KR100460366B1 - 피복된 광섬유 및 이의 제조방법 - Google Patents

피복된 광섬유 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 석영계 유리의 코어 및 석영계 유리의 클래드로 이루어진 유리 섬유와 유리 섬유의 외주에 도포되는 1차 피복 수지층 및 2차 피복 수지층을 광경화시켜 1차 피복 및 2차 피복을 구비한 피복 부착 광섬유로서, 경화 전의 2차 피복 수지층의 파장 영역 310 내지 34Onm의 광선에 대한 흡광도 As의 최대치 As(max)가 0.5 이하이고, 또한 경화 전의 1차 피복 수지층의 파장 영역의 광선에 대한 흡광도 Ap가 흡광도 As보다 큼을 특징으로 한다.

Description

피복된 광섬유 및 이의 제조방법{Coated optical fiber and its manufacturing method}
장거리 전송용의 광섬유로서는 저전송 손실의 관점에서 석영계 유리 섬유가 사용되며, 전송 특성 및 강도 특성을 유지할 목적으로는 유리 섬유의 표면에 비교적 연질의 수지로 이루어진 1차 피복과 비교적 경질의 수지로 이루어진 2차 피복을 설치하는 피복 부착 광섬유가 사용되고 있다.
그리고, 종전에는 광섬유 모재로부터 유리 섬유를 선으로 인발하는 동시에 1차 피복 수지를 도포하고 경화하여 1차 피복을 형성한 다음, 1차 피복의 외주에 2차 피복 수지를 도포하고 경화하여 2차 피복을 형성하는 피복 부착 광섬유가 사용되고 있다. 그런데 최근에 생산성 향상의 관점에서 1차 피복 수지와 2차 피복 수지를 동시에 유리 섬유의 외주에 도포하여 계속 경화시키는 방법이 검토되고 있다. 그러나, 이러한 일괄 피복 방법을 채용할 경우, 자외선 조사용의 광원의 전력에 한계가 있으므로 1차 피복 수지층까지 충분하게 경화시키는 것이 곤란해지며 오히려 제조 속도가 늦어진다는 문제가 있다.
이러한 문제를 피하기 위해, 예를 들면 상기와 같은 일괄 피복 방법에서 2차 피복 수지에 첨가하는 광중합 개시제를 상대적으로 줄이거나[참조: 일본 공개특허공보 제(평)7-168069호] 또는 1차 피복 수지와 2차 피복 수지의 경화 파장 대역을 어긋나게 해서 2개의 수지층을 경화시키는 방법이 제안되고 있다[참조: 일본 공개특허공보 제(평)1-276105호].
그러나 상기한 종래의 방법중 전자의 방법에서는, 1차 피복 수지를 경화하기 위해서 2차 피복 수지에 첨가하는 광중합 개시제를 줄이면 2차 피복의 경화 속도가 저하되어 결과적으로 생산성이 저하된다는 문제가 있다. 또한, 후자의 방법에서는 2개의 경화 파장 대역을 명확하게 구분하는 수지를 수득하기가 어려우며 2개의 수지층을 효율적으로 경화시키는 데 문제가 남아 있다.
본 발명의 목적은 2차 피복 수지에 첨가하는 광중합 개시제를 상대적으로 줄이거나 1차 피복 수지와 2차 피복 수지의 경화 파장 대역을 어긋나게 하지 않고, 2차 피복 수지층 뿐만 아니라 또한 1차 피복 수지층도 동시에 효율적으로 고수준의 경화도까지 광경화시킬 수 있는 피복 부착 광섬유 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
발명의 개시
본 발명의 피복 부착 광섬유는 석영계 유리의 코어 및 클래드로 이루어진 유리 섬유와 상기 유리 섬유의 외주에 도포하는 1차 피복 수지층(내층 피복 수지) 및 2차 피복 수지층(외층 피복 수지)을 광경화시킴으로써 이루어지는 1차 피복(내층 피복) 및 2차 피복(외층 피복)을 구비한 피복 부착 광섬유에서, 경화 전의 2차 피복 수지층의 파장 영역 310 내지 340nm의 광선에 대한 흡광도 As의 최대치 As(max)가 0.5 이하이고 또한 경화 전의 1차 피복 수지층의 파장 영역의 광선에 대한 흡광도 Ap가 흡광도 As보다 큼을 특징으로 한다.
유리 섬유의 외주에 1차 피복 및 2차 피복이 설치되는 광섬유에서, 2차 피복 수지층 뿐만 아니라 또한 1차 피복 수지층을 동시에 효율적으로 고수준의 경화도까지 광경화시키기 위해서는 상기한 관계를 만족시키지 않으면 안되는 것을 본 발명자들은 밝혀냈다.
즉, 종래의 상기한 2개의 수지층을 경화하는 단계에서는, 제조 속도가 빨라지면 2차 피복 수지는 경화되지만 1차 피복 수지에 미경화 상태가 나타나기 쉽다. 이것은, 자외선이 광경화성 수지에 입사하는 경우, 표면 근방에는 수지를 경화하는 데 충분한 에너지가 공급되지만 수지중에 침입함에 따라 자외선이 감소하여 내부의 광경화성 수지에는 경화하는데 충분한 에너지가 공급되지 않기 때문으로 여겨진다. 1차 피복 부분에 미경화 상태가 발생하면 유리 섬유와 1차 피복의 계면이 불안정해지므로 전송 특성이 변동되거나 수지의 화학적 특성에 변화가 일어나기 쉬우며 전송 매체로서 신뢰성이 저하되는 원인이 된다.
본 발명에서는 파장 영역이 310 내지 340nm인 광선에 대한 흡광도 As의 최대치 As(max)가 0.5 이하인 광경화성 수지층을 2차 피복 수지층으로서 사용하는 것을 제1 요건으로 하고 있다. 2차 피복 수지층의 흡광도 As의 최대치 As(max)가 0.5 이하로 작으므로, 경화를 위해 조사된 자외선이 2차 피복 수지내에서 흡수에 의해 감소되지 않으며 1차 피복 수지가 경화하는 데 충분한 에너지가 공급된다.
또한, 본 발명에서는 제2의 요건으로서 상기한 파장 영역의 광선에 대한 1차 피복 수지층의 흡광도 Ap가 2차 피복 수지층의 흡광도 As보다 커지도록 설정하고, 바람직하게는 이의 차이가 O.3 이상 커지도록 설정한다. 1차 피복 수지층의 흡광도 Ap가 2차 피복 수지층의 흡광도 As보다 높으므로, 2차 피복 수지에 의해 자외선이 감소해도 1차 피복 수지에 입사하는 자외선이 효과적으로 이용되므로 1차 피복 수지의 경화가 충분하게 촉진된다.
본 발명의 피복 부착 광섬유의 제조방법은,
경화 전의 2차 피복 수지층의 파장 영역 310 내지 340nm의 광선에 대한 흡광도 As의 최대치 As(max)가 0.5 이하이고 또한 경화 전의 1차 피복 수지층의 파장 영역의 광선에 대한 흡광도 Ap가 흡광도 As보다 커지도록 1차 피복 수지 및 2차 피복 수지를 준비하는 제1 공정;
석영계 유리의 코어 및 클래드로 이루어진 유리 섬유의 외주에 1차 피복 수지층 및 2차 피복 수지층을 동시에 도포하는 제2 공정 및
1차 피복 수지층 및 2차 피복 수지층을 광경화시켜 피복 부착 광섬유를 수득하는 제3 공정을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 제조방법은, 우선 유리 섬유의 외주에 이중의 광경화성 수지층을 일괄적으로 도포한 다음, 이들 수지층을 1회 광조사시켜 경화하는 방법이다. 이러한 방법을 사용함으로써 생산성이 향상되며 또한 설비 공간을 줄일 수 있으므로 제조 비용을 감소시킬 수 있다.
또한, 2차 피복 수지층으로서 파장 영역이 310 내지 34Onm인 광선에 대한 흡광도 As의 최대치 As(max)가 0.5 이하인 수지층을 사용하므로 자외선이 1차 피복 수지까지 효율적으로 입사되며 1차 피복 수지에 대해 충분한 경화도를 확보할 수 있다.
또한, 상기한 파장 영역의 광선에 대한 1차 피복 수지층의 흡광도 Ap는 2차 피복 수지층의 흡광도 As보다 크며, 바람직하게는 양쪽의 차이가 0.3 이상 커지므로 1차 피복 수지에 입사하는 자외선이 효과적으로 이용되며 제조 속도를 저하시키지 않고 효율적으로 1차 피복 수지가 경화된다.
또한, 「흡광도(absorbance) A」란 수지층이 빛을 흡수하는 정도를 나타내는 값의 하나로 광학 밀도(optical density)라고도 하며 하기 수학식 1로 나타낸다.
상기식에서,
I0는 입사광 강도이며,
I는 투과광 강도이다.
이러한「흡광도 A」는 실제 수지층의 두께(예: 1차 피복 수지층: 37.5㎛, 2차 피복 수지층 20㎛)를 갖는 박층 수지의 시료를 미리 제작하여 당해 시료에 파장 영역이 31O 내지 340nm인 광선을 조사하고 자기분광 광도계를 사용하여 직접 측정할 수 있으며 하기하는 방법으로 수득할 수 있다. 즉, 표준적인 두께(예: 100㎛)를 갖는 박층 수지의 표준 시료를 미리 제작하여 이러한 표준 시료로부터 당해 수지의 흡광 계수(extinction coefficient)(단위 두께의 수지층당 흡광도)를 측정하고, 이러한 흡광 계수와 실제 수지층의 두께로부터 흡광도 A를 산출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르는 1차 피복 수지층의 흡광도 Ap및 2차 피복 수지층의 흡광도 As란, 파장 영역 310 내지 340nm의 각 파장에서의 흡광도이고 As의 최대치에 대해서는 As(max)라고 기재한다.
예를 들면, 도 1에 도시한 각각의 흡광도를 갖는 1차 피복 수지층 및 2차 피복 수지층을 구비한 본 발명의 피복 부착 광섬유에서는, 흡광도 As의 최대치 As(max)는 0.3이며 흡광도 Ap와 흡광도 As의 차이의 최소치(Ap-As)(min)은 0.25이다. 또한, 도 2에 나타내는 각각의 흡광도를 갖는 1차 피복 수지층 및 2차 피복 수지층을 구비한 본 발명의 피복 부착 광섬유에서는, 흡광도 As의 최대치 As(max)는 0.3이며 흡광도 Ap와 흡광도 As의 차이의 최소치(Ap-As)(min)은 0.35이다.
본 발명은 이중의 광경화성 수지층으로 피복된 광섬유 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 피복 부착 광섬유의 한가지 실시 형태에서 각 피복 수지층의 파장에 대한 흡광도의 측정치를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 피복 부착 광섬유의 다른 실시 형태에서 각 피복 수지층의 파장에 대한 흡광도의 측정치를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 피복 부착 광섬유의 한가지 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 피복 부착 광섬유를 제조하는 장치의 한가지 실시 형태를 나타내는 모식도이다.
도 5A는 본 발명의 피복 부착 광섬유의 제조에 적합한 일괄 이중 피복 장치의 한가지 실시 형태를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 5B는 도 5A에 나타낸 장치에 의해 2개의 수지층이 동시에 피복되는 미경화 피복 부착 광섬유의 Y-Y 단면도이다.
도 6은 금속 할라이드의 발광 스펙트럼 특성의 일례를 나타내는 챠트이다.
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
하기에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 피복 부착 광섬유 및 이의 제조방법의 적절한 실시 형태를 상세하게 설명할 것이다.
도 3은 본 발명의 피복 부착 광섬유의 한가지 실시 형태를 도시하는 단면도이고, 피복 부착 광섬유(1)는 선으로 인발된 석영 유리 섬유(2)와 석영 유리 섬유(2)의 외주에 동시에 도포되는 비교적 연질의 1차 피복 수지층(내층 피복 수지) 및 비교적 경질의 2차 피복 수지층(외층 피복 수지)을 광경화시켜 이루어진 1차 피복(내층 피복(3)) 및 2차 피복(외층 피복(4))를 구비하고 있다.
본 발명에서 사용되는 수지는 광(자외선)경화성의 수지이면 양호하며, 라디칼 중합형의 아크릴레이트계 수지, 광 부가중합형의 폴리티올 및 폴리엔계 수지, 광조사함으로써 루이스산을 생성하는 증감제를 이용하는 양이온성 중합형 수지를 들 수 있으며, 이중에서도 중합 속도가 빠른 점에서 라디칼 중합형 수지가 바람직하다. 이러한 수지로서는 우레탄아크릴레이트계, 에스테르아크릴레이트계, 에테르아크릴레이트계, 에폭시아크릴레이트계, 부타디엔아크릴레이트계, 아미노 수지 아크릴레이트계, 아크릴 수지 아크릴레이트계, 불포화 폴리에스테르계, 실리콘계의 자외선 경화성 수지를 들 수 있으며, 구성 화학 씨드의 구조에 따라 비교적 경질인 것으로부터 비교적 유연한 것까지 폭넓은 성질의 것이 수득되는 동시에 강인한 점에서 우레탄아크릴레이트계 수지가 바람직하다. 또한, 1차 피복 수지와 2차 피복 수지가 상이한 종류의 광경화성 수지일 수도 있지만, 이들 간의 계면 박리를 보다 확실하게 방지할 수 있다는 점에서 동일한 종류의 광경화성 수지가 바람직하다.
이러한 광경화성 수지는 일반적으로 불포화기(예: 아크릴로일기)를 함유하는 올리고머(중합성 예비 중합체), 반응성 희석제로서 단량체(중합성 희석제), 광에너지를 흡수하여 라디칼 등의 활성 씨드를 발생시키는 광중합 개시제를 기본적인 구성 성분으로서 함유하며, 증감제, 충전제, 안료 등을 추가로 함유할 수 있다.
상기한 올리고머로서는 우레탄아크릴레이트(예: TDI/β HPA/폴리에스테르 또는 폴리에테르), 에스테르아크릴레이트(예: 프탈산/1,6­헥산디올/아크릴산), 에테르아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 부타디엔아크릴레이트, 아미노 수지 아크릴레이트(예: 멜라민아크릴레이트), 아크릴 수지 아크릴레이트(예: MMA/BA/GMA+AA), 불포화 폴리에스테르, 실리콘을 들 수 있다. 그리고, 이러한 올리고머의 원료는 그 범위가 넓으며 이러한 원료에 따라 경화물의 물성을 연질로부터 경질까지 자유롭게 설계할 수 있다. 예를 들면, 수산기 말단을 갖는 올리고에스테르(폴리에스테르폴리올) 또는 올리고에테르(폴리에테르폴리올)와 수산기를 갖는 아크릴레이트를 디이소시아네트와 결합시킨 우레탄아크릴레이트에서는 선택되는 올리고머의 구성 화학 씨드(올리고에스테르 또는 올리고에테르 등)의 조합에 따라 여러가지 물성을 갖는 것을 폭넓게 수득할 수 있다.
또한, 상기한 단량체로서는 2-에틸헥실아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시프로필아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴아크릴레이트, 디사이클로펜테닐아크릴레이트의 1관능성 단량체; 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 하이드록시피발산네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 비스(아크릴옥시에틸)비스페놀 A 등의 2관능성 단량체; 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 등의 다관능성 단량체를 들 수 있다.
또한, 상기한 광중합 개시제로서는 루시린(Lucirin) TPO(상품명, BASF사), 이르가큐어(Irgacure) 184(상품명, Ciba Geigy사), 이르가큐어(Irgacure) 651(상품명, Ciba Geigy사), 다로큐어(Darocure) l173(상품명, Ciba Geigy사) 등을 들 수 있다.
본 발명의 이러한 광경화성 수지 100중량%(올리고머, 단량체, 광중합 개시제 및 기타 첨가제의 합계 100중량%) 중에서 올리고머의 함유량은 바람직하게는 20 내지 90중량%, 보다 바람직하게는 20 내지 80중량%이고, 상기 단량체의 함유량은 바람직하게는 5 내지 60중량%, 보다 바람직하게는 10 내지 45중량%이고, 광중합 개시제의 함유량은 바람직하게는 0.2 내지 10중량%, 보다 바람직하게는 0.5 내지 5중량%이다.
그리고 본 발명의 피복 부착 광섬유(1)에서는, 경화 전의 2차 피복 수지층의 파장 영역 31O 내지 34Onm의 광선에 대한 흡광도 As의 최대치 As(max)가 O.5 이하로 되도록 하는 것이 필요하다. 2차 피복 수지층의 흡광도 As의 최대치 As(max)가 0.5보다 커지면 경화를 위해 조사되는 자외선이 2차 피복 수지 내에서 너무 감소되어 1차 피복 수지 중에 입사하는 자외선이 약해지며 1차 피복 수지를 충분하게 경화하는 것이 곤란해지기 때문이다.
또한, 본 발명의 피복 부착 광섬유(1)에서는, 경화 전의 1차 피복 수지층의 상기한 파장 영역의 광선에 대한 흡광도 Ap가 흡광도 As보다 커지도록 하는 것이 필요하다. 흡광도 Ap가 흡광도 As보다 커짐으로써 2차 피복 수지에 의해 자외선이 감소해도 1차 피복 수지에 입사하는 자외선이 효과적으로 이용되므로 1차 피복 수지의 경화가 충분하게 촉진된다. 또한, 흡광도 Ap와 흡광도 As의 차이가 0.3 이상으로 큰 것이 바람직하다. 이와 같이 양쪽의 차이를 커지게 함으로써 1차 피복 수지가 보다 확실하게 경화되는 경향이 있다.
경화 전의 1차 피복 수지 및 2차 피복 수지의 상기 파장 영역의 광선에 대한 흡광 계수는 각각 선택된 올리고머의 구성 화학 씨드의 조합(올리고머의 골격) 및 사용하는 광중합 개시제에 따라 결정되며, 이들의 흡광 계수와 설계 피복 두께의 곱에 의해 흡광도 Ap와 흡광도 As가 각각 결정된다.
또한, 이들 수지는 경화중에 2 내지 4% 정도로 흡광 계수가 커지는 경우가 있으므로 흡광 계수의 향상을 상정하여 흡광도를 2 내지 4% 정도 낮추도록 재료를 선정하는 것이 바람직하다. 즉, 경화 후의 2차 피복 수지층의 파장 영역의 광선에 대한 흡광도 As'의 최대치 As(max)'이 0.52 이하이고, 또한 경화 후의 1차 피복 수지층의 파장 영역의 광선에 대한 흡광도 Ap'이 흡광도 As'보다 커지는 것이 바람직하다.
본 발명의 피복 부착 광섬유(1)에서 1차 피복(3) 및 2차 피복(4)의 두께(경화 후)는 특별히 제한하지 않지만, 각각 약 10 내지 약 50㎛가 바람직하다. 그리고 예를 들면, 직경 약 125㎛의 유리 섬유(2)를 사용하는 경우에는, 2차 피복(4)의 외부 직경이 240 내지 250㎛ 정도로 되도록 구성하는 것이 일반적이다. 또한, 상기한 수지층의 두께는 경화중에 5 내지 5O% 정도 축소되는 경우가 있으므로, 이러한 경우에는 두께 축소를 상정하여 경화 전의 수지층의 두께를 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 수득되는 피복 부착 광섬유의 내측압 특성의 관점에서 1차 피복(3) 및 2차 피복(4)의 영률(경화 후)은 각각 약 0.O5 내지 약 0.15kg/mm2및 약 50 내지 약 15Okg/mm2인 것이 바람직하다.
다음에서는 본 발명의 피복 부착 광섬유의 제조방법의 적절한 한가지 실시 형태에 관해 설명할 것이다.
도 4는 본 발명의 피복 부착 광섬유를 제조하는 장치의 한가지 실시 형태의 개략도이다. 도 4에 나타내는 장치에서는 광섬유용 유리 모재(8)을 유지시켜 상하로 이동할 수 있게 설치하는 모재의 이송 장치(5)와 이송 장치(5)에 의해 도입되는 모재(8)의 말단부를 가열 및 용융하여 선으로 인발함으로써 유리 섬유(2)를 수득하는, 선 인발로(6)을 구비한 선 인발장치(7)가 배치되며, 선 인발장치(7)의 밑에는 유리 섬유(2)의 외주에 1차 피복 수지(3')와 2차 피복 수지(4')를 동시에 도포하는 일괄적인 이중 피복 장치(2층 동시 도포 장치(9)), 도포되는 이중의 수지층에 자외선을 조사하여 피복 부착 광섬유(1)를 형성하는 자외선 경화 장치(10), 피복 부착 광섬유(1)를 일정한 속도로 인수하는 캡스턴(11) 및 인수된 피복 부착 광섬유(1)를 드럼(12a)에 권취하는 권취 장치(12)가 순차적으로 배치되어 있다.
이러한 제조장치에서는, 선 인발로(6)에 의해 모재(8)로부터 선으로 인발된 유리 섬유(2)에는 일괄적으로 이중 피복 장치(9)에 의해 1차 피복(3) 및 2차 피복(4)을 형성하는 수지(3') 및 (4')가 동시에 도포되며, 이들 수지(3') 및 (4')는 자외선 경화 장치(10)에 의해 자외선이 조사되어 이중 피복 부착 광섬유(1)가 형성된다. 이 동안에 모재(8)은 이송 장치(5)에 의해 선 인발로(6) 속으로 서서히 송입된다.
도 5A는 일괄 이중 피복 장치(9)의 한가지 실시 형태를 나타내는 종단면도이다. 도 5A에 나타낸 장치에서는 원통상의 본체(9a)의 중심부에 유리 섬유(2)를 통과하는 관통공(9b)이 설치되고, 본체(9a)의 외부로부터 유리 섬유(2)의 외주에 가압되는 1차 피복 수지(3') 및 2차 피복 수지(4')를 각각 도입하기 위한 통로(9c) 및 (9d)가 독립적으로 설치되고, 이들 통로의 주변에는 1차 피복 수지(3') 및 2차 피복 수지(4')의 온도를 각각 조절하기 위한 히터(13) 및 (14)가 배치되어 있다.
그리고 본 발명의 피복 부착 광섬유(1)을 제조하는 데 있어서는, 경화 전의 2차 피복 수지층(4')의 파장 영역 310 내지 340nm의 광선에 대한 흡광도 As의 최대치 As(max)가 0.5 이하이며, 또한 경화전의 1차 피복 수지층(3')의 파장 영역의 광선에 대한 흡광도 Ap가 흡광도 As보다 커지도록 1차 피복 수지(3') 및 2차 피복 수지(4')를 준비하고, 이러한 일괄 이중 피복 장치(9)에서는 각각 히터(13) 및 (14)에서 온도 조절하여 유리 섬유(2)의 외주에 일괄적으로 도포된다. 1차 피복 수지(3') 및 2차 피복 수지(4')는 각각 소정의 압력으로 피복 장치(9)로부터 압출되고 또한 유리 섬유(2)는 일정 속도로 인취되므로, 압출된 수지량과 유리 섬유의 선속도에 따라 피복되는 수지 두께가 결정된다.
도 5B에 도시된 바와 같이 유리 섬유(2)의 외주에 피복되는 1차 피복 수지층(3')과 2차 피복 수지층(4')은 자외선 경화 장치(10)의 중심부를 주행하는 동안에 자외선이 조사되어 2차 피복 수지층(4') 및 1차 피복 수지층(3')의 경화가 진행된다. 이와 같이 형성되는 피복 부착 광섬유(1)는 캡스턴(11)에 인취되고 권취 장치(12)의 드럼(12a)에 권취된다.
또한, 본 발명에서 사용하는 조사용 광원으로서는 도 6에 나타낸 바와 같이 31O 내지 340nm 대역에서 고강도의 스펙트럼을 갖는 자외선을 발광할 수 있는 금속 할라이드 램프가 적절하다.
실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 6
2차 피복 수지로서 설계 수지 두께(20㎛ 상당)로 하는 경우에, 파장 영역 310 내지 340nm의 광선에 대한 흡광도 As의 최대치 As(max)가 표 1 및 표 2에 나타낸 값인 경질 우레탄아크릴레이트계 광경화성 수지를 준비하고, 1차 피복 수지로서 설계 수지 두께(37.5㎛ 상당)로 하는 경우에 흡광도 Ap와 흡광도 As의 차이의 최소치(Ap-As)(min)가 표 1 및 표 2에 나타낸 값으로 되는 연질 우레탄아크릴레이트계 광경화성 수지를 준비한다. 또한, 상기한 흡광도 Ap및 흡광도 As는 각각 상기한 방법으로 미리 구한다.
또한, 광중합 개시제로서 루시린 TPO(상품명, BASF사) 또는 이르가큐어 184(상 품명, Ciba Geigy사)를 사용하고 1차 피복 수지 및 2차 피복 수지에 각각 1중량%로 첨가한다.
그리고, 도 4에 나타낸 장치를 사용하여 외부 직경이 125㎛인 석영 유리 섬유의 외주에 외부 직경이 200㎛(경화 후)인 1차 피복 수지를, 그리고 이의 외주에 외부 직경이 240㎛(경화 후)인 2차 피복 수지를 동시에 도포하고 이들 수지에 자외선을 조사함과 동시에 경화시켜 피복 부착 광섬유를 수득한다.
(제조 조건)
선 인발속도: 표 l 및 표 2에 기재되어 있다
광원: 금속 할라이드 램프(120W/cm형, 도 6에 나타낸 파장 특성을 갖는다)
이와 같이 수득되는 각 피복 부착 광섬유에 대해 경화 후의 2차 피복 수지 및 1차 피복 수지의 겔 분률을 측정한다. 여기서 겔 분률이란 수지가 경화되는 정도를 나타내는 지표이고, 피복의 초기 중량이 W0, 미숙 겔 성분을 용제에 추출시킨 후의 피복 중량이 W일 때에 하기 수학식 2로 나타낸다.
피복 부착 광섬유의 피복층으로서 사용되는 수지의 겔 분률은 높은 편이 바람직하며 90% 이상이 요구된다.
수득한 결과를 표 1 및 표 2에 기재한다. 또한, 경화 후의 1차 피복 수지의 겔 분률이 92% 이상인 경우를 경화도 ◎, 90% 내지 92%의 경우를 경화도 ○, 90% 미만인 경우를 경화도 ×로 나타낸다.
실시예 및비교예 광경화개시제 제조 속도(m/분) 흡광도(310 내지 340㎚) 겔 분률(%) 경화도
As(max) (Ap-As)(min) 1차 피복 수지 2차 피복 수지
실시예 1실시예 2실시예 3실시예 4실시예 5실시예 6 루시린 TPO루시린 TPO루시린 TPO루시린 TPO루시린 TPO루시린 TPO 400400400400400400 0.30.30.30.50.50.5 0.10.20.50.10.20.3 95.395.295.295.395.195.2 90.291.093.490.190.592.3 ○○◎○○◎
비교예 1비교예 2비교예 3 루시린 TPO루시린 TPO루시린 TPO 400400400 0.80.80.8 -0.30.10.2 95.495.295.1 79.181.582.1 ×××
실시예 및비교예 광경화개시제 제조속도(m/분) 흡광도(310 내지 340㎚) 겔 분률(%) 경화도
As(max) (Ap-As)(min) 1차 피복 수지 2차 피복 수지
실시예 7실시예 8실시예 9실시예 10실시예 11실시예 12 이르가큐어 184이르가큐어 184이르가큐어 184이르가큐어 184이르가큐어 184이르가큐어 184 300300300300300300 0.30.30.30.50.50.5 0.10.20.40.10.20.3 95.395.295.295.395.195.2 90.190.692.990.290.792.5 ○○◎○○◎
비교예 4비교예 5비교예 6 이르가큐어 184이르가큐어 184이르가큐어 184 300300300 0.80.80.8 -0.6-0.10.1 95.395.295.4 78.780.682.9 ×××
표 1 및 표 2에 기재된 측정 결과로부터 하기의 관점이 명확해진다. 즉, 비교예 1 내지 6의 결과가 나타내는 바와 같이, 2차 피복 수지층의 흡광도 As의 최대치 As(max)가 0.5를 초과하면 1차 피복 수지의 겔분률은 낮으며 경화도는 불충분하다. 이것은 자외선이 2차 피복 수지를 통과하는 동안에 감소하기 때문이라고 생각된다. 이에 대하여 실시예 1 내지 12의 결과가 나타내는 바와 같이, 2차 피복 수지층의흡광도 As의 최대치 As(max)가 0.5 이하이면 2차 피복 수지 뿐만 아니라 1차 피복 수지도 충분하게 경화된다.
또한, 실시예 1 내지 3, 4 내지 6, 7 내지 9 및 10 내지 12의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 2차 피복 수지층의 흡광도 As의 최대치 As(max)가 0.5 이하인 경우에, 1차 피복 수지층의 흡광도 Ap가 2차 피복 수지층의 흡광도 As보다 큰 경우에는 1차 피복 수지의 경화도를 충분하게 증대시킬 수 있으며, 특히 양쪽의 차이가 0.3 이상인 경우에는 2차 피복 수지 뿐만 아니라 1차 피복 수지도 대략적으로 완전히 경화된다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 피복 부착 광섬유에 따르면 2차 피복 수지에 첨가하는 광중합 개시제를 상대적으로 줄이거나 1차 피복 수지와 2차 피복 수지의 경화 파장 대역을 어긋나게 하지 않고, 2차 피복 수지층 뿐만 아니라 또한 1차 피복 수지층도 동시에 효율적으로 고수준의 경화도까지 광경화시킨다. 따라서, 본 발명의 피복 부착 광섬유는 생산성이 높은 동시에 신뢰성도 높다.
또한, 본 발명의 방법에 따르면 본 발명의 피복 부착 광섬유를 효율적이며 또한 확실하게 제조할 수 있다.

Claims (9)

  1. 석영계 유리의 코어 및 클래드로 이루어진 유리 섬유와 유리 섬유의 외주에 도포되는 1차 피복 수지층 및 2차 피복 수지층을 광경화시켜 1차 피복 및 2차 피복을 구비한 피복 부착 광섬유에 있어서,
    경화 전의 2차 피복 수지층의 파장 영역 31O 내지 340nm의 광선에 대한 흡광도 As의 최대치 As(max)가 0.5 이하이고, 또한 경화 전의 1차 피복 수지층의 파장 영역의 광선에 대한 흡광도 Ap가 흡광도 As보다 큼을 특징으로 하는 피복 부착 광섬유.
  2. 제1항에 있어서, 흡광도 Ap가 흡광도 As보다 0.3 이상 큰 피복 부착 광섬유.
  3. 제1항에 있어서, 경화 후의 2차 피복 수지층의 파장 영역의 광선에 대한 흡광도 As'의 최대치 As(max)'이 0.52 이하이며, 또한 경화 후의 1차 피복 수지층의 파장 영역의 광선에 대한 흡광도 Ap'이 흡광도 As'보다 큰 피복 부착 광섬유.
  4. 제1항에 있어서, 경화 후의 1차 피복 및 2차 피복의 두께가 각각 약 10 내지 약 50㎛이고, 경화 후의 1차 피복 수지 및 2차 피복 수지의 영률이 각각 약 0.O5 내지 약 0.15kg/mm2및 약 50 내지 약 150kg/mm2인 피복 부착 광섬유.
  5. 경화 전의 2차 피복 수지층의 파장 영역 310 내지 340nm의 광선에 대한 흡광도 As의 최대치 As(max)가 0.5 이하이고, 또한 경화 전의 1차 피복 수지층의 파장 영역의 광선에 대한 흡광도 Ap가 흡광도 As보다 커지도록 1차 피복 수지 및 2차 피복 수지를 준비하는 제1 공정,
    석영계 유리의 코어 및 클래드로 이루어진 유리 섬유의 외주에 1차 피복 수지층 및 2차 피복 수지층을 동시에 도포하는 제2 공정 및
    1차 피복 수지층 및 2차 피복 수지층을 광경화시켜 피복 부착 광섬유를 수득하는 제3 공정을 포함함을 특징으로 하는, 제1항에 따르는 피복 부착 광섬유의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서, 흡광도 Ap가 흡광도 As보다 0.3 이상 큰 방법.
  7. 제5항에 있어서, 경화 후의 2차 피복 수지층의 파장 영역의 광선에 대한 흡광도 As'의 최대치 As(max)'이 0.52 이하이며, 또한 경화 후의 1차 피복 수지층의 파장 영역의 광선에 대한 흡광도 Ap'이 흡광도 As'보다 큰 방법.
  8. 제5항에 있어서, 경화 후의 1차 피복 및 2차 피복의 두께가 각각 약 10 내지 약 50㎛이고, 경화 후의 1차 피복 수지 및 2차 피복 수지의 영률이 각각 약 0.O5 내지 약 0.15kg/mm2및 약 50 내지 약 150kg/mm2인 방법.
  9. 제5항에 있어서, 제3 공정에서 금속 할라이드 램프를 사용하여 자외선을 조사함으로써 1차 피복 수지층과 2차 피복 수지층을 광경화시키는 방법.
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