KR100280046B1 - 광페룰용모재제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 페룰용 모재 제작방법에 관한 것으로, 세라믹 파우더와 제1재질 및 제1재질보다 융점이 높은 제2재질로 구성된 바인더를 가압혼합하여 펠레타이징하는 제1단계; 1단계에서 형성된 펠렛을 사출성형하는 제2단계; 2단계의 결과물을 제1재질은 용해시키고 재2재질은 용해시키지않는 용매에 용해시켜 제1재질을 탈지하는 제3단계; 3단계의 결과물에 열을 가하여 제2재질을 연소시켜 탈지하는 제4단계; 및 제4단계의 결과물을 소결함으로써 세라믹 파우더의 입자를 결합시켜 치밀화하여 가공하는 제5단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 열처리 시간이 짧아져서 종래 방법보다 공정완료 시간이 단축될 수 있다. 열처리 시간의 단축으로 바인더 연소시 발생가능한 변형이 줄어들 수 있으며, 저점도의 바인더를 사용함으로써 변형을 줄일 수 있다.

Description

광 페룰용 모재 제조방법{Method for manufacturing optical ferrule ingot}
본 발명은 광 페룰(Optical ferrule)용 모재(Ingot) 제조방법에 관한 것으로, 특히 광섬유 접속에 사용되는 접속소자중 광 페룰의 제조에 사용되는 세라믹 모재의 제조방법에 관한 것이다.
광 페룰용 모재를 제조하기 위해서는 사출(Injection) 및 압출공정을 적용하여 제품의 형상을 갖추게된다. 이 중, 후 가공을 줄이기 위해 주로 사출공정을 적용하여 모재를 성형하게 되며, 사출공정중 밀가루와 같은 형태인 세라믹 파우더(Ceramic Powder)에 적절한 유동성을 부여하기위해 유기 바인더(Organic Binder)를 첨가하게 되는데 완제품 모재를 제조하기 위해서는 상술한 바인더 성분을 제거해야한다.
도 1은 종래의 광 페룰용 모재 제조방법에 대한 흐름도이다. 도 1에 따른 모재 제조방법은 세라믹 파우더와 바인더를 펠레타이징(Pelletizing)하는 단계(100), 고온 사출성형(Injection Molding) 단계(102), 열 탈지(Thermal Debinding) 단계(104), 소결(sintering) 및 가공(Machining)단계(106)로 구성된다.
그 동작은 다음과 같다. 먼저, 세라믹 파우더와 고분자계의 고점도를 갖는 바인더를 가압혼합하여 펠레타이징한다(100단계). 생성된 펠렛을 150°C 이상의 고온에서 사출성형한다(102단계). 102단계의 결과물에 열을 가하여 바인더를 연소시킨 다음(104단계), 소결하여 세라믹 입자간을 치밀화시켜 가공한다(106단계).
그러나, 상술한 과정은 사출성형시 고온, 고압하에서 사출하게되므로, 광 페룰용 모재 내경의 변형이 발생되기 쉽다. 열 처리시 바인더의 연소를 위해 보통 3일 이상의 시간이 필요하고, 바인더 연소시 변형되기 쉽다. 또한, 온도 상승에 의한 순차적 연소로 인해 사출성형체의 내부에 있는 바인더 성분의 가스 배출불량으로 기포가 발생할 확률이 높다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 소정 용매(solvent)에 용해되기 쉬운 재질의 바인더를 세라믹 파우더와 혼합함으로써 용매를 이용하여 1차 탈지하고 열을 가해 2차 탈지하여 바인더를 제거하는 광 페룰용 모재 제조방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 광 페룰용 모재 제조방법에 대한 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 광 페룰용 모재 제조방법에 대한 흐름도이다.
도 3은 세라믹 파우더와 바인더가 결합된 모재를 용매 탈지하는 장치에 대한 구조도이다.
도 4는 사출성형, 용매 탈지 및 열 탈지 후 형성된 모재의 단면도이다.
상기 기술적 과제를 이루기위한, 본 발명은 세라믹 파우더와 제1재질 및 상기 제1재질보다 융점이 높은 제2재질로 구성된 바인더를 가압혼합하여 펠레타이징하는 제1단계; 상기 1단계에서 형성된 펠렛을 사출성형하는 제2단계; 상기 2단계의 결과물을 상기 제1재질은 용해시키고 상기 재2재질은 용해시키지않는 용매에 용해시켜 상기 제1재질을 탈지하는 제3단계; 상기 3단계의 결과물에 열을 가하여 상기 제2재질을 연소시켜 탈지하는 제4단계; 및 상기 제4단계의 결과물을 소결함으로써 상기 세라믹 파우더의 입자를 결합시켜 치밀화하여 가공하는 제5단계를 포함한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명에 따른 광 페룰용 모재 제조방법에 대한 흐름도이다. 도 3은 세라믹 파우더와 바인더가 결합된 모재를 용매 탈지하는 장치에 대한 구조도이다. 도 4는 사출성형, 용매 탈지 및 열 탈지 후 형성된 모재의 단면도이다.
도 2에 따른 제조방법은 세라믹 파우더와 바인더를 펠레타이징하는 단계(200), 저온 사출성형 단계(202), 용매 탈지 단계(204), 열 탈지(206), 소결 및 가공단계(208)를 포함한다.
그 동작은 다음과 같다. 먼저, 세라믹 파우더와 바인더를 가압혼합하여 펠레타이징한다(200단계). 여기서, 바인더는 저점도이며, 소정 용매에 용해되기 쉬운 저융점을 갖는 왁스(wax)를 네트웍(Network)을 구성하는 주성분으로 하고, 고융점을 갖는 에칠-비닐 아세테이트(Ethyl-Vinyl Acetate, EVA)를 네트웍 형성체(Network Former)로 하여 조성된다.
생성된 펠렛을 저온에서 사출성형한다(202단계). 사출성형시 온도는 100 내지 150°C 가 적절하다. 사출성형된 결과물을 1차로 용매 탈지하고(204단계), 2차로 열 탈지한다(206단계).
용매 탈지는 도 3에 도시된 장치를 이용하여 이루어진다. 참조번호 300은 히터(Heater)이고, 302는 물이 채워진 용기이다. 304는 교반기(Agitator)로서, 종단에 프로펠러를 구비한다. 306은 용매이고 308은 사출성형체이다. 물은 용매(306)가 갑자기 끓는 것을 방지한다. 용매는 첨가된 바인더 성분의 일부가 용해 및 추출이 가능한 성분이다. 용매에 사출성형체를 넣고 교반기(304)를 작동시키면 바인더의 왁스성분이 제거된다. 용매 탈지 후, 왁스 성분이 녹아있는 용매는 재활용할 수 있도록 증류와 같은 방법으로 회수된다.
왁스성분이 제거된 세라믹 파우더와 바인더의 혼합물은 조직이 느슨해져서 다공질화되어 미세 통로가 존재하게된다. 이러한 결과물에 열처리를 하면, 상술한 미세 통로를 통해 EVA와 같은 고분자 바인더가 연소되어 제거된다. 도 4은 각 단계별 광 페룰용 모재의 단면을 도시한 것이다. 도 4(a)는 사출성형후 모재의 단면이다. 세라믹 입자와 바인더가 결합되어있다. 도 4(b)는 용매 탈지후 모재의 단면이다. 왁스 성분이 제거된 바인더의 조직이 느슨해져서 다공질화된다. 도 4(c)는 열 탈지후 바인더의 EVA가 연소되어 제거되고, 세라믹 입자만 남았다.
다음, 열 탈지 후 결과물을 소결하고 가공한다(208단계). 열 탈지된 모재를 소결하면, 세라믹 입자간 결합에 의해 치밀화가 진행된다.
본 발명에 의하면, 열처리 시간이 짧아져서 종래 방법보다 공정완료 시간이 단축될 수 있다. 열처리 시간의 단축으로 바인더 연소시 발생가능한 변형이 줄어들 수 있으며, 저점도의 바인더를 사용함으로써 변형을 줄일 수 있다. 또한, 저점도의 바인더 사용으로 사출용 원료인 펠렛을 수차례 재활용할 수 있다.

Claims (7)

  1. 세라믹 파우더와 제1재질 및 상기 제1재질보다 융점이 높은 제2재질로 구성된 바인더를 가압혼합하여 펠레타이징하는 제1단계;
    상기 1단계에서 형성된 펠렛을 사출성형하는 제2단계;
    상기 2단계의 결과물을 상기 제1재질은 용해시키고 상기 재2재질은 용해시키지않는 용매에 용해시켜 상기 제1재질을 탈지하는 제3단계;
    상기 3단계의 결과물에 열을 가하여 상기 제2재질을 연소시켜 탈지하는 제4단계; 및
    상기 제4단계의 결과물을 소결함으로써 상기 세라믹 파우더의 입자를 결합시켜 치밀화하여 가공하는 제5단계를 포함함을 특징으로하는 광 페룰용 모재 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 바인더는
    상기 제1재질을 네트웍 구성의 주성분으로 하고, 상기 제2재질을 네트웍 형성체로 함을 특징으로하는 광 페룰용 모재 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1재질은
    왁스임을 특징으로하는 광 페룰용 모재 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제3단계는
    소정 용기에 상기 용매 및 상기 제2단계에서 생성된 사출성형체를 넣고 상기 용기를 가열하여 상기 왁스를 용해시켜서 제거함을 특징으로하는 광 페룰용 모재 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 용매를 가열할 때, 상기 용매가 갑자기 끓는 것을 방지하도록 상기 용매를 중탕함을 특징으로하는 광 페룰용 모재 제조방법.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제2재질은
    에칠-비닐 아세테이트임을 특징으로하는 광 페룰용 모재 제조방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 사출성형은
    100 내지 150°C 의 저온에서 이루어짐을 특징으로하는 광 페룰용 모재 제조방법.
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