JPS5926937A - 無水ガラスの製造方法 - Google Patents
無水ガラスの製造方法Info
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- JPS5926937A JPS5926937A JP13627282A JP13627282A JPS5926937A JP S5926937 A JPS5926937 A JP S5926937A JP 13627282 A JP13627282 A JP 13627282A JP 13627282 A JP13627282 A JP 13627282A JP S5926937 A JPS5926937 A JP S5926937A
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- JP
- Japan
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- glass
- aggregate
- gas
- producing
- producing anhydrous
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- Pending
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-
- 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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- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
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】
本発明は、Gel pl sb、 Ta、Nb、Zr。
At、Sn、Na、Ca、B等を少なくとも一種含む無
水の高シリカ系ガラスの製造方法に係シ、特に、ガラス
微粒子の集合体を焼結して透明ガラス体を作成するに好
適な無水ガラスの製法に関する。
水の高シリカ系ガラスの製造方法に係シ、特に、ガラス
微粒子の集合体を焼結して透明ガラス体を作成するに好
適な無水ガラスの製法に関する。
ガラス微粒子の果合体すなわち多孔質体を焼結して透明
ガラスとする場合に、多孔質体をCLxに代表される・
・ロゲンガスにさらし、多孔質体を構成するガラス微粒
子のOH基を7・ロゲン化して脱水する方法が従来知ら
れている(例えば特公昭42−23036)。
ガラスとする場合に、多孔質体をCLxに代表される・
・ロゲンガスにさらし、多孔質体を構成するガラス微粒
子のOH基を7・ロゲン化して脱水する方法が従来知ら
れている(例えば特公昭42−23036)。
この方法によシ、ガラス中のOH基をi ppm以下に
まで低減できるが、ハロゲンガスとして一般的によく利
用されているCt2は、極めて有毒で、かつ高圧容器に
保管しなければならないなど取シ扱い上危険が伴なって
いた。また高圧ガスを減圧弁を通して圧力を下げる場合
は、減圧弁が金属製であるためC12ガスにょシ腐触さ
れヤスく、FeCts等の不純物が混入され易かった。
まで低減できるが、ハロゲンガスとして一般的によく利
用されているCt2は、極めて有毒で、かつ高圧容器に
保管しなければならないなど取シ扱い上危険が伴なって
いた。また高圧ガスを減圧弁を通して圧力を下げる場合
は、減圧弁が金属製であるためC12ガスにょシ腐触さ
れヤスく、FeCts等の不純物が混入され易かった。
まだ、Ct2ガスを発生させルノに、CCt4.5OC
12などを熱分解する場合には、CあるいはCCt2゜
802 などが同時に発生するため、これらが多孔質体
内にとシ込まれ、透明ガラス化の際にガラス中の泡の原
因になる欠点があった。
12などを熱分解する場合には、CあるいはCCt2゜
802 などが同時に発生するため、これらが多孔質体
内にとシ込まれ、透明ガラス化の際にガラス中の泡の原
因になる欠点があった。
特に、過剰にハロゲン化が行なわれた場合は、OH基と
置換したハロゲン瀘がガラスへの溶解度を越えるため、
透明ガラス化の段階でそのすべてがガラスに溶は込まず
、一部がガス化してガラスに泡を発生させる原因となる
現象があった。そこで、これを抑えるため、ハロゲン化
したのち、今度は酸化してハロゲンを除く方法がとられ
ている(例えば特願昭55−4600)。
置換したハロゲン瀘がガラスへの溶解度を越えるため、
透明ガラス化の段階でそのすべてがガラスに溶は込まず
、一部がガス化してガラスに泡を発生させる原因となる
現象があった。そこで、これを抑えるため、ハロゲン化
したのち、今度は酸化してハロゲンを除く方法がとられ
ている(例えば特願昭55−4600)。
この方法は、無添加の8fOx微粒子には極めて有効な
方法であるが、ドーピング材の入ったガラス微粒子に適
用する場合には、酸化条件の選定が難かしく、酸化に用
いた02が多孔質体中にとシ込まれ、気泡発生の原因に
なる欠点があった。
方法であるが、ドーピング材の入ったガラス微粒子に適
用する場合には、酸化条件の選定が難かしく、酸化に用
いた02が多孔質体中にとシ込まれ、気泡発生の原因に
なる欠点があった。
本発明の目的はOH基の除去に5iCtnガスを用いて
上述したハロゲン化→酸化のプロセスを容易にするよう
な方法を提供することにあシ、かっとシ扱いが容易で安
全な方法を提供することにある。
上述したハロゲン化→酸化のプロセスを容易にするよう
な方法を提供することにあシ、かっとシ扱いが容易で安
全な方法を提供することにある。
上記目的を達成するだめの本発明の構成は、Qe、P、
Sb、Nb、 Zr、Ta、8n、kt*Na、Ca、
およびBのうちの少なく共一種を含む高シリカ系ガラス
微粒子の果合体を焼結する前に600〜i o ooc
の5ict4蒸気に爆すことにある。以下、図面を用い
て詳述する。
Sb、Nb、 Zr、Ta、8n、kt*Na、Ca、
およびBのうちの少なく共一種を含む高シリカ系ガラス
微粒子の果合体を焼結する前に600〜i o ooc
の5ict4蒸気に爆すことにある。以下、図面を用い
て詳述する。
第1図(a)〜(C)は本発明を説明するだめの模型図
である。
である。
第1図(a)は無添加のS iQ2微粒子表面の原子結
合を表わしたもので、同図(b)はC12ガスにょシ表
面OH基を置換した状態を示す。まだ同図(C)は5i
ctaによ、?OH基を置換した表面の原子結合を示す
、無添加の5iozにおいては、酸化の前段階では、表
面にある原子結合はいずれも5i−Ctであり、Ozガ
スによる酸化に対しては同等の表面状態である。これに
対し、添加剤が入った5iozガラス微粒子表面の原子
結合状態は、第2図(a)に示す如<、5i−o結合の
池にX−O結合(ここでXは添加原子の種類を示す)が
存在するため、OH基に対する結合も2種がある。この
ため、CA2ガスで/・ロゲン化する場合には、同図(
b)に示す如(3i−CLとX−Ctの2種の結合が生
成し、酸化に対しても同様である。
合を表わしたもので、同図(b)はC12ガスにょシ表
面OH基を置換した状態を示す。まだ同図(C)は5i
ctaによ、?OH基を置換した表面の原子結合を示す
、無添加の5iozにおいては、酸化の前段階では、表
面にある原子結合はいずれも5i−Ctであり、Ozガ
スによる酸化に対しては同等の表面状態である。これに
対し、添加剤が入った5iozガラス微粒子表面の原子
結合状態は、第2図(a)に示す如<、5i−o結合の
池にX−O結合(ここでXは添加原子の種類を示す)が
存在するため、OH基に対する結合も2種がある。この
ため、CA2ガスで/・ロゲン化する場合には、同図(
b)に示す如(3i−CLとX−Ctの2種の結合が生
成し、酸化に対しても同様である。
5iC1aガスでOH除去を行なう場合には、同図(C
)に示すように表面に形成される結合は1種類になり、
酸化に対してもただ1種類の表面状態となる。
)に示すように表面に形成される結合は1種類になり、
酸化に対してもただ1種類の表面状態となる。
以上述べたようにOH基を除去する方法としてC42に
代表されるノ・ロゲンガスを用いることとS I C1
4を使用することとの間には、ガラス微粒子表面の原子
結合に大きな違いを生じさせる。このため、表面状態に
強く依存する焼結ガラス化や酸化反応に対しては大きな
影響が現われる。すなわち、5iC14蒸気をOH除去
に用いる場合には、添加物の種類に関係なく、はぼ一定
の条件(1000〜1100 tr )で酸化反応を行
なえ、その後の焼結ガラス化を行えるのに対し、C62
ガスをOH除去に用いる場合には、添加物の種類に応じ
て酸化条件を選定する必ヅがある。これは、添加物Xに
対して生成するX−Ct結合の酸化反応条件が5i−C
tの酸化反応条件と一般的には異なるだめ、x’−ct
の酸化によって形成したX−0のためガラス微粒子相互
の焼結が速まったシ遅れたりするためである。
代表されるノ・ロゲンガスを用いることとS I C1
4を使用することとの間には、ガラス微粒子表面の原子
結合に大きな違いを生じさせる。このため、表面状態に
強く依存する焼結ガラス化や酸化反応に対しては大きな
影響が現われる。すなわち、5iC14蒸気をOH除去
に用いる場合には、添加物の種類に関係なく、はぼ一定
の条件(1000〜1100 tr )で酸化反応を行
なえ、その後の焼結ガラス化を行えるのに対し、C62
ガスをOH除去に用いる場合には、添加物の種類に応じ
て酸化条件を選定する必ヅがある。これは、添加物Xに
対して生成するX−Ct結合の酸化反応条件が5i−C
tの酸化反応条件と一般的には異なるだめ、x’−ct
の酸化によって形成したX−0のためガラス微粒子相互
の焼結が速まったシ遅れたりするためである。
以下、図面により本発明の具体的実施例を詳細に説明す
る。第3図は本発明の実施方法を示す図で、1は反応管
、2は電気炉、3はガラス多孔質体、4は5iCt4を
入れたバブラ、5,6.7は開閉弁である。
る。第3図は本発明の実施方法を示す図で、1は反応管
、2は電気炉、3はガラス多孔質体、4は5iCt4を
入れたバブラ、5,6.7は開閉弁である。
一般的な動作としてはOH除去を必要とする多孔質体試
料を電気炉の中に入れ、試料を適当な雰囲気(02、不
活性ガス又は真空中)で加熱する。
料を電気炉の中に入れ、試料を適当な雰囲気(02、不
活性ガス又は真空中)で加熱する。
次に、5iC14が5iQ2のOH基と反応する600
0以上(一般に600〜100OC)の温度になった時
点で5ictaをキャリヤガスで多孔質体のある反応管
に送シ込み、適当な時間(5分から5時間)反応させる
。このときのキャリヤガスは不活性ガスが好ましいが、
これに拘束されない。また5iCt4の濃度は5〜50
voL%が望ましいがこれに限らない。
0以上(一般に600〜100OC)の温度になった時
点で5ictaをキャリヤガスで多孔質体のある反応管
に送シ込み、適当な時間(5分から5時間)反応させる
。このときのキャリヤガスは不活性ガスが好ましいが、
これに拘束されない。また5iCt4の濃度は5〜50
voL%が望ましいがこれに限らない。
次に反応管への゛5iCt4蒸気の送り込みを止め、H
e雰囲気中で焼結ガラス化するか、または好塘しくは0
2中で600〜1200tZ’(一般に900〜xto
oc)の範囲で適当な時間酸化(0,5時間〜50時間
)したのち、Heガス中で焼結しガラス体と得る。
e雰囲気中で焼結ガラス化するか、または好塘しくは0
2中で600〜1200tZ’(一般に900〜xto
oc)の範囲で適当な時間酸化(0,5時間〜50時間
)したのち、Heガス中で焼結しガラス体と得る。
以下、実施例につき、具体的に説明する。
実施例l
5iC14,GeC1aを原料にしてこれらの蒸気が9
:1の割合になるよう酸水素バーナの炎の中に送り込み
、支持棒の一端に連続的に堆積させたスートロッド直径
50咽φを反応αの中に入れ、800Cで30分間I
Q voL%の5iCA4蒸気に爆した。その後、He
中で電気炉温度を100″C/hの割合で1300rま
で昇温して透明ガラス体を得た。この透明体には、気泡
はまったく見い出されなかった。一方、同様にして作成
したスートロッドを10%のC12ガスを使って、上と
同様な処理を行ない、ガラスを作成したところ、ガラス
体には1〜2Trmの気泡が数個見られ、ノ<−すで強
熱した場合にはその数が増加した。
:1の割合になるよう酸水素バーナの炎の中に送り込み
、支持棒の一端に連続的に堆積させたスートロッド直径
50咽φを反応αの中に入れ、800Cで30分間I
Q voL%の5iCA4蒸気に爆した。その後、He
中で電気炉温度を100″C/hの割合で1300rま
で昇温して透明ガラス体を得た。この透明体には、気泡
はまったく見い出されなかった。一方、同様にして作成
したスートロッドを10%のC12ガスを使って、上と
同様な処理を行ない、ガラスを作成したところ、ガラス
体には1〜2Trmの気泡が数個見られ、ノ<−すで強
熱した場合にはその数が増加した。
実施例2
Si (OCH3)415.2 g、 Ge (OCH
3) 4 1.9g1をCl−130H16rdに溶解
した液に5X10−”モル/lのNH4OH液を7.2
−滴下し、混合液を作った。これを内径10φの容器に
入れ、ゲル化させ、乾燥して添加ゲルを作成した。この
ゲル奪、一方は5 vat%の5iC1<蒸気に、他方
は、5voA%のC12蒸気に800tZ’、30分間
さらし、次に02ガスの捏囲気で10’50U、10h
酸化を行ない、その後He雰囲気中で13001;まで
昇温(昇温速度50C/h)を行なった。この結果、C
12,5rCt<共に透明なガラスが得られたが、C1
2ガスで処理したガラスは酸水素バーナで強熱すると発
泡が起シ透明性を消失(−だ。しかし、5iCt4蒸気
で処理したガラスは、バーナの強熱に対しても安定であ
った。また残留oH=はどちらも5ppm以下でめった
。 ′実施例3 市販の分相ガラスの中間生成物である多孔質体を使用し
て実施例2と同様な条件(焼結温度は120(I’)で
ガラス化を行なった。多孔質体の組成はSi□z約97
wt%、B2O3約3wt%その他にNa、 Ca等を
極く微量に會んでいた。
3) 4 1.9g1をCl−130H16rdに溶解
した液に5X10−”モル/lのNH4OH液を7.2
−滴下し、混合液を作った。これを内径10φの容器に
入れ、ゲル化させ、乾燥して添加ゲルを作成した。この
ゲル奪、一方は5 vat%の5iC1<蒸気に、他方
は、5voA%のC12蒸気に800tZ’、30分間
さらし、次に02ガスの捏囲気で10’50U、10h
酸化を行ない、その後He雰囲気中で13001;まで
昇温(昇温速度50C/h)を行なった。この結果、C
12,5rCt<共に透明なガラスが得られたが、C1
2ガスで処理したガラスは酸水素バーナで強熱すると発
泡が起シ透明性を消失(−だ。しかし、5iCt4蒸気
で処理したガラスは、バーナの強熱に対しても安定であ
った。また残留oH=はどちらも5ppm以下でめった
。 ′実施例3 市販の分相ガラスの中間生成物である多孔質体を使用し
て実施例2と同様な条件(焼結温度は120(I’)で
ガラス化を行なった。多孔質体の組成はSi□z約97
wt%、B2O3約3wt%その他にNa、 Ca等を
極く微量に會んでいた。
どちらも透明ガラス体となったが、実7姉例2と同じく
Ct2ガス処理のガラスではバーナ強熱で発泡が著しか
った。これに対し、5iCt4処理のガラスでは、バー
ナ加熱によシ発泡は皆無ではなかったが、その数は数個
以内と極めて少なかった。
Ct2ガス処理のガラスではバーナ強熱で発泡が著しか
った。これに対し、5iCt4処理のガラスでは、バー
ナ加熱によシ発泡は皆無ではなかったが、その数は数個
以内と極めて少なかった。
以上、実施例では添加物としてGe、Bを例にとって説
明したが、その他の添加物として、P。
明したが、その他の添加物として、P。
Sb、Nb、Ta、Zr、Sn、A7.Ca等を含んだ
ガラス微粒子の果合体に対しても全く同様に適用でき良
好な効果が得られた。また添力旧勿としては、これら列
記したものに限らず、本発明と同様なプロセスを経て無
水ガラスを作成するものに対しては、同様な効果を期待
できることはいうまでもない。
ガラス微粒子の果合体に対しても全く同様に適用でき良
好な効果が得られた。また添力旧勿としては、これら列
記したものに限らず、本発明と同様なプロセスを経て無
水ガラスを作成するものに対しては、同様な効果を期待
できることはいうまでもない。
実施ρ01では、スートロッドを第1図に示すような横
型の電気炉に入れて処理する方法が示されているが、こ
の装置に限らず、スートロッドを垂直にしたまま、ゾー
ンを斜けて焼結する。いわゆる光フアイバ母材作製に用
いられている気相軸付装置にも本発明法を適用できるこ
とはいうまでもない。
型の電気炉に入れて処理する方法が示されているが、こ
の装置に限らず、スートロッドを垂直にしたまま、ゾー
ンを斜けて焼結する。いわゆる光フアイバ母材作製に用
いられている気相軸付装置にも本発明法を適用できるこ
とはいうまでもない。
以上述べた如く、本発明の5iCt4蒸気を用いる方法
によれば、従来のCt2ガスを用いる方法に比べ、焼結
ガラスの発泡を低減でき、しかも高圧ガス容器を用いる
危険もなく取り扱いが容易であシ、多孔質体から無水ガ
ラスを作成するに貢献が極めて大きい。
によれば、従来のCt2ガスを用いる方法に比べ、焼結
ガラスの発泡を低減でき、しかも高圧ガス容器を用いる
危険もなく取り扱いが容易であシ、多孔質体から無水ガ
ラスを作成するに貢献が極めて大きい。
第1図は本発明を説明するだめの概念図、第2図は本発
明の他の実施例を説明するだめの概念図、第3図は本発
明を実施する装置の構成図である。 1・・・反応管、2・・・電気炉、3・・・集合体、4
・・・バブY (図 (0L〕 −Sl−o −sH− (す (C) l α 一Σi−θ−、Si − 第 2 図 り (す cLcI2 −57−θ−λ−θ−Σ、゛− 第 3 図 第1頁の続き ■出 願 人 日立電線株式会社 東京都千代田区丸の内2丁目1 番2号
明の他の実施例を説明するだめの概念図、第3図は本発
明を実施する装置の構成図である。 1・・・反応管、2・・・電気炉、3・・・集合体、4
・・・バブY (図 (0L〕 −Sl−o −sH− (す (C) l α 一Σi−θ−、Si − 第 2 図 り (す cLcI2 −57−θ−λ−θ−Σ、゛− 第 3 図 第1頁の続き ■出 願 人 日立電線株式会社 東京都千代田区丸の内2丁目1 番2号
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 り、G e+ P + S b + N b g Z
r p T a + S n Hkt、Nal Cal
Bのうちの少なくとも一種を含む高シリカ系ガラス微
粒子の果合体を焼結によって透明ガラ4化するガラスの
製造方法において、上記集合体を焼結する前に600C
〜1000Cの温度範囲で5iC1aの蒸気に前記果合
体を爆すことを特徴とする無水Wラスの製造方法。 2、特許請求の範囲第1項において、上記集合体を60
0〜1000t:’の温度範囲で5IC1aの蒸気にさ
らしたのち、さらに900〜1200Cの温度で02含
有雰囲気にさらすことを特徴とする無水ガラスの製造方
法。 3、前記集合体として、火炎加水分解反応によって支持
棒の一端にガラス微粒子を堆積させたものを用いること
を特徴とする特許請求の範囲第1項に係わる製造方法。 4、前記集合体として、金属アルコキシドの加水分解で
得られるゲルを用いることを特徴とする特許請求の範囲
第1項の無水ガラスの製造方法。 5、前記果合体として、分相法で得られる多孔質体を用
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項の無水ガラ
スの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13627282A JPS5926937A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | 無水ガラスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13627282A JPS5926937A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | 無水ガラスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5926937A true JPS5926937A (ja) | 1984-02-13 |
Family
ID=15171311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13627282A Pending JPS5926937A (ja) | 1982-08-06 | 1982-08-06 | 無水ガラスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5926937A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54127914A (en) * | 1978-03-29 | 1979-10-04 | Nippon Telegraph & Telephone | Production of anhydrous glass material for optical fibers |
| JPS56104732A (en) * | 1980-01-21 | 1981-08-20 | Hitachi Ltd | Preparation of silica glass |
-
1982
- 1982-08-06 JP JP13627282A patent/JPS5926937A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54127914A (en) * | 1978-03-29 | 1979-10-04 | Nippon Telegraph & Telephone | Production of anhydrous glass material for optical fibers |
| JPS56104732A (en) * | 1980-01-21 | 1981-08-20 | Hitachi Ltd | Preparation of silica glass |
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