JPH02184530A - 合成石英ガラスの製造方法とその装置 - Google Patents
合成石英ガラスの製造方法とその装置Info
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- JPH02184530A JPH02184530A JP450989A JP450989A JPH02184530A JP H02184530 A JPH02184530 A JP H02184530A JP 450989 A JP450989 A JP 450989A JP 450989 A JP450989 A JP 450989A JP H02184530 A JPH02184530 A JP H02184530A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光学用その他に用いられる合成石英ガラスの
製造方法とその装置に関する。
製造方法とその装置に関する。
一般に、上記合成石英ガラスの製造方法としては、四塩
化けい素（Ｓ １Ｃｆｌ 、ａ ） 、モノシラン（Ｓ
ｉＨ４）等のけい素化合物を酸水素火炎中で加水分解
させ、生成したシリカ（Ｓ ｉ０２ ）を直接上記火炎
を熱源にして回転基板ターゲット上に溶融、堆積させる
、いわゆるベルタイ法が知られており、この方法を実施
する製造装置は、炉内に昇降可能に配置された回転基板
ターゲットと、回転基板ターゲットと対向配置され、け
い素化合物を加水分解させかつ生成したシリカを溶融す
る反応・熱源バーナとを有する。
化けい素（Ｓ １Ｃｆｌ 、ａ ） 、モノシラン（Ｓ
ｉＨ４）等のけい素化合物を酸水素火炎中で加水分解
させ、生成したシリカ（Ｓ ｉ０２ ）を直接上記火炎
を熱源にして回転基板ターゲット上に溶融、堆積させる
、いわゆるベルタイ法が知られており、この方法を実施
する製造装置は、炉内に昇降可能に配置された回転基板
ターゲットと、回転基板ターゲットと対向配置され、け
い素化合物を加水分解させかつ生成したシリカを溶融す
る反応・熱源バーナとを有する。
しかし、上記一般的な製法及び装置により高均質、高純
度の光学用合成石英ガラスを製造する場合、脈理等の不
均質性を無くすために十分に溶かす必要があるものの、
その際のインゴットの形状維持が問題となる。
度の光学用合成石英ガラスを製造する場合、脈理等の不
均質性を無くすために十分に溶かす必要があるものの、
その際のインゴットの形状維持が問題となる。
従来、上記インゴットの形状維持のため、耐火物等から
なる容器を使う製造方法及び装置が知られている。
なる容器を使う製造方法及び装置が知られている。
しかしながら、耐火物等からなる容器を使う従来の合成
石英ガラスの製造方法及び装置によれば、合成石英ガラ
スインゴットの形状維持は良好に行われるものの、合成
石英ガラスインゴットに対する不純物の混入が問題とな
る。
石英ガラスの製造方法及び装置によれば、合成石英ガラ
スインゴットの形状維持は良好に行われるものの、合成
石英ガラスインゴットに対する不純物の混入が問題とな
る。
そこで、本発明は、形状維持を良好にし、かつ不純物の
混入を防止して高均質、高純度の合成石英ガラスを得る
ことができる合成石英ガラスの製造方法とその装置の提
供を目的とする。
混入を防止して高均質、高純度の合成石英ガラスを得る
ことができる合成石英ガラスの製造方法とその装置の提
供を目的とする。
前記課題を解決するため、本発明は、けい素化合物を酸
水素火炎中で加水分解させ、生成したシリカを直接上記
火炎を熱源にして回転基板ターゲット上に溶融、堆積さ
せる合成石英ガラスの製造方法において、前記回転基板
ターゲット上に溶融、堆積される合成石英ガラスを気体
によって冷却する製造方法である。
水素火炎中で加水分解させ、生成したシリカを直接上記
火炎を熱源にして回転基板ターゲット上に溶融、堆積さ
せる合成石英ガラスの製造方法において、前記回転基板
ターゲット上に溶融、堆積される合成石英ガラスを気体
によって冷却する製造方法である。
気体による冷却は、合成石英ガラスインゴットの外周部
に沿う気体の吹き下ろし、合成石英ガラスインゴットの
外周部に対するその側方からの気体の吹き付は又は回転
基板ターゲットの下方からのその外周部に沿う気体の吹
き上げによって行うことが好ましい。
に沿う気体の吹き下ろし、合成石英ガラスインゴットの
外周部に対するその側方からの気体の吹き付は又は回転
基板ターゲットの下方からのその外周部に沿う気体の吹
き上げによって行うことが好ましい。
又、上記製造方法に供する製造装置は、炉内に昇降可能
に配置された回転基板ターゲットと、回転基板ターゲッ
トと対向配置され、けい素化合物を加水分解させかつ生
成したシリカを溶融する反応・熱源バーナとを有する合
成石英ガラスの製造装置において、前記回転基板ターゲ
ット上に溶融、堆積される合成石英ガラスに冷却気体を
吹き付ける冷却ノズルを設けた製造装置である。
に配置された回転基板ターゲットと、回転基板ターゲッ
トと対向配置され、けい素化合物を加水分解させかつ生
成したシリカを溶融する反応・熱源バーナとを有する合
成石英ガラスの製造装置において、前記回転基板ターゲ
ット上に溶融、堆積される合成石英ガラスに冷却気体を
吹き付ける冷却ノズルを設けた製造装置である。
冷却ノズルは、その噴出口を下向きにして合成石英ガラ
スインゴットの側方に配置したり、その噴出口を合成石
英ガラスインゴットの外周部に向けてその側方に配置し
たり、あるいはその噴出口を上向きにして回転基板ター
ゲットの下方に配置したりすることが好ましい。
スインゴットの側方に配置したり、その噴出口を合成石
英ガラスインゴットの外周部に向けてその側方に配置し
たり、あるいはその噴出口を上向きにして回転基板ター
ゲットの下方に配置したりすることが好ましい。
噴出口を下向きにした冷却ノズル及び噴出口を合成石英
ガラスインゴットの外周部に向けた冷却ノズルは、反応
・熱源バーナと一体に設けてもよい。
ガラスインゴットの外周部に向けた冷却ノズルは、反応
・熱源バーナと一体に設けてもよい。
上記手段においては、気体による冷却によって、合成石
英ガラスインゴットの外周部が中央部よりも先に固化し
、この固化部分によって筒状の擬似容器が形成される。
英ガラスインゴットの外周部が中央部よりも先に固化し
、この固化部分によって筒状の擬似容器が形成される。
冷却気体としては、フィルターを通して除塵された空気
、高純度のアルゴンガスや窒素ガス等が用いられる。
、高純度のアルゴンガスや窒素ガス等が用いられる。
以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。
第１図は合成石英ガラスの製造方法の実施に供した第１
実施例の製造装置の概略構成図である。
実施例の製造装置の概略構成図である。
図中１は炉２内に配置された回転基板ターゲットで、支
持管３によって支持されると共に、図示しない昇降回転
駆動装置により昇降かつ回転可能に設けられている。４
は回転基板ターゲット１と対向配置された反応・熱源バ
ーナで、Ｓ Ｌ Ｃｆｌ ４やＳ Ｉ Ｈ４等のけい素
化合物を酸水素火炎中で加水分解させかつ生成したシリ
カを溶融するものであり、その上部には、原料となるけ
い素化合物を導入する原料導入口４ａ、酸水素火炎とな
る水素ガス（燃料ガス）及び酸素ガス（助燃ガス）を導
入する水素ガス導入口４ｂ及び酸素ガス導入口４ｃが設
けられている。そして、反応・熱源バーナ４の外側部に
は、回転基板ターゲット】上に溶融、堆積される合成石
英ガラスインゴット５の外周部を冷却する冷却ノズル６
が、その噴出口を下向きにして一体に設けられており、
その上部には、フィルターによって除塵された空気、又
は高純度のアルゴンガスや窒素ガス等の冷却気体を導入
する冷却気体導入口６ａが設けられている。
持管３によって支持されると共に、図示しない昇降回転
駆動装置により昇降かつ回転可能に設けられている。４
は回転基板ターゲット１と対向配置された反応・熱源バ
ーナで、Ｓ Ｌ Ｃｆｌ ４やＳ Ｉ Ｈ４等のけい素
化合物を酸水素火炎中で加水分解させかつ生成したシリ
カを溶融するものであり、その上部には、原料となるけ
い素化合物を導入する原料導入口４ａ、酸水素火炎とな
る水素ガス（燃料ガス）及び酸素ガス（助燃ガス）を導
入する水素ガス導入口４ｂ及び酸素ガス導入口４ｃが設
けられている。そして、反応・熱源バーナ４の外側部に
は、回転基板ターゲット】上に溶融、堆積される合成石
英ガラスインゴット５の外周部を冷却する冷却ノズル６
が、その噴出口を下向きにして一体に設けられており、
その上部には、フィルターによって除塵された空気、又
は高純度のアルゴンガスや窒素ガス等の冷却気体を導入
する冷却気体導入口６ａが設けられている。
次に、上記製造装置を用い、回転基板ターゲットを所要
の回転数及び下降速度で作動させながら、原料としてＳ
ｉＣΩ４２０ｓｒ／ａ＋１ｎ 、水素ガス１０ｒＩｉ／
ｈ及び酸素ガス５ｒｄ／ｈを反応・熱源バーナ４に供
給して合成石英ガラスを回転基板ターゲット１上に溶融
、堆積する一方、冷却気体として室温程度の窒素ガス２
ｒｒｌ／ｈを冷却ノズル６に供給し、合成石英ガラスイ
ンゴット５の外周部を冷却しつつ合成石英ガラスの製造
を行った。
の回転数及び下降速度で作動させながら、原料としてＳ
ｉＣΩ４２０ｓｒ／ａ＋１ｎ 、水素ガス１０ｒＩｉ／
ｈ及び酸素ガス５ｒｄ／ｈを反応・熱源バーナ４に供
給して合成石英ガラスを回転基板ターゲット１上に溶融
、堆積する一方、冷却気体として室温程度の窒素ガス２
ｒｒｌ／ｈを冷却ノズル６に供給し、合成石英ガラスイ
ンゴット５の外周部を冷却しつつ合成石英ガラスの製造
を行った。
上記製造過程においては、窒素ガスによる冷却によって
、合成石英ガラスインゴット５の外周部が中央部よりも
先に固化され、この固化部分によって合成石英ガラスイ
ンゴット５に筒状の擬似容器が形成される。
、合成石英ガラスインゴット５の外周部が中央部よりも
先に固化され、この固化部分によって合成石英ガラスイ
ンゴット５に筒状の擬似容器が形成される。
このため、非常に良い形状の合成石英ガラスインゴット
が得られると共に、その特性も高均質、高純度、高透過
率であった。
が得られると共に、その特性も高均質、高純度、高透過
率であった。
第２図、第３図、第４図及び第５図はそれぞれ合成石英
ガラスの製造方法の実施に供した第２実施例、第３実施
例、第４実施例及び第５実施例の製造装置の概略構成図
である。
ガラスの製造方法の実施に供した第２実施例、第３実施
例、第４実施例及び第５実施例の製造装置の概略構成図
である。
第２実施例〜第５実施例の製造装置のいずれも反応・熱
源バーナ４１を第１実施例のものより太きくしてあり、
第２実施例の製造装置は、冷却ノズル６１を第１実施例
の冷却ノズル６と同様に反応・熱源バーナ４１と一体に
設け、かつ反応・熱源バーナ４１の全外周を取り巻く筒
状のものとしたのに対し、第３実施例〜第５実施例の製
造装置は、冷却ノズル６２〜６４をそれぞれ反応・熱源
バーナ４１と別個に設け、かつ噴出口を下向きにして反
応・熱源バーナ４１の側方に配置しく第３図参照）、噴
出口を合成石英ガラスインゴット５の外周部に向けてそ
の側方の炉２に取り付け（第４図参照）、あるいは噴出
口を上向きにし、回転基板ターゲット１の下方にその昇
降と同期して昇降可能に配置した（第５図参照）もので
ある。
源バーナ４１を第１実施例のものより太きくしてあり、
第２実施例の製造装置は、冷却ノズル６１を第１実施例
の冷却ノズル６と同様に反応・熱源バーナ４１と一体に
設け、かつ反応・熱源バーナ４１の全外周を取り巻く筒
状のものとしたのに対し、第３実施例〜第５実施例の製
造装置は、冷却ノズル６２〜６４をそれぞれ反応・熱源
バーナ４１と別個に設け、かつ噴出口を下向きにして反
応・熱源バーナ４１の側方に配置しく第３図参照）、噴
出口を合成石英ガラスインゴット５の外周部に向けてそ
の側方の炉２に取り付け（第４図参照）、あるいは噴出
口を上向きにし、回転基板ターゲット１の下方にその昇
降と同期して昇降可能に配置した（第５図参照）もので
ある。
第５実施例のものの冷却ノズル６４は、第６図に示すよ
うに、垂直に伸びる導管部８４ａと、導管部６４ａの上
端部に接続され、回転基板ターゲット１の直径とほぼ同
径の円形をなすノズル部８４ｂとがらなり、ノズル部１
３４ｂには、冷却気体を支持管３及び回転基板ターゲッ
ト１に吹き付けると共に、回転基板ターゲット１の外周
部に沿って吹き上げる複数の噴出ロアが設けられている
。
うに、垂直に伸びる導管部８４ａと、導管部６４ａの上
端部に接続され、回転基板ターゲット１の直径とほぼ同
径の円形をなすノズル部８４ｂとがらなり、ノズル部１
３４ｂには、冷却気体を支持管３及び回転基板ターゲッ
ト１に吹き付けると共に、回転基板ターゲット１の外周
部に沿って吹き上げる複数の噴出ロアが設けられている
。
なお、第５実施例の製造装置は、ノズル部６４ｂを円形
にした冷却ノズル６４に限らず、例えば第７図に示す冷
却ノズル８４１のように、導管部８４１ａの上端部に回
転基板ターゲット１の半径とほぼ同等の長さを有するノ
ズル部８４１ｂを折曲し、このノズル部６４１ｂに複数
の噴出ロアを同様に設けてもよい。
にした冷却ノズル６４に限らず、例えば第７図に示す冷
却ノズル８４１のように、導管部８４１ａの上端部に回
転基板ターゲット１の半径とほぼ同等の長さを有するノ
ズル部８４１ｂを折曲し、このノズル部６４１ｂに複数
の噴出ロアを同様に設けてもよい。
第２実施例〜第５実施例の製造装置を用いて合成石英ガ
ラスの製造を行う場合には、回転基板ターゲット１の回
転数及び下降速度、Ｓ ｉＣＲ４、水素ガス、酸素ガス
並びに窒素ガスの導入量が異なるものの、第１実施例の
ものとほぼ同様の作用効果が得られ、第５実施例のもの
は、更に回転基板ターゲット１及び支持管３が冷却され
、その耐久性が向上するので、長時間の連続製造が可能
となる。
ラスの製造を行う場合には、回転基板ターゲット１の回
転数及び下降速度、Ｓ ｉＣＲ４、水素ガス、酸素ガス
並びに窒素ガスの導入量が異なるものの、第１実施例の
ものとほぼ同様の作用効果が得られ、第５実施例のもの
は、更に回転基板ターゲット１及び支持管３が冷却され
、その耐久性が向上するので、長時間の連続製造が可能
となる。
以上のように本発明によれば、気体による冷却によって
、合成石英ガラスインゴットの外周部が中央部よりも先
に固化し、この固化部分によって筒状の擬似容器が形成
されるので、合成石英ガラスインゴットの形状を良好に
維持することができると共に、不純物の混入を防止して
高均質、高純度、高透過率の合成石英ガラスを得ること
ができる。
、合成石英ガラスインゴットの外周部が中央部よりも先
に固化し、この固化部分によって筒状の擬似容器が形成
されるので、合成石英ガラスインゴットの形状を良好に
維持することができると共に、不純物の混入を防止して
高均質、高純度、高透過率の合成石英ガラスを得ること
ができる。
図は本発明の実施例を示すもので、第１図、第２図、第
３図、第４図及び第５図はそれぞれ合成石英ガラスの製
造方法の実施に供した第１実施例、第２実施例、第３実
施例、第４実施例及び第５実施例の製造装置の概略構成
図、第６図及び第７図はそれぞれ第５実施例の製造装置
に用いられる冷却ノズルの斜視図である。 １・・・回転基板ターゲット ２・・・炉 ４．４１・・・反応・熱源バーナ ５・・・合成石英ガラスインゴット ６、１３１，８２．８３．６４．８４１・・・冷却ノズ
ル７・・・噴出口 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図
３図、第４図及び第５図はそれぞれ合成石英ガラスの製
造方法の実施に供した第１実施例、第２実施例、第３実
施例、第４実施例及び第５実施例の製造装置の概略構成
図、第６図及び第７図はそれぞれ第５実施例の製造装置
に用いられる冷却ノズルの斜視図である。 １・・・回転基板ターゲット ２・・・炉 ４．４１・・・反応・熱源バーナ ５・・・合成石英ガラスインゴット ６、１３１，８２．８３．６４．８４１・・・冷却ノズ
ル７・・・噴出口 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図
Claims (2)
- （１）けい素化合物を酸水素火炎中で加水分解させ、生
成したシリカを直接上記火炎を熱源にして回転基板ター
ゲット上に溶融、堆積させる合成石英ガラスの製造方法
において、前記回転基板ターゲット上に溶融、堆積され
る合成石英ガラスを気体によって冷却することを特徴と
する合成石英ガラスの製造方法。 - （２）炉内に昇降可能に配置された回転基板ターゲット
と、回転基板ターゲットと対向配置され、けい素化合物
を加水分解させかつ生成したシリカを溶融する反応・熱
源バーナとを有する合成石英ガラスの製造装置において
、前記回転基板ターゲット上に溶融、堆積される合成石
英ガラスに冷却気体を吹き付ける冷却ノズルを設けたこ
とを特徴とする合成石英ガラスの製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP450989A JPH02184530A (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 合成石英ガラスの製造方法とその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP450989A JPH02184530A (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 合成石英ガラスの製造方法とその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02184530A true JPH02184530A (ja) | 1990-07-19 |
Family
ID=11586024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP450989A Pending JPH02184530A (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 合成石英ガラスの製造方法とその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02184530A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS644509A (en) * | 1987-06-13 | 1989-01-09 | Daimler Benz Ag | Vibration damper for fuel vessel |
-
1989
- 1989-01-11 JP JP450989A patent/JPH02184530A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS644509A (en) * | 1987-06-13 | 1989-01-09 | Daimler Benz Ag | Vibration damper for fuel vessel |
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