JP2009537454A - 合成石英ガラスから半製品を製造する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)多孔質SiO2スート体(2)を準備する工程と、
(b)溶融鋳型(1)内でSiO2スート体(2)を領域毎に焼結温度で焼結期間中、焼結し、完全に焼結された透明な石英ガラス体(5)を形成する工程と、その後直ちに、
(c)溶融鋳型(1)内での軟化によって、焼結された石英ガラス体(5)を成形し、溶融鋳型(1)の容積を完全に又は部分的に満たす粘性石英ガラス塊(8)を形成する工程と、
(d)石英ガラス塊(8)を冷却し、当該塊を溶融鋳型(1)から取り出して、半製品(6)を形成する工程と
を含む方法による本発明に従って達成される。
図1は、気体透過性グラファイトから成る溶融鋳型1を概略的に示しており、気体透過性グラファイトは、底部プレートと、鋳型1の側壁を形成し且つ底部プレート上の保持リングを用いて固定された2つのグラファイトシェル11,12から成る。グラファイトシェル11,12は、CFCから成る上側締付けリング及び下側締付けリング13を用いて結合されている。シェル11,12の間の間隙は、グラファイトフェルトによってシールされる。その内壁はグラファイト紙14で完全に裏打ちされている。溶融鋳型1は、450mmの内径及び600mmの高さを有する。
Claims (16)
- 溶融鋳型(1)内での軟化SiO2塊(8)の塑性変形によって合成石英ガラスの半製品(6)を製造する方法であって、
(a)多孔質SiO2スート体(2)を準備する工程と、
(b)前記溶融鋳型(1)内で前記多孔質SiO2スート体(2)を領域毎に焼結温度で焼結期間中、焼結し、完全に焼結された透明な石英ガラス体(5)を形成する工程と、その後直ちに、
(c)前記溶融鋳型(1)内での軟化によって、焼結された前記石英ガラス体(5)を成形し、該溶融鋳型(1)の容積を完全に又は部分的に満たす粘性石英ガラス塊(8)を形成する工程と、
(d)前記石英ガラス塊(8)を冷却し、前記溶融鋳型(1)から該塊を取り出して、前記半製品(6)を形成する工程と
を含む合成石英ガラスの半製品の製造方法。 - 前記スート体(2)が、頂部から出発して下向きに焼結され、焼結された前記石英ガラス体(5)が底部から出発して上向きに成形されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 成形が、成形される前記石英ガラス体(5)の長さの半分以下の長さを有する加熱領域(4)において実施されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 領域毎の焼結の間に、前記スート体(2)が、底部から頂部にかけて2mm/分〜10mm/分の範囲の送り速度で加熱領域(4)に供給され、前記焼結温度が、1400℃〜1600℃の範囲に設定されることを特徴とする請求項2又は3に記載の方法。
- 焼結された前記石英ガラス体(5)の成形が、平均して低い軟化温度で前記石英ガラス体(5)の下部を成形させる第1の成形工程と、平均して高い軟化温度で前記石英ガラス体(5)の上部を成形させる第2の成形工程とを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1の成形工程における前記軟化温度が、前記焼結工程の完了後の前記焼結温度から出発して0.01℃/分〜0.08℃/分の加熱速度で、該焼結温度よりも20℃〜100℃の範囲内で高くなるまで上げられることを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記第2の成形工程における前記軟化温度が、前記第1の成形工程の完了後の前記低い軟化温度から出発して0.08℃/分〜0.5℃/分の加熱速度で、該低い軟化温度よりも20℃〜150℃の範囲内で高くなるまで上げられることを特徴とする請求項5又は6に記載の方法。
- 焼結された前記石英ガラス体(5)の成形が、実質的に一定の軟化温度における15分〜200分間の第3の成形工程を含むことを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 成形された前記石英ガラス体(5)が、前記第3の成形工程において全長にわたって均一に加熱されることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記スート体(2)が、真空又は不活性ガス流のいずれかの塩素を含まない雰囲気中で乾燥されることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(b)による焼結の間及び工程(c)によるガラス化の間に、前記スート体(2)は、細長いキャリア体(3)が延在する内孔を有することを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(b)による焼結前に、前記スート体(2)は、490kg/m3〜640kg/m3の範囲の密度を有することを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(b)による焼結前に、前記スート体(2)は、20mm/kg未満のL/m比を有する(ここでLは該スート体(2)の長さであり、mは該スート体(2)の質量である)ことを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(b)による焼結前に、50mm以下の幅を有する周囲間隙(15)が前記溶融鋳型(1)の内壁に対して作られるように前記スート体(2)を前記溶融鋳型(1)内に組み入れることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも1つの外側を取り囲む締付けリング(13)を用いて結合される少なくとも2つのセグメント(11,12)から構成される側壁を有する溶融鋳型(1)が使用されることを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも側壁領域(11;12)がシート状グラファイト(14)で裏打ちされた内壁を有する溶融鋳型(1)が使用されることを特徴とする請求項1〜15のいずれか一項に記載の方法。
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