[发明专利]制造光纤的方法以及光纤

说明书

技术领域

本发明涉及制造光纤的方法以及光纤。

背景技术

在光传输系统通常所采用的光纤中，需要在使用环境下保证例如20年的长期的机械可靠性。因此，基于测量到的光纤的疲劳系数和屏蔽强度以及在使用环境下要施加到光纤上的应变，计算光纤的机械可靠性（使用寿命和断裂概率）。为了评估机械可靠性，主要使用静疲劳系数或动疲劳系数的值、屏蔽强度和断裂频率，而不使用断裂时间和断裂强度。

近年来，由于开发出了光纤到户（FTTH）网络，因此用于接入系统（access system）的光纤传输线路的铺设增加。在接入系统中，通信运营商难以对铺设进行控制。此外，用户在其房屋等中接触光纤的机会增加。在这种接入系统或房屋中，存在如下担心：光纤可能在安装和处置期间发生纽结或被踩踏，因而可能将过大的应变暂时施加至光纤。

如W.Griffioen等人的“Reliability of Bend Insensitive Fibers（不易弯曲光纤的可靠性）”,Proceedings of the 58th IWCS/IICIT,pp.251-257(2009)中描述的，已知在光纤以小的半径弯曲（例如，弯曲半径为2.4mm以下）的情况下，光纤的玻璃的固有强度会影响断裂概率。然而，没有报道过当光纤以小的半径弯曲时可以保证断裂时间的光纤及制造这种光纤的方法。

日本未审查的专利申请公开No.6-250053和No.2005-55779均描述了如下内容：通过控制光纤涂层的pH值，可以改善光纤的疲劳系数。然而，通过仅仅控制pH值不是总能改善疲劳系数。此外，在这些文献中，没有对光纤以小的半径弯曲时的断裂强度和断裂时间进行验证。

日本未审查的专利申请公开No.2006-215445描述了如下内容：通过在一次涂层中将四乙氧基硅烷的含量设为0.1质量份至3.0质量份并且将二乙胺的含量设为0.001质量份至0.2质量份，可以在移除光纤涂层之后对玻璃纤维的表面进行清洁的处理中，防止玻璃纤维的强度降低，其中一次涂层是光纤涂层的一部分并与玻璃纤维的外周接触。然而，通过向一次涂层中添加二乙胺等胺基添加剂，使光硬化后的一次涂层的碱度增加，结果光纤的长期可靠性显著降低。此外，在该文献中，没有对光纤以小的半径弯曲时的断裂强度和断裂时间进行验证。

如上所述，对于光纤以非常小的半径弯曲时的断裂时间，还没有充分的知识积累。还不知道如下光纤及其制造方法：当以小的半径弯曲时可以保证断裂时间的光纤。此外，还没有对光纤以小的半径弯曲时的断裂强度和断裂时间进行验证。

发明内容

本发明旨在提供如下光纤及其制造方法：即使当该光纤暂时地以小的半径弯曲时，光纤也不会发生断裂。

根据本发明的制造光纤的方法，所述方法是制造在玻璃纤维的外周上具有光纤涂层的光纤的方法，所述方法包括：（1）第一步，将光纤预制件拉伸成玻璃纤维，并且在所述玻璃纤维的外周上设置光纤涂层，以形成母光纤；（2）第二步，将所述母光纤切割成多根单独光纤；（3）第三步，确定所述母光纤的至少一个位置处的断裂强度F1以及断裂时间T，所述断裂强度F1是在所述母光纤的张力以1%/min的张力试验速度增大的情况下所述母光纤断裂时的拉力，所述断裂时间T是缠绕在半径为1.3mm的芯轴上的所述母光纤发生断裂为止的时长；（4）第四步，确定所述多根单独光纤各自的断裂强度F2；以及（5）第五步，从由断裂强度F1[kgf]和断裂时间T[min]满足不等式T＞2.6×10^-11×exp(4.736×F1)的所述母光纤切出的单独光纤中选择断裂强度F2为5.5kgf以上的光纤。

在根据本发明的制造光纤的所述方法中，优选地，在所述光纤预制件的从外周面起向内延伸到等于0.98D 1的内径的区域中，所述光纤预制件的OH浓度为10重量ppm至10000重量ppm，D1是所述光纤预制件的外径；并且用于形成一次涂层的树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，所述一次涂层是所述光纤涂层的一部分并与所述玻璃纤维的外周接触。在所述第三步中，优选地，一次涂层中所含有的未反应的硅烷偶联剂的量的减少率小于0.1/7天。

在根据本发明的制造光纤的所述方法中，优选地，用于形成一次涂层的树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0.001重量%以下的胺基添加剂。更优选地，用于形成一次涂层的树脂在被光硬化之前含有0.3重量%至2重量%的未添加低聚物的惰性四乙氧基硅烷。