JPH0788227B2 - ガラス体の製造方法および装置 - Google Patents
ガラス体の製造方法および装置Info
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- JPH0788227B2 JPH0788227B2 JP61066074A JP6607486A JPH0788227B2 JP H0788227 B2 JPH0788227 B2 JP H0788227B2 JP 61066074 A JP61066074 A JP 61066074A JP 6607486 A JP6607486 A JP 6607486A JP H0788227 B2 JPH0788227 B2 JP H0788227B2
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- diaphragm
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- porous
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/12—Other methods of shaping glass by liquid-phase reaction processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/016—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by a liquid phase reaction process, e.g. through a gel phase
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- Y10S65/901—Liquid phase reaction process
Description
【発明の詳細な説明】 本発明はガラス体製造用の出発材料として微分散固形分
を有する懸濁物を用いて未加工（green）多孔体を形成
し、次いで浄化および焼結するガラス体の製造方法に関
する。
を有する懸濁物を用いて未加工（green）多孔体を形成
し、次いで浄化および焼結するガラス体の製造方法に関
する。
また、本発明は上述する方法を実施する装置、および本
方法により製造したガラス体の使用方法に関する。
方法により製造したガラス体の使用方法に関する。
上述する方法は、特に光学導波管用の予備成形体を製造
するのに適当である。
するのに適当である。
高純度石英ガラス体、特に光学導波管用の予備成形体を
製造する場合、未加工多孔体を微分散SiO2ガラス粒子か
ら作り、しかる後この未加工体を、例えば塩素含有雰囲
気中で600〜900℃の温度範囲で浄化し、次いで、未加工
体を約1500℃の温度で焼結して緻密で、かつ透明なガラ
スを形成する方法は知られている。この場合、焼結温度
はSiO2粒子の大きさおよび未加工体の均質性に影響され
る。
製造する場合、未加工多孔体を微分散SiO2ガラス粒子か
ら作り、しかる後この未加工体を、例えば塩素含有雰囲
気中で600〜900℃の温度範囲で浄化し、次いで、未加工
体を約1500℃の温度で焼結して緻密で、かつ透明なガラ
スを形成する方法は知られている。この場合、焼結温度
はSiO2粒子の大きさおよび未加工体の均質性に影響され
る。
十分な焼結プロセス、すなわち、1550℃またはそれ以下
（≦1550℃）の温度で焼結して気泡（bubbles）や泡（r
eams）の存在しないガラス体を形成できるような高い密
度を有する未加工体を得るために、微分散石英ガラス粒
子のプロセスには、極めて多くの装置（扱いやすい未加
工体を作るための予備成形、およびこの未加工体を圧縮
にするプレスなど）が必要とされる。光学導波管の予備
成形体を製造するかかる方法は、例えばドイツ特許第32
40355号明細書（DE−SP）に記載されている。
（≦1550℃）の温度で焼結して気泡（bubbles）や泡（r
eams）の存在しないガラス体を形成できるような高い密
度を有する未加工体を得るために、微分散石英ガラス粒
子のプロセスには、極めて多くの装置（扱いやすい未加
工体を作るための予備成形、およびこの未加工体を圧縮
にするプレスなど）が必要とされる。光学導波管の予備
成形体を製造するかかる方法は、例えばドイツ特許第32
40355号明細書（DE−SP）に記載されている。
十分に高い密度を有する未加工体を製造するのに、微分
散SiO2懸濁物を未加工体に変形する他の方法を用いるこ
とができる。ドイツ特許第2925309号明細書（DE−OS）
にはSiO2懸濁物を支持管にまたはその上に噴霧する方法
が記載されている。この方法は、SiO2懸濁物を均一に分
布する必要性に関して噴霧装置に高い要件が要求される
こと、および支持管が多孔体でないために不純物と反応
する熱ガス雰囲気において未加工体を浄化できないなど
の欠点がある。
散SiO2懸濁物を未加工体に変形する他の方法を用いるこ
とができる。ドイツ特許第2925309号明細書（DE−OS）
にはSiO2懸濁物を支持管にまたはその上に噴霧する方法
が記載されている。この方法は、SiO2懸濁物を均一に分
布する必要性に関して噴霧装置に高い要件が要求される
こと、および支持管が多孔体でないために不純物と反応
する熱ガス雰囲気において未加工体を浄化できないなど
の欠点がある。
本発明の目的は高純度のガラス体を製造する方法および
装置を提供するもので、中間加熱工程において、存在す
る不純物と反応するガス雰囲気中で未加工体を十分に浄
化できる多孔度を有し、しかも次の焼結プロセスを、い
かなる付加圧縮操作を必要としないで実施できるような
高密度を有する未加工体を得ることによって高純度ガラ
ス体を製造することである。
装置を提供するもので、中間加熱工程において、存在す
る不純物と反応するガス雰囲気中で未加工体を十分に浄
化できる多孔度を有し、しかも次の焼結プロセスを、い
かなる付加圧縮操作を必要としないで実施できるような
高密度を有する未加工体を得ることによって高純度ガラ
ス体を製造することである。
本発明の方法は、隔膜の両側の間で圧力差を形成できる
隔膜が内在する装置において懸濁物の相を分離して、生
成すべきガラス体の形状に相当する形状の多孔隔膜上に
未加工体を堆積させ、この隔膜の細孔が懸濁物の固形分
の平均粒径の１〜500倍の範囲の直径を有するようにす
ることを特徴とする。
隔膜が内在する装置において懸濁物の相を分離して、生
成すべきガラス体の形状に相当する形状の多孔隔膜上に
未加工体を堆積させ、この隔膜の細孔が懸濁物の固形分
の平均粒径の１〜500倍の範囲の直径を有するようにす
ることを特徴とする。
本発明の方法を実施する第１の装置は、排気管により排
気できる容器であって、該容器中に、生成すべきガラス
体の形状に相当する形状を有する多孔隔膜を備え、該隔
膜は、堆積区域において、装置中で相に分離されるべき
懸濁物の固形分の平均粒径の１〜500倍の範囲の直径を
有する細孔を有し、該細孔は好ましくは20μｍまたはそ
れ以下（≦20μｍ）であり、該隔膜は非多孔性の入口を
有し、該入口を介して、相に分離される出発物質を懸濁
物状態で導入することができ、該入口は容器の排気区域
の外側に位置しかつ前記排気区域から封止手段により封
止されていることを特徴とする。
気できる容器であって、該容器中に、生成すべきガラス
体の形状に相当する形状を有する多孔隔膜を備え、該隔
膜は、堆積区域において、装置中で相に分離されるべき
懸濁物の固形分の平均粒径の１〜500倍の範囲の直径を
有する細孔を有し、該細孔は好ましくは20μｍまたはそ
れ以下（≦20μｍ）であり、該隔膜は非多孔性の入口を
有し、該入口を介して、相に分離される出発物質を懸濁
物状態で導入することができ、該入口は容器の排気区域
の外側に位置しかつ前記排気区域から封止手段により封
止されていることを特徴とする。
また、本発明の方法を実施する第２の装置は、相に分離
すべき出発材料を懸濁物状態で導入することができる容
器であって、該容器は、生成すべき未加工体の形状に相
当する形状の多孔隔膜を有し、該隔膜は懸濁物中に浸漬
されかつ排気管により一方の側から排気でき、堆積区域
において、隔膜は装置中で相に分離されるべき懸濁物の
固形分の平均粒径の１〜500倍の範囲の直径を有する細
孔を有し、該細孔は好ましくは20μｍまたはそれ以下
（≦20μｍ）であることを特徴とする。
すべき出発材料を懸濁物状態で導入することができる容
器であって、該容器は、生成すべき未加工体の形状に相
当する形状の多孔隔膜を有し、該隔膜は懸濁物中に浸漬
されかつ排気管により一方の側から排気でき、堆積区域
において、隔膜は装置中で相に分離されるべき懸濁物の
固形分の平均粒径の１〜500倍の範囲の直径を有する細
孔を有し、該細孔は好ましくは20μｍまたはそれ以下
（≦20μｍ）であることを特徴とする。
本発明の方法の好適例においては、低圧力または超過圧
力を装置に生成するようにする。この事により、懸濁物
の固形分の堆積速度が比較的に高くなるという利点が得
られる。
力を装置に生成するようにする。この事により、懸濁物
の固形分の堆積速度が比較的に高くなるという利点が得
られる。
本発明の方法の他の好適例においては、10〜500nm、好
ましくは15〜100nmの範囲の直径を有し、1:1〜1:2の固
形分と水との重量比において40nmの平均粒径を有するSi
O2粒子からなる懸濁物をガラス体製造用の出発材料とし
て使用することである。この事は、有効な焼結プロセス
に必要とされる有利な高密度を有する未加工体を得るこ
とができるという利点を有する。
ましくは15〜100nmの範囲の直径を有し、1:1〜1:2の固
形分と水との重量比において40nmの平均粒径を有するSi
O2粒子からなる懸濁物をガラス体製造用の出発材料とし
て使用することである。この事は、有効な焼結プロセス
に必要とされる有利な高密度を有する未加工体を得るこ
とができるという利点を有する。
本発明の方法の他の好適例においては、イオノゲン添加
物を懸濁物に添加して懸濁物のpH値をアルカリ性（pH≦
10）に向けて推移させることである。この目的のため
に、アンモニア化合物は懸濁物の固形分の0.1〜５重量
％の割合で使用する。この添加物は極めて揮発性であ
り、次の浄化−加熱工程において未加工体から十分に除
去することができ、このために極めて純粋な石英ガラス
体を生成することができる。アンモニア化合物、例えば
NH3を水溶液で添加することにより、比較的に大きい強
度を有する未加工体を得ることができる。なぜならばこ
のアンモニア化合物は、最初のSiO2粒子相互の接触区域
において生ずる架橋やゲル形成を促進するためである。
例えば20℃の懸濁物温度および10またはそれ以下（≦1
0）のpH値において、SiO2は100ppmの速度で溶解し、ブ
リッジング層を形成する接触区域に堆積する。例えば、
水溶液状態のNH4Fをイオノゲン添加物として使用する場
合には、出発材料を弗素でドーピングすることによって
屈折率を低下させることができる。このタイプのガラス
は光学導波管のための被覆（cladding）ガラスとして適
当に用いることができる。
物を懸濁物に添加して懸濁物のpH値をアルカリ性（pH≦
10）に向けて推移させることである。この目的のため
に、アンモニア化合物は懸濁物の固形分の0.1〜５重量
％の割合で使用する。この添加物は極めて揮発性であ
り、次の浄化−加熱工程において未加工体から十分に除
去することができ、このために極めて純粋な石英ガラス
体を生成することができる。アンモニア化合物、例えば
NH3を水溶液で添加することにより、比較的に大きい強
度を有する未加工体を得ることができる。なぜならばこ
のアンモニア化合物は、最初のSiO2粒子相互の接触区域
において生ずる架橋やゲル形成を促進するためである。
例えば20℃の懸濁物温度および10またはそれ以下（≦1
0）のpH値において、SiO2は100ppmの速度で溶解し、ブ
リッジング層を形成する接触区域に堆積する。例えば、
水溶液状態のNH4Fをイオノゲン添加物として使用する場
合には、出発材料を弗素でドーピングすることによって
屈折率を低下させることができる。このタイプのガラス
は光学導波管のための被覆（cladding）ガラスとして適
当に用いることができる。
本発明の方法の好適例においては、異なるドープド懸濁
物の種々の層を順次に堆積させることによって、隔膜上
に積層体を形成させることができる。この目的のため
に、第１懸濁物を、所望厚さの未加工体が得られるやい
なや装置から除去し、異なるドープ剤でドープした第２
懸濁物で堆積プロセスを継続させる。それ故、この方法
は段階屈折率プロフィルを有する光学導波管のための予
備成形体を製造するのに極めて適当である。また、低い
屈折率を有する中間層を設けることによってＷ−形プロ
フィルを有する光学導波管を形成でき、かかる中間層は
適当なドープド懸濁物を用いて得ることができる。ガラ
ス体の屈折率を変化させるドープド剤は当業者において
知られており、例えばGeO2またはAl2O3は屈折率を高め
るのに用いることができ、またB2O3または弗素は屈折率
を低下するのに用いることができる。また、本発明の方
法は、グレード ドーピング（graded doping）を有す
る複数の層を堆積することによって、屈折率が連続的に
変化する石英ガラス体を製造することができる。本発明
の方法の他の好適例においては、生成すべきガラス体の
ための出発材料から形成する未加工多孔体を隔膜として
使用する。この事は、本発明の方法により光学導波管の
ための予備成形体を製造するのに有利であり、かように
して得られる未加工体に不純物を含める傾向のある隔膜
のための材料の使用を回避でき、このために本発明の方
法は段階屈折率プロフィルを有する高精度の光学導波管
を製造するのに適当である。この例において、隔膜およ
び堆積未加工体は共に適当な加熱ガス状雰囲気における
一浄化工程で浄化され、次いで焼結して透明ガラス体を
形成する。また、ガラス体のための出発材料のまだ焼結
されていない多孔体（未加工体）の代りに、ガラス体の
ための出発材料の焼結多孔体を隔膜として用いることが
できる。これに関連して、懸濁物の固形分から形成され
た層は、かかる機構の製造に用いられる粒子画分（grai
n fraction）に関して変化する粒子画分により形成でき
ることは特に有利である。ガラス体の収縮挙動は粒子画
分に影響され、ガラス体のための出発材料から形成する
焼結体を隔膜として用いる場合には、隔膜およびこれに
互いに堆積する層の収縮挙動を適合することができる。
物の種々の層を順次に堆積させることによって、隔膜上
に積層体を形成させることができる。この目的のため
に、第１懸濁物を、所望厚さの未加工体が得られるやい
なや装置から除去し、異なるドープ剤でドープした第２
懸濁物で堆積プロセスを継続させる。それ故、この方法
は段階屈折率プロフィルを有する光学導波管のための予
備成形体を製造するのに極めて適当である。また、低い
屈折率を有する中間層を設けることによってＷ−形プロ
フィルを有する光学導波管を形成でき、かかる中間層は
適当なドープド懸濁物を用いて得ることができる。ガラ
ス体の屈折率を変化させるドープド剤は当業者において
知られており、例えばGeO2またはAl2O3は屈折率を高め
るのに用いることができ、またB2O3または弗素は屈折率
を低下するのに用いることができる。また、本発明の方
法は、グレード ドーピング（graded doping）を有す
る複数の層を堆積することによって、屈折率が連続的に
変化する石英ガラス体を製造することができる。本発明
の方法の他の好適例においては、生成すべきガラス体の
ための出発材料から形成する未加工多孔体を隔膜として
使用する。この事は、本発明の方法により光学導波管の
ための予備成形体を製造するのに有利であり、かように
して得られる未加工体に不純物を含める傾向のある隔膜
のための材料の使用を回避でき、このために本発明の方
法は段階屈折率プロフィルを有する高精度の光学導波管
を製造するのに適当である。この例において、隔膜およ
び堆積未加工体は共に適当な加熱ガス状雰囲気における
一浄化工程で浄化され、次いで焼結して透明ガラス体を
形成する。また、ガラス体のための出発材料のまだ焼結
されていない多孔体（未加工体）の代りに、ガラス体の
ための出発材料の焼結多孔体を隔膜として用いることが
できる。これに関連して、懸濁物の固形分から形成され
た層は、かかる機構の製造に用いられる粒子画分（grai
n fraction）に関して変化する粒子画分により形成でき
ることは特に有利である。ガラス体の収縮挙動は粒子画
分に影響され、ガラス体のための出発材料から形成する
焼結体を隔膜として用いる場合には、隔膜およびこれに
互いに堆積する層の収縮挙動を適合することができる。
本発明の方法の好適例によれば、堆積区域を特に合成樹
脂裏貼りにより被覆し、多孔度を懸濁物の固形分の平均
粒径またはそれ以下にする隔膜上に未加工体を堆積し、
10〜20μｍの範囲の孔径を有する好ましくはポリエチレ
ンの合成隔膜を使用する。この事は大きい未加工体を問
題なく変形できる利点を有する。裏貼りは親水性合成樹
脂から作るのが好ましい。
脂裏貼りにより被覆し、多孔度を懸濁物の固形分の平均
粒径またはそれ以下にする隔膜上に未加工体を堆積し、
10〜20μｍの範囲の孔径を有する好ましくはポリエチレ
ンの合成隔膜を使用する。この事は大きい未加工体を問
題なく変形できる利点を有する。裏貼りは親水性合成樹
脂から作るのが好ましい。
大きい寸法の未加工体の場合には、１片の隔膜の代りに
種々の部分からなる分割しうる隔膜を用いるのが有利で
ある。
種々の部分からなる分割しうる隔膜を用いるのが有利で
ある。
本発明の他の利点は、ガラス体を製造する未加工体、特
に光学導波管用の予備成形体を極めて少数の装置で得る
ことができ、この未加工体は一方において加熱ガス雰囲
気中で不純物を効果的に除去するのに十分な多孔性を有
し、他方において焼結して、例えば加熱等圧圧縮（hot
isostatic press−ing）の如き任意の中間処理を必要と
しないで極めて純粋なガラス体を形成できるような高い
密度および均質性を有する。本発明の方法の他の重要な
利点は円形断面以外の、例えば角形状管または棒、また
は任意の形状のキャビティを有する未加工体を得ること
ができる。堆積未加工体は亀裂を形成することなく乾燥
でき、浄化および焼結工程後、寸法、透明および極めて
純粋なタイプの極めて平滑な表面を有するガラスを形成
できる。更に、上述するようにして形成した石英ガラス
管はハロゲン灯またはガス放電灯の製造に用いることが
でき、この場合未加工体を光学導波管の形成に用い、極
めて少ない水含有量および高い二酸化珪素含有量にでき
る。
に光学導波管用の予備成形体を極めて少数の装置で得る
ことができ、この未加工体は一方において加熱ガス雰囲
気中で不純物を効果的に除去するのに十分な多孔性を有
し、他方において焼結して、例えば加熱等圧圧縮（hot
isostatic press−ing）の如き任意の中間処理を必要と
しないで極めて純粋なガラス体を形成できるような高い
密度および均質性を有する。本発明の方法の他の重要な
利点は円形断面以外の、例えば角形状管または棒、また
は任意の形状のキャビティを有する未加工体を得ること
ができる。堆積未加工体は亀裂を形成することなく乾燥
でき、浄化および焼結工程後、寸法、透明および極めて
純粋なタイプの極めて平滑な表面を有するガラスを形成
できる。更に、上述するようにして形成した石英ガラス
管はハロゲン灯またはガス放電灯の製造に用いることが
でき、この場合未加工体を光学導波管の形成に用い、極
めて少ない水含有量および高い二酸化珪素含有量にでき
る。
装置における圧力差を介して懸濁物の固体相から分散液
体を分離することによって、38〜50％の圧縮ガラス密度
の比較的に乾燥性の固体未加工体を形成でき、この未加
工体は取扱いやすく、また例えば大気圧下で乾燥してま
たは溶剤を交換して比較的に短時間で、亀裂を形成する
ことなく残留水分を除去することができる。これらの乾
燥処理は当業者において知られている。
体を分離することによって、38〜50％の圧縮ガラス密度
の比較的に乾燥性の固体未加工体を形成でき、この未加
工体は取扱いやすく、また例えば大気圧下で乾燥してま
たは溶剤を交換して比較的に短時間で、亀裂を形成する
ことなく残留水分を除去することができる。これらの乾
燥処理は当業者において知られている。
10〜20μｍの範囲の孔径を有する隔膜を懸濁物から固形
分を分離するのに用いる場合には、固体粒子は40nmの平
均大きさを有し、分離プロセスの開始において堆積する
層は固体粒子を懸濁物から隔膜に更に通過させない付加
微濾過層を形成する。
分を分離するのに用いる場合には、固体粒子は40nmの平
均大きさを有し、分離プロセスの開始において堆積する
層は固体粒子を懸濁物から隔膜に更に通過させない付加
微濾過層を形成する。
また、付加微濾過層の作用は隔膜の堆積表面を多孔性裏
貼りで被覆することによって得ることができ、細孔大き
さは懸濁物の固形分の平均粒径またはそれ以下にする。
貼りで被覆することによって得ることができ、細孔大き
さは懸濁物の固形分の平均粒径またはそれ以下にする。
次に、本発明を添付図面について説明する。
第１図は管状の未加工体15を製造する装置を示してい
る。この目的のために、好ましい水性懸濁物を、例えば
超音波フィルドにおいて均質化し、10〜500nm、好まし
くは15〜100nmの範囲の直径および40nmの平均直径の微
分散SiO2粒子を形成し、この場合懸濁物水を分散液体
（1:1〜1:2の固体−水重量比）として使用し、これに水
溶液状態のNH3を懸濁物の固形分に対して0.1〜５重量％
の割合で添加し、内径24mmの管状隔膜11に導入する。未
加工体の堆積区域に位置するかかる隔膜は20μｍの大き
さを有する細孔を有している。封止手段７で封止する隔
膜11を容器内に配置し、この隔膜は排気管３を通して排
気できる。高い堆積速度で固体が堆積するために、圧力
を分散液体の分圧に相当させるのが好ましい。未加工体
15を型から除去しやすくするために、40nmまたはそれ以
下（≦40nm）の直径の細孔を有するホースを裏貼り17と
して用いることができる。この裏貼りは、例えば透析プ
ロセスにおいて使用される合成樹脂ホースを用いること
ができる。親水性合成樹脂、例えば表面−変性ポリエチ
レンが好ましい。
る。この目的のために、好ましい水性懸濁物を、例えば
超音波フィルドにおいて均質化し、10〜500nm、好まし
くは15〜100nmの範囲の直径および40nmの平均直径の微
分散SiO2粒子を形成し、この場合懸濁物水を分散液体
（1:1〜1:2の固体−水重量比）として使用し、これに水
溶液状態のNH3を懸濁物の固形分に対して0.1〜５重量％
の割合で添加し、内径24mmの管状隔膜11に導入する。未
加工体の堆積区域に位置するかかる隔膜は20μｍの大き
さを有する細孔を有している。封止手段７で封止する隔
膜11を容器内に配置し、この隔膜は排気管３を通して排
気できる。高い堆積速度で固体が堆積するために、圧力
を分散液体の分圧に相当させるのが好ましい。未加工体
15を型から除去しやすくするために、40nmまたはそれ以
下（≦40nm）の直径の細孔を有するホースを裏貼り17と
して用いることができる。この裏貼りは、例えば透析プ
ロセスにおいて使用される合成樹脂ホースを用いること
ができる。親水性合成樹脂、例えば表面−変性ポリエチ
レンが好ましい。
第１図に示す装置を用いる１例において、次の手順を適
用した：すなわち、15〜100nmの粒度および40nmの平均
粒径を有する市販のSiO2 200gを300mlの水および7mlの2
5％アンモニア水溶液に均質懸濁物が得られるまで分散
させる。例えば、この懸濁物に周波数ｆ＝35kHzを有す
る超音波フィルドを与えて均質にする。この懸濁物を相
に15ミリバールの低圧力を生じさせることにより第１図
について記載するように分離する。15分の堆積時間後に
得られた未加工体を装置中で徐々に乾燥して残留水分を
除去する。
用した：すなわち、15〜100nmの粒度および40nmの平均
粒径を有する市販のSiO2 200gを300mlの水および7mlの2
5％アンモニア水溶液に均質懸濁物が得られるまで分散
させる。例えば、この懸濁物に周波数ｆ＝35kHzを有す
る超音波フィルドを与えて均質にする。この懸濁物を相
に15ミリバールの低圧力を生じさせることにより第１図
について記載するように分離する。15分の堆積時間後に
得られた未加工体を装置中で徐々に乾燥して残留水分を
除去する。
このようにして得た未加工体は圧縮石英ガラスの密度の
42％の密度を有していた。次いで、未加工体を100分間8
00℃に加熱し、いかなる不純物、特に水および遷移金属
を除去するためにSOCl2で飽和したO2−ガス流に作用さ
せる。次の焼結プロセスを1500℃の温度で２容量％の塩
素ガスを含むヘリウム雰囲気中で行い、この場合未加工
体を3mm/分の速度で炉に通す。外径18mm、壁厚3mmおよ
び10ppb以下（＜10ppb）の不純物を有する透明ガラス管
が得られる。このように形成したガラス管は密度2.20g/
cm2および屈折率nD1.4598を有する。
42％の密度を有していた。次いで、未加工体を100分間8
00℃に加熱し、いかなる不純物、特に水および遷移金属
を除去するためにSOCl2で飽和したO2−ガス流に作用さ
せる。次の焼結プロセスを1500℃の温度で２容量％の塩
素ガスを含むヘリウム雰囲気中で行い、この場合未加工
体を3mm/分の速度で炉に通す。外径18mm、壁厚3mmおよ
び10ppb以下（＜10ppb）の不純物を有する透明ガラス管
が得られる。このように形成したガラス管は密度2.20g/
cm2および屈折率nD1.4598を有する。
上述する方法により、異なるドープドSiO2懸濁物から層
構造を更に形成することができる。この目的のために、
所望の層厚さを得るやいなや装置から懸濁物を排出さ
せ、他の異なるドープド懸濁物と交換する。この手段に
おいて、未加工体を形成でき、しかる後焼結して屈折率
の勾配を有するタイプのガラスを生成する。
構造を更に形成することができる。この目的のために、
所望の層厚さを得るやいなや装置から懸濁物を排出さ
せ、他の異なるドープド懸濁物と交換する。この手段に
おいて、未加工体を形成でき、しかる後焼結して屈折率
の勾配を有するタイプのガラスを生成する。
第２図は上記第１図について記載する方法に類似し、棒
状の未加工体25を懸濁物９から形成する装置を示してい
る。管状に形成する隔膜11の軸に沿って移動できる供給
管23を介して均質懸濁物を管状隔膜に導入する。SiO2粒
子を管状隔膜の全断面に堆積するために、棒状の未加工
体25が形成する。供給管23は未加工体25の成長に伴って
引き上げる。懸濁物９を可動供給管23を介して管状隔膜
11に導入するために、最大固体濃度が常に装置において
懸濁物の下部に存在するように堆積プロセスを制御で
き、この結果緻密な未加工体を形成できる。
状の未加工体25を懸濁物９から形成する装置を示してい
る。管状に形成する隔膜11の軸に沿って移動できる供給
管23を介して均質懸濁物を管状隔膜に導入する。SiO2粒
子を管状隔膜の全断面に堆積するために、棒状の未加工
体25が形成する。供給管23は未加工体25の成長に伴って
引き上げる。懸濁物９を可動供給管23を介して管状隔膜
11に導入するために、最大固体濃度が常に装置において
懸濁物の下部に存在するように堆積プロセスを制御で
き、この結果緻密な未加工体を形成できる。
第２図に記載している例では、使用する懸濁物、堆積条
件並びに使用する未加工体の仕上げおよび使用する石英
ガラス体の特性は第１図について記載している例に相当
させているが、固体棒の堆積のために堆積時間だけを、
すなわち、120分に相違させている。
件並びに使用する未加工体の仕上げおよび使用する石英
ガラス体の特性は第１図について記載している例に相当
させているが、固体棒の堆積のために堆積時間だけを、
すなわち、120分に相違させている。
例えば管状未加工体15は、例えば多孔堆積区域を有する
円筒状隔膜21の外面上に形成することができる（第３
図）。この目的のために、均質懸濁物９を容器19に導入
し、懸濁物中に導入された隔膜21を排気管により内側か
ら排出する。
円筒状隔膜21の外面上に形成することができる（第３
図）。この目的のために、均質懸濁物９を容器19に導入
し、懸濁物中に導入された隔膜21を排気管により内側か
ら排出する。
使用する懸濁物、堆積条件並びに使用する未加工体の仕
上げおよび使用する石英ガラス体の特性は第１図につい
て記載している例に相当させている。
上げおよび使用する石英ガラス体の特性は第１図につい
て記載している例に相当させている。
ガラス体のための出発材料から形成される多孔性未加工
体は隔膜として有利に用いることができ、この場合未加
工体は常に焼結する。また、例えば10〜20μｍの範囲の
孔径を有するポリエチレン濾過管を隔膜として用いるこ
とができる。かかる合成樹脂隔膜を40nmまたはこれ以下
（≦40nm）の孔を有する多孔性裏貼りで堆積区域の部分
を被覆する場合、特に裏貼りを親水性合成樹脂から作る
場合には、得られる未加工体は１μｍ以下（＜１μ
ｍ）、好ましくは0.5μｍ以下（＜0.5μｍ）の表面あら
さを有する、特に平滑な表面を有している。この平滑表
面は、焼結中、未加工体の望ましくない再結晶を抑制で
きるために極めて有利である。
体は隔膜として有利に用いることができ、この場合未加
工体は常に焼結する。また、例えば10〜20μｍの範囲の
孔径を有するポリエチレン濾過管を隔膜として用いるこ
とができる。かかる合成樹脂隔膜を40nmまたはこれ以下
（≦40nm）の孔を有する多孔性裏貼りで堆積区域の部分
を被覆する場合、特に裏貼りを親水性合成樹脂から作る
場合には、得られる未加工体は１μｍ以下（＜１μ
ｍ）、好ましくは0.5μｍ以下（＜0.5μｍ）の表面あら
さを有する、特に平滑な表面を有している。この平滑表
面は、焼結中、未加工体の望ましくない再結晶を抑制で
きるために極めて有利である。
【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の方法により管状未加工体を形成する装
置の断面図、 第２図は棒状未加工体を形成する第１図の変形構造の装
置の断面図、および 第３図は本発明の方法を実施する他の変形構造の装置の
断面図である。 ３……排気管 ５……非多孔入口 ６……容器 ７……封止手段 ９……懸濁物 11……管状（または円筒状）隔膜 13……非多孔底 15……管状未加工体 17……裏貼り 19……容器 21……円筒状隔膜 23……供給管 25……棒状未加工体
置の断面図、 第２図は棒状未加工体を形成する第１図の変形構造の装
置の断面図、および 第３図は本発明の方法を実施する他の変形構造の装置の
断面図である。 ３……排気管 ５……非多孔入口 ６……容器 ７……封止手段 ９……懸濁物 11……管状（または円筒状）隔膜 13……非多孔底 15……管状未加工体 17……裏貼り 19……容器 21……円筒状隔膜 23……供給管 25……棒状未加工体
Claims (22)
- 【請求項１】微分散固形分を有する懸濁物とするガラス
体のための出発材料を用いて多孔性未加工体を形成し、
この未加工体を浄化し、焼結するガラス体の製造方法に
おいて、隔膜の両側の間で圧力差を形成できる隔膜が内
在する装置において懸濁物の相を分離し、生成すべきガ
ラス体の形状に相当する形状の多孔隔膜上に未加工体を
堆積させ、隔膜の細孔が懸濁物の固形分の平均粒径の１
〜500倍の範囲の直径を有することを特徴とするガラス
体の製造方法。 - 【請求項２】低圧力を装置に生じさせる特許請求の範囲
の第１項記載の方法。 - 【請求項３】超過圧力を装置に生じさせる特許請求の範
囲第１項記載の方法。 - 【請求項４】水性懸濁物をガラス体のための出発材料と
して使用し、この懸濁物は10〜500nm、好ましくは15〜1
00nmの範囲の直径および40nmの平均粒径を有するSiO2粒
子からなる特許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項５】使用する懸濁物は1:1〜1:2の固体：水の重
量比を有する特許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項６】懸濁物にはイオノゲン添加物を添加し、こ
れにより懸濁物のpH値をアルカリ性（pH≦10）に向けて
移動させる特許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項７】イオノゲン添加物としてアンモニア化合物
を用いる特許請求の範囲第６項記載の方法。 - 【請求項８】イオノゲン添加物を懸濁物の固形分の0.1
〜５重量％の割合で添加する特許請求の範囲第６項記載
の方法。 - 【請求項９】隔膜上に、異なるドープド懸濁物の順次異
なる層を堆積させることにより積層体を形成する特許請
求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項１０】懸濁物は、生成すべきガラス体が異なる
屈折率を有するようにするドープド剤を含む特許請求の
範囲第９項記載の方法。 - 【請求項１１】隔膜として、生成すべきガラス体のため
の出発材料から形成した多孔性未加工体を用いる特許請
求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項１２】未加工体は、堆積区域を裏貼り、特に懸
濁物の固形分の平均粒径より小さい多孔度を有する合成
樹脂裏貼りで被覆する隔膜上に堆積する特許請求の範囲
第１項記載の方法。 - 【請求項１３】隔膜を好ましくはポリエチレンの合成樹
脂隔膜とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 - 【請求項１４】隔膜は20μｍまたはそれ以下（≦20μ
ｍ）の直径を有する細孔を有する特許請求の範囲第11,1
2または13項記載の方法。 - 【請求項１５】装置には15ミリバールまでの低圧力、ま
たは10バールまでの超過圧力を生じさせる特許請求の範
囲第１項記載の方法。 - 【請求項１６】排気管（３）により排気できる容器
（１）であって、該容器中に、生成すべきガラス体の形
状に相当する形状を有する多孔隔膜を備え、該隔膜は、
堆積区域において、装置中で相に分離されるべき懸濁物
の固形分の平均粒径の１〜500倍の範囲の直径を有する
細孔を有し、該細孔は好ましくは20μｍまたはそれ以下
（≦20μｍ）であり、該隔膜は非多孔性の入口（５）を
有し、該入口を介して、相に分離される出発物質を懸濁
物状態（９）で導入することができ、該入口は容器の排
気区域の外側に位置しかつ前記排気区域から封止手段
（７）により封止されていることを特徴とするガラス体
の製造装置。 - 【請求項１７】隔膜を、管状未加工体（15）を堆積でき
る非多孔底（13）を有する円筒状隔膜とする特許請求の
範囲第16項記載の装置。 - 【請求項１８】隔膜には、その堆積区域に、裏貼り、特
に懸濁物の固形分の平均粒径またはそれ以下の多孔度を
有する親水性合成樹脂の裏貼り（17）を被覆した特許請
求の範囲第16項記載の装置。 - 【請求項１９】円筒状隔膜（11）の内側に、その軸に沿
って移動する供給管（23）を設け、この管を介して棒状
未加工体（25）を堆積する懸濁物（９）を隔膜に導入す
るように構成した特許請求の範囲第16〜18項のいずれか
一つの項記載の装置。 - 【請求項２０】相に分離する出発材料を懸濁物（９）の
形態で導入することができる容器（19）であって、該容
器は、生成すべき未加工体の形状に相当する形状の多孔
隔膜を有し、該隔膜は懸濁物（９）中に浸漬されかつ排
気管（３）により一方の側から排気でき、堆積区域にお
いて、隔膜は装置中で相に分離されるべき懸濁物の固形
分の平均粒径の１〜500倍の範囲の直径を有する細孔を
有し、該細孔は好ましくは20μｍまたはそれ以下（≦20
μｍ）であることを特徴とするガラス体の製造装置。 - 【請求項２１】隔膜を、管状未加工体（15）を堆積でき
る円筒状隔膜（21）とした特許請求の範囲第20項記載の
装置。 - 【請求項２２】隔膜を、生成すべきガラス体のための出
発材料から形成した多孔性未加工体とした特許請求の範
囲第20項記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853511457 DE3511457A1 (de) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | Verfahren und vorrichtungen zur herstellung von glaskoerpern |
| DE3511457.6 | 1985-03-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61227926A JPS61227926A (ja) | 1986-10-11 |
| JPH0788227B2 true JPH0788227B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=6266700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61066074A Expired - Lifetime JPH0788227B2 (ja) | 1985-03-29 | 1986-03-26 | ガラス体の製造方法および装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4684387A (ja) |
| EP (1) | EP0196717B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0788227B2 (ja) |
| CA (1) | CA1277819C (ja) |
| DE (2) | DE3511457A1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0225025A (ja) * | 1988-07-14 | 1990-01-26 | Oki Electric Ind Co Ltd | ドライエッチング方法 |
| US4959090A (en) * | 1988-09-28 | 1990-09-25 | Ciba-Geigy Corporation | Glass enamel coating compositions |
| DE3911745A1 (de) * | 1989-04-11 | 1990-10-25 | Philips Patentverwaltung | Verfahren zur herstellung von glaskoerpern mit bereichen unterschiedlicher optischer brechung |
| US5334412A (en) * | 1991-12-23 | 1994-08-02 | Ferro Corporation | Enamel for use on glass and a method of using the same |
| US20020083740A1 (en) * | 2000-12-29 | 2002-07-04 | Pandelisev Kiril A. | Process and apparatus for production of silica grain having desired properties and their fiber optic and semiconductor application |
| US7797966B2 (en) * | 2000-12-29 | 2010-09-21 | Single Crystal Technologies, Inc. | Hot substrate deposition of fused silica |
| US20020083739A1 (en) * | 2000-12-29 | 2002-07-04 | Pandelisev Kiril A. | Hot substrate deposition fiber optic preforms and preform components process and apparatus |
| US20020117625A1 (en) * | 2001-02-26 | 2002-08-29 | Pandelisev Kiril A. | Fiber optic enhanced scintillator detector |
| DE10319300B4 (de) * | 2003-04-29 | 2006-03-30 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus Kieselglas |
| DE10339676A1 (de) * | 2003-08-28 | 2005-03-24 | Wacker-Chemie Gmbh | SiO2-Formkörper, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung |
| DE102006010808B4 (de) * | 2006-03-07 | 2009-08-13 | BEGO Bremer Goldschlägerei Wilh. Herbst GmbH & Co. KG | Vorrichtung, System, Verfahren, Computerprogramm und Datenträger zur elektrophoretischen Abscheidung mit einer beweglichen Elektrode |
| FR2939522B1 (fr) * | 2008-12-08 | 2011-02-11 | Draka Comteq France | Fibre optique amplificatrice resistante aux radiations ionisantes |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4220461A (en) * | 1978-04-06 | 1980-09-02 | Mrinmay Samanta | Low temperature synthesis of vitreous bodies and their intermediates |
| FR2473497B2 (fr) * | 1980-01-09 | 1985-07-05 | Editions Filmees | Procede et installation de fabrication de preforme pour fibres optiques |
| DE3014311C2 (de) * | 1980-04-15 | 1982-06-16 | Heraeus Quarzschmelze Gmbh, 6450 Hanau | Verfahren zur Herstellung von Quarzglastiegeln und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
| US4419115A (en) * | 1981-07-31 | 1983-12-06 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Fabrication of sintered high-silica glasses |
| DE3240355C1 (de) * | 1982-11-02 | 1983-11-17 | Heraeus Quarzschmelze Gmbh, 6450 Hanau | Verfahren zur Herstellung eines laenglichen Glaskoerpers mit inhomogener Brechungsindexverteilung |
| US4561872A (en) * | 1984-10-22 | 1985-12-31 | Corning Glass Works | Method for making glass or ceramic article |
-
1985
- 1985-03-29 DE DE19853511457 patent/DE3511457A1/de not_active Withdrawn
-
1986
- 1986-02-24 US US06/832,209 patent/US4684387A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-03-21 DE DE8686200483T patent/DE3662390D1/de not_active Expired
- 1986-03-21 EP EP86200483A patent/EP0196717B1/de not_active Expired
- 1986-03-26 JP JP61066074A patent/JPH0788227B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1986-03-27 CA CA000505483A patent/CA1277819C/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1277819C (en) | 1990-12-18 |
| US4684387A (en) | 1987-08-04 |
| DE3511457A1 (de) | 1986-10-09 |
| EP0196717B1 (de) | 1989-03-15 |
| JPS61227926A (ja) | 1986-10-11 |
| DE3662390D1 (en) | 1989-04-20 |
| EP0196717A1 (de) | 1986-10-08 |
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