[发明专利]一种高强度光纤的制造方法、产品、及UV固化涂料

说明书

本发明公开了一种高强度光纤的制造方法、产品、及UV固化涂料。所述方法，包括以下步骤：在固化气氛下进行光纤涂覆层固化，使得光纤内涂覆层和/或外涂覆层外侧的固化收缩率小于或等于内侧，尤其是光纤内涂覆层的外侧固化收缩率小于或等于内侧。所述UV固化涂料含有质量分数在1wt％‑10wt％范围内的光引发剂，其中吸收峰在330nm以上的光引发剂占光引发剂总含量的80％以上，优选吸收峰在330nm以下的光引发剂占光引发剂总含量的10％以下。本发明通过形成“内紧外松”的光纤涂覆层，即使得光纤内涂覆层和/或外涂覆层外侧的固化收缩率小于或等于内侧，包括光纤内涂覆层和/或光纤外涂覆层，能兼容现有的光纤涂敷技术，提高光纤强度。

技术领域

本发明属于光通信领域，更具体地，涉及一种高强度光纤的制造方法、产品、及UV固化涂料。

背景技术

光纤拉伸强度和动态疲劳参数(n_d)是光纤可靠性的重要性能指标，如果光纤断纤将直接导致信号无法传输，动态疲劳参数偏小将导致光纤无法在要求的使用时间内保持不断纤。因此提高光纤的拉伸强度和动态疲劳参数值是提高光纤可靠性是一个重要环节。

现有光纤通常采用双层涂覆工艺提高光纤可靠性。第一层与玻璃表面直接接触，称为光纤内涂覆层；第二层覆盖在内涂覆层表面，称为外涂覆层。内涂覆层通常是一种柔软、低模量、低玻璃化转变温度的缓冲层，其作用是使微弯损耗减至最小；外涂覆层是一种坚韧光滑、高模量、高玻璃化转变温度的硬质涂覆层，主要对光纤起着机械和环境保护作用，使光纤具有理想耐受组装外力的性能。通过对现有光纤涂覆工艺进行改进，如通过对拉丝过程中的工艺参数进行调节，包括涂覆温度、涂覆压力、拉丝速度和冷却气体流量等，可以获得强度满足相关IEC标准或国标要求的光纤(100kpsi筛选，F15％≥3.14GPa，F50％≥3.80GPa，n_d≥20)。实际上，目前市面上主流光纤厂商推出的光纤指标通常能达到100kpsi筛选，F15％≥4.50GPa，F50％≥5.00GPa，n_d≥20。但是在一些特殊的应用场合，比如光纤制导武器，高强度跳线等，对光纤的强度提出了更高的要求。

关于如何进一步提高光纤强度，可以从玻璃成分出发或者通过过外增强技术来实现。

从玻璃成分出发的方法，如专利文献JP1985055304A，其公开了一种提高光纤强度的方法，通过在光纤外包层中掺杂B，P，F等以在光纤表面形成压缩力并防止表面上划痕和裂纹的增长来增强光纤的强度。但这种从玻璃成分出发提高光纤强度的方法，需要进行元素掺杂，对制棒工艺提出更高要求外，通常对光纤的一些光学性能也会产生明显的影响。

外增强技术则是通过在光纤外增加增强材料和保护层来提高光纤的强度，不会影响玻璃部分的光学性能。例如，中国专利CN109111099 A公布了“一种高强度光纤的制造方法”，该方法在光纤拉丝后，于40～70℃放置7～24小时进行时效处理，减少光纤应力，从而降低裂纹产生。该方法制得的光纤可满足200kpsi张力筛选，应力腐蚀敏感系数可达到30以上，在一定程度上提高了光纤的强度，但是该方法增加了光纤的制造工序，降低了生产效率。

中国专利CN1564956A公开了一种“小直径高强度光纤”，主要通过含有阳离子光敏引发剂的特殊聚合物涂覆层来提高玻璃纤维的强度。该方法制得的光纤可满足200kpsi张力筛选，应力腐蚀敏感系数达到30以上。但这种聚合物涂覆层是一种阳离子光固化涂覆层，硬度和玻璃化转变温度太高，导致光纤的低温性能显著恶化。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种高强度光纤的制造方法、产品、及UV固化涂料，其目的在于通过调整光纤涂覆层涂敷工艺，使光纤涂覆层形成“内紧外松”的光纤涂覆层，从而提高光纤强度，由此解决现有光纤强度尚有待提高或者提高光纤强度的方法过于复杂、综合涂敷性能不佳的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种高强度光纤的制造方法，包括以下步骤：