(57)【要約】  光学品質ガラスを形成するための方法が提供される。当該方法は、シリカスート粒子のｐＨを少なくとも７に増大するために、シリカスート粒子を、アンモニア塩、ナトリウム塩、カリウム塩、またはガスなどの塩基性添加剤と接触させるステップと、シリカスート成形体を形成するステップと、例えば加熱することによって、塩基性添加剤をシリカスート成形体から除去するステップとを、含む。光ファイバープリフォームのクラッド部分を形成する方法も提供される。
2020500817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学品質ガラスを形成する方法であって、
シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップと、
シリカスート成形体を形成するステップと、
前記シリカスート成形体から前記塩基性添加剤を除去するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップは、当該シリカスート粒子のｐＨを約７．０と約１０との間に増大する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップは、当該シリカスート粒子に約１ｐｐｍと約２５００ｐｐｍとの間の当該塩基性添加剤を添加するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記シリカスート成形体の密度は、約１．００ｇ／ｃｍ３未満である、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記シリカスート成形体の密度は、約０．４０ｇ／ｃｍ３と約０．９０ｇ／ｃｍ３との間である、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記塩基性添加剤は、アンモニウム塩、ナトリウム塩、およびカリウム塩からなる群から選択される、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記塩基性添加剤はガスである、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記ガスはアンモニア含有ガスである、請求項７記載の方法。
【請求項９】
シリカスート成形体を形成するステップは、シリカスート粒子を基材の外側層に加圧成形して、光ファイバープリフォームの少なくとも一部を形成するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記シリカスート成形体を焼結してガラス物品を形成するステップをさらに含む、請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１６年１１月３０日に出願された米国仮出願第６２／４２８，２４６号の優先権の利益を主張し、この内容は、下記に全文が記載されたものとして、その全体が参照により依拠され、本明細書に引用される。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、一般に、光学品質ガラスを形成するための方法に関し、具体的には、シリカスート成形体を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
高純度のシリカ粉末、またはシリカスートは、高光伝送を作製するプロセスにおいて生成される。光ファイバー製造において、シリカ粉末は、ＳｉＣｌ４などのハロゲン化ケイ素の火炎加水分解を介して、またはオクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）などのシリカ種を含有する有機化合物の火炎燃焼を介して、製造される。外付け気相蒸着（ＯＶＤ）プロセスおよび気相軸付け（ＶＡＤ）プロセスなどの、光ファイバープレフォームを作製するための従来の化学気相蒸着（ＣＶＤ）プロセスは、ブランク上にスート粒子を捕集するが、これらのプロセスの蒸着効率における限界のために出発原材料の一部しか利用されないことが多い。シリカスートの残りは、清浄なバグハウスで捕集することができ、そこではシリカの純度が維持される。したがって、光学品質ガラスを形成する際の「廃」シリカスートを使用することは、光ファイバー製造に対して原材料費用の相当な節減をもたらす可能性がある。
【０００４】
代替的には、シリカスートをルースパウダーとして、バグハウスシステムにおいてほぼ１００％の捕集効率で生成することができ、ここでは、生成パラメーターの変化により純度および表面積の制御が可能であり、表面積は約２０ｍ２／ｇと４００ｍ２／ｇとの間の範囲であり得る。このプロセスにおいて捕集されたスートは、光ファイバーブランクまたはそのようなブランクの部分を形成するために使い、生成費用を下げることも可能である。
【０００５】
種々の方法が、光学品質ガラスの生産においてシリカスートを利用するために創案されてきた。例えばゾルゲルプロセス、および他の「湿潤」プロセスを含むこれらの方法は、費用がかかり、複雑であり、かつ／または時間を取る加工条件および設備などの様々な欠点を持ち得、成形体の密度および外形に関して許容できないばらつきがあるなど、望ましい特性を満たさないスート成形体となる場合がある。このように望ましい特性が満たされないと、成形体の強度に悪影響を及ぼし、亀裂、破壊、または他の種類のスート成形体破損をもたらし得る。
【０００６】
代替的には、生成プロセスから捕集されたスートは、閉鎖空間内で圧力を付与することによって、自立した部分として、または基材上の位置として、単体の塊に形成され得る。圧力下で圧縮されたスート粒子間の結合相互作用は、高純度ガラスに焼結され得る多孔質成形体をもたらす。この方法では、圧縮の後に獲得される強度が低いという難点があり得る。成形体がその形状を維持し、慎重に移動され加工され得る一方で、例えば、部品を手渡している間、または基材に加圧成形する場合は収縮差が応力を誘起するときに、僅かな応力により亀裂に至る可能性がある。
【０００７】
１つの方法によると、シリカスート試料中の含水量を増加することによってスート成形体の強度が向上する場合がある。しかしながら、水は揮発性であり、シリカスート試料全体に行き渡らせることは困難であり得るため、始めはうまく行き渡っていた水の供給も、乾燥し、経時的に結合力を失いやすい。乾燥によるメニスカス力が粒子を引き集める際に生じる圧縮の結果として、シリカスートの高密度を維持する集塊または硬い集塊が形成される。硬い集塊は、スート成形体の強度に悪影響を及ぼす場合があり、得られるガラスにおける気孔の形成に至る場合がある。
【０００８】
有機添加剤もスート成形体を強化することにおいて効果的である場合がある。高純度が必要とされることを思い起こすと、焼結プロセス中にガラス中の結晶化を誘起し得るｐｐｍレベルを超えるアルカリ金属を組み込まずに、有機バインダーを混合することは困難である。さらに、高純度シリカスートから有機添加剤を除去することは達成が困難であり得、さらなる高温度加工工程が必要となる場合がある。除去がうまくいかなかった場合、有機添加剤は、固化の間にシリカスート中に閉じ込められ、得られるガラス中に気孔を形成する場合がある。スート成形体の強度を向上する可能性があるさらに他の添加剤は、シリカスートから除去するために高温活性酸化または塩素化を必要とする。除去に必要とされる温度では、これらの添加剤はシリカスートのシリカ表面と相互作用し、不可逆の結晶化を開始する場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
必要とされるのは、加圧成形されたスート体が、高品質の光透過性ガラスを達成するために必要とされる純度を維持しながら取扱いおよび熱処理中に起こる応力下での亀裂に耐え得るように、加圧成形されたスート体の強度を増大する方法である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の実施形態によると、光学品質ガラスを形成するための方法が提供される。当該方法は、シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させることと、シリカスート成形体を形成することと、塩基性添加剤をシリカスート成形体から除去することとを、含む。
【００１１】
本開示の別の実施形態によると、光ファイバープリフォームのクラッド部分を形成する方法が提供される。当該方法は、部分的に作製された光ファイバープリフォームを成形型体の内側キャビティに位置付けるステップを含む。当該方法は、シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップと、シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させた後に成形型体にシリカスート粒子を装填するステップとを、さらに含む。当該方法は、シリカスート成形体を形成するためにシリカスート粒子を径方向に圧縮するステップと、シリカスート成形体から塩基性添加剤を除去するステップとを、さらに含む。
【００１２】
本開示の別の実施形態による、予熱に必要な通常の加熱中に亀裂に耐えることができる、またはスートを高密度のガラスに固化させることができる、光ファイバープリフォームのクラッド部分を形成するための方法。当該方法は、部分的に作製された光ファイバープリフォームを成形型体の内側キャビティに位置付けるステップを含む。当該方法は、シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップと、シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させた後に成形型体にシリカスート粒子を装填するステップとを、さらに含む。塩基性添加剤は、強化された加圧成形されたスート体のモジュラスを著しく増大させることなく、加圧成形されたスート体を強化し、結果として、加熱中の亀裂耐性を向上する。
【００１３】
さらなる特徴および利点は、以下の詳細な説明において記載され、この説明から、当業者にとって部分的に容易に明らかとなるであろう、または、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、ならびに添付された図面を含む本明細書で説明される実施形態を実施することにより、認識されるであろう。
【００１４】
前述の一般的な説明および以下の詳細な説明はともに、例示的であるにすぎず、特許請求の範囲の性質および特徴を理解することへの概観または枠組を提供することを意図するものであることが理解されるべきである。添付の図面は、さらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する。図面は、１つまたは複数の実施形態を例示し、説明とともに様々な実施形態の原理および実施を説明するために有用である。
【００１５】
本開示は、単に非限定的な例として与えられる、以下の説明および添付の図から、より明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の実施形態に従う、光ファイバープリフォームのクラッド部分を形成する方法を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
ここから本明細書の実施形態（複数可）に詳細に言及し、その例（複数可）は添付の図面において図示される。可能な場合は必ず、同じまたは同様の部分に言及するために、同じ参照番号が図面を通して使用される。
【００１８】
文脈上明確に別段の指示がない限り、単数形の「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、複数の指示対象を含む。同じ特性を説明するすべての範囲の終点は、それぞれ独立に組み合わせることができ、記載される終点を含む。すべての参考文献は、参照により本明細書に引用される。
【００１９】
本開示は、まず一般的に、次にいくつかの例示的な実施形態に基づいて詳細に、以下に説明する。個々の例示的な実施形態において互いとの組み合わせで示される特徴は、すべてが実現される必要はない。具体的には、個々の特徴は、また、割愛されてもよく、または何らかの他の方法で、同じ例示的な実施形態の、さもなければ他の例示的な実施形態の、示される他の特徴と組み合わされてもよい。
【００２０】
本開示の実施形態によると、光学品質ガラスを形成するための方法が提供される。当該方法は、シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させることと、シリカスート成形体を形成することと、塩基性添加剤をシリカスート成形体から除去することとを、含む。本明細書に記載されるように、用語シリカスート粒子は、シリカ、またはこれらに限定されないが酸化ゲルマニウム、リン、フッ素、チタニア、塩素その他などのドーパントをドープしたシリカでできた非晶質のスート粒子材料を意味する。シリカスート粒子は、平均粒径が約０．２マイクロメートルで、約０．０５マイクロメートルと約０．４マイクロメートルとの間のサイズを有してもよい。シリカ系スート粒子の粒子表面積は、約１５ｍ２／ｇより大きくてもよく、より好ましくは、約１７ｍ２／ｇより大きくてもよく、さらにより好ましくは、約２０ｍ２／ｇより大きくてもよく、さらに約５０ｍ２／ｇより大きくてもよい。粒子表面積は、約２５０ｍ２／ｇ以上の大きさであってもよい。シリカスート粒子は、約０．１重量％より多いが約５．０重量％を超えない水を含有してもよい。
【００２１】
本開示の実施形態は、シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させることを含む。シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させることは、塩基性添加剤をシリカスート粒子と物理的に混合することを含んでもよく、ここで、塩基性添加剤は混合固体である。代替的には、シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させることは、塩基性添加剤を添加剤の気化によってシリカスート粒子内に分散させることを含んでもよい。別の代替法として、シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させることは、例えば、シリカスート生成プロセスの捕集ステップまたはＣＶＤプロセスの捕集ステップ中に、塩基性添加剤を含む溶液をシリカスート粒子に注入または乾式噴霧することを含んでもよい。使用する技法にかかわらず、シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させることにより、塩基処理されたシリカスート粒子が形成される。
【００２２】
シリカスート粒子のｐＨ、塩基処理されているかいないかは、水中でシリカスート粒子の水分散液を形成することによって決定されてもよい。シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させることにより、シリカスート粒子に関連するキャピラリー水のｐＨが増大する。シリカスート粒子のみ（塩基処理されていないシリカスート粒子）を有する水分散液のｐＨは、約４と約５との間である。塩基性添加剤は、本明細書に説明されるように、塩基処理されたシリカスート粒子を有する水分散液中で７より大きいｐＨを与える添加剤を意味する。本開示の実施形態によると、塩基処理されたシリカスート粒子を有する水分散液のｐＨは、約７．０と約１０との間であってもよい。例えば、塩基処理されたシリカスート粒子を有する水分散液のｐＨは、約７．５と約９．５との間、またはさらに約８．０と約９．０との間であってもよい。本開示において、水分散液のｐＨは、残部が塩基処理されたシリカスート粒子である約８０％脱イオン水を含有する混合液を形成し、混合液中にｐＨ電極を浸漬することによって測定してもよい。ｐＨ電極は、単一ガラス電極であっても二重ガラス電極であってもよい。混合液の流動性が低すぎるためにｐＨ測定値が得られない場合は、混合液の粘度がせん断速度２８ｓ−１で約５００ｃｐｓ未満となるまで、約１．０重量％脱イオン水などの脱イオン水の等容積を段階的に添加してもよい。そのような粘度では、ｐＨ電極を混合液に浸漬することができ、混合液のｐＨを測定できる。
【００２３】
塩基性添加剤は、得られるスート成形体に増大した強度を付与するように選択されてもよく、このことは、ひいてはスート成形体の取扱いおよび加工から生じる成形体の破損を低減する。塩基性添加剤は、また、スート成形体およびスート成形体から生成されて得られるガラスの汚染を防止するように選択されてもよい。さらには、塩基性添加剤は、除去の容易さに基づいて選択されてもよい。換言すると、塩基性添加剤は、追加の高温プロセスステップを必要とせずにスート成形体から除去してもよい。
【００２４】
塩基性添加剤は、アンモニウム塩、ナトリウム塩、またはカリウム塩などのイオン化合物であってもよい。適用可能な添加剤としては、これらに限定されないが、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、水酸化アンモニウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムが挙げられる。塩基性添加剤は、揮発性添加剤であっても、不揮発性添加剤であってもよい。本明細書では、用語「揮発性添加剤」は、標準状態下で相対的に十分高い蒸気圧を有するため、著しく気化し、空気に流れ込む化合物を意味する。揮発性添加剤は、温度２０℃で約５ｍｍＨｇより大きい蒸気圧を有する化合物である。本開示の実施形態によると、そのような揮発性添加剤は、これらに限定されないが、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウムおよび水酸化アンモニウムであってもよい。本明細書では、用語「不揮発性添加剤」は、標準状態下で相対的に十分低い蒸気圧を有するため、あまり気化しない、または空気に流れ込まない化合物を意味する。不揮発性添加剤は、２０℃の温度で約５ｍｍＨｇ未満の蒸気圧を有する化合物である。本開示の実施形態によると、そのような不揮発性添加剤は、これらに限定されないが、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムであってもよい。塩基性添加剤は、また、ガスであってもよい。例えば、当該ガスはアンモニア含有ガスであってもよい。
【００２５】
特に別段の断りがない限り、本明細書では、用語「ｐｐｍ」一般に、重量に基づく百万分率を意味し、重量％における測定値は１０，０００倍に増加させることによってｐｐｍに換算することができる。
【００２６】
塩基性添加剤を、約１ｐｐｍと約２５００ｐｐｍとの間、または約１０ｐｐｍと約２０００ｐｐｍとの間の濃度でシリカスート粒子に添加してもよい。代替的には、塩基性添加剤を、約５０ｐｐｍと約１５００ｐｐｍとの間、またはさらに約１００ｐｐｍと約１０００ｐｐｍとの間の濃度で添加してもよい。
【００２７】
塩基性添加剤を、シリカスート成形体の形成前の任意の時間に、シリカスート粒子に添加してもよい。例えば、塩基性添加剤を、シリカスート粒子がバグハウスに捕集されている間、シリカスート粒子がバグハウスから大型容器に捕集された後、または、より小さい規模でシリカスート粒子がシリカスート成形体の形成のために準備されている間、添加してもよい。
【００２８】
塩基性添加剤を、溶媒の非存在下でシリカスート粒子に物理的に接触させることなどによって、ばらばらの結晶形でシリカスート粒子に添加してもよい。好ましくは、限定する意図はないが、揮発性添加剤の気化傾向を利用するために、揮発性添加剤を、シリカスート粒子にばらばらの結晶形で添加し、このことは、ひいては気相でのシリカスート粒子と塩基性添加剤との間のさらなる接触をもたらす。代替的には、塩基性添加剤をシリカスート粒子にガスとして添加してもよい。シリカスート粒子を、室または炉などの閉鎖系に位置付けてもよく、またはシリカスート粒子を、気体がシリカスート粒子を覆ってまたはシリカスート粒子を通って流動する開放系に位置付けてもよい。ガス流量、曝露時間、および濃度は所望の増加したｐＨ値をもたらすように調節することができる。別の代替法として、塩基性溶液をシリカスート粒子に添加することによって、塩基性添加剤をシリカスート粒子と接触させてしてもよい。好ましくは、限定する意図はないが、不揮発性添加剤の気化傾向の欠如（揮発性添加剤と比較して）を考慮に入れて、不揮発性添加剤をシリカスート粒子に溶液で添加する。
【００２９】
本開示の実施形態によると、シリカスート粒子は、シリカスート粒子の自由流動状態を維持する割合で塩基性溶液と接触させてもよい。シリカスート粒子の自由流動状態を維持することは、シリカスート粒子の重量比で約５．０％未満の濃度で塩基性溶液を添加することを含む。シリカスート粒子を塩基性溶液の気化したミストと接触させることによって、シリカスート粒子のいかなる部分も約５．０重量％より大きい塩基性溶液を含まないようにシリカスート粒子と塩基性溶液との間の接触を制御することが可能であってもよい。
【００３０】
塩基性添加剤が添加されれば、熱を適用して添加剤がシリカスート粒子上にさらに分配されるのを促進してもよい。そのような熱は、室または炉などの閉鎖系にあるシリカスート粒子に適用されてもよい。本開示の実施形態によると、塩基性添加剤を含有するシリカスート粒子は、約２５０℃未満の温度に加熱され、その後、冷却されてもよい。さらに別の実施形態において、塩基性添加剤を含有するシリカスート粒子は、約１００℃と約２００℃との間の温度に加熱され、その後、冷却されてもよい。シリカスート粒子が捕集される間、例えば、シリカスート生成プロセスの捕集ステップまたはＣＶＤプロセスの捕集ステップ中に塩基性添加剤を添加する実施形態において、捕集条件は、添加剤がシリカスート粒子上にさらに分配されるのを促進するために必要な熱を付与する場合があると考えられる。
【００３１】
本開示の実施形態は、シリカスート成形体を形成することをさらに含む。１つの非限定的な例として、塩基処理されたシリカスート粒子は、キャビティを有するステンレス鋼成形型に装填してもよい。鋼成形型の内側面は研磨されており、ラムが成形型キャビティに入ることを可能にする寸法を有するぴったり合った鋼ラムを成形型キャビティの両側に位置付ける。ラムは、塩基処理されたシリカスート粒子に成形圧力を適用するように構成される。そのような成形圧力は、得られるシリカスート成形体の密度を制御するように調節されてもよい。成形圧力は、シリカスート成形体の形成に好適な時間の間保持され、次に、解放される。成形圧力が解放された後、シリカスート成形体は、成形型キャビティからラムの一方を取り去り、他方のラムでシリカスート成形体を成形型キャビティから軽く押し出すことによって射出される。
【００３２】
本開示の実施形態は、シリカスート成形体から塩基性添加剤を除去することをさらに含む。例えば、増大した強度を必要とする加工ステップがすべて完了すれば、塩基性添加剤をシリカスート成形体から除去してもよい。増大した強度を必要とする加工ステップは、これらに限定されないが、シリカスート成形体を成形型から持ち上げること、成形体を１つの位置から別の位置まで移送すること、成形体を移送デバイスに乗せること、および成形体を加熱した炉に載置することであってもよい。塩基性添加剤を除去することは、シリカスート成形体を加熱して塩基性添加剤の制御された気化を誘発することを含んでもよく、当該気化は、残渣のない除去も達成する場合がある。制御された気化を誘発することによって、シリカスート成形体に対して最小限の内圧を生成し、シリカスート成形体における内部破断の形成を回避する速度で、塩基性添加剤が除去されることが意図される。塩基性添加剤は、シリカスート粒子を毎分約１０℃未満の速度で約２００℃を超える温度に加熱することによって除去されてもよい。シリカスート粒子は、毎分約１℃から約５℃までの速度で約２００℃を超える温度に加熱されてもよい。シリカスート成形体を加熱することは、空気または窒素リッチ雰囲気中で行われてもよい。
【００３３】
任意選択で、シリカスート成形体から塩基性添加剤を除去することは、シリカスート成形体を化学的に洗浄することをさらに含む。シリカスート成形体を化学的に洗浄することは、シリカスート成形体を化学薬剤中で約８００℃と約１０００℃との間の温度で加熱することを含んでもよい。本開示の実施形態によると、化学薬剤は、例えば、これらに限定されないが、Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、ＳＯＣｌ２、または、当技術分野で既知の、塩基性添加剤を揮発させる任意の化学薬剤であってもよい。本開示を限定することを意図するわけではないが、シリカスート成形体を化学的に洗浄することは、シリカスート成形体が不揮発性添加剤で処理されたシリカスート粒子から形成される場合、最も有利である可能性がある。
【００３４】
本明細書に説明されるシリカスート成形体の密度は、同じ成形圧力で加圧成形される場合、塩基性添加剤なしで形成されるシリカスート成形体の密度より低い。この密度は、得られるガラスにおける気孔の形成による悪影響を防止するには十分低いが、シリカスート成形体から得られるガラスの十分な歩留まりをもたらすには十分高い。本開示の実施形態によると、シリカスート成形体は、約１．００ｇ／ｃｍ３未満の密度を有してもよい。例えば、シリカスート成形体は、約０．４０ｇ／ｃｍ３と約０．９０ｇ／ｃｍ３との間、またはさらに約０．６０ｇ／ｃｍ３と約０．８５ｇ／ｃｍ３との間の密度を有してもよい。
【００３５】
本開示の実施形態に従って形成されるシリカスート成形体は、シリカスート粒子のみから形成されるシリカスート成形体と比較して、増大した強度を有する。いかなる特定の理論に束縛されることを望むものではないが、本開示の実施形態に従って形成されるシリカスート成形体が、シリカスート粒子のみから形成されるシリカスート成形体と比較して、弾性率において増大しないことが観察された。結果として、スート成形体は歪み下で亀裂によりよく耐えることができる。そのような増大した強度により、スート成形体の取扱いおよび加工から生じる成形体の破損が低減する。本開示の実施形態に従って形成されるシリカスート成形体は、シリカスート粒子のみから形成されるシリカスート成形体より５０％大きい引張強度を有してもよい。本開示の実施形態に従って形成されるシリカスート成形体は、シリカスート粒子のみから形成されるシリカスート成形体より７０％大きい引張強度を有してもよい。本開示の実施形態に従って形成されるシリカスート成形体は、シリカスート粒子のみから形成されるシリカスート成形体より１００％大きい引張強度を有してもよい。例えば、本開示の実施形態に従って形成されるシリカスート成形体は、シリカスート粒子のみから形成されるシリカスート成形体より約５０％と約１２５％との間大きい引張強度を有してもよい。さらに、本開示の実施形態に従って形成されるシリカスート成形体は、シリカスート粒子のみから形成されるシリカスート成形体より最大約１５０％まで大きい引張強度を有してもよい。本開示の実施形態に従って形成されるシリカスート成形体は、シリカスート粒子のみから形成されるシリカスート成形体より約０％と約４０％との間大きい引張弾性率を有してもよい。１つの非限定的な例として、本開示の実施形態に従って形成されるシリカスート成形体は、シリカスート粒子のみから形成されるシリカスート成形体より約１００％大きい引張強度を有していた、また、シリカスート粒子のみから形成されるシリカスート成形体の引張弾性率の約１０％内である引張弾性率を有するとわかった。
【００３６】
本開示の実施形態に従って形成されるシリカスート成形体は、また、シリカスート粒子のみから形成されるシリカスート成形体と比較して、上昇した温度に曝露したとき増大した強度を有する。約２００℃を超える温度に曝露したとき、本開示の実施形態に従って形成されるシリカスート成形体は、シリカスート粒子のみから形成されるシリカスート成形体より９０％大きい引張強度を有してもよい。約２００℃を超える温度に曝露したとき、本開示の実施形態に従って形成されるシリカスート成形体は、シリカスート粒子のみから形成されるシリカスート成形体より１５０％大きい引張強度を有してもよい。約２００℃を超える温度に曝露したとき、本開示の実施形態に従って形成されるシリカスート成形体は、シリカスート粒子のみから形成されるシリカスート成形体より２００％大きい引張強度を有してもよい。例えば、約２００℃を超える温度に曝露したとき、本開示の実施形態に従って形成されるシリカスート成形体は、シリカスート粒子のみから形成されるシリカスート成形体より約９０％と約２７５％との間大きい引張強度を有してもよい。
【００３７】
同様に、本開示の実施形態に従って形成されるシリカスート成形体は、また、同じシリカスート成形体の室温での強度と比較して、上昇した温度に曝露したとき増大した強度を有する。約２００℃を超える温度に曝露したとき、本開示の実施形態に従って形成されるシリカスート成形体は、室温での同じシリカスート成形体より５％大きい引張強度を有してもよい。約２００℃を超える温度に曝露したとき、本開示の実施形態に従って形成されるシリカスート成形体は、室温での同じシリカスート成形体より１５％大きい引張強度を有してもよい。約２００℃を超える温度に曝露したとき、本開示の実施形態に従って形成されるシリカスート成形体は、室温での同じシリカスート成形体より２０％大きい引張強度を有してもよい。例えば、約２００℃を超える温度に曝露したとき、本開示の実施形態に従って形成されるシリカスート成形体は、室温での同じシリカスート成形体より約５％と約５０％との間大きい引張強度を有してもよい。
【００３８】
本開示の実施形態によると、ガラス物品を形成するために、シリカスート成形体を焼結してもよい。シリカスート成形体を約１２００℃と約１５５０℃との間の焼結温度に加熱して、シリカスート成形体がガラス物品に固化するまで焼結温度で維持してもよい。本開示の実施形態に従って形成されるシリカスート成形体から形成されるガラス物品は、高い透明性およびガラスには種晶がないかまたはガラスが約５０マイクロメートル未満の直径を有する種晶を少数有するという事実によって特徴付けられる、良好な品質のものである。
【００３９】
本明細書で開示されるシリカスート粒子は、光学品質ガラスの前駆体として機能してもよい。シリカスート粒子を基材の外側層に加圧成形して、光ファイバープリフォームのクラッド部分を形成するために光ファイバープリフォームの少なくともの一部を形成してもよい。図１に示すように、光ファイバープリフォームを形成するための方法１００は、部分的に作製された固化したまたは固化していないシリカガラスプリフォームを成形型体の内側キャビティに位置付けること１１０を含む。部分的に作製されたプリフォームは、ＯＶＤまたはＶＡＤなどの化学気相蒸着プロセスによって堆積されるスート領域を含んでもよい。方法１００は、シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させること１２０と、成形型体にシリカスート粒子を装填すること１３０とを、さらに含む。シリカスート粒子は、部分的に作製されたプリフォームと成形型体の内側壁との間の内側キャビティに堆積されてもよい。方法１００は、シリカスート成形体を形成するためにシリカスート粒子を径方向に圧縮すること１４０を、さらに含む。径方向に内向きの圧力は、部分的に作製されたプリフォーム上のスート領域に押し付けて粒子ガラス材料を加圧するために、粒子ガラス材料に対して適用されてもよい。米国特許第８，５７８，７３６号明細書および米国特許公開第２０１０／０１０７７００号明細書に開示される加圧成形の方法および装置が用いられてもよく、それらの明細書はその全体が参照により引用される。方法１００は、シリカスート成形体から塩基性添加剤を除去すること１５０をさらに含む。
【００４０】
本開示の実施形態は、シリカスート粒子から形成されるシリカスート成形体の気孔構造に悪影響を及ぼさない、塩基性添加剤をシリカスート粒子と接触させる方法を提供することが見出されている。本明細書に説明される塩基性添加剤は、ガス放出、内圧の増大、および他の、シリカスート成形体の高温加工による有害な結果を回避できるように、シリカスート成形体から低温で除去することができる。また、添加剤を除去する能力は、シリカスート成形体から形成されるガラスの品質に影響を及ぼす可能性がある、シリカスート成形体中にとどまる残渣の可能性を排除する。いかなる特定の理論に束縛されることを望むものではないが、塩基性添加剤は、キャピラリー水中でシリカがより高いレベルで溶解することを促進し、キャピラリー水は次いで、ばらばらであった粒子間の接合点で凝結すると考えられる。要するに、溶解／輸送および凝結プロセスの結果として、任意のシリカの接合箇所である種の仮付け溶接が生じる。
【００４１】
実験の過程において、驚くべき結果が認められた。上述の実施形態において、成形体を圧力下で形成する前に塩基性添加剤に接触させることによって、成形体の弾性率の変化なしに成形体の強度の増大が達成された。弾性率に対する強度の比は、最大６倍まで増大し、この比は、２５℃から４００℃までの範囲の温度での強度試験を通して維持された。強化された成形体は、亀裂を生じることなく基板物品上で加工することができた。スート成形体を塩基性添加剤なしで形成し、形成後に塩基性添加剤に曝露させる、他の実験を実施した。この場合において、実質的な強化効果が達成されたが、弾性率は強度に比例して増大し、そのため、弾性率に対する強度の比は、処理されていないスート成形体と実質的に異ならなかった。このように形成される強化された成形体は、亀裂を回避できず、実際には、全体的に、処理されていない部分よりも破局的な損傷を伴って破損した。
【実施例】
【００４２】
本開示の実施形態を、本開示のある特定の例示的で具体的な実施形態に関してさらに以下に説明するが、これらは単に説明するためのものであり、限定的であることは意図されていない。
【００４３】
以下の実施例において、ガラスの品質は固化した試料の視覚的特徴づけの観点から分類される。均一に不透明である固化したガラスを、「不透明である」と呼び、局所的な不透明部を有するガラスを「不良」と呼び、ここで、局所的な不透明部は任意の白色の曇った介在物および／または約１．０ｍｍより大きい寸法の種晶として特徴づけされ、局所的な不透明部はないが約５０マイクロメートルより大きい直径を有する種晶を含有するガラスを「並み」と呼び、種晶がないかまたは約５０マイクロメートル未満の直径を有する種晶を少数有する、透明であるガラスを「良好」と呼ぶ。
【００４４】
【表１】
2020500817.tif 000003
【００４５】
【表２】
2020500817.tif 000004
【００４６】
乾燥ベースライン、試料１
約０．０５マイクロメートルと約０．４マイクロメートルとの間の粒径および約２２ｍ２／ｇの粒子表面積を有する乾燥シリカスート粒子約１００グラムを圧延容器に載置した。容器をローラーミルに載置し、約１５分間圧延した。圧延後、シリカスート粒子の一部を水に分散してスラリーを形成し、スラリーのｐＨを測定した。測定されたｐＨを表ＩＩに記載する。
【００４７】
ＭＴＳ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社（ミネソタ州、Ｅｄｅｎ  Ｐｒａｉｒｉｅ）から市販されるＭＴＳ  Ｉｎｓｉｇｈｔ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍを使用して、約３．０分の時間、約１５０ポンド（約６８．０３ｋｇ）の力を適用することによって、シリカスートを使用してペレットを作製した。約３．２グラムの質量、約１．１２５インチ（約２．８６ｃｍ）の直径、および約０．２５インチ（約０．６４ｃｍ）の高さを有する円柱形ペレットを形成した。各ペレットの密度を決定し、密度の値を表ＩＩに報告する。形成されたペレットを、円柱形ペレットの上面および底面が、平行な試験台に対して垂直の状態で、ペレットを、縁を下にして位置付ける、ダイアメトラル圧縮試験において圧壊した。ペレットの第１の組を、形成されたままで圧縮試験において圧壊した。ペレットの第２の組を、約２００℃の温度に約１時間曝露した後、室温まで冷却し、次に、圧縮試験において圧壊した。ペレットの第３の組を、約４００℃の温度に約１時間曝露した後、室温まで冷却し、次に、圧縮試験において圧壊した。ペレットの各組は、試料データの再現性を確認するためにダイアメトラル圧縮試験において圧壊した３つのペレットを含んだ。ダイアメトラル圧縮試験の結果を、表Ｉに記載する。圧縮試験により、ベースライン試料は、曝露温度の上昇に伴って強度が減少することが示された。材料のモジュラスも、破損における応力を、歪みによって（破損時に変形する長さの％で）算出することによって、決定した。測定されたモジュラスを、表ＩＩに記載する。表ＩＩに示すように、ベースラインスート成形体のモジュラスは、昇温に伴い増大することが観察された。
【００４８】
試料１のペレットを、１２００℃を超える温度に加熱し、焼結して固化したガラス物品を形成した。固化したガラス物品は、良好なガラス品質を有し、高い透明度および極少数の微細な種晶によって特徴付けられることが観察された。
【００４９】
軟水への曝露、試料２
約０．０５マイクロメートルと約０．４マイクロメートルとの間の粒径および約２２ｍ２／ｇの粒子表面積を有する乾燥シリカスート粒子約１００グラムを軟水の噴霧に曝露した。軟水で処理したシリカスート粒子を、ナトリウム約３００ｐｐｍおよびカルシウム約１００ｐｐｍを含有するように定量した。軟水で処理したシリカスート粒子２０グラムの試料を水に分散してスラリーを形成し、スラリーのｐＨを測定した。測定されたｐＨを表ＩＩに記載する。
【００５０】
円柱形ペレットを、試料１と同じやり方で形成した。各ペレットの密度を決定し、密度の値を表ＩＩに報告する。形成されたペレットを、試料１と同じやり方で圧壊した。圧縮試験によって決定された平均強度を、表Ｉに記載する。試料２に関して、圧縮試験により、試料は、曝露温度の上昇に伴って、同様の強度を有するか、または強度が増大することが示された。形成されたままで圧縮試験において圧壊したペレットは、試料１と比較して、強度において約２５％の増大を示した。約２００℃の温度に曝露した後、室温まで冷却されたペレットは、試料１と比較して、強度において約６２％の増大を示した。約４００℃の温度に曝露した後、室温まで冷却されたペレットは、試料１と比較して、強度において約１４０％の増大を示した。
【００５１】
試料２のペレットを、１２００℃を超える温度に加熱し、焼結して固化したガラス物品を形成した。固化したガラス物品は、並みのガラス品質を有し、高い透明度を有することが観察されたが、多くの微細な種晶を含有した。
【００５２】
炭酸アンモニウム粉末への乾燥曝露、試料３から試料８
試料３から試料８に関して、約０．０５マイクロメートルと約０．４マイクロメートルとの間の粒径および約２２ｍ２／ｇの粒子表面積を有する乾燥シリカスート粒子約１００グラムを固体塩基、これらの場合では炭酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＣＯ３）粉末に、溶媒の非存在下で接触させ、圧延容器に載置した。各試料に関して、表ＩＩＩに示すように計量した異なる量の炭酸アンモニウム粉末をシリカスート粒子に添加して、これも表ＩＩＩに示すアンモニア（ＮＨ３）の所定濃度を達成した。炭酸アンモニウムの量は、１００ｐｐｍから５０００ｐｐｍまでの範囲で異なる量のアンモニア（ＮＨ３）をシリカスート粒子において得られるように選択した。構成要素の分子量に基づくと、約１．０ｇのアンモニアを得るために約２．８２ｇの炭酸アンモニウム塩が必要である。容器をローラーミルに載置し、約１５分間圧延した。圧延後、処理したシリカスート粒子を特徴付けるために、各試料のシリカスート粒子を水に分散してスラリーを形成し、スラリーのｐＨを測定した。測定されたｐＨ値が表ＩＩに記載されている。
【００５３】
【表３】
2020500817.tif 000005
【００５４】
試料１と同じやり方で、約３．２グラムの質量、約１．１２５インチ（約２．８６ｃｍ）の直径、および約０．２５インチ（約０．６４ｃｍ）の高さを有する円柱形ペレットを形成した。各ペレットの密度を決定し、密度の値を表ＩＩに報告する。形成されたペレットを、円柱の側面が平行な試験台に接触して位置付けたダイアメトラル圧縮試験において圧壊した。ペレットの第１の組を、形成されたままでダイアメトラル圧縮試験において圧壊した。ペレットの第２の組を、約２００℃の温度に約１時間曝露した後、室温まで冷却し、次に、ダイアメトラル圧縮試験において圧壊した。ペレットの第３の組を、約４００℃の温度に約１時間曝露した後、室温まで冷却し、次に、ダイアメトラル圧縮試験において圧壊した。各試験条件は、試料データの再現性を確認するために、３つの複製したペレットに対する試験を含んだ。圧縮試験によって決定された平均強度およびモジュラスをそれぞれ、表Ｉおよび表ＩＩに記載する。試料３から試料８に関して、圧縮試験により、試料は、曝露温度の上昇に伴って、同様の強度を有するか、または強度が増大することが示された。具体的には、試料５から試料８では、上昇した温度の１つまたは両方いずれかに曝露した後、強度が増大することが示された。試料３から試料８すべてのペレットでは、同じ温度に曝露した試料１のペレットと比較して、各曝露温度において強度が増大することが示された。形成されたままで圧縮試験において圧壊したペレットは、試料１と比較して、強度において約７０％と約１２３％との間の増大を示した。約２００℃の温度に曝露した後、室温まで冷却されたペレットは、試料１と比較して、強度において約１４７％と約２７０％との間の増大を示した。約４００℃の温度に曝露した後、室温まで冷却されたペレットは、試料１と比較して、強度において約９２％と約２０８％との間の増大を示した。
【００５５】
試料３から試料８の各ペレットを、１２００℃を超える温度に加熱し、焼結して固化したガラス物品を形成した。試料３に関して、固化したガラス物品は、良好なガラス品質を有し、高い透明度および極少数の微細な種晶によって特徴付けられることが観察された。試料４に関して、固化したガラス物品は、良好なガラス品質を有し、高い透明度および極少数の微細な種晶によって特徴付けられることが観察された。試料５に関して、固化したガラス物品は、良好なガラス品質を有し、高い透明度および極少数の微細な種晶によって特徴付けられることが観察された。試料３から試料５の固化したガラス物品は、試料１の固化したガラス物品と同様の品質であると決定した。試料６に関して、固化したガラス物品は、高い透明度によって特徴付けられる、並みのガラス品質を有することが観察されたが、多数の微細な種晶を含有した。試料７に関して、固化したガラス物品は、高い透明度によって特徴付けられる、並みのガラス品質を有することが観察されたが、多数の微細な種晶およびいくつかの約１００マイクロメートルより大きい種晶を含有した。試料８に関して、固化したガラス物品は、高い透明度によって特徴付けられる、不良のガラス品質を有することが観察されたが、多数の約１００マイクロメートルより大きい種晶を含有した。
【００５６】
炭酸ナトリウム溶液へのミスト曝露、試料９から試料１１
試料９から試料１１の各々に関して、炭酸ナトリウムを水に溶解した。試料９に関して、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）５．０ｐｐｍを水に溶解し、試料１０に関して、炭酸ナトリウム６９ｐｐｍを水に溶解し、試料１１に関して、炭酸ナトリウム１１０ｐｐｍを水に溶解した。得られた水を、約０．１ｍｍよりずっと小さいサイズを有し、かつ約１０７粒子／ｃｍ３を有する水滴を含むミストを形成するように、ＴＳＩ  Ｉｎｃ．社（ミネアポリス州、Ｓｈｏｒｅｖｉｅｗ）から市販されるアトマイザーを使用して霧化した。ミストを、約０．０５マイクロメートルと約０．４マイクロメートルとの間の粒径および約２２ｍ２／ｇの粒子表面積を有する乾燥シリカスート粒子を包含する転動室に供給した。シリカスート粒子とミストとの接触は、約１．０重量％の水の吸収をもたらした。次にシリカスート粒子を、シリカスート粒子の測定される含水量が約０．４重量％となるまで、窒素ガス流中で乾燥した。
【００５７】
円柱形ペレットを、試料１と同じやり方で形成した。各ペレットの密度を決定し、密度の値を表ＩＩに報告する。形成されたペレットを、試料１と同じやり方で圧壊した。圧縮試験によって決定された平均強度およびモジュラスをそれぞれ、表Ｉおよび表ＩＩに記載する。試料９から試料１１に関して、圧縮試験により、試料は、一般に、曝露温度の上昇に伴って強度が増大することが示された。試料９から試料１１すべてのペレットでは、同じ温度に曝露した試料１のペレットと比較して、各曝露温度において強度が増大することが示された。形成されたままで圧縮試験において圧壊したペレットは、試料１と比較して、強度において約２９％と約３２％との間の増大を示した。約２００℃の温度に曝露した後、室温まで冷却されたペレットは、試料１と比較して、強度において約７６％と約１４７％との間の増大を示した。約４００℃の温度に曝露した後、室温まで冷却されたペレットは、試料１と比較して、強度において約８４％と約１１１％との間の増大を示した。
【００５８】
ペレットを、試料１と同じやり方で加熱し、焼結して固化したガラス物品を形成した。試料９に関して、固化したガラス物品は、良好なガラス品質を有し、高い透明度および極少数の微細な種晶によって特徴付けられることが観察された。試料９のガラス物品は、また、最小限の微結晶を有することが観察された。試料１０および試料１１に関して、固化したガラス物品は、高い透明度によって特徴付けられる、不良のガラス品質を有することが観察されたが、多数の約１００マイクロメートルより大きい種晶を含有した。試料９の良好なガラス品質は、水滴の粒径に帰することができると考えられる。さらに、試料９のガラス物品中の最小限の微結晶の存在は、試料１０および試料１１に対して、試料９のミストを形成するために使用された水における炭酸ナトリウムのレベルが低いことに帰すると考えられる。
【００５９】
アンモニア含有ガスへの蒸気曝露、試料１２
試料１２に関して、試料１で使用したもののような乾燥シリカスート粒子を、試料１の乾燥シリカスート粒子と同じやり方で調製し、約３．２グラムの質量、約１．１２５インチ（約２．８６ｃｍ）の直径、および約０．２５インチ（約０．６４ｃｍ）の高さを有する円柱形ペレットを、試料１と同じやり方で形成した。次に、ペレットを停滞室に載置し、アンモニア含有ガスに１５分間曝露した。アンモニア含有ガス中のアンモニアのモル濃度は、約１％であった。室も、約７５％の相対湿度を含んでいた。
【００６０】
アンモニア含有ガスへの曝露後、円柱形ペレットを、試料１と同じやり方で形成した。形成したペレットを、試料１と同じやり方で圧壊した。ペレットの第１の組を、形成されたままで圧縮試験において圧壊した。ペレットの第２の組を、約２００℃の温度に約１時間曝露した後、室温まで冷却し、次に、圧縮試験において圧壊した。ペレットの各組は、試料データの再現性を確認するために、ダイアメトラル圧縮試験において圧壊した３つのペレットを含んだ。ダイアメトラル圧縮試験の結果を、表Ｉに記載する。圧縮試験により、ベースライン試料は、曝露温度の上昇に伴って強度が減少することが示された。
【００６１】
試料１２のシリカスート粒子と同じやり方で処理したブランクを焼結し、引いて、固化したガラス棒を形成した。固化したガラス棒は、良好なガラス品質を有し、高い透明度および極少数の微細な種晶によって特徴付けられることが観察された。
【００６２】
様々な修正および変形が、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく行われ得ることは、当業者に明らかとなろう。
【００６３】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００６４】
実施形態１  
光学品質ガラスを形成する方法であって、
シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップと、
シリカスート成形体を形成するステップと、
前記シリカスート成形体から前記塩基性添加剤を除去するステップと、
を含む、方法。
【００６５】
実施形態２  
シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップは、当該シリカスート粒子のｐＨを約７．０と約１０との間に増大する、実施形態１記載の方法。
【００６６】
実施形態３  
シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップは、当該シリカスート粒子のｐＨを約７．５と約９．５との間に増大する、実施形態１記載の方法。
【００６７】
実施形態４  
シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップは、当該シリカスート粒子のｐＨを約８．０と約９．０との間に増大する、実施形態１記載の方法。
【００６８】
実施形態５  
シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップは、当該シリカスート粒子に約１ｐｐｍと約２５００ｐｐｍとの間の当該塩基性添加剤を添加するステップを含む、実施形態１記載の方法。
【００６９】
実施形態６  
シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップは、当該シリカスート粒子に約１０ｐｐｍと約２０００ｐｐｍとの間の当該塩基性添加剤を添加するステップを含む、実施形態１記載の方法。  
【００７０】
実施形態７  
シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップは、当該シリカスート粒子に約５０ｐｐｍと約１５００ｐｐｍとの間の当該塩基性添加剤を添加するステップを含む、実施形態１記載の方法。
【００７１】
実施形態８  
シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップは、当該シリカスート粒子に約１００ｐｐｍと約１０００ｐｐｍとの間の当該塩基性添加剤を添加するステップを含む、実施形態１記載の方法。
【００７２】
実施形態９  
前記シリカスート成形体の密度は、約１．００ｇ／ｃｍ３未満である、実施形態１記載の方法。
【００７３】
実施形態１０  
前記シリカスート成形体の密度は、約０．４０ｇ／ｃｍ３と約０．９０ｇ／ｃｍ３との間である、実施形態１記載の方法。
【００７４】
実施形態１１  
前記シリカスート成形体の密度は、約０．６０ｇ／ｃｍ３と約０．８５ｇ／ｃｍ３との間である、実施形態１記載の方法。
【００７５】
実施形態１２  
前記塩基性添加剤は、アンモニウム塩、ナトリウム塩、およびカリウム塩からなる群から選択される、実施形態１記載の方法。
【００７６】
実施形態１３  
前記塩基性添加剤は、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、水酸化アンモニウムからなる群から選択されるアンモニウム塩である、実施形態１２記載の方法。
【００７７】
実施形態１４  
前記塩基性添加剤は、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウムからなる群から選択されるナトリウム塩である、実施形態１２記載の方法。
【００７８】
実施形態１５  
前記塩基性添加剤は水酸化カリウムである、実施形態１２記載の方法。
【００７９】
実施形態１６  
前記塩基性添加剤はガスである、実施形態１記載の方法。
【００８０】
実施形態１７  
前記ガスはアンモニア含有ガスである、実施形態１６記載の方法。
【００８１】
実施形態１８  
前記シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップは、溶媒の非存在下で当該シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップを含む、実施形態１記載の方法。
【００８２】
実施形態１９  
溶媒の非存在下で前記シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップは、当該シリカスート粒子および当該塩基性添加剤を加熱するステップをさらに含む、実施形態１８記載の方法。
【００８３】
実施形態２０  
シリカスート成形体を形成するステップは、シリカスート粒子を基材の外側層に加圧成形して、光ファイバープリフォームの少なくとも一部を形成するステップを含む、実施形態１記載の方法。
【００８４】
実施形態２１  
前記塩基性添加剤を除去するステップは、前記シリカスート成形体を加熱するステップを含む、実施形態１記載の方法。
【００８５】
実施形態２２  
前記シリカスート成形体を加熱するステップは、毎分約１０℃未満の速度で約２００℃を超える温度に加熱するステップを含む、実施形態２１記載の方法。
【００８６】
実施形態２３  
前記シリカスート成形体を加熱するステップは、毎分約１℃から毎分約５℃の速度で約２００℃を超える温度に加熱するステップを含む、実施形態２１記載の方法。
【００８７】
実施形態２４  
前記シリカスート成形体を焼結してガラス物品を形成するステップをさらに含む、実施形態１記載の方法。
【００８８】
実施形態２５  
光ファイバープリフォームのクラッド部分を形成する方法であって、
部分的に作製された光ファイバープリフォームを成形型体の内側キャビティに位置付けるステップと、
シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップと、
前記シリカスート粒子を前記塩基性添加剤と接触させた後に、前記成形型体に前記シリカスート粒子を装填するステップと、
シリカスート成形体を形成するために前記シリカスート粒子を径方向に圧縮するステップと、
前記シリカスート成形体から前記塩基性添加剤を除去するステップと、
を含む、方法。
【００８９】
実施形態２６  
シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップは、当該シリカスート粒子のｐＨを約７．０と約１０との間に増大する、実施形態２５記載の方法。
【００９０】
実施形態２７  
シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップは、当該シリカスート粒子のｐＨを約７．５と約９．５との間に増大する、実施形態２５記載の方法。
【００９１】
実施形態２８  
シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップは、当該シリカスート粒子のｐＨを約８．０と約９．０との間に増大する、実施形態２５記載の方法。
【００９２】
実施形態２９  
シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップは、当該シリカスート粒子に約１ｐｐｍと約２５００ｐｐｍとの間の当該塩基性添加剤を添加するステップを含む、実施形態２５記載の方法。
【００９３】
実施形態３０  
シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップは、当該シリカスート粒子に約１０ｐｐｍと約２０００ｐｐｍとの間の当該塩基性添加剤を添加するステップを含む、実施形態２５記載の方法。
【００９４】
実施形態３１  
シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップは、当該シリカスート粒子に約５０ｐｐｍと約１５００ｐｐｍとの間の当該塩基性添加剤を添加するステップを含む、実施形態２５記載の方法。
【００９５】
実施形態３２  
シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップは、当該シリカスート粒子に約１００ｐｐｍと約１０００ｐｐｍとの間の当該塩基性添加剤を添加するステップを含む、実施形態２５記載の方法。
【００９６】
実施形態３３  
前記シリカスート成形体の密度は、約１．００ｇ／ｃｍ３未満である、実施形態２５記載の方法。
【００９７】
実施形態３４  
前記シリカスート成形体の密度は、約０．４０ｇ／ｃｍ３と約０．９０ｇ／ｃｍ３との間である、実施形態２５記載の方法。
【００９８】
実施形態３５  
前記シリカスート成形体の密度は、約０．６０ｇ／ｃｍ３と約０．８５ｇ／ｃｍ３との間である、実施形態２５記載の方法。
【００９９】
実施形態３６  
前記塩基性添加剤は、アンモニウム塩、ナトリウム塩、およびカリウム塩からなる群から選択される、実施形態２５記載の方法。
【０１００】
実施形態３７  
前記塩基性添加剤は、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、水酸化アンモニウムからなる群から選択されるアンモニウム塩である、実施形態３６記載の方法。
【０１０１】
実施形態３８  
前記塩基性添加剤は、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウムからなる群から選択されるナトリウム塩である、実施形態３６記載の方法。
【０１０２】
実施形態３９  
前記塩基性添加剤は水酸化カリウムである、実施形態３６記載の方法。
【０１０３】
実施形態４０  
前記塩基性添加剤はガスである、実施形態２５記載の方法。
【０１０４】
実施形態４１  
前記ガスはアンモニア含有ガスである、実施形態４０記載の方法。
【０１０５】
実施形態４２  
前記シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップは、溶媒の非存在下で当該シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップを含む、実施形態２５記載の方法。
【０１０６】
実施形態４３  
溶媒の非存在下で前記シリカスート粒子を塩基性添加剤と接触させるステップは、当該シリカスート粒子および当該塩基性添加剤を加熱するステップをさらに含む、実施形態４２記載の方法。
【０１０７】
実施形態４４  
シリカスート成形体を形成するステップは、前記シリカスート粒子を基材の外側層に加圧成形して、光ファイバープリフォームの少なくとも一部を形成するステップを含む、実施形態２５記載の方法。
【０１０８】
実施形態４５  
前記塩基性添加剤を除去するステップは、前記シリカスート成形体を加熱するステップを含む、実施形態２５記載の方法。
【０１０９】
実施形態４６  
前記シリカスート成形体を加熱するステップは、毎分約１０℃未満の速度で約２００℃を超える温度に加熱するステップを含む、実施形態４５記載の方法。
【０１１０】
実施形態４７  
前記シリカスート成形体を加熱するステップは、毎分約１℃から毎分約５℃の速度で約２００℃を超える温度に加熱するステップを含む、実施形態４５記載の方法。
【０１１１】
実施形態４８  
前記シリカスート成形体を焼結してガラス物品を形成するステップをさらに含む、実施形態２５記載の方法。
【符号の説明】
【０１１２】
１００  方法
【図１】
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【国際調査報告】
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