CN112680019A

CN112680019A - 可荧光辨识着色光纤及其制备方法

Info

Publication number: CN112680019A
Application number: CN201910988748.XA
Authority: CN
Inventors: 张松崖; 于建斌; 吴严; 朱建国; 魏芳; 裘益群; 宋述国
Original assignee: SHANGHAI PHICHEM MATERIAL CO LTD
Current assignee: SHANGHAI PHICHEM MATERIAL CO LTD
Priority date: 2019-10-17
Filing date: 2019-10-17
Publication date: 2021-04-20

Abstract

本发明公开了一种可荧光辨识着色光纤及其制备方法，属于光纤领域。着色光纤包括：纤芯、包覆在纤芯外表面的包层、包覆在包层外表面的涂层；涂层中包含内层、外层和油墨层，内层、外层和油墨层依次包覆在包层外表面上；油墨层包括以下质量百分比的组分：0.001％‑2.5％的荧光增白剂、10％‑80％的丙烯酸酯低聚物、5％‑50％的丙烯酸类单体、0.1％‑15％的光引发剂、0.01％‑10％的活性胺类助引发剂、0.01％‑10％的色粉、0.01％‑10％的流平剂、0.01％‑10％的消泡剂以及0.01％‑10％的分散剂。该着色光纤不但具有荧光效果，而且避免了信号衰减的问题。

Description

可荧光辨识着色光纤及其制备方法

技术领域

本发明涉及光纤领域，尤其涉及一种可荧光辨识着色光纤及其制备方法。

背景技术

光纤即光导纤维，是一种基于光的全反射原理将讯息从一端传到另一端的传递媒介，一般由玻璃或塑料制成。在光纤安装过程中，由于光纤两端没有暴露于外界环境中，导致辨认光纤比较困难，而且由于光纤主要是由玻璃或塑料制成的，导致无法用电气设备对光纤进行判断。因此，为了便于光纤的识别和光缆敷设过程中光纤的接续，需要对光纤进行辨识。目前常采用在光纤外表面涂覆一层光纤着色油墨使光纤着色，以此来进行辨识。

着色油墨的常规颜色共有12种，如果制备24芯及以上的并带光纤就需要对颜色重复的光纤进行加工。通过光纤着色油墨中添加荧光染料，使得颜色重复的两根光纤中的其中一根光纤具有荧光效果，可直接区别于与其颜色相同的另一根光纤。

但是，在向光纤着色油墨中添加荧光染料前需对荧光染料进行研磨，而其粒径很难研磨到国际标准要求的粒径以下，从而会导致涂层的弹性变差，强度减弱等，进而导致制备出的着色光纤信号衰减偏大。

发明内容

本发明提供了一种可荧光辨识着色光纤及其制备方法，可以解决相关技术中着色光纤性能较差、识别较为繁琐和信号衰减偏大的问题。所述技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种可荧光辨识着色光纤，所述着色光纤包括：纤芯、包覆在所述纤芯外表面的包层、包覆在所述包层外表面的涂层；所述涂层中包含内层、外层和油墨层，所述内层、外层和油墨层依次包覆在所述包层外表面上；所述油墨层包括以下质量百分比的组分：0.001％-2.5％的荧光增白剂、10％-80％的丙烯酸酯低聚物、5％-50％的丙烯酸类单体、0.1％-15％的光引发剂、0.01％-10％的活性胺类助引发剂、0.01％-10％的色粉、0.01％-10％的流平剂、0.01％-10％的消泡剂以及0.01％-10％的分散剂。

具体地，作为优选，所述荧光增白剂包括二苯乙烯类荧光增白剂、香豆素类荧光增白剂、唑类荧光增白剂和二甲酰亚胺类荧光增白剂中的至少一种。

具体地，作为优选，所述二苯乙烯类荧光增白剂包括三嗪型二苯乙烯、双酰胺型二苯乙烯和***型二苯乙烯中的至少一种；所述香豆素类荧光增白剂包括3-羧基香豆素、4-甲基-7-氨基香豆素、3-苯基-7-氨基香豆素和杂环香豆素中的至少一种；所述唑类荧光增白剂包括苯丙噁唑、苯并咪唑、吡唑啉和其他杂环型唑类荧光增白剂中的至少一种；所述二甲酰亚胺类荧光增白剂包括苯二甲酰亚胺或萘二甲酰亚胺。

具体地，作为优选，所述丙烯酸酯低聚物包括环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯中的至少一种。

具体地，作为优选，所述丙烯酸类单体包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯和2-苯氧基乙基丙烯酸酯中的至少一种。

具体地，作为优选，所述光引发剂包括自由基引发剂、阳离子引发剂和阴离子引发剂中的至少一种。。

具体地，作为优选，所述自由基引发剂包括2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2,4-二乙基噻唑酮、2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和二苯甲酮中的至少一种。

具体地，作为优选，所述色粉包括二氧化钛、炭黑、酞箐蓝、酞箐绿、联苯胺黄、宝红4B、永固紫或者永固红。

具体地，作为优选，所述流平剂为有机硅类流平剂或丙烯酸类流平剂中的至少一种，所述消泡剂为聚醚改性有机硅类消泡剂或非硅类聚合物消泡剂中的至少一种。

第二方面，本发明提供了上述着色光纤的制备方法，所述方法用于制备上述的着色光纤，所述制备方法包括以下步骤：按照各组分的质量百分比将丙烯酸酯低聚物、丙烯酸类单体、光引发剂、活性胺类助引发剂、色粉、流平剂、消泡剂、分散剂进行混合，得到油墨；向所述油墨中加入荧光增白剂混合均匀，得到混合油墨；将所述混合油墨涂覆在光纤的表面，固化，得到所述着色光纤。

本发明提供的技术方案至少可以带来以下有益效果：

本发明实施例提供的可荧光辨识着色光纤，其中，荧光增白剂具有乙烯键或恶唑基团，当光线照射到荧光增白剂上后会产生荧光效果，且荧光增白剂在上述质量百分比范围内不会对油墨层的弹性、强度等性能产生影响；基于丙烯酸酯低聚物中的CH₂＝CHCOOR结构，使得固化后的油墨具有高耐磨性、柔韧性和粘附力；基于丙烯酸类单体中具有CH₂＝CHCOOR结构，且丙烯酸类单体的分子量较低，因此与高分子量的丙烯酸酯低聚物混合，可以有效降低丙烯酸酯低聚物的粘度，进而降低油墨体系的粘度，调整油墨体系的交联密度；光引发剂在光照射下，可以吸收一定波长的能量，从而产生自由基、阳离子等，进而可以引发油墨体系交联固化；活性胺类助引发剂具有活性α-H基团，可以有效地抑制油墨体系发生氧阻聚效应，进而使油墨体系达到更好的固化效果；通过色粉可以为体系提供不同的颜色；基于流平剂可以通过与油相的相容性迁移至油墨层表面，减小油墨层的界面张力，使油墨层获得良好的流平性，进而提升油墨体系的表面光滑度；通过消泡剂可以降低油墨体系表面张力，从而抑制油墨体系气泡的产生并加速消除已产生的气泡；通过分散剂可以在色粉表面形成吸附层，增加色粉的表面电荷，增加色粉颗粒间的排斥力，均匀分散体系中的色粉，进而防止色粉沉降或凝聚。通过上述组分的协同复配，可以使本发明实施例提供的可荧光辨识着色光纤不但具有荧光效果，而且着色光纤也避免了信号衰减的问题；并且荧光增白剂与油墨层中的其他组分具有良好的相容性，可以保持油墨层原有的弹性、强度等性能不发生变化。

具体实施方式

除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。

在对本发明实施例进行详细地解释说明之前，先对本发明实施例的应用场景予以说明。

光纤广泛用于通信、医学、装饰、汽车和船舶等领域，具有频带宽、损耗小、重量轻、速度快、抗干扰能力强等优点。光纤包括裸纤和树脂类涂层，其中裸纤包括纤芯和包层，树脂类涂层包括内层、外层、油墨层及并带层。由于裸纤质地脆、易断裂，而且易受潮湿气体和外力擦伤，因此裸纤表面常涂覆了至少一层树脂类涂层，此涂层有助于防止光纤信号流失、延长光纤使用寿命、提升光纤性能。

在光纤进入用户环***时，由于***对光纤速度的需求越来越快，尤其是大芯数光缆***和带状光缆***，所以对于光纤芯数的要求也越来越高，进而对24芯、36芯或更多的并带光纤的需求也日趋增加。而目前常用的并带光纤多为12芯组成，12种颜色各占1根，如果制备24芯及以上的并带光纤就需要对相同颜色的光纤进行加工识别。目前常采用的加工识别方法是添加色环，即对相同颜色的两根光纤中的其中一根打上色环，若为36芯则需打2道色环，这样就增加了工艺流程。鉴于此，本发明实施例提供了一种着色光纤，可解决上述技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种可荧光辨识着色光纤，该着色光纤包括：纤芯、包覆在该纤芯外表面的包层、包覆在包层外表面的涂层；涂层中包含内层、外层和油墨层，内层、外层和油墨层依次包覆在包层外表面上；油墨层包括以下质量百分比的组分：0.001％-2.5％的荧光增白剂、10％-80％的丙烯酸酯低聚物、5％-50％的丙烯酸类单体、0.1％-15％的光引发剂、0.01％-10％的活性胺类助引发剂、0.01％-10％的色粉、0.01％-10％的流平剂、0.01％-10％的消泡剂以及0.01％-10％的分散剂。

本发明实施例提供的可荧光辨识着色光纤，其中，荧光增白剂具有乙烯键或恶唑基团，当光线照射到荧光增白剂上后会产生荧光效果，且荧光增白剂在上述质量百分比范围内不会对油墨层的弹性、强度等性能产生影响；基于丙烯酸酯低聚物中的CH₂＝CHCOOR结构，使得固化后的油墨具有高耐磨性、柔韧性和粘附力；基于丙烯酸类单体中的CH₂＝CHCOOR结构，可以有效降低油墨体系的粘度，调整油墨体系的交联密度；光引发剂在光照射下，可以吸收一定波长的能量，从而产生自由基、阳离子等，进而可以引发油墨体系交联固化；活性胺类助引发剂具有活性α-H基团，可以有效地抑制油墨体系发生氧阻聚效应，进而使油墨体系达到更好的固化效果；通过色粉可以为体系提供不同的颜色；基于流平剂可以通过与油相的相容性迁移至油墨层表面，减小油墨层的界面张力，使油墨层获得良好的流平性，进而提升油墨体系的表面光滑度；通过消泡剂可以降低油墨体系表面张力，从而抑制油墨体系气泡的产生并加速消除已产生的气泡；通过分散剂可以在色粉表面形成吸附层，增加色粉的表面电荷，增加色粉颗粒间的排斥力，均匀分散体系中的色粉，进而防止色粉沉降或凝聚。通过上述组分的协同复配，可以使本发明实施例提供的可荧光辨识着色光纤不但具有荧光效果，而且着色光纤也避免了信号衰减的问题；并且荧光增白剂与油墨层中的其他组分具有良好的相容性，可以保持油墨层原有的弹性、强度等性能不发生变化。

需要说明的是，在本发明的实施例中，荧光增白剂的质量百分比为0.001％-2.5％，作为一种示例，荧光增白剂的质量百分比可以为0.001％、0.005％、0.008％、0.01％、0.02％、0.05％、0.06％、0.08％、0.09％、0.1％、0.12％、0.14％、0.15％、0.2％、0.21％、0.23％、0.25％、0.28％、0.3％、0.32％、0.35％、0.38％、0.4％、0.42％、0.45％、0.48％、0.5％、0.8％、0.1％、0.12％、0.13％、1％、1.05％、1.1％、1.15％、1.2％、1.5％、1.8％、2％、2.05％、2.1％、2.15％、2.2％、2.25％、2.3％、2.35％、2.4％、2.45％或2.5％等。丙烯酸酯低聚物的质量百分比为10％-80％，作为一种示例，丙烯酸酯低聚物的质量百分比可以为10％、12％、15％、18％、20％、22％、25％、28％、30％、32％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％或80％等。丙烯酸类单体的质量百分比为5％-50％，作为一种示例，丙烯酸类单体的质量百分比可以为5％、7％、8％、8.5％、9％、10％、11％、12％、13％、15％、18％、20％、25％、28％、30％、32％、35％、37％、38％、40％、42％、45％、48％或50％等。光引发剂的质量百分比为0.1％-15％，作为一种示例，光引发剂的质量百分比可以为0.1％、0.5％、0.8％、1％、1.1％、1.3％、1.5％、1.7％、1.8％、2％、2.1％、2.3％、2.5％、3％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、15％。活性胺类助引发剂的质量百分比为0.01％-10％，作为一种示例，活性胺类助引发剂的质量百分比可以为0.01％、0.03％、0.05％、0.1％、0.12％、0.15％、0.17％、0.18％、0.2％、0.21％、0.23％、0.25％、0.3％、0.32％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％、0.7％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％、2.5％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.2％、4.5％、4.8％、5％、5.2％、5.5％、5.8％、6％、6.2％、6.5％、6.8％、7％、8％、9％或10％等。色粉的质量百分比为0.01％-10％，作为一种示例，色粉的质量百分比可以为0.01％、0.03％、0.05％、0.1％、0.12％、0.15％、0.17％、0.18％、0.2％、0.21％、0.23％、0.25％、0.3％、0.32％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％、0.7％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％、2.5％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.2％、4.5％、4.8％、5％、5.2％、5.5％、5.8％、6％、6.2％、6.5％、6.8％、7％、8％、9％或10％等。流平剂的质量百分比为0.01％-10％，作为一种示例，流平剂的质量百分比可以为0.01％、0.03％、0.05％、0.1％、0.12％、0.15％、0.17％、0.18％、0.2％、0.21％、0.23％、0.25％、0.3％、0.32％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％、0.7％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％、2.5％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.2％、4.5％、4.8％、5％、5.2％、5.5％、5.8％、6％、6.2％、6.5％、6.8％、7％、8％、9％或10％等。消泡剂的质量百分比为0.01％-10％，作为一种示例，消泡剂的质量百分比可以为0.01％、0.03％、0.05％、0.1％、0.12％、0.15％、0.17％、0.18％、0.2％、0.21％、0.23％、0.25％、0.3％、0.32％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％、0.7％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％、2.5％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.2％、4.5％、4.8％、5％、5.2％、5.5％、5.8％、6％、6.2％、6.5％、6.8％、7％、8％、9％或10％等。分散剂的质量百分比为0.01％-10％，作为一种示例，分散剂的质量百分比可以为0.01％、0.03％、0.05％、0.1％、0.12％、0.15％、0.17％、0.18％、0.2％、0.21％、0.23％、0.25％、0.3％、0.32％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％、0.7％、0.8％、1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％、2.5％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.2％、4.5％、4.8％、5％、5.2％、5.5％、5.8％、6％、6.2％、6.5％、6.8％、7％、8％、9％或10％等。

当上述各组分在上述比例范围内时，各组分可以协同配合，使该着色光纤具有良好的固化度、机械强度、低衰减等性能，在紫外光照射下还具有荧光效果，易于区分。

其中，在本发明实施例中，固化度是丙烯酸酯低聚物中被反应的丙烯酸酯不饱和基团占丙烯酸酯低聚物中全部丙烯酸酯不饱和基团的百分比。固化度的大小与所制备的着色光纤的性能，例如机械性能、原位模量、疲劳强度等直接相关。一般来说，着色光纤固化度越高，其综合性能越优。

可选地，荧光增白剂包括二苯乙烯类荧光增白剂、香豆素类荧光增白剂、唑类荧光增白剂和二甲酰亚胺类荧光增白剂中的至少一种。

需要说明的是，荧光增白剂能激发入射光线产生荧光，使所染物质获得类似荧石闪闪发光的效应，使肉眼看到的物质显示白色。在本发明实施例中，荧光增白剂可以为二苯乙烯类荧光增白剂一种；荧光增白剂也可以为二苯乙烯类荧光增白剂和香豆素类荧光增白剂两种混合，示例地，混合比例可以为1：1；荧光增白剂也可以为香豆素类荧光增白剂、唑类荧光增白剂和二甲酰亚胺类荧光增白剂三种混合，示例地，混合比例可以为2：1：1。

需要说明的是，本发明实施例对上述荧光增白剂选取哪一种组合不限于此，对选取的荧光增白剂的组分组合之间的比例也不限于此。

可选地，二苯乙烯类荧光增白剂包括三嗪型二苯乙烯、双酰胺型二苯乙烯和***型二苯乙烯中的至少一种；香豆素类荧光增白剂包括3-羧基香豆素、4-甲基-7-取代氨基香豆素、3-苯基-7-取代氨基香豆素和杂环香豆素中的至少一种；唑类荧光增白剂包括苯丙噁唑、苯并咪唑、吡唑啉杂环型唑类荧光增白剂中的至少一种；二甲酰亚胺类荧光增白剂包括苯二甲酰亚胺或萘二甲酰亚胺。

需要说明的是，在本发明实施例中，二苯乙烯类荧光增白剂可以为三嗪型二苯乙烯一种；二苯乙烯类荧光增白剂也可以为双酰胺型二苯乙烯和***型二苯乙烯两种混合，混合比例可以为1：1。香豆素类荧光增白剂可以为3-羧基香豆素一种；香豆素类荧光增白剂也可以为3-苯基-7-取代氨基香豆素和杂环香豆素两种混合，混合比例可以为2：1。唑类荧光增白剂不只限于本发明实施例提供的几类杂环形唑类荧光增白剂，其中唑类荧光增白剂可以为苯丙噁唑一种；唑类荧光增白剂也可以为苯并咪唑和吡唑啉两种混合，示例地，混合比例可以为1：1.5。二甲酰亚胺类荧光增白剂可以为苯二甲酰亚胺一种；二甲酰亚胺类荧光增白剂也可以为苯二甲酰亚胺和萘二甲酰亚胺两种混合，示例地，混合比例可以为1.2：1。

需要说明的是，本发明实施例对上述二苯乙烯类荧光增白剂、香豆素类荧光增白剂、唑类荧光增白剂和二甲酰亚胺类荧光增白剂选取哪一种组合不限于此，对选取的荧光增白剂的组分组合之间的比例也不限于此。

可选地，丙烯酸酯低聚物包括环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯中的至少一种。

需要说明的是，丙烯酸酯低聚物决定了固化后油墨的耐磨性、柔韧性和粘附力。这几种丙烯酸酯低聚物均为CH₂＝CHCOOR结构，固化后可以显著提高本发明实施例提供的着色光纤的固化度。示例地，本发明实施例提供的着色光纤中的丙烯酸酯低聚物可以为环氧丙烯酸酯一种；丙烯酸酯低聚物也可以为环氧丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸酯两种混合，示例地，混合比例可以为7：6；丙烯酸酯低聚物也可以为环氧丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯两种混合，示例地，混合比例可以为4：3或5：9或28：45；丙烯酸酯低聚物也可以为环氧丙烯酸酯和聚酯丙烯酸酯两种混合，示例地，混合比例可以为1：1或3：4。

需要说明的是，本发明实施例对上述丙烯酸酯低聚物选取哪一种组合不限于此，对选取的丙烯酸酯低聚物的组分组合之间的比例也不限于此。

作为优选，当着色光纤的油墨层要求具有高强度及高耐候性时，丙烯酸酯低聚物为环氧丙烯酸酯或聚氨酯丙烯酸酯中的至少一种。由于这两种丙烯酸酯低聚物均含有丙烯酸官能团，即这两种丙烯酸酯低聚物均为CH₂＝CHCOOR结构，进而使得丙烯酸酯低聚物具有较好的固化度，固化后的丙烯酸酯低聚物具有高强度及高耐候性，从而可以使得油墨层具有较好的高强度及高耐候性，进而可以使得着色光纤具有较好的高强度及高耐候性。

可选地，丙烯酸类单体包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯和2-苯氧基乙基丙烯酸酯中的至少一种。

需要说明的是，丙烯酸类单体是重要的有机合成原料及合成树脂单体，是聚合速度非常快的乙烯类单体。本发明实施例提供的这几种丙烯酸类单体的主体结构为CH₂＝CHCOOR，可以有效降低油墨体系的粘度，调整油墨体系的交联密度。

示例地，本发明实施例提供的着色光纤中的丙烯酸类单体可以为1,6-己二醇二丙烯酸酯一种；丙烯酸类单体也可以为1,6-己二醇二丙烯酸酯和季戊四醇四丙烯酸酯两种混合，示例地，混合比例可以为3：4；丙烯酸类单体也可以为1,6-己二醇二丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯两种混合，示例地，混合比例可以为5：11或1：1或10：7或5：8或5：8.5。

需要说明的是，本发明实施例对上述丙烯酸类单体选取哪一种组合不限于此，对选取的丙烯酸类单体的组分组合之间的比例也不限于此。

可选地，光引发剂包括自由基引发剂、阳离子引发剂和阴离子引发剂中的至少一种。

需要说明的是，光引发剂又称光敏剂或光固化剂，是一类能在紫外光区(250～420nm)或可见光区(400～800nm)吸收一定波长的能量，产生自由基、阳离子等，从而引发单体聚合交联固化的化合物。通过在油墨层中添加光引发剂，可以增加油墨体系的交联度，进而提升油墨体系的固化度。示例地，本发明实施例提供的着色光纤中的光引发剂可以为自由基引发剂一种；光引发剂也可以为自由基引发剂和阳离子引发剂两种混合，示例地，混合比例可以为2：1。

需要说明的是，本发明实施例对上述光引发剂选取哪一种组合不限于此，对选取的光引发剂的组分组合之间的比例也不限于此。

可选地，自由基引发剂包括2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2，4-二乙基噻唑酮、2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和二苯甲酮中的至少一种。

需要说明的是，自由基引发剂在紫外光区或可见光区吸收一定波长的能量，产生自由基，从而引发单体聚合交联固化的化合物。自由基引发剂相较于阳离子引发剂和阴离子引发剂来说，自由基引发剂的固化速率更快，更适合用于需要高速固化的光纤涂料体系中。示例地，本发明实施例提供的着色光纤中的自由基引发剂可以为2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦一种；自由基引发剂也可以为2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、1-羟基环己基苯基甲酮和二苯甲酮三种混合，混合比例为2：3：2；自由基引发剂也可以为2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮和二苯甲酮三种混合，混合比例为2：2：3或2：2：2.5；自由基引发剂也可以为2，4，6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和二苯甲酮三种混合，混合比例为2：2：3；自由基引发剂也可以为2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和二苯甲酮三种混合，混合比例为3：2：3。

需要说明的是，本发明实施例对上述自由基引发剂选取哪一种组合不限于此，对选取的自由基引发剂的组分组合之间的比例也不限于此。

可选地，色粉包括二氧化钛、炭黑、酞箐蓝、酞箐绿、联苯胺黄、宝红4B、永固紫或永固红。

需要说明的是，色粉分为有机色粉和无机色粉两种，主要为体系提供不同颜色，其中有机色粉是由碳氢化合物构成的有机混合物，它具有鲜艳的色泽，较高上色力，无机色粉即是不含金属、不含有机物的色粉，它具有遮盖力强、耐溶剂、耐热和高分散性等优点。本发明实施例中提供的二氧化钛为无机色粉，炭黑、酞箐蓝、酞箐绿、联苯胺黄、宝红4B、永固紫或者永固红为有机色粉。示例地，本发明实施例提供的着色光纤中的色粉可以为酞箐蓝一种；色粉也可以为酞箐绿一种；色粉也可以为永固红一种；色粉也可以为炭黑一种；色粉也可以为联苯胺黄一种；色粉也可以为二氧化钛一种；色粉也可以为二氧化钛、联苯胺黄和永固红三种混合，混合比例可以为5：4：1；色粉也可以为二氧化钛、酞箐蓝、酞箐绿三种混合，混合比例可以为5：2：3。

需要说明的是，本发明实施例对上述色粉选取哪一种组合不限于此，对选取的色粉的组分组合之间的比例也不限于此。

可选地，流平剂为有机硅类流平剂或丙烯酸类流平剂中，消泡剂为聚醚改性有机硅类消泡剂或非硅类聚合物消泡剂。

需要说明的是，流平剂是一种常用的涂料助剂，它能促使涂料在干燥成膜过程中形成一个平整、光滑、均匀的涂膜。本发明实施例中提供的有机硅类流平剂或丙烯酸类流平剂是通过相容性迁移至油墨层表面，从而影响油墨层界面张力等表面性质，进而使得油墨层获得良好的流平性。示例地，本发明实施例提供的着色光纤中的流平剂可以为有机硅类流平剂一种；流平剂也可以为有机硅类流平剂和丙烯酸类流平剂两种混合，混合比例可以为1：1。本发明实施例对上述流平剂选取哪一种组合不限于此，对选取的流平剂的组分组合之间的比例也不限于此。

作为一种示例，有机硅类流平剂可以为聚二甲基硅氧烷或聚醚聚酯改性有机硅氧烷等。丙烯酸类流平剂可以为丙烯酸酯流平剂等。

可选地，消泡剂是抑制泡沫产生或消除已产生泡沫的物质。本发明实施例中提供的这两种消泡剂不但可以迅速破坏已生成的泡沫，而且能在相当长的时间内防止泡沫再次生成。示例地，本发明实施例提供的着色光纤中的消泡剂可以为聚醚改性有机硅类消泡剂一种；消泡剂也可以为聚醚改性有机硅类消泡剂和非硅类聚合物消泡剂两种混合，混合比例可以为1：1。本发明实施例对上述消泡剂选取哪一种组合不限于此，对选取的消泡剂的组分组合之间的比例也不限于此。

可选地，聚醚改性有机硅类消泡剂指的是在硅氧烷分子中添加聚醚链段，从而使得聚醚改性有机硅类消泡剂不但具备有机硅类抑泡、消泡速度快的优点，也具备聚醚类耐酸碱性、耐高温性等优点。

可选地，活性胺类助引发剂可以有效地抑制油墨体系发生氧阻聚效应，进而使油墨体系达到更好的固化效果。示例地，本发明实施例提供的着色光纤中的活性胺类助引发剂可以为丙烯酸酯化活性胺助引发剂。

基于上述可知，本发明实施例提供的着色光纤，各个组分能够充分发挥其各自作用，并且协同其他组分，使得着色光纤带有荧光效果，在通过波长为300-400nm的光源照射下可产生荧光现象，进而达到易于辨识的效果，并且避免了着色光纤信号衰减的问题。

第二方面，本发明提供了上述着色光纤的制备方法，该方法用于制备上述的着色光纤，该制备方法包括以下步骤：按照各组分的质量百分比将丙烯酸酯低聚物、丙烯酸类单体、光引发剂、活性胺类助引发剂、色粉、流平剂、消泡剂、分散剂进行混合，得到油墨；向油墨中加入荧光增白剂混合均匀，得到混合油墨；将混合油墨涂覆在光纤的表面，固化，得到着色光纤。

需要说明的是，该制备过程中的光纤指的是已经涂敷有内层和外层的光纤。

需要说明的是，混合顺序可以为依次加入丙烯酸酯低聚物、丙烯酸类单体、光引发剂、活性胺类助引发剂、色粉、流平剂、消泡剂和分散剂进行混合；混合顺序也可以为先加入丙烯酸酯低聚物、丙烯酸类单体，然后在依次加入色粉、流平剂、消泡剂、分散剂、光引发剂和活性胺类助引发剂。本发明实施例对上述混合顺序限定不限于此。上述着色光纤的制备方法操作工艺简单，易控制，因此适用于规模化工业生产。

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，以下将通过可选地实施例进行详细阐述。

需要说明的是，在以下可选地实施例中所涉及的荧光增白剂及光引发剂分别给予简称如下：

2,5-双-(5-叔丁基-2-苯并恶唑基)噻吩：荧光增白剂OB；

5,6-苯并香豆素-3-甲酸乙酯：荧光增白剂PEB；

4,4'-双-(6-苯胺基-4-吗啉-1,3,5-三嗪-2-氨基)-二苯乙烯2,2'-二磺酸钠：荧光增白剂DMS；

2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦：TPO；

2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮：907；

二苯甲酮：BP；

1-羟基环己基苯基甲酮：184；

2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮：1173。

实施例1

本实施例1提供了一种用于制备可荧光辨识着色光纤的绿色着色油墨，其中着色油墨包括质量百分比为1％的荧光增白剂OB，着色油墨组成如下表1所示：

表1

实施例2

本实施例2提供了一种用于制备可荧光辨识着色光纤的绿色着色油墨，其中着色油墨包括质量百分比为2％的荧光增白剂PEB，着色油墨组成如下表2所示：

表2

实施例3

本实施例提供了一种用于制备可荧光辨识着色光纤的绿色着色油墨，其中着色油墨包括质量百分比为40％的丙烯酸酯低聚物，着色油墨组成如下表3所示：

表3

实施例4

本实施例提供了一种用于制备可荧光辨识着色光纤的绿色着色油墨，其中着色油墨包括质量百分比为30％的丙烯酸酯低聚物，着色油墨组成如下表4所示：

表4

对比例1

本对比例1提供了一种用于制备可荧光辨识着色光纤的绿色着色油墨，其中着色油墨不含荧光增白剂，其着色油墨组成如下表5所示：

表5

对比例2

本对比例2提供了一种现有技术用于制备着色光纤的绿色着色油墨，其中着色油墨包括质量百分比为2％的荧光色粉，着色油墨组成如下表6所示：

表6

对比例3

本对比例3提供了一种用于制备可荧光辨识着色光纤的蓝色着色油墨，其中着色油墨包括质量百分比为2.5％的荧光增白剂PEB，着色油墨组成如下表7所示：

表7

将实施例1至4以及对比例1至3所制得的油墨通过光纤着色机使用功率为7500W(瓦特)的UV灯管以0.260mm(毫米)的直径、1200m/min(米/分钟)速度在光纤表面完成着色固化，得到可荧光识别的着色光纤。

对得到的可荧光识别的着色光纤进行性能测试，其中实施例中测试项目的简写代号如表8所示，所有测试方法如下所示：

表8

参数代码	性能测试参数
		V	断裂伸长率(油墨体系)
d	粒径(油墨体系)
		G1200	生产速度1200m/min下的固化度(着色光纤)
G1500	生产速度1500m/min下的固化度(着色光纤)
		a	光纤在1550nm信号衰减

其中，性能参数测试条件为：

断裂伸长率：

参照GB/T 1040.1-2006、GB/T 1040.2-2006、GB/T 1040.3-2006进行。其中样品的制备、试样状态调节和试验的标准环境应符合以下要求：

a)试验环境：(23±1)℃；

a)相对湿度：(50±5)％；

b)油墨样品涂布在洁净的玻璃板上制膜；

c)样品厚度：(75±10)m(米)；

d)样品尺寸：80mm×10mm；

e)固化辐射能量：采用双面固化，正面≥1.0J/cm²(焦耳/平方厘米)、背面≥1.0J/cm²；

f)拉伸速度：5mm/min(毫米/分钟)。

粒径：

采用0～25μm(微米)刮板细度计，在温度(23±2)℃条件下进行。

拉丝速度为1200m/min的着色光纤的固化度：

通过红外光谱仪扫描油墨红外光谱，将红外光谱中1410cm-1的吸收峰进行积分，然后将标准吸收峰进行积分(如：1730cm-1的吸收峰)，将两吸收峰的面积的积分比S1410/S1730定为：AU液体；

将拉丝速度为1200m/min的着色光纤叠成8层，通过红外光谱仪扫描红外光谱，将红外光谱中1410cm-1的吸收峰进行积分，然后将标准吸收峰进行积分(如：1730cm-1的吸收峰)，将两吸收峰的面积的积分比S1410/S1730定为：AU样品；

固化度计算公式为：((AU液体-AU样品)/AU液体)*100％；

其中，测试的试验温度为(23±1)℃。

拉丝速度为1500m/min下的着色光纤的固化度：

将拉丝速度1500m/min的着色光纤叠成8层，通过红外光谱仪扫描红外光谱，将红外光谱中1410cm-1的吸收峰进行积分，然后将标准吸收峰进行积分(如：1730cm-1的吸收峰)，将两吸收峰的面积的积分比S1410/S1730定为：AU样品；

固化度计算公式为：(AU液体-AU样品)/AU液体*100％；

其中，测试试验温度为(23±1)℃。

着色光纤在1550nm波段的信号衰减：

1)准备不短于1km(千米)或更长一些(一般一个着色光纤盘长：25km)的着色光纤样品，两端剥除被覆层，放在光纤夹具中，用专用光纤切割刀切割出平整的端面。

2)将测试着色光纤盘的外端光纤通过专用夹具连接仪表的发射端，将测试着色光纤盘的内端光纤通过专用夹具连接仪表的接收端，检查光接收端的聚焦状态，如果曲线不在屏幕的正中央或着色光纤端面不够清晰，则需要进行位置和焦距的调整。

3)在着色光纤注入端打一个半径30mm的小环，滤除LP11模的影响，测试此时的传输功率。保持光源的注入状态不变(在着色光纤注入端打一个半径30mm的小环)，将测试的着色光纤样品截断为2m的试样，着色光纤通过专用夹具连接仪表的接收端，检查光接收端的聚焦状态，如果曲线不在屏幕的正中央或着色光纤端面不够清晰，则需要进行位置和焦距的调整。

4)测试此时的传输功率。将两条传输功率测试曲线相比较，通过数据分析处理，得到着色光纤在1550nm波段的衰减谱特性。

在测试过程中所测得油墨及着色光纤的各项性能如下表9所示：

表9

样品	V	d	G1200	G1500	a
						实施例1	8％	0.7μm	92％	89％	0.175db
实施例2	9％	0.6μm	91％	88％	0.186db
						实施例3	7％	0.6μm	90％	88％	0.174db
实施例4	8％	0.7μm	90％	88％	0.177db
						对比例1	4％	0.7μm	85％	83％	0.223db
对比例2	4％	3.5μm	80％	77％	0.780db
						对比例3	8％	0.8μm	82％	79％	0.245db

通过对比实施例1、2、3和4以及对比例1，可以看出，在丙烯酸酯低聚物含量为30％的对比例1中，着色光纤断裂伸长率V更低、固化度G1200和G1500更低，而信号衰减a更高，由此可以看出，丙烯酸酯低聚物含量占配方的质量百分比应低于30％时，油墨体系在性能上不具有优势，本发明所述的油墨体系中丙烯酸酯低聚物含量范围为35％-80％时，在着色光纤断裂伸长率V更快，固化度G1200和G1500更高、信号衰减a更低。

通过对比实施例1、2、3和4以及对比例2，可以看出，对比例2中添加的荧光绿色粉，其粒径d相对实施例1至4增大了5倍以上，断裂伸长率V降低40％以上，而固化度G1200和G1500也明显偏小，同时信号衰减a明显增大。

因此，本发明实施例提供的油墨具有更低的粒径，更高的断裂伸长率V，同时本发明实施例提供的着色光纤还具有较好的固化度及衰减性能。

通过表9可以看出，在荧光增白剂添加量为3％的对比例3中，着色光纤的固化度G1200和G1500及信号衰减a也略有影响。

因此，本发明实施例提供的着色光纤中荧光增白剂能良好的与油墨体系相容，且其添加量在3％以下时着色光纤仍具有较低的信号衰减a，比较优选的是不大于2.5％。

为了更清晰的表达添加上述质量百分比的荧光增白剂，可明显使着色光纤产生荧光效果，进而对着色光纤进行识别区分。通过实施例5-20进行进一步说明。

其中以下实施例5-20中所使用的基体光纤A、光纤B均为具有内外层涂层的光纤。

需要说明的是，A光纤为自制光纤，其纤芯和包层的材质均为二氧化硅，其内层涂料选用光纤内层涂覆树脂系列产品KG100-1D；外层涂料选用光纤外层涂覆树脂系列产品KG200-2。该光纤的直径约为245μm。B光纤为自制光纤，其纤芯和包层的材质均为二氧化硅，其内层涂料选用光纤内层涂覆树脂系列产品KG100-1Y-1；外层涂料选用光纤外层涂覆树脂系列产品KG200-2Y。该光纤的直径约为245μm。

实施例5

本实施例5提供了一种最外层为蓝色油墨层且油墨层中含有荧光增白剂的可荧光识别的着色光纤，其制备方法如下：

将质量百分比分别为35％的环氧丙烯酸酯、30％的聚氨酯丙烯酸酯、9％的1,6-己二醇二丙烯酸酯、12％的季戊四醇四丙烯酸酯、2％的TPO、3％的184、2％的BP、3％的活性胺助引发剂、2％的酞青蓝、0.5％的聚二甲基硅氧烷、0.5％的丙烯酸酯流平剂和0.5％的BYK-163分散剂进行混合，得到用于制备油墨层的蓝色油墨1瓶。取出半瓶蓝色油墨并向取出的半瓶蓝色油墨中加入质量百分比为0.5％的荧光增白剂PEB，搅拌均匀后，得到混合油墨，将该混合油墨通过光纤着色机使用功率为7500W的UV灯管以0.260mm的直径、1200m/min速度在一部分的A光纤表面完成着色固化，形成了含有荧光增白剂PEB的可荧光识别的蓝色着色光纤，以下用“1号光纤”代替这一部分A光纤。将未添加荧光增白剂PEB的半瓶蓝色油墨通过光纤着色机使用功率为7500W的UV灯管以0.260mm的直径、1200m/min速度在一部分的B光纤表面完成着色固化，得到普通蓝色光纤，以下用“2号光纤”代替这一部分B光纤。

使用波长为330-410nm的荧光检测笔，分别照射未涂覆蓝色油墨的A光纤、未涂覆蓝色油墨的B光纤、1号光纤及2号光纤，结果如下：1号光纤在荧光检测笔下有蓝色荧光显现，A光纤、B光纤以及2号光纤在荧光检测笔下均未有明显变化。因此说明本发明实施例提供的着色光纤可以进行荧光识别。

实施例6-实施例11

按照实施例5中，着色光纤的制备方法，针对采用不同颜色、含相同含量或不同含量的荧光增白剂的油墨所制得的着色光纤的荧光效果由实施例6-11进行表明。实施例6-11中所采用的油墨的各组分中除色粉和荧光增白剂占油墨的质量百分比不同外，其余组分均采用表10中的母液1的配方。

表10

实施例6-实施例11中的具体区别以及最后检测结果可以参见表11。

表11

通过表11可以看出，不论油墨层中具有的色粉颜色是否相同，具有的荧光增白剂的含量是否相同，只要着色光纤的油墨层中含有荧光增白剂，采用荧光检测笔进行照射时，着色光纤都会具有荧光效果，便于辨识。

实施例12-19

按照实施例5中着色光纤的制备方法，针对采用不同颜色、含不同含量、不同荧光增白剂的油墨所制得的着色光纤的荧光效果由实施例12-19进行表明。实施例12-19中所采用的油墨的各组分除荧光增白剂和该荧光增白剂占该油墨的质量百分比不同外，其余组分均采用表12中母液2的配方。

表12

实施例12-实施例19中的具体区别以及最后检测结果可以参见表13。

表13

通过表13可以看出，当着色光纤的油墨层中含有荧光增白剂时，不论荧光增白剂的种类和含量是否相同，采用荧光检测笔进行照射时，着色光纤会具有荧光效果，便于辨识。

实施例20

本实施例20提供了一种包含常规12色油墨以及12色添加有荧光增白剂油墨的24芯并带光纤的制备方法，其制备方法如下：

将质量百分比分别为35％的环氧丙烯酸酯、30％的聚氨酯丙烯酸酯、9％的1,6-己二醇二丙烯酸酯、12％的季戊四醇四丙烯酸酯、2％的TPO、3％的184、2％的BP、3％的活性胺助引发剂、2％的色粉、0.5％的聚二甲基硅氧烷、0.5％的丙烯酸酯流平剂和0.5％的BYK-163分散剂进行混合，得到用于制备油墨层的12色油墨各一瓶。分别取出半瓶12色油墨，向取出的半瓶12色油墨中加入荧光增白剂搅拌均匀后，得到混合油墨，将该混合油墨通过光纤着色机使用功率为7500W的UV灯管以0.260mm的直径、1200m/min速度在A光纤表面完成着色固化，将未添加荧光增白剂的12色油墨通过光纤着色机使用功率为7500W的UV灯管以0.260mm的直径、1200m/min速度在B光纤表面完成着色固化，之后再将此制得的12种A光纤和12种B光纤通过光纤并带机完成24芯并带光纤的制备。其中，添加有荧光增白剂的质量占每种光纤油墨层的质量百分比为0.5％。使用波长为330-410nm的荧光检测笔，照射本实施例20制备的24芯并带光纤。检测结果如下：在24芯并带光纤中，添加有荧光增白剂的12色A着色光纤在荧光检测笔下有蓝色荧光显现，未添加此荧光增白剂的12色B着色光纤在荧光检测笔下未有明显变化。由此可见，本发明实施例提供的着色光纤可简单的区分出此24芯并带光纤。

以上所述仅为本发明的说明性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种可荧光辨识着色光纤，其特征在于，所述着色光纤包括：纤芯、包覆在所述纤芯外表面的包层、包覆在所述包层外表面的涂层；

所述涂层中包含内层、外层和油墨层，所述内层、外层和油墨层依次包覆在所述包层外表面上；

所述油墨层包括以下质量百分比的组分：0.001％-2.5％的荧光增白剂、10％-80％的丙烯酸酯低聚物、5％-50％的丙烯酸类单体、0.1％-15％的光引发剂、0.01％-10％的活性胺类助引发剂、0.01％-10％的色粉、0.01％-10％的流平剂、0.01％-10％的消泡剂以及0.01％-10％的分散剂。

2.如权利要求1所述的着色光纤，其特征在于，所述荧光增白剂包括二苯乙烯类荧光增白剂、香豆素类荧光增白剂、唑类荧光增白剂和二甲酰亚胺类荧光增白剂中的至少一种。

3.如权利要求2所述的着色光纤，其特征在于，所述二苯乙烯类荧光增白剂包括三嗪型二苯乙烯、双酰胺型二苯乙烯和***型二苯乙烯中的至少一种；

所述香豆素类荧光增白剂包括3-羧基香豆素、4-甲基-7-氨基香豆素、3-苯基-7-氨基香豆素和杂环香豆素中的至少一种；

所述唑类荧光增白剂包括苯丙噁唑、苯并咪唑、吡唑啉杂环型唑类荧光增白剂中的至少一种；

所述二甲酰亚胺类荧光增白剂包括苯二甲酰亚胺或萘二甲酰亚胺。

4.如权利要求1所述的着色光纤，其特征在于，所述丙烯酸酯低聚物包括环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯和聚醚丙烯酸酯中的至少一种。

5.如权利要求1所述的着色光纤，其特征在于，所述丙烯酸类单体包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯和2-苯氧基乙基丙烯酸酯中的至少一种。

6.如权利要求1所述的着色光纤，其特征在于，所述光引发剂包括自由基引发剂、阳离子引发剂和阴离子引发剂中的至少一种。

7.如权利要求6所述的着色光纤，其特征在于，所述自由基引发剂包括2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2,4-二乙基噻唑酮、2-甲基-1-[4-(甲基硫代)苯基]-2-(4-吗啉基)-1-丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮和二苯甲酮中的至少一种。

8.如权利要求1所述的着色光纤，其特征在于，所述色粉包括二氧化钛、炭黑、酞箐蓝、酞箐绿、联苯胺黄、宝红4B、永固紫或永固红。

9.如权利要求1所述的着色光纤，其特征在于，所述流平剂为有机硅类流平剂或丙烯酸类流平剂，所述消泡剂为聚醚改性有机硅类消泡剂或非硅类聚合物消泡剂。

10.一种可荧光辨识着色光纤的制备方法，所述方法用于制备权利要求1-9任一所述的着色光纤，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

按照各组分的质量百分比将丙烯酸酯低聚物、丙烯酸类单体、光引发剂、活性胺类助引发剂、色粉、流平剂、消泡剂、分散剂进行混合，得到油墨；

向所述油墨中加入荧光增白剂混合均匀，得到混合油墨；

将所述混合油墨涂覆在光纤的表面，固化，得到所述着色光纤。