JPH07172841A - 石英ガラス管の製造方法及びその装置 - Google Patents

石英ガラス管の製造方法及びその装置

Info

Publication number
JPH07172841A
JPH07172841A JP34381993A JP34381993A JPH07172841A JP H07172841 A JPH07172841 A JP H07172841A JP 34381993 A JP34381993 A JP 34381993A JP 34381993 A JP34381993 A JP 34381993A JP H07172841 A JPH07172841 A JP H07172841A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
quartz glass
mandrel
raw material
glass tube
mold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP34381993A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunihiko Sakikubo
邦彦 崎久保
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.)
Coorstek KK
Original Assignee
Toshiba Ceramics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Ceramics Co Ltd filed Critical Toshiba Ceramics Co Ltd
Priority to JP34381993A priority Critical patent/JPH07172841A/ja
Publication of JPH07172841A publication Critical patent/JPH07172841A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B17/00Forming molten glass by flowing-out, pushing-out, extruding or drawing downwardly or laterally from forming slits or by overflowing over lips
    • C03B17/04Forming tubes or rods by drawing from stationary or rotating tools or from forming nozzles

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造コストを低減し、かつ寸法精度を飛躍的
に向上し得る石英ガラス管の製造方法を提供する。 【構成】 垂直な原料収容筒13の下端部に付設したモ
ールド14とその中に同軸上に配置されたマンドレル1
5とによって形成されるリング状の型穴から石英ガラス
溶融体20を流下させて管引きするに際し、マンドレル
を下方から支持してその軸心回りに回転させることによ
り、原料収容筒内に収容される原料の形態を制限しない
と共に、回転軸の回転によるマンドレルの回転に伴う向
心力によってその中心軸のブレを抑制し、かつマンドレ
ルに付随する部材と溶融体との接触面積を少なくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエーハ等の拡
散炉用炉芯管等として使用される石英ガラス管の製造方
法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の石英ガラス管の製造装置
としては、例えば図4に示すものが知られている。図中
31は高周波誘導加熱炉で、石英ガラスからなる内、外
筒32,33の間に誘導コイル34を収容すると共に、
内筒32の内側にグラファイトからなる発熱筒35を同
軸配置し、かつ発熱筒35と内筒32との間に炭化けい
素粉末等の断熱材36を充填する一方、各筒の上下端を
それぞれ上蓋37,炉床部材38により閉鎖し連結して
構成され、図示しない架台に載置されている。高周波誘
導加熱炉31の発熱筒35内の下方には、グラファイト
からなる保持筒39が炉床部材38に載置して収容され
ており、この保持筒39には、全てグラファイトからな
る管引き装置40の一部を構成する原料収容筒41が、
その下端部に付設したリング状のモールド42を介して
垂直に保持されている。そして、モールド42内には、
下向きに開口した有底円筒状のマンドレル43が、リン
グ状の型穴を形成すべく同軸上に配置されており、この
マンドレル43は、円盤状のコア44を介在してその上
部に連設した芯棒45により図示しない支持装置によっ
て支持されている。図4において46は炭化けい素から
なる保持枠、47はグラファイトからなる蓋部材であ
り、48は炉床部材38を冷却する冷媒を流すべくその
内部に形成した中空部である。
【0003】上記構成の製造装置を用いて石英ガラス管
を製造するには、まず、VAD(Vapor−phas
e Axial Diposition)法により多孔
質母材を形成し、これを加熱溶融して緻密質な石英ガラ
スインゴットを形成する。これを機械加工で円筒状と
し、そのインゴットを石英ガラス原料とし、芯棒45に
嵌装して原料収容筒41内に収容する。ついで、誘導コ
イル34に給電し、石英ガラス原料を溶融して石英ガラ
ス溶融体49とした後、マンドレル43とリング状のモ
ールド42とによって形成される型穴から流下させ、ロ
ーラあるいはバキュームチック等を用いて石英ガラス管
50を管引きする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
石英ガラス管の製造方法及びその装置では、マンドレル
を芯棒等を介して上方から吊持して型穴を形成するよう
にしているので、石英ガラス原料を筒状体としなければ
ならず、製造にコストが掛かる不具合がある。又、芯棒
の下端部がフリーな状態となり、原料収容筒と芯棒との
間に介在する石英ガラス溶融体の重量バランスの変動等
によってマンドレルの中心軸がズレ易く、結果として石
英ガラス管の肉厚がバラついてしまう不具合がある。こ
のため、歩留まりの低下、次工程での加工時間の増大等
を招来する。更に、管引き中に上記ズレを補正しようと
しても、石英ガラス溶融体の粘性が高いため、その是正
は極めて困難である。そこで、本発明は、製造コストを
低減し、かつ寸法精度を飛躍的に向上させ得る石英ガラ
ス管の製造方法及びその装置を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の石英ガラス管の製造方法は、モールドを下
端部に付設し、かつ石英ガラス原料を収容した原料収容
筒を、加熱炉内に垂直に納置し、加熱により溶融した石
英ガラス溶融体を、前記モールドとその中に同軸上に配
置されたマンドレルとによって形成されるリング状の型
穴から流下させて管引きする石英ガラス管の製造方法に
おいて、前記マンドレルを下方から支持してその軸心回
りに回転させることを特徴とする。又、石英ガラス管の
製造装置は、モールドを下端部に付設し、かつ石英ガラ
ス原料を収容した原料収容筒を加熱炉内に垂直に納置
し、加熱により溶融した石英ガラス溶融体を、前記モー
ルドとその中に同軸上に配置されたマンドレルによって
形成されるリング状の型穴から流下させて管引きする石
英ガラスの製造装置において、前記マンドレルをその下
端部に連設した回転軸により支持したことを特徴とす
る。
【0006】
【作用】本発明の石英ガラス管の製造方法及びその装置
においては、原料収容筒に収容される石英ガラス原料の
形態が制限されないと共に、回転軸の回転によるマンド
レルの回転に伴う向心力によってその中心軸のブレが抑
制され、かつマンドレルに付随する部材と石英ガラス溶
融体との接触面積が少なくなり、たとえ石英ガラス管の
管引き中にマンドレルの回転軸がずれるようなことがあ
っても、極めて容易にこれを補正することができる。こ
れらの結果として、肉厚寸法精度の優れた石英ガラス管
を供給することが可能となる。
【0007】原料収容筒の上端部を気密に閉鎖し、原料
収容筒内に加圧ガスを供給するようにすることが好まし
く、このようにすることにより、石英ガラス溶融体の流
出に伴う自重の減少に従って石英ガラス管の肉厚が変動
するのを防止でき、かつ管引きのためのチャックの下降
速度を制御する必要がなくなる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の石英ガラス管の製造装置の
一実施例を示す断面図である。図中1は架台を兼ねてベ
ースプレート2に立設したステンレス鋼からなる円筒状
のガイド筒3の上端部に適宜に載置された高周波誘導加
熱炉で、石英ガラスからなる内、外筒4,5の間に誘導
コイル6を収容すると共に、内筒4の内側にグラファイ
トからなる発熱筒7を同軸配置し、かつ発熱筒7と円筒
4との間に炭化けい素粉末等の断熱材8を充填する一
方、各筒4,5,7の上下端をそれぞれ上蓋9、炉床部
材10により閉鎖し連結して構成されている。
【0009】高周波誘導加熱炉1の発熱筒7内の下方に
は、グラファイトからなる保持筒11が炉床部材10の
内周縁部に載置して収容されており、この保持筒11に
は、管引き装置12の一部を構成するグラファイト製の
原料収容筒13が、その下端部に付設したグラファイト
からなるリング状のモールド14を介して垂直に保持さ
れている。そして、モールド14内には、下向きに開口
した有底円筒状のグラファイトからなるマンドレル15
が、モールド14と相俟ってリング状の型穴を形成すべ
く同軸上に配置されており、このマンドレル15は、前
記ガイド筒3の内面に摺接して回転しかつ昇降可能なス
テンレス鋼からなる円板状の回転台17の中心部に立設
したステンレス鋼からなる中空の回転軸18の上端部
を、その開口端部内に嵌合することにより、その軸心回
りに回転かつ昇降可能に支持されている。
【0010】回転台17は、図示しない回転駆動装置及
び昇降駆動装置によって回転され、かつ昇降されるもの
であり、その下面中央部には、マンドレル15の劣化等
を防止すべく、回転軸18の中空部を経てマンドレル1
5の内部へN2 あるいはAr等の不活性ガスを供給する
ガス供給パイプ19が取り付けられている。又、マンド
レル15を開気孔率5〜25%(より好ましくは10〜
20%)の高純度黒鉛(グラファイト)材料により形成
することによって、上記不活性ガス等がマンドレル15
の開気孔から石英ガラス溶融体(管状となっている部
分)方向に流れ、その結果、上記黒鉛材が石英ガラス溶
融体と反応するのを防止し、黒鉛材の劣化を防止する。
加えて、これにより、管引きした石英ガラス管の寸法精
度が向上する。
【0011】この場合、開気孔率が5%未満であると、
不活性ガス等の排出量が不足し、上記効果が得られな
い。一方、開気孔率が25%を超えると、マンドレル部
材の強度が十分でない。又、不活性ガス等の排出量が過
多となり、石英ガラス管中へのガス混入の要因となると
いった問題が生ずる。なお、この際のガス排出速度は、
微小となるよう制御することが好ましい。
【0012】一方、上記回転台17の上方におけるガイ
ド筒3内には、高周波誘導加熱炉1の加熱により溶融さ
れた石英ガラス溶融体20の型穴からの流下によって成
形される石英ガラス管21の始端部を把持して下降する
チャック22が配設されている。チャック22は、回転
軸18に遊嵌され、かつガイド筒3の内周面に摺接して
昇降する円輪板状のチャック台23と、チャック台23
上に搭載され、石英ガラス管21の始端部を把持するチ
ャック爪24と、チャック台23の下面に付設され、チ
ャック台23を回転軸18を中心にセットさせてスライ
ドさせるスライドリング25と、チャック台23を所要
速度で昇降させる昇降駆動装置(図示せず)とから構成
されている。図1において26はマンドレル15の上部
に取り付けたグラファイトからなる円盤状のコア、27
は炭化けい素からなる保持枠、28は原料収容筒13の
上端部に載置されるグラファイトからなる蓋部材であ
り、29は炉床部材10を冷却する冷媒を流すべくその
内部に形成した中空部である。
【0013】上記構成の石英ガラス管の製造装置を用い
て石英ガラス管を製造するには、図2に示すように、ま
ず、円柱状のムクの石英ガラスインゴットを石英ガラス
原料30として原料収容筒13内に収容した後、高周波
誘導加熱炉1の誘導コイル6に給電すると共に、炉床部
材10の中空部29へ冷媒を流し、かつマンドレル15
の内部へガス供給パイプ19からN2 あるいは不活性ガ
スを供給する。ついで、石英ガラス原料30が加熱によ
り溶融して石英ガラス溶融体20となると、図3に示す
ように、回転駆動装置の駆動により回転台17等と一緒
にマンドレル15を回転させる。そして、型穴から流下
し、かつマンドレル15の外周面に沿って下降した石英
ガラス管21の始端部をチャック22のチャック爪24
により把持し、昇降駆動装置の駆動によりチャック台2
3の下降速度を制御しながら石英ガラス管21の管引き
を行う。上記管引きに際し、マンドレル15の回転に伴
って向心力が生ずるので、その中心軸のブレが抑制さ
れ、石英ガラス管21の寸法精度が向上する。ここで、
肉厚6mm、直径200mm、長さ5mの石英ガラス管
の管引きを行ったところ、従来の方法及び装置では、
0.4mmの偏肉差があったが、本発明に係る方法及び
装置では、0.2mmの偏肉差となり、寸法精度を約2
倍程度向上することができた。偏肉差は、本発明に係る
方法及び装置と、従来の方法及び装置によって管引きさ
れたそれぞれの石英ガラス管の長手方向の3個所におけ
る周方向の3等分した位置における肉厚を測定し、各個
所の最大肉厚と最小肉厚の差を偏肉とし、かつそれらの
最大値と最小値の差を偏肉差として表わした。
【0014】なお、上記実施例では、ムクの石英ガラス
インゴットを石英ガラス原料とする場合について説明し
たが、これに限定されるものではなく、石英ガラス粉末
を石英ガラス原料としてもよく、同様の寸法精度が得ら
れる。又、チャックの下降速度を制御することなく、原
料収容筒の上端部を気密に閉鎖し、原料収容筒内に圧力
制御しながら加圧ガス(N2 や不活性ガス)を供給する
ようにしてもよく、このようにすることにより、石英ガ
ラス溶融体の流出に伴う自重の減少に従って石英ガラス
管の肉厚が変動するのを防止できる。更に、マンドレル
のブレを防止するには、回転軸の上端部付近にブレを強
制的に補正するブレ補正手段を設けてもよい。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の石英ガラ
ス管の製造方法及びその装置によれば、原料収容筒内に
収容される石英ガラス原料の形態が制限されないので、
円筒状の石英ガラスインゴットに限らず、円柱状のムク
の石英ガラスインゴットあるいは石英ガラス粉末を石英
ガラス原料として使用でき、製造コストを低減できる。
又、回転軸の回転によるマンドレルの回転に伴う向心力
によってその中心軸のブレが抑制されるので、石英ガラ
ス管の寸法精度を飛躍的に向上させることができ、ひい
ては歩留まりを高め、かつ次工程での加工時間を短くで
きる。更に、マンドレルに付随する部材と石英ガラス溶
融体との接触面積が少なくなるので、従来に比してマン
ドレルのブレを容易に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の石英ガラス管の製造装置の一実施例を
示す断面図である。
【図2】図1の装置を用いた石英ガラス管の製造方法の
前工程を示す断面図である。
【図3】図1の装置を用いた石英ガラス管の製造方法の
後工程を示す断面図である。
【図4】従来の石英ガラス管の製造装置の断面図であ
る。
【符号の説明】
1 高周波誘導加熱炉 6 誘導コイル 7 発熱筒 13 原料収容筒 14 モールド 15 マンドレル 17 回転台 18 回転軸 20 石英ガラス溶融体 30 石英ガラス原料

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モールドを下端部に付設し、かつ石英ガ
    ラス原料を収容した原料収容筒を、加熱炉内に垂直に納
    置し、加熱により溶融した石英ガラス溶融体を、前記モ
    ールドとその中に同軸上に配置されたマンドレルとによ
    って形成されるリング状の型穴から流下させて管引きす
    る石英ガラス管の製造方法において、前記マンドレルを
    下方から支持してその軸心回りに回転させることを特徴
    とする石英ガラス管の製造方法。
  2. 【請求項2】 モールドを下端部に付設し、かつ石英ガ
    ラス原料を収容した原料収容筒を、加熱炉内に垂直に納
    置し、加熱により溶融した石英ガラス溶融体を、前記モ
    ールドとその中に同軸上に配置されたマンドレルによっ
    て形成されるリング状の型穴から流下させて管引きする
    石英ガラス管の製造装置において、前記マンドレルをそ
    の下端部に連設した回転軸により支持したことを特徴と
    する石英ガラス管の製造装置。
JP34381993A 1993-12-18 1993-12-18 石英ガラス管の製造方法及びその装置 Pending JPH07172841A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34381993A JPH07172841A (ja) 1993-12-18 1993-12-18 石英ガラス管の製造方法及びその装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34381993A JPH07172841A (ja) 1993-12-18 1993-12-18 石英ガラス管の製造方法及びその装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07172841A true JPH07172841A (ja) 1995-07-11

Family

ID=18364486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34381993A Pending JPH07172841A (ja) 1993-12-18 1993-12-18 石英ガラス管の製造方法及びその装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07172841A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103641292A (zh) * 2013-11-28 2014-03-19 江苏太平洋石英股份有限公司 能够高精度控制壁厚的连熔炉
JP2019501857A (ja) * 2016-01-15 2019-01-24 コーニング インコーポレイテッド 熱的に安定なガラス管材を成形する装置
CN111216260A (zh) * 2018-11-23 2020-06-02 贺利氏科纳米英国有限公司 空心石英玻璃锭以及制造其的方法和设备

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103641292A (zh) * 2013-11-28 2014-03-19 江苏太平洋石英股份有限公司 能够高精度控制壁厚的连熔炉
JP2019501857A (ja) * 2016-01-15 2019-01-24 コーニング インコーポレイテッド 熱的に安定なガラス管材を成形する装置
CN111216260A (zh) * 2018-11-23 2020-06-02 贺利氏科纳米英国有限公司 空心石英玻璃锭以及制造其的方法和设备
KR20200061299A (ko) * 2018-11-23 2020-06-02 헤라우스 코나믹 유케이 리미티드 절단 중공 잉곳
CN111216260B (zh) * 2018-11-23 2022-09-06 贺利氏科纳米英国有限公司 空心石英玻璃锭以及制造其的方法和设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101104674B1 (ko) 대경의 실리콘 단결정 잉곳 중의 핀홀 결함의 저감을 가능하게 하는 대경 실리콘 단결정 잉곳 인상용 고순도 석영 유리 도가니
KR100798594B1 (ko) 실리콘 단결정의 인상 방법
EP1069086B1 (en) Furnace and method for optical fiber wire drawing
EP2070882B1 (en) High-purity vitreous silica crucible used for pulling large-diameter single-crystal silicon ingot and manufacturing method
JP5397857B2 (ja) 石英ガラスルツボの製造方法および製造装置
JP2601411B2 (ja) 単結晶引上げ方法およびその装置
EP2024289B1 (en) Method for producing a semifinished product from synthetic quartz glass
EP0745705B1 (en) Method of manufacturing a double-crucible for the Czochralski growing technique
JPH07172841A (ja) 石英ガラス管の製造方法及びその装置
US10287705B2 (en) Pulling a semiconductor single crystal according to the Czochralski method and silica glass crucible suitable therefor
US2852891A (en) Process and apparatus for the production of drawn articles of vitreous silica
JP3907727B2 (ja) 単結晶引き上げ装置
JP5121227B2 (ja) 石英ガラスルツボの製造方法
JP2015098433A (ja) シリカスート体を焼結するための炉
EP1207139B1 (en) Method for sintering a porous-glass preform for an optical fibre
JP2001302391A (ja) Si単結晶引上げ用石英ガラスるつぼの製造方法
JP2020097512A (ja) シリカガラスルツボ
KR101892107B1 (ko) 실리콘 단결정 성장 장치 및 이를 이용한 실리콘 단결정 성장 방법
JP2004525842A (ja) 多孔質スート体のガラス化方法
JPH09202632A (ja) シリンダー状石英ガラスの製造方法
JP4060661B2 (ja) シリカガラス円筒体の製造方法および製造装置
JPH06219887A (ja) 単結晶引上装置
CN216472857U (zh) 一种玻璃制品生产用退火设备
JPH01131030A (ja) 石英ガラス管の管引き方法
JP2011037643A (ja) 単結晶引き上げ装置、単結晶の製造方法及び単結晶

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040727

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20041130