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JP7341220B2 - スートを捕捉する方法 - Google Patents

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JP7341220B2 JP2021505664A JP2021505664A JP7341220B2 JP 7341220 B2 JP7341220 B2 JP 7341220B2 JP 2021505664 A JP2021505664 A JP 2021505664A JP 2021505664 A JP2021505664 A JP 2021505664A JP 7341220 B2 JP7341220 B2 JP 7341220B2
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Description

優先権
本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０１８年８月２日に出願された米国仮特許出願第６２／７１３８２１号に優先権の恩恵を主張するものである。
本開示は、広く、スート捕捉方法に関し、より詳しくは、スート捕捉方法および捕捉されたスートから形成された物品に関する。
超高純度のナノスケールガラス粒子（スート）を高温生成し、標的上に堆積させることによって、光学物品が製造されることがある。しかしながら、スート堆積効率は、大抵、汚染軽減システムにスートの一部が捕捉されるため、望ましいとは言えない。
汚染軽減目的で様々な排ガスから小粒子を捕捉するために、「スクラバー」タイプの汚染軽減システムが使用されてきたが、結果としての粒子の収集は、多くの場合、汚染されており、用途が数少ない。さらに、生成されるスートは、濃度または組成が変化しており、そのスートから生成される物品にばらつきが生じることがある。
本開示の少なくとも１つの特徴によれば、スートを捕捉する方法は、バーナ内で第１の前駆体を燃焼して、スート流を生成する工程であって、そのスート流は、スートを含み、出口でバーナから出る、工程；および捕捉媒体をスート流に向ける工程であって、その捕捉媒体は衝突区域内でスートと接触し、そのスートはその衝突区域において５０℃より高い温度を有する工程を有してなる。
本開示の少なくとも１つの特徴によれば、スートを捕捉する方法は、バーナ内で第１の前駆体を燃焼して、スートを含むスート流を生成する工程；およびスートが捕捉媒体内に捕捉され、スラリーを形成するように、バーナに近接するスート流中に捕捉媒体を通過させる工程を有してなる。
本開示の別の特徴によれば、スートを捕捉する方法は、バーナ内で第１の前駆体を燃焼して、スートを含むスート流を生成する工程；スートが捕捉媒体内に捕捉され、スラリーを形成するように、バーナに近接するスート流中に捕捉媒体を通過させる工程；およびスラリーが約２０質量％から約８０質量％のスートであるように、スラリーをスート流に通して再循環させる工程を有してなる。
本開示の別の特徴によれば、スートを捕捉する方法は、バーナ内で、ケイ素含有化合物を含む第１の前駆体および第２の前駆体を燃焼して、スートを含むスート流を生成する工程；スートが水中に捕捉され、スラリーを形成するように、バーナに近接するスート流中に水を蒸気およびエアロゾルとして通過させる工程；スラリーが約２０質量％から約８０質量％のスートであるように、スラリーをスート流に通して再循環させる工程；およびそのスラリーを第２のスラリーと混合する工程であって、第２のスラリーが前記スラリーと異なるスート質量％を有する、工程を有してなる。
本開示のこれらと他の特徴、利点、および目的が、以下の明細書、特許請求の範囲、および添付図面を参照することによって、当業者によりさらに理解され、認識されるであろう。
以下は、添付図面における図の説明である。図は、必ずしも一定の縮尺で描かれておらず、図の特定の特徴および特定の視野は、明快さと簡潔さのために、尺度または図式において誇張されて示されることがある。
少なくとも一例による、光学素子の概略図 少なくとも一例による、スート生成および捕捉システムの概略図 少なくとも一例による、方法の流れ図 少なくとも一例による、物品形成方法の流れ図 比較例の一群の棒グラフ 本開示と一致する実施例の組成ライン走査のプロット
本開示の追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、その説明から当業者に明白となるか、または特許請求の範囲および添付図面と共に、以下の説明に記載されたように本発明を実施することによって、認識されるであろう。
ここに用いられているように、「および／または」という用語は、２つ以上の項目のリストに使用されている場合、列挙された項目のいずれか１つをそれ自体で用いても、列挙された項目の２つ以上のいずれの組合せを用いても差し支えないことを意味する。例えば、組成物が、成分Ａ、Ｂ、および／またはＣを含有していると記載されている場合、その組成物は、Ａのみ；Ｂのみ；Ｃのみ；ＡとＢを組合せで；ＡとＣを組合せで；ＢとＣを組合せで；またはＡ、Ｂ、およびＣを組合せで含有し得る。
この文書において、第１と第２、上部と底部などの関係語は、ある実体または作用を、別の実体または作用から、そのような実体または作用の間のどのような実際のそのような関係または順序も必ずしも必要とせずに、または暗示せずに、区別するためだけに使用される。
記載された開示の構造物、および他の構成部材は、どの特定の材料にも限定されないことが、当業者により理解されるであろう。ここに開示された開示の他の例示の実施の形態は、特に明記のない限り、幅広い材料から形成されることがある。
本開示の目的に関して、「連結された」（その形態の全てで：連結する、連結、連結されたなど）という用語は、広く、（電気的または機械的に）直接的または間接的に互いへの２つの構成部材の結合を意味する。そのような結合は、事実上静止していても、事実上可動性であってもよい。そのような結合は、２つの構成部材（電気的または機械的）および互いに１つの単一体として一体成形された中間部材により、またはその２つの構成部材により、達成されることがある。そのような結合は、特に明記のない限り、事実上永久的であっても、もしくは事実上取り外し可能または解放可能であってもよい。
ここに用いられているように、「約」という用語は、量、サイズ、配合、パラメータ、および他の数量と特徴が、正確ではなく、正確である必要はないが、必要に応じて、許容差、変換係数、丸め、測定誤差など、並びに当業者に公知の他の要因を反映して、近似および／またはそれより大きいか小さいことがあることを意味する。範囲の値または端点を記載する上で「約」という用語が使用される場合、その開示は、言及されている特定の値または端点を含むと理解すべきである。明細書における範囲の数値または端点に「約」が付いていようとなかろうと、範囲の数値または端点は、２つの実施の形態：「約」により修飾されているもの、および「約」により修飾されていないものを含む意図がある。範囲の各々の端点は、他の端点に関してと、他の端点と関係なくの両方で有意であることがさらに理解されよう。
ここに用いられているような「実質的」、「実質的に」という用語、およびその変形は、記載された特性が、ある値または記載と等しいか、またはほぼ等しいことを留意することが意図されている。例えば、「実質的に平らな」表面は、平らなまたはほぼ平らな表面を意味することが意図されている。さらに、「実質的に」は、２つの値が等しいか、またはほぼ等しいことを意味することが意図されている。いくつかの実施の形態において、「実質的に」は、互いの約１０％以内の値を意味することがある。
例示の実施の形態に示されるような、本開示の要素の構造および配置は、例示に過ぎないことを留意することも重要である。本革新のいくつかの実施の形態しか、本開示に詳しく記載されていないが、本開示を精査する当業者には、列挙された主題の新規の教示および利点から実質的に逸脱せずに、多くの改変（例えば、様々な要素のサイズ、寸法、構造、形状および比率、パラメータの値、取り付け配置、材料の使用、色、向きなどにおける変化）が可能であることが容易に認識されよう。例えば、一体成形されたと示された要素が多数の部品から構成されても、多数の部品として示された要素が一体成形されても、界面の操作が逆または他に変えられても、構造の長さまたは幅、および／またはシステムの部材、またはコネクタ、または他の要素が変えられても、要素間に設けられた調節位置の性質または数が変えられてもよい。システムの要素および／またはアセンブリが、多種多様な色、テクスチャ、および組合せのいずれで、十分な強度または耐久性を提供する多種多様な材料のいずれから構成されてもよいことも留意すべきである。したがって、そのような改変の全ては、この革新の範囲内に含まれるべきであることが意図されている。この革新の精神から逸脱せずに、所望の実施の形態および他の例示の実施の形態の設計、作動条件、および配置に、他の置換、改変、変更、および省略を行ってもよい。
ここで図１を参照すると、物品１０が示されている。物品１０は、ガラス、ガラスセラミックまたはセラミック材料からなることがある。物品１０は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｅｒ、Ｎｄ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｙｂ、Ｒｂ、その酸化物および／またはその組合せを含むことがある。様々な例によれば、物品１０に、１種類以上のハロゲン（例えば、Ｆ）および／またはＯＨがドープされることがある。ガラス物品１０はＳｉＯ２を含み、残りがガラス物品１０の他の成分であろうことが理解されよう。物品１０は、様々な構成部材であることがある。例えば、物品１０は、レンズ、フォトマスクブランク、光ファイバ、ガラス基板、平面導波路、他の構成部材および／またはその組合せであることがある。
物品１０の組成は、物品１０に亘りばらつきが低いことがある。例えば、ガラス物品１０の成分の１つ以上の組成は、約±０．２０質量％、または約±０．１８質量％、または約±０．１６質量％、または約±０．１４質量％、または約±０．１２質量％、または約±０．１０質量％、または約±０．０９質量％、または約±０．０８質量％、または約±０．０７質量％、または約±０．０６質量％、または約±０．０５質量％、または約±０．０４質量％、または約±０．０３質量％、または約±０．０２質量％、または約±０．０１質量％、またはそれらの間の任意と全ての値および範囲しか、物品１０の任意の２つの地点間で変動しないことがある。物品１０に亘る組成の変動は、標準偏差として表されることがあり、各測定地点で物品１０の平均組成に対する各組成間の変動を決定することによって、分散の平方根として計算される。物品１０の成分の１つ以上の組成標準偏差は、約０．００１質量％から約０．０２質量％、または約０．００１質量％から約０．０１５質量％、または約０．００１質量％から約０．０１０質量％、または約０．００１質量％から約０．００５質量％、またはそれらの間の任意と全ての値および範囲であることがある。
物品１０は、約１ｃｍから約１０ｍ、または約１ｃｍから約５ｍ、または約１ｃｍから約１ｍ、または約１ｃｍから約５０ｃｍ、または約１ｃｍから約１０ｃｍ、またはそれらの間の任意と全ての値および範囲の長さＬおよび／または幅Ｗを有することがある。物品１０は、約０．２ｃｍ、または約０．４ｃｍ、または約０．６ｃｍ、または約０．８ｃｍ、または約１．０ｃｍ、またはそれらの間の任意と全ての値および範囲の厚さＴを有することがある。物品１０は、上述した寸法よりも大きくてもよく、上述したサイズの１つ以上の物品を提供するために分割または切断されてもよいことが理解されよう。上述した組成の変動は、ここに開示されたサイズ（長さ、および／または幅、および／または厚さ）のいずれを有する物品にも適合する。
様々な例によれば、物品１０は、糠泡、固体含有物（例えば、組成のまたは光学的不均質性）または他の欠陥を含まないまたは実質的に含まないことがある。
ここで図２を参照すると、物品１０の形成に使用されるスート生成および捕捉システム２０が示されている。システム２０は、チャンバ２８を画成する容器２４およびバーナ３２を備える。様々な例によれば、冷却ジャケットが、容器２４の周りに配置され、システム２０から熱を除去するために作られることがある。図示された例において、バーナ３２は、チャンバ２８の上部に位置付けられているが、バーナ３２は、容器２４のチャンバ２８内の他の位置に位置付けられてもよいことが理解されよう。例えば、システム２０は、バーナ３２がシステム２０の側面に配置されるように、水平にまたは傾斜して位置付けられることがある。バーナ３２は、スート４０のスート流３６を生成するために、１種類以上の蒸気または前駆体を燃焼または酸化するように作られている。スート流３６は、出口３３でバーナ３２から出る。スラリーノズル４４が、バーナ３２の出口３３に近接して位置付けられており、捕捉媒体４８をスート流３６中に噴霧するように作られている。捕捉媒体４８は、衝突区域５０でスート流３６と接触する。例えば、捕捉媒体４８が噴霧される場所であるスラリーノズル４４の先端は、バーナ３２の出口３３から約１ｃｍ、または約１０ｃｍ、または約１００ｃｍ、または約１ｍの距離内にあることがある。凝縮液ノズル５２が、バーナ３２の出口３３およびスラリーノズル４４に近接して位置付けられ、凝縮液５６をスート流３６中に噴霧するように作られている。捕捉媒体４８および凝縮液５６が、スート流３６中に噴霧されると記載されているが、捕捉媒体４８および／または凝縮液５６は、ここに与えられる教示から逸脱せずに、噴霧形態、超音波気化形態、液体の流れとして、他の方法および／またはその組合せで、スート流３６に添加されてもよい。様々な例によれば、凝縮液ノズル５２は、スラリーノズル４４よりもバーナ３２の出口３３からさらに離れて（すなわち、スラリーノズル４４の下流に）、もしくはスラリーノズル４４よりもバーナ３２の出口３３により近く（すなわち、スラリーノズル４４の上流に）位置付けられてもよい。下記により詳しく説明されるように、それぞれ、スラリーノズル４４および凝縮液ノズル５２から噴霧される捕捉媒体４８および凝縮液５６は、スラリー６０を形成するために、スート流３６のスート４０を捕捉するように作られている。スラリー６０は、チャンバ２８内に集まるのが示されているが、スラリー６０は、ここに与えられた教示から逸脱せずに、別個の保持チャンバ内に保持されてもよいことが理解されよう。スラリー６０は、凝縮液５６および／または捕捉媒体４８が衝突区域５０でスート流３６と混ざってまたは組み合わさってスート４０を捕捉するときに、形成される。スラリー６０の形成は、スラリー６０、スート流３６、捕捉媒体４８および凝縮液５６が、妨害物６８により画成されたくびれ６４を通過させられるときに、さらに支援される。システム２０は、下記により詳しく説明されるように、熱交換器７２、凝縮器７６、および汚染軽減システム８０も含むことがある。
ここで図２および３Ａを参照すると、スート４０を捕捉する方法１００が示されている。方法１００は、バーナ３２内で第１の前駆体および／または第２の前駆体を燃焼して、スート４０を含むスート流３６を生成する工程１０４で始まることがある。２つの前駆体を含むとここに記載されているが、方法１００は、ここに与えられた教示から逸脱せずに、バーナ３２内で燃焼される１つの前駆体または３つ以上の前駆体（例えば、５まで、またはそれより多い別々の前駆体）を等しく含んでもよいことが理解されよう。第１および／または第２の前駆体は、液体、蒸気および／または気体の形態にあることがある。
様々な例によれば、第１の前駆体は、ケイ素含有化合物を含むことがある。このケイ素含有化合物は、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、他のシロキサン化合物、オルガノシラン、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、四臭化ケイ素（ＳｉＢｒ４）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）、四ヨウ化ケイ素（ＳｉＩ４）、シリカ（ＳｉＯ２）、テトライソシアナトシラン（Ｓｉ（ＮＣＯ）４）、他のケイ素担持化合物および／またはその組合せを含むことがある。このケイ素含有化合物は、燃焼し、ＳｉＯ２スート４０を生成するように作られている。それに加え、またはそれに代えて、第１の前駆体は、燃焼したときに、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｐおよび／またはＣａの内の少なくとも１つを含むスート４０を生成するように作られた化合物を含むことがある。
様々な例によれば、第２の前駆体は、チタン含有化合物を含むことがある。このチタン含有化合物は、チタンイソプロポキシド（Ｔｉ（ＯＣ３Ｈ７）４（ＴＰＴ））、チタンエトキシド（Ｔｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、チタン２－エチルヘキシルオキシド（Ｔｉ［ＯＣＨ２ＣＨ（Ｃ２Ｈ５）Ｃ４Ｈ９］４）、チタンシクロペンチルオキシド（Ｔｉ（ＯＣ３Ｈ９）４）、チタンアミド（Ｔｉ（ＮＲ２）４）、他のチタン担持化合物および／またはその組合せを含むことがある。それに加え、またはそれに代えて、第２の前駆体は、燃焼したときに、Ｇｅ、Ｅｒ、Ａｌ、Ｎｄ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ｙｂおよび／またはＲｂの内の少なくとも１つを含むスート４０を生成するように作られた化合物を含むことがある。さらに、先に概説したドーパントの１種類以上の前駆体または蒸気がバーナ３２に供給されることがあることが理解されよう。バーナ３２に供給される第１の前駆体と第２の前駆体の相対的モル量は、物品１０の所望の組成（例えば、ＳｉおよびＴｉ）とほぼ等しいであろうことが理解されよう。
第１の前駆体および第２の前駆体は、蒸気形態に別々に転化され、窒素などの搬送ガスにより混合マニホールドに搬送されることがある。この混合物は、フュームラインを通じて、バーナ３２により生成された火炎中に入る。バーナ３２は、燃焼を促進するために、その火炎に搬送される燃料（例えば、ＣＨ４）および酸化剤（例えば、Ｏ２）も有することがある。バーナ３２内の第１の前駆体と第２の前駆体の燃焼により、スート４０を搬送するスート流３６が生成される。スート４０は、約０．００１μｍから約０．８μｍ、または約０．００２μｍから約０．７μｍ、または約０．００３μｍから約０．６μｍ、または約０．００４μｍから約０．５μｍ、または約０．００５μｍから約０．４μｍ、またはそれらの間の任意と全ての値および範囲のサイズ（すなわち、最大直径、線寸法、または長さ）を有することがある。ドーパントがバーナ３２に供給される例において、スート４０は、ドーパントの粒子も含むことがある。
バーナ３２が第１と第２の前駆体を燃焼しているときに、スート４０が捕捉媒体４８内に捕捉され、スラリー６０を形成するように、捕捉媒体４８をバーナ３２の出口３３に近接したスート流３６中に通過させる、または向ける工程１０８が行われる。バーナ３２の出口３３およびスラリーノズル４４の先端は、互いから約１メートル以下、または約１フィート（約３０ｃｍ）以下、または約１インチ（約２．５ｃｍ）以下、または約１ｃｍ以下の距離を有することがある。方法１００の始めに、捕捉媒体４８は、チャンバ２８の底部から始まり、スラリーノズル４４にポンプで送られることがある。まだ使用されていないままの捕捉媒体４８が、ここに与えられた教示から逸脱せずに、チャンバ２８の外部に貯蔵されることもあることが理解されよう。捕捉媒体４８は、スート流３６の高温に耐えられる脱イオン水または他の液体からなることがある。下記により詳しく説明されるように、捕捉媒体４８がスート４０で次第に一杯になるにつれて、その捕捉媒体は、捕捉媒体４８中のスート４０のサスペンションであるスラリー６０になる。さらに、システム２０は後に、スラリーノズル４４からスート流３６を通じてスート４０を含有する捕捉媒体４８（すなわち、今ではスラリー６０）を再循環させることがあるので、捕捉媒体４８および／またはスラリー６０は、スート流３６を通じて再循環されると言えるであろう。
捕捉媒体４８は、衝突区域５０でスート流３６中に通過させられる、または向けられることがある。衝突区域５０は、捕捉媒体４８がスート流３６と最初に接触して、または混ざってスラリー６０を形成する区域である。バーナ３２の出口３３と衝突区域５０との間の距離は、約１ｃｍ以下、または約５ｃｍ以下、または約１０ｃｍ以下、または約１ｍ以下、またはそれらの間の任意と全ての値および範囲であることがある。例えば、衝突区域５０は、バーナ３２の出口３３から約１ｃｍから約１ｍであることがある。衝突区域５０がバーナ３２の出口３３に近接していることがあるので、スート４０は、捕捉媒体４８がスート４０と接触するときに、衝突区域５０内で高温を有することがある。例えば、スート４０は、約５０℃以上、または約７５℃以上、または約１００℃以上、または約１５０℃以上、または約２００℃以上、または約２５０℃以上、または約３００℃以上、または約３５０℃以上、または約４００℃以上、またはそれらの間の任意と全ての値および範囲の温度を有することがある。例えば、衝突区域５０内のスート４０の温度は、約５０℃から約４００℃、または約５０℃から約３００℃、または約５０℃から約２００℃、または約５０℃から約１５０℃、または約５０℃から約１００℃であることがある。
捕捉媒体４８、およびしたがって、捕捉媒体４８がスート４０と組み合わさるときに形成されるスラリー６０は、粒子分離を増進させる、または捕捉媒体４８内のスート４０の凝集を減少させるように作られた１種類以上の分散剤を含むことがある。ここに用いられているように、分散剤は、粒子（例えば、スート４０）の分離を改善し、粒子（例えば、スート４０）の均一分散がスラリー６０中に存在するように沈降または凝集を防ぐために、通常はコロイドである、サスペンション中に存在する界面活性物質である。様々な例によれば、１種類以上の分散剤は、界面活性剤を含むことがある。その分散剤としては、クエン酸アンモニウム、ポリウレタン、ポリアクリレート、アニオン性分散剤、カチオン性分散剤、電気的中性分散剤、非イオン性分散剤、他の分散剤および／またはその組合せが挙げられるであろう。それに加え、またはそれに代えて、捕捉媒体４８、およびしたがって、スラリー６０は、１種類以上の有機塩基を含むことがある。その有機塩基としては、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化コリン、有機リチウム化合物、グリニャール試薬（例えば、アルキル、ビニル、またはアリールマグネシウムハロゲン化物）、アミン、水酸化テトラアルキルアンモニウム、水酸化ホスホニウム、金属アルコキシド、金属アミド、金属シラノアート(silanoates)、他の塩基および／またはその組合せが挙げられるであろう。捕捉媒体４８および／またはスラリー６０は、約９から約１４、または約９から約１３、または約１０から約１３、または約１１から約１３、または約１２から約１３のｐＨを有することがある。さらに、１種類以上の汚染軽減化合物が捕捉媒体４８に添加されることがある。例えば、汚染軽減化合物は、スート流３６中の汚染物質を捕捉する、封鎖する、中和する、分解する、および／または他のやり方で減少させるように作られた１種類以上の化合物を含むことがある。例えば、スート流３６がＨＣｌ、ＮＯｘ、揮発性有機化合物などを含む状況において、酸化剤などの汚染軽減化合物が捕捉媒体４８中に含まれることがある。
様々な例によれば、捕捉媒体４８は、スラリーノズル４４からスート流３６中に蒸気およびエアロゾルの両方として噴霧される。蒸気において、捕捉媒体４８は、気相にあり、臨界温度より低い温度にある。それゆえ、捕捉媒体４８は、液体に凝縮され得る。エアロゾルにおいて、捕捉媒体４８は、微細な液滴のサスペンションである。エアロゾル化された捕捉媒体４８の液滴は、約１０μｍ以下、約９μｍ以下、約８μｍ以下、約７μｍ以下、約６μｍ以下、約５μｍ以下、約４μｍ以下、約３μｍ以下、約２μｍ以下、約１μｍ以下、または約０．９μｍ以下の直径を有することがある。捕捉媒体４８およびスート流３６が混ざるまたは組み合わさるときに、スート４０の粒子は、エアロゾル化された捕捉媒体４８の液滴と衝突し、チャンバ２８内でついて行くときにスラリー６０として収集される。さらに、捕捉媒体４８の蒸気相は、スート流３６と混ざるまたは組み合わさるときに、捕捉媒体４８の蒸気相は、スート流３６の温度が冷めるにつれてスート４０上に凝縮するであろう。それゆえ、凝縮された捕捉媒体４８を有するスート４０は、凝集して、液滴を形成し、この液滴は、次に他の液滴（例えば、エアロゾル化された捕捉媒体４８とスート４０および／またはスート４０上に凝縮された捕捉媒体４８）と凝縮して、チャンバ２８の底部で収集されるスラリー６０を形成するであろう。
捕捉媒体４８がスート流３６中に一旦噴霧されたら、妨害物６８により画成されたくびれ６４にスート流３６および捕捉媒体４８を通過させる工程１１２が行われる。くびれ６４は、妨害物６８により画成された開口または隙間である。妨害物６８は様々な形態を取ることがある。容器２４と別の構成部材として示されているが、妨害物６８は、ここに与えられた教示から逸脱せずに、容器２４の一部（すなわち、内側に面する壁またはバッフル）であってもよいことが理解されよう。妨害物６８は、スート流３６、スート４０、捕捉媒体４８、凝縮液５６およびスラリー６０をくびれ６４に導くために、くびれ６４に通じる１つ以上の先細または傾斜表面を画成することがある。くびれ６４は、概して円形、長円形、楕円形、三角形、正方形、長方形、五角形以上の多角形形状を有することがある。さらに、妨害物６８は、妨害物６８がメッシュまたはふるいであるように、複数のくびれ６４を画成することがある。様々な例によれば、くびれ６４は、スート流３６の直径よりも小さい。それゆえ、くびれ６４を通るスート流３６、スート４０、捕捉媒体４８、凝縮液５６およびスラリー６０の運動により、乱流が生じ、スート流３６と捕捉媒体４８の速度が上昇し、大抵、スート流３６、スート４０、捕捉媒体４８、凝縮液５６およびスラリー６０の混合を増す条件を作り出すであろう。例えば、スート流３６がくびれ６４を通過するときの速度が増加すると、スート４０が捕捉されるように、捕捉媒体４８とスート４０との間の衝突速度が増すことがある。そのような特徴は、スラリー６０を形成するための上述した過程によって、捕捉媒体４８内に捕捉されるスート流３６からのスート４０の量を増加させる上で都合よいであろう。妨害物６８のくびれ６４は、スート流３６、スート４０、捕捉媒体４８、凝縮液５６およびスラリー６０の十分な混合を確実にする長さに亘り延在することがある。
先に説明したように、捕捉媒体４８によりスート４０が捕捉されることにより、スラリー６０が形成される。スラリー６０は、チャンバ２８の底部に収集される。捕捉媒体４８およびスート流３６が最初に導入された後に収集されるスラリー６０は、約１質量％から約５０質量％、または約１質量％から約４０質量％、または約１質量％から約３０質量％、または約１質量％から約２０質量％、または約１質量％から約１０質量％、または約１質量％から約５質量％、またはそれらの間の任意と全ての値および範囲の濃度のスート４０を有することがある。
チャンバ２８の底部で相当量のスラリー６０が一旦捕捉されたら、スラリー６０をスート流３６に通して再循環させる工程１１６が行われる。工程１１６中、スラリー６０は、チャンバ２８または他の貯蔵タンクの底部から、熱交換器７２に通して、スラリーノズル４４を通るようにポンプで送られることがある。熱交換器７２は、スラリー６０を約９０℃から約１１０℃の温度より、約２０℃から約６０℃、または約３０℃から約５０℃の温度に冷却することがある。例えば、熱交換器７２から出た際に、スラリー６０は、約２０℃、または約２２℃、または約２４℃、または約２６℃、または約２８℃、または約３０℃、または約３２℃、または約３４℃、または約３６℃、または約３８℃、または約４０℃、または約４２℃、または約４４℃、または約４６℃、または約４８℃、または約５０℃、または約５２℃、または約５４℃、または約５６℃、または約５８℃、または約６０℃、またはそれらの間の任意と全ての値および範囲の温度を有することがある。
捕捉媒体４８と同様に、スラリー６０は、スート流３６中に、エアロゾルおよび／または蒸気形態で噴霧されることがある。スラリー６０は、スート流３６中に噴霧された時に、スート４０と衝突する（すなわち、エアロゾル化されたスラリー６０）および／またはスート４０上に凝縮する（すなわち、蒸気形態のスラリー６０）ことにより、スート流３６からスート４０を収集する上で捕捉媒体４８と似た働きをする。スラリー６０を再循環させ、スート流３６中に噴霧することによって、スラリー６０中に存在するスート４０の質量％が増加するであろう。スラリー６０は、スラリー６０が、約２０質量％から約８０質量％、または約３０質量％から約８０質量％、または約４０質量％から約８０質量％、または約３０質量％から約７０質量％、または約５０質量％からのスート４０の質量％を有するまで、スート流３６を通して再循環される。例えば、スラリー６０は、スラリー６０が、約２０質量％、または約２２質量％、または約２４質量％、または約２６質量％、または約２８質量％、約３０質量％、または約３２質量％、または約３４質量％、または約３６質量％、または約３８質量％、約４０質量％、または約４２質量％、または約４４質量％、または約４６質量％、または約４８質量％、約５０質量％、または約５２質量％、または約５４質量％、または約５６質量％、または約５８質量％、約６０質量％、または約６２質量％、または約６４質量％、または約６６質量％、または約６８質量％、約７０質量％、または約７２質量％、または約７４質量％、または約７６質量％、または約７８質量％、または約７０質量％、またはそれらの間の任意と全ての値および範囲のスート４０の質量％を有するまで、スート流３６に通して再循環されることがある。スラリー６０は、スラリー６０中のスート４０の最終質量％に到達するために、一回または複数回、スート流３６に通して再循環されてもよいことが理解されるであろう。スラリー６０中のスート４０の最終質量％は、スラリー６０中のスート４０の所定の量に基づくことがある、および／またはスラリー６０の粘度がポンプ（例えば、スラリー６０を動かすポンプ）および／またはスラリーノズル４４で取り扱えなくなるほど大きくなるまでである。
工程１１２および／または工程１１６と同時に、スート流３６および捕捉媒体４８を凝縮液５６に凝縮する工程１２０および凝縮液５６を凝縮液ノズル５２に通してバーナ３２の出口３３に近接するスート流３６中に通過させる工程１２８が行われることがある。作動中、スート流３６、スート４０、捕捉媒体４８および／またはスラリー６０の一部は、捕捉されず、スラリー６０としてチャンバ２８の底部に集まらないことがある。そのような捕捉されていない部分は、チャンバ２８中に気相または蒸気相としてまだ存在するであろう。それゆえ、スート流３６および捕捉媒体４８および／またはスラリー６０の残りの部分が、凝縮器７６に通されることがある。凝縮器７６は、気化した液体（例えば、捕捉媒体４８、バーナ３２での燃焼の結果として存在する水または副生成物、および／またはスラリー６０）を凝縮液５６に凝縮するように作られている。それゆえ、凝縮液５６は、捕捉媒体４８および／または水（または他の液体）およびスート流３６中にまだ存在する任意のスート４０の混合物を含有することがある。凝縮液５６は、凝縮液ノズル５２を通じてバーナ３２の出口３３に近接するスート流３６中に戻るように通される。スラリー６０と同様に、凝縮液５６は、通過させられ、所定の温度に冷却されるであろうことが理解されよう。スラリーノズル４４と同様に、凝縮液ノズル５２は、凝縮液５６をエアロゾルとして、および／または蒸気として、通過させるように作られている。システム２０内の捕捉媒体４８の量を維持する（すなわち、捕捉媒体４８はシステム２０から排出されないので）と同時に、スート流３６から追加のスート４０を捕捉するために使用される上で、凝縮器および凝縮液ノズル５２の使用が、都合よい。次に、スート流３６の気体を汚染軽減システム８０に通過させ、そこで、その気体中に存在するどのような残りのスート４０も、濾過で除き、または洗浄し、気体を排出することができる。
スラリー６０がスラリー６０中の所定の質量％のスート４０を一旦有したら、スラリー６０は、システム２０から除去され、貯蔵することができる。
ここで図３Ｂを参照すると、物品形成方法１３０が示されている。図示された例において、形成方法１３０は、「ゾルゲル」過程と称されることがあるが、物品形成方法１３０は、スート４０および／またはスラリー６０を使用した物品１０の様々な製造過程であってよいことが理解されよう。それゆえ、このゾルゲル過程は、物品形成方法１３０の多くの例の内の１つでしかない。例えば、スート４０は、スートプレス過程に利用されることがある（例えば、光ファイバプリフォームまたは基板を形成するため）および／またはスラリー６０は、コーティング用途のためのサスペンションプラズマ溶射法における原料として使用されることがある。
システム２０の作動における変動により、組成（例えば、スート４０のＳｉＯ２対ＴｉＯ２の相対的質量％、またはスラリー６０中のスート４０の質量％）が工程の稼働間で変化することがある。それゆえ、スラリー６０の組成は、物品１０の所望の組成のものから外れることがある、またはスラリー６０中のスート４０の質量％が、ガラス物品１０の形成のための所望のスート質量％から外れることがある。そのように例において、物品形成方法１３０は、第２のスラリー（すなわち、システム２０または方法１００の異なる工程稼働中に形成される）をスラリー６０と混合する随意的工程１３２で始まることがある。そのような例において、第２のスラリーは、スラリー６０と異なるスート質量％を有することがある、またはスラリー６０と比べて、異なる組成構成（例えば、ＳｉＯ２およびＴｉＯ２の異なる相対量および／または異なるドーパントまたは成分）を有することがある。そのような特徴は、スラリー６０の所望の組成およびスラリー６０中のスート４０の所望の質量％を達成する上で都合よいであろう。さらに、スラリー６０の様々なバッチの混合は、所定の仕様との不適合のために最終的な廃棄されるスラリー６０の生成を減少させる上で都合よいであろう。
一旦、スラリー６０が、スート４０の所定の質量％にあり、所定の組成（すなわち、１つのスラリー６０の使用またはスラリー６０の混合による）を有したら、スラリー６０をフィルタまたは網目スクリーンに通して濾過する工程１３６を行える。スラリー６０の濾過は、汚染物質を除去する、および／またはスラリー６０中に存在するスート４０の凝集をより小さい（例えば、１μｍ未満）の粒子凝集体サイズに壊すように作られている。そのような作動において、網目スクリーンは、ステンレス鋼またはスラリー６０を汚染しない他の材料からできていることがある。様々な例によれば、網目スクリーンは、約１０μｍ以上のサイズ（すなわち、最長の線寸法）を有する粒子凝集体を濾過して取り除くように作られることがある。スラリー６０の濾過は、網目スクリーンを横切って圧力差を印加する（すなわち、加圧濾過または真空濾過）により支援することができる。網目スクリーンの開口が詰まるほど十分に、汚染物質が大きいまたは多い場合、網目スクリーンを手作業で、または網目スクリーンを通るスラリー６０の流れを一時的に逆にして、汚染物質を除去することにより、洗浄することができる。それに加え、またはそれに代えて、ストークスの沈降により、スラリー６０から大きいまたは緻密な汚染物質または粒子凝集体を分離することができる。スラリー６０の濾過は、都合よくスラリー６０の撹拌をもたらすであろう。スラリー６０の撹拌は、特定のタイプのスート４０の層化および／または凝集を防ぐことによって、組成均一性（例えば、ＳｉＯ２対ＴｉＯ２粒子）を改善するであろう。工程１３６は、スート生成が停止された後（すなわち、バーナ３２はもはやスート流３６を生成していない）、ある時間に亘りシステム２０内においてスラリー６０を再循環させることにより、または別個の混合容器を使用することにより、行ってよいことが理解されよう。スラリー６０を濾過する工程１３６は、ここに与えられた教示から逸脱せずに、方法１００中に複数回行ってもよいことが理解されよう。
次に、スラリー６０に亘り真空を生成する工程１４０が行われる。真空の生成には、スラリー６０を真空に保持することによって、吸着されたまたは閉じ込められた気体をスート４０から除去する効果がある。言い換えると、スラリー６０は工程１４０中で脱気される。バーナ３２での燃焼過程により生じたスート４０は、比較的高い表面積を有し、したがって、その表面で気体を吸着することがある。その気体は、スート４０が捕捉されたときにスラリー６０中に同伴されるが、スラリー６０上の空間を真空にすることによって、除去することができる。様々な例によれば、スラリー６０上の真空の生成は、システム２０の下流にある専用容器内で行われることがある。スラリー６０上の真空レベルは、スラリー６０の表面で形成する気泡の破裂を加速するために、調節されることがある。スラリー６０上の真空は、約０．００１気圧（約１０１Ｐａ）から約０．９９９気圧（約１０１ｋＰａ）、または約０．１気圧（約１０１００Ｐａ）から約０．９気圧（約９１ｋＰａ）、または約０．０１気圧（約１０１０Ｐａ）から約０．８気圧（約８１ｋＰａ）、または約０．０５気圧（約５．１ｋＰａ）から約０．７気圧（約７１ｋＰａ）、または約０．１気圧（約１０１００Ｐａ）から約０．６気圧（約６１ｋＰａ）、または約０．１気圧（約１０１００Ｐａ）から約０．５気圧（約５１ｋＰａ）、または約０．１気圧（約１０１００Ｐａ）から約０．４気圧（約４１ｋＰａ）、または約０．１気圧（約１０１００Ｐａ）から約０．３気圧（約３０ｋＰａ）、または約０．１気圧（約１０１００Ｐａ）から約０．２気圧（約２０ｋＰａ）、または約０．０１気圧（約１０１０Ｐａ）から約０．５気圧（約５１ｋＰａ）、またはそれらの間の任意と全ての値および範囲の圧力を有することがある。真空を生成する工程１４０は、約３０秒、または約１分、または約２分、または約３分、または約４分、または約５分、または約６分、または約７分、または約８分、または約９分、または約１０分、または約１１分、または約１１分超に亘り行われることがある。スラリー６０上で真空を生成する工程１４０は、形成方法１３０の最中に複数回行ってもよいことが理解されよう。
スラリー６０が一旦脱気されたら、スラリー６０にｐＨ調整剤を添加する工程１４４が行われる。このｐＨ調整剤は、ｐＨ移動剤(shifter)としても知られていることがあるのが理解されよう。ｐＨ調整剤は、スラリー６０のｐＨを減少させるように作られている。典型的な実施の形態において、スラリー６０は塩基性（例えば、塩基または分散剤の存在のために）である。スラリー６０のｐＨは、１０．０超、または１０．５超、または１１．０超、または１１．５超、または１２．０超であることがある。スラリー６０のｐＨをある期間で中性（例えば、１０．０未満、または９．５未満、または９．０未満、または８．５未満、または８．０未満のｐＨに）に向かって減少させる。スラリー６０のｐＨを塩基性から中性に移動させることは、スラリー６０のゲル化または粘度の上昇を促進させることがある。ｐＨ調整剤としては、エステル、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、ホルムアミド、グリオキサル、ギ酸メチル、酢酸メチル、ギ酸エチル、酢酸エチル、有機酸、他のｐＨ調整剤および／またはその組合せが挙げられるであろう。ｐＨ調整剤は、局所位置で早まったゲル化を生じさせるであろうスラリー６０内の高濃度の領域の発生を避けるために、少量で添加されるであろう。ｐＨ調整剤が一旦スラリー６０に添加されたら、スラリー６０は、必要に応じて、再び、濾過、撹拌または脱気してもよい。
次に、スラリー６０の完全なゲル化の前に、スラリー６０をレセプタクル中に注型する工程１４８が行われる。このレセプタクルは、ガラス物品１０の最終形状に対してニアネットシェイプであることがある、またはガラス物品１０をそこから容易に単体化できる形状であることがある。そのレセプタクルは、レセプタクルに対するスラリー６０の付着または接着を防ぐために、スラリー６０と接触する滑らかな表面を有することがある。様々な例によれば、スラリー６０をレセプタクル中に注型する前に、そのレセプタクルの表面に離型剤が施されることがある。その離型剤は、乾燥ポリテトラフルオロエチレン滑剤、ワックス、他の乾燥滑剤、湿潤滑剤、他の滑剤および／またはその組合せであることがある。スラリー６０の注型は、スラリー６０がレセプタクル中に注型されるときに、その中に気体が生成されないおよび／または取り込まれないように行われることがある。取り込まれる気体を最小にして、レセプタクル中にスラリー６０を注型することは、スラリー６０を容器からレセプタクル中に移すときに、スラリー６０の切れ目のない流れを維持することによって行われることがある。
スラリー６０が一旦レセプタクル中に入ったら、スラリー６０をゲル化して、ゲル化体を形成する工程１５２が行われる。スラリー６０のゲル化中、レセプタクルは気密に覆われることがあり、スラリー６０のゲル化が可能になる。ゲル化体を形成するためのスラリー６０のゲル化には、約１時間から約３６時間、または約１２時間から約３０時間、または約１８時間から約２４時間かかることがある。ゲル化体へのスラリー６０のゲル化は、約０℃から約１００℃、または約０℃から約９０℃、または約０℃から約８０℃、または約０℃から約７０℃、または約０℃から約６０℃、または約０℃から約５０℃、または約０℃から約４０℃、または約１０℃から約３０℃、または約２０℃から約４０℃、またはそれらの間の任意と全ての値および範囲の温度で行われることがある。スラリー６０のゲル化は、周囲温度（例えば、約２３℃）より高い温度が使用されるときに、増進されることがある。一旦、スラリー６０のｐＨが、約１１．０以下、または約１０．５以下、または約１０．０以下、または約９．５以下、または約９．０以下、または約８．５以下、または約８．０以下、または約７．５以下、またはそれらの間の任意と全ての値および範囲であるときに、スラリー６０のゲル化が完了しているであろう。ゲル化過程中にスラリー６０の収縮が生じることがあり、それにより、特にゲルがレセプタクルに接着する傾向がある場合、ゲル化体に亀裂が生じ得る。離型剤および／またはスラリー６０と接触する滑らかな表面を有するレセプタクルの上述した使用により、この亀裂形成が最小にされることがある。いくつかの例によれば、そのスラリーまたはゲル化体は、取出しに耐えるのに十分にゲル化されたらすぐに、レセプタクルから解放される。
次に、ゲル化体を乾燥させて、未焼成体を形成する工程１５６が行われる。ゲル化体がレセプタクル中にまだ位置している間に、またはゲル化体がレセプタクルから取り出された後に、工程１５６を始めてよい。ゲル化体の乾燥がレセプタクル内で始まる例において、レセプタクルの蓋が持ち上げられ（例えば、約１ｍｍから約１０ｍｍ）、ゲル化体中の水分が蒸発することができる。この時点で、ゲル化体は、数パーセント（例えば、線形で約２％から約３％）だけ収縮することがある。ゲル化体がレセプタクル内で乾燥し始めているか否かにかかわらず、ゲル化体は、レセプタクルから取り出され、基板上に置かれることがある。その基板は、複数のポリテトラフルオロエチレンテープ片を有する超高分子量高密度ポリエチレンからなることがある。そのゲル化体内の含水量が所定の量に到達し、ゲル化体が未焼成体となるまで、ゲル化体は、長期間（例えば、約２日から約３日）に亘り空気中（例えば、周囲温度の）で乾燥させられることがある。例えば、ゲル化体は、ゲル化体の含水量が、約３０質量％以下、または約２９質量％以下、または約２８質量％以下、または約２７質量％以下、または約２６質量％以下、または約２５質量％以下、または約２４質量％以下、または約２３質量％以下、または約２２質量％以下、または約２１質量％以下、または約２０質量％以下、または約１９質量％以下、または約１８質量％以下、またはそれらの間の任意と全ての値および範囲になるまで、空気乾燥されることがある。ゲル化体が一旦所定の含水量に達したら、ゲル化体は、残りの水を除去するために加熱されることがある。様々な例によれば、ゲル化体は、残りの水を除去するために、空気中で長期間（例えば、２４時間）に亘り約４０℃から約８０℃に加熱されることがある。乾燥過程後に未焼成体内に残る有機材料は、その未焼成体をある期間に亘り高温に加熱することによって、除去されることがある。例えば、未焼成体は、約３００℃から約７００℃、または約４００℃から約６００℃、または約５００℃の温度に加熱されることがある。未焼成体は、約２時間かに約６時間、または約３時間から約５時間、または約４時間の期間に亘り加熱されることがある。
次に、未焼成体を固結して、ガラス物品１０を形成する工程１６０が行われる。ガラス物品１０を形成するための未焼成体の固結は、減圧雰囲気（例えば、約１０トル（約１３３３Ｐａ）以下の酸素）および／または不活性ガス（例えば、ヘリウム、アルゴン、ネオンなど）中で行われることがある。未焼成体は、約１１００℃から約１５００℃、または約１２００℃から約１４００℃、または約１２５０℃から約１３５０℃、または約１２５０℃から約１３００℃の温度で固結されることがある。例えば、固結は、約１１００℃、または約１１５０℃、または約１２００℃、または約１２５０℃、または約１３００℃、または約１３５０℃、または約１４００℃、または約１４５０℃、または約１５００℃、またはそれらの間の任意と全ての値および範囲の温度で行われることがある。ドープは、固結中に蒸気または他のドーパントの減圧を加えることによって行うことができる。
ＳｉＯ２とＴｉＯ２の組成の例において、未焼成体の固結により、例えば、チタニアナノ結晶の存在のために、半透明のガラス物品１０が得られることがある。これらのナノ結晶は、ガラス物品１０を加熱する工程１６４により、ガラス物品１０中に溶かすことができる。ガラス物品１０の加熱（すなわち、ガラス物品１０は既に熱の下で固結されているので、あるいは再加熱）は、約１３００℃から約１７００℃、または約１４００℃から約１６００℃、または約１４５０℃から約１５５０℃の温度であることがある。例えば、物品１０は、約１３００℃、または約１３５０℃、または約１４００℃、または約１４５０℃、または約１５００℃、または約１５５０℃、または約１６００℃、または約１６５０℃、または約１７００℃、またはそれらの間の任意と全ての値および範囲の温度に再加熱されることがある。物品１０の再加熱は、約２分、または約４分、または約６分、または約８分、または約１０分、または約１２分、または約１４分、または約１６分、または約１８分、または約２０分、または約２２分、または約２４分、または約２６分、または約２８分、または約３０分、または約３２分、または約３４分、または約３６分、または約３８分、または約４０分、またはそれらの間の任意と全ての値および範囲に亘り行われることがある。工程１６４は、ここに与えられた教示から逸脱せずに、約２４時間以上の期間に亘り行われてもよいことが理解されよう。物品１０の再加熱により、チタニアナノ結晶が溶解され、透明なガラス物品１０が生じることがある。次に、ガラス物品１０は、切り取られ、研削され、研磨されることがある。さらに、ガラス物品１０は、複数のガラス物品１０を形成するために、切断または単体化されることがある。
現在開示されているスート生成および捕捉システム２０、方法１００および形成方法１３０の使用は、様々な利点を提示するであろう。
第一に、バーナ３２の出口３３に近接してスラリーノズル４４および凝縮液ノズル５２を使用すると、汚染軽減システム８０に到達する前に、スート流３６およびスート４０の温度が低下するであろう。スート流３６の気体とスート４０は、燃焼中にバーナ３２において高温（例えば、約１８００℃）で生成される。これらの高温で汚染軽減システム８０に到達するスート４０の粒子は、袋、フィルタおよび他の構成部材を損傷することがある。捕捉媒体４８、スラリー６０および凝縮液５６をバーナ３２に近接するスート流３６中に噴霧することによって、汚染軽減システム８０に最終的に到達する気体およびスート４０の温度は、汚染軽減システム８０への損傷が最小になるおよび／またはなくなるように、劇的に低下することがある。さらに、システム２０が捕捉媒体４８により冷却されるので、本開示は、従来の空冷システムよりもコンパクトで空間効率のよい設計を提示するであろう。
第二に、スート４０は、捕捉媒体４８内に捕捉され、混合される、撹拌される、または他のやり方で均質化されるので、結果として得られるガラス物品１０のより良好な組成均一性が達成されるであろう。従来のフォトマスクブランクは、ＯＭＣＴＳおよびＴＰＴの複合流を燃焼し、結果として生じた粒子を収集するか、または堆積させるかのいずれかによって生成される。ＯＭＣＴＳおよびＴＰＴの比率は時間の経過と共に変わり得るので、収集されたまたは堆積されたスート４０の粒子内のＳｉおよび／またはＴｉの組成の変動により、１つのフォトマスク内に不均一な領域が生じることがある、またはフォトマスクの組成が製造稼働に亘り変動することがある。それゆえ、各従来の個々のフォトマスクは、組成について認証される必要があることがあり、各々は、目標特性（例えば、透明度および／またはクロスオーバー温度）を達成するために独特な製造後の熱処理を必要とすることがある。本開示を使用すると、方法１００の全稼働から生成されたスート４０は、スラリー６０中に捕捉され、次いで、スラリー６０を混合することによって、均質化されるであろう。そのような特徴は、方法１００を使用して製造された物品１０の全てが、同じ組成を有し、それゆえ、同じ熱処理サイクルおよび光学的性質を有することを確実にする上で都合よいであろう。
第三に、捕捉媒体４８中にスート４０を捕捉すると、スート４０の凝集が少なくなる。従来のスート生成過程において、スート４０の粒子は、圧力差が印加される繊維袋上に捕捉される。空気パルスが、プレスされたスートをその袋から収集ホッパー中にたたき落とすまで、それらの粒子は袋中にプレスされる。このプレス作用は、燃焼副生成物からの潜在的に高い水分レベルと共に、粒子に、プレス過程に耐える凝集体を形成させ得る。その凝集体は、最終物品１０内に糠泡および／または組成の不均一性を生じさせることがある。方法１００を使用すると、凝集体を、機械的混合によって離れて分散させるか、またはスラリー６０の濾過によって除去することができる。
第四に、形成方法１３０およびシステム２０を使用すると、スラリー６０および結果として得られる物品１０の組成を調整する融通性が増す。例えば、異なる組成を持つ第２のスラリーをスラリー６０と混合することによって、スラリー６０の組成（例えば、ＳｉＯ２対ＴｉＯ２比および／またはスート質量％）が上下に調整されるであろう。そのような調整により、ガラス物品１０の最終的な性質を微調整するための組成の非常に正確な制御が可能になるであろう。
第五に、本開示の使用は、従来の過程に対して少ない汚染をもたらすであろう。従来のスートプレス過程において、バーナ排出ガスに入る汚染物質に対して可能な改善はないであろうし、乾燥スートは効率的に篩にかけるのが難しい。そのような汚染物質に、製造環境からの埃、収集袋からの繊維、大きいスート凝集体および他の汚染物質がある。本開示は、液体スラリー６０を提供するので、汚染物質は、様々な方法（例えば、網目スクリーン、ストークスの沈降）によって、除去または濾過されるであろう。
第六に、システム２０および形成方法１３０の使用は、ニアネットシェイプの物品１０を提示するであろう。従来の過程は、プレスされ、固結され、再溶融され、次いで、フォトマスク形状に切断される大きい物品を生成する。本開示の使用は、物品１０を形成するためにささいな切り取りおよび研磨しか必要ないであろうニアネットシェイプの物品１０を注型する能力を提示する。
第七に、形成方法１３０の使用は、より高品質のガラス物品１０を提示するであろう。従来の物品形成において、汚染物質は、生成および捕捉後にスートから除去できず、含有物の形態でフォトマスクブランク中に行き着く。また、大きいプレス部品は、最終物品１０内に糠泡をもたらす空隙が形成し得るほど、均一な密度にプレスすることが難しい。最後に、大きいプレススート部品に出入りするガス拡散は、プレス部品内の捕捉ガスおよび／または残留有機物質の除去は、小さい部品に関するよりも著しく時間がかかるほど、小さく薄い部品よりもずっと長くかかるであろう。方法１００を使用すると、汚染物質は、まだスラリー６０中にある間に濾過でき、未焼成部品の密度を、空隙の形成がほとんどまたは全くなく、均一にでき、吸着されたガスをスラリー６０の蒸発（例えば、工程１４０）中に除去できる。結果として得られたガラス物品１０は、透明ガラスを得るために穏やかな再加熱（例えば、約１５００℃の温度まで）しか必要ないほど、固結後に糠泡を含まないであろう。
第八に、形成方法１３０により、ガラス物品１０のドープが容易になるであろう。従来のスートプレス過程では、蒸気含有雰囲気内での固結によるＯＨドープを必要とすることのある、大きい（例えば、約５ｋｇから約１０ｋｇ）プレススート体が生成される。これらの大きい部品は、部品全体に亘る熱均一性を達成し、ドーパント（例えば、水）を均一に拡散させるために長いドープ期間が必要かもしれないほど、比較的低い熱伝導率および長い拡散距離を有するであろう。方法１００およびシステム２０を使用すると、薄く、したがって、より速い加熱および随意的なドーパントの均一な拡散をもたらす短い拡散距離を有する未焼成体が生成されるであろう。
第九に、スート４０は、バーナ３２の出口３３に近接した捕捉媒体４８内に捕捉されるので、従来の設計と比べて、より少量の全気体しかバーナ３２に通過させる必要がない。従来の設計において、スートを生成するための化学物質源の燃焼は、大抵、そのスートを必要な捕捉地点または汚染洗浄システムに移動させるのに不十分な体積流量のガスしか生成されない。それゆえ、多くの場合、スートの搬送を助けるために、周囲空気を引き込む必要がある。大抵、周囲空気は、スートから製造される製品に欠陥をもたらす汚染物質を含有する。ここに開示されたシステム２０を使用すると、スート４０を輸送するためにわずかしかまたは全く周囲空気は必要ないので、汚染物質の問題が回避される。例えば、バーナ３２の出口３３に近接したスート流３６に捕捉媒体４８が導入されるので、スート４０は、長い距離運ばれる必要はなく、それゆえ、汚染物質を含有しているであろう周囲空気はほとんどまたは全く必要ない。
第十に、スート４０は、スラリー６０として捕捉媒体４８中に貯蔵されるので、システム２０は、従来の設計と比べて、スート４０のよりコンパクトな空間効率のよい貯蔵を提示するであろう。従来のスートの貯蔵は、スートが高い表面積および低い充填密度を有するので、多くの場合、非効率的である。そのような特徴により、大きい体積の比較的低質量のスート貯蔵がもたらされる。ここに開示されたシステム２０を使用すると、スート４０をスラリー６０としてよりコンパクトな形態に貯蔵でき、それによって、スート４０の貯蔵に必要な全体的な面積が減少する。
本記載の態様１は、
スートを捕捉する方法であって、
バーナ内で第１の前駆体を燃焼して、スート流を生成する工程であって、そのスート流は、スートを含み、出口でバーナから出る工程、および
捕捉媒体をスート流に向ける工程であって、その捕捉媒体は衝突区域内でスートと接触し、そのスートはその衝突区域において５０℃より高い温度を有する工程、
を有してなる方法である。
本記載の態様２は、
第１の前駆体がケイ素含有化合物を含む、態様１の方法である。
本記載の態様３は、
第１の前駆体がシロキサン化合物を含む、態様２の方法である。
本記載の態様４は、
第１の前駆体がチタン含有化合物を含む、態様１の方法である。
本記載の態様５は、
捕捉媒体が液体を含む、態様１～４のいずれかの方法である。
本記載の態様６は、
液体が水である、態様５の方法である。
本記載の態様７は、
液体が分散剤をさらに含む、態様５および６のいずれかの方法である。
本記載の態様８は、
衝突区域が出口から１ｍ未満の距離にある、態様１～７のいずれかの方法である。
本記載の態様９は、
衝突区域が出口から１０ｃｍ未満の距離にある、態様１～８のいずれかの方法である。
本記載の態様１０は、
燃焼する工程が、バーナ内で第２の前駆体を燃焼する工程をさらに含む、態様１～９のいずれかの方法である。
本記載の態様１１は、
第１の前駆体がケイ素含有化合物を含み、第２の前駆体がチタン含有化合物を含む、態様１０の方法である。
本記載の態様１２は、
向ける工程が、スートおよび捕捉媒体からスラリーを形成する工程をさらに含む、態様１～１１のいずれかの方法である。
本記載の態様１３は、
スラリーを形成する工程が、捕捉媒体を凝縮させる工程を含む、態様１２の方法である。
本記載の態様１４は、
スラリーをスート流に通して再循環させる工程、
をさらに含む、態様１２および１３のいずれかの方法である。
本記載の態様１５は、
衝突区域内のスートの温度が１００℃超である、態様１～１４のいずれかの方法である。
本記載の態様１６は、
衝突区域内のスートの温度が２００℃超である、態様１～１４のいずれかの方法である。
本記載の態様１７は、
スートを捕捉する方法であって、
バーナ内で第１の前駆体を燃焼して、スートを含むスート流を生成する工程、および
スートが捕捉媒体内に捕捉され、スラリーを形成するように、バーナに近接するスート流中に捕捉媒体を通過させる工程、
を有してなる方法である。
本記載の態様１８は、
スラリーをスート流に通して再循環させる工程、
をさらに含む、態様１７の方法である。
本記載の態様１９は、
捕捉媒体が水を含み、その捕捉媒体が、蒸気およびエアロゾルの両方としてスート流中に通過させられる、態様１７および１８のいずれかの方法である。
本記載の態様２０は、
捕捉媒体が分散剤を含む、態様１７～１９のいずれかの方法である。
本記載の態様２１は、
妨害物により画成されたくびれにスート流および捕捉媒体を通過させる工程、
をさらに含む、態様１７～２０のいずれかの方法である。
本記載の態様２２は、
スート流および捕捉媒体を凝縮液に凝縮する工程、および
その凝縮液を、バーナに近接したスート流に通過させる工程、
をさらに含む、態様１７～２１のいずれかの方法である。
本記載の態様２３は、
第１の前駆体が、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、ＰおよびＣａの内の少なくとも１つを含む、態様１７～２２のいずれかの方法である。
本記載の態様２４は、
第１の前駆体が、オクタメチルシクロテトラシロキサンを含むケイ素含有化合物を含み、チタン含有化合物を含む第２の前駆体がバーナ内で燃焼する、態様１７～２３のいずれかの方法である。
本記載の態様２５は、
スートを捕捉する方法において、
バーナ内で第１の前駆体を燃焼して、スートを含むスート流を生成する工程、
スートが捕捉媒体内に捕捉され、スラリーを形成するように、バーナに近接するスート流中に捕捉媒体を通過させる工程、および
スラリーが約２０質量％から約８０質量％のスートであるように、スラリーをスート流に通して再循環させる工程、
を有してなる方法である。
本記載の態様２６は、
バーナ内で第１の前駆体を燃焼して、スートを含むスート流を生成する工程が、
バーナ内で第１の前駆体および第２の前駆体を燃焼して、スート流を生成する工程であって、第１の前駆体がケイ素含有化合物を含み、第２の前駆体が、Ｇｅ、Ｅｒ、Ａｌ、Ｎｄ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｔｉ、ＹｂおよびＲｂの内の少なくとも１つを含む工程、
をさらに含む、態様２５の方法である。
本記載の態様２７は、
スラリーを網目スクリーンに通して濾過する工程、
をさらに含む、態様２５～２６のいずれかの方法である。
本記載の態様２８は、
捕捉媒体が水を含む、態様２５～２６のいずれかの方法である。
本記載の態様２９は、
捕捉媒体およびスート流を凝縮液に凝縮する工程、
をさらに含む、態様２５～２８のいずれかの方法である。
本記載の態様３０は、
スラリーが約５０質量％から約７０質量％のスートであるように、スラリーがスート流を通して再循環される、態様２５～２９のいずれかの方法である。
本記載の態様３１は、
スートを捕捉する方法において、
バーナ内で、ケイ素含有化合物を含む第１の前駆体および第２の前駆体を燃焼して、スートを含むスート流を生成する工程、
スートが水中に捕捉され、スラリーを形成するように、バーナに近接するスート流中に水を蒸気およびエアロゾルとして通過させる工程、
スラリーが約２０質量％から約８０質量％のスートであるように、スラリーをスート流に通して再循環させる工程、および
そのスラリーを第２のスラリーと混合する工程であって、第２のスラリーが前記スラリーと異なるスートの質量％を有する工程、
を有してなる方法である。
本記載の態様３２は、
第２の前駆体が、Ｇｅ、Ｅｒ、Ａｌ、Ｎｄ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｔｉ、ＹｂおよびＲｂの内の少なくとも１つを含む、態様３１の方法である。
本記載の態様３３は、
スラリーを網目スクリーンに通して濾過する工程、
をさらに含む、態様３１～３２のいずれかの方法である。
本記載の態様３４は、
スラリーをスート流に通して再循環させる前に、スラリーを冷却する工程、
をさらに含む、態様３１～３３のいずれかの方法である。
本記載の態様３５は、
スート流および水を凝縮液に凝縮する工程、および
その凝縮液を、バーナに近接したスート流に通過させる工程、
をさらに含む、態様３１～３４のいずれかの方法である。
本記載の態様３６は、
妨害物により画成されたくびれにスート流および水を通過させる工程、
をさらに含む、態様３１～３５のいずれかの方法である。
本開示の改変が、当業者および本開示を行うまたは使用するものに想起されるであろう。したがって、図面に示され、先に記載された実施の形態は、説明目的にすぎず、本開示の範囲を限定する意図はなく、その範囲は、均等論を含む特許法の原則にしたがって解釈されるような、以下の特許請求の範囲によって定義されることが理解されよう。
記載された開示の構造、および他の構成要素は、どの特定物質にも限定されないことが、当業者により理解されるであろう。ここに開示された本開示の他の例示の実施の形態は、特に明記のない限り、多種多様な材料から形成されてもよい。
どの記載された過程、または記載された過程内の工程を、本開示の範囲内の構造を形成するために、他の開示された過程または工程と組み合わされてもよいことが理解されよう。ここに開示された例示の構造および過程は、説明目的のためであり、限定と解釈すべきではない。
本開示の概念から逸脱せずに、上述した構造および方法に変更および改変を行えることも理解すべきであり、さらに、そのような概念は、以下の請求項が、言語で、他に明白に述べていない限り、その請求項により含まれる意図があることも理解すべきである。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
スートを捕捉する方法であって、
バーナ内で第１の前駆体を燃焼して、スート流を生成する工程であって、該スート流は、スートを含み、出口で前記バーナから出る工程、および
捕捉媒体を前記スート流に向ける工程であって、該捕捉媒体は衝突区域内で前記スートと接触し、該スートは該衝突区域において５０℃より高い温度を有する工程、
を有してなる方法。
実施形態２
前記第１の前駆体がケイ素含有化合物を含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態３
前記第１の前駆体がシロキサン化合物を含む、実施形態２に記載の方法。
実施形態４
前記第１の前駆体がチタン含有化合物を含む、実施形態１に記載の方法。
実施形態５
前記捕捉媒体が液体を含む、実施形態１から４のいずれか１つに記載の方法。
実施形態６
前記液体が水である、実施形態５に記載の方法。
実施形態７
前記液体が分散剤をさらに含む、実施形態５または６に記載の方法。
実施形態８
前記衝突区域が前記出口から１ｍ未満の距離にある、実施形態１から７のいずれか１つに記載の方法。
実施形態９
前記衝突区域が前記出口から１０ｃｍ未満の距離にある、実施形態１から８のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１０
前記燃焼する工程が、前記バーナ内で第２の前駆体を燃焼する工程をさらに含む、実施形態１から９のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１１
前記第１の前駆体がケイ素含有化合物を含み、前記第２の前駆体がチタン含有化合物を含む、実施形態１０に記載の方法。
実施形態１２
前記向ける工程が、前記スートおよび前記捕捉媒体からスラリーを形成する工程をさらに含む、実施形態１から１１のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１３
前記スラリーを形成する工程が、前記捕捉媒体を凝縮させる工程を含む、実施形態１２に記載の方法。
実施形態１４
前記スラリーを前記スート流に通して再循環させる工程、
をさらに含む、実施形態１２または１３に記載の方法。
実施形態１５
前記衝突区域内の前記スートの温度が１００℃超である、実施形態１から１４のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１６
前記衝突区域内の前記スートの温度が２００℃超である、実施形態１から１４のいずれか１つに記載の方法。
実施形態１７
スートを捕捉する方法であって、
バーナ内で第１の前駆体を燃焼して、スートを含むスート流を生成する工程、および
前記スートが捕捉媒体内に捕捉され、スラリーを形成するように、前記バーナに近接する前記スート流中に該捕捉媒体を通過させる工程、
を有してなる方法。
実施形態１８
前記スラリーを前記スート流に通して再循環させる工程、
をさらに含む、実施形態１７に記載の方法。
実施形態１９
前記捕捉媒体が水を含み、該捕捉媒体が、蒸気およびエアロゾルの両方として前記スート流中に通過させられる、実施形態１７または１８に記載の方法。
実施形態２０
前記捕捉媒体が分散剤を含む、実施形態１７から１９のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２１
妨害物により画成されたくびれに前記スート流および前記捕捉媒体を通過させる工程、
をさらに含む、実施形態１７から２０のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２２
前記スート流および前記捕捉媒体を凝縮液に凝縮する工程、および
前記凝縮液を、前記バーナに近接した前記スート流に通過させる工程、
をさらに含む、実施形態１７から２１のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２３
前記第１の前駆体が、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｆｅ、ＰおよびＣａの内の少なくとも１つを含む、実施形態１７から２２のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２４
前記第１の前駆体が、オクタメチルシクロテトラシロキサンを含むケイ素含有化合物を含み、チタン含有化合物を含む第２の前駆体が前記バーナ内で燃焼する、実施形態１７から２３のいずれか１つに記載の方法。
実施形態２５
スートを捕捉する方法において、
バーナ内で第１の前駆体を燃焼して、スートを含むスート流を生成する工程、
前記スートが捕捉媒体内に捕捉され、スラリーを形成するように、前記バーナに近接する前記スート流中に該捕捉媒体を通過させる工程、および
前記スラリーが約２０質量％から約８０質量％の前記スートであるように、該スラリーを前記スート流に通して再循環させる工程、
を有してなる方法。
実施形態２６
前記バーナ内で第１の前駆体を燃焼して、スートを含むスート流を生成する工程が、
前記バーナ内で前記第１の前駆体および第２の前駆体を燃焼して、スート流を生成する工程であって、該第１の前駆体がケイ素含有化合物を含み、該第２の前駆体が、Ｇｅ、Ｅｒ、Ａｌ、Ｎｄ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｔｉ、ＹｂおよびＲｂの内の少なくとも１つを含む工程、
をさらに含む、実施形態２５に記載の方法。
実施形態２７
前記スラリーを網目スクリーンに通して濾過する工程、
をさらに含む、実施形態２５または２６に記載の方法。
実施形態２８
前記捕捉媒体が水を含む、実施形態２５または２６に記載の方法。
実施形態２９
前記捕捉媒体および前記スート流を凝縮液に凝縮する工程、
をさらに含む、実施形態２５から２８のいずれか１つに記載の方法。
実施形態３０
前記スラリーが約５０質量％から約７０質量％の前記スートであるように、該スラリーが前記スート流を通して再循環される、実施形態２５から２９のいずれか１つに記載の方法。
実施形態３１
スートを捕捉する方法において、
バーナ内で、ケイ素含有化合物を含む第１の前駆体および第２の前駆体を燃焼して、スートを含むスート流を生成する工程、
前記スートが水中に捕捉され、スラリーを形成するように、前記バーナに近接する前記スート流中に水を蒸気およびエアロゾルとして通過させる工程、
前記スラリーが約２０質量％から約８０質量％の前記スートであるように、該スラリーを前記スート流に通して再循環させる工程、および
前記スラリーを第２のスラリーと混合する工程であって、該第２のスラリーが前記スラリーと異なる前記スートの質量％を有する工程、
を有してなる方法。
実施形態３２
前記第２の前駆体が、Ｇｅ、Ｅｒ、Ａｌ、Ｎｄ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｔｉ、ＹｂおよびＲｂの内の少なくとも１つを含む、実施形態３１に記載の方法。
実施形態３３
前記スラリーを網目スクリーンに通して濾過する工程、
をさらに含む、実施形態３１または３２に記載の方法。
実施形態３４
前記スラリーを前記スート流に通して再循環させる前に、該スラリーを冷却する工程、
をさらに含む、実施形態３１から３３のいずれか１つに記載の方法。
実施形態３５
前記スート流および前記水を凝縮液に凝縮する工程、および
前記凝縮液を、前記バーナに近接した前記スート流に通過させる工程、
をさらに含む、実施形態３１から３４のいずれか１つに記載の方法。
実施形態３６
妨害物により画成されたくびれに前記スート流および前記水を通過させる工程、
をさらに含む、実施形態３１から３５のいずれか１つに記載の方法。
１０ 物品
２０ スート生成および捕捉システム
２４ 容器
２８ チャンバ
３２ バーナ
３６ スート流
４０ スート
４４ スラリーノズル
４８ 捕捉媒体
５０ 衝突区域
５６ 凝縮液
６０ スラリー
６４ くびれ
６８ 妨害物
７２ 熱交換器
７６ 凝縮器
８０ 汚染軽減システム

Claims (9)

  1. スートを捕捉する方法であって、
    バーナ内で第１の前駆体を燃焼して、スート流を生成する工程であって、該スート流は、スートを含み、出口で前記バーナから出る工程、
    捕捉媒体を前記スート流に向ける工程であって、該捕捉媒体は衝突区域内で前記スートと接触し、該スートは該衝突区域において５０℃より高い温度を有する工程、
    前記スート流および前記捕捉媒体を凝縮液に凝縮する工程、および
    前記凝縮液を、前記バーナに近接した前記スート流に通過させる工程、
    を有してなる方法。
  2. 前記第１の前駆体がケイ素含有化合物またはチタン含有化合物を含む、請求項１記載の方法。
  3. 前記捕捉媒体が液体を含む、請求項１または２記載の方法。
  4. 前記衝突区域が前記出口から１ｍ未満の距離にある、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
  5. 前記燃焼する工程が、前記バーナ内で第２の前駆体を燃焼する工程をさらに含み、前記第１の前駆体がケイ素含有化合物を含み、前記第２の前駆体がチタン含有化合物を含む、請求項１から４いずれか１項記載の方法。
  6. 前記向ける工程が、前記スートおよび前記捕捉媒体からスラリーを形成する工程をさらに含む、請求項１から５いずれか１項記載の方法。
  7. スートを捕捉する方法であって、
    バーナ内で第１の前駆体を燃焼して、スートを含むスート流を生成する工程、
    前記スートが捕捉媒体内に捕捉され、スラリーを形成するように、前記バーナに近接する前記スート流中に該捕捉媒体を通過させる工程、
    前記スート流および前記捕捉媒体を凝縮液に凝縮する工程、および
    前記凝縮液を、前記バーナに近接した前記スート流に通過させる工程、
    を有してなる方法。
  8. 前記第１の前駆体が、オクタメチルシクロテトラシロキサンを含むケイ素含有化合物を含み、チタン含有化合物を含む第２の前駆体が前記バーナ内で燃焼する、請求項７記載の方法。
  9. スートを捕捉する方法において、
    バーナ内で、ケイ素含有化合物を含む第１の前駆体および第２の前駆体を燃焼して、スートを含むスート流を生成する工程、
    前記スートが水中に捕捉され、スラリーを形成するように、前記バーナに近接する前記スート流中に水を蒸気およびエアロゾルとして通過させる工程、
    前記スラリーが２０質量％から８０質量％の前記スートであるように、該スラリーを前記スート流に通して再循環させる工程、および
    前記スラリーを第２のスラリーと混合する工程であって、該第２のスラリーが前記スラリーと異なる前記スートの質量％を有する工程、
    を有してなる方法。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3034476A1 (de) * 2014-12-16 2016-06-22 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung von synthetischem quarzglas unter verwendung einer reinigungsvorrichtung
CN112194357A (zh) * 2019-08-13 2021-01-08 斯特里特技术有限公司 光纤烟灰预制棒的制造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004131373A (ja) 2002-09-09 2004-04-30 Corning Inc シリカ・チタニア極端紫外線光学素子の製造方法
JP2018510114A (ja) 2015-03-04 2018-04-12 コーニング インコーポレイテッド 捕捉基板をコーティングすることによって、光ファイバー用多孔質シリカスート母材を製造する方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB849140A (en) * 1957-11-29 1960-09-21 British Titan Products Cooling of vapour phase oxidation products
JPS54131039A (en) * 1978-03-29 1979-10-11 Fujitsu Ltd Production of glass material for light-transmitting fiber
US4775401A (en) 1987-06-18 1988-10-04 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Method of producing an optical fiber
US5123836A (en) * 1988-07-29 1992-06-23 Chiyoda Corporation Method for the combustion treatment of toxic gas-containing waste gas
JP2688655B2 (ja) * 1988-09-02 1997-12-10 千代田化工建設株式会社 有毒性ガスの燃焼処理法及び装置
GB8905966D0 (en) * 1989-03-15 1989-04-26 Tsl Group Plc Improved vitreous silica products
US5152819A (en) * 1990-08-16 1992-10-06 Corning Incorporated Method of making fused silica
US5240488A (en) 1992-08-14 1993-08-31 At&T Bell Laboratories Manufacture of vitreous silica product via a sol-gel process using a polymer additive
US6432149B1 (en) * 1995-06-02 2002-08-13 Marathon Ashland Petroleum Llc Burner-feed multi-zone molten metal syngas generator
EP1195360A1 (de) 2000-09-01 2002-04-10 Degussa AG Verfahren zur Herstellung von SiO2-TiO2-Gläsern mit geringem thermischen Ausdehnungskoeffizient
US6606883B2 (en) * 2001-04-27 2003-08-19 Corning Incorporated Method for producing fused silica and doped fused silica glass
DE10208371A1 (de) 2002-02-27 2003-09-11 Degussa Dispersion, enthaltend Silicium-Titan-Mischoxidpulver, daraus herstellte Grünkörper und Glasformkörper

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004131373A (ja) 2002-09-09 2004-04-30 Corning Inc シリカ・チタニア極端紫外線光学素子の製造方法
JP2018510114A (ja) 2015-03-04 2018-04-12 コーニング インコーポレイテッド 捕捉基板をコーティングすることによって、光ファイバー用多孔質シリカスート母材を製造する方法

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