制造光纖的方法以及光纖技術

本發明專利技術公開一種制造光纖的方法以及光纖，該方法包括：第一步，將光纖預制件拉伸成玻璃纖維，并且在玻璃纖維的外周上設置光纖涂層，以形成母光纖；第二步，將母光纖切割成多根單獨光纖；第三步，確定母光纖的至少一個位置處的斷裂強度F1和斷裂時間T；第四步，確定多根單獨光纖各自的斷裂強度F2；以及第五步，從由斷裂強度F1和斷裂時間T滿足不等式T＞2.6×10-11×exp(4.736×F1)的母光纖切出的單獨光纖中選擇斷裂強度F2為5.5kgf以上的光纖。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及制造光纖的方法以及光纖。
技術介紹
在光傳輸系統通常所采用的光纖中，需要在使用環境下保證例如20年的長期的機械可靠性。因此，基于測量到的光纖的疲勞系數和屏蔽強度以及在使用環境下要施加到光纖上的應變，計算光纖的機械可靠性(使用壽命和斷裂概率)。為了評估機械可靠性，主要使用靜疲勞系數或動疲勞系數的值、屏蔽強度和斷裂頻率，而不使用斷裂時間和斷裂強度。 近年來，由于開發出了光纖到戶(FTTH)網絡，因此用于接入系統(access system)的光纖傳輸線路的鋪設增加。在接入系統中，通信運營商難以對鋪設進行控制。此外，用戶 在其房屋等中接觸光纖的機會增加。在這種接入系統或房屋中，存在如下擔心光纖可能在安裝和處置期間發生紐結或被踩踏，因而可能將過大的應變暫時施加至光纖。如W. Griff ioen 等人的 “Reliability of Bend Insensitive Fibers (不易彎曲光纖的可靠性)”，Proceedings of the 58th IWCS/IICIT, pp. 251-257 (2009)中描述的，已知在光纖以小的半徑彎曲(例如，彎曲半徑為2. 4_以下)的情況下，光纖的玻璃的固有強度會影響斷裂概率。然而，沒有報道過當光纖以小的半徑彎曲時可以保證斷裂時間的光纖及制造這種光纖的方法。日本未審查的專利申請公開No. 6-250053和No. 2005-55779均描述了如下內容通過控制光纖涂層的PH值，可以改善光纖的疲勞系數。然而，通過僅僅控制pH值不是總能改善疲勞系數。此外，在這些文獻中，沒有對光纖以小的半徑彎曲時的斷裂強度和斷裂時間進行驗證。日本未審查的專利申請公開No. 2006-215445描述了如下內容通過在一次涂層中將四乙氧基硅烷的含量設為O.1質量份至3. O質量份并且將二乙胺的含量設為O. 001質量份至O. 2質量份，可以在移除光纖涂層之后對玻璃纖維的表面進行清潔的處理中，防止玻璃纖維的強度降低，其中一次涂層是光纖涂層的一部分并與玻璃纖維的外周接觸。然而，通過向一次涂層中添加二乙胺等胺基添加劑，使光硬化后的一次涂層的堿度增加，結果光纖的長期可靠性顯著降低。此外，在該文獻中，沒有對光纖以小的半徑彎曲時的斷裂強度和斷裂時間進行驗證。如上所述，對于光纖以非常小的半徑彎曲時的斷裂時間，還沒有充分的知識積累。還不知道如下光纖及其制造方法當以小的半徑彎曲時可以保證斷裂時間的光纖。此外，還沒有對光纖以小的半徑彎曲時的斷裂強度和斷裂時間進行驗證。
技術實現思路
本專利技術旨在提供如下光纖及其制造方法即使當該光纖暫時地以小的半徑彎曲時，光纖也不會發生斷裂。根據本專利技術的制造光纖的方法，所述方法是制造在玻璃纖維的外周上具有光纖涂層的光纖的方法，所述方法包括(I)第一步，將光纖預制件拉伸成玻璃纖維，并且在所述玻璃纖維的外周上設置光纖涂層，以形成母光纖；(2)第二步，將所述母光纖切割成多根單獨光纖；(3)第三步，確定所述母光纖的至少一個位置處的斷裂強度Fl以及斷裂時間T，所述斷裂強度Fl是在所述母光纖的張力以1%/min的張力試驗速度增大的情況下所述母光纖斷裂時的拉力，所述斷裂時間T是纏繞在半徑為1. 3mm的芯軸上的所述母光纖發生斷裂為止的時長；(4)第四步，確定所述多根單獨光纖各自的斷裂強度F2;以及(5)第五步，從由斷裂強度Fl和斷裂時間T滿足不等式T > 2. 6 X 10_n X exp (4. 736 XFl)的所述母光纖切出的單獨光纖中選擇斷裂強度F2為5. 5kgf以上的光纖。 在根據本專利技術的制造光纖的所述方法中，優選地，在所述光纖預制件的從外周面起向內延伸到等于O. 98D I的內徑的區域中，所述光纖預制件的OH濃度為10重量ppm至10000重量ppm，Dl是所述光纖預制件的外徑；并且用于形成一次涂層的樹脂在被光硬化之前具有50重量ppm至20000重量ppm的含水量以及7以下的pH值，所述一次涂層是所述光纖涂層的一部分并與所述玻璃纖維的外周接觸。在所述第三步中，優選地，一次涂層中所含有的未反應的硅烷偶聯劑的量的減少率小于O. 1/7天。 在根據本專利技術的制造光纖的所述方法中，優選地，用于形成一次涂層的樹脂在被光硬化之前含有0.1重量％至10重量％的未添加低聚物的惰性四乙氧基硅烷、以及O. 001重量％以下的胺基添加劑。更優選地，用于形成一次涂層的樹脂在被光硬化之前含有O. 3重量％至2重量％的未添加低聚物的惰性四乙氧基硅烷。在根據本專利技術的制造光纖的所述方法中，優選地，一次涂層在被光硬化之后具有1. 5MPa以上的斷裂拉伸應力。優選地，用于形成一次涂層的樹脂在被光硬化之前含有5重量％至15重量％的N-乙烯基單體；在被光硬化之后，所述一次涂層具有O. 2MPa至IMPa的楊氏模量，并且圍繞所述一次涂層的二次涂層具有SOOMPa以上的楊氏模量。根據本專利技術的光纖包括設置在玻璃纖維的外周上的光纖涂層，在所述玻璃纖維的從外周面起向內延伸到等于O. 95dl的內徑的區域中，所述玻璃纖維的OH濃度為10重量ppm至1000重量ppm,dl是所述玻璃纖維的外徑；并且斷裂強度F和斷裂時間T滿足不等式T > 2.6 X 10_n X exp (4. 736 XF)和F > 5· 5，所述斷裂強度F是在張力以1%/min的張力試驗速度增大的情況下所述光纖斷裂時的張力，所述斷裂時間T是纏繞在半徑為1. 3mm的芯軸上的所述光纖發生斷裂為止的時長。在根據本專利技術的所述光纖中，優選地，用于形成一次涂層的樹脂在被光硬化之前具有50重量ppm至20000重量ppm的含水量，在被光硬化之后具有5以下的pH值。優選地，所述一次涂層中所包含的未反應的硅烷偶聯劑的量的減少率小于O. 1/7天。在根據本專利技術的所述光纖中，優選地，所述一次涂層在被光硬化之后具有1. 5MPa以上的斷裂拉伸應力。優選地，所述一次涂層在被光硬化之后具有處于80%至95%的范圍內的凝膠百分率。優選地，所述光纖涂層的外徑為210 μ m以下，二次涂層的厚度為10 μ m以上。優選地，動疲勞系數為20以上。此外，壓縮應力施加到所述外周上。根據本專利技術，即使當光纖暫時地以小的半徑彎曲時，仍然可以防止光纖斷裂。附圖說明圖1是示出跳線及用于室內配線的軟線的載荷與彎曲半徑之間的關系的曲線圖，跳線及用于室內配線的軟線各自具有3mm的外徑；圖2是示出光纖的彎曲半徑與斷裂概率之間的關系的曲線圖；圖3是示出光纖的平均斷裂強度與平均斷裂時間之間的關系的曲線圖；以及圖4是根據本專利技術的實施例的光纖的截面圖。具體實施方式 下面，將參考附圖描述本專利技術的實施例。附圖僅是出于示例的目的，并且本專利技術不限于附圖中的情況。在附圖中，相同的附圖標記表示相同的部件，并省略重復的描述。在附圖中，尺寸未必是精確的。作為用于室內配線的通用軟線(cord),適于采用具有4. 8mm或3. Omm的外徑的光學軟線。圖1是示出載荷與彎曲半徑之間的關系的曲線圖，該曲線圖是通過分別對均具有3_的外徑并易于以小的半徑彎曲的常用跳線(jumper cord)和用于室內配線的軟線執行壓裂試驗(包括U形彎曲)獲得的。用于室內配線的軟線的剛性比跳線的剛性高。然而，在跳線和用于室內本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種制造光纖的方法，所述方法是制造在玻璃纖維的外周上具有光纖涂層的光纖的方法，所述方法包括：第一步，將光纖預制件拉伸成玻璃纖維，并且在所述玻璃纖維的外周上設置光纖涂層，以形成母光纖；第二步，將所述母光纖切割成多根單獨光纖；第三步，確定所述母光纖的至少一個位置處的斷裂強度F1以及斷裂時間T，所述斷裂強度F1是在所述母光纖的張力以1%/min的張力試驗速度增大的情況下所述母光纖斷裂時的拉力，所述斷裂時間T是纏繞在半徑為1.3mm的芯軸上的所述母光纖發生斷裂為止的時長；第四步，確定所述多根單獨光纖各自的斷裂強度F2；以及第五步，從由斷裂強度F1[kgf]和斷裂時間T[min]滿足不等式T＞2.6×10?11×exp(4.736×F1)的所述母光纖切出的單獨光纖中選擇斷裂強度F2為5.5kgf以上的光纖。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：中西哲也，小西達也，藤井隆志，高田崇志，橘久美子，
申請(專利權)人：住友電氣工業株式會社，
類型：發明
國別省市：