TW202039392A - 具有優異紫外線吸收性之含鈦石英玻璃及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種可吸收250nm以下的紫外線，防止臭氧產生而對人體等造成不良影響等，不會發生在照射紫外線前後，石英玻璃著色而導致近紫外光至可見光區的穿透率降低之現象，且在對石英玻璃照射紫外線時，可抑制因石英玻璃的構造而於200nm~300nm的範圍所產生之吸收的增加，或燈具遭破壞所致之變形的增加，即使曝射紫外線也不會引起目標使用波長之穿透率的降低的具有優異紫外線吸收性之含鈦石英玻璃。
一種具有優異紫外線吸收性之含鈦石英玻璃，其中鈦的平均濃度為10~500ppm，OH基濃度為10~350ppm的範圍，Al、Li、Na、K、Ca、Mg、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo、V的各元素濃度為50ppb以下，且彼等之總和為150ppb以下，氯濃度未達30ppm，且為無色。
Description
本發明係有關於一種具有優異紫外線吸收性之含鈦石英玻璃及其製造方法，尤其係有關於一種不含異物、氣泡等，為高純度，不會發生照射紫外線所致之近紫外光至可見光區的穿透率降低，且亦可抑制變形的增加，惟更短波長之紫外線吸收性優異，而適用於放電管用及高亮度放電燈材用之紫外線吸收性石英玻璃、抗紫外線用窗材等的含鈦石英玻璃及其製造方法。
產業上使用250nm左右~300nm左右之紫外光時，傳統上在照明工業領域，以防止因各種放電管的光源同時所發出之220nm以下的紫外線，而由空氣中的氧氣產生之對人體有害的臭氧為目的，或者在液晶製造或半導體製造領域，以在供選擇性使用於254nm或365nm等之波長的光的光源中，吸收較此等更短之波長的紫外線為目的，各種放電管材料或窗材，在對水晶粉等天然素材進行電氣熔融或氫氧熔融時係使用摻有鈦的石英玻璃。
然而，此等熔融石英玻璃含有很多源自素材或摻雜方法的氣泡或異物，而為了去除加工成燈狀或板狀時的氣泡或異物，則會有不良率提高，且無法獲取所需大小之板材等問題。近年來，隨著燈具的高輸出功率及大型化，而需要外徑50mm以上且壁厚5mm以上的大型石英玻璃管，由此，因氣泡及異物存在而導致外觀不良已成嚴重問題，而不易製造大口徑且壁厚較厚的石英玻璃管。
此外，向來使用的石英玻璃，不僅有鈦之穿透率所產生的吸收，而且天然素材為原料，而有以高濃度含有的鐵、銅等雜質金屬之影響所產生的吸收，或製法之影響導致結構缺陷，其稱為B2帶且由此氧缺陷產生吸收，在約230~260nm的範圍之波長，與合成石英玻璃相比，有數個%的穿透率降低，而使得250nm附近的透光性較差。
此外，就習知技術中所謂的紫外線吸收性石英玻璃，係僅著眼於短於250nm之波長之紫外線的吸收能力，尚未有人揭示可維持實用區域之250nm~300nm之紫外光的強度，且可降低更短波長側之紫外光強度的石英玻璃及其產業上有益的製造技術。
專利文獻1中揭示，透過使用合成原料來製造石英玻璃，可抑制照射紫外線時之紫外光區的各種吸收，惟其非為摻雜鈦之實例，且僅限於高OH基濃度(1300 ppm)、高氯濃度(200ppm)下的例示。
專利文獻2中揭示放電燈用之紫外線吸收性石英玻璃的物性與製造方法，惟該發明僅揭示適於400nm以下之紫外線吸收的石英玻璃之物性。根據其實施例，以合成石英玻璃為基材時的紫外吸收端為360nm，近年來係發展快速之領域，且其完全非為可耐受本發明目的之250nm左右~300nm左右之紫外線的選擇使用之物性。又，該公報中亦未考量到屬本發明技術課題之石英玻璃的變形。
專利文獻2中亦揭示紫外線吸收性合成石英玻璃之製法，惟此方法需要常溫下為液體之四氯化矽、使過渡金屬元素化合物氣化之氣化器，及供給此等氣化之氣體的氣體配管、在配管中防止液化的大型加熱、保溫設備。於此方法中，為了製造如生產成本優良、長度超過2m之大尺寸的石英玻璃母材，必需將此等設備更大型化，而需要龐大的設備投資。
專利文獻3中揭示一種適於具有優異耐失透明性之紫外線吸收合成石英玻璃的物性與製造方法。然而，該公報之實施例中缺乏用於評定之燈具的種類或特性等的記載，而無法得知以何種條件可獲得實施例或比較例之結果。該公報之實施例所記載之紫外線吸收合成石英玻璃由於不含有OH基而含有氯，在使用於本發明目的之250nm左右~300nm左右之紫外線利用用途時，通常會因嚴重的氧缺陷而導致利用波長區域的穿透率降低，而且會發生變形。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本特開平3-5339號公報
專利文獻2：日本特開平7-69671號公報
專利文獻3：日本特開2011-184210號公報
專利文獻4：日本特開2007-273153號公報
發明所欲解決之課題
本發明第一係以提供具有下述a)~e)之特性的具有優異紫外線吸收性之含鈦石英玻璃為目的。
a)可吸收250nm以下的紫外線，防止臭氧產生而對人體等造成不良影響等，就液晶製造、半導體製造等所使用之光源而言，可藉由吸收更短波長側的譜線而選擇性地使用254nm或365nm之波長的光。
b)透過石英玻璃所含之鈦的氧化狀態非為三價而為四價，便不會發生石英玻璃著色成黑色或紫色等，而導致近紫外光至可見光區的穿透率降低之現象。
c)由於OH基濃度為10ppm以上350ppm以下且不含有氯，在對石英玻璃照射紫外線時，可抑制因石英玻璃的構造缺陷而於200nm~300nm的範圍所產生之吸收的增加，或燈具遭破壞所致之變形的增加。
d)由於為高純度，而無雜質金屬本質上之影響或在約230~260nm的範圍之波長氧缺陷所產生的吸收，而且，即使曝射紫外線也不會引起目標使用波長(254nm、365nm等)之穿透率的降低。
e)氣泡或異物等外觀不良極少，可適用於作為大型製品。
本發明第二係以提供一種含鈦石英玻璃之製造方法為目的，其係前述含鈦石英玻璃之製造方法，由於可對玻璃母材全體均勻地摻雜鈦，且來自於合成原料，因此氣泡或異物等外觀不良極少，而有利於大型製品的製造。
解決課題之手段
為解決上述課題，本發明之含鈦石英玻璃係一種具有優異紫外線吸收性之含鈦石英玻璃，其中鈦的平均濃度為10質量ppm以上500質量ppm以下，OH基濃度為10質量ppm以上350質量ppm以下的範圍，Al、Li、Na、K、Ca、Mg、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo、V的各元素濃度為50質量ppb以下，且彼等之總和為150質量ppb以下，氯濃度未達30質量ppm，且為無色。於本案說明書中，係將質量ppm稱為ppm，質量ppb稱為ppb。
較佳的是，前述含鈦石英玻璃中所含之直徑0.1mm以上且未達0.5mm之氣泡及/或異物在每100g中為2個以下，直徑0.5mm以上1mm以下之氣泡及/或異物在每100g中為1個以下，且不含直徑超過1mm之氣泡及/或異物。
本發明之含鈦石英玻璃之製造方法係前述含鈦石英玻璃之製造方法，其包含：將以化學氣相沉積所作成之多孔質石英玻璃母材，在100℃以上500℃以下的溫度下且0.1MPa以下的減壓環境下保持後，以所得之含鈦石英玻璃中之鈦的平均濃度成為10質量ppm以上500質量ppm以下的方式，將鈦化合物以預先藉由氣化器氣化之狀態或者液體導入至密閉容器內，予以保持而摻雜之鈦摻雜步驟；及對前述鈦摻雜步驟後之多孔質石英玻璃母材在含氧環境下進行加熱處理後，進行透明玻璃化處理，而得到OH基濃度為10質量ppm以上350質量ppm以下的範圍之無色含鈦石英玻璃之步驟。
較佳的是，前述鈦化合物係選自由氯化鈦及有機鈦化合物所成群組的1種以上。
發明之效果
根據本發明，可發揮可提供具有下述a)~e)之特性的具有優異紫外線吸收性之含鈦石英玻璃之顯著的效果。
a)可吸收250nm以下的紫外線，防止臭氧產生而對人體等造成不良影響等，就液晶製造、半導體製造等所使用之光源而言，可藉由吸收更短波長側的譜線而選擇性地使用254nm或365nm之波長的光。
b)透過石英玻璃所含之鈦的氧化狀態非為三價而為四價，便不會發生石英玻璃著色成黑色或紫色等，而導致近紫外光至可見光區的穿透率降低之現象。
c)由於OH基濃度為10ppm以上350ppm以下且不含有氯，在對石英玻璃照射紫外線時，可抑制因石英玻璃的構造缺陷而於200nm~300nm的範圍所產生之吸收的增加，或燈具遭破壞所致之變形的增加。
d)由於為高純度，而無雜質金屬本質上之影響或在約230~260nm的範圍之波長氧缺陷所產生的吸收，而且，即使曝射紫外線也不會引起目標使用波長(254nm、365nm等)之穿透率的降低。
e)氣泡或異物等外觀不良極少，可適用於作為大型製品。
此外，根據本發明，可發揮可提供一種含鈦石英玻璃之製造方法之顯著的效果，其係前述含鈦石英玻璃之製造方法，由於可對玻璃母材全體均勻地摻雜鈦，且來自於合成原料，因此氣泡或異物等外觀不良極少，而有利於大型製品的製造。
本發明之含鈦石英玻璃係適用於放電管用及高亮度放電燈材用之紫外線吸收性石英玻璃或抗紫外線用窗材等。再者，根據本發明，可廉價地提供大型塊體材料或大口徑且壁厚較厚的玻璃管用之具有優異紫外線吸收性之含鈦石英玻璃。
實施發明之形態
以下根據附圖說明本發明實施形態，惟圖示例僅例示性地表示，只要不悖離本發明技術思想則可實施種種變形。
本發明之含鈦石英玻璃中之鈦的平均濃度為10ppm以上。鈦的平均濃度若未達10ppm，則無法充分截除200nm以下的光，尤其是在低壓水銀燈中使用時，無法截除譜線當中僅次於254nm之較強的185nm的光，可知無法抑制臭氧的產生。
此外，本發明之含鈦石英玻璃中之鈦的平均濃度為500ppm以下。
專利文獻4中記載，在使用摻有氧化鈦之石英玻璃的燈具中，燈具本體的溫度一上升，則鈦的吸收波長會位移至長波長側。本案發明人等自行製作可測定至1000℃的分光光度計，並進行厚度2mm、25℃下之穿透率50%的波長為251nm之鈦濃度為600ppm的試樣在800℃下之穿透率的位移量的測定，結果穿透率50%的波長為約300nm。在玻璃的厚度為5mm時，其相當於約310nm。例如在亮燈時，在用於使用300nm以上之譜線之呈極高溫之高壓水銀燈的光源的情況下，玻璃的厚度亦有時會超過5mm，由於吸光度係與光的穿透長度成正比，厚度愈大，則玻璃自身的吸收愈多，而且會朝長波長側位移，由此可知含有600ppm的鈦的石英玻璃無法使用於該用途。
再者，本案發明人等製作如下述表1所示變更鈦濃度之厚度2mm的試樣，並進行同樣的測定。如表1所示，就鈦濃度為500ppm以下的試樣，800℃下之穿透率的位移量減少，可知亦適用於使用300nm以上之譜線之呈極高溫之高壓水銀燈的光源。
在含鈦石英玻璃中，厚度2mm且在25℃下之穿透率50%的波長宜處於220nm以上250nm以下的範圍。藉由定為該範圍，如表1所示，800℃下之穿透率50%的波長便為235nm以上290nm以下，縱為厚度5mm時，仍可將800℃下之穿透率50%的波長抑制於300nm以下，而能夠適用於250nm左右~300nm左右之紫外線利用用途，尤其可適用於作為不會使臭氧產生的商品。
本發明之含鈦石英玻璃係以鈦濃度的分布呈均勻為宜。具體而言，當含鈦石英玻璃中之鈦的平均濃度為100ppm以下時，玻璃中之鈦濃度之最小值與最大值的差Δ較佳為30ppm以下；當鈦的平均濃度超過100ppm時，則鈦濃度之最小值與最大值的差Δ較佳為50ppm以下。
含鈦石英玻璃所含之鈦的離子價數宜為四價狀態。諸如後述，若在對多孔質石英玻璃母材摻雜鈦後，於還原環境下進行熱處理而進行透明玻璃化，則鈦大部分會成三價，導致所得石英玻璃著色成黑色或紫色等，而使得可見光區的穿透率降低。本發明之含鈦石英玻璃係含有四價鈦，且在照射紫外線前為無色的石英玻璃。此外，本發明中所稱無色，係指以肉眼觀察時為無色之意；嚴格上係指厚度2mm之試樣在25℃下之300nm的穿透率為91%以上。
本發明之含鈦石英玻璃，其中Al、Li、Na、K、Ca、Mg、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo、V的元素濃度的最大值分別為50ppb以下，且彼等之總和為150ppb以下。專利文獻1中記載，石英玻璃所含之雜質濃度若為定值以上，則照射紫外線會發生著色。在本發明之含鈦石英玻璃中，藉由定為前述之純度，可獲得照射紫外線時不會發生因產生色中心(color center)所致之著色或可見光區之穿透率的降低的石英玻璃。要達成該純度，宜為合成石英玻璃。
具體而言，例如在對含鈦石英玻璃照射30mW/cm2
之照射能量的紫外線1000小時的情況下，較佳為未著色而為無色。又，在照射30mW/cm2
之照射能量的紫外線1000小時的情況下，較佳為在800nm以下的波長下未發生色中心的生成所致之穿透率的降低。
本發明之含鈦石英玻璃中之OH基濃度的範圍(最小值~最大值)係調整成10ppm以上350ppm以下。OH基的調整可在對多孔質石英玻璃母材摻雜屬摻雜劑之鈦化合物之前，亦可於摻雜後之透明玻璃化時進行。
低壓水銀燈之燈光源側的石英玻璃表面部分，會因照射250nm以下的紫外光而造成損傷，由此導致Si-O鍵斷裂而生成Si･，而產生屬構造缺陷的氧缺陷。若為含有OH基之石英玻璃時，由於其修復時會用到玻璃中的OH基，而有助於抑制200~300nm附近所產生之氧缺陷的吸收；若OH基未達10ppm時，由於藉由OH基之缺陷修復有其極限，而無法充分修復氧缺陷所產生的吸收，例如在使用254nm的光時，該波長的輸出功率會被燈泡壁吸收而下降，或因氧缺陷增加引起變形而導致玻璃破裂。從而，含鈦石英玻璃中的OH基濃度為10ppm以上。
在OH基超過350ppm時，亦會產生氧缺陷；藉由充分的OH基，可修復缺陷，而有助於抑制200nm~ 300nm附近之穿透率所產生之氧缺陷的吸收。然而，根據本研究獲知，若OH基超過350ppm，則在玻璃表面附近會產生或增加應力變形，結果穿透的光受到變形的影響而無法獲得所需的光量，而且有玻璃破裂之虞。其作用原理尚無法鎖定，惟其可能原因在於，藉由在石英玻璃的極表面重複缺陷修復，可促進特定部位之玻璃的緻密化。
又，在燈具中使用時，有時溫度會超過600℃，若含有大量OH基，則有黏性降低而導致燈具變形之虞；經本次研究的結果，可知需使OH基濃度為350ppm以下。
從而，含鈦石英玻璃中的OH基濃度為350ppm以下，較佳為100ppm以下，更佳為50ppm以下。若為100ppm以下，則黏性變得更高，可降低燈具變形之疑慮。
本發明之含鈦石英玻璃中之氯濃度的最大值係未達30ppm。當氯濃度為30ppm以上之石英玻璃受到照射紫外線時，Si-Cl鍵會斷裂而生成Si･；作為構造缺陷，在200nm~300nm附近的穿透率會出現吸收，例如使用254nm的光時會造成影響，不僅會降低其穿透率，還會引起構造缺陷所致之應力變形的產生，而有可能發生破裂，因此必需預先予以去除。
本發明之含鈦石英玻璃係具有優異紫外線吸收性，厚度2mm之25℃下之波長185nm的穿透率宜為1%以下。
本發明之含鈦石英玻璃係不含在高亮度放電燈之燈泡材料或抗紫外線玻璃板材等的加工時會造成問題的氣泡、異物等，且為高純度的含鈦石英玻璃。具體而言，係以玻璃中所含之直徑0.1mm以上且未達0.5mm之氣泡及/或異物在每100g中為2個以下，直徑0.5mm以上1mm以下之氣泡及/或異物在100g中為1個以下，且不含直徑超過1mm之氣泡及/或異物為宜。石英玻璃100g，例如為外徑50mm、壁厚5mm的玻璃管時，係相當於長度約65mm。若為天然石英玻璃時，氣泡或異物在每100g中常含有4個以上，而造成問題。根據本發明，可獲得不含直徑超過1mm之氣泡或異物，且能以目視確認之直徑1mm以下之氣泡或異物在100g中亦為3個以下的含鈦石英玻璃。此外，直徑0.1mm係能以目視辨識為氣泡之下限值。
製造本發明之含鈦石英玻璃之方法宜包含：準備高純度的多孔質石英玻璃母材之步驟；對該多孔質石英玻璃母材摻雜鈦摻雜劑之鈦摻雜步驟；及對前述鈦摻雜步驟後之多孔質石英玻璃母材在含氧環境下進行加熱處理後，進行透明玻璃化之步驟。
作為摻雜鈦之起始母材，宜準備高純度的多孔質石英玻璃母材，俾可獲得Al、Li、Na、K、Ca、Mg、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo、V的元素濃度的最大值分別為50ppb以下，且彼等之總和為150ppb以下的石英玻璃。
作為高純度的多孔質石英玻璃母材，宜使用以化學氣相沉積法(CVD法)所作成之多孔質石英玻璃母材。就目標最終形狀為管狀的石英玻璃而言，較佳採OVD法(外部氣相沉積法)；就塊狀石英玻璃而言，則較佳採VAD法(氣相軸沉積法)。多孔質石英玻璃母材，透過使用高純度矽化合物，例如四氯化矽(SiCl4
)、八甲基環四矽氧烷(C8
H24
O4
Si4
)，可獲得Al、Li、Na、K、Ca、Mg、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo、V的各元素濃度為50ppb以下，且彼等之總和為150ppb以下的石英玻璃。
前述鈦摻雜步驟係為了可獲得鈦的平均濃度為10ppm以上500ppm以下的石英玻璃，而對多孔質石英玻璃母材摻雜鈦摻雜劑者；尤以在100℃以上500℃以下的溫度下將含有多孔質石英玻璃母材的容器內暫時抽真空，並於0.1MPa以下的減壓環境下保持後，投入摻雜劑，於密閉容器中加熱、保持之方法，比起一邊對容器內流通氣體一邊進行加熱處理的方法，較可固定摻雜量，且摻雜劑的損失亦較少，可對母材全體均勻地摻雜而較佳。前述投入之摻雜劑，可為將鈦化合物預先以氣化器氣化之狀態的氣化之摻雜劑，亦能以液體導入至密閉容器內，於容器內使其氣化。
作為前述鈦摻雜劑使用之鈦化合物，可使用週知之鈦摻雜劑，較佳為鈦的氯化合物或有機鈦化合物。
前述鈦的氯化合物較佳為四氯化鈦。
前述有機鈦化合物，係使用四異丙醇鈦(C12
H28
O4
Ti)、二氯二乙氧基鈦(C4
H10
Cl2
O2
Ti)、三異丙氧基氯化鈦(C9
H21
ClO3
Ti)、肆(三甲基矽氧基)鈦(C12
H36
O4
Si4
Ti)等。尤以低沸點的四異丙醇鈦(C12
H28
O4
Ti)等，容易取用處理摻雜劑而較佳。
鈦摻雜步驟中的加熱處理宜在100℃以上500℃以下進行。在摻雜劑使用鈦的氯化合物時，藉由在100℃以上進行熱處理，鈦的氯化合物會氣化而滲透至多孔質石英玻璃母材中。另一方面，若超過500℃，則除了鈦的氯化合物之氧化反應外，Si-OH與氯的反應性也會增加，而導致Si-Cl鍵增加。由於Si-Cl不易藉由後續之含氧環境中的熱處理而減少，因此，為了使石英玻璃中的氯濃度未達30ppm，使用鈦的氯化合物之摻雜步驟的溫度需定為500℃以下。在摻雜劑使用鈦的有機化合物時，為了將與OH基之反應壓低至最低限度，且為摻入母材前不會分解之溫度，而且不會與氧氣反應，需為不含氧之環境，較佳為500℃以下。
藉由對前述鈦摻雜步驟後之多孔質石英玻璃母材在含氧環境下且100℃以上1300℃以下進行加熱處理，而使用氧氣、母材所含之OH基來進行氧化處理、脫氯、脫鹽酸處理、將鈦的離子價數控制成四價之處理。前述含氧環境可舉出單純氧氣，或者氮氣、氬氣、氦氣之至少一種氣體與氧氣的混合環境下。
藉由對摻雜鈦後之多孔質石英玻璃母材在含氧環境下且100℃以上進行加熱處理，而起始鈦的氧化，將鈦的離子價數控制成四價，可獲得無色石英玻璃。
若未經含氧環境處理而進行透明玻璃化，或者在還原環境下進行熱處理而進行透明玻璃化，則鈦大部分會成三價，導致所得石英玻璃著色成黑色或紫色等，而使得可見光區的穿透率降低。
例如作為鈦的氯化合物，使用四氯化鈦作為摻雜劑時，多孔質石英玻璃母材中的氧化反應係以下述式(1)及(2)表示，而產生氯與鹽酸。
在摻雜時的溫度為500℃以下時，研判存在於多孔質石英玻璃母材中的氯大部分係以Cl2
、HCl的狀態存在；藉由其後之在含氧環境下且100℃以上的熱處理，可知可抑制向Si-Cl的反應，同時能以氯、鹽酸之形式將氯原子排出至母材外。
然而，在含氧環境下的熱處理溫度若超過1300℃，由於多孔質石英玻璃母材的表面會開始變透明化，而不易使OH基、Cl2
、HCl脫離至母材外。
從而，針對經鈦摻雜之多孔質石英玻璃母材的加熱處理係在含氧環境下且100℃以上1300℃以下進行。
作為在前述含氧環境下的加熱處理後進行透明玻璃化之步驟的條件，在0.1MPa以下的減壓環境下進行加熱處理而進行透明玻璃化，由於可使OH基濃度成為350ppm以下而較佳。
此外，較佳包含將含鈦石英玻璃中之OH基濃度調整成10ppm以上350ppm以下的範圍之步驟。OH基的調整可對鈦摻雜步驟前的多孔質石英玻璃母材進行，亦可於鈦摻雜步驟後之透明玻璃化時進行。在摻雜劑使用鈦的氯化合物時，由於氣化之鈦的氯化合物會一邊與母材內部的OH基反應一邊進入母材內，因此，較佳在鈦摻雜步驟前配合摻雜量來調整OH基。
實施例
以下舉出實施例對本發明更具體地加以說明，惟此等實施例僅例示性地表示，理當不應限定性地解釋。
本案說明書中之物性值的測定係如下進行。
･Ti濃度的測定：藉由ICP-MS來測定(檢測極限：1ppb)。
･OH基濃度的測定：藉由紅外線吸收分光光度法來測定(檢測極限：0.1ppm)。
･雜質濃度的測定：藉由ICP-MS來測定(檢測極限：1ppb)。
･氯濃度的測定：藉由螢光X射線來測定(檢測極限：30ppm)。
･表觀穿透率的測定：對厚度2mm、雙面鏡面研磨完工之試樣，以分光光度計於25℃測定150nm~900nm之範圍的光的穿透率。
･高溫時之穿透率的測定：自製可承受1000℃左右之高溫狀態的分光光度計，並使用該分光光度計，對厚度2mm、雙面鏡面研磨完工之試樣，於800℃測定150nm~900nm之範圍的光的穿透率。
･照射紫外線後的測定：
對厚度2mm、雙面鏡面研磨完工之試樣照射照射能量為30mW/cm2
之低壓水銀燈(185nm、254nm)的光1000小時後，以分光光度計於25℃測定150nm~900nm之範圍的光的穿透率，以300nm之穿透率及目視確認有無著色(色中心)，並以靈敏色法確認變形(檢測極限：5nm/cm2
)。
･根據目視之氣泡、異物的確認。
(實施例1)
依表2所示條件進行下述a步驟~e步驟，而得到含鈦石英玻璃。
＜a步驟＞多孔質石英玻璃母材之準備步驟
以作為合成石英玻璃原料的高純度四氯化矽為原料，藉由化學氣相沉積法(CVD法)製成約100kg的多孔質石英玻璃母材。
＜b步驟＞OH基濃度之調整步驟
對根據前述a步驟所得之多孔質石英玻璃母材在100℃的氮氣環境下進行20小時的加熱處理，來調整多孔質石英玻璃母材中所含之OH基。
＜c步驟＞鈦摻雜步驟
將前述b步驟後之多孔質石英玻璃母材置入密閉容器內，使用氮氣進行取代後，以將爐內的溫度保持於300℃而使熱均勻分佈至母材內部為目的，而加熱10小時。其次以真空泵減壓至＜0.1MPa並保持而使其密封後，將約100kg的多孔質石英玻璃母材之重量的1%的四氯化鈦(TiCl4
)以液體狀態置入爐內並於爐內使其氣化，於300℃保持10小時。
＜d步驟＞在含氧環境下之加熱處理步驟
對經過前述c步驟的多孔質石英玻璃母材在400℃的氧氣環境下進行10小時的加熱處理，並使用氧氣、母材所含之OH基來進行氧化處理、脫氯、脫鹽酸處理、將鈦的離子價數控制成四價之處理。
＜e步驟＞透明玻璃化處理步驟
將經過前述d步驟的多孔質石英玻璃母材在1600℃、＜0.1MPa的減壓環境下保持5小時，進行透明玻璃化處理，而得到外徑200mm、長度2000mm的石英玻璃體。
對所得石英玻璃體進行各物性值的測定。各物性值的測定係於石英玻璃體之長度方向的中央部與兩端部切成圓片，進而沿徑向切成10等分，並分別進行測定。根據目視之氣泡、異物的確認係於切割試樣前確認玻璃全體。
將結果示於表3、表4、圖1~圖3。表中，鈦濃度的值係表示測定值的最小值~最大值及平均值，OH基濃度的值係表示測定值的最大值及最小值，氯濃度的值則表示測定值的最大值。在與純度有關的表中，就Al、Li、Na、K、Ca、Mg、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo、V的各元素濃度的值，係表示各測定點的最大值，總和係表示其各元素濃度之最大值的總和。圖1~圖3為表示照射紫外線前之穿透率的測定結果的曲線圖，照射紫外線1000小時後亦可獲得與照射紫外線前同樣的結果。
如表3所示，300nm的穿透率為92.4%，研判鈦為四價。又，185nm的穿透率係＜1%，可知可截除低壓水銀燈中所欲截除之185nm的光，而能夠抑制臭氧的產生。
雖然照射了照射能量為30mW/cm2
之低壓水銀燈的光1000小時，惟在可見光區無法看出因著色而產生的吸收。又，以靈敏色法確認變形的結果，未看出變形。
此外，玻璃中所含之直徑0.1mm以上且未達0.5mm之氣泡及/或異物在每100g中為2個，直徑0.5mm以上1mm以下之氣泡或異物在每100g中為1個，且直徑超過1mm之氣泡及/或異物為0個。
(實施例2)
如表2所示，除下述步驟以外係根據與實施例1同樣的方法而得到含鈦石英玻璃。
＜c步驟＞
將b步驟後之多孔質石英玻璃母材置入密閉容器內，使用氮氣進行取代後，以將爐內的溫度保持於500℃而使熱均勻分佈至母材內部為目的，而加熱10小時。其次以真空泵減壓至0.1MPa以下並保持而使其密封後，將多孔質石英玻璃母材之重量的2%的四氯化鈦(TiCl4
)以液體狀態置入爐內並於爐內使其氣化，待容器內的壓力穩定後，於500℃保持10小時。
＜d步驟＞
對經過c步驟的多孔質石英玻璃母材在1300℃的氧氣環境下進行10小時的加熱處理，並使用氧氣、母材所含之OH基來進行氧化處理、脫氯、脫鹽酸處理、將鈦的離子價數控制成四價之處理。
對所得石英玻璃進行各物性值的測定。將結果示於表3、表4及圖1~2。圖1~2為表示照射紫外線前之穿透率的測定結果的曲線圖，照射紫外線1000小時後亦可獲得與照射紫外線前同樣的結果。
如表3所示，300nm的穿透率為92.2%，研判鈦為四價。測定玻璃在800℃下之穿透率的位移量的結果，厚度2mm的穿透率50%的波長為約290nm。雖然照射了照射能量為30mW/cm2
之低壓水銀燈的光1000小時，惟在可見光區無法看出因著色而產生的吸收。又，以靈敏色法確認變形的結果，未看出變形。
此外，均無法看出玻璃中所含之直徑0.1mm以上且未達0.5mm、直徑0.5mm以上1mm以下及直徑超過1mm之氣泡、異物。
(實施例3)
如表2所示，除下述步驟以外係根據與實施例1同樣的方法而得到含鈦石英玻璃。
＜b步驟＞
對根據a步驟所得之多孔質石英玻璃母材在1300℃之0.1MPa以下的減壓環境下進行100小時的加熱處理，來調整多孔質石英玻璃母材中所含之OH基。
＜c步驟＞
將b步驟後之多孔質石英玻璃母材置入密閉容器內，使用氮氣進行取代後，以將爐內的溫度保持於500℃而使熱均勻分佈至母材內部為目的，而加熱10小時。其次以真空泵減壓至0.1MPa以下並保持而使其密封後，將多孔質石英玻璃母材之重量的2%的四氯化鈦(TiCl4
)以液體狀態置入爐內並於爐內使其氣化，待容器內的壓力穩定後，以氮氣回至大氣壓，使母材吸收氣體，於500℃保持10小時。
＜d步驟＞
對經過c步驟的多孔質石英玻璃母材在1300℃之包含20%之氧氣的氮氣混合環境下進行20小時的處理，並使用氧氣、母材所含之OH基來進行氧化處理、脫氯、脫鹽酸處理、將鈦的離子價數控制成四價之處理。
＜e步驟＞
將經過d步驟的多孔質石英玻璃母材在1500℃、1Pa以下的減壓環境下保持50小時，進行透明玻璃化處理，而得到石英玻璃體。
對所得石英玻璃進行各物性值的測定。將結果示於表3、表4及圖1~2。圖1~2為表示照射紫外線前之穿透率的測定結果的曲線圖，照射紫外線1000小時後亦可獲得與照射紫外線前同樣的結果。
如表3所示，300nm的穿透率為92.2%，研判鈦為四價。測定玻璃在800℃下之穿透率的位移量的結果，厚度2mm的穿透率50%的波長為約290nm。可知例如在亮燈時，即使在用於使用尤其呈高溫之高壓水銀燈等的300nm以上之譜線之光源的情況下，仍可充分截除300nm以下的譜線。雖然照射了照射能量為30mW/cm2
之低壓水銀燈的光1000小時，惟在可見光區無法看出因著色而產生的吸收。又，以靈敏色法確認變形的結果，未看出變形。
此外，均無法看出玻璃中所含之直徑0.1mm以上且未達0.5mm、直徑0.5mm以上1mm以下及直徑超過1mm之氣泡、異物。
(實施例4)
如表2所示，除下述步驟以外係根據與實施例1同樣的方法而得到含鈦石英玻璃。
＜b步驟＞
對根據a步驟所得之多孔質石英玻璃母材在1000℃的氮氣環境下進行20小時的加熱處理，來調整多孔質石英玻璃母材中所含之OH基。
＜c步驟＞
將b步驟後之多孔質石英玻璃母材置入密閉容器內，使用氮氣進行取代後，以將爐內的溫度保持於200℃而使熱均勻分佈至母材內部為目的，而加熱10小時。其次以真空泵減壓至0.1MPa以下並保持而使其密封後，將多孔質石英玻璃母材之重量的0.2%的四氯化鈦(TiCl4
)以液體狀態置入爐內並於爐內使其氣化，待容器內的壓力穩定後，以氮氣回至大氣壓，於200℃保持10小時。
＜d步驟＞
對經過c步驟的多孔質石英玻璃母材在400℃之包含20%之氧氣的氮氣混合環境下進行20小時的處理，並使用氧氣、母材所含之OH基來進行氧化處理、脫氯、脫鹽酸處理、將鈦的離子價數控制成四價之處理。
＜e步驟＞
將經過d步驟的多孔質石英玻璃母材在1500℃、1Pa以下的減壓環境下保持30小時，進行透明玻璃化處理，而得到石英玻璃體。
對所得石英玻璃進行各物性值的測定。將結果示於表3、表4及圖1~2。圖1~2為表示照射紫外線前之穿透率的測定結果的曲線圖，照射紫外線1000小時後亦可獲得與照射紫外線前同樣的結果。
如表3所示，300nm的穿透率為92.4%，研判鈦為四價。雖然照射了照射能量為30mW/cm2
之低壓水銀燈的光1000小時，惟在可見光區無法看出因著色而產生的吸收。又，以靈敏色法確認變形的結果，未看出變形。
此外，均無法看出玻璃中所含之直徑0.1mm以上且未達0.5mm、直徑0.5mm以上1mm以下及直徑超過1mm之氣泡、異物。
(實施例5)
如表2所示，除下述步驟以外係根據與實施例1同樣的方法而得到含鈦石英玻璃。
＜b步驟＞
對根據a步驟所得之多孔質石英玻璃母材在1300℃之＜0.1MPa的減壓環境下進行100小時的加熱處理，來調整多孔質石英玻璃母材中所含之OH基。
＜c步驟＞
將b步驟後之多孔質石英玻璃母材置入密閉容器內，使用氮氣進行取代後，以將爐內的溫度保持於150℃而使熱均勻分佈至母材內部為目的，而加熱10小時。其次以真空泵減壓至0.1MPa以下並保持而使其密封後，將多孔質石英玻璃母材之重量的0.1%的四氯化鈦(TiCl4
)以液體狀態置入爐內並於爐內使其氣化，待容器內的壓力穩定後，以氮氣回至大氣壓，於150℃保持10小時。
＜d步驟＞
對經過c步驟的多孔質石英玻璃母材在150℃的氧氣環境下進行10小時的處理，並使用氧氣、母材所含之OH基來進行氧化處理、脫氯、脫鹽酸處理、將鈦的離子價數控制成四價之處理。
＜e步驟＞
將經過d步驟的多孔質石英玻璃母材在1500℃、1Pa以下的減壓環境下保持50小時，進行透明玻璃化處理，而得到石英玻璃體。
對所得石英玻璃進行各物性值的測定。將結果示於表3、表4及圖1~2。圖1~2為表示照射紫外線前之穿透率的測定結果的曲線圖，照射紫外線1000小時後亦可獲得與照射紫外線前同樣的結果。
如表3所示，300nm的穿透率為92.4%，研判鈦為四價。雖然照射了照射能量為30mW/cm2
之低壓水銀燈的光1000小時，惟在可見光區無法看出因著色而產生的吸收。又，以靈敏色法確認變形的結果，未看出變形。再者，185nm的穿透率係＜1%，可截除低壓水銀燈中所欲截除之185nm的光。
此外，均無法看出玻璃中所含之直徑0.1mm以上且未達0.5mm、直徑0.5mm以上1mm以下及直徑超過1mm之氣泡、異物。
(實施例6)
如表2所示，除下述步驟以外係根據與實施例1同樣的方法而得到含鈦石英玻璃。
＜c步驟＞
將b步驟後之多孔質石英玻璃母材置入密閉容器內，使用氮氣進行取代後，以將爐內的溫度保持於200℃而使熱均勻分佈至母材內部為目的，而加熱10小時。其次以真空泵減壓至0.1MPa以下並保持而使其密封後，將多孔質石英玻璃母材之重量的0.1%的四氯化鈦(TiCl4
)以液體狀態置入爐內並於爐內使其氣化，待容器內的壓力穩定後，以氮氣回至大氣壓，於200℃保持10小時。
＜d步驟＞
對經過c步驟的多孔質石英玻璃母材在150℃的氧氣環境下進行10小時的處理，並使用氧氣、母材所含之OH基來進行氧化處理、脫氯、脫鹽酸處理、將鈦的離子價數控制成四價之處理。
對所得石英玻璃進行各物性值的測定。將結果示於表3、表4及圖1~2。圖1~2為表示照射紫外線前之穿透率的測定結果的曲線圖，照射紫外線1000小時後亦可獲得與照射紫外線前同樣的結果。
如表3所示，300nm的穿透率為92.4%，研判鈦為四價。雖然照射了照射能量為30mW/cm2
之低壓水銀燈的光1000小時，惟在可見光區無法看出因著色而產生的吸收。又，以靈敏色法確認變形的結果，未看出變形。再者，185nm的穿透率為1%以下，可截除低壓水銀燈中所欲截除之185nm的光。
此外，玻璃中所含之直徑0.1mm以上且未達0.5mm之氣泡、異物在每100g中為2個，直徑0.5mm以上1mm以下之氣泡或異物在每100g中為1個，無法看出直徑超過1mm之氣泡、異物。
(實施例7)
如表2所示，除下述步驟以外係根據與實施例1同樣的方法而得到含鈦石英玻璃。
＜c步驟＞
將b步驟後之多孔質石英玻璃母材置入密閉容器內，使用氮氣進行取代後，以將爐內的溫度保持於300℃而使熱均勻分佈至母材內部為目的，而加熱10小時。其次以真空泵減壓至＜0.1MPa並保持而使其密封後，將多孔質石英玻璃母材之重量的1.6%的四異丙醇鈦(C12
H28
O4
Ti)以液體狀態置入爐內並於爐內使其氣化，於300℃保持10小時。
對所得石英玻璃進行各物性值的測定。將結果示於表3、表4及圖1~2。圖1~2為表示照射紫外線前之穿透率的測定結果的曲線圖，照射紫外線1000小時後亦可獲得與照射紫外線前同樣的結果。
如表3所示，300nm的穿透率為92.4%，研判鈦為四價。雖然照射了照射能量為30mW/cm2
之低壓水銀燈的光1000小時，惟在可見光區無法看出因著色而產生的吸收。又，以靈敏色法確認變形的結果，未看出變形。再者，185nm的穿透率為1%以下，可截除低壓水銀燈中所欲截除之185nm的光。
此外，均無法看出玻璃中所含之直徑0.1mm以上且未達0.5mm、直徑0.5mm以上1mm以下及直徑超過1mm之氣泡、異物。
(比較例1)
如表5所示，除下述步驟以外係根據與實施例1同樣的方法而得到含鈦石英玻璃。
＜d步驟＞
將c步驟後之摻有四氯化鈦(TiCl4
)的多孔質石英玻璃母材在400℃的氮氣環境下進行10小時的熱處理。
對所得石英玻璃進行各物性值的測定。將結果示於表6、表7及圖3。圖3為表示照射紫外線前之穿透率的測定結果的曲線圖。
如表6及表7所示，各元素濃度雖可獲得與實施例1同樣的物性，但在d步驟中為替代氧氣環境下之加熱處理，而在還原環境之氮氣環境下進行加熱處理，因此在較300nm更長的波長區有吸收，可確認著色成淡黑色，300nm的穿透率為90.8%，研判鈦為三價。從而，未進行照射能量為30mW/cm2
之低壓水銀燈的光的照射。
此外，均無法看出玻璃中所含之直徑0.1mm以上且未達0.5mm、直徑0.5mm以上1mm以下及直徑超過1mm之氣泡、異物。
(比較例2)
如表5所示，除下述步驟以外係根據與實施例1同樣的方法而得到OH基濃度未達10ppm的含鈦石英玻璃。
＜b步驟＞
對a步驟中所得之多孔質石英玻璃母材在1300℃之＜0.1MPa的減壓環境下進行100小時的加熱處理，來調整多孔質石英玻璃母材中所含之OH基。
＜d步驟＞
對經過c步驟的多孔質石英玻璃母材在1000℃的氧氣環境下進行10小時的處理，並使用氧氣、母材所含之OH基來進行氧化處理、脫氯離子處理及將鈦的離子價數控制成四價之處理。
＜e步驟＞
為了將經過d步驟的多孔質石英玻璃母材進一步去除OH基，而在不會促進母材表面之透明玻璃化的1300℃、＜1Pa的減壓環境下保持100小時後，在1500℃、＜1Pa的減壓環境下保持30小時，進行透明玻璃化處理，而得到石英玻璃體。
對所得石英玻璃進行各物性值的測定。將結果示於表6及表7。如表6所示，石英玻璃體的OH基濃度最大為5ppm。雖照射了照射能量為30mW/cm2
之低壓水銀燈的光，但在照射300小時的時間點，試樣表面產生多數裂痕而破損。
此外，均無法看出玻璃中所含之直徑0.1mm以上且未達0.5mm、直徑0.5mm以上1mm以下及直徑超過1mm之氣泡、異物。
(比較例3)
對天然水晶粉混合以Ti濃度計相當於100ppm的二氧化鈦粉，以氫氧焰熔融法予以透明化，而得到石英玻璃體。
對所得石英玻璃體進行各物性值的測定。將結果示於表6、表7及圖4。表7中，僅有比較例3表示Al、Li、Na、K、Ca、Mg、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo、V的各元素濃度的最小值及其總和。圖4為表示照射紫外線前後之穿透率的測定結果的曲線圖。
如表7所示，就石英玻璃體的純度，Al、Li、Na、K、Ca、Mg、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo、V的各元素濃度係超過50ppb。如表6及圖4所示，照射照射能量為30mW/cm2
之低壓水銀燈的光1000小時的結果，確認著色成褐色，穿透率亦至700nm附近有吸收，300nm的穿透率為88.9%。以靈敏色法確認變形的結果，未看出變形。
然而，玻璃中所含之直徑0.1mm以上且未達0.5mm之氣泡、異物在每100g中為4個，直徑0.5mm以上1mm以下之氣泡、異物在每100g中為3個。直徑超過1mm之氣泡、異物為2個。
(比較例4)
如表5所示，除下述步驟以外係根據與實施例1同樣的方法而得到氯濃度為30ppm以上的含鈦石英玻璃。
＜c步驟＞
將b步驟後之多孔質石英玻璃母材置入密閉容器內，使用氮氣進行取代後，以將爐內的溫度保持於1000℃而使熱均勻分佈至母材內部為目的，而加熱10小時。其次以真空泵減壓至0.1MPa以下並保持而使其密封後，將多孔質石英玻璃母材之重量的1%的四氯化鈦(TiCl4
)以液體狀態置入爐內並於爐內使其氣化，於1000℃保持10小時。
對所得石英玻璃體進行各物性值的測定。將結果示於表6及表7。
如表6所示，石英玻璃的氯濃度最大為200ppm。照射照射能量為30mW/cm2
之低壓水銀燈的光1000小時的結果，在可見光區無法看出因著色而產生的吸收，但在200~300nm附近出現氧缺陷型的吸收，且因其他構造缺陷的產生而整體穿透率亦降低，300nm的穿透率為80.4%。以靈敏色法確認變形的結果，未看出變形。
此外，均無法看出玻璃中所含之直徑0.1mm以上且未達0.5mm、直徑0.5mm以上1mm以下及直徑超過1mm之氣泡、異物。
(比較例5)
如表5所示，除下述步驟以外係根據與實施例1同樣的方法而得到鈦的平均濃度未達10ppm及OH基濃度未達10ppm的含鈦石英玻璃。
＜b步驟＞
對根據a步驟所得之多孔質石英玻璃母材在1300℃之0.1MPa以下的減壓環境下進行100小時的加熱處理，來調整多孔質石英玻璃母材中所含之OH基。
＜c步驟＞
將b步驟後之多孔質石英玻璃母材置入密閉容器內，使用氮氣進行取代後，以將爐內的溫度保持於50℃而使熱均勻分佈至母材內部為目的，而加熱10小時。其次以真空泵減壓至0.1MPa以下並保持而使其密封後，將多孔質石英玻璃母材之重量的0.1%的四氯化鈦(TiCl4
)以液體狀態置入爐內，於50℃保持10小時。
＜d步驟＞
對經過c步驟的多孔質石英玻璃母材在1300℃的氧氣環境下進行10小時的處理，並使用氧氣、母材所含之OH基來進行氧化處理、脫氯離子處理及將鈦的離子價數控制成四價之處理。
＜e步驟＞
為了將經過d步驟的多孔質石英玻璃母材進一步去除OH基，而在不會促進母材表面之透明玻璃化的1300℃、1Pa以下的減壓環境下保持100小時後，在1500℃、1Pa以下的減壓環境下保持30小時，進行透明玻璃化處理，而得到石英玻璃體。
對所得石英玻璃體進行各物性值的測定。將結果示於表6、表7及圖5。圖5為表示照射紫外線前之穿透率的測定結果的曲線圖。
如表6所示，石英玻璃的鈦的平均濃度為5ppm，OH基濃度最大為7ppm。如圖5所示，185nm的穿透率為約20%，幾乎無法截除低壓水銀燈之185nm的光。雖照射了照射能量為30mW/cm2
之低壓水銀燈的光1000小時，但在照射500小時的時間點，試樣表面產生多數裂痕而破損。
此外，均無法看出玻璃中所含之直徑0.1mm以上且未達0.5mm、直徑0.5mm以上1mm以下及直徑超過1mm之氣泡、異物。
(比較例6)
如表5所示，除下述步驟以外係根據與實施例1同樣的方法而得到鈦的平均濃度超過500ppm，且OH基濃度超過350ppm的含鈦石英玻璃。
＜c步驟＞
將b步驟後之多孔質石英玻璃母材置入密閉容器內，使用氮氣進行取代後，以將爐內的溫度保持於200℃而使熱均勻分佈至母材內部為目的，而加熱10小時。其次以真空泵減壓至0.1MPa以下並保持而使其密封後，將多孔質石英玻璃母材之重量的2.2%的四氯化鈦(TiCl4
)以液體狀態置入爐內並於爐內使其氣化，待容器內的壓力穩定後，以氮氣回至大氣壓，於200℃保持10小時。
＜e步驟＞
將經過d步驟的多孔質石英玻璃母材在1600℃、氮氣環境的大氣壓下保持5小時，進行透明玻璃化處理，而得到石英玻璃體。
對所得石英玻璃體進行各物性值的測定。將結果示於表6及表7。
如表6所示，石英玻璃的鈦的平均濃度為600ppm，OH基濃度最大為450ppm。
測定玻璃在800℃下之穿透率的位移量的結果，厚度2mm的穿透率50%的波長為約300nm。由於吸光度係與光的穿透長度成正比，當厚度增加時，玻璃自身的吸收會增加，而且會朝長波長側位移，故可知無法使用於使用300nm以上之譜線之呈極高溫之高壓水銀燈的光源的用途。
照射照射能量為30mW/cm2
之低壓水銀燈的光1000小時的結果，在可見光區雖無法看出因著色而產生的吸收，但以靈敏色法確認變形的結果，看出在實施例中無法看出之15nm/cm的變形。
此外，玻璃中所含之直徑0.1mm以上且未達0.5mm之氣泡、異物在每100g中為2個，直徑0.5mm以上1mm以下之氣泡或異物在每100g中為1個，直徑超過1mm之氣泡、異物為0個。
(比較例7)
如表5所示，除下述步驟以外係根據與實施例1同樣的方法而得到鈦的平均濃度未達10ppm，且OH基濃度超過350ppm的含鈦石英玻璃。
＜c步驟＞
將b步驟後之多孔質石英玻璃母材置入密閉容器內，使用氮氣進行取代後，以將爐內的溫度保持於50℃而使熱均勻分佈至母材內部為目的，而加熱10小時。其次以真空泵減壓至0.1MPa以下並保持而使其密封後，將多孔質石英玻璃母材之重量的0.1%的四氯化鈦(TiCl4
)以液體狀態置入爐內，於50℃保持10小時。
＜e步驟＞
將經過d步驟的多孔質石英玻璃母材在1600℃、氮氣環境的大氣壓下保持5小時，進行透明玻璃化處理，而得到石英玻璃體。
對所得石英玻璃體進行各物性值的測定。將結果示於表6、表7及圖5。
如表6所示，石英玻璃的鈦的平均濃度為7ppm，OH基濃度最大為400ppm。如圖5所示，185nm的穿透率為約12%，完全無法截除低壓水銀燈之185nm的光。
照射照射能量為30mW/cm2
之低壓水銀燈的光1000小時的結果，在可見光區雖無法看出因著色而產生的吸收，但以靈敏色法確認變形的結果，看出在實施例中無法看出之10nm/cm的變形。
此外，玻璃中所含之直徑0.1mm以上且未達0.5mm之氣泡、異物在每100g中為0個，直徑0.5mm以上1mm以下之氣泡或異物在每100g中為1個，直徑超過1mm之氣泡、異物為0個。
(實驗例1)
如表5所示，除下述步驟以外係根據與實施例1同樣的方法而得到含鈦石英玻璃。
＜c步驟＞
將b步驟後之多孔質石英玻璃母材置入處理容器內，將氮氣以從容器的下部在配管中導入，由上部配管抽離的形式，以一邊流通氮氣一邊將爐內的溫度保持於300℃而使熱均勻分佈至母材內部為目的，而加熱10小時。其後，切換為四氯化鈦(TiCl4
)與氮氣之濃度比2%的混合氣體並同樣地一邊從容器的下部朝上部流通，一邊於1000℃保持10小時。四氯化鈦的用量需為鈦濃度相同之實施例1的約3倍。
對所得石英玻璃進行各物性值的測定。將結果示於表6及表7。就實驗例1，由於鈦濃度之徑向的平均於上下方向(長度方向)有差異，因此在表6中，鈦濃度的平均值係表示各位置之徑向的平均值的最小值~最大值，測定值則表示全部測定點的最小值~最大值。
如表6所示，容器之長度方向下方側端部之徑向的平均值為100ppm，上方側端部的平均值為20ppm，鈦濃度具有分佈。從而，未進行穿透率的測定、照射能量為30mW/cm2
之低壓水銀燈的光的照射。
[圖1] 為表示波長150~900nm之實施例1~7之照射紫外線前之穿透率的測定結果的曲線圖。
[圖2] 為表示波長170~300nm之實施例1~7之照射紫外線前之穿透率的測定結果的曲線圖。
[圖3] 為表示實施例1及比較例1之照射紫外線前之穿透率的測定結果的曲線圖。
[圖4] 為表示比較例3之照射紫外線前後之穿透率的測定結果的曲線圖。
[圖5] 為表示比較例5及7之照射紫外線前之穿透率的測定結果的曲線圖。
Claims (4)
- 一種具有優異紫外線吸收性之含鈦石英玻璃，其中鈦的平均濃度為10質量ppm以上500質量ppm以下， OH基濃度為10質量ppm以上350質量ppm以下的範圍， Al、Li、Na、K、Ca、Mg、Fe、Ni、Cu、Cr、Mo、V的各元素濃度為50質量ppb以下，且彼等之總和為150質量ppb以下， 氯濃度未達30質量ppm， 且為無色。
- 如請求項1之含鈦石英玻璃，其中前述含鈦石英玻璃中所含之直徑0.1mm以上且未達0.5mm之氣泡及/或異物在每100g中為2個以下，直徑0.5mm以上1mm以下之氣泡及/或異物在每100g中為1個以下，且不含直徑超過1mm之氣泡及/或異物。
- 一種含鈦石英玻璃之製造方法，其係如請求項1或2之含鈦石英玻璃之製造方法，其包含： 將以化學氣相沉積所作成之多孔質石英玻璃母材，在100℃以上500℃以下的溫度下且0.1MPa以下的減壓環境下保持後，以所得之含鈦石英玻璃中之鈦的平均濃度成為10質量ppm以上500質量ppm以下的方式，將鈦化合物以預先藉由氣化器氣化之狀態或者液體導入至密閉容器內，予以保持而摻雜之鈦摻雜步驟；及 對前述鈦摻雜步驟後之多孔質石英玻璃母材在含氧環境下進行加熱處理後，進行透明玻璃化處理，而得到OH基濃度為10質量ppm以上350質量ppm以下的範圍之無色含鈦石英玻璃之步驟。
- 如請求項3之含鈦石英玻璃之製造方法，其中前述鈦化合物係選自由氯化鈦及有機鈦化合物所成群組的1種以上。
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