JPS599488B2 - 石英ガラス管の製造方法 - Google Patents
石英ガラス管の製造方法Info
- Publication number
- JPS599488B2 JPS599488B2 JP13479A JP13479A JPS599488B2 JP S599488 B2 JPS599488 B2 JP S599488B2 JP 13479 A JP13479 A JP 13479A JP 13479 A JP13479 A JP 13479A JP S599488 B2 JPS599488 B2 JP S599488B2
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- JP
- Japan
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- quartz glass
- glass tube
- gas
- sintered body
- gases
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- Expired
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
- C03B19/1484—Means for supporting, rotating or translating the article being formed
- C03B19/1492—Deposition substrates, e.g. targets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
- C03B19/1415—Reactant delivery systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
- C03B19/1453—Thermal after-treatment of the shaped article, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は石英ガラス管の製造方法に関する。
従来の石英ガラス管の製造方法として、第１図に示すよ
うな方法が知られている。この方法は石英ガラスの原料
となる水晶石を粉砕した微粉末を、カーボンあるいはモ
リブデンなど高温の融点を有するるつぼ内で再溶融し、
るつぼの底面の穴から下方に流出させ、かつるつほの中
心軸上に設けたダイスにより、中空の石英ガラス管を得
るものである。すなわち、原料である水晶微粉末を溶融
した石英ガラス１をるつぽ２の内に入れ、電気炉３で２
２００℃〜２５００℃の高温に加熱して軟化させ、るつ
ぼ２の底の穴４から流出させる。
うな方法が知られている。この方法は石英ガラスの原料
となる水晶石を粉砕した微粉末を、カーボンあるいはモ
リブデンなど高温の融点を有するるつぼ内で再溶融し、
るつぼの底面の穴から下方に流出させ、かつるつほの中
心軸上に設けたダイスにより、中空の石英ガラス管を得
るものである。すなわち、原料である水晶微粉末を溶融
した石英ガラス１をるつぽ２の内に入れ、電気炉３で２
２００℃〜２５００℃の高温に加熱して軟化させ、るつ
ぼ２の底の穴４から流出させる。
同時にるつぼ２の中心軸上に設けたダイス５により中空
の石英ガラス管６を得る方法である。この方法で得られ
る石英ガラス管は、るつぼ材と接触するので、内壁、外
壁面上にきづがつき易く、エアラインと呼ばれる気泡が
取り込まれる。
の石英ガラス管６を得る方法である。この方法で得られ
る石英ガラス管は、るつぼ材と接触するので、内壁、外
壁面上にきづがつき易く、エアラインと呼ばれる気泡が
取り込まれる。
また石英ガラス管の寸法は、ダイスの加工寸法によつて
規定されるので、きわめて精度の高いるつぼを作製しな
ければならない。しかもこの方法によると、るつぼの底
の穴から溶融した石英ガラスを流出させる時の温度の調
節がむずかしいので、肉厚の石英ガラス管を作製するこ
とが困難である。本発明は前述の欠点を解決するために
なされたもので、るつぼを用いないで多孔質焼結体を作
製した後、透明化することにより、高純度でしかも気泡
等を含まない高品質の石英ガラス管を製造することを目
的とし、さらに多孔質焼結体を加熱し透明化する工程中
で脱水処理することにより、水の含有量の少ない石英ガ
ラス管を製造することも目的としている。以下、図面に
より本発明を詳細に説明する。
規定されるので、きわめて精度の高いるつぼを作製しな
ければならない。しかもこの方法によると、るつぼの底
の穴から溶融した石英ガラスを流出させる時の温度の調
節がむずかしいので、肉厚の石英ガラス管を作製するこ
とが困難である。本発明は前述の欠点を解決するために
なされたもので、るつぼを用いないで多孔質焼結体を作
製した後、透明化することにより、高純度でしかも気泡
等を含まない高品質の石英ガラス管を製造することを目
的とし、さらに多孔質焼結体を加熱し透明化する工程中
で脱水処理することにより、水の含有量の少ない石英ガ
ラス管を製造することも目的としている。以下、図面に
より本発明を詳細に説明する。
第２図は本発明による石英ガラス管の製造方法の一例を
説明するための概略図である。第２図において、２０は
酸水素炎と反応して石英ガラス微粉末となる原料ガスを
、原料およびＨ２と０２の供給口２１を通じて吹き出し
反応させるバーナであつて、例えば原料としてＳｉＣｌ
４を用い、酸水素炎によつて生じる水および熱により加
水分解あるいは熱分解させて、石英ガラス微粉末を形成
させる。．この微粉末を円筒状の支持棒である石英ガラ
ス管２２の端面に付着させると同時に、酸水素炎により
焼結体２３を形成させる。なお石英ガラス管２２を回転
させ、多孔質焼結体２３をその成長速度に応じて、駆動
装置２４により上方に引き上げる。以上述べた反応は反
応溶器２５の中で行われる。
説明するための概略図である。第２図において、２０は
酸水素炎と反応して石英ガラス微粉末となる原料ガスを
、原料およびＨ２と０２の供給口２１を通じて吹き出し
反応させるバーナであつて、例えば原料としてＳｉＣｌ
４を用い、酸水素炎によつて生じる水および熱により加
水分解あるいは熱分解させて、石英ガラス微粉末を形成
させる。．この微粉末を円筒状の支持棒である石英ガラ
ス管２２の端面に付着させると同時に、酸水素炎により
焼結体２３を形成させる。なお石英ガラス管２２を回転
させ、多孔質焼結体２３をその成長速度に応じて、駆動
装置２４により上方に引き上げる。以上述べた反応は反
応溶器２５の中で行われる。
次第に成長した多孔質焼結体２３は、電気炉等の加熱源
２６により１６００〜１７００℃に加熱されて透明ガラ
ス管２７となる。バーナ２０と石英ガラス管２２の中心
軸との相対的位置は、必要とする石英ガラス管の外径、
肉厚に応じてずらせばよく、また供給口２１から供給す
る原料とＨ２および０２のガス流量を変えることにより
、石英ガラス管の大きさを変えることができる。付着し
なかつた石英ガラス微粉末や反応で生じるＨ２Ｏや、そ
の他のガスは排気系２８を通じて排出される。この時、
ガラス微粉末が、作製される中空の多孔質焼結体の内壁
に付着し、形状が不均一になることを防ぐため、石英ガ
ラス管２２の上方にあるガス流入口２９から窒素、アル
ゴン、ヘリウムなどの不活性ガス、もしくは酸素などの
助燃性ガス、もしくは水素などの可燃性ガス、またはこ
れらの不活性ガス、助燃性ガス、可燃性ガスのうち任意
の２種以上の混合ガスを流入する。この方法により、Ｓ
ｉＣｌ４（原料）を５００ＣＶ〒Ｈ２を４１１／ＴＩＩ
ＸｌＯ２を２１／Ｗｌｌバーナ２０から流し、ガス流入
口２９から窒素ガスを２１１／Ｗｌ流して、作製した結
果、外径２５１Ｓ１内径１５ｍＴＩＬの石英ガラスが毎
時７５１１の速度で得られた。
２６により１６００〜１７００℃に加熱されて透明ガラ
ス管２７となる。バーナ２０と石英ガラス管２２の中心
軸との相対的位置は、必要とする石英ガラス管の外径、
肉厚に応じてずらせばよく、また供給口２１から供給す
る原料とＨ２および０２のガス流量を変えることにより
、石英ガラス管の大きさを変えることができる。付着し
なかつた石英ガラス微粉末や反応で生じるＨ２Ｏや、そ
の他のガスは排気系２８を通じて排出される。この時、
ガラス微粉末が、作製される中空の多孔質焼結体の内壁
に付着し、形状が不均一になることを防ぐため、石英ガ
ラス管２２の上方にあるガス流入口２９から窒素、アル
ゴン、ヘリウムなどの不活性ガス、もしくは酸素などの
助燃性ガス、もしくは水素などの可燃性ガス、またはこ
れらの不活性ガス、助燃性ガス、可燃性ガスのうち任意
の２種以上の混合ガスを流入する。この方法により、Ｓ
ｉＣｌ４（原料）を５００ＣＶ〒Ｈ２を４１１／ＴＩＩ
ＸｌＯ２を２１／Ｗｌｌバーナ２０から流し、ガス流入
口２９から窒素ガスを２１１／Ｗｌ流して、作製した結
果、外径２５１Ｓ１内径１５ｍＴＩＬの石英ガラスが毎
時７５１１の速度で得られた。
第３図は本発明の他の実施例図であつて、基本構成は第
２図と同じであるが、多孔質焼結体を形成し、これを加
熱して透明ガラス化する工程中に、新たに電気炉３１を
設け、この電気炉３１の部分にハロゲン元素を含むガス
を処理用ガス流入口３２から流入させ、電気炉３１の温
度を約１０００℃に保つことにより、得られる透明石英
ガラス管中の０Ｈ基濃度を、１】下に低減させることが
できた。ハロゲン元素を含むガスとしてアルゴンノで輸
送したＳＯＣｌ２を用いると、その効果は特に大きい。
２図と同じであるが、多孔質焼結体を形成し、これを加
熱して透明ガラス化する工程中に、新たに電気炉３１を
設け、この電気炉３１の部分にハロゲン元素を含むガス
を処理用ガス流入口３２から流入させ、電気炉３１の温
度を約１０００℃に保つことにより、得られる透明石英
ガラス管中の０Ｈ基濃度を、１】下に低減させることが
できた。ハロゲン元素を含むガスとしてアルゴンノで輸
送したＳＯＣｌ２を用いると、その効果は特に大きい。
また第２図において、ガス流入口２９からＨ２などの可
燃性ガスを吹き込むことにより、多孔質焼結体の成長端
において、可燃性ガスを燃焼させ、多孔質焼結体２３の
焼結度を高めると同時に、バーナ２０から発生するガラ
ス微粒子の付着効率を、ガス流入口２９からアルゴンを
流入させる場合に比べて、約２０％同上させることがで
きた。
燃性ガスを吹き込むことにより、多孔質焼結体の成長端
において、可燃性ガスを燃焼させ、多孔質焼結体２３の
焼結度を高めると同時に、バーナ２０から発生するガラ
ス微粒子の付着効率を、ガス流入口２９からアルゴンを
流入させる場合に比べて、約２０％同上させることがで
きた。
第４図ａは本発明の別の実施例図であつて、基本構成は
第２図と同じであり、ガラス微粒子を作製するバーナ４
１を、多孔質焼結体の回転軸とバーナの中心軸が一致す
るようにして、第４図ａに示すような状態に設置する。
バーナ４１からのガスの供給は第４図ｂに示すように行
う。すなわち４重構造のバーナを用い、最内層のガス吹
出口４２からＡｒがスを、ガス吹出口４３から原料ガス
を、ガ゛ス吹出口４４からＨ２ガ゛ス、ガス吹出口４５
から０２ガスを吹き出すことにより、所望の構造の石英
ガラス管を得ることができる。以上純粋な石英ガラス管
についてのみ本発明の説明を行つてきたが、本発明は、
いわゆるドーパントを含んだ石英ガラス管の製造に適用
できることはもち論であり、その場合には、例えば第２
図の実施例においてガラス原料ガスとしてＳｉＣｌ４に
、ＢＢｒ３、ＰＯＣｌ３、ＧｅＣＩｌ４等を混合させた
ものを用いれ．ばよい。
第２図と同じであり、ガラス微粒子を作製するバーナ４
１を、多孔質焼結体の回転軸とバーナの中心軸が一致す
るようにして、第４図ａに示すような状態に設置する。
バーナ４１からのガスの供給は第４図ｂに示すように行
う。すなわち４重構造のバーナを用い、最内層のガス吹
出口４２からＡｒがスを、ガス吹出口４３から原料ガス
を、ガ゛ス吹出口４４からＨ２ガ゛ス、ガス吹出口４５
から０２ガスを吹き出すことにより、所望の構造の石英
ガラス管を得ることができる。以上純粋な石英ガラス管
についてのみ本発明の説明を行つてきたが、本発明は、
いわゆるドーパントを含んだ石英ガラス管の製造に適用
できることはもち論であり、その場合には、例えば第２
図の実施例においてガラス原料ガスとしてＳｉＣｌ４に
、ＢＢｒ３、ＰＯＣｌ３、ＧｅＣＩｌ４等を混合させた
ものを用いれ．ばよい。
このドーパントを含むことにより、屈折率を任意に変え
ることができるとともに、軟化点の低いドーパントを含
む石英ガラス管の作製が可能となる。以上説明し，たよ
うに、本発明の石英ガラス管の製造方法は中空状の多孔
質焼結体を形成した後、透明ガラス化する方法であるか
ら、るつぼ材のような異物質との接触がなく、石英ガラ
ス管の内面、外面にきずやエアラインと呼ばれる気泡の
発生もない利点がある。
ることができるとともに、軟化点の低いドーパントを含
む石英ガラス管の作製が可能となる。以上説明し，たよ
うに、本発明の石英ガラス管の製造方法は中空状の多孔
質焼結体を形成した後、透明ガラス化する方法であるか
ら、るつぼ材のような異物質との接触がなく、石英ガラ
ス管の内面、外面にきずやエアラインと呼ばれる気泡の
発生もない利点がある。
また原料として、ＳｉＣｊ４のようなガス体を用いるの
で、得られる石英ガラスの純度がきわめて高く、しかも
その寸法の一様性も高い。さらに多孔質焼結体をハロゲ
ンを含むガス中で加熱することにより、残留する０Ｈ基
がきわめて低く、】膿以下とこれまで市販されている石
英ガラス管に比べて１桁程度少ない０Ｈ基含有量の石英
ガラス管を作製することができる。
で、得られる石英ガラスの純度がきわめて高く、しかも
その寸法の一様性も高い。さらに多孔質焼結体をハロゲ
ンを含むガス中で加熱することにより、残留する０Ｈ基
がきわめて低く、】膿以下とこれまで市販されている石
英ガラス管に比べて１桁程度少ない０Ｈ基含有量の石英
ガラス管を作製することができる。
第１図は従来の石英ガラス管の製造方法を説明するため
の概要図、第２図は本発明による石英ガラス管の作製方
法を説明するための概要図、第３図は本発明による他の
実施例として、０Ｈ基除去の可能な石英ガラス管の作成
方法を説明するための概要図、第４図ａは本発明による
別の実施例図、第４図ｂはバーナ構造の一例を示す概要
図である。 １・・・・・・溶融した石英ガラス、２・・・・・・る
つほ、３・・・・・・電気炉、４・・・・・・穴、５・
・・・・・ダイス、６・・・・・・石英ガラス管、２０
・・・・・・バーナ、２１・・・・・・原料およびＨ２
と０２の供給口、２２・・・・・石英ガラス管、２３・
・・・・・多孔質焼結体、２４・・・・・・引き上げ駆
動装置、２５・・・・・・反応容器、２６・・・・・・
加熱源、２７・・・・・・透明ガラス管、２８・・・・
・・排気系、２９・・・・・・ガス流入口、３１・・・
・・・電気炉、３２・・・・・・処理用ガス流入口、４
１・・・・・・バーナ、４２〜４５・・・・・・ガス吹
出口。
の概要図、第２図は本発明による石英ガラス管の作製方
法を説明するための概要図、第３図は本発明による他の
実施例として、０Ｈ基除去の可能な石英ガラス管の作成
方法を説明するための概要図、第４図ａは本発明による
別の実施例図、第４図ｂはバーナ構造の一例を示す概要
図である。 １・・・・・・溶融した石英ガラス、２・・・・・・る
つほ、３・・・・・・電気炉、４・・・・・・穴、５・
・・・・・ダイス、６・・・・・・石英ガラス管、２０
・・・・・・バーナ、２１・・・・・・原料およびＨ２
と０２の供給口、２２・・・・・石英ガラス管、２３・
・・・・・多孔質焼結体、２４・・・・・・引き上げ駆
動装置、２５・・・・・・反応容器、２６・・・・・・
加熱源、２７・・・・・・透明ガラス管、２８・・・・
・・排気系、２９・・・・・・ガス流入口、３１・・・
・・・電気炉、３２・・・・・・処理用ガス流入口、４
１・・・・・・バーナ、４２〜４５・・・・・・ガス吹
出口。
Claims (1)
- １ ガラス微粒子合成用トーチの中にガラス形成原料ガ
ス、水素などの可燃性ガスおよび酸素などの助燃性ガス
を輸送し、加水分解反応または熱分解反応によつて円筒
状支持棒の一端に中空棒状の多孔質ガラス焼結体を形成
した後、この多孔質ガラス焼結体を加熱し透明ガラス化
して石英ガラス管とする方法において、多孔質ガラス焼
結体の形成期間中前記円筒状支持棒の中空部内に、円筒
状支持棒の上方からアルゴン、窒素、ヘリウムなどの不
活性ガス、もしくは酸素などの助燃性ガス、もしくは水
素などの可燃性ガス、またはこれらの不活性ガス、助燃
性ガス、可燃性ガスのうち任意の２種以上の混合ガスを
流すことを特徴とする石英ガラス管の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13479A JPS599488B2 (ja) | 1979-01-08 | 1979-01-08 | 石英ガラス管の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13479A JPS599488B2 (ja) | 1979-01-08 | 1979-01-08 | 石英ガラス管の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5595634A JPS5595634A (en) | 1980-07-21 |
| JPS599488B2 true JPS599488B2 (ja) | 1984-03-02 |
Family
ID=11465554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13479A Expired JPS599488B2 (ja) | 1979-01-08 | 1979-01-08 | 石英ガラス管の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS599488B2 (ja) |
-
1979
- 1979-01-08 JP JP13479A patent/JPS599488B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5595634A (en) | 1980-07-21 |
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