CN101848878A

CN101848878A - 用于制造光纤的方法以及这样获得的光纤

Info

Publication number: CN101848878A
Application number: CN200780101437A
Authority: CN
Inventors: A·斯基亚福; F·科基尼; N·斯卡富罗; G·加拉索
Original assignee: Prysmian SpA
Current assignee: Prysmian SpA
Priority date: 2007-11-06
Filing date: 2007-11-06
Publication date: 2010-09-29
Also published as: AU2007361213B2; CA2704241A1; CA2704241C; AU2007361213A1; US20100296780A1; KR20100097653A; EP2215030A1; KR101423203B1; US8452146B2; BRPI0722193A2; WO2009059636A1; AR069192A1

Abstract

一种用于制造光纤(200)的方法，该方法包括：从玻璃预制坯(105)拉制光波导(205)；将一层第一涂敷材料施加在光波导上；固化第一涂敷材料以便获得第一涂层(210)；将一层第二涂敷材料施加在第一涂层上；将一层有色涂敷材料(220)施加在该层第二涂敷材料(215)上；在一个步骤中固化第二涂敷材料和有色涂敷材料，以便获得叠加在第一涂层上的第二涂层(215)以及叠加在第二涂层(215)上的有色涂层(220)，获得的第二涂层的弹性模量高于第一涂层的弹性模量，且低于有色涂层的弹性模量。还提供了光纤和用于制造该光纤的装置。

Description

用于制造光纤的方法以及这样获得的光纤

技术领域

本发明通常涉及光纤领域以及光纤制造领域。

背景技术

光纤特别是玻璃纤维是由预先制造的玻璃体(通常称为“预制坯”)开始通过本领域称为“拉制”的方法来制造。玻璃预制坯布置在光纤拉制塔的顶部，在顶部玻璃预制坯在炉中加热至足够高温度，以使得预制坯的底部部分软化。软化的预制坯材料通过牵引机来拉制，以便形成光纤玻璃芯。

玻璃芯由一层(大致)玻璃包围，该层玻璃具有比芯更低的折射率，所述层称为覆层。下文中，由覆层包围的玻璃芯可以称为“光波导”。

在覆层上面提供了至少一层(通常两层)叠加的UV辐射固化涂层，它们形成所谓的涂敷系统。

通常，涂敷系统在拉制处理过程中施加在光纤芯上。

直接与玻璃芯接触的涂层称为“第一涂层”或“主要涂层”；在已涂覆光纤的暴露表面上的覆盖涂层称为“第二涂层”或“辅助涂层”。

涂敷系统帮助吸收施加在已涂覆光纤上的力和随后与此相关的损失，防止微弯曲(这可能导致已涂覆的玻璃光纤的信号传输能力衰减)，使得光纤能够合适承受处理力(例如当已涂覆光纤形成光缆时遇到的力)。

第一涂层通常为软涂层，具有相对较低的弹性模量。第二涂层通常为具有更高弹性模量的涂层。

有色编码通常用于区分和识别复杂光缆中的各光纤。

例如，在通信用途中，多个涂覆光纤可以布置在更大结构(例如带和光缆)中，以便使效率最高。不过，在光纤“形成带”(即多个光纤并排布置成带形，且它们涂覆有公共涂层)和形成光缆后，各光纤将很容易相互区分，这样，它们能够在例如安装和维护时正确识别。

尽管多种方法可以用于对光纤进行有色编码，但优选是有色编码可以通过在光纤形成光缆和/或形成带之前布置在涂覆光纤上的有色层(通常厚度为大约10微米或更小)来实现，或者通过将有色的第二涂层施加在第一涂层上来实现。

有色层的施加可以在光纤的拉制处理过程中进行。

光纤带通过将至少两个独立的有色编码光纤埋入公共的基体材料中来制造，该基体材料象第一和第二涂层一样也可辐射固化。光纤带可以包括例如4至12个有色光纤。该基体材料可以包住有色编码玻璃光纤，或者基体材料可以将玻璃光纤边缘粘接在一起。在光纤通过施加有色层而有色编码之后，基体材料的固化在“形成带”的阶段中进行。

在带的设计中，有色层处于带基体材料和光纤的第二涂层之间。这意味着有色层的界面特征应当仔细选择，以便与带结构中的基体材料和第二涂敷材料相适应。特别是，固化的基体材料适合剥离有色层(打开)的能力是重要的技术考虑。带的打开通常通过施加机械力来进行，尽管也已知通过使用溶剂来使基体化学软化。

使用有色的第二涂层例如在US6797740中公开。

US20040170367涉及光纤，该光纤包括：一层主涂敷材料，该主涂敷材料具有第一模量；一层有色涂敷材料，该有色涂敷材料有第二模量；一层辅助材料，该辅助材料具有第三模量；其中，第一、第二和第三模量值不同。

该层主涂敷材料、该层有色涂敷材料和该层辅助涂敷材料各自在其它层固化之前施加。这三层全部一起固化。

在一个实施例中，涂覆的光纤包括位于主涂层和辅助涂层之间的一层。主涂层包围光纤(即光波导)，有色涂层包围主涂层，且辅助涂层形成最外侧的保护层。通常，有色涂敷材料的模量在主涂敷材料模量和辅助涂敷材料的模量之间。

在可选实施例中，有色涂层包围光纤，且主涂层处于有色涂层和最外侧辅助涂层之间。在这种情况下，有色涂敷材料的模量优选小于或等于主涂敷材料的模量。在可选实施例中，主涂层邻近光纤，辅助涂层邻近主涂层，有色涂层是最外侧层。该文献没有表示在这种情况下的模量值。

US20040179799提供了一种光纤光缆，该光缆包括芯，该芯包括由涂敷系统(这里称为“保护鞘”)包围的一个或多个光纤，该涂敷系统具有径向变化的弹性模量；以及一种用于制造该光纤光缆的方法。保护鞘包括基于相同涂敷材料的第一和第二涂层部分。将改良剂添加至第一涂层部分的涂敷材料中。同样，改良剂添加至第二涂层部分的涂敷材料中。将改良剂添加至第一涂层部分和将改良剂添加至第二涂层部分使得涂敷系统具有在径向方向沿从光缆的芯的中心向外延伸的半径而变化的弹性模量。可以用于该目的的不同类型改良剂包括但不局限于：填料例如纳米粘土(nanoclays)；交联剂例如丙烯酸脂；聚合链转移剂；光引发剂例如羟基酮。通过向涂敷材料添加不同量的改良剂或不同改良剂，涂层有不同的模量。

在一个实例中，径向变化的弹性模量逐渐变化。径向变化例如可以是阶梯状功能，这样，径向变化可以在涂层内的相同位置处突然变化。

光纤可以包括附加涂层，该附加涂层包围涂层(三层)的外部部分。光纤还可以包括有色层，例如墨，它包围涂层。

发明内容

本申请人已经发现，优选是光纤具有以下特征：

涂层具有弹性模量值，该弹性模量值随着离开光纤纵向轴线而径向增大，以便提高防微弯曲的特征；

有色涂层，用于使得光纤很容易识别；

有色涂敷材料与第二涂敷材料的良好界面特征，特别是粘接，以避免在光纤处理过程中和/或在热或化学不利条件下或者随着叠加在它上面的层(例如缓冲层、带基体层)的剥离而在有色涂层和第二涂层之间分离(因为这两层构成基本的单一体)。

本申请人已经发现，制造具有涂层(该涂层具有弹性模量值，该弹性模量值随着离开光纤纵向轴线而径向增大)的有色光纤可能很麻烦。

特别是，结合上述US20040170367，本申请人已经发现所述方法用于同时固化施加在光纤上的涂层。这样的方法完全为湿的在湿的上，如后面所述，从而很难控制层的直径，特别是当层数为三层时。

本申请人已经发现，提供给一层涂敷材料的固化辐射可能对底层材料产生影响，以便增加它的固化度。

本申请人已经知道包含在有色涂敷材料中的着色剂可以有助于过滤到达底侧的基本未固化涂层的固化辐射。有色涂层的辐射屏蔽效果可以用于通过不同固化度来调节弹性模量。当有色的上层材料与第二底层材料相同时(区别仅在于着色剂的存在)，这点特别有利。

在一个方面，本发明涉及一种用于制造光纤的方法，该方法包括以下步骤：

从玻璃预制坯拉制光波导；

将一层第一涂敷材料施加在光波导上；

固化第一涂敷材料以便获得第一涂层；

将一层第二涂敷材料施加在第一涂层上；

将一层有色涂敷材料施加在该层第二涂敷材料上；

在一个步骤中固化第二涂敷材料和有色涂敷材料，以便获得叠加在第一涂层上的第二涂层以及叠加在第二涂层上的有色涂层，获得的第二涂层的弹性模量高于第一涂层的弹性模量，且低于有色涂层的弹性模量。

对于本说明书和下面的权利要求，除非另外说明，表示量、数量、百分数等的所有数字在所有情况下都应当理解为由术语“大约”进行变化。还有，所有范围都包括所公开的最大点和最小点的任意组合，并包括其中的任意中间范围，它们可以特别指出或者不指出。

对于本发明，采用以下定义。

“光波导”：光纤的玻璃部分，包括由覆层包围的芯。

“固化”：例如通过聚合物链的交联而使得聚合物材料硬化，通过辐射源例如紫外线辐射、电子束(EB)或热来进行。

“弹性模量”(也称为“杨氏模量”，或以符号“E”表示)：表示为当相反力沿轴线施加时物体将沿该轴线变形的拉伸弹性或趋势，它定义为拉应力与拉伸应变的比(E＝σ/ε)。

“湿的在干的上面”的方法：多个涂层沉积，其中，成液体形式的第一涂敷材料施加在光波导上，然后该涂覆的光波导经过固化阶段，从而使第一涂敷材料暴露于辐射能量中以便固化(和硬化)。然后，第二涂敷材料以液体形式施加在光纤的固化第一涂层上面。涂覆的光纤再次经过固化阶段，其中，第二涂敷材料暴露于辐射能量中以便固化(和硬化)。

“湿的在湿的上面”的方法：多个涂层沉积，其中，成液体形式的第一材料施加在光波导上，随后施加也成液体形式的第二涂敷材料，而在施加第一涂敷材料和施加第二涂敷材料之间基本不插入固化阶段。第一涂层和第二涂层通过第一涂敷材料和第二涂敷材料的同时固化而形成。

也可选择，本发明的方法包括在施加有色涂敷材料层之前加热第二涂敷材料层的步骤。这能够更好地控制光纤直径。所述加热可以通过暴露于辐射能量中来进行，该辐射能量例如通过红外线(IR)源或UV源来产生；在后一种情况下，第二层在施加第三有色层之前的可能固化水平应当在任何情况下都这样以保证由于在有色材料的固化过程中通过有色材料过滤的辐射引起的附加固化使得第二层的固化度达到90％至96％。

获得固化度应当为第二层材料的弹性模量的值优选是等于或低于100％固化的所述材料的弹性模量值的1％。本领域技术人员可以很容易知道材料在100％固化后的弹性模量值，例如通过测试或通过市场上的涂敷材料的技术资料。

本申请人发现，在固化度低于90％的涂层中，在光纤使用寿命中产生尺寸变化，例如直径改变。这种现象可能是由于未反应的种类朝着相邻层移动。

优选是，本发明的方法包括在有色涂敷材料固化过程中使得第二涂层固化至小于96％的固化度。

优选是，本发明的方法包括在有色涂敷材料固化过程中使得第二涂层固化至高于大约90％的固化度。

优选是，本发明的方法包括使得第二涂层固化至这样的固化度，它对应的弹性模量比在最终光纤中的有色涂层的弹性模量低10％至50％。

在另一方面，本发明涉及一种光纤，它包括：

光波导；

一层第一涂敷材料，该层第一涂敷材料包围光波导；

一层第二涂敷材料，该层第二涂敷材料包围该层第一涂敷材料；以及

一层有色涂敷材料，该层有色涂敷材料包围该层第二涂敷材料，其中：

所述第一、第二和有色涂敷材料具有随着离开光波导而增加的弹性模量值；

所述有色涂敷材料具有500-1000MPa的弹性模量；

所述第二涂敷材料的弹性模量比有色涂敷材料的弹性模量低10％至50％；以及

该层第二涂敷材料的固化百分数低于96％。

优选是，该层第二涂敷材料固化百分数等于或高于90％。

优选是，该层第一涂敷材料的弹性模量为从1至2MPa。

优选是，所述光波导的直径为大约125μm。

优选是，该层第一涂敷材料的厚度为从30至35μm。

优选是，该层第二涂敷材料的厚度为从20至35μm。

优选是，该层有色涂敷材料的厚度适合提供机械阻力。

而且，有色涂敷材料具有屏蔽效果，该屏蔽效果取决于该层的厚度。该层有色涂敷材料的厚度可以根据包含于其中的着色剂的功能来选择。考虑到光谱吸收，一些着色剂(例如黑色和白色)使得有色层具有比其它着色剂(例如黄色)更高的屏蔽能力。例如，一层黑色-有色的涂敷材料的厚度可以小于一层黄色-有色的涂敷材料的厚度，但是对第二涂敷材料的固化有基本相同的屏蔽效果。

优选是，该层有色涂敷材料的厚度为10至15μm。

优选是，第二涂敷材料基本与有色涂敷材料相同，有色涂敷材料的区别在于它包含着色剂。

优选是，第二和有色涂敷材料包含基本相同种类的至少一种改良剂，例如填料、交联剂、聚合物链转移剂、光引发剂以及它们的组合。优选是，所述至少一种改良剂以基本相同量包含于第二和有色涂敷材料中。

对于第二层和有色层使用相同涂敷材料将保证在具有上述优点的两层之间的良好界面特征。从操作性的观点来看，对于第二层和有色层使用相同涂敷材料将容易进行处理。

本发明的光纤优选是用于提供光纤带。

在还一方面，本发明涉及一种用于从玻璃预制坯开始制成光纤的装置，所述装置包括：

第一施加器装置，用于将一层第一涂敷材料施加在从所述玻璃预制坯获得的光波导上；

第一固化装置，用于使得该层第一涂敷材料固化；

第二施加器装置，用于将一层第二涂敷材料施加在由固化装置固化的该层第一涂敷材料上以及将一层有色涂敷材料施加在该层第二涂敷材料上；以及

第二固化装置，该第二固化装置用于提供一定量的辐射能量，以便至少使得该层有色涂敷材料固化。

根据本发明由固化装置提供的辐射能量的量将考虑以下参数来选择，该参数例如拉制速度、第二涂层和有色涂层的化学组分、在有色涂敷材料中的着色剂的吸收性、有色涂层的厚度、合适的层固化度。

优选是，装置还包括加热装置，用于在施加该层有色涂敷材料之前加热该层第二涂敷材料。

该加热装置可以包括第三固化装置。

装置还包括在所述第一施加器装置之前的第一直径测量装置、和/或在第一施加器装置之后和在第二施加器装置之前的第二直径测量装置、和/或在加热装置之后和在所述第二固化装置之前的第三直径测量装置、和/或所述第二固化装置之后的第四直径测量装置。

根据本发明制造的光纤是三涂层光纤。该光纤在打开、处理和水中老化方面有良好的纤维性能，且表示了至少与现有技术相等的微弯曲性能。并不局限于特殊原理，可以认为所述性能可能由于该层有色涂敷材料用作阻止固化辐射的屏蔽。因此，与两层涂层的情况相比，该层第二涂敷材料受到更少辐射能量。该层第二涂敷材料即使在由与有色涂敷材料相同的材料形成时也在固化后有更低的模量。

附图说明

通过参考附图阅读下面对本发明实施例的详细说明将更好地理解本发明的特征和优点，本发明实施例只是非限定实例，附图中：

图1示意表示了用于通过本发明的方法制造光纤的本发明实施例的装置；

图2示意表示了通过本发明方法获得的光纤沿与光纤轴线垂直的平面的剖视图；以及

图3是表示本发明实施例的光纤的光纤损失(衰减，纵坐标)与一层第二涂敷材料的弹性模量(横坐标)的关系的曲线图。

具体实施方式

参考附图，图1中示意表示了本发明实施例的装置100，用于通过本发明实施例的方法来制造三层涂层的光纤200。

特别是，图1的装置100为竖直拉制装置，用于安装在光纤拉制塔中，适用于三层光纤的全部三层都为湿的在干的上面。应当指出，也可以有不同装置布局，例如适用于三层都为湿的在湿的上面或者为湿的在湿的上面/湿的在干的上面的混合。拉制塔和湿的在湿的上面或湿的在干的上面的树脂施加器自身为已知的，将不再详细介绍。

玻璃预制坯105在炉110中进行拉制，以便获得光纤200的光波导。光纤200通过牵引机120而向下。在拉制过程中，光纤200的直径在炉110的出口处通过第一测量装置125来测量。当偏离目标直径值(例如125μm)时，第一测量装置125可以向牵引机120发送信号，该牵引机120可以合适地改变它的转速。

然后，使得光纤200通过冷却管130，它在该冷却管130处冷却，以便达到例如低于50℃的温度，然后使它通过第一施加器装置135，该第一施加器装置135有施加器染料(dye)，用于在玻璃光纤200上施加一层第一涂敷材料，特别是，该层第一涂敷材料可以以粘性树脂的形式来施加。

然后，使得由一层第一涂敷材料涂覆的光纤200通过第一固化装置140，例如UV灯或UV灯的系统，该第一固化装置140用于进行第一涂敷材料的固化；固化度取决于由固化装置140照射的UV功率和/或光纤拉制速度。已经发现，因为在随后的制造步骤(后面将介绍)中第一涂敷材料可以接收附加剂量的UV功率，因此，第一涂敷材料通过暴露于由第一固化装置140提供的UV功率而进行的固化并不必须完全。

第一固化装置140可以包括1至4个UV灯，该UV灯每灯提供45W/cm²至150W/cm²的辐射能量。

在第一UV固化装置140的下游，涂覆有一层第一涂敷材料的光纤的直径可以由第二测量装置145来测量。测量的直径值可以用于确定光纤200的直径是正确的。当测量的直径值与目标直径值偏离太大时，可以废弃光纤；也可选择，测量的直径值可以用作给冷却管130的反馈，以便改变光纤200进入第一施加器装置135的染料中的温度。光纤200可以拖曳的粘性树脂的量(也就是第一涂层的厚度)取决于染料几何形状以及进入的光纤200的温度(相对于粘性树脂的温度)。已经发现，在制造处理结束时测量光纤200的各层的直径可能很困难，因此优选是可以在制造过程中测量组成光纤200的一层或多层的直径。

然后，光纤200经过第二施加器装置150，该第二施加器装置150有施加器染料，该施加器染料布置成将一层第二涂敷材料施加在(由第一涂层覆盖的)光纤上；特别是，第二涂敷材料以粘性树脂的形式来施加。

然后，涂覆有第一和第二涂敷材料层的光纤的直径可以由第三测量装置160来测量。与第二测量装置类似，由第三测量装置160测量的直径值可以用于确定光纤200的直径是正确的；当测量的直径值偏离目标直径值太大时，光纤可以废弃；也可选择，测量的直径值可以用作给冷却管130的反馈，以便改变光纤进入第一施加器装置135的染料中的温度。

最后，使得光纤200通入第三施加器装置165，该第三施加器装置165有施加器染料，用于将第三层有色涂敷材料施加在由第一和第二涂敷材料覆盖的光纤上。有色涂敷材料可以为粘性树脂的形式，并包括着色剂，该着色剂的类型和量都适合获得具有合适外部颜色的光纤。

有色涂敷材料可以为与第二涂敷材料相同的材料，与它的区别在于存在着色剂；通常，有色涂敷材料可以为与第二涂敷材料化学相容的材料。

着色剂可以为无机颜料，或者更通常，可以为相对于有色涂层的其它化学组分化学惰性的颜料。

然后，使得光纤200通过第二固化装置170，例如UV灯或灯的系统，它用于使得形成有色涂层材料的粘性树脂固化，固化度取决于由第二固化装置170照射的UV功率和/或光纤拉制速度。

第二固化装置170可以包括1至6个UV灯，该UV灯提供每灯45W/cm²至150W/cm²的辐射能量。

由于存在于有色涂敷材料中的着色剂，有色涂敷材料用作UV辐射的屏蔽。因此，第二固化装置170对形成第二涂敷材料的树脂的固化的贡献取决于有色涂敷材料的特征、它的UV辐射屏蔽能力，在任何情况下，形成第二涂敷材料的树脂通过由第二固化装置170产生的UV辐射而引起的固化度与当没有有色涂敷材料时应该获得的固化度相比降低。

然后，涂覆有三层的光纤的直径由第四测量装置175来测量。与第二和第三测量装置(145、160)类似，由第四测量装置175测量的光纤直径值可以用于确定光纤200的直径是正确的；当测量的直径值偏离目标直径值太大时，可以废弃光纤；也可选择，测量的直径值可以用作给冷却管130的反馈，以便改变光纤进入第一施加器装置135的染料中的温度。

在本发明的实施例中，在离开第二施加器装置150之后，使得光纤通过装置180，例如第三固化装置，例如UV灯或灯的系统，用于使得形成第二涂敷材料的粘性树脂固化至特定程度，这取决于由装置180照射的UV功率和/或光纤拉制速度，在这种情况下，第二UV灯或灯系统170对形成第二涂敷材料的树脂的固化的贡献可以降低或者甚至可忽略。优选是在施加有色涂敷材料层之前使得形成第二涂敷材料的粘性树脂暴露于UV辐射将使得第二涂敷材料加热，这能够更好地控制光纤的最终直径。由装置180照射的UV功率也可以使得形成第一涂敷材料的树脂的固化水平提高。在本发明的一些实施例中，除了第三固化装置或者代替第三固化装置，装置180还可以包括加热装置例如IR源，用于加热第二涂敷材料。

装置180可以包括1至2个UV灯，该UV灯提供每灯5W/cm²至40W/cm²的辐射能量。

图2示意表示了根据本发明实施例的方法制造的光纤200的剖视图，该剖视图沿与光纤轴线垂直的平面形成。在图中，光纤200的玻璃光波导(包括芯和覆层)用205表示，第一涂敷材料层用210表示，第二涂敷材料层用215表示，有色涂敷材料层用220表示。

光波导205例如可以有大约125μm的标准直径(用于通信用途的光纤的标准值)。

第一涂敷材料层210在光纤的使用温度范围内(例如从-30℃至60℃)具有相对较低的弹性模量，例如大约1-2MPa。第一涂敷材料层210的厚度可以为从30至35μm。

第二涂敷材料层215可以有中间弹性模量，比第一涂敷材料层210的弹性模量更高，且比有色涂敷材料层220的弹性模量更低。优选是，层215的厚度为从20至30μm。优选是，层215的材料具有小于96％的固化度。优选是，第二层215的材料的固化度高于90％，以避免未反应种类的可能移动，该移动可以导致涂层厚度变化。

有色涂敷材料层220可以有相对较高的弹性模量，比第二涂敷材料层215的弹性模量更高，例如从500至1000MPa。优选是，层220的厚度为大约10-15μm。优选是，第二涂敷材料的第二层215的弹性模量比有色涂敷材料的弹性模量低大约10-50％。用于有色涂层的材料(例如树脂)可以有基本上与第二涂敷材料相同的化学组分，并包含着色剂。

光纤200的外径可以在245至255μm的范围内。

用于任意第一、第二和有色涂敷材料的树脂可以为US6797740中所述的树脂。使用的着色剂的量可以根据涂层的厚度来选择，如本领域技术人员已知的。

由于径向增加的弹性模量，根据本发明制造的光纤表现了与已知光纤相比等效或者甚至提高的防微弯曲性。第二涂敷材料层并不是提供光纤的机械阻力的主要元件，因此它可以有比有色涂层更低的弹性模量。

而且，有色外部层使得光纤能够在多光纤光缆中进行识别，而不需要在光缆厂中进行光纤着色的进一步处理步骤。

实验结果

在类似于前述装置100的拉制装置中，具有阶跃折射率型面的玻璃预制坯以20m/s进行拉制。预制坯选择为在模式域直径(MFD)和截断波长之间有较大比率(所述比率在下文中也称为“MAC”)的，以便强调微弯曲灵敏性。所形成的光纤具有平均MFD＝9.31μm(在1310nm的波长)，光缆截断波长为1138nm，平均MAC为8.18。

两个具有125μm直径的光波导涂覆有第一涂敷材料(DeSolite

6D1-78，由DSM Desotech出售)、第二涂敷材料(DeSolite

3471-2-136，由DSM Desotech出售)和第三有色材料(DeSolite

952-014，也就是DeSolite

3471-2-136加绿色着色剂，由DSM Desotech出售)，所述材料的施加厚度值在表I中表示。

表I

试样	UV功率第一层	UV功率第二层	UV功率第三有色层	第一层厚度(μm)	第二层厚度(μm)	第三层厚度(μm)
试样	UV功率第一层	UV功率第二层	UV功率第三有色层	第一层厚度(μm)	第二层厚度(μm)	第三层厚度(μm)	1	1×100％	1×100％	3×100％	31.5	22.5	10
2	1×100％	1×25％	4×100％	31.5	22.5	12.5	1	1×100％	1×100％	3×100％	31.5	22.5	10

在表I中，UV功率表示为灯数×各灯辐射功率的百分数(100％＝93W/cm²)。对比实例1的第一和第二涂层在施加第三有色层之前接收了一定量辐射，以便固化材料(湿的在干的上面的方法)。

本发明的实例2的第二层接收大约23W/cm²的辐射量，以便使得固化度小于90％，从而留下未固化的材料。

本发明的对比实例1和实例2的微弯曲灵敏性将在室温下通过可展开线轴根据IEC62-221 IR3 Ed.1来测试。结果在下面的表II中表示。

表II

试样	微弯曲灵敏性@1550nm[dB/km/(g/mm)]
试样	微弯曲灵敏性@1550nm[dB/km/(g/mm)]	1	4.67
2	3.77	1	4.67

根据本发明的实例2与标准双层光纤(对比实例1)相比具有明显更低的微弯曲灵敏性。例如在F.Cocchini等的Joumal of LightwaveTechn.13(1995)，1706页中说明了微弯曲灵敏性与涂层模量的关系曲线(该涂层模量又依赖涂敷材料的固化度)。稍微按压在外部粗糙表面上的光纤的衰减增加与比率D/H²成正比，如下面的方程中所示。

Δα &Proportional; \frac{D}{H^{2}}

方程1

其中，D是涂敷系统的横向刚性(MPa)，H是扭曲刚性(MPa.mm⁴)。在双涂层的情况下，扭曲刚性H定义为：

H = H_{0} + H_{2} = π R_{0}^{4} E_{0} + π (R_{2}^{4} - R_{1}^{2}) E_{2}

方程2

其中，项Ei是模量，项Ri是各部件的半径，且对于玻璃芯，i＝0；对于内部涂层，i＝1；而对于外部涂层，i＝2。

双涂敷系统上的横向刚性关系式可以表示为：

方程3

作为第二涂敷材料的模量的函数，微弯曲而增加的损失没有较大变化。

在本发明的涂敷系统中，第三项π(R₃ ⁴-R₂ ²)E₃必须加至方程2，因为第三有色层的厚度是相关的。对于方程3，项

应当加入。在这种假设中，由于微弯曲而引起的附加损失作为第二涂敷材料的模量的函数(在低于700MPa的区域内)而降低。这在图3中表示(假定对于各项有以下值：2R₀＝125μm，2R₁＝190μm，2R₂＝245μm，2R₃＝250μm，E₀＝72000MPa，E₁＝1MPa，E₃＝1000MPa)。纵坐标中的衰减表示为1/MPa.mm⁸，因为根据方程1，它与比率D/H²成正比，且比例常数取决于波导的光学特征和横向应力强度。第二涂层的弹性模量表示为logMPa。

这里已经参考本发明的一些示例和非限定实施例介绍了本发明。本领域技术人员很容易知道，在不脱离附加权利要求确定的本发明范围的情况下可以对所述实施例以及本发明的可选实施例进行多种变化。

Claims

1.一种用于制造光纤(200)的方法，该方法包括：

从玻璃预制坯(105)拉制光波导(205)；

将一层第一涂敷材料施加在光波导(205)上；

固化第一涂敷材料以便获得第一涂层(210)；

将一层第二涂敷材料施加在第一涂层(210)上；

将一层有色涂敷材料施加在该层第二涂敷材料(215)上；

在一个步骤中固化第二涂敷材料和有色涂敷材料，以便获得叠加在第一涂层上的第二涂层(215)以及叠加在第二涂层(215)上的有色涂层(220)，获得的第二涂层(215)的弹性模量高于第一涂层(210)的弹性模量，且低于有色涂层(220)的弹性模量。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在施加有色涂敷材料层(220)之前加热第二涂敷材料层(215)。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

通过UV辐射来加热所述涂敷材料(215)。

4.一种光纤，包括：

光波导(200)；

一层第一涂敷材料(210)，该层第一涂敷材料包围光波导(205)；

一层第二涂敷材料(215)，该层第二涂敷材料包围该层第一涂敷材料(210)；以及

一层有色涂敷材料(220)，该层有色涂敷材料包围该层第二涂敷材料(215)，其中：

所述有色涂敷材料具有500-1000MPa的弹性模量；

该层第二涂敷材料(215)的固化百分数低于96％。

5.根据权利要求4所述的光纤，其中：该层第二涂敷材料(215)的固化百分数等于或高于90％。

6.根据权利要求4所述的光纤，其中：该层第一涂敷材料(210)的弹性模量为从1至2MPa。

7.根据权利要求4所述的光纤，其中：该层第一涂敷材料(210)的厚度为从30至35μm。

8.根据权利要求4所述的光纤，其中：该层第二涂敷材料(215)的厚度为从20至35μm。

9.根据权利要求4所述的光纤，其中：该层有色涂敷材料(220)的厚度为10至15μm。

10.一种光纤带，包括如权利要求4所述的光纤。

11.一种用于从玻璃预制坯(105)开始制成光纤(200)的装置，包括：

第一施加器装置(135)，用于将一层第一涂敷材料(210)施加在从所述玻璃预制坯(105)获得的光波导(205)上；

第一固化装置(140)，用于使得该层第一涂敷材料(210)固化；

第二施加器装置(150/165)，用于将一层第二涂敷材料(215)施加在由第一固化装置(140)固化的该层第一涂敷材料(210)上以及将一层有色涂敷材料(220)施加在该层第二涂敷材料(215)上；以及

第二固化装置(170)，该第二固化装置用于提供一定量的辐射能量，以便足以使得至少该层有色涂敷材料(220)固化。

12.根据权利要求11所述的装置，还包括：加热装置(180)，用于在施加该层有色涂敷材料(220)之前加热该层第二涂敷材料(215)。

13.根据权利要求12所述的装置，其中：该加热装置(180)包括第三固化装置，用于至少局部固化该层第二涂敷材料。

14.根据权利要求11所述的装置，还包括：在所述第一施加器装置(135)之前的第一直径测量装置(125)。

15.根据权利要求11所述的装置，还包括：在第一施加器装置(135)之后和在第二施加器装置(150)之前的第二直径测量装置(145)。

16.根据权利要求12所述的装置，还包括：在加热装置(180)之后和在所述第二固化装置(170)之前的第三直径测量装置(160)。

17.根据权利要求11所述的装置，还包括：所述第二固化装置(170)之后的第四直径测量装置(175)。