【手続補正書】
【提出日】平成28年8月23日(2016.8.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物として測定した重量％で表して、０．００５重量％〜１．２重量％の範囲内の量のニオビアと、５重量％〜１０重量％の範囲内の量のチタニアと、残部のシリカＳｉＯ２とを含んでなるシリカ−チタニア−ニオビアガラス。
【請求項２】
前記チタニアの含有量が６重量％〜９重量％の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のシリカ−チタニア−ニオビアガラス。
【請求項３】
前記シリカ−チタニア−ニオビアガラスが、実質的に同等のチタニア含有量を有するシリカ−チタニアガラスの膨張率の傾きよりも小さい膨張率の傾きを有することを特徴とする請求項１に記載のシリカ−チタニア−ニオビアガラス。
【請求項４】
前記ガラスのＯＨ含有量が２００ｐｐｍ未満であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項のシリカ−チタニア−ニオビアガラス。
【請求項５】
前記ガラスのＯＨ含有量が１０〜７０ｐｐｍの範囲内であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項のシリカ−チタニア−ニオビアガラス。
【請求項６】
０．００５重量％〜１．２重量％の範囲内の量のニオビアと、５重量％〜１０重量％の範囲内の量のチタニアと、残部のシリカとを含む組成を有するシリカ−チタニア−ニオビアガラスの製造方法であって：
５〜１０重量％の範囲内のチタニア含有量を有するシリカ−チタニアスートを得るステップと；
選択された量のニオブ化合物を含有する水酸化物水溶液を調製し、１２を超えるｐＨに調整し、前記シリカ−チタニアスートを前記溶液に加えるステップであって、前記溶液中の前記ニオブ化合物の前記量は、それにより形成されるシリカ−チタニア−ニオビアガラスが、０．００５重量％〜１．２重量％のニオビア、５重量％〜１０重量％のチタニア、残部のシリカから実質的になるような量である、ステップと；
得られたシリカ−チタニアスート含有溶液を１４〜２４時間混合して安定なゾルを形成し、次に、ゲルを形成するための時間依存性緩衝ゲル化剤を加えることによってｐＨを１０未満まで低下させ、脱気することによって取り込まれた空気を除去するステップと；
前記脱気したゾルを部分的に閉じた容器に移し、前記ゾルを＞７５％の相対湿度で０．２〜４８時間エージングしてゲルを形成するステップと；
前記容器を開放し、４〜８日の範囲内の時間、または前記ゲルの重量が出発ゲルの重量の７０％未満に減少するまでの時間、前記ゲルを風乾させるステップと；
前記ゲルをオーブン中１００〜１５０℃の温度まで２０〜３０時間の範囲内の時間ゆっくり加熱することによって乾燥させて、乾燥ゲル材料を形成するステップと；
前記乾燥ゲル材料を炉中７００〜８００℃の温度まで７０時間〜１００時間の範囲内にわたってゆっくり加熱して、前記乾燥ゲル材料を損傷することなく前記乾燥材料中に存在する有機バインダーをゆっくり除去し、それによってシリカ−チタニア−ニオビアガラス前駆体を形成するステップと；
前記前駆体をヘリウム流中１６００℃〜１７００℃の範囲内の選択された温度まで４時間〜２４時間の範囲内にわたって加熱することによって、シリカ−チタニア−ニオビアガラス前駆体を固化させてガラスを得るステップであって、但し、前記加熱は、前記ガラス中の結晶化を回避するために、１５３５℃を超える温度では８℃／分を超える速度である、ステップと；
前記固化したガラスを固化温度から室温まで冷却するステップと；
を含んでなる方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
さらに本開示は、０．００５重量％〜１．２重量％の範囲内の量のニオビア、５重量％〜１０重量％の範囲内の量のチタニアを含む組成を有し、ガラスの残部がシリカであるシリカ−チタニア−ニオビアガラスの製造方法であって：
５〜１０重量％の範囲内のチタニア含有量を有するシリカ−チタニアスートを得るステップと；
選択された量のニオブ化合物を含有する水酸化物水溶液を調製し、１２を超えるｐＨに調整し、シリカ−チタニアスートを溶液に加えるステップであって、溶液中のニオブ化合物の量は、それより形成されるシリカ−チタニア−ニオビアガラスが、０．００５重量％〜１．２重量％のニオビア、５重量％〜１０重量％のチタニアから実質的になり、ガラスの残部がシリカとなる量であるステップと；
得られたシリカ−チタニアスート含有溶液を１４〜２４時間混合して安定なゾルを形成し、次に、ゲルを形成するための時間依存性緩衝ゲル化剤を加えることによってｐＨを１０未満まで低下させ、脱気することによって取り込まれた空気を除去するステップと；
脱気したゾルを密閉容器に移し、ゾルを＞７５％の相対湿度で０．２〜４８時間の範囲内の時間エージングしてゲルを形成するステップと；
容器を開放し、４〜８日の範囲内の時間、またはゲルの重量が出発ゲルの重量の７０％未満に減少するまでの時間、ゲルを風乾するステップと；
ゲルをオーブン中１００〜１５０℃の温度まで２０〜３０時間の範囲内の時間ゆっくり加熱することによって乾燥させて、乾燥ゲル材料を形成するステップと；
乾燥ゲル材料を加熱炉中７００〜８００℃の温度まで７０時間〜１００時間の範囲内の時間にわたってゆっくり加熱して、乾燥ゲル材料を損傷することなく乾燥材料中に存在する有機バインダーをゆっくり除去し、それによってシリカ−チタニア−ニオビアガラス前駆体を形成するステップと；
前駆体をヘリウム流中１６００℃〜１７００℃の範囲内の選択された温度まで４時間〜２４時間の範囲内にわたって加熱することによって、シリカ−チタニア−ニオビアガラス前駆体を固化させてガラスを得るステップであって、但し、加熱は、ガラス中の結晶化を回避するために、１５３５℃を超える温度では８℃／分を超える速度であるステップと；
固化したガラスを固化温度から室温まで冷却するステップと；
を含む方法に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
２日後、容器を開き、ゲル化した材料を少なくとも５日間風乾し、その時間によって、ゲル化した材料の質量が出発スラリーの質量の７０％未満に低下する。次にこの材料をオーブン中１１０〜１５０℃の範囲内の選択された温度まで１８〜３０時間の範囲内の時間加熱することによって乾燥させた。ゲル化した材料の亀裂を防止するために、選択された温度での加熱はゆっくり行い、たとえば２〜２０℃／時の範囲内の速度で室温から最高温度まで加熱することによって行った。たとえば、材料を２４時間で室温から１２０℃まで加熱し、次に１２０℃の温度で２時間以上維持することによって、材料を１２０℃で約３０時間乾燥させることができる。次に乾燥させた材料を４℃〜１０℃／時の範囲内の速度で７００〜９００℃の範囲内の温度に加熱し、この温度範囲で７０時間〜１００時間の範囲内の時間維持する。たとえば、乾燥させた材料は、約８００℃の温度となり、＞０時間〜２時間の範囲内の時間維持され、加熱は＜１０℃／時の速度で１２０℃〜５５０℃までの温度、それ以上の速度で８００℃まで行われ、ゲル化した材料を損傷することなく、乾燥したゾルゲル材料中に存在する有機物質が除去される。有機物が十分に焼失した後、得られた材料は、固化によってガラスが得られる状態となっている。この材料は、ヘリウム（Ｈｅ）流中１６００℃〜１７００℃の範囲内の選択された温度で５時間〜１５時間の範囲内の時間で固化される。たとえば、固化は、Ｈｅ流中１６７０±１０℃の温度で７時間〜１０時間の範囲内の時間で行った。ガラスの結晶化を回避するため、加熱は、１５３５℃を超える温度では、１０〜２０℃／分の範囲内の速度であることが特に重要である。材料が選択された温度、たとえば１６７０℃に到達した後、Ｈｅ流は場合により停止することができ、残りの固化時間の間は固化室にアルゴン（Ａｒ）が流される。このＨｅからＡｒへのガスの切り替えによって、ガラス中に取り込まれ得るＨｅの気泡が減少し、実質的に解消することができる。初期のＨｅ流は、ガラスのＯＨ含有量を減少させる役割も果たし、たとえば５００ｐｐｍ未満のＯＨ含有量まで減少する。一実施形態においては、ＯＨ含有量は２００ｐｐｍ未満となる。別の一実施形態においてＯＨ含有量は１００ｐｐｍ未満となる。さらなる一実施形態においては、ＯＨ含有量は１０〜７０ｐｐｍの範囲内となる。固化プロセス全体でＡｒが使用される場合の、より大きな原子のＡｒよりも、より小さな原子であるＨｅは、固化中にガラスからより容易に脱出できるので、Ａｒへの切り替えが行われる。固化したガラスがＮ２流中でアニールされる。代表的なアニール計画の１つは、１〜５℃／時の速度での１０５０℃から７００℃への冷却である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
前述の方法に加えて、本開示は、０．００５重量％〜１．２重量％の範囲内の量のニオビア、５重量％〜１０重量％の範囲内のチタニアを含む組成を有し、ガラスの残部がシリカであるシリカ−チタニア−ニオビアガラスの製造方法であって：
５〜１０重量％の範囲内のチタニア含有量を有し残部がシリカであるシリカ−チタニアスートを作製するステップと；
選択された量のニオブ化合物を水酸化物水溶液中に溶解させ、ニオブ含有溶液の最終ｐＨが１２．５〜１３の範囲内となるように塩の溶解中および溶解後に溶液のｐＨを調整し、最終ガラスが０．００５重量％〜１．２重量％の範囲内の量のニオビア、５重量％〜１０重量％の範囲内の量のチタニアから実質的になり、ガラスの残部がシリカとなるような量のニオブ化合物が溶解されるステップと；
シリカ−チタニアスートをニオブ含有溶液に加え、得られた混合物を１４〜２４時間の範囲内の時間混合して安定なゾルを形成するステップと；
ゲルを形成するための緩衝ゲル化剤を加えることによって、約ｐＨ９であるシリカゾルの等電点付近にゾルのｐＨを低下させるステップと；
真空室中で約１００ｋＰａだけ減圧することによってゾルを脱気して、取り込まれた空気を除去するステップと；
ゾルを好適な容器に移し、容器を密閉し、ゲルを容器中で室温および相対湿度＞７５％において０．２〜４８時間の時間エージングするステップと；
容器を開放し、４〜８日の範囲内の時間、またはゲルの重量が出発ゲルの７０％未満に減少するまでの時間、ゲルを風乾するステップと；
ゲルをオーブン中、１１０〜１５０℃の範囲内の温度まで２０時間〜３０時間の範囲内の時間加熱して、乾燥ゲル材料を形成するステップと；
乾燥ゲル材料を加熱炉中、約８００℃の温度まで７０時間〜１００時間の範囲内の時間加熱して、乾燥ゲル材料を損傷することなく、乾燥材料中に存在する有機バインダーをゆっくり除去し、それによってシリカ−チタニア−ニオビアガラス前駆体を形成するステップと；
前駆体をヘリウム（Ｈｅ）流中１６００℃〜１７００℃、一実施形態においては１６５０℃〜１７００℃の範囲内の選択された温度まで６時間〜１０時間の範囲内の時間加熱することによってシリカ−チタニア−ニオビアガラス前駆体を固化させてガラスを得るステップであって、材料が選択された温度に到達してからＨｅ流を停止し、固化時間の残りはアルゴン（Ａｒ）を流し、それによってシリカ−チタニア−ニオビアガラスを形成するステップと；
固化したガラスを固化温度から約１０５０℃まで５℃〜２０℃／分の範囲内の速度で冷却し、次に１０５０℃から７００℃まで１℃〜１０℃／時の範囲内の速度で冷却し、続いて加熱炉を停止し、加熱炉の自然冷却速度でガラスを室温まで冷却し、ガラスを加熱炉から取り出すステップと；
を含む方法に関する。