KR100681166B1 - 광섬유 위치 결정 부품 - Google Patents

Abstract

본 발명의 광섬유 위치 결정 부품은 선형 PPS 수지를 주성분으로 하는 PPS 수지 24 내지 30중량%, 실리카 입자 61 내지 67중량% 및 테트라포드(tetrapod) 형상의 위스커(whisker) 6 내지 12중량%를 함유하는 수지 조성물로 이루어진다.

광섬유, 위스커, 실리카, 페룰, 광 접속부

Description

광섬유 위치 결정 부품{Optical fiber positioning component}

도 1은 본 발명의 광섬유 위치 결정 부품으로서 페룰(ferrule)을 적용하는 MT 광 접속부의 결합 전의 상태를 나타내는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 광섬유 위치 결정 부품으로서 페룰을 적용하는 MT 광 접속부의 결합 후의 상태를 나타내는 사시도이다.

도 3은 본 발명의 광섬유 위치 결정 부품으로서 페룰을 적용하는 MPO 광 접속부를 나타내는 사시도이다.

도 4는 도 3의 페룰을 나타내는 확대 사시도이다.

본 발명은 광섬유끼리 광접속시키는 데 사용하는 광섬유 위치 결정 부품에 관한 것이다.

광통신에 사용하는 광섬유의 접속에는 통상적으로 광 접속부가 사용되며, 광 접속부에는 페룰이나 슬리브(sleeve) 등의 광섬유 위치 결정 부품이 사용된다. 이러한 광섬유 위치 결정 부품에는 서로 맞대어지는 광섬유의 축심끼리의 위치 결정을 고정밀도로 실시할 필요가 있으므로 고도의 치수 정밀도가 요구되는 동시에, 장기간에 걸쳐 사용하는 경우에는 고도의 치수 안정성도 요구된다. 또한 동시에, 광섬유 위치 결정 부품은 반복적으로 착탈되기 때문에, 광섬유 위치 결정 부품에는 충분한 기계 강도와 함께 장기 내구성도 요구된다.

이러한 광섬유 위치 결정 부품으로서, 종래부터, 예를 들면, 열경화성 수지인 에폭시 수지를 트랜스퍼 성형하여 수득되는 페룰이 공지되어 있다. 그러나, 이러한 열경화성 수지로 성형한 페룰은 성형시에 경화에 시간이 걸리고, 생산성이 저하된다.

그러므로, 생산성의 향상을 도모하기 위해 광섬유 위치 결정 부품에 열가소성 수지를 사용하도록 되어 있다.

예를 들면, 국제 공개공보 제WO 95/25770호에는 폴리페닐렌 설파이드 수지 등을 20 내지 40중량% 함유하는 수지 조성물에 실리카 등의 구상 미립자 40 내지 60중량% 및 티탄산칼륨 위스커, 붕산알루미늄 위스커, 탄화규소 위스커, 질화규소 위스커, 산화아연 위스커, 알루미나 위스커 또는 흑연 위스커 등의 위스커 15 내지 25중량%를 충전시킨 페룰이 기재되어 있다.

또한, 제WO 99/53352호에는 폴리페닐렌 설파이드 수지를 함유하는 수지 조성물에 실리카 입자를 충전시킨 다음, 산화아연 위스커 5 내지 30중량% 및 규산염 위스커 5 내지 30중량%를 충전시킨 페룰이 기재되어 있다.

본 발명자들은 상기한 종래 기술에 관해서 검토하였다. 그 결과, 본 발명자들은 종래 기술이 하기의 문제점을 갖는다는 것을 밝혀냈다.

즉, 국제 공개공보 제WO 95/25770호에 기재된 페룰에는 수지 조성물 중에 실리카 입자 및 위스커를 함유하므로 치수 정밀도 면에서는 유리하지만, 가이드 핀을 삽입하는 페룰의 가이드 구멍 주위의 강도가 충분하다고는 할 수 없으며, 가이드 구멍에서 가이드 핀을 끼우거나 뺄 때 페룰의 가이드 구멍의 주변 부분이 결락될 염려가 있다. 특히, 푸쉬 온(push on)-풀 오프(pull off) 타입의 MPO 광 접속부에서는, 가이드 핀이 페룰의 가이드 구멍에 대하여 어긋나거나 비스듬해지거나 하는 상태에서 충격적으로 삽입되는 경우가 있으므로, 페룰의 가이드 구멍의 주변 부분이 결락되기 쉽다. 따라서, 페룰은 비교적 조기에 교환 등이 필요해지며, 장기간에 걸친 사용에 견딜 수 없는 경우가 있다. 또한 치수 안정성도 충분하다고는 할 수 없다.

또한, 제WO 99/53352호에 개시된 페룰은 치수 정밀도, 치수 안정성, 기계 강도 및 장기 내구성 면에서 유리하다고 할 수는 있지만, 이들 성능의 더 나은 향상을 도모할 필요가 있다.

본 발명의 목적은 치수 정밀도, 기계 강도, 치수 안정성 및 장기 내구성을 보다 향상시킬 수 있는 광섬유 위치 결정 부품을 제공하는 것이다.

본 발명자들은 상기한 목적을 달성하기 위해 예의 검토하였다. 즉, 광섬유 위치 결정 부품을 구성하는 수지 조성물에 폴리페닐렌 설파이드 수지(이하, 「PPS 수지」라고 함), 실리카 입자 및 위스커를 충전시키고, PPS 수지, 실리카 입자 및 위스커의 각각의 충전량을 여러가지로 변경하는 동시에, PPS 수지의 구성 및 충전되는 위스커의 종류를 여러가지로 변경하고, 수득되는 수지 조성물에 관해서 치수 정밀도, 기계 강도, 치수 안정성 및 장기 내구성을 평가하였다. 그 결과, PPS 수지, 실리카 입자 및 위스커의 각 충전량이 소정의 범위에 있으며, 또한 특정한 구성의 PPS 수지를 PPS 수지로서 사용하고, 특정 형상의 위스커를 위스커로서 사용함으로써 상기한 목적을 달성할 수 있는 것을 밝혀내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명의 광섬유 위치 결정 부품은 선형 PPS 수지를 주성분으로 하는 PPS 수지 24 내지 30중량%, 실리카 입자 61 내지 67중량% 및 테트라포드 형상의 위스커 6 내지 12중량%를 함유하는 수지 조성물로 이루어진다.

본 발명의 광섬유 위치 결정 부품에서 테트라포드 형상의 위스커는, 이방성이 작으므로 이러한 종류의 위스커 이외에 이와 상이한 종류의 위스커(일반적으로는 섬유상)를 함유하는 경우와 비교하여, 성형시의 열수축률 이방성이 없고 금형 전사성이 우수하며 치수 정밀도가 향상된다. 또한, 선형 PPS 수지는 자체 가교결합형 PPS 수지 등과 비교하여 유동성이 우수하므로, 수지 조성물의 유동성이 보다 향상된다. 따라서, 선형 PPS 수지를 함유하는 수지 조성물을 성형할 때에 금형 캐비티 전체에 압력이 충분하게 전해지고, 수득되는 광섬유 위치 결정 부품의 밀도가 증가한다. 또한, 선형 PPS 수지는 다른 형의 PPS 수지와 비교하여 인성이 크다. 따라서, 수지 조성물 중의 실리카 입자 및 테트라포드 형상의 위스커의 함유량을 동일하게 하는 경우, 선형 PPS 수지를 주성분으로 하는 PPS 수지를 사용하는 광섬유 위치 결정 부품 쪽이 보다 기계 강도가 향상된다. 또한, 테트라포드 형상의 위스커의 함유율이 6중량% 미만인 경우에는 테트라포드 형상의 위스커를 복합하는 효과가 나타나지 않고 열수축률에 이방성이 생기며 광섬유 위치 결정 부품이 휘어지거나 왜곡을 발생시키고, 12중량%를 초과하면, PPS 수지에 대한 보강 효과가 작아지고 광섬유 위치 결정 부품의 기계적 강도가 저하된다. 또한, 선형 PPS 수지를 주성분으로 하는 PPS 수지의 함유율이 24중량% 미만인 경우에는 수지 조성물의 성형성이 나빠지며 치수 정밀도가 저하되고, 30중량%를 초과하면, PPS 수지에 대한 실리카 입자 및 테트라포드 형상의 위스커의 보강 효과가 작아지며 광섬유 위치 결정 부품의 기계적 강도가 저하된다. 또한, 실리카 입자의 함유율이 61중량% 미만인 경우에는 수지 조성물 전체의 선팽창계수가 커지고 치수 정밀도가 저하되며 또한 탄성률도 작아지고 광섬유 위치 결정 부품의 기계적 강도가 저하되며, 실리카 입자의 함유율이 67중량%를 초과하면, 성형시의 수지 조성물의 유동성이 저하되어 성형성이 나빠지므로 치수 정밀도가 저하된다. 또한, PPS 수지의 비율이 적어지므로 취약해진다.

또한, 상기한 광섬유 위치 결정 부품에서는, 실리카 입자가 이의 입자 직경 분포에서 입자 직경 0.3 내지 0.8㎛ 범위와 입자 직경 4 내지 7㎛ 범위의 각각에 극대치를 1개씩 갖는 것이 바람직하다.

상기한 두 범위의 각각에 극대치가 있으면, 큰 입자 직경의 실리카 입자의 간극에 작은 입자 직경의 실리카 입자가 들어가서 충전률을 향상시키는 데 유리하며, 또한 상기한 입자 직경 분포를 갖는 실리카 입자와 2개의 극대치 중의 적어도 1개가 상기한 범위로부터 벗어난 실리카 입자가 동일한 충전률로 되는 경우와 비교하면, 상기와 같은 입자 직경 분포를 갖는 실리카 입자를 사용하는 것이 실리카 입자끼리의 접촉 저항이 감소되므로 수지 조성물의 유동성이 보다 향상된다.

상기한 광섬유 위치 결정 부품에서는, 테트라포드 형상의 위스커가 산화아연 위스커인 것이 바람직하다.

이와 같이 테트라포드 형상(정사면체의 각 정점과 중심을 연결한 입체적 형상)의 위스커를 사용하면, 이의 이방성이 작으므로 기타 종류의 위스커를 함유하는 경우와 비교하여 성형시의 열수축률의 이방성이 없고 금형 전사성이 우수하며 치수 정밀도가 향상되는 경향이 있다.

상기한 광섬유 위치 결정 부품에서는, PPS 수지 중의 선형 PPS 수지의 함유율이 95 내지 100중량%인 것이 바람직하다.

PPS 수지 중의 선형 PPS 수지의 함유율이 95중량% 미만인 경우에는 수지 조성물의 유동성이 저하되고, 광섬유 위치 결정 부품의 밀도 균일성이 저하되므로 기계적 강도가 작아지는 경향이 있다.

상기한 광섬유 위치 결정 부품에서는, 선형 PPS 수지의 300℃에서의 용융 점도가 100 내지 500cPs인 것이 바람직하다.

용융 점도가 100cPs 미만인 경우에는 선형 PPS 수지의 분자량이 너무 작아져 기계적 강도가 저하되는 경향이 있고, 500cPs를 초과하면, 수지 조성물의 유동성이 나빠지며 치수 정밀도가 저하되는 경향이 있다.

상기한 광섬유 위치 결정 부품에서는, 실리카 입자의 평균 입자 직경이 0.2 내지 7㎛인 것이 바람직하다.

평균 입자 직경이 0.2㎛ 미만인 경우에는 성형시에 수지 조성물의 유동성이 저하되고 성형 불안정으로 치수 정밀도가 저하되는 경향이 있으며, 평균 입자 직경이 7㎛를 초과하면, 실리카 입자가 표면에 석출되는 경우에 미크론 등급의 요철이 발생하여 치수 정밀도가 저하되는 경향이 있기 때문이다. 또한, 실리카의 표면적이 작아지며 강도가 저하된다.

상기한 광섬유 위치 결정 부품에서는, 수지 조성물 중의 테트라포드 형상의 위스커 함유율이 8 내지 12중량%, 또는 6 내지 10중량% 또는 8 내지 10중량%인 것이 바람직하다.

또한, 상기한 광섬유 위치 결정 부품에서는, 수지 조성물 중의 실리카 입자 및 테트라포드 형상의 위스커의 합계 함유율이 70 내지 76중량%인 것이 바람직하다.

합계 함유율이 70중량% 미만인 경우에는 수지 조성물 전체의 선팽창계수가 커지고 광섬유 위치 결정 부품의 치수 정밀도가 저하되는 경향이 있으며, 합계 함유율이 76중량%를 초과하면, 성형시의 수지 조성물의 유동성이 나빠지고 성형성이 악화되어 치수 정밀도가 저하되는 동시에 기계적 강도가 불충분해지는 경향이 있다.

하기에 본 발명의 광섬유 위치 결정 부품에 관해서 상세하게 설명한다.

본 발명의 광섬유 위치 결정 부품은 PPS 수지, 실리카 입자 및 테트라포드 형상의 위스커를 함유하는 수지 조성물로 이루어짐을 특징으로 한다. 여기서, PPS 수지를 사용하는 것은 치수 안정성, 크리프(creep) 특성 및 성형성의 점에서 유리하기 때문이다. 일반적으로 PPS 수지에는 가교결합형(분지형) PPS 수지 또는 선형 PPS 수지가 있지만, 본 발명에 사용되는 PPS 수지는 선형의 PPS 수지를 주성분으로 하는 PPS 수지이다. 선형 PPS 수지를 주성분으로 하는 것은 다음 이유에 기인한다. 즉, 선형 PPS 수지를 주성분으로 하면, PPS 수지의 저분자량화가 가능하여 유동성이 양호한 수지 조성물이 수득된다. 따라서, 성형시에 금형 캐비티 전체에 압력이 충분하게 전해진다. 따라서, 수득되는 광섬유 위치 결정 부품의 밀도가 균일해지고 광섬유 위치 결정 부품의 기계적 강도가 보다 향상된다. 여기서, PPS 수지중의 선형 PPS 수지의 함유율은 통상적으로는 95 내지 100중량%이다. PPS 수지 중의 선형 PPS 수지의 함유율이 95중량% 미만인 경우에는 수지 조성물의 유동성이 저하되고 광섬유 위치 결정 부품의 밀도의 균일성이 저하되므로 기계적 강도가 작아지는 경향이 있다. 선형 PPS 수지의 300℃에서의 용융 점도는 통상적으로는 100 내지 500cPs, 바람직하게는 150 내지 250cPs이다. 용융 점도가 100cPs 미만인 경우에는 선형 PPS 수지의 분자량이 너무 작아져 기계적 강도가 저하되는 경향이 있고, 500cPs를 초과하면, 수지 조성물의 유동성이 나빠지며 치수 정밀도가 저하되는 경향이 있다. 또한, 상기한 수지 조성물 중의 PPS 수지의 함유율은 통상적으로 24 내지 30중량%이다. 24중량% 미만에서는 수지 조성물의 성형성이 나빠지고 치수 정밀도가 저하되며, 30중량%를 초과하면, PPS 수지에 대한 충전제(실리카 입자 및 위스커)의 보강 효과가 작아지고 광섬유 위치 결정 부품의 기계적 강도가 저하된다.

본 발명의 광섬유 위치 결정 부품에 사용되는 수지 조성물은 실리카 입자를 함유한다. 이것은 일반적으로 실리카 입자의 선팽창계수가 작은 동시에 이방성도 작아지기 때문이고, 이에 따라 광섬유 위치 결정 부품의 치수 정밀도를 향상시킬 수 있기 때문이다. 실리카 입자의 형상에는 구상, 파쇄상 등이 있지만, 실리카 입자의 형상은 구상인 것이 바람직하다. 구상의 경우, 파쇄상 등과 비교하여 이방성이 보다 작아진다. 실리카 입자의 평균 입자 직경은 0.2 내지 7㎛인 것이 바람직하다. 평균 입자 직경이 0.2㎛ 미만인 경우에는 성형시에 수지 조성물의 유동성이 저하되고 성형 불안정으로 치수 정밀도가 저하되는 경향이 있으며, 평균 입자 직경이 7㎛를 초과하면, 실리카 입자가 표면에 석출되는 경우에 미크론 등급의 요철이 발생하여 치수 정밀도가 저하되는 경향이 있기 때문이다. 또한, 실리카의 표면적이 작아지고 강도가 저하된다.

실리카 입자는 입자 직경 분포가 상이한 2종류의 실리카 입자의 혼합물로 이루어진 것으로, 이러한 혼합물의 입자 직경 분포에 2개의 극대치를 갖게 할 수 있다. 여기서, 입자 직경 분포에서 이들 2개의 극대치는 각각 0.3 내지 0.8㎛, 4 내지 7㎛의 범위내에 있는 것이 바람직하다. 상기한 두가지 범위의 각각에 극대치가 1개씩 있으면, 큰 입자 직경의 실리카 입자의 간극에 작은 입자 직경의 실리카 입자가 들어가고 충전률을 향상시키는 데 유리하며, 또한, 2개의 극대치가 각각 상기한 두가지 범위에 있는 입자 직경 분포를 갖는 실리카 입자와 2개의 극대치 중의 적어도 1개가 상기한 범위로부터 벗어나는 실리카 입자가 동일한 충전률로 되는 경우와 비교하면, 2개의 극대치가 각각 상기한 두가지 범위에 있는 실리카 입자를 사용하는 경우 쪽이 실리카 입자끼리의 접촉 저항이 감소되므로 수지 조성물의 유동성이 향상되는 경향이 있다.

본 발명에서 사용하는 수지 조성물 중의 실리카 입자의 함유율은 61 내지 67중량%이다. 이것은 실리카 입자의 함유율이 61중량% 미만인 경우에는 수지 조성물 전체의 선팽창계수가 커져 치수 정밀도가 저하되며, 또한 탄성률도 작아지고 광섬유 위치 결정 부품의 강도가 저하되기 때문이다. 한편, 실리카 입자의 함유율이 67중량%를 초과하면, 성형시의 수지 조성물의 유동성이 저하되어 이의 성형성이 나빠지므로 광섬유 위치 결정 부품의 치수 정밀도가 저하되고, 또한 PPS 수지의 비율이 적어지므로 광섬유 위치 결정 부품이 취약해지기 때문이다.

본 발명에서 사용하는 테트라포드 형상의 위스커는 산화아연 위스커인 것이 적절하다. 이와 같이 테트라포드 형상(정사면체의 각 정점과 중심을 연결하는 입체적 형상)의 위스커를 사용하는 이유는 이방성이 작으므로 기타 종류의 위스커를 함유하는 경우와 비교하여 성형시의 열수축률의 이방성이 없으며 금형 전사성이 우수하고 치수 정밀도가 향상되기 때문이다.

또한, 위스커로서 테트라포드 형상의 위스커만을 사용하고 그 이외의 위스커를 병용하지 않는 것이 바람직하다. 이것은 테트라포드 형상의 위스커만을 사용하는 편이 그 이외의 위스커(일반적으로 섬유상이다)를 병용하는 경우와 비교하여 이방성이 작아지고 치수 정밀도를 향상시키는 데에 유리하기 때문이다.

테트라포드 형상의 위스커는 4개의 침상 부분을 갖는다. 이들 4개의 침상 부분의 평균 길이는 2 내지 10㎛인 것이 바람직하다. 평균 길이가 2㎛ 미만인 경우에는 표면적이 증가하고 수지 조성물의 유동성이 나빠지며 치수 정밀도가 나빠지는 경향이 있으며, 10㎛를 초과하면, 실리카보다 커지고 수지 조성물의 유동성이 악화되는 경향이 있다. 또한 침상 부분의 근원의 평균 직경은 0.2 내지 2㎛인 것이 바람직하다. 평균 직경이 0.2㎛ 미만인 경우에는 너무 미세해서 침상 부분도 짧아지며 표면적이 증가하고 수지 조성물의 유동성이 악화되는 경향이 있으며, 2㎛를 초과하면, 침상 부분이 굵고 길어지며 실리카와 간섭하여 수지 조성물의 유동성이 악화되는 경향이 있다. 또한, 테트라포드 형상의 위스커의 침상 부분의 종횡비(평균 길이/평균 직경)는 2 내지 2O인 것이 바람직하다. 종횡비가 2 미만인 경우에는 PPS 수지에 대한 보강 효과가 불충분해지는 경향이 있으며, 종횡비가 20을 초과하면, 수지 조성물의 유동성이 나빠지는 경향이 있다.

수지 조성물 중의 테트라포드 형상의 위스커의 함유율은 6중량% 이상이며, 바람직하게는 8중량% 이상이다. 테트라포드 형상의 위스커의 함유율이 6중량% 미만인 경우에는 테트라포드 형상의 위스커를 복합하는 효과가 나타나지 않고 열수축율에 이방성이 생기며 광섬유 위치 결정 부품이 휘어지거나 왜곡을 발생시킨다. 또한, 수지 조성물 중의 테트라포드 형상의 위스커의 함유율은 12중량% 이하, 바람직하게는 10중량% 이하이다. 테트라포드 형상의 위스커의 함유율이 12중량%를 초과하면, 테트라포드 형상의 위스커에 의한 PPS 수지에 대한 보강 효과가 작아지고 광섬유 위치 결정 부품의 기계적 강도가 저하된다.

또한, 수지 조성물 중의 실리카 입자 및 테트라포드 형상의 위스커의 합계 함유율은 70 내지 76중량%인 것이 바람직하다. 합계 함유율이 70중량% 미만인 경우에는 수지 조성물 전체의 선팽창계수가 커지고 광섬유 위치 결정 부품의 치수 정밀도가 저하되는 경향이 있으며, 합계 함유율이 76중량%를 초과하면, 성형시의 수지 조성물의 유동성이 나빠지며 성형성이 악화되어 치수 정밀도가 저하되는 동시에 기계적 강도가 불충분해지는 경향이 있다.

본 발명에서 사용하는 수지 조성물은 PPS 수지, 실리카 입자 및 테트라포드 형상의 위스커로 구성되지만, 목적하는 성능을 상실하지 않는 범위에서 실리카 입자 및 위스커 이외에 미세 충전제, 안료, 안정제, 커플링제, 난연제 등이 첨가될 수 있다.

본 발명에서 사용하는 수지 조성물은 수지 조성물 중에 충전제를 배합하는 통상적인 혼련방법에 따라 혼련할 수 있지만, 수지 조성물 중에 충전제, 기타 배합물을 충분하게 분산시킬 수 있는 혼련 효과가 높은 혼련 장치를 사용하여 혼련하는 것이 바람직하다. 이러한 혼련 장치로서는, 예를 들면, 1축 또는 2축의 압출기, 혼련기 등을 들 수 있다.

본 발명의 광섬유 위치 결정 부품으로서는, 예를 들면, 페룰이나 슬리브를 들 수 있으며, 이들은 하기에 설명하는 MT 광 접속부, MPO 광 접속부 등의 각종 광 접속부에 적용할 수 있다.

도 1은 광섬유 위치 결정 부품으로서 다중심용 페룰을 적용시킨 MT 광 접속부를 나타내는 사시도로서, 다중심용 페룰끼리 결합하기 전의 상태를 나타낸다. 도 2는 도 1의 다중심용 페룰을 결합한 후의 MT 광 접속부를 나타내는 사시도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, MT 광 접속부(1)는 광섬유 중심선을 고정하는 1조의 페룰(3), 페룰(3)과 페룰(3)끼리를 결합하기 위해 페룰(3)과 페룰(3)에 삽입되는 한쌍의 봉상 가이드 핀(5, 5), 및 서로 맞대어진 페룰(3)과 페룰(3)끼리를 결합하는 결합 클립(7)을 구비한다. 페룰(3)은 평판상의 결합부(3a)와 결합부(3a)의 한쪽 말단에 일체로 설치된 블록상의 섬유 삽입부(3b)로 이루어진다. 섬유 삽입부(3b)에는, 예를 들면, 4심(心)의 테이프상 광섬유 심선(4-fiber ribbon)(2)이 삽입되고, 결합부(3a) 내에는 테이프 섬유 심선(2)의 선단부에 쉬스(coating)의 박리에 의해 노출된 4개의 광섬유 심선(4)이 수납되어 있다. 또한, 결합부(3a)에는 창 구멍(10)이 형성되어 이러한 창 구멍(10)을 통해 에폭시 수지 등의 접착제(11)가 주입되며, 이러한 접착제(11)에 의해 광섬유 심선(4)이 고정되어 있다. 또한, 페룰(3)에는 한쌍의 가이드 핀(5, 5)과 감합(嵌合)하며 내주가 대략 원형인 가이드 구멍(6, 6)이 형성되어 있다.

도 3은 본 발명의 광섬유 위치 결정 부품으로서 페룰을 적용시킨 MPO 광 접속부를 나타내는 사시도로서, 도 4는 도 3의 페룰을 나타내는 확대도이다. 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, MPO 광 접속부(20)는 1쌍의 플러그(한쪽의 플러그는 나타내지 않음)(12), 이들 플러그(12)를 안내하여 수용하는 가이드 구멍(13a)을 갖는 어댑터(13) 및 플러그(12)끼리의 접속에 사용되는 한쌍의 가이드 핀(14, 14)을 구비한다. 플러그(12)는 테이프상 광섬유 심선(fiber ribbon)(15)의 선단부를 고정하는 페룰(16), 이러한 페룰(16)을 내부에 수용하는 페룰 고정부재(17) 및 이러한 페룰 고정부재(17)를 수용하는 커버(18)로 구성되며, 페룰(16)은 MT 광 접속부(1)에서의 페룰(3)과 동일한 구성으로 되어 있다. 따라서, 페룰(16)에는 가이드 핀(14)을 삽입하기 위한 한쌍의 가이드 구멍(16a, 16a)이 형성되어 있다. 이러한 MPO 광 접속부(20)에서는 가이드 핀(14)이 가이드 구멍(16a)에 대하여 어긋나거나 경사지거나 하여 삽입되는 경우가 있으므로 페룰(16)에 큰 기계적 강도가 요구된다. 따라서, 본 발명의 위치 결정 부품으로서의 페룰(16)은 MPO 광 접속부(20)에도 적합하다.

하기에 본 발명을 실시예에 의해 보다 구체적으로 설명한다.

실시예

광섬유 위치 결정 부품으로서 MT 광 접속부에 사용하는 페룰을 제작한다. 페룰의 제작에 있어서는 우선, 300℃에서 용융 점도가 180 내지 200cPs이고 선형 PPS 수지를 99중량% 이상 함유하는 PPS 수지, 실리카 입자 및 위스커를 준비한다. 그리고, 이들 PPS 수지, 실리카 입자 및 위스커를 혼합하고, 이 혼합물을 2축 압출기(이케가이뎃코사 제조, PCM-45)에 공급하여 용융 혼련하고, 펠릿상의 수지 조성물을 수득한다. 그리고, 이러한 펠릿상의 수지 조성물을 형(型) 드로잉 30t의 횡형 사출 성형기를 사용하여 성형하고, 도 1 및 2에 도시된 바와 같은 4심의 페룰(치수 약 6mm×8mm×2.5mm)을 수득한다. 이때 페룰에 형성된 가이드 구멍의 직경은 700㎛로 한다. 이러한 페룰에 대한 치수 정밀도, 치수 안정성, 기계적 강도 및 장기 내구성의 평가는 아래와 같이 실시한다.

즉, 페룰의 치수 정밀도에 관해서는, MT 광 접속부의 접속 손실과 진원(眞圓)도에 의해 평가한다. 여기서, MT 광 접속부는 다음과 같이 하여 준비한다. 즉, 한쌍의 페룰과 4개의 싱글 모드 광섬유를 갖는 4심 테이프상 광섬유 심선(4­fiber ribbon)을 2개 준비하고, 접착제를 사용하여 각 페룰에 테이프상 광섬유 심선(fiber ribbon)을 고정하고, 각 광섬유 심선의 말단면을 연마한다. 다음에, 한쌍의 가이드 핀을 사용하여 페룰끼리 접속하고, 이렇게 하여 MT 광 접속부를 준비한다.

MT 광 접속부의 접속 손실은 한쪽의 테이프상 광섬유 심선(fiber ribbon)에 레이저 다이오드(안도덴키사 제조, 안정화 광원 AQ-4139)를 사용하여 파장 1.3㎛의 레이저광을 도입하고, 다른 쪽의 테이프상 광섬유 심선(fiber ribbon)으로부터 출사되는 빛을 파워 미터(안도덴키사 제조, 광 파워 미터 AQ-1135E)로 검출함으로써 구한다. 또한, 「진원도」란, 페룰의 가이드 구멍의 말단 면으로부터 1mm의 위치에서의 최대 내부 직경과 최소 내부 직경의 차이를 말하며, 촉침식(觸針式) 진원도(眞圓度) 측정기에 의해 측정한다.

페룰의 기계적 강도에 관해서는 「파괴 강도」에 의해 평가한다. 여기서, 「파괴 강도」란 길이 11mm의 스텐레스제 가이드 핀의 한쪽 말단을 약 1mm 가이드 구멍에 삽입하고, 가이드 핀의 다른쪽 말단에서 4mm의 위치에 가이드 핀을 변형시키도록 0.1mm/초의 속도로 하중을 걸었을 때에 가이드 핀 구멍(6)이 파괴되는 하중을 말한다.

페룰의 치수 안정성에 관해서는 -40 내지 75℃의 열 순환 시험 전후의 광 접속부의 접속 손실 변화를 측정함으로써 평가한다.

페룰의 장기 내구성에 관해서는 광 접속부의 착탈을 250회 반복하고, 그 전후의 MT 광 접속부의 접속 손실의 변화를 측정함으로써 평가한다.

또한, 광 접속부 접속 손실, 반복 착탈에 따른 광 접속부 접속 손실 변화 및 열 순환 시험 전후의 광 접속부 접속 손실 변화의 어느 쪽의 측정도 1O개의 광 접속부에 대해서 실시하여 이의 평균치를 구한다. 또한, 페룰의 가이드 구멍의 진원도 및 파괴 강도의 측정에 관해서는 5개의 광 접속부에 대해서 실시하여 이의 평균치를 구한다.

실시예 1

실리카 입자로서 평균 입자 직경 0.5㎛의 용융 실리카 입자(이즈미텍사 제조, SCM QZ fused)와 평균 입자 직경 5㎛의 용융 실리카 입자(이즈미텍사 제조)의 혼합물, 위스커로서 산화아연 위스커(마쓰시타암텍사 제조, 파나테트라)를 준비한다. 또한, 산화아연 위스커는 테트라포드 형상을 이루고 있으며, 이의 중심으로부터 연장되는 침상 부분은 각각 평균 길이가 15㎛이고, 평균 직경이 2㎛이다. 그리고, 이들 PPS 수지, 실리카 입자 및 산화아연 위스커를 각각 수지 조성물 중의 함유율이 각각 표 1에 기재된 값으로 되도록 혼합하고, MT 접속부용의 페룰을 제작한다.

*1 평균 입자 직경 4.5㎛의 실리카 입자

*2 평균 입자 직경 0.5㎛의 실리카 입자

이러한 페룰에 관해서 광 접속부 접속 손실, 진원도, 파괴 강도, 열 순환 시험 전후의 광 접속부 접속 손실 변화 및 반복 착탈에 따른 광 접속부 접속 손실 변화를 측정한다. 그 결과를 표 1에 기재한다.

실시예 2

수지 조성물 중의 PPS 수지, 실리카 입자, 산화아연 위스커의 함유율을 표 1에 기재된 값으로 하고, 또한 수지 조성물 중에 위스커로서 규산칼슘 위스커(킨세이마틱사 제조, FPW 400)를 함유시킨 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 MT 접속부용의 페룰을 제작한다.

이러한 페룰에 관해서 광 접속부 접속 손실, 진원도, 파괴 강도, 열 순환 시험 전후의 광 접속부 접속 손실 변화 및 반복 착탈에 따른 광 접속부 접속 손실 변화를 측정한다. 그 결과를 표 1에 기재한다. 표 1에 기재된 바와 같이, 본 실시예에 따른 페룰은 실시예 1의 페룰과 동일하게 광 접속부 접속 손실, 진원도, 광 접속부 접속 손실 변화가 작고 파괴 강도가 커지는 것으로 밝혀졌다.

실시예 3

수지 조성물 중의 PPS 수지, 실리카 입자 및 산화아연 위스커의 함유율을 표 1에 기재된 값으로 하는 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 MT 접속부용의 페룰을 제작한다.

이러한 페룰에 관해서 광 접속부 접속 손실, 진원도, 파괴 강도, 열 순환 시험 전후의 광 접속부 접속 손실 변화 및 반복 착탈에 따른 광 접속부 접속 손실 변화를 측정한다. 그 결과를 표 1에 기재한다. 표 1에 기재된 바와 같이, 본 실시예에 따른 페룰은 실시예 1의 페룰과 동일하게 광 접속부 접속 손실, 진원도, 광 접속부 접속 손실 변화가 작고, 파괴 강도가 커지는 것으로 밝혀졌다.

비교예 1

수지 조성물 중의 PPS 수지, 실리카 입자 및 산화아연 위스커를 표 1에 기재된 함유율로 혼합하고, 실리카 입자로서 평균 입자 직경 4.5㎛의 것을 사용하며, 산화아연 위스커로서 침상 부분의 평균 길이가 30㎛, 평균 직경이 3㎛의 것을 사용하는 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 MT 접속부용 페룰을 제작한다. 역시, 이러한 페룰을 제작할 때에 수지 조성물의 유동성이 나쁜 것으로 밝혀졌다.

이러한 페룰에 관해서 실시예 1과 동일하게 하여 광 접속부 접속 손실, 진원도, 파괴 강도, 열 순환 시험 전후의 광 접속부 접속 손실 변화 및 반복 착탈에 따른 광 접속부 접속 손실 변화를 측정한다. 그 결과를 표 1에 기재한다. 표 1에 기재된 바와 같이, 광 접속부 접속 손실 및 진원도의 어느 것이나 실시예 1의 페룰보다 커지는 것으로 밝혀졌다. 또한, 파괴 강도가 실시예 1의 페룰의 절반으로 저하되고, 열 순환 시험 전후의 광 접속부 접속 손실 변화 및 반복 착탈에 따른 광 접속부 접속 손실 변화도 2배 이상 커지는 것으로 밝혀졌다.

비교예 2

수지 조성물 중의 PPS 수지, 실리카 입자 및 위스커를 표 1에 기재된 함유율로 혼합하고, 실리카 입자로서 평균 입자 직경 0.5㎛의 것을 사용하며, 위스커로서 평균 섬유 길이 8㎛, 평균 직경 2㎛의 규산칼슘 위스커(킨세이마틱사 제조, FPW 400) 및 각 침상 부분의 평균 길이 30㎛, 평균 직경 3㎛의 산화아연 위스커를 사용하는 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 MT 접속부용 페룰을 제작한다. 역시, 이러한 페룰을 제작할 때에 수지 조성물의 유동성이 나쁜 것으로 밝혀졌다.

이러한 페룰에 관해서 실시예 1과 동일하게 하여 광 접속부 접속 손실, 진원도, 파괴 강도, 열 순환 시험 전후의 광 접속부 접속 손실 변화 및 반복 착탈에 따른 광 접속부 접속 손실 변화를 측정한다. 그 결과를 표 1에 기재한다. 표 1에 기재된 바와 같이, 광 접속부 접속 손실 변화 및 진원도가 실시예 1의 페룰보다 약 2배 정도 커지는 것으로 밝혀졌다.

비교예 3

수지 조성물 중의 PPS 수지, 실리카 입자 및 산화아연 위스커를 표 1에 기재된 함유율로 혼합하는 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 MT 접속부용 페룰을 제작한다. 역시, 이러한 페룰을 제작할 때에 수지 조성물의 유동성이 나쁜 것으로 밝혀졌다.

이러한 페룰에 관해서 광 접속부 접속 손실, 진원도, 파괴 강도, 열 순환 시험 전후의 광 접속부 접속 손실 변화 및 반복 착탈에 따른 광 접속부 접속 손실 변화를 측정한다. 그 결과를 표 1에 기재한다. 표 1에 기재된 바와 같이, 광 접속부 접속 손실, 진원도 및 반복 착탈 시험에서의 광 접속부 접속 손실 변화가 실시예 1의 페룰보다 상당히 커지며, 파괴 강도는 실시예 1의 페룰의 약 절반까지 작아지는 것으로 밝혀졌다.

비교예 4

PPS 수지, 실리카 입자 및 산화아연 위스커를 표 1에 기재된 함유율로 혼합하는 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 MT 접속부용 페룰을 제작한다.

이러한 페룰에 관해서 광 접속부 접속 손실, 진원도, 파괴 강도, 열 순환 시험 전후의 광 접속부 접속 손실 변화 및 반복 착탈에 따른 광 접속부 접속 손실 변화를 측정한다. 그 결과를 표 1에 기재한다. 표 1에 기재된 바와 같이, 광 접속부 접속 손실, 진원도 및 광 접속부 접속 손실 변화가 실시예 1의 페룰보다 커지는 것으로 밝혀졌다.

비교예 5

수지 조성물 중의 PPS 수지, 실리카 입자 및 산화아연 위스커를 표 1에 기재된 함유율로 혼합하는 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 MT 접속부용 페룰을 제작한다.

이러한 페룰에 관해서 광 접속부 접속 손실, 진원도, 파괴 강도, 열 순환 시험 전후의 광 접속부 접속 손실 변화 및 반복 착탈에 따른 광 접속부 접속 손실 변화를 측정한다. 그 결과를 표 1에 기재한다. 표 1에 기재된 바와 같이, 광 접속부 접속 손실, 진원도 및 광 접속부 접속 손실 변화가 실시예 1의 페룰보다 커지며, 특히 진원도가 커지는 것으로 밝혀졌다.

비교예 6

수지 조성물 중의 PPS 수지, 실리카 입자 및 산화아연 위스커를 표 1에 기재된 함유율로 혼합하는 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 MT 접속부용 페룰을 제작한다.

이러한 페룰에 관해서 광 접속부 접속 손실, 진원도, 파괴 강도, 열 순환 시험 전후의 광 접속부 접속 손실 변화 및 반복 착탈에 따른 광 접속부 접속 손실 변화를 측정한다. 그 결과를 표 1에 기재한다. 표 1에 기재된 바와 같이, 반복 착탈시험에서의 광 접속부 접속 손실 변화가 커지며, 또한 파괴 강도가 실시예 1과 비교하여 상당히 작아지는 것으로 밝혀졌다.

상기에 기재된 바와 같이 본 발명의 광섬유 위치 결정 부품을 사용하면, 수지 조성물 중에 선형 PPS 수지를 함유하는 PPS 수지 24 내지 30중량%, 실리카 입자 61 내지 67중량% 및 테트라포드 형상의 위스커 6 내지 12중량%를 함유하는 것으로, 광섬유 위치 결정 부품의 치수 정밀도 뿐만 아니라 기계적 강도, 치수 안정성 및 장기 내구성을 향상시킬 수 있다.

Claims (10)

1. 선형 폴리페닐렌 설파이드 수지를 주성분으로 하는 폴리페닐렌 설파이드 수지 24 내지 30중량%, 실리카 입자 61 내지 67중량% 및 테트라포드 형상의 위스커 6 내지 12중량%를 함유하는 수지 조성물로 이루어진 광섬유 위치 결정 부품.
2. 제1항에 있어서, 실리카 입자가 이의 입자 직경 분포에서 입자 직경 0.3 내지 0.8㎛의 범위와 입자 직경 4 내지 7㎛의 범위의 각각에 극대치를 1개씩 갖는 광섬유 위치 결정 부품.
3. 제1항에 있어서, 테트라포드 형상의 위스커가 산화아연 위스커인 광섬유 위치 결정 부품.
4. 제1항에 있어서, 폴리페닐렌 설파이드 수지 중의 선형 폴리페닐렌 설파이드 수지의 함유율이 95 내지 100중량%인 광섬유 위치 결정 부품.
5. 제1항에 있어서, 선형 폴리페닐렌 설파이드 수지의 300℃에서의 용융 점도가 100 내지 500cPs인 광섬유 위치 결정 부품.
6. 제1항에 있어서, 실리카 입자의 평균 입자 직경이 O.2 내지 7㎛인 광섬유 위 치 결정 부품.
7. 제1항에 있어서, 수지 조성물 중의 테트라포드 형상의 위스커의 함유율이 8 내지 12중량%인 광섬유 위치 결정 부품.
8. 제1항에 있어서, 수지 조성물 중의 테트라포드 형상의 위스커의 함유율이 6 내지 10중량%인 광섬유 위치 결정 부품.
9. 제1항에 있어서, 수지 조성물 중의 테트라포드 형상의 위스커의 함유율이 8 내지 10중량%인 광섬유 위치 결정 부품.
10. 제1항에 있어서, 수지 조성물 중의 실리카 입자 및 테트라포드 형상의 위스커의 합계 함유율이 70 내지 76중량%인 광섬유 위치 결정 부품.

Images