(57)【要約】【課題】透光性が高いシリカガラスを製造することができる、生産性に優れたシリカガラスの製造方法の提供。【解決手段】本発明は、シリカ多孔質体と、アンモニア、アンモニウム塩、およびアミノ基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の窒素化合物を含む液体とを接触させる工程を含む、窒素化合物含有シリカ多孔質体の製造方法、及び、シリカ多孔質体と、アンモニア、アンモニウム塩、およびアミノ基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む液体とを接触させ、窒素化合物含有シリカ多孔質体を得る工程と、窒素化合物含有シリカ多孔質体を焼成する工程とを含むシリカガラスの製造方法を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカ多孔質体と、アンモニア、アンモニウム塩、およびアミノ基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の窒素化合物を含む液体とを接触させる工程を含む、窒素化合物含有シリカ多孔質体の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の窒素化合物含有シリカ多孔質体を焼成する工程を含む、シリカガラスの製造方法。
【請求項３】
前記液体が少なくとも水を含む、請求項１または２に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒素化合物含有シリカ多孔質体、およびシリカガラスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生産性の高いシリカガラスの製造方法としては、例えば、シリカ粉末の懸濁液を減圧濾過し、シリカ多孔質体を得る工程と、得られたシリカ多孔質体を焼成する工程とを有する製造方法が報告されているが（特許文献１）、得られるシリカガラスの透光性が必ずしも十分とはいえなかった。
一方、透光性を有するシリカガラスの製造方法としては、例えば、あらかじめヒュームドシリカを０．１Ｐａ以下の減圧下で電気炉にて加熱し、さらに、加熱をしながら加圧成形することでシリカ多孔質体を得る工程と、得られたシリカ多孔質体を焼成する工程とを有する製造方法が報告されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１３３３２９
【特許文献２】特開２００４−２２４６２９
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
しかしながら、特許文献２に記載の製造方法は、シリカ多孔質体を得る工程において、あらかじめ電気炉における加熱処理等が必要であり、必ずしも生産性が高い製造方法とはいえなかった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、透光性が高いシリカガラスを製造することができる、生産性に優れたシリカガラスの製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、以下の発明に到達した。
【０００７】
すなわち、本発明の実施形態は、下記［１］〜［３］の発明を包含する。
［１］  シリカ多孔質体と、アンモニア、アンモニウム塩、およびアミノ基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の窒素化合物を含む液体とを接触させる工程を含む、窒素化合物含有シリカ多孔質体の製造方法。
［２］  ［１］に記載の窒素化合物含有シリカ多孔質体を焼成する工程を含む、シリカガラスの製造方法。
［３］  前記液体が少なくとも水を含む、［１］または［２］に記載の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の方法によれば、生産性に優れた、透光性が高いシリカガラスの製造方法、および当該製造方法に用いられる窒素化合物含有シリカ多孔質体の製造方法を提供することができる
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
【００１０】
（１）窒素化合物含有シリカ多孔質体の製造方法
本発明の実施形態の窒素化合物含有シリカ多孔質体の製造方法は、
シリカ多孔質体と、アンモニア、アンモニウム塩、およびアミノ基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む液体とを接触させる工程を含む。
【００１１】
＜シリカ多孔質体を提供する工程＞
窒素化合物含有シリカ多孔質体の製造方法に用いられるシリカ多孔質体は、特に限定されず、公知のいずれかの方法により提供することができる。
以下にシリカ多孔質体を製造する方法を示すが、これに限定されるものではない。
なお、本明細書において、シリカ多孔質体は、気孔を含んだシリカ粒子の集合体である。
【００１２】
（第一実施形態）
シリカ多孔質体は、例えば、
シリカスラリーを作製する工程と、シリカスラリーを成形する工程と、シリカスラリーに含まれる媒体を取り除く工程によって得ることができる。
【００１３】
シリカスラリーを作製する工程は、シリカ粒子を媒体に分散させる工程であれば特に制限されない。シリカ粒子の分散は、例えば、攪拌によりおこなうことができる。より具体的には、シリカスラリーを作製する工程は、機械的な破砕処理が施されたシリカ粒子を水に添加して攪拌する工程であってもよいが、粉砕メディア（ビーズ等の媒体）の磨耗によるコンタミ（異物の混入等）を極力減らす観点から、超音波分散、超音波ホモジナイザー、またはナノマイザー等の分散処理と、スリーワンモーターによる攪拌処理とを組み合わせる工程であることが好ましい。
シリカ粒子としては、市販原料を利用でき、純度が９９％以上の非晶質シリカ粒子、または純度が９９％以上の結晶質シリカ粒子等を用いることができる。
後述する焼成する工程において、焼成温度を低くできる観点から非晶質シリカ粒子であることが好ましく、焼成時の反応性が高く、１次粒子が球状に近く充填性がよいという観点から、非晶質シリカ粒子のなかでもヒュームドシリカであることがより好ましい。
媒体としては、水、有機溶媒、または、水および有機溶媒の混合溶媒が挙げられるが、取扱いが容易であることから、水であることが好ましい。
【００１４】
シリカスラリーは、シリカ粒子、媒体、およびその他の成分を含んでいてもよいが、スラリーに含まれるその他の成分は、シリカに対して、２０質量％以下であることが好ましい。
その他の成分として、シリカスラリーは、得られるシリカ多孔質体の強度を向上させる観点から、樹脂等のバインダー成分を含んでいてもよい。バインダーを用いる場合には、上述の乾燥等による媒体を取り除く工程ののちに、脱脂焼成により脱バインダーを行なうことで、シリカ多孔質体を得ることができる。
脱脂焼成する温度は、乾燥成形体のサイズや厚み、バインダーの種類に依存するため一概には言えないが、通常１００℃〜１０００℃程度で３０分〜数日程度の処理をすればよい。
【００１５】
シリカスラリーを成形する工程は、シリカスラリーから媒体を分離しながら、残りの成分を成形する工程であれば、特に限定されない。例えば、成形型にシリカスラリーを注ぎ、媒体を取り除いて成形することで成形体を得てもよいし（スリップキャスト法）、濾過法でフィルター上に成形体を得てもよい。
濾過法としては、加圧または減圧によって濾過する方法が挙げられる。加圧または減圧する際の圧力は、加圧または減圧濾過装置が耐えられる圧力範囲内であって、最も濾過が早く完了する圧力を選ぶことができる。例えば０．１５〜１．０ＭＰａ程度であればよい。
シリカスラリーに含まれる媒体が水である場合、当該工程により得られる成形体を脱水成形体と呼ぶことがある。
【００１６】
媒体を取り除く工程は、例えば、乾燥等によりおこなうことができる。乾燥は、自然乾燥であってもよく、乾燥機による乾燥であってもよい。乾燥時間は、成形する工程によって得られる成形体のサイズや厚みに依存するため一概には言えないが、自然乾燥であれば１日〜１４日程度、６０℃の乾燥器であれば１時間〜２日程度とすることができる。シリカスラリーの仕込み量とシリカの割合（質量％）とから算出したシリカの質量＋１０質量％の範囲内になるまで乾燥すればよい。成形体から媒体を取り除くことによって、シリカ粒子の集合体を粉体として得ることができる。
【００１７】
（第二実施形態）
また、シリカ多孔質体は、例えば、シリカスラリーを作製する工程と、シリカスラリーに含まれる媒体を取り除き、シリカ粒子の粉体を得る工程と、粉体を加圧成形する工程とを含む製造方法によっても得ることができる。
シリカスラリーを作製する工程は、上述と同様である。
シリカスラリーに含まれる媒体を取り除き、シリカ粒子の粉体を得る工程は、シリカスラリーを乾燥させる工程であってよく、自然乾燥、乾燥機による乾燥、またはスプレードライヤーによる乾燥する工程であってもよい。
乾燥後の粉体に含まれるシリカ粒子、および粒子の集合体の形状は特に制限されないが、例えば、スプレードライヤーを用いバインダーを必要に応じて添加することで、充填性の良い顆粒（複数個の粒子からなる球状の粒子の集合体）を得ることができる。また、自然乾燥、乾燥機による乾燥を行なった後に、粉砕処理を行なうことで粗粒子（複数個の粒子からなる歪な粒子の集合体）を得ることもでき、さらに篩によって粒度を整えた粒子を得ることもできる。
シリカスラリーにバインダーを含める場合には、脱脂焼成により脱バインダーを行なうことができる。脱バインダーを行なう工程は、例えば、乾燥等による媒体を取り除く工程の後であって、粉砕処理をおこなう場合にはその前に、行なうことができる。
脱脂焼成により脱バインダーを行なう工程は、上述と同様である。
加圧成形する工程は、例えば、シリカ粒子を金型等の枠に充填し、一軸プレス等の加圧成形をする工程であってもよい。加圧条件は、粉体のサイズ、組成、硬さ、粒度分布等に依存するため一概に言えないが、例えば、荷重能力が５０ｋN〜２００ｋN程度のプレス機で片押し法、または両押し法で成形すればよい。
さらに高密度な成形を要する場合においては、冷間等方圧プレス等で全方向から均一に加圧成形を行い更に高密度な成形を行なうこともできる。
【００１８】
（第三実施形態）
さらに、シリカ多孔質体は、シリカ粒子を熱可塑性樹脂と加熱しながら混練する工程と、得られた混練物を冷却してペレットまたは粉末の成形材料を作製する工程と、樹脂が軟化する温度に過熱しながら、圧力を加えて金型に充填して射出成形する工程と、脱脂焼成により脱バインダーを行なう工程とを含む製造方法によっても得ることができる。
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、EVA樹脂、メタクリル系樹脂、ポリアセタール、ポリスチレン、APP樹脂、等を使うことができ、必要に応じて滑剤としてパラフィンワックス、ヘキストワックス、変性ワックス、等、さらに可塑剤としてフタル酸エステル系、等を加えることができる。
シリカ粒子と熱可塑性樹脂とは、ラボプラストミル、加圧ニーダー等を用いて均一に加熱混練できる。
シリカ粉末とバインダー類（熱可塑性樹脂、滑剤、可塑剤）の混合比率は、シリカ粉末の比表面積とバインダー類の組み合わせに依存し一概に言えないが、混合物の射出成形が可能な流動性を出すことが可能な範囲として、例えば、容積比で８０％：２０％〜２０％：８０％であればよく、脱脂し易いという点で６０％：４０％〜５０％：５０％がより好ましい。
脱脂焼成により脱バインダーを行なう工程は、上述と同様である。
【００１９】
（第四実施形態）
加えて、シリカ多孔質体は、シリカ粒子を澱粉のような添加剤と混練する工程と、得られた混練物に圧力を加えて金型から押出成形する工程と、得られた成形体を乾燥させる工程と、脱脂焼成により脱バインダーを行なう工程とを含む製造方法によっても得ることができる。
添加剤としては、例えば、バインダー、潤滑剤、可塑剤、分散剤、および溶媒が挙げられる。
バインダーは、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、およびナトリウムカルボキシルメチルセルロース等のセルロース類；  ポリビニルアルコール等のアルコール類；  リグニンスルホン酸塩等の塩；  または、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等のワックスであってよい。原料混合物におけるバインダーの含有量は、例えば、原料粉末１００質量部に対して２０質量部以下であってよい。
潤滑剤、および可塑剤は、例えば、グリセリン等のアルコール類；  カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラギン酸、オレイン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸；  ステアリン酸Ａｌ等のステアリン酸金属塩；  または、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル（例えば、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブチルエーテル）であってよい。原料混合物における潤滑剤および可塑剤の含有量は、例えば、原料粉末１００質量部に対して１０質量部以下であってよい。
分散剤は、例えば、硝酸、塩酸、硫酸等の無機酸；  シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸等の有機酸；  メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類；  またはポリカルボン酸アンモニウムであってよい。原料混合物における分散剤の含有量は、例えば、原料粉末１００質量部に対して２０質量部以下であってよい。
溶媒は、例えば水であってよい。溶媒は、不純物が少ないイオン交換水であってもよい。原料混合物中の溶媒の含有量は、例えば、原料粉末１００質量部に対して１０〜１００質量部であってよい。
押出し成形工程では、例えば、一軸押出機を用いて、原料混合物を混練しながらダイから押出す。つまり、いわゆる押出成形法により、原料混合物を成形する。
脱脂焼成により脱バインダーを行なう工程は、上述と同様である。
【００２０】
＜接触させる工程＞
本発明の実施形態の窒素化合物含有シリカ多孔質体の製造方法は、シリカ多孔質体と、アンモニア、アンモニウム塩、およびアミノ基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の窒素化合物を含む液体とを接触させる工程を含む。
シリカ多孔質体と液体とを接触させる方法としては、例えば、シリカ多孔質体を液体に浸漬する方法、シリカ多孔質体に液体を塗布する方法、およびシリカ多孔質体に液体を噴射する方法が挙げられる。
【００２１】
（浸漬する方法）
シリカ多孔質体を液体に浸漬する工程において、浸漬する時間は、シリカ多孔質体の大きさにより一概に言えないが、シリカ多孔質体の気孔の中に、液体が侵入できる時間であれば制限されず、例えば数秒間であってもよく、１〜２分間であってもよい。
液体が侵入したかどうかは、例えば、浸漬前後の多孔質体の色の違いを目視で確認することによって判断できる。
シリカ多孔質体は、気孔を有するため、光がシリカと気孔の界面で散乱し、目視では白色または半透明に見える。一方、シリカ多孔質体に溶媒を浸漬すると、気孔が液体で満たされるため、光の散乱が浸漬前よりも抑えられ、目視での透明性が上がり、浸漬前後の状態を目視で判断できる。透明性の向上が見られなくなるまで、シリカ多孔質体を液体に浸漬することが好ましい。
シリカ多孔質体を液体に浸漬することにより、窒素化合物含有シリカ多孔質体を得ることができる。当該窒素化合物含有シリカ多孔質体を焼成することで、生産性が高い、透光性が高いシリカガラスの製造方法を提供することができる。当該窒素化合物含有シリカ多孔質体は、シリカ多孔質体と、アンモニア、アンモニウム塩、またはアミノ基を有する化合物を含む液体とを含む組成物である。
【００２２】
（塗布する方法）
シリカ多孔体に液体を塗布する工程において、塗布形態は筆、ブラシ、刷毛等の塗装用具を液体に浸し、均一に塗りつけることができる。液体が侵入したかどうかは、上述と同等に判断できる。シリカ多孔質体に液体を均一に塗布することにより、毛管力により吸引され、結果的に浸漬する方法により得られる窒素化合物含有シリカ多孔質体と同等の窒素化合物含有シリカ多孔質体を得ることができる。
【００２３】
（噴射する方法）
シリカ多孔体に液体を噴射する工程において、噴射形態はノズル等から、高圧の空気等のガスや機械的な運動を用いて液体を霧、泡などの状態で噴霧することができる。液体が侵入したかどうかは、上述と同等に判断できる。シリカ多孔質体に液体を均一に噴霧することにより、毛管力により吸引され、結果的に浸漬する方法により得られる窒素化合物含有シリカ多孔質体と同等の窒素化合物含有シリカ多孔質体を得ることができる。
【００２４】
（アンモニア、アンモニウム塩、およびアミノ基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の窒素化合物を含む液体）
アンモニウム塩は、無機アンモニウム塩であってもよく、有機アンモニウム塩であってもよい。
無機アンモニウム塩としては、例えば、水酸化アンモニウム（アンモニア水）、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、および炭酸水素アンモニウム等が挙げられる。無機アンモニウム塩の中でも、水溶液にした際に液性が中性からアルカリ性を示す無機アンモニウム塩が好ましく、当該無機アンモニウム塩としては、水酸化アンモニウム（アンモニア水）、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウムが挙げられる。
有機アンモニウム塩としては、酢酸アンモニウム、シュウ酸アンモニウム、酒石酸アンモニウム、クエン酸アンモニウム等が挙げられる。
アミノ基を有する化合物としては、式（１）で表される化合物、およびアミノ酸が挙げられる。
【００２５】
【化１】
2018162187.tif 000002
（式（１）中、Ｒは、水素原子、アミノ基、または炭素原子数１〜５のアルキル基を表す。）
式（１）中、Ｒはアミノ基であることが好ましい。
式（１）で表される化合物としては、尿素、アセトアミド、ホルムアミドが挙げられる。
アミノ酸としては、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、セリン、システイン、アスパラギン酸、等が挙げられる。アミノ酸の中でも、親水性のアミノ酸が好ましく、当該アミノ酸としては、グリシン、セリン、システイン、アスパラギン酸が挙げられる。ここで、アミノ酸とは、生体のタンパク質の構成ユニットとなる「α-アミノ酸」である。  アンモニア、アンモニウム塩、またはアミノ基を有する化合物としては、無機アンモニウム塩、式（１）で表される化合物、またはアミノ酸が好ましい。
【００２６】
これらの化合物を溶解性のある溶剤に完全溶解させることで、シリカ多孔質体と接触させる液体を作製することができる。
溶剤としては、水、エタノール、グリセリンが挙げられる。溶剤は、取扱いが容易なことから水が好ましく、シリカ多孔質体と接触させる液体は、水溶液であることが好ましい。
シリカ多孔質体と接触させる液体は、グリシン水溶液、炭酸アンモニウム水溶液、炭酸水素アンモニウム水溶液、尿素水溶液およびアンモニア水溶液であることが好ましい。炭酸アンモニウム水溶液、炭酸水素アンモニウム水溶液、アンモニア水溶液は、塩基性によるシリカ表面のエッチング効果、および、シリカ多孔質体に含まれる不純物の洗浄効果の観点から、好ましい。シリカ表面のエッチング効果とは、後述する焼成する工程において、シリカ多孔質体の焼結が効率よく進行することで、気孔がなくなり、白濁等の不均一な箇所がなくなり、全体的に均質なガラス体になることから、結果としてシリカガラスの透光性を向上させることに繋がる。また、不純物の洗浄効果とは、同様の焼成工程において、シリカガラスの透光性を損なう原因となる結晶化を抑制することに繋がる。
アンモニア、アンモニウム塩、およびアミノ基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の窒素化合物を含む液体の濃度は、溶剤の溶解度の観点、取扱いの観点から０．１質量％〜１０質量％であることが好ましく、さらに０．１質量％〜５質量％がより好ましい。
【００２７】
（界面活性剤）
シリカ多孔質体に液体が吸収される際に、毛管力によってシリカ多孔質体が割れることを抑制する観点で、液体に界面活性剤を加えてもよい。液体に界面活性剤を適宜加えることで表面張力を制御し、多孔質体の割れを高度に抑制することができる。界面活性剤は、後述する焼成する工程において、シリカガラスの透光性を維持する観点で、例えば、アルカリ金属イオンを含まないものが好ましく、焼成後に残存しにくい観点、および溶媒の粘度を上げない観点で、エタノール等の低級アルコールが好ましい。
【００２８】
（２）シリカガラスの製造方法
本発明の実施形態のシリカガラスの製造方法は、
シリカ多孔質体と、アンモニア、アンモニウム塩、およびアミノ基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種を含む液体とを接触させ、窒素化合物含有シリカ多孔質体を得る工程と、
窒素化合物含有シリカ多孔質体を焼成する工程とを含む。
シリカ多孔質体と液体とを接触させる工程は、上述したとおりである。
本発明の実施形態は、シリカ多孔質体と液体とを接触させる工程と、窒素化合物含有シリカ多孔質体を焼成する工程との間に、窒素化合物含有シリカ多孔質体を乾燥させる工程を含んでいることが好ましい。
以下、乾燥させる工程、および焼成する工程について説明する。
【００２９】
＜乾燥させる工程＞
本発明の実施形態のシリカガラスの製造方法においては、後述する窒素化合物含有シリカ多孔質体を焼成する工程の前に、窒素化合物含有シリカ多孔質体を乾燥させる工程を設けることが好ましい。
例えば、シリカ多孔質体と、アンモニア、アンモニウム塩、およびアミノ基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の窒素化合物を含む液体とを接触させ、得られた窒素化合物含有シリカ多孔質体を乾燥させる工程においては、自然乾燥、乾燥機による乾燥、真空乾燥等を使用できる。取扱いの容易さ、生産性の観点から、乾燥機による乾燥が好ましい。
上述のように、エタノール等の低級アルコールを含む液体とシリカ多孔質体とを接触させる場合においては、乾燥機内に窒素、アルゴン、等の不活性ガスを流しながら乾燥することが安全性の観点から好ましい。
乾燥時間は、シリカ多孔質体のサイズや厚みに依存するが、６０℃の乾燥器であれば７日程度で乾燥可能であり、１００℃の乾燥器であれば１日程度で乾燥可能であり、接触させる前の重量＋１０質量％以内になるまで乾燥すればよい。
【００３０】
＜焼成する工程＞
本実施形態のシリカガラスの製造方法は、窒素化合物含有シリカ多孔質体を焼成する工程を含む。
例えば、シリカ多孔質体と、アンモニア、アンモニウム塩、およびアミノ基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の窒素化合物を含む液体とを接触させ、得られた窒素化合物含有シリカ多孔質体を焼成すること、またはシリカ多孔質体と、アンモニア、アンモニウム塩、およびアミノ基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の窒素化合物を含む液体とを接触させ、さらに乾燥させることで得られた窒素化合物含有シリカ多孔質体を、焼成することで、ヒビ、割れ、および反りのないガラスを得ることができる。用いられる電気炉は、特に制限されず、例えば大気炉、雰囲気炉、真空炉、または電気炉などが挙げられる。従来技術では透光性を有するシリカガラスを得る観点から真空炉を選択することが好ましかったが、本技術では大気炉を用いても十分な透光性が得られる。従って、電気炉は、生産性の観点から大気炉であることが好ましい。
一定の温度条件下において焼成による反応の進み方は、シリカ粒子の粒子径、および比表面積に依存するため、焼成温度は、用いるシリカ粒子の粒子径、および比表面積に応じて適宜選択することができる。
例えば、シリカ粒子の粒子径が大きい（比表面積が小さい）場合、シリカ粒子同士が反応しにくいため、比較的高温であることが好ましい。
【００３１】
例えば、ヒュームドシリカを原材料とするシリカ多孔質体を用いる場合、焼成温度は、通常１０５０℃〜１４００℃程度であり、１１００℃〜１３５０℃程度であることが好ましい。
シリカの結晶化を抑制し、十分な透光性を有するシリカガラスを製造する観点から、１４００℃以下であることが好ましく、十分に粒子同士の表面を反応させ、十分な強度のシリカガラスを得る観点から、１０００℃以上であることが好ましい。
焼成時間は、乾燥成形体のサイズや厚みに依存するため一概には言えないが、最高温度に達してから３０分〜１２時間程度にすることが好ましい。また、昇温速度は６０℃／時間〜６００℃／時間程度が好ましく、シリカガラスの反りを抑制する観点から６０℃／時間〜３００℃／時間程度がより好ましい。
【００３２】
上述の製造方法により得られるシリカガラスは、シリカ多孔質体と、アンモニア、アンモニウム塩、およびアミノ基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の窒素化合物を含む液体とを接触させる工程を含まない製造方法により得られるシリカガラスと比較して、高い透光性を示す。
透光性を有するシリカガラスは、波長２００〜２０００ｎｍの光の透過率が高いことが好ましく、波長２３０ｎｍおよび波長２５４ｎｍの光の透過率が高いことがより好ましい。
本明細書において、光の透過率は、紫外可視近赤外分光光度計にて、積分球ユニットを用いて測定する全光線透過率の値を意味する。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明をさらに詳細に説明するために実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３４】
実施例１
シリカの割合が８質量％となるように、ヒュームドシリカ（日本アエロジル株式会社製、アエロジル（登録商標）ＯＸ５０、１次粒子径４０ｎｍ）を水に分散させ、シリカスラリーを調整した。シリカスラリーは超音波ホモジナイザー（BRANSON製、SONIFIER450、3/4”ソリッド型粉砕ホーン装着）にて分散した。
続いて、ポリビニルアルコール(以下、ＰＶＡ)（クラレ製、高純度ポバール、PVA-205Ｃ、けん化度８７〜８９モル％）を、シリカとポリビニルアルコールの質量比が１００：０．５となるように添加し、１０分攪拌した。
ポリビニルアルコールを添加したシリカスラリーを圧力０．７ＭＰａにて、メンブレンフィルター（ミリポア社製、オムニポア、孔径０．４５μｍ）上で２０分減圧濾過し、脱水成形体を得た。
脱水成形体をさらに室温で７日間乾燥させたのち、脱脂焼成を１０００℃で３ｈ行い、シリカ多孔質体を得た。
シリカ多孔質体を、室温にて２．８質量％のアンモニア水溶液に浸漬した。アンモニア水溶液は、和光純薬製（試薬特級）のアンモニア水の試薬（質量分率２８．０〜３０．０％）をイオン交換水で１０倍に希釈することで調製した。浸漬時間は１分間とした。
浸漬後、乾燥機で６０℃にて１２時間乾燥したのち、箱型電気炉にて大気中で１２００℃、６時間焼成して、透光性を有するシリカガラスを得た。
得られたシリカガラスは、脱水成形体を収縮させた形状で得られ、一切の割れ、欠けが無いモノリス（一枚の塊状）で透光性を有するシリカガラスであった。得られたシリカガラス（厚さ０．６９ｍｍ）の全光線透過率を測定したところ、波長２５４ｎｍの光の透過率が８２％であり、波長２３０ｎｍの光の透過率は７９％であった。光の透過率の測定は、紫外可視近赤外分光光度計(Jasco製V-670)にて、積分球ユニットを用いて測定した。
【００３５】
実施例２
２．８質量％のアンモニア水溶液に替えて、２．８質量％の尿素水溶液にシリカ多孔質体を浸漬すること以外は、実施例１と同様に行なった。尿素水溶液は、和光純薬製（一級）の尿素の粉末試薬をイオン交換水で溶解することで調製した。浸漬時間は１分間とした。
得られたシリカガラスは、脱水成形体を収縮させた形状で得られ、一切の割れ、欠けが無いモノリス（一枚の塊状）で透光性を有するシリカガラスであった。得られたシリカガラス（厚さ０．６９ｍｍ）の全光線透過率を測定したところ、波長２５４ｎｍの光の透過率が８０％であり、波長２３０ｎｍの光の透過率は７７％であった。
【００３６】
実施例３
２．８質量％のアンモニア水溶液に替えて、７．０質量％の尿素水溶液にシリカ多孔質体を浸漬すること以外は、実施例２と同様に行なった。尿素水溶液は、和光純薬製（一級）の尿素の粉末試薬をイオン交換水で溶解することで調製した。浸漬時間は１分間とした。
得られたシリカガラスは、脱水成形体を収縮させた形状で得られ、一切の割れ、欠けが無いモノリス（一枚の塊状）で透光性を有するシリカガラスであった。得られたシリカガラス（厚さ０．６９ｍｍ）の全光線透過率を測定したところ、波長２５４ｎｍの光の透過率が７３％であり、波長２３０ｎｍの光の透過率は７２％であった。
【００３７】
実施例４
２．８質量％のアンモニア水溶液に替えて、２．８質量％のグリシン水溶液にシリカ多孔質体を浸漬すること以外は、実施例１と同様に行なった。グリシン水溶液は、和光純薬製（試薬特級）のグリシンの粉末試薬をイオン交換水で溶解することで調製した。浸漬時間は１分間とした。
得られたシリカガラスは、脱水成形体を収縮させた形状で得られ、一切の割れ、欠けが無いモノリス（一枚の塊状）で透光性を有するシリカガラスであった。得られたシリカガラス（厚さ０．６９ｍｍ）の全光線透過率を測定したところ、波長２５４ｎｍの光の透過率が８３％であり、波長２３０ｎｍの光の透過率は８０％であった。
【００３８】
実施例５
２．８質量％のアンモニア水溶液に替えて、２．８質量％の炭酸水素アンモニウム水溶液にシリカ多孔質体を浸漬すること以外は、実施例１と同様に行なった。炭酸水素アンモニウム水溶液は、和光純薬製（一級）の炭酸水素アンモニウムの粉末試薬をイオン交換水で溶解することで調製した。浸漬時間は１分間とした。
得られたシリカガラスは、脱水成形体を収縮させた形状で得られ、一切の割れ、欠けが無いモノリス（一枚の塊状）で透光性を有するシリカガラスであった。得られたシリカガラス（厚さ０．６９ｍｍ）の全光線透過率を測定したところ、波長２５４ｎｍの光の透過率が８０％であり、波長２３０ｎｍの光の透過率は７７％であった。
【００３９】
比較例１
シリカ多孔質体を窒素化合物を含む液体に浸漬しないこと以外は、実施例１と同様に行なった。
得られたシリカガラスは、脱水成形体を収縮させた形状で得られ、一切の割れ、欠けが無いモノリス（一枚の塊状）で透光性を有するシリカガラスであった。得られたシリカガラス（厚さ０．６９ｍｍ）の全光線透過率を測定したところ、波長２５４ｎｍの光の透過率が６３％であり、波長２３０ｎｍの光の透過率は６２％であった。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
表１から明らかなように、アンモニア、アンモニウム塩、およびアミノ基を有する化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の窒素化合物を含む液体に浸漬したシリカ多孔質体を焼成して作製された、実施例１−５のシリカガラスは、該窒素化合物を含む液体に浸漬せずに製造されたシリカ多孔質体を焼成して作製された比較例１のシリカガラスに比べて、波長２３０ｎｍおよび波長２５４ｎｍの光の透過率が高かった。
また、実施例では、ヒュームドシリカに対しあらかじめ電気炉で加熱処理等することなく得られた窒素化合物含有シリカ多孔質体を用いることで、生産性よくシリカガラスを製造することができた。