KR0134762B1 - 광전송용 글라스파이버 - Google Patents

Abstract

광전송용 글라스파이버의 외주면상에 자외선경화형 수지로 이루어진 적어도 1층의 피복층을 지닌 광전송용 글라스파이버에 있어서, 최외층에 이용되는 자외선 경화형수지의 영률이 100kg/mm²이상이고 신장률이 30%이상인 것을 특징으로 하는 광전송용 글라스파이버가 제공된다.

Description

광전송용 글라스파이버

제1도는 최외층의 수지의 영률과 측압특성간의 관계를 도시한 그래프.

제2도는 최외층의 수지의 신장률과 광전송특성간의 관계를 도시한 그래프.

제3도는 최외층의 수지의 [신장률(%)/ 영률(kg/mm²)]의 값과 광전송특성간의 관계를 도시한 그래프.

제4도는 본 발명의 수지피복광파이버의 단면도.

제5도는 발명의 광전송용 파이버를 제조하기 위한 장치의 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 글라스파이버,2 : 완총층,

3 : 보호층(최외층),4 : 글라스모재,

5 : 선뽑기로,6,6' : 수지도포유닛,

7,7' : 자외선조사램프,8,8' : 튜브,

9,9' : 자외선조사유닛,10,10' : 반사경,

11 : 수지피복광파이버,12 : 감기기계

본 발명은 광통신에 이용되는 광전송용 글라스파이버에 관한 것으로서, 특히, 박층피복광전송용 글라스파이버(피복의 외경 : 200μm이하)에 관한 것이다. 또, 본 발명은 수지피복광파이버의 피복수지의 개량에 관한 것이다.

광전송용 글라스파이버(광글라스파이버)는, 뽑아낸 파이버의 상태에서는 기계적 특성 및 광전송특성이 나쁘기 때문에 그외주에 고분자재료등의 피복층을 입히고 있다.

상기 고분자재료로서는, 생산성의 관점으로부터 자외선경화형수지(이하 UV수지라고 칭함)가 일반적으로 사용되고 있다. 그 피복은 일반적으로 2층구조이며, 내층, 즉 안쪽층으로서는 비교적 유연한 완충층(피복외경 : 약 200μm, 영률(Young's modulus) : 약 0.1∼0.2kg/mm²)이, 외층 즉 바깥층으로서는 단단한 보호층(피복외경 : 약 250μm, 영률 30∼100kg/mm²)이 도포되어 있다.

최근, 전화망의 케이블의 광파이버케이블로의 변경을 위하여 전기통신케이블의 고밀도화가 필요하게 되었다.

복수개의 UV수지피복광파이버를 평행하게 다발로 묶고, 이 다발을 공통의 UV수지피복으로 도포하여 이루어진 테이프형상의 글라스파이버를 복수개 집합시킨 테이프슬롯형 케이블에 있어서는, 종래의 피복외경(약 250μm)을 보다 고밀도화할 수 없으므로, 피복의 박형화(최외층의 외경 : 약 200μm이하)가 개발되고 있다.

그러나, 최외층의 피복재료로서 종래의 UV수지(영률 : 30∼100kg/mm²)로 이루어진 박층피복광파이버(피복층의 외경 : 200μm이하)에서는, 그 피복층이 얇기 때문에 내측압(耐側壓)특성의 극단적인 저하가 생기고 있다.

그래서, 박층피복광파이버(피복층의 외경 : 200μm이하)에 있어서는, 내측압 특성을 향상시키기 위해서, 최외층의 UV수지의 영률을 매우 높게 함으로써, 종래의 피복광파이버(피복층의 외경 : 약 250μm)와 대략 같은 정도의 내측압 특성을 부여하고 있다.

여기에서 말하는 측압특성이란 파이버에 외압(측압)을 가한때에 파이버에 미소한 굴곡이 생겨, 그 결과 광전송손실이 증가하는 것을 의미한다. 또, 내측압특성'이란, 측압의 인가시에 광전송손실의 증가가 억제되는 것을 말한다.

최외층에 100kg/mm²이상의 매우 높은 영률을 지니는 UV수지를 도포한 박층피복광파이버(피복외경 : 200μm이하)에서는, 광전송특성이 열화되고, 또 스크리닝 파단강도가 지하된다.

그 이유는, 최외층에 이용한 UV수지가 높은 영률을 지니고 또 신장률이 매우 낮기(약 6%) 때문에,

① 피복표면상의 굵힌 자국이 쉽게 크랙되고, 최외층이 뒤틀려 글라스부에 불균일한 왜곡을 부여해서 광전송특성을 악화시키고,

① 그 크랙의 성장에 의해 스크리닝시에 파이버가 쉽게 파단되는 것으로 생각된다.

여기서, 스크리닝이란, 파이버의 전체길이에 일정한 장력을 부여함으로써, 길이방향의 최저강도를 보증하는 시험을 말한다.

또, 신장(률)이란, 인장시험에 있어서, 시험편이 파단될때까지의 원래의 길이에 대한 신장된 길이의 백분율을 말한다.

본 발명의 목적은, 우수한 측압특성, 우수한 광전송특성 및 개선된 스크리닝강도를 지닌 광전송용 글라스파이버를 제공하는데 있다.

본 발명의 상기 및 기타목적은, 광전송용 글라스파이버의 외주면상에 자외선경화형 수지로 이루어진 적어도 1층의 피복층을 지닌 광전송용 글라스파이버에 있어서, 최외층에 이용되는 수지의 영률이 100kg/mm²이상이고, 신장률이 30% 이상인 것을 특징으로 하는 광전송용 글라스파이버에 의해 달성된다.

최외층수지의 영률은 바람직하게는 130∼160kg/mm²이고, 최외층수지의 신장률은 바람직하게는 40∼60%이다.

본 발명의 파이버에 있어서, 최외층에 이용되는 자외선경화형 수지의 [신장률(%)/ 영률(kg/mm²)]의 값는 0.2이상, 바람직하게는 0.3∼0.5이다.

또, 최외층의 외경은, 200μm이하, 바람직하게는 180∼200μm이다.

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 광전송용 글라스파이버는, 기본적으로 제4도에 도시한 바와 같은 복수층구조, 바람직하게는 피복의 박층화의 관점으로부터 2층피복구조를 지닌것이다.

즉, 글라스파이버(1)는 완충층(2)과 본 발명에서 규정된 물성치를 지닌 최외층인 보호층(3)으로 피복되어, 광전송용 파이버(11)를 형성하고 있다. 이 글라스파이버(1)의 직경은 통상 124∼126μm, 완충층(2)의 두께는 통상 10∼30μm, 최외층(3)의 두께는 통상 10∼30μm이다.

최외층(3)을 구성하는 자외선경화형 수지로서는 경화후 상기와 같은 높은 영률값과 높은 신장률값을 지니는 한 제한되지 않으나, 예를들면, 에폭시아크릴레이트, 우레탄아크릴레이트 및 에스테르아크릴레이트가, 상기 높은 값의 영률 및 신장률을 비교적 쉽게 얻을 수 있으므로 바람직하다.

또, 이들 자외선경화형 수지는 단독으로(일반적으로는 올리고머의 형태)사용해도 되나, 이 수지와 함께 광개시제 및 또는 다작용기 모노머를 병용해도 된다.

완충층(2)으로서는, 상기 최외층의 자외선경화형 수지의 마찬가지의 수지이어도 되고, 또는 실리콘수지등의 비교적 유연한 피복재료를 이용해도 된다.

필요시, 상기 보호층(3) 또는 완충층(2)과 동일 또는 다른 재료의 층을 형성해도 된다.

본 발명의 광전송용 글라스파이버는, 제5도에 도시한 종래의 광파이버제조장치에 의해서 제조될 수 있다. 글라스모재(4)를 글라스파이버(1)로 뽑고, 이 글라스파이버(1)에 수지층을 도포하여 수지피복광전송용 파이버(11)를 형성한다. 상기 장치는, a) 선뽑기로(5)와, b) 2개의 수지도포유닛(6),(6')과, c) 자외선조사램프(7),(7'), 튜브(8),(8') 및 반사경(10),(10')이 장착된 2개의 자외선조사유닛(9),(9')과, d) 감기기계(12)를 구비하고 있다.

최외피층(3)은 글라스파이버(1)를 외압으로부터 보호하는 역할을 한다. 따라서, 그 최외피복층(3)의 영률이 높을 수록, 최외피복층(3)의 외압(축압)에 대한 내성이 강해지지만, 최외피복층(3)의 신장률이 낮으면 그 최외피복층은 굴곡에 대한 내성이 극히 낮아져 쉽게 파손된다.

이러한 낮은 신장특성은 피복표면의 불균일성을 초래하여 글라스에 왜곡을 부여해서 광전송특성을 열화시키고, 또, 파이버의 강도를 저하시킨다. 따라서, 최외층의 수지는 영률이 높고 또한 신장특성이 높아야만 한다.

본 발명에 있어서는, 최외피복층재료의 영률과 광전송 특성간의 관계 및 최외피복층재료의 신장률과 광전송특성간의 관계에 대해 검토를 행한 바, 피복층의 얇은 파이버(피복외경 : 200μm이하)에서는 광전송 특성 및 내측압특성이 모두 양호한 영률 및 신장률의 값이 있음을 알게 되었다.

피복층이 보다 두꺼운 파이버(피복외경 : 약 250μm)에서는 피복층이 충분히 두껍기 때문에 최외피복층의 높은 영률의 효과가 낮고, 또 높은 영률도 거의 불필요하였다. 그러나, 피복층이 얇은 파이버(피복외경 : 200μm이하)에서는, 본 발명에서 규정된 높은 영률값과 높은 신장률값이 필요하였다.

이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의해 구체적으로 설명하나, 이것으로 본 발명이 제한되는 것은 아니다.

실시예 1내지 8

제5도에 도시한 광파이버제조장치를 이용해서, 글라스모재(4)를 선뽑기로(5)에서 뽑아내어 글라스파이버(1)를 얻었다(직경 125μm). 이 글라스파이버(1)를 수지도포유닛(6),(6')을 통과시켜 이 글라스파이버(1)상에 자외선경화형 수지피복을 입힌 후, 자외선조사유닛(9),(9')에 의해 상기 자외선경화형 수지피복을 경화시켜서 제4도에 도시한 박층피복광파이버, 즉 수지피복광파이버(11)를 형성하였다.

실시예 1∼6에 있어서, 내층(완충층)(2)으로서는, 실온에서의 영률이 0.10kg/mm²인 자외선경화형 우레탄아크릴레이트수지를 이용하고, 그 내층(2)의 외경을 150μm로 하였다.

또, 외층(보호층)(3)으로서는, 하기 표에 표시한 바와 같이 영률 및 신장률 특성이 다른 각종 자외선경화형우레탄아크릴레이트수지를 이용하고, 그 외층의 외경을 180μm로 하였다.

각 파이버의 측압특성 및 광전송특성을 조사하고, 그 결과를 하기표에 나타내었다.

[표]

주 :^*1) 평판측압시험 : 하중 50kg 일때의 광전송손실증가 Δx(1.55μm)로표시.

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또, 피복층이 두꺼운 종래의 광파이버(피복외경 : 250μm ; 실시예 7 및 8)에 대한 결과도 하기 표에 나타내었다.

제1도는 상기표에 표시한 실시예 '∼6의 피복광파이버의 영률과 측압특성간의 관계를 도시한 것이다.

제2도는 그 신장특성과 광전송특성간의 관계를 도시한 것이다.

상기 결과로부터, 최외층의 수지의 영률을 100kg/mm²이상으로 하면, 피복층이 얇은 본 발명의 파이버에서도 종래의 피복층이 두꺼운 파이버와 거의 마찬가지의 측압특성을 얻을 수 있음은 명백하다.

또, 최외층의 수지의 신장률을 30%이상으로 하면, 피복층이 얇은 본 발명의 파이버에서도 종래의 피복층이 두꺼운 파이버와 거의 마찬가지의 광전송특성 및 파이버강도를 얻을 수 있음은 명백하다.

제3도는 최외층수지의 [신장률(%)÷영률(kg/mm²)]의 값과 광전송특성간의 관계를 도시한 것이다.

이 결과로부터, 최외층수지의 [신장률(%)÷영률(kg/mm²)]의 값을 0.2이상으로 하면, 피복층이 얇은 파이버에서도 피복층이 두꺼운 파이버와 거의 마찬가지의 광전송특성 및 파이버강도를 얻을 수 있음은 명백하다.

이상의 설명에서는, 본 발명의 파이버가 1층의 내층과 1층의 외층을 지닌 구조에 대해서 설명하였으나, 본 발명의 파이버는 적어도 1층의 자외선경화형수지의 피복층을 지녀도 된다. 예를 들면, 본 발명의 파이버는, 1층의 피복층 또는 적어도 3층의 피복층을 지녀도 된다. 또, 최외피복층은 상기 규정된 범위의 영률 및 신장률을 지녀야만 한다.

본 발명은, 광전송 특성 및 파이버강도가 양호하고 또 광케이블의 고밀도화에 매우 유용한 얇은 피복층을 지닌 광파이버(피복층의 외경 : 200μm이하)를 제공하는 것이 가능한다.

Claims (3)

1. 광전송용 글라스파이버의 외주면상에 자외선경화형 수지로 이루어진 적어도 1층의 피복층을 지닌 광전송용 글라스파이버에 있어서, 최외층에 이용되는 자외선경화형수지의 영률이 100kg/mm²이상이고, 신장률이 30%이상인 것을 특징으로 하는 광전송용 글라스파이버.
2. 제1항에 있어서, 상기 최외층에 이용되는 자외선경화형수지의 신장률(%)/ 영률(kg/mm²)의 값이 0.2이상인 것을 특징으로 하는 광전송용 글라스파이버.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 최외층의 외경이 200μm이하인 것을 특징으로 하는 광전송용 글라스파이버.