JPH0859263A - 石英ガラス板を製造する方法および装置 - Google Patents
石英ガラス板を製造する方法および装置Info
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- JPH0859263A JPH0859263A JP7126708A JP12670895A JPH0859263A JP H0859263 A JPH0859263 A JP H0859263A JP 7126708 A JP7126708 A JP 7126708A JP 12670895 A JP12670895 A JP 12670895A JP H0859263 A JPH0859263 A JP H0859263A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光学的に高品質の石英ガラス板を安価に製造
する方法および装置を提供する。 【構成】 石英ガラススート層を、石英ガラススートよ
りも小さい焼結活性を示すシリカ粒子からなる基材の上
に堆積させ、加熱帯域内で焼結させて石英ガラス板を形
成させる。製造装置は、シリカ粒子の運搬に適した運搬
装置；該運搬装置上のシリカ粒子を層状に堆積させるた
めの給送装置；石英ガラススートからなる層をシリカ粒
子層の上に生成させるための吹付け装置；及び石英ガラ
ススート層の加熱のための加熱装置からなる。
する方法および装置を提供する。 【構成】 石英ガラススート層を、石英ガラススートよ
りも小さい焼結活性を示すシリカ粒子からなる基材の上
に堆積させ、加熱帯域内で焼結させて石英ガラス板を形
成させる。製造装置は、シリカ粒子の運搬に適した運搬
装置；該運搬装置上のシリカ粒子を層状に堆積させるた
めの給送装置；石英ガラススートからなる層をシリカ粒
子層の上に生成させるための吹付け装置；及び石英ガラ
ススート層の加熱のための加熱装置からなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は石英ガラス板を製造する
方法および装置に関する。
方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】石英ガラスのブロックから、鋸を用いて
板状に切り出すことからなる、高エネルギー消費および
高コストにて、板材料を製造することは既知である。切
断面の後処理後、そのようにして製造された板は表面品
質と平坦さに関しては高い要求度を満足する。しかし、
切り出しに適した切断工具は非常に高価である。ブロッ
クの製造と切り出し自体が、多くの時間を要し、そして
材料損失を伴う。材料損失は切り出す板が薄くなればな
るほど多くなる。
板状に切り出すことからなる、高エネルギー消費および
高コストにて、板材料を製造することは既知である。切
断面の後処理後、そのようにして製造された板は表面品
質と平坦さに関しては高い要求度を満足する。しかし、
切り出しに適した切断工具は非常に高価である。ブロッ
クの製造と切り出し自体が、多くの時間を要し、そして
材料損失を伴う。材料損失は切り出す板が薄くなればな
るほど多くなる。
【０００３】イギリス特許第１８４４３４号明細書か
ら、石英ガラス管を長手方向に切り開き、次に軟化さ
せ、これによって一枚の板に形成する、石英ガラス板の
製造方法が既知である。しかし、そのように製造した板
は平坦ではない。小さな起伏が加工後も残ったままにな
る。
ら、石英ガラス管を長手方向に切り開き、次に軟化さ
せ、これによって一枚の板に形成する、石英ガラス板の
製造方法が既知である。しかし、そのように製造した板
は平坦ではない。小さな起伏が加工後も残ったままにな
る。
【０００４】石英ガラス板を製造するための他の方法、
およびその方法を実施するための装置は、ドイツ特許公
開第３２２６４５１号公報によって既知である。この方
法では、円柱状石英ガラスが炉内で１７００℃から１９
００℃の温度に加熱されて溶融され、黒鉛坩堝へ流れ
る。溶融石英ガラスは冷却され、板として黒鉛坩堝から
取り出される。このようにして製造された板は、高い光
学的均質性の点で傑出している。しかし、その製造工程
は多くの時間を必要とし、且つエネルギー消費量も多
い。
およびその方法を実施するための装置は、ドイツ特許公
開第３２２６４５１号公報によって既知である。この方
法では、円柱状石英ガラスが炉内で１７００℃から１９
００℃の温度に加熱されて溶融され、黒鉛坩堝へ流れ
る。溶融石英ガラスは冷却され、板として黒鉛坩堝から
取り出される。このようにして製造された板は、高い光
学的均質性の点で傑出している。しかし、その製造工程
は多くの時間を必要とし、且つエネルギー消費量も多
い。
【０００５】前記方法はすべて予備成型体を必要とし、
次にこのものから費用をかけて板を形成しなければなら
ない。ドイツ特許第１５３５０３号明細書から、例えば
石英ガラス板のような形状のものを製造する方法が既知
である。この方法では、石英砂を、例えばシリカからな
る基材の上に撒き、次にアーク放電によって溶融させ
る。これによって、石英ガラス砂の凝集領域が板状形態
となるが、非常に劣った光学的品質しか示さない。
次にこのものから費用をかけて板を形成しなければなら
ない。ドイツ特許第１５３５０３号明細書から、例えば
石英ガラス板のような形状のものを製造する方法が既知
である。この方法では、石英砂を、例えばシリカからな
る基材の上に撒き、次にアーク放電によって溶融させ
る。これによって、石英ガラス砂の凝集領域が板状形態
となるが、非常に劣った光学的品質しか示さない。
【０００６】さらに、アメリカ特許第４，３６３，６４
７号明細書から、例えば予め焼結され、ガラス化された
シリカまたは高純度石英ガラスからなる支持体上で、石
英ガラススートの平らな層を複数の加水分解バーナーを
用いて連続的に沈着させ、次に石英ガラス板を形成させ
ながらリボンフレームバーナーを用いてガラス化する方
法及び装置が既知である。スート層はその厚さ全体にわ
たってガラス化することができる。この場合、スート層
は支持体で汚染される。このため、既知の方法により、
ＴｉＯ2含有押圧層をガラス板上で形成させることを可
能にしている。支持体は機械的にも取り除くことができ
るが、費用がかかり、また特に薄いガラス層では大きな
問題が生ずる。スート層が支持体で汚染されてはならな
い場合、融解の先端が支持体に達する前に、熱供給を止
めなければならない。しかし、融解の先端は平坦ではな
い。その前進はスート層の局部の厚さと局部の熱容量と
に関係する。スート層が完全に融解してしまう前に熱供
給が止まると、そのためガラス化されていないスート領
域が必然的に生じ、それに伴い支持体から容易に離れる
が、平らでないガラス板が生成する。
７号明細書から、例えば予め焼結され、ガラス化された
シリカまたは高純度石英ガラスからなる支持体上で、石
英ガラススートの平らな層を複数の加水分解バーナーを
用いて連続的に沈着させ、次に石英ガラス板を形成させ
ながらリボンフレームバーナーを用いてガラス化する方
法及び装置が既知である。スート層はその厚さ全体にわ
たってガラス化することができる。この場合、スート層
は支持体で汚染される。このため、既知の方法により、
ＴｉＯ2含有押圧層をガラス板上で形成させることを可
能にしている。支持体は機械的にも取り除くことができ
るが、費用がかかり、また特に薄いガラス層では大きな
問題が生ずる。スート層が支持体で汚染されてはならな
い場合、融解の先端が支持体に達する前に、熱供給を止
めなければならない。しかし、融解の先端は平坦ではな
い。その前進はスート層の局部の厚さと局部の熱容量と
に関係する。スート層が完全に融解してしまう前に熱供
給が止まると、そのためガラス化されていないスート領
域が必然的に生じ、それに伴い支持体から容易に離れる
が、平らでないガラス板が生成する。
【０００７】特開平４−５５３３１号公報の要約（Ｃ−
９４８、１９９２年６月８日、第１６巻／Ｎｏ．２４
９）から、ＳｉＯ2ガラス板のバッチ法による製造が既
知である。この場合、粒子状の石英ガラスは多孔性のＳ
ｉＯ2物質からなる分離層によって相互に分離され、相
互に積み重ねられ、そして焼結される。分離層によっ
て、石英ガラス層の融合が避けられ、粒子状の石英ガラ
ス層からのガス抜きが容易になる。しかし、下部の石英
ガラス粒子層は、その上方にある層の重さによって圧縮
され、これによって焼結が速くなる。このため、下部の
分離層はその間にある石英ガラス粒子と共に同質のブロ
ックに焼結され、一方上部層はまだ焼結し切らないとい
う惧れが生ずる。
９４８、１９９２年６月８日、第１６巻／Ｎｏ．２４
９）から、ＳｉＯ2ガラス板のバッチ法による製造が既
知である。この場合、粒子状の石英ガラスは多孔性のＳ
ｉＯ2物質からなる分離層によって相互に分離され、相
互に積み重ねられ、そして焼結される。分離層によっ
て、石英ガラス層の融合が避けられ、粒子状の石英ガラ
ス層からのガス抜きが容易になる。しかし、下部の石英
ガラス粒子層は、その上方にある層の重さによって圧縮
され、これによって焼結が速くなる。このため、下部の
分離層はその間にある石英ガラス粒子と共に同質のブロ
ックに焼結され、一方上部層はまだ焼結し切らないとい
う惧れが生ずる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、光学
的に高品質の石英ガラス板を安価に製造することができ
る方法を提供し、ならびにその石英ガラス板を製造する
ための装置を提供することである。
的に高品質の石英ガラス板を安価に製造することができ
る方法を提供し、ならびにその石英ガラス板を製造する
ための装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によって、方法に
関する前記課題は、石英ガラス板または高ケイ酸含有ガ
ラス板の製造のために、石英ガラススートからなる層を
石英ガラススートよりも小さい焼結活性を示すシリカ粒
子からなる基材の上に堆積し、加熱帯域内で前記層を焼
結させて石英ガラス体を形成させることにより解決され
る。
関する前記課題は、石英ガラス板または高ケイ酸含有ガ
ラス板の製造のために、石英ガラススートからなる層を
石英ガラススートよりも小さい焼結活性を示すシリカ粒
子からなる基材の上に堆積し、加熱帯域内で前記層を焼
結させて石英ガラス体を形成させることにより解決され
る。
【００１０】石英ガラススート層の連続的堆積およびこ
の層を加熱帯域内に連続的に導入することにより、石英
ガラス板製造のために経済的な、連続的方法が可能とな
る。この場合、シリカ粒子を石英ガラススートの基材と
して使用することが、焼結時の非晶質のスートの優れた
断熱を保証し、焼結石英ガラス帯の基材上における付着
を防止する。同時に、基材からの汚染の拡散が妨げられ
る。
の層を加熱帯域内に連続的に導入することにより、石英
ガラス板製造のために経済的な、連続的方法が可能とな
る。この場合、シリカ粒子を石英ガラススートの基材と
して使用することが、焼結時の非晶質のスートの優れた
断熱を保証し、焼結石英ガラス帯の基材上における付着
を防止する。同時に、基材からの汚染の拡散が妨げられ
る。
【００１１】基材として使用されるシリカ粒子として
は、非晶質シリカに属する天然および合成石英ガラス粒
子、結晶質シリカ粒子を挙げることができる。シリカ粒
子が石英ガラススートと比較すると小さな焼結活性を示
すことにより、石英ガラススート層の焼結が可能にな
り、この焼結は石英ガラススートのみに行われ、基材に
対しては全く、あるいは僅かな範囲でしか行われない。
焼結活性の差は、石英ガラススートとシリカ粒子が同一
の化学組成の場合、例えば異なった粒度によって、ある
いは、結晶質であるか非晶質であるかによって、または
粒子内における結晶相の割合が異なることによって生ず
る。
は、非晶質シリカに属する天然および合成石英ガラス粒
子、結晶質シリカ粒子を挙げることができる。シリカ粒
子が石英ガラススートと比較すると小さな焼結活性を示
すことにより、石英ガラススート層の焼結が可能にな
り、この焼結は石英ガラススートのみに行われ、基材に
対しては全く、あるいは僅かな範囲でしか行われない。
焼結活性の差は、石英ガラススートとシリカ粒子が同一
の化学組成の場合、例えば異なった粒度によって、ある
いは、結晶質であるか非晶質であるかによって、または
粒子内における結晶相の割合が異なることによって生ず
る。
【００１２】本発明による方法は、合成石英ガラス板ま
たは高ケイ酸含有ガラス板の連続的製造に特に適してい
る。この場合、合成製造された石英ガラススートからな
る層が、予め焼結した合成石英ガラススートの石英ガラ
ス粒子からなる基材の上に堆積する。小さい平均粒度の
ために、合成的に製造された非晶質の石英ガラススート
は、一般的に非常に高い焼結活性を示す。このような非
晶質の分散した石英ガラススートからなる層は、焼結時
に収縮する。しかし、石英ガラススートのシリカ粒子か
らなる基材への付着は、層の横方向への収縮を防止す
る。これによって、基本的に、焼結時には層の厚さのみ
が小さくなる。
たは高ケイ酸含有ガラス板の連続的製造に特に適してい
る。この場合、合成製造された石英ガラススートからな
る層が、予め焼結した合成石英ガラススートの石英ガラ
ス粒子からなる基材の上に堆積する。小さい平均粒度の
ために、合成的に製造された非晶質の石英ガラススート
は、一般的に非常に高い焼結活性を示す。このような非
晶質の分散した石英ガラススートからなる層は、焼結時
に収縮する。しかし、石英ガラススートのシリカ粒子か
らなる基材への付着は、層の横方向への収縮を防止す
る。これによって、基本的に、焼結時には層の厚さのみ
が小さくなる。
【００１３】合成石英ガラススートに対する比面積を縮
小させ且つ平均粒度を大きくさせながら、合成石英ガラ
ススートを前焼結することによって、シリカ粒子の焼結
活性の低下が有利にもたらされる。この場合、粒度分布
は、３０μｍから３５０μｍの範囲が有利であることが
分かった。シリカ粒子の粒度がより小さいと、非晶質の
石英ガラススートが基材と焼結するおそれが生ずる；平
均粒度がより大きくなると、石英ガラススート層の基材
上の付着が十分でなくなる。この場合、シリカ粒子の層
の厚さは、４０ｍｍと８０ｍｍの間の範囲で有利に設定
される。一方、結晶質シリカ粒子は、その極めて高い融
点（１７００℃以上）を有しており、それ以下では焼結
されないため、これを基材として用いることは有利であ
る。
小させ且つ平均粒度を大きくさせながら、合成石英ガラ
ススートを前焼結することによって、シリカ粒子の焼結
活性の低下が有利にもたらされる。この場合、粒度分布
は、３０μｍから３５０μｍの範囲が有利であることが
分かった。シリカ粒子の粒度がより小さいと、非晶質の
石英ガラススートが基材と焼結するおそれが生ずる；平
均粒度がより大きくなると、石英ガラススート層の基材
上の付着が十分でなくなる。この場合、シリカ粒子の層
の厚さは、４０ｍｍと８０ｍｍの間の範囲で有利に設定
される。一方、結晶質シリカ粒子は、その極めて高い融
点（１７００℃以上）を有しており、それ以下では焼結
されないため、これを基材として用いることは有利であ
る。
【００１４】製造される板の光学的無気泡性と純度に関
しては、石英ガラススートと同一の化学組成を示す石英
ガラス粒子を使用することが有利である。
しては、石英ガラススートと同一の化学組成を示す石英
ガラス粒子を使用することが有利である。
【００１５】特に経済的な方法は、気相反応を用いて前
記層を石英ガラス粒子上に直接沈着させることによって
得られる。この方法は、非晶質のシリカから均一な厚さ
の層を沈着させるために、基材の上方で往復運動される
１個または複数の加水分解バーナーを用いて特に簡単に
行うことが可能である。
記層を石英ガラス粒子上に直接沈着させることによって
得られる。この方法は、非晶質のシリカから均一な厚さ
の層を沈着させるために、基材の上方で往復運動される
１個または複数の加水分解バーナーを用いて特に簡単に
行うことが可能である。
【００１６】この場合、前記層が軽度に焼結されるよう
に、堆積時に石英ガラススートを１０００℃から１２５
０℃の範囲の温度に加熱することが有利であることが分
かった。非晶質のシリカ層はこれによって固化し、より
取り扱いが容易になる。例えば、非晶質のシリカの微粒
子をまき込むことなく、層の堆積時に発生する可能性の
ある排ガスを吸引することができる。加水分解バーナー
を用いた層の堆積時には、焼結は特に簡単にバーナーガ
スの反応熱によって行うことができる。
に、堆積時に石英ガラススートを１０００℃から１２５
０℃の範囲の温度に加熱することが有利であることが分
かった。非晶質のシリカ層はこれによって固化し、より
取り扱いが容易になる。例えば、非晶質のシリカの微粒
子をまき込むことなく、層の堆積時に発生する可能性の
ある排ガスを吸引することができる。加水分解バーナー
を用いた層の堆積時には、焼結は特に簡単にバーナーガ
スの反応熱によって行うことができる。
【００１７】シリカ粒子は連続的に搬送ベルト上に堆積
させることが好ましい。加熱帯域の通過後、シリカ粒子
は搬送ベルトから再び取り出し、基材として新たに使用
することができる。
させることが好ましい。加熱帯域の通過後、シリカ粒子
は搬送ベルトから再び取り出し、基材として新たに使用
することができる。
【００１８】加熱帯域での焼結温度は、特に加熱帯域を
通る層の通過速度およびスート層の厚さによって異な
る。加熱帯域における層の各点の平均滞留時間は約１時
間である。スート層の厚さは、通常１０ｍｍと３０ｍｍ
の間の範囲である。この前提で、１３００℃と１６００
℃の間の範囲の焼結温度が有利であることが実証され
た。
通る層の通過速度およびスート層の厚さによって異な
る。加熱帯域における層の各点の平均滞留時間は約１時
間である。スート層の厚さは、通常１０ｍｍと３０ｍｍ
の間の範囲である。この前提で、１３００℃と１６００
℃の間の範囲の焼結温度が有利であることが実証され
た。
【００１９】加熱帯域の通過後、層はガラス化された石
英ガラス帯として存在し、板状の個別要素として容易に
分割することができる。本発明の方法によって、約１０
ｍｍまでの板の厚さが製造可能である。
英ガラス帯として存在し、板状の個別要素として容易に
分割することができる。本発明の方法によって、約１０
ｍｍまでの板の厚さが製造可能である。
【００２０】装置に関する課題は、本発明に従い、石英
ガラス板または高ケイ酸含有ガラス板を連続的に製造す
るために、シリカ粒子の運搬に適した運搬装置と、該運
搬装置上にシリカ粒子を堆積するための給送装置と、石
英ガラススートからなる層をシリカ粒子上に生成させる
ための吹付け装置と、層の加熱のための加熱装置とを備
えることによって達成される。
ガラス板または高ケイ酸含有ガラス板を連続的に製造す
るために、シリカ粒子の運搬に適した運搬装置と、該運
搬装置上にシリカ粒子を堆積するための給送装置と、石
英ガラススートからなる層をシリカ粒子上に生成させる
ための吹付け装置と、層の加熱のための加熱装置とを備
えることによって達成される。
【００２１】本発明による運搬装置によって、装置の連
続的運転方法が可能となる。搬送ベルトまたは小型ロー
ラー通路を備えた運搬装置が、特に適していることが実
証され、それらベルトまたはローラー通路のいずれかは
耐熱性のプレート要素を具備している。搬送ベルトまた
は小型ローラー通路は、Ａｌ2Ｏ3または黒鉛のような耐
熱性物質から構成されていることが好ましい。プレート
要素もこれらの物質から構成されていることが好まし
い。プレート要素は搬送ベルトを摩耗から保護し、必要
な場合には簡単に交換できる。隣接したプレート要素が
相互に係合し、前記プレート要素間の小さな裂け目は別
として、前記プレート要素が閉鎖した面を形成するよう
にした装置の設計形状が好ましい。この方法によって、
シリカ粒子がプレート要素間に入り込むことなしに、シ
リカ粒子を堆積することができる。
続的運転方法が可能となる。搬送ベルトまたは小型ロー
ラー通路を備えた運搬装置が、特に適していることが実
証され、それらベルトまたはローラー通路のいずれかは
耐熱性のプレート要素を具備している。搬送ベルトまた
は小型ローラー通路は、Ａｌ2Ｏ3または黒鉛のような耐
熱性物質から構成されていることが好ましい。プレート
要素もこれらの物質から構成されていることが好まし
い。プレート要素は搬送ベルトを摩耗から保護し、必要
な場合には簡単に交換できる。隣接したプレート要素が
相互に係合し、前記プレート要素間の小さな裂け目は別
として、前記プレート要素が閉鎖した面を形成するよう
にした装置の設計形状が好ましい。この方法によって、
シリカ粒子がプレート要素間に入り込むことなしに、シ
リカ粒子を堆積することができる。
【００２２】プレート要素の互いに隣接する端部が鈎形
に互いに噛み合う装置によって、特に簡単な連続的方法
が達成される。このように形成されたプレート要素は、
ほとんど閉じた、つながった面を形成しながら、回転す
る搬送ベルト上に順々に設置される。加熱装置から出て
きた後も、プレート要素は個別に順番に下ろし、清掃
し、再び搬送ベルトの装着のために使用することができ
る。
に互いに噛み合う装置によって、特に簡単な連続的方法
が達成される。このように形成されたプレート要素は、
ほとんど閉じた、つながった面を形成しながら、回転す
る搬送ベルト上に順々に設置される。加熱装置から出て
きた後も、プレート要素は個別に順番に下ろし、清掃
し、再び搬送ベルトの装着のために使用することができ
る。
【００２３】装置の連続的運転方法に関して特に有利な
のは、吹付け装置を少なくとも一つの、少なくとも一方
向にシリカ粒子の上方を振動して動く加水分解バーナー
によって形成することである。この加水分解バーナーに
よって、シリカ粒子上に石英ガラススートからなる層を
直接沈着させることができる。特に有効で、コスト的に
有利なのは、複数の加水分解バーナーが、運搬装置の運
動方向に対して、横に一方向に往復して動く、一つまた
は複数のアームに配設された装置である。これによっ
て、シリカ粒子上でスート層を分離しながら、加水分解
バーナーも前記の動きを行う。この場合、１個または複
数のアームが、反応ガスの加水分解バーナーへの供給用
に設けられることが望ましい。
のは、吹付け装置を少なくとも一つの、少なくとも一方
向にシリカ粒子の上方を振動して動く加水分解バーナー
によって形成することである。この加水分解バーナーに
よって、シリカ粒子上に石英ガラススートからなる層を
直接沈着させることができる。特に有効で、コスト的に
有利なのは、複数の加水分解バーナーが、運搬装置の運
動方向に対して、横に一方向に往復して動く、一つまた
は複数のアームに配設された装置である。これによっ
て、シリカ粒子上でスート層を分離しながら、加水分解
バーナーも前記の動きを行う。この場合、１個または複
数のアームが、反応ガスの加水分解バーナーへの供給用
に設けられることが望ましい。
【００２４】装置としては、スート層の全体幅上方に延
在した、下方に開いた焼結チャンバーの形状で加熱装置
が形成され、そして電気的抵抗加熱器を具備している装
置が好ましい。これによって、層の全体幅にわたって層
の均質なガラス化が達成される。さらに、この焼結チャ
ンバーによって、スート層の各点が焼結チャンバーを通
過する時間中、ほぼ同じ温度に留まることが確実とな
る。点状の加熱と比較すると焼結チャンバー内の加熱時
間がより長くなるため、この温度をより低くすることが
できる。これによって、均質なガラス化が達成される。
在した、下方に開いた焼結チャンバーの形状で加熱装置
が形成され、そして電気的抵抗加熱器を具備している装
置が好ましい。これによって、層の全体幅にわたって層
の均質なガラス化が達成される。さらに、この焼結チャ
ンバーによって、スート層の各点が焼結チャンバーを通
過する時間中、ほぼ同じ温度に留まることが確実とな
る。点状の加熱と比較すると焼結チャンバー内の加熱時
間がより長くなるため、この温度をより低くすることが
できる。これによって、均質なガラス化が達成される。
【００２５】
【実施例】本発明による方法ならびに本発明による装置
の実施例を図面に基づいて以下に詳細に説明する。
の実施例を図面に基づいて以下に詳細に説明する。
【００２６】図１に示した装置では、１はチェーンのよ
うなＡｌ2Ｏ3からなる搬送ベルトである。搬送ベルト
は、Ａｌ2Ｏ3からなる耐熱性プレート要素２を具備し、
その要素の鈎形端部３は互いに噛み合っている。この場
合、プレート要素２は頭部側４によって互いに隣接し、
小さな裂け目は別として、閉じた支持面５を形成する。
うなＡｌ2Ｏ3からなる搬送ベルトである。搬送ベルト
は、Ａｌ2Ｏ3からなる耐熱性プレート要素２を具備し、
その要素の鈎形端部３は互いに噛み合っている。この場
合、プレート要素２は頭部側４によって互いに隣接し、
小さな裂け目は別として、閉じた支持面５を形成する。
【００２７】供給ホッパー６が支持面５の上方に口を開
け、これによって熱分解法シリカからなる石英ガラス粒
子８の密な粒子層７が支持面５の上に堆積される。スク
レーパー９は、粒子層７の均一な層の厚さと平坦さを形
成する。
け、これによって熱分解法シリカからなる石英ガラス粒
子８の密な粒子層７が支持面５の上に堆積される。スク
レーパー９は、粒子層７の均一な層の厚さと平坦さを形
成する。
【００２８】搬送ベルト１は、駆動装置１０によって、
方向矢印１１が示す方向に動く。これによって、粒子層
７は吹付けチャンバー１２に到達する。該チャンバー１
２には、搬送方向１１に対して横に配列した複数のアー
ム１３が設置され、アームにはそれぞれ複数の加水分解
バーナー１４が装備されている。アーム１３は空洞であ
り、これによってＳｉＣｌ4の蒸気、Ｈ2およびＯ2のよ
うなバーナーガス１６用の供給管１５の接続管として使
用される。図２から明らかなように、アーム１３は両側
で適切な軸受け１７を備えている。プランジャー駆動装
置１８によって、アーム１３は、運動方向矢印１９が示
すように、搬送方向１１に対して横に振動運動される。
加水分解バーナー１４によって、粒子層７の上で、非晶
質のシリカからなる層２０が沈着される。
方向矢印１１が示す方向に動く。これによって、粒子層
７は吹付けチャンバー１２に到達する。該チャンバー１
２には、搬送方向１１に対して横に配列した複数のアー
ム１３が設置され、アームにはそれぞれ複数の加水分解
バーナー１４が装備されている。アーム１３は空洞であ
り、これによってＳｉＣｌ4の蒸気、Ｈ2およびＯ2のよ
うなバーナーガス１６用の供給管１５の接続管として使
用される。図２から明らかなように、アーム１３は両側
で適切な軸受け１７を備えている。プランジャー駆動装
置１８によって、アーム１３は、運動方向矢印１９が示
すように、搬送方向１１に対して横に振動運動される。
加水分解バーナー１４によって、粒子層７の上で、非晶
質のシリカからなる層２０が沈着される。
【００２９】加水分解バーナー１４に向かって煙突２１
が配設され、これを通してシリカ層２０の沈着時に発生
する排ガスならびに余った非晶質のシリカが、図示して
いない清浄装置に導かれる。
が配設され、これを通してシリカ層２０の沈着時に発生
する排ガスならびに余った非晶質のシリカが、図示して
いない清浄装置に導かれる。
【００３０】搬送方向１１から見て下方方向に開いた焼
結チャンバー２２が煙突２１に続き、このチャンバーは
電気的抵抗加熱器２３を備え、そして耐熱性材料からな
る壁２４によって内張りされている。焼結チャンバー２
２によって、シリカ層２０の均一な加熱が全体の幅にわ
たって保証され、また焼結チャンバーを通過する際、ケ
イ酸層２０の各点に対して一定の焼結温度が保証され
る。焼結チャンバー２２の通過後、非晶質のシリカ層２
０から生ずる石英ガラス帯は、支持ローラー上で切断装
置（図示せず）に供給される。
結チャンバー２２が煙突２１に続き、このチャンバーは
電気的抵抗加熱器２３を備え、そして耐熱性材料からな
る壁２４によって内張りされている。焼結チャンバー２
２によって、シリカ層２０の均一な加熱が全体の幅にわ
たって保証され、また焼結チャンバーを通過する際、ケ
イ酸層２０の各点に対して一定の焼結温度が保証され
る。焼結チャンバー２２の通過後、非晶質のシリカ層２
０から生ずる石英ガラス帯は、支持ローラー上で切断装
置（図示せず）に供給される。
【００３１】以下に、石英ガラス板の製造を本発明の方
法に従って、例えば上述の装置を使用して説明する。供
給ホッパー６を用いて、予め合成、焼結された石英ガラ
ス粒子８からなる粒子層７を約１ｍ／ｈの速度で動く搬
送ベルト１の上に供給する。スクレーパー９を用いて、
粒子層７の厚さを約６０ｍｍに設定する。次に、搬送方
向１１で、非晶質のシリカの薄い層２０を加水分解バー
ナー１４を用いて粒子層７の上に沈着させる。その他の
一連のバーナーにより、この層２０を１５ｍｍの厚さま
で厚くする。共通のアーム１３上に列状に配設された加
水分解バーナー１４は、粒子層７の表面に対し、１１の
搬送方向に斜めに配置される。均一な層形成は、加水分
解バーナー１４が１９のように振動運動されることによ
って達成される。バーナー熱によって、シリカ層２０は
１１００℃の温度に加熱され、これによって軽度に焼結
され、固化する。沈着時に発生する排ガスは、煙突２１
を通じて吹きかけチャンバー１２から吸引される。石英
ガラス粒子８の化学組成は、層２０として分離された非
晶質のシリカ層の化学組成と等しい。
法に従って、例えば上述の装置を使用して説明する。供
給ホッパー６を用いて、予め合成、焼結された石英ガラ
ス粒子８からなる粒子層７を約１ｍ／ｈの速度で動く搬
送ベルト１の上に供給する。スクレーパー９を用いて、
粒子層７の厚さを約６０ｍｍに設定する。次に、搬送方
向１１で、非晶質のシリカの薄い層２０を加水分解バー
ナー１４を用いて粒子層７の上に沈着させる。その他の
一連のバーナーにより、この層２０を１５ｍｍの厚さま
で厚くする。共通のアーム１３上に列状に配設された加
水分解バーナー１４は、粒子層７の表面に対し、１１の
搬送方向に斜めに配置される。均一な層形成は、加水分
解バーナー１４が１９のように振動運動されることによ
って達成される。バーナー熱によって、シリカ層２０は
１１００℃の温度に加熱され、これによって軽度に焼結
され、固化する。沈着時に発生する排ガスは、煙突２１
を通じて吹きかけチャンバー１２から吸引される。石英
ガラス粒子８の化学組成は、層２０として分離された非
晶質のシリカ層の化学組成と等しい。
【００３２】かくして沈着された非晶質のシリカ層２０
は、次いで、搬送ベルト１によって焼結チャンバー２２
に搬入され、そこで１４００℃の温度でガラス化され
る。この場合、ガラス化の先端は均一に層の幅全体にわ
たって上から下へ非晶質のシリカ層２０を通って進行す
る。非晶質のシリカ層２０のガラス化の際には、シリカ
層の長さと幅の収縮は粒子層７の上への層２０の付着に
よって防止される。搬送ベルト１に対する粒子層７の断
熱によって、層の全体幅にわたって非晶質のシリカ層２
０の均一な焼結が容易になる。さらに、粒子層７によっ
て、焼結された石英ガラス帯２６のプレート要素２への
付着が防止される。焼結によって、非晶質のケイ酸層２
０から、非晶質のシリカ層２０の元の厚さの３０％であ
る厚さ約５ｍｍの板状の石英ガラス帯２６が生成する。
は、次いで、搬送ベルト１によって焼結チャンバー２２
に搬入され、そこで１４００℃の温度でガラス化され
る。この場合、ガラス化の先端は均一に層の幅全体にわ
たって上から下へ非晶質のシリカ層２０を通って進行す
る。非晶質のシリカ層２０のガラス化の際には、シリカ
層の長さと幅の収縮は粒子層７の上への層２０の付着に
よって防止される。搬送ベルト１に対する粒子層７の断
熱によって、層の全体幅にわたって非晶質のシリカ層２
０の均一な焼結が容易になる。さらに、粒子層７によっ
て、焼結された石英ガラス帯２６のプレート要素２への
付着が防止される。焼結によって、非晶質のケイ酸層２
０から、非晶質のシリカ層２０の元の厚さの３０％であ
る厚さ約５ｍｍの板状の石英ガラス帯２６が生成する。
【００３３】焼結チャンバー２２の通過後、プレート要
素２は下ろされ、石英ガラス帯は自由となり、支持ロー
ラー２５を介して切断装置に供給することができ、そこ
で所望の長さに分割される。かくして製造された石英ガ
ラス板は既知の方法に従って研磨され、清浄にされまた
完成品として生産される。
素２は下ろされ、石英ガラス帯は自由となり、支持ロー
ラー２５を介して切断装置に供給することができ、そこ
で所望の長さに分割される。かくして製造された石英ガ
ラス板は既知の方法に従って研磨され、清浄にされまた
完成品として生産される。
【図１】本発明による装置の概略的側面図である。
【図２】概略図をもとに運搬装置の運動方向に対し横か
ら見た吹付けチャンバーの断面図である。
ら見た吹付けチャンバーの断面図である。
１ 搬送ベルト ２ プレート要素 ６ 供給ホッパー ７ シリカ粒子層（基材） ８ シリカ粒子 １２ 吹付けチャンバー １３ アーム １４ 加水分解バーナー ２０ 石英ガラススート層 ２２ 焼結チャンバー（加熱帯域） ２６ 石英ガラス帯（体）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 592164085 ヘレウス・クアルツグラース・ゲゼルシャ フト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツ ング ＨＥＲＡＥＵＳ ＱＵＡＲＺＧＬＡＳ Ｇ ＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＭＩＴ ＢＥＳ ＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦＴＵＮＧ ドイツ連邦共和国、63450 ハナウ、クア ルツシュトラーセ（番地なし） ＃ ＱＵ ＡＲＺＳＴＲＡＳＳＥ， 63450 ＨＡＮ ＡＵ， ＧＥＲＭＡＮＹ (72)発明者 ウヴェ・クリスティアンゼン ドイツ連邦共和国、63571 ゲルンハウゼ ン、リューン・シュトラーセ 107 (72)発明者 アントン・シュタインコール ドイツ連邦共和国、63584 グリューンダ ウ、ホフアッカヘーク ５
Claims (22)
- 【請求項１】 石英ガラススートからなる層（２０）
を、該石英ガラススートよりも小さい焼結活性を示すシ
リカ粒子（８）からなる基材（７）の上に堆積させ、加
熱帯域（２２）内で前記層（２０）を焼結させて石英ガ
ラス体（２６）を形成させることを特徴とする、石英ガ
ラス板または高ケイ酸含有ガラス板を製造する方法。 - 【請求項２】 石英ガラススートからなる層（２０）
を、該石英ガラススートよりも小さい焼結活性を示すシ
リカ粒子（８）からなる基材（７）の上に連続的に堆積
させ、加熱帯域（２２）内に連続的に導入して前記層
（２０）を焼結させて石英ガラス帯（２６）を形成させ
ることを特徴とする、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記シリカ粒子（８）が連続的に搬送ベ
ルト（１）の上に堆積される、請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 ３０μｍから３５０μｍの範囲の平均粒
度のシリカ粒子（８）を使用する、請求項１〜３のいず
れかに記載の方法。 - 【請求項５】 前記シリカ粒子が石英ガラス粒子または
結晶質シリカ粒子である、請求項１〜４のいずれかに記
載の方法。 - 【請求項６】 合成的に製造された石英ガラススート層
（２０）が、予め合成石英ガラススートを焼結して得ら
れた石英ガラス粒子（８）からなる基材（７）の上で製
造される、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。 - 【請求項７】 前記石英ガラス粒子（８）が石英ガラス
スートと同様の化学的組成を示す、請求項１〜６のいず
れかに記載の方法。 - 【請求項８】 前記層（２０）の堆積が気相反応による
石英ガラススートの沈着によって行われる、請求項１〜
７のいずれかに記載の方法。 - 【請求項９】 前記層（２０）の堆積が、基材（７）の
上方を往復運動する１個または複数の加水分解バーナー
（１４）を用いて行われる、請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記石英ガラススートが、堆積の間に
１０００℃から１２５０℃の範囲の温度に加熱される、
請求項１〜９のいずれかに記載の方法。 - 【請求項１１】 前記層が、焼結チャンバー中で、１３
００℃および１６００℃の間の範囲の温度で焼結され
る、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。 - 【請求項１２】 前記加熱帯域（２２）の通過後に、層
（２０）がガラス化された石英ガラス帯（２６）にさ
れ、次いで該石英ガラス帯が板形状の個別要素に分割さ
れる、請求項１から１１のいずれかに記載の方法。 - 【請求項１３】 シリカ粒子の運搬に適した運搬装置
（１、２、１０）を有し、該運搬装置（１、２、１０）
上のシリカ粒子（８）を層状に堆積させるための給送装
置（６）を有し、石英ガラススートからなる層（２０）
をシリカ粒子層（８）の上に生成させるための吹付け装
置（１２、１３、１４、１５）を有し、且つ層（２０）
の加熱のための加熱装置（２２、２３、２４）を有す
る、石英ガラス板または高ケイ酸含有ガラス板を連続的
に製造するための装置。 - 【請求項１４】 前記シリカ粒子が石英ガラス粒子また
は結晶質シリカ粒子である、請求項１３記載の装置。 - 【請求項１５】 前記運搬装置（１、２、１０）が、耐
熱性のプレート要素（２）を具備する搬送ベルト（１）
を含む、請求項１３に記載の装置。 - 【請求項１６】 隣接した前記プレート要素（２）が相
互に係合して、該プレート要素間の小さな裂け目は別と
して、該プレート要素が閉鎖した面（５）を形成してい
る、請求項１５に記載の装置。 - 【請求項１７】 前記プレート要素（２）の互いに隣接
する端部（４）が鈎形に互いに噛み合っている、請求項
１５または１６に記載の方法。 - 【請求項１８】 前記プレート要素（２）が酸化アルミ
ニウムまたは黒鉛から構成される、請求項１５〜１７の
いずれかに記載の装置。 - 【請求項１９】 前記吹付け装置（１２、１３、１４、
１５）が少なくとも一つの、少なくとも一方向（１９）
に振動して動く加水分解バーナー（１４）を含む、請求
項１３〜１８のいずれかに記載の装置。 - 【請求項２０】 前記１個または複数の加水分解バーナ
ー（１４）が、運搬装置（１、２、１０）の運動方向に
対して、横に一方向（１９）に振動して動く、一つまた
は複数のアーム（１３）に配設されている、請求項１９
に記載の装置。 - 【請求項２１】 前記アーム（１３）が反応ガス（１
６）の加水分解バーナー（１４）への供給管として使用
される、請求項２０に記載の装置。 - 【請求項２２】 前記加熱装置（２２、２３、２４）
が、下方に開いており、石英ガラススート層（２０）の
全体幅上方に延在した、電気的抵抗加熱器（２３）を具
備した焼結チャンバーの形状に形成されている、請求項
１３〜２１のいずれかに記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4418401.8 | 1994-05-26 | ||
| DE4418401A DE4418401C1 (de) | 1994-05-26 | 1994-05-26 | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Platten aus Quarzglas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0859263A true JPH0859263A (ja) | 1996-03-05 |
| JP2796069B2 JP2796069B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=6519032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7126708A Expired - Fee Related JP2796069B2 (ja) | 1994-05-26 | 1995-05-25 | 石英ガラス板を製造する方法および装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5667547A (ja) |
| EP (1) | EP0684211B1 (ja) |
| JP (1) | JP2796069B2 (ja) |
| KR (1) | KR0162546B1 (ja) |
| CN (1) | CN1070460C (ja) |
| DE (1) | DE4418401C1 (ja) |
| TW (1) | TW324706B (ja) |
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