(57)【要約】  本発明は、光ファイバ製造用のシリカの母材を製造するための方法及びこの種のシリカの母材から光ファイバを線引きするステップを含む、光ファイバを製造するための方法であって、次に示す式（Ｉ）：2019524624.tif 000012（式中、Ｒ、Ｒ’、及びＲ’’は、互いに同一であるか又は異なる、１〜５個の炭素原子を有するアルキル基であり、Ａは、炭素原子、窒素原子、及び酸素原子からなる群から選択される原子の飽和又は不飽和鎖であり、上記鎖Ａは、そこに結合している窒素原子と一緒になって、飽和、不飽和、又は芳香族の複素環式部分を形成する）で表される化合物を添加したシロキサン原料を気化させるステップを含む、方法に関する。
2019524624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバ製造用のシリカの母材を製造するための方法であって、次に示す式（Ｉ）：
【化１】
2019524624.tif 000009
（式中、Ｒ、Ｒ’、及びＲ’’は、互いに同一であるか又は異なる、１〜５個の炭素原子を有するアルキル基であり、Ａは、炭素原子、窒素原子、及び酸素原子からなる群から選択される原子の飽和又は不飽和鎖であり、前記鎖Ａは、そこに結合している窒素原子と一緒になって、飽和、不飽和、又は芳香族の複素環式部分を形成している）で表される化合物が添加されたシロキサン原料を気化するステップを含む、方法。
【請求項２】
Ａは、炭素原子及び１個以上の窒素原子の飽和又は不飽和鎖である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記１個以上の窒素原子は−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ’’）基で置換されている、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
Ａは、炭素原子及び１個以上の酸素原子の飽和又は不飽和鎖である、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
鎖Ａは、そこに結合している窒素原子と一緒になって、芳香族の複素環式部分を形成している、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
Ｒ、Ｒ’、及びＲ’’は、互いに同一であるか又は異なる、１〜３個の炭素原子を含む直鎖又は分岐アルキル鎖である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
式（Ｉ）の化合物は、１−（トリメチルシリル）−イミダゾール（ＴＭＳＩ）、１−（トリエチルシリル）−イミダゾール、１−（エチルジメチルシリル）−イミダゾール、１−（ジエチルメチルシリル）−イミダゾール、１−（ｔ−ブチルジメチルシリル）−イミダゾール（ＴＢＤＭＳＩＭ）、１−（トリメチルシリル）−ピラゾール、１−（トリメチルシリル）−ピペリジン、１−（トリメチルシリル）−ピペラジン、Ｎ−（トリメチルシリル）−オキサゾリジン、３−（トリメチルシリル）−２−オキサゾリジノン（ＴＭＳＯ）、及びＮ−（トリメチルシリル）−モルホリンからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記シロキサン原料は、ヘキサメチルシクロトリシロキサン（ＨＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、及びデカメチルシクロペンタシロキサン（ＤＭＣＰＳ）から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
式（Ｉ）の化合物は、シロキサン原料の総体積に対し少なくとも０．００１ｖｏｌ％の量で存在する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
式（Ｉ）の化合物を、前記シロキサン原料に、前記シロキサン原料を気化させるステップの少なくとも１時間前に添加するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記シロキサン原料は、更なるシリル化剤を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記更なるシリル化剤は、Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）−アセトアミド（ＢＳＡ）、Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）トリフルオロアセトアミド（ＢＳＴＦＡ）、Ｎ−メチル−Ｎ−（トリメチルシリル）トリフルオロアセトアミド（ＭＳＴＦＡ）からなる群から選択される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記更なるシリル化剤は、式（Ｉ）の化合物のｖｏｌ％以下のｖｏｌ％で存在する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
シリカの母材から光ファイバを線引きするステップを含む、前記光ファイバを製造するための方法であって、前記シリカの母材は、次に示す式（Ｉ）：
【化２】
2019524624.tif 000010
（式中、Ｒ、Ｒ’、及びＲ’’は、互いに同一であるか又は異なる、１〜５個の炭素原子を有する直鎖又は分岐アルキル基であり、Ａは、炭素原子、窒素原子、及び酸素原子からなる群から選択される原子の飽和又は不飽和鎖であり、前記鎖Ａは、そこに結合している窒素原子と一緒になって、飽和、不飽和、又は芳香族の複素環式部分を形成している）で表される化合物を含むシロキサン原料から得られる、方法。
【請求項１５】
シリカの母材の製造に使用するための化合物であって、次に示す式（Ｉ）：
【化３】
2019524624.tif 000011
（式中、Ｒ、Ｒ’、及びＲ’’は、互いに同一であるか又は異なる、１〜５個の炭素原子を有するアルキル基であり、Ａは、炭素原子、窒素原子、及び酸素原子からなる群から選択される原子の飽和又は不飽和鎖であり、前記鎖Ａは、そこに結合している窒素原子と一緒になって、飽和、不飽和、又は芳香族の複素環式部分を形成する）で表される、化合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体として、光ファイバを製造するための方法に関する。
【０００２】
特に本発明は、光ファイバの製造に用いられる二酸化珪素（ＳｉＯ2、通常、シリカとして知られる）の母材を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
現在上市されている光ファイバは、主として、シリカの円柱形母材からファイバを線引きすることにより製造されている。
【０００４】
シリカの母材は、好適な液体原料から出発し、この液体原料を気化させた後、ノズルを介して反応チャンバ内に噴出させ、ここで原料をシリカ粒子に変換し、このシリカ粒子を回転する棒状体の外面（外付け法（ｏｕｔｓｉｄｅ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ））又は回転する管状体若しくは筒状体の内面（内付け法（ｉｎｎｅｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ））に付着させる、化学気相成長（ＣＶＤ）法により得ることができる。この種のプロセスの多くは、ＯＶＤ（外付け気相成長（ｏｕｔｓｉｄｅ  ｖａｐｏｒ  ｐｈａｓｅ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））、ＭＣＶＤ（改良型化学気相成長（ｍｏｄｉｆｉｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））、ＰＣＶＤ（プラズマ化学気相成長（ｐｌａｓｍａ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））、ＰＥＣＶＤ（プラズマ援用化学気相成長（ｐｌａｓｍａ  ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））、ＶＡＤ（気相軸付け（ｖａｐｏｒ  ｐｈａｓｅ  ａｘｉａｌ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ））として知られている。
【０００５】
四塩化珪素（ＳｉＣｌ4）は、光ファイバ製造用シリカに変換するための主要な珪素含有液体原料として使用されてきた。ＳｉＣｌ4を使用することの欠点は、副生成物としてＨＣｌが生成し、大規模な費用のかかる除害施設が必要となることにある。
【０００６】
ＳｉＣｌ4を原料として使用することに替えて、ハロゲン化物を含まないシロキサン等の珪素含有原料からシリカを形成することができる。
【０００７】
米国特許第５０４３００２号明細書には、ポリメチルシロキサン等のポリアルキルシロキサン、特にポリメチルシクロシロキサンを、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ、Ｄ４とも称される）と一緒に、シリカ形成における好ましい珪素含有原料として使用することの利点が開示されている。Ｄ４は次に示す化学式を有する環状分子である。
【化１】
2019524624.tif 000003
【０００８】
ＯＭＣＴＳ等のシロキサンは室温で液体であり、一般にその製造プロセスに由来する不純物を含む。この不純物は、３若しくは５個の珪素原子を含む環状分子（Ｄ３及びＤ５として知られる）又は次に示す式で表される直鎖状分子（Ｌnとして知られる）であり得る：
【化２】
2019524624.tif 000004
（式中、ｎは２〜１３の整数である）。
【０００９】
この直鎖状分子は末端に２個のヒドロキシル基を有する。Ｓｉ−Ｏ−Ｈ結合を有する官能基はシランジオールと呼ばれ、極性が高く、高温（約２５０℃）で高い反応性を示す。
【００１０】
この種の環状シロキサン、特にオクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ又はＤ４）をシリカの製造に使用すると、直鎖状シロキサン不純物が高温で重合する傾向にあることに起因して問題が発生する可能性がある。例えば、米国特許第５８７９６４９号明細書を参照されたい。
【００１１】
重合した高分子量のシロキサン化学種の沸点は、通常、シリカ製造プロセスの気化温度及び送出温度を超えており、したがって、気化した反応体をバーナに移送するライン内で気化させる途中及び送り出す途中で、又はバーナ自体の内部で、ゲル状堆積物の形態で堆積し、これがバーナノズルを閉塞させ、清掃のために製造を停止することが必要となる可能性がある。
【００１２】
また、高分子量のシロキサン重合体粒子は、光ファイバブランク（ｂｌａｎｋ）上に堆積する可能性があり、これが「欠陥」又は「密集欠陥（ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ  ｄｅｆｅｃｔ）」による不良となり、後段で線引きされるファイバの品質に悪影響を及ぼすため、ブランク全体を廃棄することが必要になることもある。
【００１３】
米国特許第５８７９６４９号明細書には、大気圧下における沸点が約２５０℃未満のポリアルキルシロキサン組成物を蒸留により精製する方法が開示されている。
【００１４】
国際公開第９８／０１５４９９号パンフレットには、末端封止法を用いてシロキサン原料のゲル化を阻止する方法が開示されている。この種の技法を用いることにより、シロキサン化合物の重合性末端は、この種の重合性末端を共有結合によって封鎖することにより重合を防止する化合物と優先的に反応する。好ましい末端封止化合物はホウ酸トリエチルであると言われている。シロキサンとホウ酸トリエチル０．５ｗｔ％〜１２ｗｔ％とから構成されるシリカ形成性原料は、ホウ素含有量を最小限に抑えながらゲル形成を阻止してシリカガラスを得るのに好ましい。
【００１５】
国際公開第２０１３／０９２５５３号パンフレットは、重合性ポリアルキルシロキサン化合物を重合しにくくする揮発性不活性化剤（ｐａｓｓｉｖａｔｉｏｎ  ｒｅａｇｅｎｔ）の存在下に原料を蒸発させる、合成二酸化珪素ガラスを製造するための方法に関する。アミンはポリアルキルシロキサン化合物の官能基と反応して不活性化する作用を示すことができる。このような化合物の基本構造は：Ｎ［Ｒ，Ｒ’，Ｒ’’］（式中、Ｒ、Ｒ’、Ｒ’’はアルキル基、アリール基、又はシリル基から選択される同一又は異なる残基を表す）である。アルキル基は飽和炭化水素化合物から構成される。アリール基は、環上の水素原子が他の１価の基に置き換えられている基本的な芳香族炭化水素構造から構成される。ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ、ビス（トリメチルシリル）アミンとしても知られる）が特に好ましい。
【００１６】
本願出願人は、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）原料等のシロキサン原料は、その吸湿性に起因して、水を２０〜１５０ｐｐｍの範囲の量で、場合によってはそれさえも超える量で含むことに注目した。
【００１７】
水はそれ自体では母材の製造において何の問題も起こさないが、本願出願人は、シラザン誘導体、特にヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）が上述のシロキサン不純物よりも水と反応し易いことを確認した。そのため、シロキサン原料に添加されたＨＭＤＳの一部がシランジオール基を不活性化せずに水と反応してしまう。ＨＭＤＳをシロキサン原料の不活性化に使用した場合、ＨＭＤＳの量は原料の水分含有量に基づき算出されることになり、これは各供給バッチ毎に適宜測定しなければならない。また、シロキサン原料は、使用直前に改めて水分含有量検査を行うことが必要になるであろう予期せぬ水分含有量変化を回避するため、湿度及び温度条件を制御して保管しなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本願出願人はこの欠点を克服するという問題に対峙し、驚くべきことに、複素環式部分を含むトリアルキルシラン誘導体が、シロキサン原料中で重合が起こる上述の現象を阻止することができ、水との副反応性もより低いことを見出した。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
したがって、第１の態様において、本発明は、光ファイバ製造に用いるためのシリカの母材を製造するための方法であって、シロキサン原料を、次式（Ｉ）：
【化３】
2019524624.tif 000005
（式中、
Ｒ、Ｒ’、及びＲ’’は、互いに同一であるか又は異なる、１〜５個の炭素原子を有するアルキル基であり、Ａは、炭素原子、窒素原子、及び酸素原子からなる群から選択される原子の飽和又は不飽和鎖であり、上記鎖Ａは、そこに結合している窒素原子と一緒になって、飽和、不飽和、又は芳香族の複素環式部分を形成する）で表される化合物を添加して気化させるステップを含む、方法に関する。
【００２０】
第２の態様において、本発明は、光ファイバをシリカの母材から線引きするステップを含む、光ファイバを製造するための方法であって、上記シリカの母材は、次式（Ｉ）：
【化４】
2019524624.tif 000006
（式中、Ｒ、Ｒ’、及びＲ’’は、互いに同一であるか又は異なる、１〜５個の炭素原子を有する直鎖又は分岐アルキル基であり、Ａは、炭素原子、窒素原子、及び酸素原子からなる群から選択される原子の飽和又は不飽和鎖であり、上記鎖Ａは、そこに結合している窒素原子と一緒になって、飽和、不飽和、又は芳香族の複素環式部分を形成する）で表される化合物を添加されたシロキサン原料から得られる、方法に関する。
【００２１】
第３の態様において、本発明は、シリカの母材の製造に使用するための化合物であって、上記化合物は、次式（Ｉ）：
【化５】
2019524624.tif 000007
（式中、
Ｒ，Ｒ’及びＲ’’は、互いに同一であるか又は異なる、１〜５個の炭素原子を有するアルキル基であり、Ａは、炭素原子、窒素原子、及び酸素原子からなる群から選択される原子の飽和又は不飽和鎖であり、上記鎖Ａは、そこに結合している窒素原子と一緒になって、飽和、不飽和、又は芳香族の複素環式部分を形成する）で表される化合物に関する。
【００２２】
本発明の一実施形態において、Ａは、飽和又は不飽和の炭素原子鎖である。他の実施形態において、Ａは、炭素原子及び１個以上の窒素原子の飽和又は不飽和鎖である。更なる実施形態において、Ａは、炭素原子及び１個以上の酸素原子の飽和又は不飽和鎖である。他の更なる実施形態において、Ａは、炭素原子、１個以上の窒素原子、及び１個以上の酸素原子の飽和又は不飽和鎖である。
【００２３】
本発明の好ましい実施形態において、Ａは、炭素原子の飽和若しくは不飽和鎖、炭素原子及び１個の窒素原子の飽和若しくは不飽和鎖、又は炭素原子及び１個の酸素原子の飽和若しくは不飽和鎖である。
【００２４】
Ａが炭素原子及び１個以上の窒素原子の飽和又は不飽和鎖である場合、−Ｓｉ（Ｒ）（Ｒ’）（Ｒ’’）基は窒素原子上の置換基として存在することができる。
【００２５】
任意選択で、鎖Ａの１個以上の炭素原子はオキソ基（＝Ｏ）で置換されている。
【００２６】
好ましくは、鎖Ａは、そこに結合している窒素原子と一緒になって、３〜７個の原子、より好ましくは４〜７個の原子、最も好ましくは５〜６個の原子を有する飽和、不飽和、又は芳香族の複素環式部分を形成する。
【００２７】
好ましくは、鎖Ａは、そこに結合している窒素原子と一緒になって、芳香族の複素環式部分を形成する。不活性化後の式（Ｉ）の化合物の芳香族残基は燃焼工程においてより反応性が高くなることが見出された。
【００２８】
Ａが式（Ｉ）の化合物の窒素原子と一緒になって形成する有用な飽和、不飽和、又は芳香族の複素環式部分の例としては、アゼチジン、ピロリジン、ピロリン、３−ピロリン、２−ピロリドン、ピロール、オキサゾリジン、イソキサゾリジン、２−オキサゾリジノン、４−オキサゾリジノン、５−オキサゾリジノン、ピラゾリジン、ピラゾール、２−ピラゾリン、イミダゾール、２−イミダゾリン、イミダゾリジン、ピペリジン、４−ピペリドン、ピリジン、１，２，３，６−テトラヒドロピリジン、１，４−ジヒドロピリジン、４−ピリドン、モルホリン、３−モルホリノン、ピペラジン、ジヒドロピラジン、１Ｈ−アゼピン、ヘキサメチレンイミンが挙げられる。
【００２９】
より好ましくは、Ａが式（Ｉ）の化合物の窒素原子と一緒になって形成する複素環式部分は、イミダゾール、ピラゾール、ピペリジン、ピペラジン、オキサゾリジン、２−オキサゾリジノン、及びモルホリンである。
【００３０】
最も好ましくは、Ａが式（Ｉ）の化合物の窒素原子と一緒になって形成する複素環式部分は、イミダゾール、２−オキサゾリジノン、及びモルホリンである。
【００３１】
Ｒ、Ｒ’、及びＲ’’は、互いに同一であるか又は異なる、１〜５個の炭素原子を含む直鎖又は分岐のアルキル鎖、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ｓｅｃ−ペンチル、ｔｅｒｔ−ペンチル、ネオペンチル、及び３−ペンチル等である。
【００３２】
好ましくは、Ｒ、Ｒ’、及びＲ’’は、互いに同一であるか又は異なる、１〜４個の炭素原子を含む直鎖又は分岐のアルキル鎖、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル等である。
【００３３】
より好ましくは、Ｒ、Ｒ’、及びＲ’’は、互いに同一であるか又は異なる、１〜３個の炭素原子を含む直鎖又は分岐のアルキル鎖、例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル等である。
【００３４】
有利には、Ｒ、Ｒ’、及びＲ’’は、互いに同一であるか又は異なる、メチル又はエチルである。
【００３５】
本発明に有用な式（Ｉ）の化合物の有用な例としては、１−（トリメチルシリル）−イミダゾール（ＴＭＳＩ）、１−（トリエチルシリル）−イミダゾール、１−（エチルジメチルシリル）−イミダゾール、１−（ジエチルメチルシリル（ｄｉｅｔｙｌｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌ））−イミダゾール、１−（ｔ−ブチルジメチルシリル）−イミダゾール（ＴＢＤＭＳＩＭ）、１−（トリメチルシリル）−ピラゾール、１−（トリメチルシリル）−ピペリジン、１−（トリメチルシリル）−ピペラジン、Ｎ−（トリメチルシリル）−オキサゾリジン、３−（トリメチルシリル）−２−オキサゾリジノン（ＴＭＳＯ）、及びＮ−（トリメチルシリル）−モルホリンが挙げられる。
【００３６】
より好ましくは、本発明に有用な式（Ｉ）の化合物としては、３−（トリメチルシリル）−２−オキサゾリジノン（ＴＭＳＯ）、１−（ｔ−ブチルジメチルシリル）−イミダゾール（ＴＢＤＭＳＩＭ）、及びＮ−（トリメチルシリル）−モルホリンが好ましい。
【００３７】
本発明の方法に用いられるシロキサン原料は当該技術分野において知られている。好ましいシロキサン原料は、例えば、米国特許第５，０４３，００２号明細書に記載されているもの、特に、ポリメチルシロキサン等のポリアルキルシロキサン及びポリメチルシクロシロキサン等のポリアルキルシクロシロキサンである。
【００３８】
本発明の方法に用いられるシロキサン原料の有用な例は、ヘキサメチルシクロトリシロキサン（ＨＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、及びデカメチルシクロペンタシロキサン（ＤＭＣＰＳ）であり、ＯＭＣＴＳが最も好ましいことが見出された。
【００３９】
本発明の方法において、上に述べた式（Ｉ）の化合物は、シロキサン原料に、シロキサン原料の総体積に対し５ｖｏｌ％未満、好ましくは３ｖｏｌ％未満、より好ましくは１ｖｏｌ％未満の量で添加される。
【００４０】
本発明の方法において、上に述べた式（Ｉ）の化合物は、シロキサン原料に、シロキサン原料の総体積に対し、少なくとも０．００１ｖｏｌ％、好ましくは少なくとも０．０１ｖｏｌ％、より好ましくは少なくとも０．０５ｖｏｌ％の量で添加される。
【００４１】
有利には、本発明の方法において、上に述べた式（Ｉ）の化合物は、シロキサン原料に、シロキサン原料の総体積に対し０．０５ｖｏｌ％〜１ｖｏｌ％、最も好ましくは０．０５ｖｏｌ％〜０．５ｖｏｌ％の範囲の量で添加される。
【００４２】
式（Ｉ）の化合物を含むシロキサン原料は、任意選択で、更にＮ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）アセトアミド（ＢＳＡ）、Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）トリフルオロアセトアミド（ＢＳＴＦＡ）、Ｎ−メチル−Ｎ−（トリメチルシリル）トリフルオロアセトアミド（ＭＳＴＦＡ）等のシリル化剤を、好ましくは、式（Ｉ）の化合物のｖｏｌ％以下のｖｏｌ％で含む。例えば、更なるシリル化剤のｖｏｌ％は、式（Ｉ）の化合物の３分の１まで（ｄｏｗｎ  ｔｏ  ｔｈｅ  ｔｈｉｒｄ）である。
【００４３】
トライメチルクロロシラン（ｔｒｙｍｅｔｈｙｌｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ）（ＴＭＣＳ）等のシリル化触媒を存在させることにより、式（Ｉ）の化合物を含有し、任意選択で更なるシリル化剤が添加されたシロキサン原料の反応性を増大させることができる。
【００４４】
式（Ｉ）の化合物は、本発明の方法においてシロキサン原料を使用する（気化させる）少なくとも１時間前、好ましくは少なくとも３時間前、より好ましくは５０時間前よりも前に、シロキサン原料に添加される。本願出願人は、添加ステップと気化ステップとの間の時間が長いほど、重合した高分子量のシロキサン化学種の生成が低下することを認めた。
【００４５】
本発明は、以下に示す例示を目的とするものであって限定を目的とするものではない詳細な説明を添付の図面と一緒に読むことにより十分に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の加工用原料を含む装置の概略図である。
【図２】回転する心棒上にシリカのスートを堆積させて多孔質のブランク又は母材を形成するための装置及びプロセスの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
本発明は、シロキサン原料を気化させるステップを含む、シリカの母材を製造するための方法及びこの種のシリカの母材から光ファイバを線引きするステップを含む、光ファイバを製造するための方法であって、上記シロキサン原料は上述の式（Ｉ）で表される化合物を含む、方法に関する。
【００４８】
今日の産業において開発されている光導波路を製造するためのプロセスの殆どは、化学気相成長（ＣＶＤ）の概念又はその改良型を採用している。前駆体の気体はキャリアガスの流れに同伴され、次いで通常は天然ガス／酸素混合物であり、しばしば過剰の酸素を含むバーナの火炎を通過する。混合物中の蒸気はバーナ孔から噴出されるとそれぞれの酸化物に変換され、揮発性ガスと、スートと呼ばれる微細な非晶質の球状凝集物との流れを形成する。スートは心棒上又は管状体内面に集積し、薄層として半径方向又は軸方向に堆積する。スートが集積した最終生成物である多孔質母材は、続いて、母材が焼結して非多孔質の一体構造のガラス体となる温度に曝される。
【００４９】
通常の実施において、光ファイバを製造するためのプロセスは３段階プロセスである。
【００５０】
第１段階は、反応体原料を酸化することによりスートの微細な非晶質球状粒子を基材上に形成させることを含む。続いてプロセスの第２段階において、不活性雰囲気中、ブランク又は母材を熱処理することにより完全に焼結させる。第３の最終段階において、従来の線引き技術を利用して光ファイバを母材から引き出す。
【００５１】
このプロセスの第１段階は、多くの異なる方法を用いて特定の配合を有する二酸化珪素の層を基材表面に堆積させることにより実施することができる。シロキサン原料が添加された高純度酸素の気体流れを基材に適用することにより層が堆積される。酸素が高温の表面に接触すると高純度の二酸化珪素が生成する。
【００５２】
第１段階の第１の実施形態において、反応体は、流量分配器に液体形態で供給され、液体を気化装置の一端に送り出す。液体は薄膜として、加熱された勾配のある面を装置の他端に向かって流下する。他端に到達した時点で液体は蒸気に変換されており、この蒸気は、酸化させてスート粒子にするためにバーナに送り出される。
【００５３】
第１段階の第２の実施形態も気化器の使用を含む。この場合、気化器は鉛直方向に延在する加熱された膨張チャンバであり、反応体を気化器の加熱された内壁に噴霧することにより気化が達成される。
【００５４】
第１段階の第３の実施形態においては、液体反応体がフラッシュ蒸発チャンバ（ｆｌａｓｈ  ｖａｐｏｒｉｚａｔｉｏｎ  ｃｈａｍｂｅｒ）に送り込まれる。このチャンバにおいて、液体は薄膜形態を呈し、蒸発し、酸化バーナに送り出すための、不活性ガス、燃焼性ガス、酸化ガス、及びこれらの混合物からなる群から選択されるガスと混ざり合う。
【００５５】
図２に示すように、本発明による上述の式（Ｉ）で表される化合物を含むシロキサン原料２０は容器１０に供給される。原料２０は容器１０内で不活性ガス３０により加圧される。加圧された原料２０は２００℃〜２５０℃の温度で気化する。得られたシロキサン原料２０の蒸気はキャリアガス３０に同伴し、バーナ５０に運ばれ、バーナ火炎燃料４０（例えば、メタン／酸素混合物）と一緒に供給され、それによりバーナ５０で燃焼及び酸化が誘導される。生成したスートは回転する心棒６０上に堆積し、それによってシリカスートの母材又はブランク７０を形成する。
【００５６】
以下に示す実施例は本発明をさらに例示することを意図するものであって、いかなる点でも本発明を限定することを意図するものではない。
【実施例】
【００５７】
実施例１
シリカスートを製造するために流体Ｄ４（オクタメチルシクロテトラシロキサン）を使用した。原料は図１に示すタンク内に保持した。
【００５８】
タンク１内の流体Ｄ４は循環ポンプ２を介して常時混合した。
【００５９】
抜出弁（ｓｐｉｌｌｉｎｇ  ｖａｌｖｅ）４を介して少量のＤ４を化学分析用に採取した（固相抽出により予備濃縮した後、ヒドロキシ末端を有するシロキサンをガスクロマトグラフィーを用いて分析した；抽出物をビス（トリメチルシリル）−トリフルオロアセトアミドＢＳＴＦＡと反応させた）。室温で２０分間静置した後、試料をガスクロマトグラフに注入した。ガスクロマトグラフとしてＧＣ−ＭＳＤ  Ａｇｉｌｅｎｔ  ７８９０Ａシステムを使用した。
【００６０】
供給弁５を介して化合物の添加を行った。
【００６１】
母材製造プロセスを行う間、原料を、容器ライン（１０）上方のラインのバーナ（図２の５０）用開口部に供給した。
【００６２】
表１に示すように、ヒドロキシ末端を有する直鎖状シロキサン不純物Ｌnを含む（量はｐｐｍで表す）Ｄ４の異なるバッチを使用した。
【００６３】
報告したように、バッチＡ及びＢの直鎖状シロキサン不純物Ｌnの含有量は主としてＬ２からＬ６までの直鎖状分子に由来するものであった。このシランジオール濃度が高過ぎると問題となるゲル形成に至ることは知られている。
【００６４】
異なるバッチを本発明による不活性化剤、すなわち式（Ｉ）の化合物、特にトリメチルシリル−イミダゾール（ＴＭＳＩ）と一緒に、任意選択で他の不活性化剤（Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）−アセトアミド、ＢＳＡ）及びシリル化触媒（トライメチルクロロシラン（ｔｒｙｍｅｔｈｙｌｃｈｌｏｒｏｓｉｌａｎｅ）、ＴＭＣＳ）、又は先行技術に従い、特にシラザン誘導体であるヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）の存在下に添加した。不活性化剤をＤ４のバッチに添加し、得られた混合物を異なる反応時間で撹拌した。
【００６５】
結果を次の表１にまとめる。
【００６６】
【表１】
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【００６７】
ＴＭＳＩ（本発明による式（Ｉ）の化合物）は、任意選択的な他の不活性化剤（Ｎ，Ｏ−ビス（トリメチルシリル）−アセトアミド、ＢＳＡ）及びシリル化触媒の存在下に、直鎖状シロキサン不純物の量を工業用途に適した濃度に、工業用途に適した時間で有効に低減することが示された。
【００６８】
ＨＭＤＳ（シラザン誘導体）は直鎖状シロキサン不純物の量を低減する効果がかなり高いが、まず最初にＤ４中に存在する水と反応するため、実質的に長時間を要する。ＨＭＤＳは２つのシリル化基を有し、したがって、式（Ｉ）の化合物と比較して２倍の不活性化力を有することを考慮すべきである。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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