JPS58161937A - 高純度石英ガラスの製造方法 - Google Patents
高純度石英ガラスの製造方法Info
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- JPS58161937A JPS58161937A JP3150683A JP3150683A JPS58161937A JP S58161937 A JPS58161937 A JP S58161937A JP 3150683 A JP3150683 A JP 3150683A JP 3150683 A JP3150683 A JP 3150683A JP S58161937 A JPS58161937 A JP S58161937A
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- glass
- chlorides
- gas
- gaseous oxygen
- gaseous
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- 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]
- C03B37/01413—Reactant delivery systems
- C03B37/0142—Reactant deposition burners
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/04—Multi-nested ports
- C03B2207/06—Concentric circular ports
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/20—Specific substances in specified ports, e.g. all gas flows specified
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/36—Fuel or oxidant details, e.g. flow rate, flow rate ratio, fuel additives
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水分の含有量が少ない石英ガラスの製造方法に
関する。
関する。
従来、低損失光伝送用ファイバに用いられる石英ガラス
の代表的な製造方法としては酸水素バーナを用いな化学
的気相法によって生成された微粒子状ガラス（以下スス
と呼ぶ）を出発部材の上に堆積するものである。これは
他の方法例えば外部より反応熱を加えたガラス管の内部
に原料ガスを送りススに生成してガラス管の内表面に堆
積する所謂内スス付法に比べて原料の収率が高く生産性
の点で秀れている。
の代表的な製造方法としては酸水素バーナを用いな化学
的気相法によって生成された微粒子状ガラス（以下スス
と呼ぶ）を出発部材の上に堆積するものである。これは
他の方法例えば外部より反応熱を加えたガラス管の内部
に原料ガスを送りススに生成してガラス管の内表面に堆
積する所謂内スス付法に比べて原料の収率が高く生産性
の点で秀れている。
しかしこの方法は通常２０〜５０ ｐｐｍのＯＨ基全全
含有ているための損失があり、低損失光伝送用ファイハ
ラ得ルためにＯＨ基を減少させることが課題であった。
含有ているための損失があり、低損失光伝送用ファイハ
ラ得ルためにＯＨ基を減少させることが課題であった。
本発明は前記高生産性の石英ガラスの製造方法において
ＯＨ基を減少せしめることを目的とするものである。
ＯＨ基を減少せしめることを目的とするものである。
従来ＯＨ基の減少のために試みられな−っの方法として
化学的気相法によって生成されたススを所望の形状に堆
積し、これを焼結してガラス化する段階において塩素雰
囲気中で焼結する方法がある。
化学的気相法によって生成されたススを所望の形状に堆
積し、これを焼結してガラス化する段階において塩素雰
囲気中で焼結する方法がある。
この方法ｔよＯＨ基全含んだ状態でスス全堆積されてい
るため塩素中で熱処理しても内部まで均一に処理するこ
とが困難であることおよび現在のところ塩素処理工程に
おいて遷移金属、特にＦｅ の不鈍物が混入する欠点
がある。
るため塩素中で熱処理しても内部まで均一に処理するこ
とが困難であることおよび現在のところ塩素処理工程に
おいて遷移金属、特にＦｅ の不鈍物が混入する欠点
がある。
また他の改善方法として特公昭５３−４２０４７号、特
公昭５３−４２３３５号で開示されている如くシラン系
ガスを回置水素ガス過剰の状態で酸化分解し、酸素欠陥
を有する結合状態をガラス体に形成し、次いでこのガラ
ス体を熱処理してガラス分子間に含まれるＯＨ基を酸素
欠陥部に作用させＨ２ガスとして除去するものである。
公昭５３−４２３３５号で開示されている如くシラン系
ガスを回置水素ガス過剰の状態で酸化分解し、酸素欠陥
を有する結合状態をガラス体に形成し、次いでこのガラ
ス体を熱処理してガラス分子間に含まれるＯＨ基を酸素
欠陥部に作用させＨ２ガスとして除去するものである。
この方法は水素ガス過剰の状態で反応し、ガラス全生成
するのでガラスの内部に水分（ＯＨ基） ｉ）：多量に
含まれ、前記処理全行ってもなおＯＨ基が残存する。
するのでガラスの内部に水分（ＯＨ基） ｉ）：多量に
含まれ、前記処理全行ってもなおＯＨ基が残存する。
これに対して、本発明はガラス原料用塩化物と水素ガス
、酸素ガスおよび不活性ガスをバーナに供給し、火炎酸
化分解合しめてススを生成し、これ全出発部材上に堆積
し、これを焼結して透明ガラス体を得る方法であり、特
にガラス原料用塩化物と水素ガスの和に対する酸素ガス
が体積比で０．５以上、好ましくは１．０以上であるこ
とを特徴とする。
、酸素ガスおよび不活性ガスをバーナに供給し、火炎酸
化分解合しめてススを生成し、これ全出発部材上に堆積
し、これを焼結して透明ガラス体を得る方法であり、特
にガラス原料用塩化物と水素ガスの和に対する酸素ガス
が体積比で０．５以上、好ましくは１．０以上であるこ
とを特徴とする。
従来の方法と著しく異る点は酸素過剰の状態で反応させ
るため余分のＯＨ基が混入されない。またガラス原料が
塩化物であるなめ、反応する過程で塩素ガスが発生し、
これがススの表面に吸着して堆積するので熱処理工程で
内部まで均一にＯＨ基を除去することが出来る。
るため余分のＯＨ基が混入されない。またガラス原料が
塩化物であるなめ、反応する過程で塩素ガスが発生し、
これがススの表面に吸着して堆積するので熱処理工程で
内部まで均一にＯＨ基を除去することが出来る。
本発明の内°容をより具体的に説明する。
第１図は、本発明の方法を実施するバーナの例としての
同心円筒状バーナ６であり、１〜５はガスの通路である
。
同心円筒状バーナ６であり、１〜５はガスの通路である
。
第２図はバーナ６′ｆｔ−用いて本発明と実施したとき
のガラス中に含まれるＯＨ基濃度を示す実験例、−であ
る。
のガラス中に含まれるＯＨ基濃度を示す実験例、−であ
る。
曲線７は同心円筒バーナ６の中心から順にＡｒをキャリ
アガスとした５ｉＣＪ４． Ｏｘガス、 Ａｒガス、
Ｈ２ガス金供給したとき生成されたガラスの中に含まれ
たＯＨ基が０２／Ｈ２＋８ｉ■４を変化させたときの測
定値である。
アガスとした５ｉＣＪ４． Ｏｘガス、 Ａｒガス、
Ｈ２ガス金供給したとき生成されたガラスの中に含まれ
たＯＨ基が０２／Ｈ２＋８ｉ■４を変化させたときの測
定値である。
そして曲線８は同様にして円筒バーナ６の中心から順に
Ａｒ ｆキャリアガスとした５ｉｃ４．Ｈ２ガス、Ａｒ
ガス、０２ガスを夫々供給したときの値である。
Ａｒ ｆキャリアガスとした５ｉｃ４．Ｈ２ガス、Ａｒ
ガス、０２ガスを夫々供給したときの値である。
この方法ではバーナ６に供給されるＨ２ガスが他のガス
との相対位置、および０１１ ／Ｈ２＋ ８１（Ｊ４の
値によってガラス中に残存するＯＨ基の量に大きく影響
していることが示されている。
との相対位置、および０１１ ／Ｈ２＋ ８１（Ｊ４の
値によってガラス中に残存するＯＨ基の量に大きく影響
していることが示されている。
さらに、表１は上記生成されたガラス中のＣｌ３．濃度
（相対値で示す）に対するＯＨ基濃度の相関音調べたも
のであり、（Ｊ！濃度の高いガラスはＯＨ基濃度が減少
していることを示している。
（相対値で示す）に対するＯＨ基濃度の相関音調べたも
のであり、（Ｊ！濃度の高いガラスはＯＨ基濃度が減少
していることを示している。
表 １
即、曲線７はバーナから出た直後に５ｉｃｙ４と０□が
反応し、５ｉｎ２とＣｌ５ｔが生成し、５ｉＣＪ３＋＋
Ｏｚ→８ ｉｃｈ ＋ ２ Ｃｌ５ｚ ・
・曲（１）Ｓｉ０２ の表面に（Ｊ２が吸着されて出
発部材にススが堆積される。
反応し、５ｉｎ２とＣｌ５ｔが生成し、５ｉＣＪ３＋＋
Ｏｚ→８ ｉｃｈ ＋ ２ Ｃｌ５ｚ ・
・曲（１）Ｓｉ０２ の表面に（Ｊ２が吸着されて出
発部材にススが堆積される。
ここで反応熱はＨ，と０２によって発生する。
Ｈ２＋２０２→２ Ｈ２０、−３１０１，＋２１一方、
曲線８の場合は５ｉＣ１，と０２が隣接して供給されて
いないので、（１）の反応が起り１：＜＜、主として（
２）式の反応で生じたＨ２ＯがＳ ｉ Ｃａ４と反応し
て、Ｓ １（ｆｆｌ＋ ＋ ２ Ｈ３Ｏ＋ Ｓ ｉＯｚ
＋ ４ ＨＣｌ３ −・・（３）の如くススが
生成される。
曲線８の場合は５ｉＣ１，と０２が隣接して供給されて
いないので、（１）の反応が起り１：＜＜、主として（
２）式の反応で生じたＨ２ＯがＳ ｉ Ｃａ４と反応し
て、Ｓ １（ｆｆｌ＋ ＋ ２ Ｈ３Ｏ＋ Ｓ ｉＯｚ
＋ ４ ＨＣｌ３ −・・（３）の如くススが
生成される。
一方、部分的により少ない割合で、（１）の反応も起り
、ここで発生したＣｌ３Ｂがススの表面に吸着してＯＨ
基を減少させる効果がある。
、ここで発生したＣｌ３Ｂがススの表面に吸着してＯＨ
基を減少させる効果がある。
しかし、曲線７に比べて発生するＣ１３ｚの量が少ない
のでＯＨの減少する効果は少ない。
のでＯＨの減少する効果は少ない。
以上説明した如く、本発明はガラス原料用塩化物の火炎
酸化分解における各ガスの供給方法として同志円筒状バ
ーナ中央より順に塩化物、ｏ、、 Ａｒ、 Ｈｌｌとし
、かつ、酸素ガス流量比を大きくさせてスス体を形成し
、これを通常の条件で焼結することにより、ガラス中に
含有するＯＨ基濃度全極めて低減することができた。
酸化分解における各ガスの供給方法として同志円筒状バ
ーナ中央より順に塩化物、ｏ、、 Ａｒ、 Ｈｌｌとし
、かつ、酸素ガス流量比を大きくさせてスス体を形成し
、これを通常の条件で焼結することにより、ガラス中に
含有するＯＨ基濃度全極めて低減することができた。
しかも焼結時に外から各種の塩化物による塩素雰囲気を
与える必要がないので、遷移金属等の不純物増加をまね
くことがなく、容易に低ＯＨ基濃度ｐ高純度石英ガラス
或いはドープトガラスが得られるため、光通信分野の発
展に多大に寄与するものである。伺、これまでは各ガス
の流し方として中心よりガラス原料塩化物、酸素ガス、
不活性ガスおよび水素ガスということについて述べたが
、火炎を安定させることを目的として、水素ガスの外周
から、他のガスを流しても、本発明の効果は何ら損なわ
ないことは明らかである。
与える必要がないので、遷移金属等の不純物増加をまね
くことがなく、容易に低ＯＨ基濃度ｐ高純度石英ガラス
或いはドープトガラスが得られるため、光通信分野の発
展に多大に寄与するものである。伺、これまでは各ガス
の流し方として中心よりガラス原料塩化物、酸素ガス、
不活性ガスおよび水素ガスということについて述べたが
、火炎を安定させることを目的として、水素ガスの外周
から、他のガスを流しても、本発明の効果は何ら損なわ
ないことは明らかである。
実施例１
外径約２０−の同窓円筒状バーナの中心から順に、Ａｒ
をキャリアガスとした５ｉＣＪ３＋ （０，１Ａ／分）
＋ＧｅＣｊｌ？４ （０，０３−１３／分）、０２
ガス２．５Ａ／分、Ａｒガス全１．３ Ａ ／分、Ｈ２
ガスを８．５ Ａ ／分でバーナノズルに供給し、火炎
酸化分解を起し、ススを生成させ、これを回転する種棒
の先端部に生成速度４ｃｍ／ｈｒでススを堆積させ、直
径６０冒、長さ３００■のスス体全形成させに０これを
約１４００°Ｃの焼結炉で透明ガラス化を行ったところ
、直径約２５箇、長さ１５０■の透明ガラス棒全得た。
をキャリアガスとした５ｉＣＪ３＋ （０，１Ａ／分）
＋ＧｅＣｊｌ？４ （０，０３−１３／分）、０２
ガス２．５Ａ／分、Ａｒガス全１．３ Ａ ／分、Ｈ２
ガスを８．５ Ａ ／分でバーナノズルに供給し、火炎
酸化分解を起し、ススを生成させ、これを回転する種棒
の先端部に生成速度４ｃｍ／ｈｒでススを堆積させ、直
径６０冒、長さ３００■のスス体全形成させに０これを
約１４００°Ｃの焼結炉で透明ガラス化を行ったところ
、直径約２５箇、長さ１５０■の透明ガラス棒全得た。
該ガラス体中のＯＨ基濃度全赤外分光スペクトルしたと
ころ、約１ ｐｐｍであった。
ころ、約１ ｐｐｍであった。
実施例２
外径約１８ｍの同窓円筒状バーナの中心から順に、０２
をキャリアガスとしたＳ １ｃＪ４（０，Ｉ Ａ ／分
）＋ ＣｒｅＣＥ＋ （０，０３Ａ ／分）＋０ｇ （
２，５４？／分）、Ａｒ ｉ スに１．８１３／分、Ｈ
２ガスｆｔ３．５Ａ／分でバーナノズルに供給し、火炎
酸化分解を起し、スス全生成させ、これを実施例１と同
様の方法でススを堆積させ、これを焼結してガラス体を
得た。このガラスには約１ ｐｐｍのＯＨ基が残留して
いた。
をキャリアガスとしたＳ １ｃＪ４（０，Ｉ Ａ ／分
）＋ ＣｒｅＣＥ＋ （０，０３Ａ ／分）＋０ｇ （
２，５４？／分）、Ａｒ ｉ スに１．８１３／分、Ｈ
２ガスｆｔ３．５Ａ／分でバーナノズルに供給し、火炎
酸化分解を起し、スス全生成させ、これを実施例１と同
様の方法でススを堆積させ、これを焼結してガラス体を
得た。このガラスには約１ ｐｐｍのＯＨ基が残留して
いた。
実施例３
外径約２０■の同窓円筒状バーナの中心から順にＡｒを
キャリアガスとした５ｉ（Ｊ＋４（０，１１３／分）＋
Ｇｅ（／？４ （０，０３〕／分）、Ｈ２ガＸｔ”３．
！１１／分、Ａｒガス全１．３ Ａ ／分、０２ ガ
スを４１７分でバーナノズルに供給し、実施例１と同様
の手法によりスス体を形成し、これからガラス棒全得た
ところ、このガラスには約１２ ｐｐｍのＯＨ基が残留
していた。
キャリアガスとした５ｉ（Ｊ＋４（０，１１３／分）＋
Ｇｅ（／？４ （０，０３〕／分）、Ｈ２ガＸｔ”３．
！１１／分、Ａｒガス全１．３ Ａ ／分、０２ ガ
スを４１７分でバーナノズルに供給し、実施例１と同様
の手法によりスス体を形成し、これからガラス棒全得た
ところ、このガラスには約１２ ｐｐｍのＯＨ基が残留
していた。
第１図は同心円筒状バーナの斜視図、第２図は本発明に
よるガラス体中に含まれるＯＨ基の濃度図。 １〜５はガスの通路、７〜８は曲線を示す。 首１図 １２図 ！ｌ（棄η°゛人ｌ量［ヒ （０２７Ｈｚ＋２５ｉＣ１４）
よるガラス体中に含まれるＯＨ基の濃度図。 １〜５はガスの通路、７〜８は曲線を示す。 首１図 １２図 ！ｌ（棄η°゛人ｌ量［ヒ （０２７Ｈｚ＋２５ｉＣ１４）
Claims (1)
- （１）ガラス原料用塩化物と水素ガス、酸素ガスおよび
不活性ガスをバーナに供給し、火炎酸化分解せしめて微
粒子状ガラスを生成して、これを出発部材上に堆積させ
、しかる後焼結して透明ガラス体全得る方法において、
ガラス原料用塩化物と酸する酸素ガスが体積比でα５以
上であること全特徴とする高純度石英ガラスの製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3150683A JPS58161937A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 高純度石英ガラスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3150683A JPS58161937A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 高純度石英ガラスの製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8113979A Division JPS565339A (en) | 1979-06-26 | 1979-06-26 | Manufacture of high purity quartz glass |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58161937A true JPS58161937A (ja) | 1983-09-26 |
| JPS6311288B2 JPS6311288B2 (ja) | 1988-03-14 |
Family
ID=12333101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3150683A Granted JPS58161937A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | 高純度石英ガラスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58161937A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04325425A (ja) * | 1991-04-25 | 1992-11-13 | Tetronics Res & Dev Co Ltd | 石英ガラスの製造方法、及びその製造装置 |
| WO1993000307A1 (en) * | 1991-06-29 | 1993-01-07 | Shin-Etsu Quartz Products Company Limited | Synthetic quartz glass optical member for excimer laser and production thereof |
-
1983
- 1983-02-25 JP JP3150683A patent/JPS58161937A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04325425A (ja) * | 1991-04-25 | 1992-11-13 | Tetronics Res & Dev Co Ltd | 石英ガラスの製造方法、及びその製造装置 |
| JP2538150B2 (ja) * | 1991-04-25 | 1996-09-25 | テトロニクス、リサーチ アンド デベロプメント カンパニー リミテッド | 石英ガラスの製造方法、及びその製造装置 |
| WO1993000307A1 (en) * | 1991-06-29 | 1993-01-07 | Shin-Etsu Quartz Products Company Limited | Synthetic quartz glass optical member for excimer laser and production thereof |
| US5364433A (en) * | 1991-06-29 | 1994-11-15 | Shin-Etsu Quartz Products Company Limited | Optical member of synthetic quartz glass for excimer lasers and method for producing same |
| US5523266A (en) * | 1991-06-29 | 1996-06-04 | Shin-Etsu Quartz Products Company Limited | Optical member of synthetic quartz glass for excimer lasers and method for producing same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6311288B2 (ja) | 1988-03-14 |
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