CN109111099A - 一种高强度光纤的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度光纤的制造方法，该光纤在拉丝过程中采用湿加湿涂覆工艺；本发明制造方法在光纤拉丝后，于40‑70℃的环境中放置7‑24小时进行时效处理。本发明通过一定温度的时效处理减少光纤应力，并降低裂纹产生，提高光纤的拉伸强度，增加光纤可靠性，延长光纤的使用寿命。

Description

一种高强度光纤的制造方法
技术领域
本发明属于光纤领域，具体涉及一种可以提高光纤拉伸强度及可靠性的方法。
背景技术
光纤拉伸强度是光纤传输的重要性能，如果光纤断纤将直接导致信号无法传输，因此提高光纤拉伸强度，从而提高光纤使用的可靠性是一个重要环节。
现有工艺多通过对光纤涂覆工艺进行改进，如采用湿加湿双层涂覆工艺，或通过对拉丝过程中的工艺参数进行调节（如涂覆温度、涂覆压力的控制，光纤拉制速度的调节，冷却气体流量的控制等等）。但所制得的光纤仍满足不了高强度的要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种能有效提高光纤强度的制备方法。
为了达到上述目的，本发明提供了一种高强度光纤的制造方法，该光纤在拉丝过程中采用湿加湿涂覆工艺；本发明制造方法在光纤拉丝后，于40-70℃的环境中放置7-24小时进行时效处理。
通过时效处理，能够有效较少光纤应力，并降低裂纹产生，提高光纤的拉伸强度。
进一步的，时效处理与光纤拉丝后的氘气处理同时进行。将时效处理与氘气处理同时进行，既减少了工序，同时又提高了氘气处理的效果。
进一步的，上述时效处理于氘气箱内进行，并控制氘气箱内温度为40-70℃，氘气浓度为0.7-1.5%。通过对氘气浓度的控制，保证了氘气处理的安全，同时也不影响氘气处理的效果。
进一步的，本发明在光纤拉丝时内层涂覆树脂选用杨氏模量小于1MPa的树脂（优选杨氏模量为0.5MPa），外层涂覆树脂选用杨氏模量为1000-1300 MPa的树脂（优选杨氏模量为900MPa）。
通过对双层涂覆树脂的选择，有效提高光纤的拉伸强度。
本发明相比现有技术具有以下优点：
1、本发明在对光纤涂覆时，选用取应力更好的内层树脂，以及抗拉伸性能更好的外层树脂，且树脂材料能满足后期检测熔接的需要。拉丝后的光纤，进行张力筛选时，在筛选张力设定不小于17.6N，断纤长度不小于400Km/次时，光纤合格率大于满盘率大于80%，良品率大于90%。
2、同时，本发明通过一定温度的时效处理减少光纤应力，并降低裂纹产生，提高光纤的拉伸强度，增加光纤可靠性，延长光纤的使用寿命。
3、本发明制备得到的高强度光纤，能满足复杂工艺下光纤寿命要求比较高的需求，能广泛应用于传感、海底光缆、高端光组件领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1 时效处理对比实施例
采用现有湿加湿涂覆工艺进行G652及G657光纤的制造，将拉丝后经张力筛选合格的光纤（张力筛选设定参数：17.6）进行室温下放置后的动态疲劳系数与高温下放置后的动态疲劳系数进行对比，对比结果如下表1所示。
表1 不同条件下各光纤的动态疲劳系数对比
上表中各样品涂覆树脂类型如下：
样品1的光纤在涂覆时，内层涂覆树脂选用DSM DP1-016（杨氏模量为0.9MPa），外层涂覆树脂选用DSM DS2088（杨氏模量为950MPa）；样品2的光纤在涂覆时，内层涂覆树脂选用BORDEN 1-062（杨氏模量为0.95），外层涂覆树脂选用BORDEN 2-066（杨氏模量为800MPa）；样品3的光纤在涂覆时，内层涂覆树脂选用BORDEN 1-099（杨氏模量为0.65），外层涂覆树脂选用BORDEN 2-099（杨氏模量为800MPa）；样品4的光纤在涂覆时，内层涂覆树脂选用KG100-1G杨氏模量为1.1），外层涂覆树脂选用KG200-2（杨氏模量为950）；样品5的光纤在涂覆时，内层涂覆树脂选用DP1032（杨氏模量为0.5MPa），外层涂覆树脂选用DS2042（杨氏模量为900MPa）。
其中选用不同的树脂光纤的抗拉强度也不同，但是经过时效处理基本上都能使强度增加，增加的范围不同。样品2室温下的效果不是很明显，但是时效处理后效果更明显。
从上表可以看出，经过高温时效处理，对光纤去应力的效果会更快些。且放置于70℃下7小时和24小时，光纤的衰减可以降低0.002dB/km，测试动态疲劳降幅和室温放置30天接近。
实施例2 涂覆树脂选择对比实施例
取实施例1中采用不同涂覆树脂后，拉丝完成后得到的各样品进行张力筛选：光纤筛选张力设定为17.6N，断纤长度不小于400Km/次，各样品的合格率如下表2所示。
表2 各样品张力筛选对比
样品 1 2 3 4 5
合格率 91% 99% 93% 95% 95%
如上表所示，样品2的张力筛选合格率最高，样品4、5次之，综合考虑实施例1中各样品的动态疲劳系数，样品5的性能最佳。
实施例3 涂覆树脂选择结合时效处理的效果实施例
在光纤拉丝过程总采用湿加湿涂覆工艺，且内层涂覆树脂和外层涂覆树脂分别选用DSM公司的DP1032树脂和DS2042，拉丝后的光纤筛选张力设定为17.6N，断纤长度设定不小于400Km/次，经张力筛选的光纤合格率为95%。将张力筛选后的光纤置于氘气箱内，氘气浓度控制在1%左右，箱内温度控制在70-40℃左右，放置7小时和24小时，分别测试其衰减，衰减下降0.002dB/km。
本发明通过选用取应力更好的内层树脂，以及抗拉伸性能更好的外层树脂，且树脂材料能满足后期检测熔接的需要，拉丝后的光纤经过张力筛选后，进行一定温度的时效处理减少光纤应力，并降低裂纹产生，提高光纤的拉伸强度，增加光纤可靠性，延长光纤的使用寿命。

Claims (5)

1.一种高强度光纤的制造方法，该光纤在拉丝过程中采用湿加湿涂覆工艺；其特征在于：所述制造方法在光纤拉丝后，于40-70℃的环境中放置7-24小时进行时效处理。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述时效处理与光纤拉丝后的氘气处理同时进行。
3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于：所述时效处理于氘气箱内进行，并控制氘气箱内温度为40-70℃，氘气浓度为0.7-1.5%。
4.根据权利要求1至3任一所述的制造方法，其特征在于：所述光纤拉丝时内层涂覆树脂选用杨氏模量小于1MPa的树脂，外层涂覆树脂选用杨氏模量为1000-1300 MPa的树脂。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于：所述内层涂覆树脂选用杨氏模量为0.5MPa的树脂，外层涂覆树脂选用杨氏模量为900MPa的树脂。
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