[發明專利]一種高強度光纖的制造方法、產品、及UV固化涂料

在審

• 申請號: 202211415125.1
• 申請日: 2022-11-11
• 公開（公告）號: CN115611531A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 方足成;楊坤;楊晨;胡小龍;駱城;范明鋒;李郴
• 申請（專利權）人: 長飛光纖光纜股份有限公司
• 主分類號: C03C25/1065
• 分類號: C03C25/1065;C09D175/14;C09D163/10;C09D7/00;C09D7/63
• 代理公司: 武漢臻誠專利代理事務所(普通合伙) 42233
• 代理人: 胡星馳

本發明公開了一種高強度光纖的制造方法、產品、及UV固化涂料。所述方法，包括以下步驟：在固化氣氛下進行光纖涂覆層固化，使得光纖內涂覆層和/或外涂覆層外側的固化收縮率小于或等于內側，尤其是光纖內涂覆層的外側固化收縮率小于或等于內側。所述UV固化涂料含有質量分數在1wt％?10wt％范圍內的光引發劑，其中吸收峰在330nm以上的光引發劑占光引發劑總含量的80％以上，優選吸收峰在330nm以下的光引發劑占光引發劑總含量的10％以下。本發明通過形成“內緊外松”的光纖涂覆層，即使得光纖內涂覆層和/或外涂覆層外側的固化收縮率小于或等于內側，包括光纖內涂覆層和/或光纖外涂覆層，能兼容現有的光纖涂敷技術，提高光纖強度。

技術領域

本發明屬于光通信領域，更具體地，涉及一種高強度光纖的制造方法、產品、及UV固化涂料。

背景技術

光纖拉伸強度和動態疲勞參數(n_d)是光纖可靠性的重要性能指標，如果光纖斷纖將直接導致信號無法傳輸，動態疲勞參數偏小將導致光纖無法在要求的使用時間內保持不斷纖。因此提高光纖的拉伸強度和動態疲勞參數值是提高光纖可靠性是一個重要環節。

現有光纖通常采用雙層涂覆工藝提高光纖可靠性。第一層與玻璃表面直接接觸，稱為光纖內涂覆層；第二層覆蓋在內涂覆層表面，稱為外涂覆層。內涂覆層通常是一種柔軟、低模量、低玻璃化轉變溫度的緩沖層，其作用是使微彎損耗減至最??；外涂覆層是一種堅韌光滑、高模量、高玻璃化轉變溫度的硬質涂覆層，主要對光纖起著機械和環境保護作用，使光纖具有理想耐受組裝外力的性能。通過對現有光纖涂覆工藝進行改進，如通過對拉絲過程中的工藝參數進行調節，包括涂覆溫度、涂覆壓力、拉絲速度和冷卻氣體流量等，可以獲得強度滿足相關IEC標準或國標要求的光纖(100kpsi篩選，F15％≥3.14GPa，F50％≥3.80GPa，n_d≥20)。實際上，目前市面上主流光纖廠商推出的光纖指標通常能達到100kpsi篩選，F15％≥4.50GPa，F50％≥5.00GPa，n_d≥20。但是在一些特殊的應用場合，比如光纖制導武器，高強度跳線等，對光纖的強度提出了更高的要求。

關于如何進一步提高光纖強度，可以從玻璃成分出發或者通過過外增強技術來實現。

從玻璃成分出發的方法，如專利文獻JP1985055304A，其公開了一種提高光纖強度的方法，通過在光纖外包層中摻雜B，P，F等以在光纖表面形成壓縮力并防止表面上劃痕和裂紋的增長來增強光纖的強度。但這種從玻璃成分出發提高光纖強度的方法，需要進行元素摻雜，對制棒工藝提出更高要求外，通常對光纖的一些光學性能也會產生明顯的影響。

外增強技術則是通過在光纖外增加增強材料和保護層來提高光纖的強度，不會影響玻璃部分的光學性能。例如，中國專利CN109111099 A公布了“一種高強度光纖的制造方法”，該方法在光纖拉絲后，于40～70℃放置7～24小時進行時效處理，減少光纖應力，從而降低裂紋產生。該方法制得的光纖可滿足200kpsi張力篩選，應力腐蝕敏感系數可達到30以上，在一定程度上提高了光纖的強度，但是該方法增加了光纖的制造工序，降低了生產效率。

中國專利CN1564956A公開了一種“小直徑高強度光纖”，主要通過含有陽離子光敏引發劑的特殊聚合物涂覆層來提高玻璃纖維的強度。該方法制得的光纖可滿足200kpsi張力篩選，應力腐蝕敏感系數達到30以上。但這種聚合物涂覆層是一種陽離子光固化涂覆層，硬度和玻璃化轉變溫度太高，導致光纖的低溫性能顯著惡化。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種高強度光纖的制造方法、產品、及UV固化涂料，其目的在于通過調整光纖涂覆層涂敷工藝，使光纖涂覆層形成“內緊外松”的光纖涂覆層，從而提高光纖強度，由此解決現有光纖強度尚有待提高或者提高光纖強度的方法過于復雜、綜合涂敷性能不佳的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種高強度光纖的制造方法，包括以下步驟：