JPH0624785A - ガラス製の複合材料を製造する方法および装置 - Google Patents
ガラス製の複合材料を製造する方法および装置Info
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- JPH0624785A JPH0624785A JP5083123A JP8312393A JPH0624785A JP H0624785 A JPH0624785 A JP H0624785A JP 5083123 A JP5083123 A JP 5083123A JP 8312393 A JP8312393 A JP 8312393A JP H0624785 A JPH0624785 A JP H0624785A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単にかつ多くの自由度を有して、均一な、
かつ汚染物質を含まない複合材料の境界面を形成する、
ガラス製の複合材料を製造する方法および該方法を実施
する装置を提供する。 【構成】 該方法は、唯一の溶融るつぼに粒子の形の出
発物質を連続的に供給し、かつ溶融るつぼ内で前駆体に
堆積し、その際、引き出し方向に対してほぼ平行に伸び
る境界面に、一方の組成の出発物質が他方の組成の出発
物質に隣接して存在し、かつ前駆体を引き出しノズルに
より取り出すことからなる。該装置は、底部に引き出し
ノズルを有する溶融るつぼと、少なくとも２つの物質組
成の異なる出発物質を溶融るつぼの所定の範囲に適切に
供給するための供給装置とからなる。
かつ汚染物質を含まない複合材料の境界面を形成する、
ガラス製の複合材料を製造する方法および該方法を実施
する装置を提供する。 【構成】 該方法は、唯一の溶融るつぼに粒子の形の出
発物質を連続的に供給し、かつ溶融るつぼ内で前駆体に
堆積し、その際、引き出し方向に対してほぼ平行に伸び
る境界面に、一方の組成の出発物質が他方の組成の出発
物質に隣接して存在し、かつ前駆体を引き出しノズルに
より取り出すことからなる。該装置は、底部に引き出し
ノズルを有する溶融るつぼと、少なくとも２つの物質組
成の異なる出発物質を溶融るつぼの所定の範囲に適切に
供給するための供給装置とからなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも２つの物質
組成の異なる出発物質を溶融し、出発物質を外側の溶融
るつぼの底部に配置された引き出しノズルに供給し、か
つ引き出し方向に対して水平に積層された複合材料を形
成しながら、引き出しノズルから溶融物を連続的にかつ
垂直に引き出すことによりガラス製の細長い複合材料を
製造する方法および底部に引き出しノズルを有する溶融
るつぼと、溶融るつぼに少なくとも２つの物質組成の異
なる出発物質を供給する供給装置とを有する、ガラス製
の細長い複合材料を製造する装置に関する。
組成の異なる出発物質を溶融し、出発物質を外側の溶融
るつぼの底部に配置された引き出しノズルに供給し、か
つ引き出し方向に対して水平に積層された複合材料を形
成しながら、引き出しノズルから溶融物を連続的にかつ
垂直に引き出すことによりガラス製の細長い複合材料を
製造する方法および底部に引き出しノズルを有する溶融
るつぼと、溶融るつぼに少なくとも２つの物質組成の異
なる出発物質を供給する供給装置とを有する、ガラス製
の細長い複合材料を製造する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】そのような方法および該方法を実施する
ための装置は、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開
第２７０３７０６号明細書から公知である。該明細書に
は、光通信工学のための光導波体を連続的に製造する方
法が記載されており、該導波体はコアガラスと、コアガ
ラスを包囲しかつコアガラスより低い屈折率を有するク
ラッドガラスからなる。該方法においては、光導波体は
いわゆる二重るつぼから引き出す。二重るつぼは、外側
を加熱されかつクラッドガラス溶融物を収容する外側る
つぼからなり、外側るつぼ内に、同心円状にコアガラス
溶融物を含有する内側るつぼが配置されており、内側る
つぼの側壁はクラッドガラス溶融物の溶融液面の上に突
出している。外側るつぼの底部に引き出しノズルが設け
られている。引き出しノズルの上側に垂直に、出口開口
が内側るつぼの底部に設けられており、その際、内側る
つぼの出口開口はクラッドガラス溶融物に突入し、従っ
て内側るつぼから放出されるコアガラス溶融物はクラッ
ドガラス溶融物によりすべての面で包囲されて外側るつ
ぼの引き出しノズルから放出される。内側および外側る
つぼの複合材料−出発物質の装入は、独立にかつ互いに
別々に出発物質からなるガラス棒をそれぞれの溶融物に
連続的に後供給することにより実施する。外側および内
側るつぼは公知の装置においてはプラチナ板からなる。
プラチナが９００℃より高い温度でガラスに溶け始める
ことは公知である。更に、プラチナ粒子をるつぼ壁から
はがし、かつるつぼ壁に沿って流動する溶融物によりい
っしょに取り去ることが可能である。
ための装置は、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開
第２７０３７０６号明細書から公知である。該明細書に
は、光通信工学のための光導波体を連続的に製造する方
法が記載されており、該導波体はコアガラスと、コアガ
ラスを包囲しかつコアガラスより低い屈折率を有するク
ラッドガラスからなる。該方法においては、光導波体は
いわゆる二重るつぼから引き出す。二重るつぼは、外側
を加熱されかつクラッドガラス溶融物を収容する外側る
つぼからなり、外側るつぼ内に、同心円状にコアガラス
溶融物を含有する内側るつぼが配置されており、内側る
つぼの側壁はクラッドガラス溶融物の溶融液面の上に突
出している。外側るつぼの底部に引き出しノズルが設け
られている。引き出しノズルの上側に垂直に、出口開口
が内側るつぼの底部に設けられており、その際、内側る
つぼの出口開口はクラッドガラス溶融物に突入し、従っ
て内側るつぼから放出されるコアガラス溶融物はクラッ
ドガラス溶融物によりすべての面で包囲されて外側るつ
ぼの引き出しノズルから放出される。内側および外側る
つぼの複合材料−出発物質の装入は、独立にかつ互いに
別々に出発物質からなるガラス棒をそれぞれの溶融物に
連続的に後供給することにより実施する。外側および内
側るつぼは公知の装置においてはプラチナ板からなる。
プラチナが９００℃より高い温度でガラスに溶け始める
ことは公知である。更に、プラチナ粒子をるつぼ壁から
はがし、かつるつぼ壁に沿って流動する溶融物によりい
っしょに取り去ることが可能である。
【０００３】欧州特許公開第０１８５３６２号明細書に
は、光学的な、２つの異なる物質からなる繊維を連続的
に製造する装置が記載されており、該装置においては、
ガラスを形成する複合材料−出発物質および反応可能な
かつ液体の形のドープ剤を室温で二重るつぼに供給す
る。二重るつぼの内側および外側るつぼは互いに同心円
状に配置され、かつそれらの円錐状に先細りする底部が
垂直に互いに重なって配置されている。内側るつぼは外
側るつぼの内部で垂直方向に移動可能である。液状の出
発物質が一部分凝固した塊状物質を形成しながら互いに
反応する、二重るつぼの上側部分は硬化炉により包囲さ
れ、該炉の温度は室温から硬化温度にまで上から下に上
昇する。外側るつぼの下側部分は第２の炉に達し、該炉
は同様に下側部分に、外側るつぼの引き出しノズルから
繊維を取り出すことができるほど複合材料が軟化するの
に十分な最高温度を有する上から下への温度勾配を有す
る。
は、光学的な、２つの異なる物質からなる繊維を連続的
に製造する装置が記載されており、該装置においては、
ガラスを形成する複合材料−出発物質および反応可能な
かつ液体の形のドープ剤を室温で二重るつぼに供給す
る。二重るつぼの内側および外側るつぼは互いに同心円
状に配置され、かつそれらの円錐状に先細りする底部が
垂直に互いに重なって配置されている。内側るつぼは外
側るつぼの内部で垂直方向に移動可能である。液状の出
発物質が一部分凝固した塊状物質を形成しながら互いに
反応する、二重るつぼの上側部分は硬化炉により包囲さ
れ、該炉の温度は室温から硬化温度にまで上から下に上
昇する。外側るつぼの下側部分は第２の炉に達し、該炉
は同様に下側部分に、外側るつぼの引き出しノズルから
繊維を取り出すことができるほど複合材料が軟化するの
に十分な最高温度を有する上から下への温度勾配を有す
る。
【０００４】ガラス製の複合材料を製造する公知方法
は、複合材料を製造するための２つの出発物質を互いに
別々のるつぼで溶融するかまたは合体し、その際、一方
のるつぼは他方のるつぼの内部に内側るつぼとして配置
され、かつ少なくとも１つの出口開口が第２の液状また
は粘液性の出発物質に突入していることを共有する。こ
のことは、特に高温および腐食性出発物質の場合に、内
側るつぼ物質との反応を生じ、これはたとえば、内側る
つぼおよび複合材料−出発物質の接触面での内側るつぼ
の摩耗または不均一性の発生、たとえば気泡を生じるこ
とがある。この不均一性または汚染物質は、複合材料の
引き出し後に異なる出発物質の境界面で富化する。この
場合にはこれは一般に特に有害である。
は、複合材料を製造するための２つの出発物質を互いに
別々のるつぼで溶融するかまたは合体し、その際、一方
のるつぼは他方のるつぼの内部に内側るつぼとして配置
され、かつ少なくとも１つの出口開口が第２の液状また
は粘液性の出発物質に突入していることを共有する。こ
のことは、特に高温および腐食性出発物質の場合に、内
側るつぼ物質との反応を生じ、これはたとえば、内側る
つぼおよび複合材料−出発物質の接触面での内側るつぼ
の摩耗または不均一性の発生、たとえば気泡を生じるこ
とがある。この不均一性または汚染物質は、複合材料の
引き出し後に異なる出発物質の境界面で富化する。この
場合にはこれは一般に特に有害である。
【０００５】公知方法においては、内側るつぼの出口開
口と外側るつぼの引き出しノズルとの互いの距離により
およびノズル開口の形状の変化により、複合材料内部の
２つの出発物質の空間的分布が一定の枠内で調節可能で
ある。しかしながら、このために必要な二重るつぼ構造
または必要な改造手段は経費がかかる。更にノズル開口
の寸法調整においては、引き出す際の溶融物の粘度を考
慮して、溶融物が特に、外側るつぼの内部に同心円状
に、従って溶融物の比較的冷たい領域の内部に配置され
た内側るつぼの出口開口を閉塞させないように注意すべ
きである。
口と外側るつぼの引き出しノズルとの互いの距離により
およびノズル開口の形状の変化により、複合材料内部の
２つの出発物質の空間的分布が一定の枠内で調節可能で
ある。しかしながら、このために必要な二重るつぼ構造
または必要な改造手段は経費がかかる。更にノズル開口
の寸法調整においては、引き出す際の溶融物の粘度を考
慮して、溶融物が特に、外側るつぼの内部に同心円状
に、従って溶融物の比較的冷たい領域の内部に配置され
た内側るつぼの出口開口を閉塞させないように注意すべ
きである。
【０００６】内側および外側るつぼが一定の温度にかつ
固定した空間的比で互いに維持される場合は、複合材料
内部の出発物質の空間的分布は、それぞれのるつぼ内の
溶融物の充填位置高さ（同じ圧力で溶融状態での）の関
数である。複合材料内の出発物質の空間的分布が一定で
あるべき場合は、従って、溶融液面の高さを一定の水準
にまたは一定の比に互いに維持するという問題が生じ
る。
固定した空間的比で互いに維持される場合は、複合材料
内部の出発物質の空間的分布は、それぞれのるつぼ内の
溶融物の充填位置高さ（同じ圧力で溶融状態での）の関
数である。複合材料内の出発物質の空間的分布が一定で
あるべき場合は、従って、溶融液面の高さを一定の水準
にまたは一定の比に互いに維持するという問題が生じ
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、均一
な、かつ汚染物質を含まない、複合材料内の出発物質の
境界面の形成を可能にし、かつ複合材料−物質間の複合
材料−境界面ののびを簡単な方法でかつ多くの自由度を
有して形成することができる、冒頭に記載の形式のガラ
ス製の複合材料を製造する方法を提供することであり、
および特に高温で複合材料を製造するのに適したかつ複
合材料−境界面の形成を簡単な方法でかつ多くの自由度
を有して可能にする、簡単かつ故障の少ない、複合材料
を製造する装置を提供することであった。
な、かつ汚染物質を含まない、複合材料内の出発物質の
境界面の形成を可能にし、かつ複合材料−物質間の複合
材料−境界面ののびを簡単な方法でかつ多くの自由度を
有して形成することができる、冒頭に記載の形式のガラ
ス製の複合材料を製造する方法を提供することであり、
および特に高温で複合材料を製造するのに適したかつ複
合材料−境界面の形成を簡単な方法でかつ多くの自由度
を有して可能にする、簡単かつ故障の少ない、複合材料
を製造する装置を提供することであった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題は、方法に関し
ては本発明により、唯一の溶融るつぼに粒子の形で出発
物質を連続的に供給し、かつ溶融るつぼ内で前駆体に堆
積し、その際、引き出し方向に対してほぼ平行に伸びる
境界面に、一方の組成の出発物質が他方の組成の出発物
質に隣接して存在し、かつ前駆体を引き出しノズルによ
り取り出すことにより解決される。出発物質を唯一の溶
融るつぼに供給し、かつ引き出し方向に対してほぼ平行
に伸びる境界面に一方の組成の出発物質が他方の組成の
出発物質に隣接して存在するように前駆体に堆積するこ
とにより、出発物質の境界面がるつぼ物質に対する表面
もしくは接触面を形成することが回避される。公知方法
において、たとえばるつぼ物質により引き起こされるよ
うな、汚染物質または複合材料の境界面領域の不均一性
はそれにより完全に排除される。出発物質を溶融るつぼ
に連続的に粒子の形で供給し、かつるつぼ内で前駆体に
堆積することにより、予め決定可能の、平面的な種々の
出発物質の分布において、物質特性のそれぞれ任意の空
間的分布が調整可能であり、この場合に、溶融るつぼに
供給する際に出発物質の固体の凝集状態により相互の混
入が広範に回避される。種々の出発物質のための共通の
溶融るつぼを使用することにより、複合材料内部の出発
物質の空間的分布が溶融るつぼ内の堆積の高さに無関係
である。溶融るつぼ内の粒子状出発物質の溶融は、まず
前駆体の領域で、従って境界面で一方の組成の出発物質
が他方の組成の出発物質に隣接して存在する領域で、か
つ溶融るつぼの引き出しノズルの領域でその粘度が引き
出しノズルを閉塞しないほど低くなるような温度で実施
する。場合により外側から容易に接近可能な引き出しノ
ズルを付加的に温めることができる。
ては本発明により、唯一の溶融るつぼに粒子の形で出発
物質を連続的に供給し、かつ溶融るつぼ内で前駆体に堆
積し、その際、引き出し方向に対してほぼ平行に伸びる
境界面に、一方の組成の出発物質が他方の組成の出発物
質に隣接して存在し、かつ前駆体を引き出しノズルによ
り取り出すことにより解決される。出発物質を唯一の溶
融るつぼに供給し、かつ引き出し方向に対してほぼ平行
に伸びる境界面に一方の組成の出発物質が他方の組成の
出発物質に隣接して存在するように前駆体に堆積するこ
とにより、出発物質の境界面がるつぼ物質に対する表面
もしくは接触面を形成することが回避される。公知方法
において、たとえばるつぼ物質により引き起こされるよ
うな、汚染物質または複合材料の境界面領域の不均一性
はそれにより完全に排除される。出発物質を溶融るつぼ
に連続的に粒子の形で供給し、かつるつぼ内で前駆体に
堆積することにより、予め決定可能の、平面的な種々の
出発物質の分布において、物質特性のそれぞれ任意の空
間的分布が調整可能であり、この場合に、溶融るつぼに
供給する際に出発物質の固体の凝集状態により相互の混
入が広範に回避される。種々の出発物質のための共通の
溶融るつぼを使用することにより、複合材料内部の出発
物質の空間的分布が溶融るつぼ内の堆積の高さに無関係
である。溶融るつぼ内の粒子状出発物質の溶融は、まず
前駆体の領域で、従って境界面で一方の組成の出発物質
が他方の組成の出発物質に隣接して存在する領域で、か
つ溶融るつぼの引き出しノズルの領域でその粘度が引き
出しノズルを閉塞しないほど低くなるような温度で実施
する。場合により外側から容易に接近可能な引き出しノ
ズルを付加的に温めることができる。
【０００９】出発物質として石英ガラスまたは高珪酸含
有ガラスを使用する場合に本発明による方法は特に有利
として形成される。その際、出発物質はたとえば純度ま
たはドープ物質濃度に関して異なっていてもよい。粘度
の温度への少ない依存性により石英ガラスまたは高珪酸
含有ガラスを用いて比較的急な温度勾配においても溶融
るつぼの内部で層状の流動比が得られ、かつ複合材料−
境界面の領域での出発物質の混入が広範に回避される。
有ガラスを使用する場合に本発明による方法は特に有利
として形成される。その際、出発物質はたとえば純度ま
たはドープ物質濃度に関して異なっていてもよい。粘度
の温度への少ない依存性により石英ガラスまたは高珪酸
含有ガラスを用いて比較的急な温度勾配においても溶融
るつぼの内部で層状の流動比が得られ、かつ複合材料−
境界面の領域での出発物質の混入が広範に回避される。
【００１０】互いに同心円状に配置された出口開口を介
して出発物質を溶融るつぼに供給する場合に、堆積を特
に均一に実施し、その際、出口開口は粒子状の出発物質
の供給方向で見て任意の横断面を有していてもよい。そ
れにより出発物質の混入が広範に回避される。
して出発物質を溶融るつぼに供給する場合に、堆積を特
に均一に実施し、その際、出口開口は粒子状の出発物質
の供給方向で見て任意の横断面を有していてもよい。そ
れにより出発物質の混入が広範に回避される。
【００１１】出発物質の溶融物をリング状に形成された
引き出しノズルを介して多層の管に引き出し、その際、
管内部にガスを導入できる方法が特に有利として示され
た。
引き出しノズルを介して多層の管に引き出し、その際、
管内部にガスを導入できる方法が特に有利として示され
た。
【００１２】溶融るつぼに２０μｍ〜２ｍｍおよび特に
１００μｍ〜３００μｍの粒度を有する出発物質を供給
するのが特に有利であることが示された。相当する流動
可能なまたは流出可能な粒子の使用により一方では溶融
るつぼへの出発物質の均一な供給および溶融るつぼの均
一な充填が保証され、他方ではその境界面領域での個々
の出発物質粒子の混入が広範に回避される。これに関し
ては、複合材料の出発物質の粒度分布をできるだけ狭く
かつすべての出発物質に対してほぼ均一に選択すること
が特に有利として示された。
１００μｍ〜３００μｍの粒度を有する出発物質を供給
するのが特に有利であることが示された。相当する流動
可能なまたは流出可能な粒子の使用により一方では溶融
るつぼへの出発物質の均一な供給および溶融るつぼの均
一な充填が保証され、他方ではその境界面領域での個々
の出発物質粒子の混入が広範に回避される。これに関し
ては、複合材料の出発物質の粒度分布をできるだけ狭く
かつすべての出発物質に対してほぼ均一に選択すること
が特に有利として示された。
【００１３】溶融るつぼの高さにわたって複合材料の引
き出し方向で見て上昇する温度を有する温度勾配を維持
することが有利として示された。一方の出発物質の成分
の他方への拡散工程の速度および一方の出発物質と他方
の出発物質との混入は溶融るつぼ内の温度に著しい程度
で依存している。溶融るつぼの高さにわたる温度勾配の
形成により、そのような工程が、起きたとしても引き出
しノズルのすぐ周辺の領域でまず進行し、かつ出発物質
の多くの量の混入が回避されることが保証される。
き出し方向で見て上昇する温度を有する温度勾配を維持
することが有利として示された。一方の出発物質の成分
の他方への拡散工程の速度および一方の出発物質と他方
の出発物質との混入は溶融るつぼ内の温度に著しい程度
で依存している。溶融るつぼの高さにわたる温度勾配の
形成により、そのような工程が、起きたとしても引き出
しノズルのすぐ周辺の領域でまず進行し、かつ出発物質
の多くの量の混入が回避されることが保証される。
【００１４】有利には出発物質を溶融るつぼで予熱し、
かつ保護ガス下で供給する。粒子状の出発物質の予熱に
より表面に結合した汚染物質、たとえば水を除去する。
保護ガス下で出発物質を溶融るつぼに供給することによ
り、熱い炉雰囲気内で出発物質へのガス状汚染物質の浸
入が回避される。同時に保護ガスの流動により、必要な
場合は溶融るつぼ内の過圧を調整することができる。こ
のことは、引き出しノズルの方向に出発物質の均一な層
状の流動を維持するために有利として示された。溶融る
つぼ内の必要な過圧の高さは、たとえば引き出しノズル
の領域の出発物質の粘度に、使用される粒度分布に、お
よび複合材料の溶融るつぼからの所望の引き出し速度に
左右される。
かつ保護ガス下で供給する。粒子状の出発物質の予熱に
より表面に結合した汚染物質、たとえば水を除去する。
保護ガス下で出発物質を溶融るつぼに供給することによ
り、熱い炉雰囲気内で出発物質へのガス状汚染物質の浸
入が回避される。同時に保護ガスの流動により、必要な
場合は溶融るつぼ内の過圧を調整することができる。こ
のことは、引き出しノズルの方向に出発物質の均一な層
状の流動を維持するために有利として示された。溶融る
つぼ内の必要な過圧の高さは、たとえば引き出しノズル
の領域の出発物質の粘度に、使用される粒度分布に、お
よび複合材料の溶融るつぼからの所望の引き出し速度に
左右される。
【００１５】装置に関しては、前記課題は、本発明によ
る装置が底部に配置された引き出しノズルを有する唯一
の溶融るつぼを有し、かつ粒子状の出発物質を溶融るつ
ぼの所定の領域に適切に供給するために、それぞれの物
質組成のためにそれぞれ供給装置が設けられていること
により解決される。ただ１つの溶融るつぼを有する装置
は特に簡単でありかつ故障が少ない。更に、出発物質の
溶融物のための唯一の出口開口、すなわち引き出しノズ
ルが溶融るつぼ底部に良好に接近可能に配置されてお
り、かつ場合により容易に洗浄できまたは交換できる。
溶融るつぼの所定の領域に粒子状の出発物質を適切に供
給するためにそれぞれの物質組成のためにそれぞれ供給
装置が設けられていることにより、溶融るつぼ内部の出
発物質間の、従って複合材料内の物質間の境界面ののび
を簡単な方法で大きな自由度を有して形成することがで
きる。この場合に、供給装置は、出発物質をそれぞれの
組成に合わせてかつ溶融るつぼの内部に平面的に分配す
ることを可能にするが、溶融中は自体溶融るつぼの外部
にまたは少なくとも溶融物の上側に配置される装置のこ
とである。
る装置が底部に配置された引き出しノズルを有する唯一
の溶融るつぼを有し、かつ粒子状の出発物質を溶融るつ
ぼの所定の領域に適切に供給するために、それぞれの物
質組成のためにそれぞれ供給装置が設けられていること
により解決される。ただ１つの溶融るつぼを有する装置
は特に簡単でありかつ故障が少ない。更に、出発物質の
溶融物のための唯一の出口開口、すなわち引き出しノズ
ルが溶融るつぼ底部に良好に接近可能に配置されてお
り、かつ場合により容易に洗浄できまたは交換できる。
溶融るつぼの所定の領域に粒子状の出発物質を適切に供
給するためにそれぞれの物質組成のためにそれぞれ供給
装置が設けられていることにより、溶融るつぼ内部の出
発物質間の、従って複合材料内の物質間の境界面ののび
を簡単な方法で大きな自由度を有して形成することがで
きる。この場合に、供給装置は、出発物質をそれぞれの
組成に合わせてかつ溶融るつぼの内部に平面的に分配す
ることを可能にするが、溶融中は自体溶融るつぼの外部
にまたは少なくとも溶融物の上側に配置される装置のこ
とである。
【００１６】溶融るつぼ内の均一な堆積および出発物質
の適切な供給のために、少なくとも溶融るつぼに面した
端部に互いに同軸状に配置された導管を有し、その際、
出発物質を管開口または互いに同心円状に配置された管
の間隙を介して溶融るつぼに供給する供給装置が特に有
利であることが示された。
の適切な供給のために、少なくとも溶融るつぼに面した
端部に互いに同軸状に配置された導管を有し、その際、
出発物質を管開口または互いに同心円状に配置された管
の間隙を介して溶融るつぼに供給する供給装置が特に有
利であることが示された。
【００１７】溶融るつぼ内の出発物質の空間的分布を調
整するための特に簡単な可能性は、導管が垂直方向に移
動可能に維持される供給装置の場合に成立する。その
際、導管は有利には溶融るつぼの底部までそして互いに
移動可能である。
整するための特に簡単な可能性は、導管が垂直方向に移
動可能に維持される供給装置の場合に成立する。その
際、導管は有利には溶融るつぼの底部までそして互いに
移動可能である。
【００１８】溶融るつぼに面した管の端部が円錐状に拡
大するかまたは円錐状に先細りして形成され、その際、
円錐ののびの領域で内側の管の最大外径が、隣接しかつ
更に外側に存在する導管の最小内径より大きいことによ
り、導管を互いに垂直に移動することにより、管の間隙
開口を、従って種々の出発物質の供給量を簡単な方法で
変動することが可能である。
大するかまたは円錐状に先細りして形成され、その際、
円錐ののびの領域で内側の管の最大外径が、隣接しかつ
更に外側に存在する導管の最小内径より大きいことによ
り、導管を互いに垂直に移動することにより、管の間隙
開口を、従って種々の出発物質の供給量を簡単な方法で
変動することが可能である。
【００１９】引き出しノズルが溶融るつぼの底部でリン
グ状の出口開口を有し、その際、出口開口の中心に溶融
るつぼを通過してガス供給管が伸びている装置の構成が
有利である。この場合に、引き出しノズルの円形中央部
分は、特に簡単にはガス供給管の下側の端部により保持
することができるが、該中央部分はまた複数のウェブを
介して引き出しノズルの外側リングと接続されていても
よい。ガラス製の複合材料を製造する装置のこの構成
は、多層の管の形の複合材料の製造に適している。
グ状の出口開口を有し、その際、出口開口の中心に溶融
るつぼを通過してガス供給管が伸びている装置の構成が
有利である。この場合に、引き出しノズルの円形中央部
分は、特に簡単にはガス供給管の下側の端部により保持
することができるが、該中央部分はまた複数のウェブを
介して引き出しノズルの外側リングと接続されていても
よい。ガラス製の複合材料を製造する装置のこの構成
は、多層の管の形の複合材料の製造に適している。
【００２０】有利な装置の構成においては、引き出しノ
ズルが、保護ガスで洗浄されかつ引き出し方向に開放し
た中空室に突入している。該中空室は、第１の冷却工程
中に複合材料のなお熱い表面に、湿ったまたは反応性の
大気が浸入するのを阻止する。
ズルが、保護ガスで洗浄されかつ引き出し方向に開放し
た中空室に突入している。該中空室は、第１の冷却工程
中に複合材料のなお熱い表面に、湿ったまたは反応性の
大気が浸入するのを阻止する。
【００２１】タングステンまたはモリブデンを含有する
溶融るつぼが、特に故障が少なく、簡単に手入れができ
かつ耐摩性であるとして示された。場合により溶融るつ
ぼ壁を反応性ガスが浸入する前に保護することが必要で
ある。それに関しては、溶融るつぼを密閉可能に形成す
ることが有利である。熱い溶融るつぼ物質と反応する湿
り気またはガスの浸入はそれにより回避される。更に、
必要な場合は溶融るつぼ内の過圧を維持することができ
る。
溶融るつぼが、特に故障が少なく、簡単に手入れができ
かつ耐摩性であるとして示された。場合により溶融るつ
ぼ壁を反応性ガスが浸入する前に保護することが必要で
ある。それに関しては、溶融るつぼを密閉可能に形成す
ることが有利である。熱い溶融るつぼ物質と反応する湿
り気またはガスの浸入はそれにより回避される。更に、
必要な場合は溶融るつぼ内の過圧を維持することができ
る。
【００２２】
【実施例】本発明を以下の図面により詳細に説明する。
【００２３】図１に示された装置は、溶融るつぼ１を有
し、該るつぼの底部２に引き出しノズル３が設けられて
いる。引き出しノズル３内にリング状の出口開口４が設
けられている。加熱可能のリング状炉５の内部にある溶
融るつぼ１の上側に、粒子状物質のための供給装置６が
配置されている。供給装置６は、ほぼ３つの内側に互い
に同軸に配置され、垂直方向に互いに移動可能な導管
７，８，９を有し、該導管の溶融るつぼ１に面した端部
は円錐状に拡大するかまたは円錐状に先細りし、その
際、それぞれ円錐の端部領域でそれぞれ内側の導管７，
８の最大外径は、隣接しかつ更に外側にある導管８，９
の最小内径より大きい。導管７，８，９は、溶融るつぼ
１に供給すべき粒子状の出発物質１４，１５の供給装置
として利用する。最も内側の導管７の内部に保護ガスの
ための供給導管１０が伸びており、該供給導管は溶融る
つぼ１を通りかつ引き出しノズル３を通り中空室１１に
まで伸びており、該中空室にまた引き出しノズルが突入
している。中空室１１は引き出しノズル３と反対側に開
口１２を有し、該開口を通り複合材料１３が引き出し装
置１６を使用して引き出される。その際、引き出された
複合材料１３は案内装置１７および厚さ測定装置１８を
通過する。溶融るつぼ１はタングステンからなり、かつ
供給装置６の導管７，８，９が真空密に通過するカバー
プレート２３で圧力密に密閉可能である。加熱素子１９
は外側を断熱層２０により閉鎖されている。
し、該るつぼの底部２に引き出しノズル３が設けられて
いる。引き出しノズル３内にリング状の出口開口４が設
けられている。加熱可能のリング状炉５の内部にある溶
融るつぼ１の上側に、粒子状物質のための供給装置６が
配置されている。供給装置６は、ほぼ３つの内側に互い
に同軸に配置され、垂直方向に互いに移動可能な導管
７，８，９を有し、該導管の溶融るつぼ１に面した端部
は円錐状に拡大するかまたは円錐状に先細りし、その
際、それぞれ円錐の端部領域でそれぞれ内側の導管７，
８の最大外径は、隣接しかつ更に外側にある導管８，９
の最小内径より大きい。導管７，８，９は、溶融るつぼ
１に供給すべき粒子状の出発物質１４，１５の供給装置
として利用する。最も内側の導管７の内部に保護ガスの
ための供給導管１０が伸びており、該供給導管は溶融る
つぼ１を通りかつ引き出しノズル３を通り中空室１１に
まで伸びており、該中空室にまた引き出しノズルが突入
している。中空室１１は引き出しノズル３と反対側に開
口１２を有し、該開口を通り複合材料１３が引き出し装
置１６を使用して引き出される。その際、引き出された
複合材料１３は案内装置１７および厚さ測定装置１８を
通過する。溶融るつぼ１はタングステンからなり、かつ
供給装置６の導管７，８，９が真空密に通過するカバー
プレート２３で圧力密に密閉可能である。加熱素子１９
は外側を断熱層２０により閉鎖されている。
【００２４】以下で、本発明によるガラス製の複合材料
を製造する方法は、図１に示された装置を使用して典型
的に説明される。導管８，９を介して溶融るつぼ１に２
つの物質組成の異なる出発物質１４，１５を供給する。
出発物質１４，１５は、粒度分布１００μｍ〜３００μ
ｍの粒子状石英ガラスである。導管９を介して溶融るつ
ぼ１に天然の石英ガラスからなる出発物質１５を、導管
８を介して高純度の合成の石英ガラスからなる出発物質
１４を供給する。導管７，８，９を使用して石英ガラス
−出発物質１４，１５を溶融るつぼ１の所定の領域に供
給する。この場合に、溶融るつぼ１内に連続的に前駆体
２１を堆積し、その際、矢印２２で特徴づけられる引き
出し方向にほぼ平行に伸びる境界面３６に、一方の組成
の石英ガラス粒子１４を他方の組成の石英ガラス粒子１
５に隣接して存在させる。前駆体２１を、供給装置６の
下側に伸びる溶融フロント３５を形成しながら溶融るつ
ぼ１内で加熱し、その際、リング状炉５の温度は１８０
０〜２３００℃である。それにより前駆体２１の粘度は
溶融るつぼ１の下側部分で、前駆体２１を引き出しノズ
ル３に供給し、かつ引き出しノズルにより２ｍ／ｈ〜３
ｍ／ｈの引き出し速度で、引き出し方向２２に外径１５
０ｍｍおよび壁厚２０ｍｍを有するリング状複合材料２
１として引き出すようにして低下する。
を製造する方法は、図１に示された装置を使用して典型
的に説明される。導管８，９を介して溶融るつぼ１に２
つの物質組成の異なる出発物質１４，１５を供給する。
出発物質１４，１５は、粒度分布１００μｍ〜３００μ
ｍの粒子状石英ガラスである。導管９を介して溶融るつ
ぼ１に天然の石英ガラスからなる出発物質１５を、導管
８を介して高純度の合成の石英ガラスからなる出発物質
１４を供給する。導管７，８，９を使用して石英ガラス
−出発物質１４，１５を溶融るつぼ１の所定の領域に供
給する。この場合に、溶融るつぼ１内に連続的に前駆体
２１を堆積し、その際、矢印２２で特徴づけられる引き
出し方向にほぼ平行に伸びる境界面３６に、一方の組成
の石英ガラス粒子１４を他方の組成の石英ガラス粒子１
５に隣接して存在させる。前駆体２１を、供給装置６の
下側に伸びる溶融フロント３５を形成しながら溶融るつ
ぼ１内で加熱し、その際、リング状炉５の温度は１８０
０〜２３００℃である。それにより前駆体２１の粘度は
溶融るつぼ１の下側部分で、前駆体２１を引き出しノズ
ル３に供給し、かつ引き出しノズルにより２ｍ／ｈ〜３
ｍ／ｈの引き出し速度で、引き出し方向２２に外径１５
０ｍｍおよび壁厚２０ｍｍを有するリング状複合材料２
１として引き出すようにして低下する。
【００２５】複合材料１３の層の厚さ割合は溶融るつぼ
１に供給される出発物質１４，１５の量割合に依存す
る。この量割合は導管７，８，９の垂直方向の移動によ
りおよびそれにより引き起こされるそれぞれの導管７，
８，９間の間隙開口２４，２５の変化により０〜１００
％の値に調整可能である。たとえば、製造工程の開始時
に、空の溶融るつぼ１において、最も内側の導管７を導
管８の円錐状に先細りした内側表面にまで下げ、それに
より導管７，８間の間隙２４を閉鎖し、かつ導管８から
溶融るつぼ１への石英ガラス粒子１４の供給を阻止す
る。同時に中間の導管８を上げることにより、導管８の
外側の面と内側に先細りした導管９の内側横断面の間の
間隙２５を大きくすることができる。それにより、導管
８の内側の面と導管７の外側の面の間の間隙２４を開放
する前に、溶融るつぼ１にまずより廉価な石英ガラス質
を供給し、かつ溶融るつぼを相当する石英ガラス粒子１
５で充填する。この第１の粒子充填物は予備段階で引き
出し、その間に溶融るつぼ１内で熱平衡を生じる。しか
しながら、導管７，８，９を複合材料１３の製造工程の
開始時に溶融るつぼ１の底部２にまで下げ、かつ前駆体
２１を形成しながら、間隙２４，２５により石英ガラス
粒子１４，１５を連続的に供給することにより前駆体２
１を所望の高さまでだんだんと上昇することも可能であ
る。
１に供給される出発物質１４，１５の量割合に依存す
る。この量割合は導管７，８，９の垂直方向の移動によ
りおよびそれにより引き起こされるそれぞれの導管７，
８，９間の間隙開口２４，２５の変化により０〜１００
％の値に調整可能である。たとえば、製造工程の開始時
に、空の溶融るつぼ１において、最も内側の導管７を導
管８の円錐状に先細りした内側表面にまで下げ、それに
より導管７，８間の間隙２４を閉鎖し、かつ導管８から
溶融るつぼ１への石英ガラス粒子１４の供給を阻止す
る。同時に中間の導管８を上げることにより、導管８の
外側の面と内側に先細りした導管９の内側横断面の間の
間隙２５を大きくすることができる。それにより、導管
８の内側の面と導管７の外側の面の間の間隙２４を開放
する前に、溶融るつぼ１にまずより廉価な石英ガラス質
を供給し、かつ溶融るつぼを相当する石英ガラス粒子１
５で充填する。この第１の粒子充填物は予備段階で引き
出し、その間に溶融るつぼ１内で熱平衡を生じる。しか
しながら、導管７，８，９を複合材料１３の製造工程の
開始時に溶融るつぼ１の底部２にまで下げ、かつ前駆体
２１を形成しながら、間隙２４，２５により石英ガラス
粒子１４，１５を連続的に供給することにより前駆体２
１を所望の高さまでだんだんと上昇することも可能であ
る。
【００２６】前記方法を使用して、たとえば、半導体製
品のための拡散管として使用される、高純度の合成の石
英ガラス内側層と天然の粗製物からなる石英ガラス外側
層を有する複合管を製造することが可能である。もう１
つの使用例は、相当するガラス組成を使用して、ランプ
の被覆管のための、ドープした外側層とドープしない内
側層を有する石英ガラス製の複合管を製造することであ
る。
品のための拡散管として使用される、高純度の合成の石
英ガラス内側層と天然の粗製物からなる石英ガラス外側
層を有する複合管を製造することが可能である。もう１
つの使用例は、相当するガラス組成を使用して、ランプ
の被覆管のための、ドープした外側層とドープしない内
側層を有する石英ガラス製の複合管を製造することであ
る。
【００２７】図２に示される本発明による装置の実施例
においては、溶融るつぼ１の底部に配置された引き出し
ノズル２６は円形開口２７を有する。直径１００ｍｍを
有する円形開口２７から、引き出し装置１６を使用して
棒状の複合材料２８を引き出す。供給装置６はこの実施
例においては、２つの互いに同軸状に配置され、かつ互
いに垂直に移動可能な導管２９，３０を有し、該導管の
下側の、溶融るつぼ１に面した端部がそれぞれ円錐状に
拡大している。内側管２９の最大外径は、外側管３０の
内径より大きく選択されており、従って２つの導管２
９，３０の間隙３１は内側導管２９を上にあげることに
より移動可能である。導管２９，３０の間隙３１を介し
て溶融るつぼ１に純粋な合成の粒子状の石英ガラス３２
を、および導管２９を介して粒子状のゲルマニウムをド
ープした石英ガラス３３を供給し、かつ溶融るつぼ１内
に前駆体３４に堆積する。その際、粒子状の石英ガラス
−出発物質３２，３３は、溶融るつぼ１に保護ガス下で
および約５００℃の温度で予熱されて供給される。予熱
により石英ガラス粒子３２，３３に付着する水を、出発
物質３２，３３を溶融るつぼ１に導入する前に除去す
る。カバープレート２３で圧力密に閉鎖された溶融るつ
ぼ１内に、保護ガス下で出発物質３２，３３を導入する
ことによりおよび保護ガスを拡張することにより過圧を
維持する。前駆体３４は引き出しノズル２６の領域で約
２２００℃の温度に加熱される。
においては、溶融るつぼ１の底部に配置された引き出し
ノズル２６は円形開口２７を有する。直径１００ｍｍを
有する円形開口２７から、引き出し装置１６を使用して
棒状の複合材料２８を引き出す。供給装置６はこの実施
例においては、２つの互いに同軸状に配置され、かつ互
いに垂直に移動可能な導管２９，３０を有し、該導管の
下側の、溶融るつぼ１に面した端部がそれぞれ円錐状に
拡大している。内側管２９の最大外径は、外側管３０の
内径より大きく選択されており、従って２つの導管２
９，３０の間隙３１は内側導管２９を上にあげることに
より移動可能である。導管２９，３０の間隙３１を介し
て溶融るつぼ１に純粋な合成の粒子状の石英ガラス３２
を、および導管２９を介して粒子状のゲルマニウムをド
ープした石英ガラス３３を供給し、かつ溶融るつぼ１内
に前駆体３４に堆積する。その際、粒子状の石英ガラス
−出発物質３２，３３は、溶融るつぼ１に保護ガス下で
および約５００℃の温度で予熱されて供給される。予熱
により石英ガラス粒子３２，３３に付着する水を、出発
物質３２，３３を溶融るつぼ１に導入する前に除去す
る。カバープレート２３で圧力密に閉鎖された溶融るつ
ぼ１内に、保護ガス下で出発物質３２，３３を導入する
ことによりおよび保護ガスを拡張することにより過圧を
維持する。前駆体３４は引き出しノズル２６の領域で約
２２００℃の温度に加熱される。
【００２８】図１および図２においては、互いに相当す
る部材が同じ参照番号で示されている。従って、図２に
おいて詳細に説明されない装置部分は、図１の相当する
参照番号および説明を充当することができる。図２に示
される装置を使用して、たとえば、光通信工学のための
光導波体を製造可能である予備成形体を引き出すことが
できる。
る部材が同じ参照番号で示されている。従って、図２に
おいて詳細に説明されない装置部分は、図１の相当する
参照番号および説明を充当することができる。図２に示
される装置を使用して、たとえば、光通信工学のための
光導波体を製造可能である予備成形体を引き出すことが
できる。
【図１】本発明による管状複合材料を製造する装置の断
面図である。
面図である。
【図２】本発明による棒状複合材料を製造する装置の断
面図である。
面図である。
１ 溶融るつぼ、 ３，２６ 引き出しノズル、 ６
供給装置、 ７，８，９ 導管、 １１ 中空室、 １
４，１５ 出発物質、 ２１，３４ 前駆体、 ２２
引き出し方向、 ３６ 境界面
供給装置、 ７，８，９ 導管、 １１ 中空室、 １
４，１５ 出発物質、 ２１，３４ 前駆体、 ２２
引き出し方向、 ３６ 境界面
Claims (19)
- 【請求項１】 少なくとも２つの物質組成の異なる出発
物質を溶融し、該出発物質を外側の溶融るつぼの底部に
配置された引き出しノズルに供給し、かつ引き出し方向
に対して水平に積層された複合材料を形成しながら、溶
融物を引き出しノズルから連続的にかつ垂直に引き出す
ことによりガラス製の細長い複合材料を製造する方法に
おいて、唯一の溶融るつぼ（１）に粒子の形の出発物質
（１４，１５）を連続的に供給し、かつ溶融るつぼに前
駆体（２１，３４）を堆積し、その際、引き出し方向
（２２）に対してほぼ平行に伸びる境界面（３６）に、
一方の組成の出発物質（１４）が他方の組成の出発物質
（１５）に隣接して存在し、かつ前駆体を引き出しノズ
ル（３．２６）により引き出すことを特徴とする、ガラ
ス製の複合材料を製造する方法。 - 【請求項２】 出発物質（１４，１５）として石英ガラ
スまたは高珪酸含有ガラスを選択する、請求項１記載の
方法。 - 【請求項３】 出発物質（１４，１５）を溶融るつぼ
（１）に、互いに同心円状に配置された出口開口（２
４，２５）を介して供給する、請求項１または２記載の
方法。 - 【請求項４】 出発物質（１４，１５）をリング状に形
成された引き出しノズル（３）を介して二重壁の管（１
３）に引き出す、請求項１から３までのいずれか１項記
載の方法。 - 【請求項５】 管内部にガスを導入する、請求項４記載
の方法。 - 【請求項６】 ２０μｍ〜２ｍｍの粒度を有する出発物
質（１４，１５）を使用する、請求項１から５までのい
ずれか１項記載の方法。 - 【請求項７】 １００μｍ〜３００μｍの粒度を選択す
る、請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 溶融るつぼ（１）の高さにわたって、複
合材料（１３，２８）の引き出し方向（２２）で見て上
昇する温度を有する温度勾配を維持する、請求項１から
７までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項９】 出発物質（１４，１５）を溶融るつぼ
（１）で予熱しおよび／または保護ガス下で供給する、
請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。 - 【請求項１０】 溶融るつぼ（１）内の出発物質（１
４，１５）に過圧をかける、請求項１から９までのいず
れか１項記載の方法。 - 【請求項１１】 底部に引き出しノズルを有する溶融る
つぼと、溶融るつぼに少なくとも２つの物質組成の異な
る出発物質を供給するための供給装置とを有する、ガラ
ス製の細長い複合材料を製造する装置において、該装置
が底部に配置された引き出しノズル（３，２６）を有す
る唯一の溶融るつぼ（１）を有し、かつ粒子状の出発物
質（１４，１５）を溶融るつぼ（１）の所定の範囲に適
切に供給するために、それぞれの物質組成のために、そ
れぞれ供給装置（６）が設けられていることを特徴とす
る、ガラス製の複合材料を製造する装置。 - 【請求項１２】 供給装置（６）が導管（７，８，９）
を有し、該導管が少なくともその溶融るつぼ（１）に面
した端部領域で互いに同軸状に配置されている、請求項
１１記載の装置。 - 【請求項１３】 導管（７，８，９）が垂直方向に移動
可能に保持されている、請求項１２記載の装置。 - 【請求項１４】 溶融るつぼ（１）に面した管の端部が
円錐状に拡大するかまたは円錐状に先細りして形成され
ており、その際、内側の管（７，８）の最大外径が隣接
しかつ更に外側に存在する管（８，９）の最小内径より
大きい、請求項１２または１３記載の装置。 - 【請求項１５】 引き出しノズル（３）がリング状の出
口開口を有して形成されている、請求項１１から１４ま
でのいずれか１項記載の装置。 - 【請求項１６】 溶融るつぼ（１）の外部から引き出し
ノズル（３）を通り出口開口に対して同心円状にガス供
給管（１０）が伸びている、請求項１５記載の装置。 - 【請求項１７】 引き出しノズル（３）がガス洗浄され
かつ引き出し方向（２２）に開放した中空室（１１）に
突入している、請求項１１から１６までのいずれか１項
記載の装置。 - 【請求項１８】 溶融るつぼ（１）がタングステンまた
はモリブデンからなる、請求項１１から１７までのいず
れか１項記載の装置。 - 【請求項１９】 溶融るつぼ（１）が密閉可能に形成さ
れている、請求項１１から１８までのいずれか１項記載
の装置。
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