KR0171887B1 - 광 전송 매체 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광 전송 매체

제1도는 광 파이버 제조 공정의 일부의 전체적 사시도.

제2도는 파이버에 적용된 피복 시스템을 포함하여, 주 피복 재료 및 보조 피복 재료등 두 피복 재료층을 갖는 광 파이버의 단부도.

제3도는 전형적 피복 재료 대 온도의 모듈러스의 일반로그표.

제4도는 종래 기술 피복 재료와 함께 제2도의 피복 광 파이버의 피복 시스템의 주 피복 재료의 온도 대 모듈러스의 로그표.

제5도는 몇몇 피복 시스템에 대한 온도 대 추가 손실을 도시한 도표.

제6도는 본 발명의 피복 재료와 종래 기술의 피복 재료의 원래 위치의 모듈러스 대 조사 비율을 도시한 도표.

제7도는 실온, -40℃ 및 시간 경과후 -40℃에서 본 발명의 피복된 광 파이버와 종래 기술 피복 파이버의 추가 손실을 도시하는 인장 권취 손실 성능의 막대 챠트도.

제8도는 125℃에서 이중 피복 광 파이버의 주 피복 재료의 모듈러스상의 경시 효과를 도시하는 그래프.

제9도는 95℃ 및 95% 상대 습도에서 경시 처리된 이중 피복 광 파이버의 주 모듈러스 상의 경시 효과를 도시하는 그래프.

제10도는 본 발명의 보조 피복 재료에 대한 모듈러스 대 온도의 로그표.

제11도는 복수개의 일정 처짐 곡선에 대한 코어 처짐 대 보조 모듈러스와 복수개의 일정 부하 곡선에 대한 코어 처짐 대 보조 모듈러스를 도시한 그래프.

제12도는 피복 광 파이버로부터 피복 시스템을 벗겨내는데 필요한 힘을 측정하는 장치의 개략도.

제13a도 내지 제13c도는 본 발명의 광 파이버와, 종래 기술의 피복 재료를 벗겨내는 힘 및 박리 공정을 도시하는 도면.

제14도는 95℃ 및 95% 상대 습도에서 경시 처리된 이중 피복 광 파이버의 기계적 및 박리력상의 경시 효과를 도시하는 그래프.

제15도는 125℃에서 경시 처리된 이중 피복 파이버에 대한 기계적 박리력상의 경시 효과를 도시하는 그래프.

제16도는 몇 개가 피복 시스템과 기계적 박리력을 도시한 막대 챠트.

제17도는 시간 대 박리력 그래프.

제18도는 조사량 요소 대 박리력 그래프.

제19도는 이중 피복 광 파이버상에 도포된 피복-대-유리 접착제의 견인 시험의 개략도.

제20도는 조사량 대 견인력 그래프.

제21도는 시간 대 견인력 그래프.

제22도는 23℃ 95% 상대 습도에서 경시 처리된 이중 피복 파이버의 견인력상의 경시 효과를 도시한 그래프.

제23도는 95℃ 95% 상대 습도에서 경시 처리된 이중 피복 파이버의 견인력 상의 경시 효과를 도시한 그래프.

제24도는 94℃ 온수에 침지한 날 수 대 피복 파이버의 안정 피로 성능을 도시한 그래프.

제25도는 여러 가지 피복 시스템의 흡수율의 막대 챠트.

제26도는 본 발명의 피복 광 파이버와 종래 기술의 피복 광 파이버의 절단력을 비교한 막대챠트.

제27도는 증가된 손실 대 부하의 그래프.

제28도는 본 발명의 피복 광 파이버의 피복 재료의 처짐을 도시한 그래프.

제29도는 본 발명의 광 파이버 케이블의 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 광 파이버 22 : 예비 성형체

23 : 로 26 : 동심도 게이지

27 : 자외선 광 장치 28 : 외경 측정 장치

29 : 캡스턴 31 : 피복 시스템

본 발명은 피복된 광 파이버에 관한 것이다.

광 파이버의 표면은 마찰에 의한 손상을 받기가 매우 쉽기 때문에 광 파이버를 인발한 후에는 어느 면과도 접촉하기 전에 피복시킬 필요가 있게 된다. 피복 재료를 적용하는 것은 가능한 한 유리면을 손상시켜서는 안되며 피복 재료는 액체 상태 및 경화된 상태로 적용된다.

피복 재료로 인해 상당한 영향을 받는 광 파이버의 성능은 강도, 마이크로 벤딩 전동 손실 저항, 박리성 및 내마모성이 있다. 광 파이버는 케이블내의 삽입중에 발생되는 기계적 응력을 받을때나 혹은 케이블화된 파이버가 변온 환경 또는 기계적 취급에 노출될 때 쉽게 굽혀진다. 파이버상에 분포된 응력이, 보통 미크론에서 센티미터 범위의 주기 성분만큼 파이버축의 굽힘 변경을 일으키면 파이버 코어내에서 전파되는 광이 그를 빠져나가게 된다. 그 손실, 즉 마이크로 벤딩 손실은 매우 클 수도 있다. 따라서, 파이버는 마이크로 벤딩(이하 미세굽힘이라 함)을 일으키는 응력으로부터 차단되어야 한다. 파이버 피복의 성능은 이런 차단을 제공하는데 중요한 역할을 한다.

이런 문제를 극복하기 위해 두가지 피복 시스템이 사용되고 있다. 즉 1000 내지 500,000psi의 범위에 걸친 비교적 높은 전단 모듈러스를 가진 단일 피복은 고 파이버 강도를 요구하는 분야 혹은 미세 굽힘에 대한 파이버 민감성이 중요한 문제가 되지 않는 버퍼 튜브를 채용하는 케이블에 사용되어 왔다.

이중 피복된 광 파이버는 보통 설계 융통성 및 성능 개선을 얻기 위해 케이블에 사용된다. 보통, 내부 혹은비교적 모듈러스가 낮은 재료인 것을 특징으로 하는 주피복층으로 구성되는 피복 시스템을 포함하는 이중 피복 광 파이버에 사용된다. 주피복의 모듈러스는 측부 외력에 의해 유리에 전달되는 응력을 감소시켜 유리의 미세 굽힘을 감소시키기에 적당해야 한다. 주 피복 재료로는 50 내지 200psi 범위의 탄성의 평형 모듈러스를 갖는 것을 특징으로 한다. 평형 모듈러스는 크로스링크 재료가 수명에 도달하거나 고온에 도달하는 최종 모듈러스로서 정해진다. 이 모듈러스는 주피복이 그 주목적, 즉 파이버에 가해진 응력의 감쇠 및 균일 분포를 성취하도록 선택된다. 이 감쇠 및 분포로 인해, 마이크로 벤딩으로 인한 손실이 훨씬 감소된다. 엘.엘. 블라이어 2세 및 씨.제이.알로이시오의 1985년판 ACS 심포지움 일련 번호 285호 응용 폴리머 과학 제907 내지 930페이지를 참고하면, 마이크로 벤딩의 설명 및 구분이 되어 있다. 주피복 자체는 적용이나 사용중에 과도한 응력을 받지 않아야 한다. 이런 재료는 광 파이버의 유효 수명중 케이블링, 장착 또는 환경적 변화에 관련한 마이크로 벤딩 손실을 줄인다. 사용 희망 지역에서의 온도 조건을 만족하도록, 저 모듈러스 코팅 재료는 약 -50℃ 내지 85℃의 범위에서 유효한 것이 좋다.

보통, 주피복 재료는 화학선 방사에 노출될때 광 파이버에 접착하는 층이 만들어져야 한다. 즉, 파이버로부터의 박리력은 적어도 500, 적합하게는 100그램이 필요하다. 그러나, 이 값은 제거를 쉽게 하고 끈끈한 잔류물을 회복하기 위해 3200 그램 미만이어야 한다.

외부 또는 보조 피복층은 보통 비교적 고 모듈러스 재료로 구성되며 주층상에 입혀진다. 외부 피복층은 보통 피복된 파이버에 대해 마모 저항 및 저마찰을 제공하도록 고 모듈러스 재료로 이루어진다. 이중 피복 재료는 광 파이버를 굽힘 모멘트로부터 차단시키기 위해 보조층에 의해 부여된 힘을 분배하고 주층에 의해 광 파이버를 완충시키는 역할을 한다.

접착성 및 적절한 모듈러스 특성은 적절한 파이버를 만들기 위해 필요하다. 그러나, 제조 용이성을 위해서는 주피복 재료가 비교적 낮은 조사량의 넓은 범위에 걸쳐 적당한 동등 모듈러스 수준으로 경화되는 것이 좋다. 조사량은 피복 시스템에 가해지는 방사 에너지의 순간적 방사량 또는 그 질로서 정해진다. 예를 들어 노광원, 즉 자외선(UV) 발광 램프등이 파이버 인발 및 피복 장치상에 배치될 수 있게 하는 물리량은 제한된다. 이런 제한은 또, 경화에 적당한 노광량을 제한하며 저 노광량에서 경화되는 재료를 사용할 필요가 있게 된다. 또, 경화를 위해 사용한 방사원의 강도는 가변되지 않는 것이 보통이므로 인발 속도 변화는 노광량의 부수적 변화를 낳는다. 방사원의 노후 및/또는 그 외면상의 재료 부착은 노광량 변화를 부채질한다. 따라서, 항상 허용가능한 파이버를 생산하기 위해서는 주피복이 저 노광량의 넓은 범위에 걸쳐 동등 모듈러스의 특정 범위내로 경화되어야 한다. 경화 노광량으로 인해 모듈러스가 강하게 변화되는 피복은 모듈러스 범위 및 파이버 성능면에서 변화폭이 커진다.

피복 재료는 적당한 성능 특성을 성취하기 위해 소정의 성질을 갖고 있어야 한다. 강도를 제공하는 성질은 광 파이버의 전동 손실 성능이 부가되지 않으면서 피복된 광 파이버를 특정지워야 한다. 또, 피복 시스템은 큰 힘이나 끈끈한 잔류물없이 하부 유리로부터 벗겨낼 수 있어야 하고 또 벗겨진 파이버가 시장에서 입수가능한 몇가지 배치에 의해 쉽게 접속될 수 있어야 한다. 또, 주피복 재료는 클래딩보다 높은 적당한 내화 지수를 가져야 한다. 주 및 보조 피복 재료는 모두 주피복 재료와 유리간의 계면에서 습분이 축적되는 것을 방지하고 재료내의 함수 영역으로의 위상 분리를 시키도록 가능한한 통수성이 있어야 한다. 주피복 재료는 케이블내의 전동손실을 방지하기 위해 저온으로 유지된 적당한 마이크로 벤드 저항을 가져야 한다. 보조 피복 재료는 적당한 마이크로 벤드 저항, 마찰 및 절단 저항을 가져야 하며 제거용의 비교적 낮은 박리력을 요하는 것이어야 한다. 물론, 코팅 시스템의 경화 속도는 허용가능 범위내에서 일정한 제품을 생산하기 위해 광 파이버 제조에 매우 중요하다. 코팅 모듈러스가 특정 범위값일 경우 가장 낮은 UV 사용량은 그 경화 속도로 생각된다.

상술한 모든 성질은 알려진 바와 같이, 또 파이버 성능은 오늘날 사용중 피복 시스템에 의해 역으로 실시된다. 이제까지 못하던 것은 피복 재료가 적절하지만 불필요하게 큰 한 세트의 성분을 동시에 특징으로 하도록 피복 재료의 여러 가지 성능의 관계를 결정하는 것이었다.

종래 기술의 피복 재료에 있어서, 시간에 따른 성질 변화는 필요이상의 것이었다. 케이블은 파이버 인발시 피복 성능에 따라 설계된다. 이런 성능이 시간에 따라 변화되면 선택된 케이블 디자인은 부적절해지고 문제를 야기한다. 이리하여 노후에 따른 변화를 배제하는 것이 중요하다. 다시 말해서 이런 요구는 온도 및 습도 범위에 걸쳐 특정 조성에 의해 맞추어야 한다. 종래 기술의 피복 시스템은 시간 경과 및 이들 조건 범위에 걸쳐 안정성을 갖지 못한다. 예를 들어, 고온 다습 조건에서는 노후되지 않는다. 이런 조건에서, 상업적으로 수득가능한 종래 기수의 피복 재료의 성질은 변화된다. 다시말해 이런 조건하에서 종래 기술의 피복 재료는 화학적 불안정성을 띠게 된다. 또, 접착 및 유리 전이 온도는 시간이 감에 따라 변화되면 황화 현상이 일어나고 피복 재료는 흡습에 의해 함수 영역의 분리로 인해 불투명해진다.

또, 종래 기술의 피복 재료는 비교적 낮은 조사량에서 불완전하게 경화된다. 비용 절감에 있어서, 재료의 보다 신속한 경화를 촉진하기 위해 보다 반응성 높은 성분을 포함하는 피복 재료를 제공한다는 것은 장애 요소가 된다. 또, 제조에 있어서 피복 재료는 비반응 재료량이 최소로 되도록 거의가 경화되게 하는 것이 좋다. 비반응 재료는 노후됨에 따라 확산되고 예를 들어 끈끈한 면이 되는 면의 질같은 특성의 변화를 야기한다. 종래 기술에 있어서 요구되며 또한 수득불가능했던 것은 소정 성능 특성을 제공하도록 피복 시스템을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 성질을 포함하는 피복된 광 파이버를 포함하는 광 파이버 케이블이었다. 이들 특성에는 저손실, 적정 강도, 적정 박리능 및 적점 절단 저항이 포함된다. 또, 모듈러스 스펙트럼과 예를 들어 연신율 및 접착성과 함께 적정 특성을 제공하는 유리 전이 온도가 필요하다. 이들 성질중 일부는 특정 소정 성능 특성을 성취하도록 점차 성취되어 왔지만 기술은 성질 모두를 달성하는 방법에 대해 인식하기에 만족할 해결책을 제시하지도 못했었다. 특기할 것은 그 시스템이 소정 성능 특성을 만족하는 경우에 광 파이버의 피복 시스템의 특정 조성에 의해 맞추어져야 하는 성질 해결책을 제공해야 한다는 것이다.

피복 광 파이버는 코어 및 피복을 포함하는 광 파이버로 구성된다. 광 파이버는 주피복 재료 내부층을 포함하는 피복 시스템내에 둘러싸여진다. 주피복 재료 주위에는 보조 피복 재료 외부층이 둘러싸고 있다. 성질 해결책은 주 및 보조 피복 재료를 성능 요구에 맞추는 것이다.

주피복 재료는 소정 온도 범위에 걸쳐 마이크로 벤딩에 의해 적당한 내성을 제공하는 모듈러스 스펙트럼 및 유리 전이 온도를 갖는 것을 특징으로 한다. 또, 주피복 재료는 광 파이버 및 주 피복 재료간의 계면에서 거의 균질하고 연속적이며 박리안되는 이질 재료로 된 접착제가 제공된 것을 특징으로 한다. 또, 접착제는 적당히, 그리고 피복 시스템이 광 파이버로부터 제거될 때 광 파이버상에 끈끈한 잔류물을 남기지 않을 두께로 하는 것이 좋다. 보조 피복 재료는 충분히 낮은 유리 전이 온도를 가져서 광 파이버로부터 피복 시스템이 박리되는 것을 방해하고 마이크로 벤딩에 대한 적절한 내성을 제공한다. 피복 시스템의 피복 재료는 비교적 다습하고 비교적 긴 경년 조건에 노출됨에도 불구하고 유지된다.

적합한 실시예에서, 주피복의 모듈러스는 70 내지 150psi 범위이며 유리 전이 온도는 약 40℃의 값을 초과하지 않는다. 또, 보조 피복 재료의 유리 전이 온도는 제2피복 재료가 소정 작동 온도 범위에 걸쳐 절단 및 마모에 대한 내성을 제공하게 하지만, 약 60℃를 초과하지 않는다. 약 60℃를 넘으면 주 및 보조 피복 재료간의 팽창 계수차에 의해 발생된 외향 반경력은 예를 들어 박리등의 문제를 야기한다. 또, 보조 피복 재료는 이를 시간이 감에 따라 이완되고 비교적 연하게 되도록 하는 충분히 낮은 유리 전이 온도를 갖는다는 것이 특징이다.

제1도를 참조하면, 예비 성형체(22)로부터 광 파이버(21)를 인발한 후 광 파이버를 피복하는데 사용되는 장치(20)가 도시되어 있다. 제1도에 도시한 바와 같이, 인발 시스템은 로(23)를 포함하며, 이 로내에서 예비 성형체(22)가 광 파이버 크기로 인발되고 그 후 광 파이버(21)는 가열 구역으로부터 견인된다. 광 파이버(21)의 직경은 장치(24)에 의해 측정된다. 광 파이버(21)의 직경이 측정된 후, 보호 피복 시스템은 장치(25)에 의해 적용되어 피복 광 파이버(30)를 제공한다. 이때, 피복된 광 파이버(30)가 동심도 게이지(26), 피복 재료를 경화시키는 자외선광(UV) 장치(27) 및 피복된 파이버의 외경을 측정하는 장치(28)를 통과한 후, 캡스턴(29)을 통해 이동하고 스풀에 감긴다.

예비 성형체로부터 인발된 후 광 파이버에 적용된 피복 시스템(31)(제2도)은 방사 경화 폴리머 재료의 두 층을 포함한다. 내부층(32)은 주피복 재료라 하고 외부층(34)은 보조 피복 재료라 한다. 보통, 주 및 보조 피복층은 각각 약 30㎛의 두께를 갖는다.

피복 광 파이버(30)는 소정 성능 특성(제2도)에 맞아야 한다. 예를 들어, 광 파이버는 전동 특성이 양호해야 한다. 이는 취급에 대한 보호를 유지해야 하고 다른 피복 광 파이버에 연결될 수 있어야 하고 또 검사할 수 있어야 한다.

특히, 주피복 재료와 유리 파이버의 계면 박리를 방지할만한 적당한 강도를 가져야 하고, 피복 시스템이 끈끈한 잔류물을 광 표면상에 남기지 않고 광 파이버로부터 박리될 수 있어야 한다. 한편, 보조 피복 재료의 표면은 태킹이 파이버 인접 굴곡부 사이에서 발생하지 않아서 떨림을 수반하여 처리 스풀로부터 풀려나온다. 또, 보조 피복 외면은 다중 파이버 유니트 확인에 사용된 버퍼링 및/혹은 착색제가 되는 비교적 두꺼운 사출 외피의 적용가 견줄만해야 한다.

또, 주피복 재료는 마이크로 벤딩에 대한 적당한 내성과 저온에서의 신장 및 적당한 기계적 강도를 가져야 한다. 제2피복 재료는 또 마이크로 벤딩, 적절한 마모 및 절단 저항을 가져야 하며, 파이버로부터 피복 시스템을 제거하는데 필요한 힘이 너무 높지 않도록 해야 한다.

피복 재료는 마이크로 벤딩 기구에 의해 파이버 손실에 영향을 준다. 피복 재료는 유리 파이버를 외부 벤딩력으로부터 완충해 주고 피복 재료가 없으면 유리는 취급할 수가 없다. 온도가 강하되면, 피복 재료는 굳어져서 마이크로 벤딩 손실 가능성이 증가한다. 보조 피복 재료는 취급 목적으로 강해야하며 외부 손상에 대해 저항해야 한다. 주 및 보조 피복 재료의 성질은 성능 및 합성 피복 시스템을 특징지우는 특징에 대해 상호 관련을 가져야 한다.

상술한 소정 특성에 맞추기 위해, 성질 해결책은 피복 광 파이버(30)의 피복 시스템(31)을 가진 것을 특징으로 한다. 본 발명의 이전에는 성질 변화가 어떻게 달성되어 피복 광 파이버가 소정 성능 특성을 모두 갖게할 수 있는지 알려지지 못했다(제2도). 피복 시스템에 있어서, 전동에는 추가 손실이 개입되지 않아야 한다. 이는 광 파이버를 보호하는 적절한 강도 특성을 가져야 한다. 또, 피복 시스템은 파이버가 다른 파이버 또는 장치에 연결될 수 있도록 광 파이버로부터 용이하게 제거된다. 또, 보조 피복 재료의 절단 저항성은 피복 광 파이버를 검사하고 완충 및 케이블링 작동에 취급돌 수 있어야 한다.

적합하게, 본 발명의 피복 시스템은 상술한 성능 목표를 달성한다. 유리 계면에 대한 주피복의 성능 특성은 적당한 접착성 및 습분 민감성으로 달성되며, 보조 피복의 표면의 성능 특성은 표면 마찰 및 그 표면 딱딱함은 물론 주피복 재료의 습분 민감성 및 소멸성에 의해서도 제어된다.

상기 성능 표준 모두를 만족시키는 피복 시스템을 갖는 피복 광 파이버를 제공하기 위해, 성능 표준이 만족하게 되도록 하는 성능의 상호 관계를 결정하는 것이 중요해진다. 특정 성능은 모두 만족되도록 조정된다.

주피복 재료는 그 성능이 모듈러스 스펙트럼 및 유리 전이 온도간의 협동에 의해 성취된다. 폴리머 재료의 모듈러스는 시간과 온도에 종속된다. 제3도는 온도 함수로서 폴리머 재료의 모듈러스의 일반적 성능을 곡선(40)으로 표시하였다. 폴리머는 곡선(42) 구역에 있을때는 투명한 상태이며 이때 모듈러스는 높고 거의 일정하다. 곡선의 변곡점은 유리 전이 온도 Tg의 변수를 표시한다. 재료의 유리 전이 온도 Tg는 예를 들어 응력/변형율 측정에 의해 순간적으로 결정된 온도이며, 이 온도에서 재료의 모듈러스는 재료가 유리 상태인 저온에서 일어나는 비교적 높은 값에서부터 고온 영역에서 재료의 탄성 상태가 전이되는 낮은 값까지 변동된다. 제3도에서, Tg는 전이 영역(44)에서 유리 영역(42)과 비교적 모듈러스가 낮고 일정하며 폴리머 탄성 영역인 영역(46)을 분리한다. 전이가 일어나는 비교적 낮고 거의 일정한 모듈러스는 평형 모듈러스라 한다.

보조 피복의 마이크로 벤드 저항성은 물론 마모 및 절단 저항은 그 모듈러스 스펙트럼 및 유리 전이 온도에 의해 성취된다. 보조 피복의 마모 및 절단 저항 그리고 박리력은 모듈러스, 유리 전이 온도 및 연신율 등의 성질을 통해 성취된다.

본 발명의 피복 시스템(31)은 바람직하지 못한 양의 추가 손실을 광 파이버에 주지 않는다. 이는 추가 손실의 개입을 회피할 모듈러스 범위를 갖는 주 및 보조 피복 재료를 제공함으로써 성취하였다. 주피복 재료에 있어서, 70 내지 200psi 범위의 평형 모듈러스가 허용되며, 약 70 내지 150psi 범위가 적당하다. 주피복 재료의 평형 모듈러스가 너무 높으면 단일 모드 파이버에 허용 불가능한 추가 손실이 실온에서 응력 조건하에 나타나기 시작한다. 한편, 주피복 재료의 평형 모듈러스가 너무 높으면 주피복 내측의 파이버 버클링과 광 파이버로부터의 피복 시스템의 박리가 발생하게 된다.

본 발명의 피복 광 파이버(30)의 피복 시스템(31)의 주피복 재료의 온도 대 모듈러스의 로그표를 제4도에 곡선(48)로 나타내었다. 종래 기술의 주 피복 재료의 대응 곡선은 부호(49)로 표시하였다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 이 피복 파이버의 주피복 재료의 유리 전이 온도는 곡선(47)에 의해 나타나는 다른 종래 기술의 피복 재료와 거의 동등하며 곡선(49)에 의해 표시한 종래 기술보다 훨씬 작다. 적합한 실시예에서, 주피복 재료의 유리 전이 온도는 약 40℃의 값을 초과하지 않는다. 주피복 재료(32)에 적당한 재료는 1987년 8월 28일자 출원되고 엠.지.찬-제이.알.페디셔 1-1이 고안한 계류중인 미합중국 출원 제091,151호에 기술되어 있다.

제5도를 참조하면, 여러 가지 피복 시스템 각각에 단단히 감긴 파이버의 추가 손실 대 온도의 그래프가 도시되어 있다. 도면에서, 본 발명의 피복 재료 및 종래 기술 피복 재료는 각각 예를 들어 선(실선 또는 파선) 형태로 구분하여 표시하였다. 이는 본 발명의 피복 파이버 시스템의 피복 재료 및 상업적 수득가능한 피복 재료에 상당하며 A부터 D까지 표시하였다. 제5도에 표시된 곡선(51)은 종래 기술 이중 피복 시스템이 제공된 광 파이버의 성능을 표시한다. 본 발명의 피복 시스템은 비교적 낮은 온도에서 보다 적은 추가 손실을 표시하는 곡선(52)으로 표시한 선행 피복 시스템과 함께 곡선(53,54)으로 표시하였다. 도면에 사용된 시스템에 따라, 제4도의 곡선(47)은 제5도의 곡선(52)과 같은 재료를 표시한다.

이점에서, 중요한 것은 비교적 낮은 조사량에서 주피복 재료를 거의 경화시킬 수 있다는 점이다. 본 발명의 주피복 재료의 이런 능력은 도시한 바와 같이, 원래 모듈러스, 즉 조사량 인자등의 변수에 대해 표시된 광 파이버상에 측정된 모듈러스를 도시하는 제6도에 확실히 도시하였다. 조사량 인자는 UV 경화 램프 및 선속도 같은 경화 램프의 수의 지수로서 형성된다. 이렇게, 이는 광 파이버 피복 시스템이 노출되는 방사 에너지의 조사량의 상대적 비율이다. 피복 시스템(31)의 주피복 재료의 모듈러스는 거의 일정하며 약 0.1 내지 약 2의 값의 비교적 낮은 조사량 인자로부터 연장된다. 본 발명에 따른 예가 제6도의 곡선(60)으로 표시하였다. 본 발명의 피복 시스템은 조사량 인자의 비교적 넓은 범위에 걸쳐 완전히 경화되며 곡선(62)에 의해 표시한 종래 기술의 피복 재료는 원래 모듈러스가 급격히 변화되는 것으로 도시한 바와 같이, 같은 조사량 인자 영역에 걸치는 것으로 도시되었다. 이는 제품을 제조시에 주피복에 큰 변화를 준다.

제7도는 피복 광 파이버를 저인장력하에서 헐겁게 감고 그후 바구니식 직조 패턴으로 고 장력으로 감은 후 재측정한 시험 결과를 도시한다. 바구니 직조 패턴은 각 감지 회전마다 여러개의 파이버 교차점이 있게 된다. 본 발명의 피복 광 파이버는 제7도의 좌측상의 막대(63,64,65)로 표시하고 종래 기술의 피복 시스템은 중앙 및 우측에 각각 막대(67,68,69) 및 막대(71,72,73)로 표시하였다. 예측은 고손실에 대하여 기대를 하였다. 그러나, 도시한 바와 같이, -40℃의 마이크로 벤딩에 의해 주 피복 재료가 보다 유연해지기 때문에 추가 손실이 적었다. 종래의 피복에서, 실온 및 -40℃에서 허용가능한 추가 손실이 있었다(막대 67,68). 그러나, 88℃에서 5일간 경과한 후, 피복이 -40℃에 처해지면, 손실은 급증한다(막대 69). 다른 종래 기술 피복 재료에서, 허용 불가능한 손실은 5일간 경시 처리한 후뿐 아니라 경시 처리하기 전에 -40℃에서도 일어난다(막대 73,72).

실제로, 경화된 광 파이버의 종래 기술 피복 재료는 경시 처리 공정에 의해 화학적으로 변화된다. 보통 많은 폴리머 재료가 비교적 고온 및 비교적 고습도 경시 처리에 대해 안정적이지 못하다. 결국, 이는 깨지게 되고 모듈러스 성질은 제4도에 도시한 바와 같은 다르게 되어 있다. 또 한편, 본 발명의 피복 광 파이버의 피복 재료의 성질은 경시 처리에 의해 상당히 변경되지 않으며 모듈러스 성질은 시간에 대해 안정적이다. 본 발명에 따라 제조된 피복 광 파이버는 주피복의 원래 모듈러스상의 경시 효과가 감소됨을 도시하였다.

제8도를 참조하면, 이중 피복 광 파이버(30)의 주피복 재료의 모듈러스상에의 125℃의 고온 건조 환경에서의 경시 처리 효과가 도시되어 있다. 다른 종래 기술 재료는 노후된다. 마이크로 벤딩 감도는 모듈러스가 증가함에 따라 증가한다. 바람직한 것은 시간에 대해 안정된 비교적 낮은 모듈러스이다. 한편, 제8도에서 알 수 있는 바와 같이, 다른 상업적 수득가능한 종래 기술 피복은 곡선(75,76)으로 도시하였으며, 경시 처리중 상당한 모듈러스 성질 변화를 나타낸다.

제9도는 고온 다습 경시 시험에서 이중 피복 파이버(30)의 주피복 재료(32)의 원래 모듈러스를 표시한다. 15일정도 경과한 후, 종래 기술의 피복 재료는 모듈러스가 래디칼 강하되었다(곡선 78,79 참조). 곡선(77)으로 나타낸 대표적 주피복 재료(32)의 모듈러스는 경시 시험 초기에 약간 증가된다. 한편, 종래 기술 피복을 포함하는 광 파이버에 있어서, 강하율은 50%였다. 주 모듈러스 수준은 약 70 내지 150psi 범위가 바람직하고 또 이를 유지해야 한다.

보조 피복 재료에 관해, 마이크로 벤드 성능은 그 모듈러스 및 Tg에 대해 살펴야 한다. 제10도에는 보조 피복 재료(34)의 온도 대 모듈러스의 로그표가 표시되어 있고, 도면 부호 80으로 표시되어 있다. 곡선(81)은 종래 기술 피복 재료와 관련된다. 피복 광 파이버(30)의 보조 피복 재료(34)에 있어, 유리 전이 온도는 약 20 내지 60℃의 범위에 있다. 적합하게는 40℃이다. 유리 전이 온도가 20℃ 이하이면 광 파이버의 강도는 너무 낮아 보조 재료가 너무 연해져서 가공 조건에서 취급할 수 없게 된다. 보조 피복 재료의 유리 전이 온도가 너무 높으면 광 파이버로부터 피복 시스템이 박리되고, 즉 주피복 재료가 유리로부터 일어서려는 경향이 증가하게 된다. 이는 주피복 재료의 팽창 및 수축 계수가 보조 피복 재료보다 크기 때문에 일어난다. 결국, 보조 피복 재료의 수축은 보조 피복 재료의 Tg 이하로 보조 피복의 강도 증가하기 때문에(제10도) 주피복 재료의 수축율을 견딜 수 없다. 이는 주피복 재료를 긴장시켜 유리로부터 뜯어내게 된다. 유리 전이 온도가 낮은 보조 피복 재료를 사용하면 이 효과는 최소화된다. 보조 피복 재료(34)로 적당한 재료는 상품 구분 950-103으로서 드플레인 I₁₁의 드소또 인코포레이티드에서 상업적으로 얻을 수 있는 것이다.

마이크로 벤딩이라는 면에서, 부드러운 보조 피복 재료를 갖는 것이 유리하다. 이는 종래 기술에서처럼 비교적 연한 주피복 재료 및 비교적 강한 보조 피복 재료에서는 기대하지 못하던 결과이다. 종래 기술의 이런 접근은 일정한 응력 조건에서 필요했다(제11도).

제11도는 주피복 모듈러스를 증가시키기 위해 일정 적용부하 곡선(84-84)을 가지고, 곡선이 계산되고, 파이버 코어의 변위는 보조 피복 재료 모듈러스가 감소됨에 따라 증가한다. 미크론 내지 센티미터 간격의 범위를 갖는 부하가 주기적으로 적용되면, 코어 변위가 커질수록 마이크로 벤딩 손실이 커진다. 다시 말해서, 손실과 코어 변위는 상관 관계가 있다. 사용중에, 보조 피복 재료가 이완되고 그 모듈러스가 시간 및/또는 온도에 따라 감소되면 마이크로 벤딩에 의한 추가 손실은 보조 피복 재료의 연화도 혹은 낙하함에 따라 증가한다. 도시한 바와 같이, 보조 피복 재료 모듈러스가 감소하면 추가 손실은 시간이 감에 따라 감소된다. 이런 발견은 케이블과 인장 권취를 맞추게 하여 그결과 마이크로 벤딩으로 인한 추가 손실은 시간 및 온도 증가에 따라 감소된다. 종래 기술에서, 85℃ 이상의 Tg 및 100 내지 120℃ 범위에서도 행하였었다. 보조 피복 재료가 이렇게 되면 이는 너무 느리게 이완되어 코어가 비처짐 상태로 복귀되지 않고 처짐 상태로 남게 되어 과도한 추가 손실이 있게 된다.

따라서, 놀랍게도 낮은 Tg 보조 피복이 마이크로 벤딩 저항에 만족한다. 본 발명의 보조 피복 재료의 Tg는 낮은 범위로 저하된다. 사실, Tg가 너무 높고 작동 온도 범위 이외이면 보조 피복 재료는 바람직하지 못한 추가 손실을 피하도록 충분히 이완되지 못하게 되다. 보조 피복 재료는 최대로 하는 것보다 적절히 할 필요가 있다. 보조 피복의 높은 Tg가 요구되는 강도, 박리능 및 절단 내성간에는 평형이 이루어져야 하며, 낮은 Tg에는 낮은 손실이 요구되고 중간 범위의 Tg는 박리를 피하게 된다. Tg가 너무 낮으면 표면 마찰이 심해지고 절단 내성이 낮아지고 박리력이 높아지는 문제가 있다. 한편, Tg가 너무 높으면 박리력과 손실이 높아진다.

광 파이버 성능에 관해 피복 파이버의 다른 중요한 특성을 오해하고 관련없는 것으로 이해되어 오던 다른 잇점은 기계적 박리능이었던 것이다. 광 파이버로부터 피복 시스템을 용이하게 제거하는 방법인 박리능은 제12도에 도시한 장치(90)에 의해 결정된다. 여기서, 칼날(91-91)은 보조 피복 재료를 통해 주피복 재료까지 절단한다. 피복 시스템은 그 제거를 위한 비교적 낮은 박리력을 요하는 것이 좋다. 이것이 너무 높으면 파이버는 파손되거나 광 파이버 클래딩이 깍인다.

산업상으로는 이런 성질이 피복 시스템의 유리에 대한 접착력에 영향을 준다고 생각하고 있다. 이런 생각과는 대조적으로, 광 파이버로부터 피복 시스템을 제거하는데 필요한 힘은 보조 피복 재료의 연신율 및 유리 전이 온도의 함수이다. 연신율은 파손전에 보조 피복 재료에의 응력 입력을 평균한 것이다.

바람직한 연신율은 40% 미만이며, 적합하게는 약 30%이다. 이는 보조 피복 재료가 사용하는 높은 유리 전이 온도를 갖게 함으로써 성취된다. 그 Tg가 너무 낮으면, 보조 피복 재료는 보다 탄성이 있고 그 신장율은 박리능 성능에 유해하게 증가되어 버린다. 그러나, 바람직하지 못한 것은 약 60℃ 보다 큰 유리 전이 온도이며, 주피복 재료로부터 휘발 손실 또는 열수축에 의해 외향 반경 응력이 발생한다. 이는 계면 박리로 인한 손실 및 국부 비균일 응력이 높아진다. 이런 관계로 인해 본 발명의 피복 시스템(31)은 비교적 낮은 박리력을 요하게 된다.

박리력은 보조 피복 재료의 항복 및 그 균열 방법의 함수이다. 광 파이버에 비교적 높은 신장율을 가진 제2피복 재료가 제공되면 박리가 수행될 때 버클링이 일어나고 피복 재료가 뭉쳐버린다. 이는 제13a도 및 제13b도에 도시되어 있고 제2피복 재료의 연실율값은 각각 70 및 80%이다. 한편, 제2피복 재료가 비교적 낮은, 예를들어 제13c도와 같이 33%의 신장율을 가지면 박리중 피복 재료는 뜯어진다. 결국, 길이 방향에 걸친 일정한 박리력이 얻어지면 종래 기술의 피복 시스템을 갖는 파이버에서는, 박리력은 제13a도 및 제13b도에 도시한 바와 같이 증가된다. 또, 피해야할 것은 박리후의 잔류물이며, 혹은 접속 공정이 나빠지고 광 파이버 배치가 방지된다. 종래 기술처럼 끈끈한 잔류물이 조금이라도 남으면 파이버는 접속 이전에 청소해야하지만 이는 파이버면에 손실을 준다. 본 발명의 피복 광 파이버는 잔류물이 남지 않는다.

제14도에는 기계적 박리력상에 95℃ 상대 습도 95%에서의 효과를 도시한 것이다. 곡선(102)에 의해 표시한 종래 기술 피복을 포함하는 광 파이버는 보조 피복의 연신율이 70%로 높기 때문에 박리시키기 어려웠다. 본 발명의 피복 광 파이버는 곡선(103)으로 표시한 바와 같아서 보조 재료의 연신율을 약 40%까지 감소되었다. 또 흥미있는 것은 곡선(101)으로 표시된 종래 기술의 보조 피복 재료가 비교적 낮은 신장율을 갖고 안정된 박리능을 갖는 것을 특징으로 하였다는 것이다. 그러나, 제4도에 도시한 동일 종래 기술 피복 재료는 허용 불가능할 정도로 높은 모듈러스를 갖는다. 또, 종래 기술의 보조 피복 재료는 경시 성능이 악화된다. 이 비교는 종래 기술이 동일 성능을 만족시키는데 요구되어 왔던 소요 성능이 본 발명의 피복 시스템에서는 그리 중요치 않음을 시사한다. 제14도에 도시한 바와 같이, 종래 기술의 피복 시스템(곡선 101,102)은 안정된 박리력을 나타내었고 그중 하나는 시간에 따라 증가되었다.

제15도는 비교적 건조한 환경에서 125℃에서 기계적 박리력상의 경시 효과를 설명한다. 도시한 바와 같이, 박리력은 곡선(105,106)으로 표시된 종래 기술 시스템으로 피복된 광 파이버 및 곡선(107)으로 표시된 본 발명의 피복 시스템에서 비교적 안정되고 있다. 제14도 및 제15도의 비교는 습분이 불안정성에 얼마나 기여하는지를 도시한다. 제16도는 부호 109로 표시한 본 발명과 종래 기술을 포함하는 각종 피복 시스템에 대한 박리력이 막대 챠트로서 비교하고 있다.

적합하게는, 그리고 제17도에 곡선(114)으로 표시한 바와 같이, 본 발명의 피복 시스템의 박리력은 시간에 대해 거의 안정적이다. 또, 박리력은 제18도에 (115)로 표시한 곡선으로 나타낸 바와 같이 약 0.3 내지 2의 조사량 인자에 대해 거의 일정하다.

강도 성능은 허용가능한 성능 특성에 극히 중요하다. 또, 피복 광 파이버를 취급할 수 있는 능력도 있어야 한다. 바람직하게는, 피복 시스템은 재피복 시험에 의해 시뮬레이트된 파이버의 강도 성능을 유지하는데 도움을 준다. 박리능은 접착성에만 의존된다는 것을 기억해야 한다. 비교적 높은 값에 이르면, 접착력은 박리력의 인자가 된다.

어떤 제조자는 비교적 고접착 레벨을 찾아내었다. 피복 시스템(31)의 유리에 대한 접착력은 과도할 필요가 없다. 피복 시스템(31)의 유리에 대한 접착력이 너무 높으면 끈끈한 잔류물이 기계적 박리 동작후 파이버면에 생기게 된다. 이런 잔류물은 예를들어 단부를 페룰에 형성된 0.005인치의 직경을 갖는 통로내로 접속하려할 때 광 파이버의 접속에 악영향을 줄 수 있다.

만일 접착이 약 일 파운드 정도의 적절한 폭이면 견인력은 cm당 힘은 약 5파운드로 되어 강도를 유지하면서도 광 파이버는 다루어지기에 충분한 것이다. 또한, 그러한 수준에서는 광 파이버의 피복 박리가 발생하지 않는다.

또한 중요한 것은 작동 온도 범위 이상의 피복 광 파이버(30)의 저온의 낮은 처리이다. 제조자가 상당히 낮은 유리 전이 온도를 지나가므로서 상당히 높은 접착도를 획득하게 되는 문제가 발생된다. 따라서 저온의 연화성인 고 접착도를 획득하기가 어렵다. 피복 시스템(31)에서, 저온의 연화성이 처리되어 이루어져 있고, 접착도의 중간 등급은 고온 다습한 상태에서조차도 박리 내성을 보호하기에 적합하다. 만일 고온 다습한 상태에서의 접착도의 변경이 있더라도 적절한 실행은 달성된다. 그결과, 낮은 유리 전이 온도를 얻을 수 있고, 적용가능한 저온 실행이 제공된다.

종래 기술에 반하여, 피복 시스템(31)은 다양한 습기에 노출되어짐에도 불구하고 광 파이버(21)와 피복 시스템(30) 사이에 고정 계면을 가져야만 하고 전술된 접착도 범위내에 있게 되는 중요성이 요망된다. 접착도는 상기 범위의 설정보다 적어야 하고, 피복 시스템은 파이버로부터 박리되어져 있다. 특정 범위내에서는 상당한 습분 상태하에서도 발견되어지며 피복 재료내에는 탁한 것은 없다. 만일 탁한 경우에는 피복 시스템과 광학 유리 섬유간의 계면에 습도의 포켓 표시가 있게 된다. 안정 계면은 안정 피로 성능으로부터 강도를 유지한다.

고접착도가 기본적이라고 공지된 반면에, 본 발명은 최적의 접착 즉, 최대가 아닌 균일하고 지속적인 유리를 접촉 피복시키는 것을 더 중요하게 여기었다. 건조한 상태에서 최적의 접착을 달성하기는 매우 용이하지만, 고습도를 받게 되며, 종래 기술의 피복 재료에서는 문제가 달성되어진다. 본 발명의 피복 시스템은 그러한 접착도가 습한 기후 모두에서 나타난다.

제19도는 코팅 대 유리 계면(110)에 접착을 관찰하는데 사용되는 견인 시험을 도시하고 있다. 만일 주피복 재료(32)와 유리 파이버(21) 사이의 계면에서의 접착이 상실되면, 중단적 박리가 발생하고, 수행은 광 손실 같은 역효과를 일으키고, 강도가 변화할 것이다. 물은 박리에 의해 일어나는 계면에서 이들 주머니내에 형성되어, 역결과가 일어난다. 전술된 범위의 적절한 접착은 역환경에서도 지속되어진다.

안정 범위의 접착을 얻기 위해서는 안정한 시스템이 필요하다. 제20도의 곡선(119)에 의해 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 피복 시스템용 견인력은 어느정도 이상의 요소를 가지고 종래 기술보다 덜한 변화를 가진다. 박리력(제17도) 및 접착도(제21도)는 인발후 실온에 주기동안 일정하다. 이것은 견인력이 측정되는 시간동안에 평형기간이다. 제21도에서 볼 수 있듯이, 접착은 추가 제조단계 동안에 박리가 없는 양호한 범위의 중간 정도에 있다. 공지된 바와 같이 광 파이버는 피복 대 유리 박리가 있게 되어 손상을 받는다. 반면에 종래 기술 재료의 접착도는 변경된다. 제21도에 도시된 종래 기술 피복 시스템에서, 인발 광 파이버가 예를들면 다발 너머로 이동하기 때문에 손상받기가 매우 중요할 때 접착도는 116에 매우 인접하게 된다. 반면에, 그후 중간도가 끈끈한 잔류물을 피하려할 때 제21도의 종래 기술 시스템의 접착도가 상대적으로 높게 된다.

종래 기술 피복 시스템에 집중하는 한, 경시 처리는 견인 시험 결과에 대한 역효과를 가진다. 제22도에서 볼 수 있듯이 곡선(111)으로 지시된 본 발명의 피복 광 파이버와 연관된 견인력은, 도시된 상태하에서 도면 번호(111,113)로 지시된 곡선으로 표기된 종래 기술의 피복 재료와 비교하여 시간에 따른 작은 변화를 도시하고 있다. 한층 더한 경시 효과는 상대 95℃ 및 95% 상대 습도로 경시된 이중 피복 파이버에 대한 기계적인 견인력에 경시 효과를 표기한 제23도에 도시되어 있다. 곡선(116)으로 지시된 피복 시스템(31)은 이러한 상태를 받게될 때 약간의 변화를 하게 되지만, 곡선(117,118)으로 지시된 다른 종래 기술 재료보다는 적은 변화를 갖는다. 실제 곡선(119)으로 지시된 상업적으로 이용가능한 피복 시스템은 일 파운트 이하로 즉시 떨어지고 박리된다. 또한 주피복 성분은 접착 증자지가 소요된다. 그런데 사용되는 접착 증진자는 피복 재료의 착색을 방해하지 않도록 되어야 한다.

또한 제23도의 곡선은 제24도의 곡선과 관계하고, 종래 기술 피복에서의 인정 피로 성능의 제1전이에 대응하는 곡선(121)내의 변곡점은 7 내지 10일에서 발생된다. 인정 피로는 파손없이 비교적 작은 반경으로 굽어지게 되도록 파이성 성능으로 다루어진다. 인정 피로 시험에서, 파이버는 예정 보어 튜브내로 삽입되고, 그안의 서로 다른 반경은 응력도에 관계된다.

시험에서 제24도에 도시된 그 결과는 피복 파이버의 표본이 90℃의 온도를 가지는 수조안에 담그게 된다. 광 파이버는 전이를 통하여 약 일주일내에 강도 저하가 빠르게 일어난다. 약한 접착 상태에서는 유리로부터의 피복 분리후 유리와 피복간의 공기틈내로 습도가 침투한다. 수분은 유리 표면에 접하여 응력 침식을 개시한다. 일단 수분이 파이버면에 닿으면 광 파이버는 약해진다. 고습도하의 약한 접착으로 인한 결과는 제22도와 제23도를 비교하여 알 수 있다. 가열되지 않는 실온과 고습도에서 견인력내의 경시 효과는 제22도에 지시되어 있다. 열은 경시 처리를 촉진시킨다. 견인력내의 처음 낙하는 약간의 습분으로 인하여 발생한다. 95℃ 및 95% 상대 습도의 상태에서 조사될 때 곡선(113)으로 지시되는 파이버가 제22도에서 수용 가능하게 나타난다하더라도, 수용 가능하지 않다(제23도의 커브(117)참조).

또한 유리 표면상에 낮은 습도 응축이 소요되고, 반면에 빈약한 인정 피로 시험 결과를 얻게 된다. 다시 말하면, 피복 재료 각각은 낮은 수분 흡수 즉 피복 재료가 소수성이 가능하게 되어야 한다. 두 개의 서로 다른 상대 습도용의 종래 기술과 비교되는 본 발명의 피복된 광 파이버의 수분 흡수는 제25도에 도시되어 있다. 막대(124,125)는 상대 습도 50% 및 65% 각각에서 예를든 피복 광 파이버(30)로 나타나 있다. 막대쌍들(126,127,128,128)은 상업적으로 이용가능한 피복 재료의 시험들을 나타내고 있다. 인정 피로에서 목적물은 불안정한 계면을 발생시키는 액체의 포켓이 없는 상태로 안정화된 유리에 주피복을 이룬다. 높은 습기 흡수가 있고, 습기의 가스 제거는 추출에 의해 적용되는 버퍼층인 가요성의 비교적 두꺼운 층일 때 발생한다. 고습기의 흡수가 없으면, 버퍼층이 적용되기전에 피복 재료의 예비 건조가 필요없게 된다. 또한, 과습기는 버퍼 부분을 가진 계면에서 혼합이 발생되다.

피복된 광 파이버(30)는 종래 기술과는 상당한 차이를 갖게 된다. 이러한 변화는 견인력이 향상되고 습기 감지를 감소시키도록 적절한 제어를 하도록 한다. 시간의 로그 대 응력의 대수를 나타낸 제24도에 도시도어 있듯이, 곡선(121)의 변곡점은 종래 기술 피복에서는 1 내지 10일에서 나타난다. 그러나 본 발명에 따르는 피복 시스템(31)에서 지시된 곡선(122)으로 도시된 바로서, 본 발명의 피복 광 파이버는 약 1 내지 10일 범위로부터 약 100일로 둔곡점의 개시가 증가된다. 이러한 사실은 습윤한 환경 및 감소된 습기 감지의 안정 접착도로 인하여 달성된다. 피복 시스템(31)을 가지고, 그러한 침식은 약 100일후까지 일어나지 않는다. 매우 높은 접착 대신에, 합성은 안정 계면이 되도록 이르게 된다.

수분은 유리 및 코어에 피복 재료의 접착을 수행하고, 종래 폴리매릭 피복의 폴리머 체인을 개시한다. 또한 수분은 응력 변화를 일으키는 파이버 유리에 해가 된다. 습기 흡수에 대해 내성을 가진 피복 재료인 것이 요구된다. 본 발명에 따르는 피복 시스템(31)의 내성은 시험 곡선의 변곡점에 극적 이동이 도시된 제24도에 도시되어 있다.

약 95%의 상대 습도가 피복 시스템을 받아 박리가 발생하는지, 안하는지의 지시를 제공한다. 박리는 길이의 센티미터당 약 1 내지 5파운드 범위에 있게 되는 접착도를 제어하고, 상을 분리하지 않는 피복 합성제를 사용하고, 비교적 낮은 수분 흡수를 하는 피복 합성제를 사용하여 방지된다. 또한 특정 조사량도 이하의 박리는 경화 보조 피복 재료에 더 퍼지게 된다. 이러한 문제를 극복하기 위하여, 보조 피복 재료(34)의 소정 피복 재료는 간헐적인 거칠음을 가지며, 주피복 재료는 접착 증진자를 포함하고 있다. 그 결과 박리가 발생하지 않은 윈도우는 폭이 넓게 된다. 약 40℃의 유리 전이 온도를 가진 보조 피복 재료에서, 박리는 접착 증진자가 있는 주피복 재료용의 센티미터당 약 일 파운드보다 작은 견인도까지는 발생하지 않는다.

적절한 모듈러스를 얻은후 피복 안정성이 보장될 필요가 있다. 약간의 안정기는 피복 합성을 벗어나려는 성질이 있다. 또한 조사자는 중시성을 고려하였다. 7일의 기간은 경시 처리 시간으로 사용되며, 그 사이에 색깔 변화가 평가된다. 또한 피복 합성은 반 산화체 안정기도 포함한다. 피복 광 파이버(30)의 피복 시스템(31)은 시간에 변색되지 않는다.

또한 보조 피복 재료의 외표면은 인접 나선부에 각 나선의 불필요한 접착없이 나선으로 감겨져 파이버의 처리가 허용되어진다. 따라서 만일 불필요한 표면 테크가 있으면, 블록킹 및 나선의 따른 불필요한 어려움 및 블록킹이 일어나게 된다. 일반적으로 이러한 외부 피복 재료의 불필요한 테크는 그 외층이 하부 중화(undercure)되기 때문에 발생한다. 이러한 사실이 질소내의 피복 광 파이버를 경화시켜 피하게 된다.

또한 보조 피복 재료의 외표면은 피복 파이버가 다른 파이버를 구비하고 있는 다른 표면과 결합할 때 그 마찰을 감소시키도록 상당히 매끄럽게 된다. 감소 마찰은 유리 전이 온도, 보조 피복 재료 평형 모듈 및 제어된 공정 변화의 최적한 합성으로 얻어진다.

보조 피복 재료는 또한 적용되어질 수 있는 폴리비닐 크로나이드(PVC) 합성제 혹은 착색제와 같은 완충 재료로 이루어져야만 한다. 완충 혹은 인킹 수용 외표면은 적절한 표면을 가지며, 환충 재료 또는 잉크와 적합한 재료를 포함하고 있다.

많은 성질이 달성되지만 아마도 최고도가 아니라는 것은 중요한 점이다. 대신에, 일반적으로 보게 되는 하나의 성질을 적절한 소정의 다른 성질을 얻도록 교환되어질 수 있다. 일예로, 낮은 손실이 달성되도록 목표로 된 낮은 모듈러스는 급속한 치료 속도로 화합될 것이 요구되어진다. 수용 가능한 세기로서, 상기 기술은 최대 접착이 되도록 시도된다. 그런데 본 발명의 피복 재료로서 접착도가 빠른 치료 속도, 심도 피복양, 낮은 습도 감지 및 기계적 수단에 의한 박리력과 같은 다른 중요한 성질과 화합하여서만 개시된다. 그러한 화합은 피복 시스템(31)에 불필요하게 됨을 알 수 있다.

제26도에서는 종래 기술과 비교되는 피복 광 파이버(30)용 절단 내성과의 비교가 도시되어 있다. 절단 내성은 비교적 높다. 광 파이버의 외관 및 표면은 균열이 없다. 그러한 배치에서 만일 균열 및 결함이 없으면 피복 시스템은 강한 세기를 나타내게 될 것이다. 그결과 매우 수용 가능한 절단 내성이 있게 된다. 도면 번호(140)로 지시되는 막대는 피복 광 파이버(30)용으로 적절히 표기되며, 보조 피복 재료의 유리 전이 온도는 40℃이고, 막대(142,144,146)는 종래 기술 재료로 피복된 광 파이버에 대해 표기되어 있다. 막대(142)로 표기된 표본용으로의 유리 전이 온도는 25℃이다. 막대(144)로 표기된 표본은 26 내지 36℃ 범위인 합성 Tg를 구비하고, 막대(146)로 표기된 표본은 10 내지 36℃ 범위인 합성 Tg를 구비하고 있다. 제26도로부터, 대비는 Tg와 절단 내성간에 있음이 분명해진다. 보조 피복 재료(34)의 Tg는 증가된 절단 내성으로 유도된다. 그런데 너무 높은 Tg는 주코팅의 박리를 초래하고 보조 피복의 낙낙함이 감소되기 때문에 손실이 증가된다.

이러한 발명의 적절한 용액 세트에 따르는 피복 시스템(31)은 상당한 경시 처리, 신뢰성 및 상당한 광 손실 성능이 나타난다. 다양한 동작 상태 및 경시 시험을 받게 되면 성질은 변화하게 된다. 광 파이버의 성질을 측정하기 위하여 여러 시험이 발전되어져 있다. 성질이 측정된후, 성질의 기능인 성능이 평가된다. 연결은 광 파이버의 성질과 수행 사이에서 제조된다. 예를들어 연실율은 박리성에 관련되어 있다. 종래 기술은 본원에서 가지고 있는 글로버 센서 같은 성질이 있지 않다.

본 발명의 피복 광 파이버(30)는 고질 및 밀도, 미세한 악취, 개량된 절단 저항, 매끈한 파이버면, 감소된 습분 민감성, 최소한의 황화, 투명성 및 감소된 기계적 박리력이 나타난다. 또한 하 제한치는 약 -40℃를 넘지 않고 상 제한치는 약 85℃를 넘지 않는, 예정 온도폭 이상, 저온도 손실 성능, 인정 피로 저항 및 뛰어난 경시 및 신뢰성이 적절한 마이크로 벤딩 저항치를 갖는다.

이들 성질의 달성은 특정 매개 변수에 관계된다. 예를들면, 경화 속도는 밀도에 관계한다. 스플과 광 파이버간의 큰 밀도는 피복 재료(32,34)의 경화 속도가 향상되어 있으므로 달성된다. 적정 피복 재료의 밀도는 황색을 나타내지 않고, 파이버의 동일 색깔이 식별되지 않는다.

전술된 제6도에서, 조사량 요소의 기능으로 경화 속도의 점선이 도시되어 있다. 0.4조사량 요소에서 예를 들면 곡선(62)에 의한 종래 기술 피복 시스템은 완전히 경화되지 않았지만 도시된 바와 같이 본 발명의 하나는 경화되여 있다. 본 발명에 따라 특징되는 피복 재료는 방사선의 하 레벨에서 더 완전하게 경화된다.

제27도는, 압력 시험의 결과를 도시한 그래프로서, 파이버는 150그리트 샌드 페이퍼의 두 개 플래튼 사이에 위치된다. 샌드 페이퍼는 플래튼에 적용되는 압력에 의해 피복 시스템내로 가압된다. 압축은 파이버의 코어가 마이크로 벤딩을 일으키도록 미세하게 편향되게 하다. 이러한 사실은 케이블 제조 동안에 파이버에 의해 일어나는 측 편향과 어느정도 유사하다. 더한 경직성이 피복 시스템에, 더한 민감성이 마이크로 벤딩에 있다. 쌍의 곡선(130,131,133,135)에 의해 각각 1300 및 1550nm에서 나타나는 종래 기술 파이버의 추가 손실은 곡선(137,139)으로 나타나는 본 발명의 피복 광 파이버 보다 더 큰 추가 손실이 된다.

제28도에서는 -40℃에서 도포된 피복 편향 연구치의 결과가 도시되어 있다. 임계 매개 변수는 -40℃ 및 실온에서 주 모듈이다. 그 결과치는 -40℃에서 주피복 재료의 연화도의 치수이고, -40℃에서 편향이 일어나고 변형되는 탐침에 범위는 -40℃에서 모듈러스의 치수이다 제28도는 연화도의 파이버 측정치이다. 주피복 재료가 더 연해질수록, 더 유사하게 측 하중 및 그에 따른 마이크로 벤딩이 저항하게 된다. X 축을 따르는 종래 기술의 피복 곡선(140)이 치우침이 없음이 도시되어 있고 반면에 본 발명의 피복 상태 및 곡선(142)으로 도시된 탐침은 아주 용이하게 이동한다.

피복된 광 파이버(30)의 주피복 재료는 종래 기술의 것보다 낮은 온도에서 더 낙낙하다는 것을 특징으로 한다. 비교적 짧은 시간에서, 모든 피복 재료는 단지 48시간에서 상당히 경화되며, 종래 기술의 피복 재료는 그 시간에서 평형 모듈러스로 경감되는 피복된 광 파이버(30)의 것보다 더 경화성이 나타난다.

제7도, 제27도 및 제28도에 따라 함께 도포되어 있음이 도시되어 있다. 제28도에서는 하층 탐침에 의해 야기되는 피복성이 도시되며 이것은 파이버 데이터 상태로 있다. 제28도에는 상당히 경화된 보조 피복으로 도시되어 있는데 편향은 주피복 재료의 편향될때만 발생 가능하다. 곡선(142)은 약 -45℃의 유리 전이 온도를 가진 주피복 재료를 포함하는 피복된 광 파이버(30)를 나타낸다. 다른 곡선(140)은 약 -45℃의 유리 전이 온도를 가진 주피복 재료를 포함하는 종래 기술의 광 파이버를 나타난다. -40℃의 온도에서와 같이 종래 기술 파이버의 편향은 없다. 그 결과는 곡선(140)의 파이버의 피복 시스템은 흡수 측면 하중에 편향이 불가능하고 손실이 증가한다. 또한 이러한 사실이 제7도에 도시되어 있다. 피복된 광 파이버용으로 -40℃, 5일 동안의 경시 처리후에서도 낮고, -40℃에서 시험된다. 그런데 주 유리 전이 온도가 종래 기술의 피복에서는 높고, 경시 처리후에는 손실이 높다.

또한 제27도에서 이러한 문제를 중요하게 판단하고 있다. 1550nm에서의 곡선(130,131,137)의 비교에서 보듯이 압력 시험에서의 추가 손실은 종래 기술의 피복에 비해 높다. 피복된 광 파이버(30)의 합성 피복 시스템(30)은 종래 기술 피복 시스템보다 더 낮게 더해지는 압력 시험에서의 손실을 초래하는 한정된 낮은 평형 모듈러스를 가지고 있는 주피복 재료 및 상당히 높은 절단 저항을 가진 보호 피복 재료의 조합으로 더 양호하게 된다. 양쪽 피복 재료가 적용되어진후, 이들은 동시에 경화된다. 양호한 실시예에서, 피복 재료는 경화가능한 방사선 및 더 특정한 UV로 경화가능한 피복 재료이다. 주피복 재료는 적용되어 경화된후, 보조 피복 재료가 적용되고 경화된다. 또는 양쪽 피복 재료가 미합중국 특허 제4,474,820호에 공개된 바와 같이 동시에 적용되고, 다음에 경화된다.

그런후, 한 개 혹은 복수개의 광 파이버(3030)는 외장 시스템에 제공되어 케이블 형태를 이룬다. 제29도에 도시된 바와 같이, 케이블(150)은 각각의 유니트가 바인더(153)로 유지되어지는 복수 유니트(152-152)의 의 광 파이버(30-30)를 포함하고 있다. 유니트(152-152)는 적절한 가요성 재료로 제조된 코어 튜브(154)에 에워싸여져 있다. 코어 튜브 둘레는 금속 외장(156) 및 강도 부재 시스템(157)에 배치되어 있다. 강도 부재 시스템(157)은 복수개의 길이 방향 연장 강도 부재를 포함하고 있다. 강도 부재 시스템 및 외장을 에워싸는 것은 가요성 쟈켓(159)이다. 일예의 광 파이버 케이블은 미합중국 특허 제4,765,712호에 공개되어 있다.

전술된 배경이 본 발명의 간략한 설명이며, 이와 다른 배열은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 기본 취지를 실시할 수 있는 본 기술 분야의 기술자가 본원으로부터 유추 가능함을 알 수 있다.

Claims (14)

1. 코어 및 클래딩을 구비하는 광 파이버와, 그를 둘러싸는 피복 시스템을 포함하는 광 전도 매체에 있어서, 주피복 재료가 광 파이버로부터 제거된후에 광 파이버상에 끈끈한 잔류물을 남기지 않을 두께이고, 시간, 모듈러스 스펙트럼, 유리 전이 온도 및 접착제가 비교적 다습하고 비교적 긴 경년 조건하에서 유지되는 면에서 일정하며, 소정 온도 범위에 걸쳐 마이크로 벤딩에 대해 적당한 내성을 제공하는 모듈러스 스펙트럼 및 유리 전이 온도를 가지고, 광 파이버 및 주피복 재료간의 계면에서 거의 균질하고 연속적이며 박리안되는 이질 재료로된 접착제가 제공된 광 파이버와 결합하여 둘러싸고 있는 주피복 재료와, 충분히 낮은 유리 전이 온도를 가져서 광 파이버로부터 피복 시스템이 박리되는 것을 방해하고 마이크로 벤딩에 대한 적절한 내성을 제공하는 주피복 재료를 둘러싸는 보조 피복 재료인 것을 특징으로 하는 광 전도 매체.
2. 제1항에 있어서, 주피복 재료가 7 내지 150psi 범위의 평형 모듈러스이며 유리 전이 온도는 약 -40℃인 것을 특징으로 하는 광 전도 매체.
3. 제2항에 있어서, 상기 예정 온도 범위가 하한치는 -40℃인 값을 초과하지 않고, 상한치는 약 85℃를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 광 전도 매체.
4. 제3항에 있어서, 상기 보조 피복 재료는 시간에 따라 이완되고 비교적 연하게 되도록 하기에 충분히 낮으면서 광 파이버가 완전히 둘러싸인 상태로 처리되게 하는 유리 전이 온도인 것을 특징으로 하는 광 전도 매체.
5. 제4항에 있어서, 상기 보조 피복 재료가 약 20℃ 내지 약 60℃정도내의 유리 전이 온도이고 평형 모듈러스는 약 1000 내지 5000psi 정도내인 것을 특징으로 하는 광 전도 매체.
6. 제5항에 있어서, 상기 보조 피복 재료가 광 파이버로부터 피복 시스템의 벗김을 용이하게 하도록 충분히 낮은 연신율인 것을 특징으로 하는 광 전도 매체.
7. 제6항에 있어서, 상기 보조 피복 재료의 연신율이 약 40% 이하인 것을 특징으로 하는 광 전도 매체.
8. 제7항에 있어서, 상기 접착성은 견인력이 약 1 내지 5파운드의 센티미터당 힘의 범위인 것을 특징으로 하는 광 전도 매체.
9. 제8항에 있어서, 주 코팅의 모듈러스가 작동 온도 범위를 통하여 비교적 짧은 시간의 평형값으로 완화되는 것을 특징으로 하는 광 전도 매체.
10. 제9항에 있어서, 비교적 짧은 시간은 약 48시간인 것을 특징으로 하는 광 전도 매체.
11. 제1항에 있어서, 상기 피복 재료의 각각이 경화 재료인 것을 특징으로 하는 광 전도 매체.
12. 제11항에 있어서, 상기 피복 재료의 각각은 방사 경화성이 있는 것을 특징으로 하는 광 전도 매체.
13. 제7항에 있어서, 상기 보조 피복 재료의 상기 연신율이 약 30%이고, 벗겨질 수 있는 치수는 약 0.6 내지 약 2정도내의 조사량 요소에서 및 시간에 대해 일정한 것을 특징으로 하는 광 전도 매체.
14. 제12항에 있어서, 약 0.1 내지 2인 조사량 요소의 범위에 걸쳐 있는 상기 주피복 재료의 모듈러스가 일정한 것을 특징으로 하는 광 전도 매체.

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