬されてい
る。前記攪拌槽１は、エッチング液３の温度分布を抑制
するための恒温槽６により保護されている。ここで、恒
温槽６には、前記攪拌槽１内のエッチング液３の温度を
上げるためのヒータ１３が配置されているとともに、こ
のヒータ１３の温度を調節する調節器７が配置されてい
る。この調節器７には前記熱電対５及びヒータ１３が電
気的に接続され、熱電対５からの測定値によりフィード
バック制御するようになっている。
く説明する。まず、本発明の実施例に係るガラス加工装
置について図１を参照して説明する。図中の符番１は、
ガラス材料としての光ファイバー２を浸漬するためのエ
ッチング液３を収容した攪拌槽を示す。この攪拌槽１の
底部には、前記エッチング液３の濃度むらを抑制するた
めの攪拌機（攪拌棒）４が配置されている。また、攪拌
槽１のエッチング液３には、熱電対５が浸漬されてい
る。前記攪拌槽１は、エッチング液３の温度分布を抑制
するための恒温槽６により保護されている。ここで、恒
温槽６には、前記攪拌槽１内のエッチング液３の温度を
上げるためのヒータ１３が配置されているとともに、こ
のヒータ１３の温度を調節する調節器７が配置されてい
る。この調節器７には前記熱電対５及びヒータ１３が電
気的に接続され、熱電対５からの測定値によりフィード
バック制御するようになっている。
【０００９】前記光ファイバー２は、試料ホルダー８の
一端側に把持されている。前記試料ホルダー８の他端
は、自動移動装置９に連結されている。この自動移動装
置９により、前記ホルダー８が上下に動いて光ファイバ
ー２をエッチング液面に対して垂直に上下させるように
なっている。従って、光ファイバー２の引き上げ速度が
調節できる。この自動移動装置９には、該装置９を制御
するコントローラ１０に電気的に接続されている。この
コントローラ１０により、自動移動装置９に信号を送
り、試料ホルダー８を上下動及び静止させるようになっ
ている。
一端側に把持されている。前記試料ホルダー８の他端
は、自動移動装置９に連結されている。この自動移動装
置９により、前記ホルダー８が上下に動いて光ファイバ
ー２をエッチング液面に対して垂直に上下させるように
なっている。従って、光ファイバー２の引き上げ速度が
調節できる。この自動移動装置９には、該装置９を制御
するコントローラ１０に電気的に接続されている。この
コントローラ１０により、自動移動装置９に信号を送
り、試料ホルダー８を上下動及び静止させるようになっ
ている。
【００１０】このように、本発明に係るガラス加工装置
は、光ファイバー２を浸漬するためのエッチング液３を
収容しかつ該エッチング液３の濃度むらを抑制する攪拌
機４を備えた攪拌槽６と、この攪拌槽６中のエッチング
液３の温度分布を抑制する恒温槽６と、光ファイバー２
のエッチング液３に対する引き上げ速度を調節可能な自
動移動装置９と、この自動移動装置９を制御するコント
ローラ１０とを具備している。
は、光ファイバー２を浸漬するためのエッチング液３を
収容しかつ該エッチング液３の濃度むらを抑制する攪拌
機４を備えた攪拌槽６と、この攪拌槽６中のエッチング
液３の温度分布を抑制する恒温槽６と、光ファイバー２
のエッチング液３に対する引き上げ速度を調節可能な自
動移動装置９と、この自動移動装置９を制御するコント
ローラ１０とを具備している。
【００１１】こうしたガラス加工装置を用いてガラス加
工する場合は、ガラス材料表面に予めフッ素をドープし
た層を形成した後、そのガラス材料をエッチング液に浸
漬することにより細径加工、テーパ加工等の加工を行
う。
工する場合は、ガラス材料表面に予めフッ素をドープし
た層を形成した後、そのガラス材料をエッチング液に浸
漬することにより細径加工、テーパ加工等の加工を行
う。
【００１２】図２は、本発明に係るガラス材料の一例を
示すもので、ガラス１１の表面にフッ素ドープ層１１ａ
が形成された構成となっている。
示すもので、ガラス１１の表面にフッ素ドープ層１１ａ
が形成された構成となっている。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の各実施例について説明する。
なお、下記実施例で述べる構成部材の材料や径、時間等
の数値は一例を示すもので、本発明の権利範囲はこれに
限らない。
なお、下記実施例で述べる構成部材の材料や径、時間等
の数値は一例を示すもので、本発明の権利範囲はこれに
限らない。
【００１４】（実施例１）本実施例１では、ガラス材料
として、クラッド径３３０μｍ、コア系３００μｍのＳ
ｉＯ２コアの光ファイバーを用いた。その断面を顕微鏡
で撮影したところ、図３に示すとおりになった。図３
中、符番１２は中心部に存在するＳｉＯ２コア部であ
り、符番１４はそのコア部の外周に形成されて、やや黒
く見えるフッ素ドープしたＳｉＯ２クラッド層である。
として、クラッド径３３０μｍ、コア系３００μｍのＳ
ｉＯ２コアの光ファイバーを用いた。その断面を顕微鏡
で撮影したところ、図３に示すとおりになった。図３
中、符番１２は中心部に存在するＳｉＯ２コア部であ
り、符番１４はそのコア部の外周に形成されて、やや黒
く見えるフッ素ドープしたＳｉＯ２クラッド層である。
【００１５】上記ガラス材料を濃度４６％のフッ酸水溶
液に一定時間浸漬することにより、細径化加工を行っ
た。ここで、エッチング加工は、図１に示すように光フ
ァイバー２を試料ホルダー８に固定し、エッチング液３
に垂直に浸漬することにより行なった。この時のエッチ
ング時間は９４分である。また、エッチング液３の温度
は室温程度（２０〜２４℃）であり、攪拌機４によりエ
ッチング液３を渦ができない程度に攪拌した。その加工
表面を光学顕微鏡を用いて観察したところ、図５に示す
ような写真のｎ式図が得られた。図５中の符番１５は、
光ファイバー２の周面（加工表面）を示す。図５より、
加工表面１５が平滑であることが確認できた。
液に一定時間浸漬することにより、細径化加工を行っ
た。ここで、エッチング加工は、図１に示すように光フ
ァイバー２を試料ホルダー８に固定し、エッチング液３
に垂直に浸漬することにより行なった。この時のエッチ
ング時間は９４分である。また、エッチング液３の温度
は室温程度（２０〜２４℃）であり、攪拌機４によりエ
ッチング液３を渦ができない程度に攪拌した。その加工
表面を光学顕微鏡を用いて観察したところ、図５に示す
ような写真のｎ式図が得られた。図５中の符番１５は、
光ファイバー２の周面（加工表面）を示す。図５より、
加工表面１５が平滑であることが確認できた。
【００１６】また、本実施例１と比較するために、外径
２５０μｍのＳｉＯ２のみの光ファイバーを用いて４０
分間同様のエッチング加工をしたときの加工表面を光学
顕微鏡で観察したところ、図６に示す写真の模式図が得
られた（比較例）。図６より、比較例の場合の加工表面
１６はやや凹凸面になっていることが確認された。これ
らの結果より、本実施例１によれば、比較例と比べ平滑
なエッチング加工表面が得られることが分かった。
２５０μｍのＳｉＯ２のみの光ファイバーを用いて４０
分間同様のエッチング加工をしたときの加工表面を光学
顕微鏡で観察したところ、図６に示す写真の模式図が得
られた（比較例）。図６より、比較例の場合の加工表面
１６はやや凹凸面になっていることが確認された。これ
らの結果より、本実施例１によれば、比較例と比べ平滑
なエッチング加工表面が得られることが分かった。
【００１７】（実施例２）本実施例２では、実施例１と
同様のガラス材料を用いて、テーパ加工を行なった。即
ち、長さ１２０ｍｍの試料を試料ホルダー６へ固定し、
自動移動装置９により光ファイバー２をエッチング液表
面と垂直になるように降下し、１００ｍｍ分を浸漬し
た。その後、引き上げ速度約０．５４ｍｍ／ｍｉｎで５
０ｍｍ引き上げた。このときの形状を図４に示す。図４
より、光ファイバー中央付近の長さ５０ｍｍに渡って、
テーパ形状となる加工ができているのが分かる。このテ
ーパ形状となっている一部を光学顕微鏡で観察したとこ
ろ、図７に示すような写真の模式図が得られた。図７よ
り、本発明に係る加工方法によれば平滑なテーパ加工表
面１７が得られることが分かる。
同様のガラス材料を用いて、テーパ加工を行なった。即
ち、長さ１２０ｍｍの試料を試料ホルダー６へ固定し、
自動移動装置９により光ファイバー２をエッチング液表
面と垂直になるように降下し、１００ｍｍ分を浸漬し
た。その後、引き上げ速度約０．５４ｍｍ／ｍｉｎで５
０ｍｍ引き上げた。このときの形状を図４に示す。図４
より、光ファイバー中央付近の長さ５０ｍｍに渡って、
テーパ形状となる加工ができているのが分かる。このテ
ーパ形状となっている一部を光学顕微鏡で観察したとこ
ろ、図７に示すような写真の模式図が得られた。図７よ
り、本発明に係る加工方法によれば平滑なテーパ加工表
面１７が得られることが分かる。
【００１８】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ガ
ラス材料表面に予めフッ素をドープした層を形成した
後、そのガラス材料をエッチング液に浸漬して加工する
ことにより、従来のように管理が煩雑等なることなく、
容易に且つ安定して平滑な表面が得られるガラス加工方
法を提供できる。
ラス材料表面に予めフッ素をドープした層を形成した
後、そのガラス材料をエッチング液に浸漬して加工する
ことにより、従来のように管理が煩雑等なることなく、
容易に且つ安定して平滑な表面が得られるガラス加工方
法を提供できる。
【００１９】また、本発明によれば、ガラス材料を浸漬
するためのエッチング液を収容しかつ該エッチング液の
濃度むらを抑制する攪拌機能を有する攪拌槽と、この攪
拌槽中のエッチング液の温度分布を抑制する恒温槽と、
ガラス材料のエッチング液に対する引き上げ速度を調節
可能な自動移動装置と、この自動移動装置を制御するコ
ントローラとを具備した構成にすることにより、容易に
且つ安定して平滑な表面が得られるガラス加工装置を提
供できる。
するためのエッチング液を収容しかつ該エッチング液の
濃度むらを抑制する攪拌機能を有する攪拌槽と、この攪
拌槽中のエッチング液の温度分布を抑制する恒温槽と、
ガラス材料のエッチング液に対する引き上げ速度を調節
可能な自動移動装置と、この自動移動装置を制御するコ
ントローラとを具備した構成にすることにより、容易に
且つ安定して平滑な表面が得られるガラス加工装置を提
供できる。
【図１】図１は、本発明に係るガラス加工装置の説明
図。
図。
【図２】図２は、本発明に係るガラス材料の一例を示す
説明図。
説明図。
【図３】図３は、本発明に係るガラス加工方法によるガ
ラス材料の断面を顕微鏡で観察したときの写真。
ラス材料の断面を顕微鏡で観察したときの写真。
【図４】図４は、本発明に係るガラス加工方法によりガ
ラス材料にテーパ加工を行なったときの試料長さと径と
の関係を示す特性図。
ラス材料にテーパ加工を行なったときの試料長さと径と
の関係を示す特性図。
【図５】図５は、本発明に係るガラス加工方法によりガ
ラス材料に細径化加工を行なったときの加工表面の模式
図。
ラス材料に細径化加工を行なったときの加工表面の模式
図。
【図６】図６は、従来に係るガラス加工方法によりガラ
ス材料に細径化加工を行なったときの加工表面の模式
図。
ス材料に細径化加工を行なったときの加工表面の模式
図。
【図７】図７は、従来に係るガラス加工方法によりガラ
ス材料にテーパ加工を行なったときの加工表面の模式
図。
ス材料にテーパ加工を行なったときの加工表面の模式
図。
１…攪拌槽、
２…光ファイバー（試料）、
３…エッチング液、
４…攪拌機、
５…熱電対、
６…恒温槽、
７…調節器、
８…試料ホルダー、
９…自動移動装置、
１０…コントローラ、
１１…ガラス、
１１ａ…フッ素ドープ層、
１２…ＳｉＯ２コア部、
１３…ヒータ、
１４…ＳｉＯ２クラッド層、
１５，１６，１７…加工表面。
Claims (2)
- 【請求項１】 ガラス材料表面に予めフッ素をドープし
た層を形成する工程と、そのガラス材料をエッチング液
に浸漬して加工する工程とを具備することを特徴とする
ガラス加工方法。 - 【請求項２】 ガラス材料を浸漬するためのエッチング
液を収容しかつ該エッチング液の濃度むらを抑制する攪
拌機能を有する攪拌槽と、この攪拌槽中のエッチング液
の温度分布を抑制する恒温槽と、ガラス材料のエッチン
グ液に対する引き上げ速度を調節可能な自動移動装置
と、この自動移動装置を制御するコントローラとを具備
することを特徴とするガラス加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001392606A JP2003192389A (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | ガラス加工方法及びガラス加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001392606A JP2003192389A (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | ガラス加工方法及びガラス加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003192389A true JP2003192389A (ja) | 2003-07-09 |
Family
ID=27599865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001392606A Withdrawn JP2003192389A (ja) | 2001-12-25 | 2001-12-25 | ガラス加工方法及びガラス加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003192389A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009119826A1 (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | 古河電気工業株式会社 | 板材の製造方法および板材 |
-
2001
- 2001-12-25 JP JP2001392606A patent/JP2003192389A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009119826A1 (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | 古河電気工業株式会社 | 板材の製造方法および板材 |
| JP2013249254A (ja) * | 2008-03-28 | 2013-12-12 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 板材の製造方法および板材 |
| JP5416092B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2014-02-12 | 古河電気工業株式会社 | 板材の製造方法 |
| US8826697B2 (en) | 2008-03-28 | 2014-09-09 | Furukawa Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing plate member and plate member |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050301 |