[发明专利]光纤用多孔玻璃基材的制造方法

说明书

一种制造光纤用多孔玻璃基材的方法，该方法包括以下步骤：将从原料槽供应的有机硅氧烷原料进给到汽化器；将原料和载气在汽化器中混合并汽化；以及通过将原料和载气的混合气体供应至光纤用多孔玻璃基材制造设备中的燃烧器，通过燃烧反应来外部沉积SiO₂细颗粒。在开始向燃烧器的原料气体供应管供应原料之前，通过将60℃以上的吹扫气体流入原料气体供应管以及将可燃气体和助燃气体供应到燃烧器以在燃烧器出口处形成氢氧焰从而使得燃烧器的外表面温度为60℃以上，来预热燃烧器和光纤用多孔玻璃基材制造设备的内部。当原料气体供应管的容积是V[L]且气体流速为Q[SLM]时，吹扫气体以满足Q/V350[min^‑1]的流速流动。

技术领域

本发明涉及使用有机硅氧烷原料制造光纤用多孔玻璃基材的方法。

背景技术

光纤用预制件通过以下来制造：例如，通过OVD法等在通过VAD法等制造的芯基材上外部沉积SiO₂细颗粒并烧结沉积体。常规地，四氯化硅(SiCl₄)广泛用作在基材上外部沉积SiO₂颗粒的硅化合物原料。

当SiCl₄用作原料时，根据以下化学式通过火焰水解反应产生SiO₂细颗粒。

SiCl₄+2H₂O→SiO₂+4HCl

该反应产生盐酸作为副产物，当其与水分混合时腐蚀金属，因此对制造设备的材料和废气温度控制必须非常注意。此外，安装用于从废气中回收盐酸并处理回收的盐酸的设备将增加成本。

如上所述，四氯化硅(SiCl₄)广泛用作硅化合物原料，但是有时使用分子中不包含Cl(氯)的无卤有机硅化合物作为SiO₂颗粒的起始材料。这种无卤有机硅化合物的示例是八甲基环四硅氧烷(OMCTS)，它是可以工业规模获得的高纯度有机硅氧烷。

当OMCTS用作原料时，通过以下化学式所示的反应产生SiO₂细颗粒。

[SiO(CH₃)₂]₄+16O₂→4SiO₂+8CO₂+12H₂O

如上所述，当OMCTS代表的无卤有机硅氧烷用作供应到燃烧器的硅化合物原料时，不排出盐酸。这在处理制造设备材料和废气方面具有更大的灵活性。另外，不需要安装设备来回收盐酸并处理回收的盐酸，这有望降低成本。

此外，期望OMCTS具有燃烧热非常大的优点，并且燃烧所需的可燃气体(例如氢气)的量可以保持比使用SiCl₄的常规方法低。

发明内容

本发明要解决的问题

另一方面，OMCTS具有175℃的高的标准沸点，这使得难以对防止液化进行控制。特别地，在刚开始向燃烧器供应原料之后，燃烧器管没有充分加热，并且原料可在燃烧器管中和燃烧器出口处液化。

例如，在日本专利No.6236866中，当使用具有高沸点的有机硅氧烷原料时，燃烧器本身从外部被加热以防止液化。但是，使用这种方法，当有多个燃烧器或燃烧器变大时，加热区域变长。另外，当燃烧器可移动时，存在的问题是加热器的操作变得复杂。

另一种方法是通过提高汽化器和汽化器下游管道的加热温度来提高燃烧器管中的入口温度。但是，在该方法中，如果温度升高的过高，则原料OMCTS和所含的杂质组分(例如D3(六甲基环三硅氧烷)和D5(十甲基环五硅氧烷))将增稠和聚合，并可作为聚合材料沉积在汽化器、管道、燃烧器等中，这导致堵塞。