JPH0142895B2 - - Google Patents
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- JPH0142895B2 JPH0142895B2 JP57036761A JP3676182A JPH0142895B2 JP H0142895 B2 JPH0142895 B2 JP H0142895B2 JP 57036761 A JP57036761 A JP 57036761A JP 3676182 A JP3676182 A JP 3676182A JP H0142895 B2 JPH0142895 B2 JP H0142895B2
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- melting
- melted
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- crucible
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B5/00—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
- C03B5/02—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
- C03B5/021—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by induction heating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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- C03B5/02—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating
- C03B5/023—Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in electric furnaces, e.g. by dielectric heating by microwave heating
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は低損失であることを要求される光学ガ
ラスの溶融方法に関する。
ラスの溶融方法に関する。
低損失の光学ガラスを溶融する方法には、いく
つかのものがあるが、光通信用ガラスフアイバー
のように特に低損失を要求されるガラスの溶融に
おいてはしばしば高周波誘導加熱による溶融（以
下RF溶融と記す）が用いられる。
つかのものがあるが、光通信用ガラスフアイバー
のように特に低損失を要求されるガラスの溶融に
おいてはしばしば高周波誘導加熱による溶融（以
下RF溶融と記す）が用いられる。
この方法においてはガラス融体自体が発熱する
ために通常の間接加熱による溶融に見られるよう
な発熱体からの蒸発物によるガラスへの不純物混
入が避けられ、また装置自体が小型になり溶融雰
囲気の清浄化が容易である等の特長がある。
ために通常の間接加熱による溶融に見られるよう
な発熱体からの蒸発物によるガラスへの不純物混
入が避けられ、また装置自体が小型になり溶融雰
囲気の清浄化が容易である等の特長がある。
RF溶融法において溶融用の容器（ルツボ）に
供給されるガラス原料の形態として最も一般的に
は粉末状のガラス原料（ガラスバツチと呼ぶ）、
ガラスバツチをペレツト状等に成形した成形バツ
チ原料を用いることが考えられる。
供給されるガラス原料の形態として最も一般的に
は粉末状のガラス原料（ガラスバツチと呼ぶ）、
ガラスバツチをペレツト状等に成形した成形バツ
チ原料を用いることが考えられる。
粉末状のガラスバツチを用いる方法ではガラス
バツチが粉末であるためにガラス原料の一部がル
ツボ上部の上昇熱気流により飛散されルツボ内壁
またはルツボ上縁に付着、残留して最終的に得ら
れるガラス中に未溶解物として残るという問題が
ある。
バツチが粉末であるためにガラス原料の一部がル
ツボ上部の上昇熱気流により飛散されルツボ内壁
またはルツボ上縁に付着、残留して最終的に得ら
れるガラス中に未溶解物として残るという問題が
ある。
成形バツチ原料を用いる場合にはバツチの飛散
がなく原料供給工程も簡易になるという利点があ
るが、粉末状のガラスバツチを成形する工程およ
び固化に用いるバインターからの不純物混入とい
う別の問題が発生する。
がなく原料供給工程も簡易になるという利点があ
るが、粉末状のガラスバツチを成形する工程およ
び固化に用いるバインターからの不純物混入とい
う別の問題が発生する。
本発明は上述の従来の問題点を解決し、極めて
高純度の溶融ガラスを得ることのできる新規な光
学ガラス溶融方法を提供することを目的とする。
高純度の溶融ガラスを得ることのできる新規な光
学ガラス溶融方法を提供することを目的とする。
本発明に従つた方法では、ガラス原料をマイク
ロ波溶融により粗溶解し、得られた粗溶解ガラス
を溶融状態のまま引き続いてあるいは一旦冷却固
化しカレツト（破片）状とした後に高指波誘導加
熱して本溶融することを要旨している。
ロ波溶融により粗溶解し、得られた粗溶解ガラス
を溶融状態のまま引き続いてあるいは一旦冷却固
化しカレツト（破片）状とした後に高指波誘導加
熱して本溶融することを要旨している。
また本発明では上記粗溶解を行なうにあたり、
マイクロ波オーブンの底壁を通して回転駆動され
る筒体を設置するとともに、オーブン内に位置す
る上記筒体上端に溶融用容器を載置し、この容器
を筒体と共に回転させつつ、マイクロ波溶融で粗
溶解し、溶解したガラスを、容器底部の開口部及
び筒体中を通してマイクロ波オーブン外に取り出
すようにしている。
マイクロ波オーブンの底壁を通して回転駆動され
る筒体を設置するとともに、オーブン内に位置す
る上記筒体上端に溶融用容器を載置し、この容器
を筒体と共に回転させつつ、マイクロ波溶融で粗
溶解し、溶解したガラスを、容器底部の開口部及
び筒体中を通してマイクロ波オーブン外に取り出
すようにしている。
誘電体であるガラス原料粉末をマイクロ波電界
中におくと誘電体損によりガラス原料自身が発熱
し溶融される。この方法は直接加熱法の一種であ
りガラス原料自身が発熱するため、熱源からのガ
ラス汚染はなく、また金属製のマイクロ波加熱オ
ープンの材質を自由に選択でき、しかも小型で密
閉性の高い構造をとりうる。
中におくと誘電体損によりガラス原料自身が発熱
し溶融される。この方法は直接加熱法の一種であ
りガラス原料自身が発熱するため、熱源からのガ
ラス汚染はなく、また金属製のマイクロ波加熱オ
ープンの材質を自由に選択でき、しかも小型で密
閉性の高い構造をとりうる。
加熱溶融されたガラス融体の誘電による発熱の
効率はガラス融体の温度上昇により低下する場合
があり完全にガラス化し脱泡させる場合には長時
間を要するが比較的溶融温度が高い成分が一部残
留し泡を多数含んだ粗溶解の状態には極めて短時
間に達する。
効率はガラス融体の温度上昇により低下する場合
があり完全にガラス化し脱泡させる場合には長時
間を要するが比較的溶融温度が高い成分が一部残
留し泡を多数含んだ粗溶解の状態には極めて短時
間に達する。
また溶融工程を粗溶解と本溶融とに分離し、本
溶融へは粗溶解ガラスを融液状あるいはカレツト
状で供給するようにしているので、前述したバツ
チ飛散、ルツボへの付着に起因する未溶解物の発
生を本溶融において防止することができ、したが
つて非常に高純度のガラスを歩留良く製造するこ
とができる。
溶融へは粗溶解ガラスを融液状あるいはカレツト
状で供給するようにしているので、前述したバツ
チ飛散、ルツボへの付着に起因する未溶解物の発
生を本溶融において防止することができ、したが
つて非常に高純度のガラスを歩留良く製造するこ
とができる。
さらに、マイクロ波溶融による粗溶解を、容器
を回転させつつ行なつているので、オーブン内の
電界状態の偏りによる影響が小さく、原料層全体
にわたり均一な溶解状態を得ることができる。
を回転させつつ行なつているので、オーブン内の
電界状態の偏りによる影響が小さく、原料層全体
にわたり均一な溶解状態を得ることができる。
またマイクロ波オーブンとは別体の容器中で溶
解するとともに、溶解ガラスを筒体中を通して取
り出すようにしているので、マイクロ波オーブン
の壁面との接触が無く、容器及び筒体を後述実施
例のように高純度石英ガラスで形成することによ
り、不純物混入のほとんどない高純度の粗溶解ガ
ラスが得られる。
解するとともに、溶解ガラスを筒体中を通して取
り出すようにしているので、マイクロ波オーブン
の壁面との接触が無く、容器及び筒体を後述実施
例のように高純度石英ガラスで形成することによ
り、不純物混入のほとんどない高純度の粗溶解ガ
ラスが得られる。
次に本発明の好適な実施例を図面に即して説明
する。
する。
第１図においてマイクロ波発振装置２１から発
生されるマイクロ波エネルギーは導波管１により
高純度アルミニウム製のマイクロ波オーブン２内
に導かれる。オーブン２内には、高純度石英ガラ
ス製のガラス保持容器３が設けられている。
生されるマイクロ波エネルギーは導波管１により
高純度アルミニウム製のマイクロ波オーブン２内
に導かれる。オーブン２内には、高純度石英ガラ
ス製のガラス保持容器３が設けられている。
ガラス保持容器３の底部中央には溶融ガラス排
出用の開口部４が設けられている。
出用の開口部４が設けられている。
ガラス原料投入用の石英ガラス筒５の先端から
バイブレーターの作動により落下したガラス原料
６はガラス保持容器３に移り、原料層７を形成す
る。原料層７はマイクロ波エネルギーを吸収し順
次溶融ガラス８となりルツボ開口部４より泡およ
び未溶解物を多量に含んでいる粗溶解ガラスの融
液滴９となつて排出される。
バイブレーターの作動により落下したガラス原料
６はガラス保持容器３に移り、原料層７を形成す
る。原料層７はマイクロ波エネルギーを吸収し順
次溶融ガラス８となりルツボ開口部４より泡およ
び未溶解物を多量に含んでいる粗溶解ガラスの融
液滴９となつて排出される。
ガラス保持容器３は石英ガラス筒よりなる支持
筒１０により支持されており、又該支持筒１０
は、マイクロ波オーブン２外に設けた駆動装置１
１により回転させられている。
筒１０により支持されており、又該支持筒１０
は、マイクロ波オーブン２外に設けた駆動装置１
１により回転させられている。
石英ガラス筒よりなる支持筒１０の下方には、
高純度石英ガラス製のRF溶融用ルツボ１２が、
RFコイル１３内に設置されている。RF溶融用ル
ツボ１２内の溶融ガラス１４はRFコイル１３に
より高周波誘導をうけ加熱され、完全にガラス化
されている。
高純度石英ガラス製のRF溶融用ルツボ１２が、
RFコイル１３内に設置されている。RF溶融用ル
ツボ１２内の溶融ガラス１４はRFコイル１３に
より高周波誘導をうけ加熱され、完全にガラス化
されている。
マイクロ波溶融装置内で粗溶解されたガラス融
液滴９は、支持筒１０の内部を通過しRF溶融用
ルツボ１２内の溶融ガラス１４上に順次、滴下さ
れ加熱熔融され、残留する未溶解成分及び泡が消
失するまで完全にガラス化される。
液滴９は、支持筒１０の内部を通過しRF溶融用
ルツボ１２内の溶融ガラス１４上に順次、滴下さ
れ加熱熔融され、残留する未溶解成分及び泡が消
失するまで完全にガラス化される。
第２図に本発明の他の実施例を示す。
本実施例においては、第１図においてマイクロ
波溶融装置から落下して来たガラス融液滴９を例
えば回転している２本のローラー間を通過させる
などの方法により冷却、圧延した粗溶解ガラスの
カレツトを原料として用いてこれを本溶融する。
冷却、圧延された数ミリないし数十ミリの大きさ
のガラスカレツト１５はホツパー１６に蓄積され
フイーダー１７により定量づつ投入用筒１８に送
られる。
波溶融装置から落下して来たガラス融液滴９を例
えば回転している２本のローラー間を通過させる
などの方法により冷却、圧延した粗溶解ガラスの
カレツトを原料として用いてこれを本溶融する。
冷却、圧延された数ミリないし数十ミリの大きさ
のガラスカレツト１５はホツパー１６に蓄積され
フイーダー１７により定量づつ投入用筒１８に送
られる。
ガラスカレツト投入用筒１８の先端からバイブ
レーター１９の作動により落下したガラスカレツ
ト１５はRF溶融用ルツボ１２内の溶融ガラス１
４上に供給される。
レーター１９の作動により落下したガラスカレツ
ト１５はRF溶融用ルツボ１２内の溶融ガラス１
４上に供給される。
投入用筒１８がRF溶融用ルツボ１２の真上に
ある場合は、RF溶融装置からの輻射熱のため投
入用筒１８の先端が高温にさらされるので投入用
筒１８はカレツト投入動作時のみ、所定の位置に
セツトし、それ以外のときには他の輻射熱をうけ
ない位置に移動することが望ましい。
ある場合は、RF溶融装置からの輻射熱のため投
入用筒１８の先端が高温にさらされるので投入用
筒１８はカレツト投入動作時のみ、所定の位置に
セツトし、それ以外のときには他の輻射熱をうけ
ない位置に移動することが望ましい。
以上本発明を図面に示した実施例について説明
したが、本発明は図示例に限定されることなく
種々変更可能であり、マイクロ波加熱装置の形
態、ガラスカレツトのRF溶融用ルツボへの供給
方法ガラス融液滴の冷却圧延手段等は任意に選択
できるものである。
したが、本発明は図示例に限定されることなく
種々変更可能であり、マイクロ波加熱装置の形
態、ガラスカレツトのRF溶融用ルツボへの供給
方法ガラス融液滴の冷却圧延手段等は任意に選択
できるものである。
実施例 １
第１図に示した装置において、ルツボ３として
内径100ｍ／ｍ、高さ100ｍ／ｍ、底部開口４の開
口径が10ｍ／ｍの大きさの石英ルツボを使用し、
このルツボにSiO230％（重量％以下同）、B2O312
％、Na2O11％、BaO38％、ZrO29％のガラス組
成となるように調合した粉末ガラス原料６を連続
的に供給しつつ2450MHzで2KWのマイクロ波動
力をオーブン２内に導入して溶解を行なつたとこ
ろ、毎分10グラムの原料供給速度で原料投入量と
ルツボ底部開口からの流出溶融ガラスの量がバラ
ンスした。
内径100ｍ／ｍ、高さ100ｍ／ｍ、底部開口４の開
口径が10ｍ／ｍの大きさの石英ルツボを使用し、
このルツボにSiO230％（重量％以下同）、B2O312
％、Na2O11％、BaO38％、ZrO29％のガラス組
成となるように調合した粉末ガラス原料６を連続
的に供給しつつ2450MHzで2KWのマイクロ波動
力をオーブン２内に導入して溶解を行なつたとこ
ろ、毎分10グラムの原料供給速度で原料投入量と
ルツボ底部開口からの流出溶融ガラスの量がバラ
ンスした。
このときのルツボ開口部分付近の温度はほぼ
1000℃で一定であつた。
1000℃で一定であつた。
このようにして連続的にルツボ底部開口から排
出される粗溶解ガラスをRFコイル１３内に置い
た内径100ｍ／ｍ、高さ100ｍ／ｍの石英ルツボ１
２内に落し、ルツボ内の溶融ガラス１４の中心部
での温度が常時約1450℃となるようにRFコイル
１３への高周波電力供給量を調整し、最終的にル
ツボ１２の約80％の分量の溶融ガラスが溜つた
後、３時間前後の高周波誘導加熱を行なつて脱泡
清澄させた。
出される粗溶解ガラスをRFコイル１３内に置い
た内径100ｍ／ｍ、高さ100ｍ／ｍの石英ルツボ１
２内に落し、ルツボ内の溶融ガラス１４の中心部
での温度が常時約1450℃となるようにRFコイル
１３への高周波電力供給量を調整し、最終的にル
ツボ１２の約80％の分量の溶融ガラスが溜つた
後、３時間前後の高周波誘導加熱を行なつて脱泡
清澄させた。
このようにして得られた溶融ガラスを取り出し
て冷却固化し約２Kgのブロツク状にしてガラス内
部を透視検査したところ未溶解物は見当らなかつ
た。
て冷却固化し約２Kgのブロツク状にしてガラス内
部を透視検査したところ未溶解物は見当らなかつ
た。
比較例として上記RF溶融装置のみを使用して
粉末ガラス原料の状態から一貫して溶融を行な
い、充分な溶融の後、上記と同様にして得られた
ガラスブロツクの透視検査を行なつたところ４個
の未溶解物が見い出された。
粉末ガラス原料の状態から一貫して溶融を行な
い、充分な溶融の後、上記と同様にして得られた
ガラスブロツクの透視検査を行なつたところ４個
の未溶解物が見い出された。
実施例 ２
実施例１と同一条件で粗溶解ガラス９を製造
し、この粗溶解溶融ガラスを二本の回転ロール間
を通過させて圧延破砕するとともに常温に冷却し
て、ほぼ10ｍ／ｍ位の大きさのガラスカレツトと
した。次にこのカレツトを第２図の装置のRF溶
融ルツボ１２内に当初約20％位の分量まで入れて
30分前後溶融し、次いで毎分20グラムの割合で上
記粗溶解ガラスカレツトをルツボ１２に連続供給
し、溶融ガラス中心部の温度が約1450℃となるよ
うに電力量を調整して総計２時間30分前後高周波
誘導加熱を行なつた。
し、この粗溶解溶融ガラスを二本の回転ロール間
を通過させて圧延破砕するとともに常温に冷却し
て、ほぼ10ｍ／ｍ位の大きさのガラスカレツトと
した。次にこのカレツトを第２図の装置のRF溶
融ルツボ１２内に当初約20％位の分量まで入れて
30分前後溶融し、次いで毎分20グラムの割合で上
記粗溶解ガラスカレツトをルツボ１２に連続供給
し、溶融ガラス中心部の温度が約1450℃となるよ
うに電力量を調整して総計２時間30分前後高周波
誘導加熱を行なつた。
上記の結果得られた溶融ガラスを冷却し約２Kg
の大きさのブロツク状にして透視検査を行なつた
が未溶解物は見い出されなかつた。
の大きさのブロツク状にして透視検査を行なつた
が未溶解物は見い出されなかつた。
また実施例１および実施例２で得られた溶融ガ
ラスを用いてコア・クラツド構造の光フアイバー
を製作して波長0.83μにおいて光伝送損失を測定
したところ10.2dB／ｍの値が得られ、本発明方
法によれば従来の溶融方法と同等の伝送損失値が
得られるとともに未溶解物の存在によりフアイバ
ー化できない不良ガラス部分が大きく減少して製
造歩留が大幅に向上することが確認された。
ラスを用いてコア・クラツド構造の光フアイバー
を製作して波長0.83μにおいて光伝送損失を測定
したところ10.2dB／ｍの値が得られ、本発明方
法によれば従来の溶融方法と同等の伝送損失値が
得られるとともに未溶解物の存在によりフアイバ
ー化できない不良ガラス部分が大きく減少して製
造歩留が大幅に向上することが確認された。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２
図は本発明の他の実施例を示す部分断面図であ
る。 １……導波管、２……マイクロ波オーブン、３
……ガラス保持容器、４……底部開口、６……粉
末ガラス原料、８……溶融ガラス、９……粗溶解
ガラス融液、１３……高周波誘導加熱コイル、１
５……粗溶解ガラスカレツト。
図は本発明の他の実施例を示す部分断面図であ
る。 １……導波管、２……マイクロ波オーブン、３
……ガラス保持容器、４……底部開口、６……粉
末ガラス原料、８……溶融ガラス、９……粗溶解
ガラス融液、１３……高周波誘導加熱コイル、１
５……粗溶解ガラスカレツト。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ マイクロ波オーブンの底壁を通して回転駆動
される筒体を設置するとともに、オーブン内に位
置する前記筒体上端にガラス溶融容器を載置し、 該容器を前記筒体と共に回転させつつ、容器内
のガラス原料をマイクロ波溶融により粗溶解し、
溶解したガラスを、前記容器底部の開口部及び前
記筒体中を通してオーブン外に取り出し、得られ
た粗溶解ガラスを高周波誘導加熱で本溶融するこ
とを特徴とする光学ガラスの溶融方法。 ２ 粗溶解ガラスは溶融状態に保持したまま引き
続き高周波誘導加熱処理を行なう特許請求の範囲
第１項記載の光学ガラスの溶融方法。 ３ 粗溶解ガラスは一旦冷却して破砕片とし、こ
の破砕片を高周波誘導加熱溶解する特許請求の範
囲第１項記載の光学ガラスの溶融方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3676182A JPS58156542A (ja) | 1982-03-09 | 1982-03-09 | 光学ガラスの溶融方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3676182A JPS58156542A (ja) | 1982-03-09 | 1982-03-09 | 光学ガラスの溶融方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58156542A JPS58156542A (ja) | 1983-09-17 |
| JPH0142895B2 true JPH0142895B2 (ja) | 1989-09-18 |
Family
ID=12478729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3676182A Granted JPS58156542A (ja) | 1982-03-09 | 1982-03-09 | 光学ガラスの溶融方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58156542A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4610711A (en) * | 1984-10-01 | 1986-09-09 | Ppg Industries, Inc. | Method and apparatus for inductively heating molten glass or the like |
| US10427970B1 (en) | 2016-10-03 | 2019-10-01 | Owens-Brockway Glass Container Inc. | Glass coatings and methods to deposit same |
| US10479717B1 (en) | 2016-10-03 | 2019-11-19 | Owens-Brockway Glass Container Inc. | Glass foam |
| US10364176B1 (en) | 2016-10-03 | 2019-07-30 | Owens-Brockway Glass Container Inc. | Glass precursor gel and methods to treat with microwave energy |
| DE102022130588A1 (de) * | 2022-11-18 | 2024-05-23 | Schott Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Glas |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS504840A (ja) * | 1973-05-18 | 1975-01-18 | ||
| JPS5538471A (en) * | 1978-09-11 | 1980-03-17 | New Japan Radio Co Ltd | Apparatus for melting powdered solid |
-
1982
- 1982-03-09 JP JP3676182A patent/JPS58156542A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58156542A (ja) | 1983-09-17 |
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