KR20000016694A - 광섬유 수납용 금속관 및 그의 제조방법 - Google Patents

광섬유 수납용 금속관 및 그의 제조방법 Download PDF

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마사루 사기야마
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이와모토 무네타카
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Abstract

본 발명은 광섬유 수납(housing)용 금속관의 기본체(base body)의 표면에 알루미늄층, 및 광섬유 수납용 금속관의 내식성 및 내마모성을 개선하는 작용을 하는 산화물층의 순으로 형성되어 이루어진 광섬유 수납용 금속관; 광섬유 수납용 금속관의 기본체, 및 기본체의 표면에 형성된 Al-X(이때, X는 Mn, Ti, Ni, Cr, Nb, Mg, Fe, In 및 Sn으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 1종 또는 2종이다) 합금층, 또는 주성분으로서 알루미늄, 및 금속관 기본체의 표면에 형성되고 탄화물, 산화물 및 유기 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 함유하는 Al계 복합층을 포함하는 광섬유 수납용 금속관; 알루미늄 또는 알루미늄 합금층을 광섬유 수납용 금속관의 기본체의 표면에 형성하여 알루미늄 또는 알루미늄 합금층을 평활화하여 알루미늄 또는 알루미늄 합금층의 최대 높이(Ry)를 3 ㎛ 이하로 감소시켜 제조한 내식성이 우수한 광섬유 수납용 금속관; 및 그의 제조 방법을 제공한다.

Description

광섬유 수납용 금속관 및 그의 제조 방법
예를 들면 도 1A, 1B 및 1C에 도시된 바와 같이, 광섬유(3)를 수납하는 금속관(2)은 전도선(1)과 함께 합쳐서 광지선(optical grounding wire)을 제공한다.
구체적으로, 도 1A는 광섬유(3)를 수납하는 금속관(2) 둘레에서 다수의 전도선(1)을 동심적으로 합침으로써 제조된 광지선을 나타낸다. 도 1B는 각각 예를 들면 강철, 알루미늄 등으로 구성되는 금속선의 형태인 내부 코어(4)를 둘러싸기 위해 광섬유(3)를 수납하고 제 1 층을 둘러싸기 위해 다수의 추가의 전도선(1)을 동심적으로 합치는 다수의 금속관(2) 및 다수의 전도선(1)으로 구성된 제 1 층을 형성함으로써 제조된 광지선을 나타낸다. 또한, 도 1C는 코어로서 작용하는 전도선(1)을 둘러싸기 위해 광섬유(3)를 수납하고 제 1 층을 둘러싸기 위해 다수의 추가의 전도선(1)을 동심적으로 합치는 금속관(2) 및 다수의 전도선(1)으로 구성된 제 1 층을 형성함으로써 제조된 광지선을 나타낸다.
광섬유 수납용 금속관은 금속 테이트를 관 형태로 성형하고 동시에 광섬유(3)를 공급하여 관체에 부하하고 그다음 관체의 이음매가 결합되는 동시 삽입 방법에 의해 제조된다. 다르게는, 광섬유 수납용 금속관은 광섬유를 단부로부터 미리 제조된 금속관으로 삽입하는 후삽입 방법에 의해 제조된다. 일반적으로, 금속관은 필요한 금속관의 기계 강도, 가공성 및 내식성을 고려하여 스테인레스강, 구리, 구리 합금 등을 사용함으로써 제조된다.
통상적인 기법에서, 부식의 문제점은 금속관(2)과 전도선(1)을 구성하는 금속, 즉 알루미늄 또는 알루미늄 합금 사이의 이온화 경향의 차이에 의해 야기된다.
이 난점을 극복하는 수단은 예를 들면, 일본 특허 공고공보 제 88-10805 호 또는 일본 특허 공개공보 제 96-69716 호에 개시된다. 이들 종래 기술은 광섬유 수납용 금속관의 외면이 금속층으로 덮여야 한다고 개시한다. 보다 구체적이기 위해, 일본 특허 공고공보 제 88-10805 호는 예를 들면 알루미늄으로 구성된 금속층이 진공 도금, 예를 들면 진공 증착, 스퍼터링(sputtering) 또는 이온 도금에 의해 광섬유 수납용 금속관의 외면을 덮기 위해 형성된다는 것을 개시한다.
반면에, 일본 특허 공개공보 제 96-69716 호는 금속 분말을 광섬유 수납용 금속관의 외면 상에 소결하는 소결 방법, 또는 금속관의 외면을 덮기 위해 알루미늄 또는 알루미늄 합금층을 형성하기 위해 전기분해를 사용하는 화학적 또는 전기화학적 금속 도금 방법을 개시한다.
광섬유 수납용 금속관이 광지선을 제공하기 위해 전도선과 함께 합쳐지면, 진동 또는 온도 변화에 의해 일어난 관 및 선의 신장-수축으로 인해 광섬유 수납용 금속관 및 금속관 주위의 전도선 사이에서 마모가 일어난다. 특히, 금속층이 광섬유 수납용 금속관의 외면을 둘러싸기 위해 형성되면, 일반 강철판 도금에서의 수준을 초과하는 높은 내마모성이 필요하고, 마모를 고려하여 금속층의 두께를 결정하는 것이 필요하다. 본 발명자에 의해 수행된 연구에 따르면, 30 ㎛를 초과하는 두께를 갖는 금속층이 필요하다는 것이 밝혀졌다.
일본 특허 공고공보 제 88-10805 호 또는 일본 특허 공개공보 제 96-69716 호에서, 금속층의 마모 및 금속층의 밀착성 및 생산성은 고려되지 않는다. 또한, 30 ㎛를 초과하는 두께를 갖는 알루미늄층이 이들 종래 분야에 개시된 필름 형성 방법 및 다른 공지된 필름 형성 방법에서 어떠한 준비 없이 단순하게 형성되면, 알루미늄층은 금속관의 기본체(base body)에 거의 부착되지 않고, 생산 효율 및 수율과 같은 충분한 생산성을 이루지 못한다.
또한, 금속층이 광섬유 수납용 금속관의 외면을 덮기 위해 형성되면, 표면 결점부는 금속층을 형성할 때 필연적으로 금속층에 형성된다. 주의해야 될 것은 광섬유 수납용 금속관의 기본체와 도금된 금속 사이의 이온화 경향의 차이로부터 유래된 부식은 표면 결점부에서 발생된다. 부식 문제점을 극복하기 위해, 금속층의 두께를 증가시키는 것이 효과적이다. 그러나, 본 발명자는 금속층의 두께를 증가시킴으로써 부식 문제점을 극복하기 위해서는 이미 지적된 바와 같이 30 ㎛를 초과하는 두께의 금속층을 형성하는 것이 필요하다. 일본 특허 공고공보 제 88-10805 호 또는 일본 특허 공개공보 제 96-69716 호 중 어느 것도 금속층의 결점에 대해 언급하지 않는다. 또한, 금속층이 30 ㎛를 초과하는 두께로 형성되면, 이미 지적된 바와 같이 생산성은 낮아지고 금속층의 금속관의 기본체에의 밀착성이 현저하게 낮아진다. 금속층이 밀착성이 나빠지면, 금속층은 쉽게 박리되어 금속관의 기본체가 외부에 노출된다. 그다음 선택적인 두께의 알루미늄 또는 알루미늄 합금층이 금속관의 표면을 덮기 위해 형성되어도, 금속관의 기본체는 외부에 노출되어 충분한 내식성을 수득하지 못한다.
상기 기술된 문제점을 고려하여 이루어진 본 발명은 알루미늄층으로 덮이고 추가로 내마모성 및 내식성을 나타내는 산화물층으로 덮인 표면을 갖는 광섬유 수납용 금속관을 제공하고, 내식성 및 내마모성을 나타내는 알루미늄 합금층 또는 알루미늄 복합층으로 덮인 표면을 갖는 광섬유 수납용 금속관을 제공하고, 내식성을 나타내는 알루미늄 또는 알루미늄 합금층으로 덮인 표면을 갖고 표면 결점을 감소시키고 추가로 내식성을 개선시키기 위해 평활화된 알루미늄 또는 알루미늄 합금층의 표면을 갖는 광섬유 수납용 금속관을 제공하고, 그의 제조 방법을 제공하고자 한다.
발명의 요약
(1) 본 발명은 금속관의 기본체, 기본체의 표면을 둘러싸는 알루미늄층 및 알루미늄층을 덮고 내식성 및 내마모성을 나타내는 산화물층을 포함하는 광섬유 수납용 금속관을 제공한다.
알루미늄층이 3 내지 30 ㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 또한 산화물층이 크롬산염-처리된 필름, 인산 아연 필름 및 양극 산화 필름으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
또한, 크롬산염-처리된 필름이 수지 및/또는 산화물 졸을 함유하고 20 내지 400 mg/m2의 금속 크롬 침착량을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 인산 아연 필름의 침착량은 바람직하게는 0.5 내지 8 g/m2이어야 한다. 또한, 양극 산화 필름은 바람직하게는 3 내지 10 ㎛의 두께를 가져야 한다. 또한, 양극 산화 필름의 표면 상에 흡착된 착색 도료를 변화하는 것이 가능하다. 또한, 양극 산화 필름에 기공-밀봉 처리를 적용하는 것이 바람직하다.
광섬유 수납용 금속관이 스테인레스강으로 제조되면, 알루미늄층 내부에 위치되도록 0.02 내지 2.5 ㎛의 두께의 니켈층을 형성하는 것이 바람직하다.
(2) 본 발명은 또한 금속관의 기본체 및 기본체의 외면을 둘러싸는 Al-X(이때, X는 Mn, Ti, Ni, Cr, Nb, Mg, Fe, In 및 Sn으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 하나 또는 두 금속이다) 합금층을 포함하는 광섬유 수납용 금속관을 제공한다. Al-X 합금층이 3 내지 30 ㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 금속관의 기본체가 스테인레스강으로 제조되면, Al-X 합금층 내부에 0.02 내지 2.5 ㎛의 두께의 니켈층을 형성하는 것이 바람직하다.
(3) 본 발명은 또한 금속관의 기본체 및 금속관의 기본체의 외면을 둘러싸기 위해 형성된 복합층을 포함하는 광섬유 수납용 금속관을 제공한다. 복합층은 주성분으로서 Al 및 탄화물, 산화물 및 유기 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 보조 성분을 함유한다. 복합층은 3 내지 30 ㎛의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 광섬유 수납용 금속관의 기본체가 스테인레스강으로 제조되면, 복합층 내부에 0.02 내지 2.5 ㎛의 두께의 니켈층을 형성하는 것이 바람직하다.
(4) 본 발명은 또한 스테인레스강으로 제조된 금속관의 기본체, 스테인레스강 기본체를 덮기 위해 형성된 니켈층 및 니켈층을 덮기 위해 형성된 알루미늄층을 포함하는 광섬유 수납용 금속관을 제공한다. 니켈층은 바람직하게는 0.02 내지 2.5 ㎛의 두께를 가져야 한다.
(5) 본 발명은 또한 알루미늄 또는 알루미늄 합금층을 형성하여 광섬유 수납용 금속관의 기본체의 표면을 덮는 단계, 및 알루미늄 또는 알루미늄 합금층을 평활화시키는 단계를 포함하는, 우수한 내식성을 나타내는 광섬유 수납용 금속관의 제조 방법을 제공한다.
평활화 단계는 금속관의 연신 단계를 나타낸다. 금속관의 외경이 0.05 내지 0.8 % 감소되도록 금속관을 연신하는 것이 바람직하다.
(6) 본 발명의 광섬유 수납용 금속관은 금속관의 기본체의 표면을 덮는 알루미늄 또는 알루미늄 합금층이 3 ㎛ 이하의 최대 높이(Ry)를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 알루미늄 또는 알루미늄 합금층은 바람직하게는 7 내지 30 ㎛의 두께를 가져야 한다. 또한, 광섬유 수납용 금속관의 기본체가 스테인레스강으로 구성되면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금층 내부에 0.02 내지 2.5 ㎛의 두께의 니켈층을 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 알루미늄 또는 알루미늄 합금층의 상면에 크롬산염-처리된 필름을 형성하는 것이 바람직하다.
따라서, 광지선을 제공하기 위해 상기 항목 (1), (2), (3), (4) 및 (6)에 정의된 광섬유 수납용 금속관 주위에 다수의 합쳐진 전도선을 배치하는 것이 가능하다.
본 발명은 광섬유 수납(housing)용 금속관, 및 몇몇 경우에 수-밀봉된 화합물과 같은 충전 물질 및 그의 제조 방법, 특히 내식성을 나타내는 알루미늄층으로 덮이고 추가로 내마모성 및 추가로 개선된 내식성을 나타내는 산화물층으로 덮인 표면을 갖는 광섬유 수납용 금속관 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 내식성 및 내마모성을 나타내는 알루미늄 합금층 또는 알루미늄 복합층으로 덮인 표면을 갖는 광섬유 수납용 금속관, 및 내식성을 나타내는 알루미늄 또는 알루미늄 합금층으로 덮인 표면을 갖고 표면 결점을 감소시키고 추가로 내식성을 개선하기 위해 평활화(smoothing)된 알루미늄 또는 알루미늄 합금층의 표면을 갖는 광섬유 수납용 금속관 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
도 1A는 광섬유 수납용 금속관 및 전도선이 함께 합쳐진 상태의 일례를 예시한 단면도이다.
도 1B는 광섬유 수납용 금속관 및 전도선이 함께 합쳐진 상태의 다른 일례를 예시한 단면도이다.
도 1C는 광섬유 수납용 금속관 및 전도선이 함께 합쳐진 상태의 또다른 일례를 예시한 단면도이다.
상기 지적된 문제점을 극복하기 위한 시도로 수행된 광범위한 연구의 결과로서, 본 발명자는 내식성 및 내마모성이 우수한 광섬유 수납용 금속관을 이루었다. 금속관은 알루미늄층으로 덮인다. 또한, 내식성 및 내마모성을 나타내는 산화물층은 알루미늄층을 덮기 위해 형성된다. 다르게는, 광섬유 수납용 금속관의 기본체는 내식성 및 내마모성을 나타내는 알루미늄 합금층 또는 알루미늄 복합층으로 덮인다. 광지선이 광섬유 수납용 금속관과 전도선을 함께 합침으로써 제조하면, 전도선과의 기계적인 접촉에 의해 일어난 금속관의 마모가 금속관의 기본체의 표면을 덮는 산화물층, 알루미늄층 또는 알루미늄 복합층의 존재 하에서 억제된다. 또한, 금속관 기본체의 표면을 덮는 알루미늄 또는 알루미늄 복합층은 알루미늄 또는 알루미늄 합금층의 최대 높이(Ry)가 금속관의 표면 결점을 감소시키기 위해 소정의 범위 내에 있도록 하고 또한 금속관의 내식성을 개선하기 위해 평활화된다. 본 발명은 또한 특별한 광섬유 수납용 금속관을 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 몇몇 양태를 기술한다.
(제 1 양태)
본 발명의 제 1 양태에 따른 광섬유 수납용 금속관은 금속관의 기본체, 기본체의 표면을 덮는 알루미늄층 및 알루미늄층의 표면을 덮는 산화물층을 포함한다. 특별한 구조는 광섬유 수납용 금속관과 금속관과 함께 합쳐진 전도선 사이의 이온화 경향의 차이로부터 유래된 부식을 억제시킨다.
우수한 내식성 및 내마모성을 나타내는 산화물 필름으로 덮이더라도, 알루미늄층은 3 ㎛ 이상의 두께를 가져야 한다. 알루미늄층의 두께가 3 ㎛ 미만이면, 금속관의 기본체에 도달하는 긁힘 또는 마모가 일어난다. 당연하게, 알루미늄층의 두께는 3 ㎛ 이상의 두께인 것이 바람직하다. 반면에, 큰 두께의 알루미늄층은 내식성 및 내마모성이 유리하다. 그러나, 알루미늄층의 두께가 증가하면 밀착성이 낮아진다. 그다음 알루미늄층의 두께가 30 ㎛를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 두께가 30 ㎛ 미만이면, 높은 내식성 및 높은 내마모성을 유지하면서 제조 비용의 증가를 억제하는 것이 가능하다.
알루미늄층을 형성하는 방법은 본 발명에서 특별하게 제한되지 않는다. 구체적으로는, 진공 증착 방법 또는 이온 도금 방법과 같은 건조 방법, 및 전기도금 방법 또는 용융 도금 방법과 같은 습윤 방법을 사용하는 것이 가능하다.
본 발명에 사용된 산화물 필름은 예를 들면, 산화 알루미늄 필름, 산화 크롬 필름, 산화 아연 필름 및 산화 리튬 필름을 포함한다. 산화물 필름을 형성하는 방법은 특별하게 제한되지 않는다. 산화물 필름은 알루미늄 필름보다 더 높은 경도를 갖기 때문에, 알루미늄층이 광지선 내에서 전도선과 마찰해도 알루미늄층의 마모는 경감될 수 있다. 또한, 산화물 필름은 염소 이온과 같은 부식 인자에 상대적인 차단성을 나타내고, 알루미늄층의 내식성을 현저하게 개선시키는 것이 가능하다. 특히, 크롬산염 처리, 인산 아연 처리 및 양극 산화에 의해 형성된 산화물 필름은 생산성, 경제성 및 내마모성에서 우수한 성질을 나타낸다.
다음과 같은 여러 산화물 필름을 기술한다:
a. 크롬산염-처리된 필름
크롬산염-처리된 필름의 형성 방법은 특별하게 제한되지 않는다. 산화 크롬 필름이 알루미늄층의 최외면에 형성될 수 있다면, 임의의 반응형 크롬산염, 코팅형 크롬산염 및 전기분해성 크롬산염을 사용할 수 있다.
또한, 크롬산염-처리된 층이 하나 이상의 수지 및 산화물 졸을 함유한다면, 크롬산염-처리된 층 그자체의 차단성은 증가될 수 있고, 추가로 개선된 내식성을 일으킨다는 것을 주의해야 한다. 동시에, 광섬유 수납용 금속관과 전도선 사이의 마찰 계수를 낮추기 위해 윤활성이 크롬산염-처리된 층 그자체에 제공될 수 있다. 결과적으로, 금속층 뿐만 아니라 전도선의 마모는 방지될 수 있다. 크롬산 처리된 층에 함유된 수지는 수지가 주로 크롬산을 함유한 크롬산염 처리된 용액과 안정하게 혼합될수 있는 한 특별하게 제한되지 않는다. 예를 들면, 수지는 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 스티렌 수지, 폴리에틸렌 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 및 수용성이고 수성 유화 수지를 형성할 수 있는 그의 변성된 수지를 포함한다. 또하나, 크롬산염 처리된 층에 함유된 산화물 졸은 특별하게 제한되지 않고, 예를 들면 알루미나 졸, 티탄 화합물 졸, 산화 지프코늄 졸 및 실리카 졸을 포함한다.
크롬산염-처리된 층의 크롬 침착량은 내식성 및 내마모성을 개선하는 효과를 수득하기 위해 금속 크롬으로 환산하여 20 mg/m2이상이어야 한다. 그러나, 크롬 침착량이 광지선 제품에서 필요성을 고려하여 40 mg/m2이상인 것이 보다 바람직하다. 내식성 및 내마모성을 개선하는 효과는 크롬 침착량을 증가시키면 증가될 수 있다. 그러나, 크롬 침착량이 금속 크롬으로 환산하여 400 mg/m2를 초과하면, 처리 용액의 생산성 및 수명은 현저하게 낮아진다. 다시 말하면, 크롬 침착량의 상한은 바람직하게는 400 mg/m2이어야 한다.
다수의 광섬유 수납용 금속관이 광지선에 배치되면, 필요하다면 크롬산염-처리된 층을 착색하여 광섬유를 연결할 때 광섬유 수납용 금속관의 식별을 용이하게 하는 것이 가능하다. 예를 들면, 크롬산염-처리된 층이 크롬산, 텅스텐산 및 불화 나트륨을 함유한 혼합된 용액에 침지되면, 크롬산염-처리된 층이 황색으로 착색된다. 또한, 크롬산염-처리된 층이 크롬산, 인산 및 산성 불화 나트륨을 함유한 혼합된 용액에 침지되면 녹색으로 착색된다.
크롬산염 처리 용액의 종류와 크롬산염-처리된 층의 착색 사이의 관계는 당해 분야에 공지되어 있고, 당해 분야의 숙련자가 목적하는 색에 따라 크롬산염 처리 용액을 적당하게 선택하는 것이 가능하다.
b. 인산 아연 필름
알루미늄층이 인산 이온 및 아연 이온을 함유한 용액에 침지되면, 인산 아연 필름이 형성될 수 있다. 침착량은 내식성 및 내마모성을 개선하는 탁월한 효과를 수득하기 위해 바람직하게는 0.5 g/m2이상이어야 하고, 처리 용액의 생산성 및수명을 고려하여 바람직하게는 8.0 g/m2이하이어야 한다. 또한, 추가로 개선된 내식성을 수득하기 위해 인산 아연 처리 후 크롬 밀봉 처리를 적용하는 것이 가능하다.
c. 양극 산화 필름
양극 산화 필름은 내식성을 개선시키고, 동시에 추가로 내식성을 개선하기 위해 Cl-와 같은 부식 인자로부터 알루미늄층 및 금속관의 기본체를 보호하기 위해 차단 효과를 일으키게 한다. 양극 산화 필름의 형성 방법은 특별하게 제한되지 않는다. 예를 들면, 양극 산화 필름은 금속관을 예를 들면, 황산 또는 옥살산을 함유한 산성욕, 또는 인산 나트륨을 함유한 염기성욕에 침지함으로써 형성될 수 있다. 또한, 보다 안정한 수화된 산화물은 추가로 내식성을 개선하기 위해 양극 산화 필름에 기공-밀봉 처리를 적용함으로써 형성될 수 있다. 본 발명에 사용된 기공-밀봉 방법은 특별하게 제한되지 않는다. 예를 들면, 기공-밀봉 처리는 양극 산화 필름을 가압 증기 또는 비등수와 접촉시키거나 또는 이에 침지시킴으로써 실행될수 있다.
양극 산화 필름은 내식성 및 내마모성을 개선하는 탁월한 효과를 수득하기 위해 바람직하게는 3 ㎛ 이상의 두께를 가져야 한다. 그러나, 필름 두께가 과다하게 증가하면, 생산성이 낮아진다. 또한, 알루미늄층의 두께가 감소되면 다른 금속 사이의 계면에서 일어나는 부식을 억제하는 효과가 감소된다. 이런 경우에, 양극 산화 필름의 두께는 바람직하게는 10 ㎛ 이하이어야 한다.
다수의 광섬유 수납용 금속관이 광지선에 배치되면, 필요하다면 착색된 도료를 양극 산화 필름의 표면에 흡착시킴으로써 양극 산화 필름을 착색하여 광섬유를 연결할 때 광섬유 수납용 금속관의 식별을 용이하게 하는 것이 가능하다. 예를 들면, 양극 산화 처리가 황산 또는 크롬산을 함유한 용액을 사용함으로써 실행되면, 양극 산화 필름이 회색으로 착색된다. 또한, 옥살산을 함유한 용액을 사용함으로써 처리하면, 양극 산화 필름은 황색으로 착색된다. 또한, 인산 나트륨을 함유한 용액을 사용함으로써 처리하면, 양극 산화 필름은 투명한 백색으로 착색된다. 양극 산화 처리 용액의 종류와 양극 산화 필름의 착색 사이의 관계는 당해 분야에 공지되어 있고, 당해 분야의 숙련자가 양극 산화 필름의 목적하는 색에 따라 양극 산화 처리 용액을 적당하게 선택하는 것이 가능하다.
상기 기술된 것과 다른 색의 착색의 경우, 형성된 양극 산화 필름을 갖는 광섬유 수납용 금속관은 목적하는 색의 염료 또는 안료의 수용액에 침지될 수 있다. 이 경우에, 염료 또는 안료는 목적하는 착색을 이루기 위해 양극 산화 필름의 미세 기공에 흡착된다.
형성된 양극 산화 필름을 갖는 광섬유 수납용 금속관에 금속염, 즉 Ni, Cu, Se, Mn 등의 염을 함유한 수용액 내에서 전기분해를 적용하는 것이 또한 가능하다. 이 경우에, 금속 또는 금속 화합물은 목적하는 착색을 이루기 위해 양극 산화 필름의 미세 기공의 바닥에 침전된다. 예를 들면, Ni 염의 수용액을 사용하는 경우 양극 산화 필름은 청동색으로 착색된다. Cu 염의 수용액을 사용하는 경우 양극 산화 필름은 흑색에서 핑크색으로 착색된다. Se 염의 수용액을 사용하는 경우, 양극 산화 필름은 황브라운색으로 착색된다. Mn 염의 수용액을 사용하는 경우, 양극 산화 필름은 겨자색으로 착색된다. 침전된 금속 화합물과 양극 산화 필름의 착색 사이의 관계는 당해 분야에 공지되어 있고, 당해 분야의 숙련자가 목적하는 착색을 이루기 위해 필요한 금속 화합물을 적당하게 선택하는 것이 가능하다.
수화 반응에 의해 일어난 부피 팽창에 의해 양극 산화 필름의 미세 기공을 폐쇄하기 위해 착색된 광섬유 수납용 금속관에 기공-밀봉 처리를 적용하는 것이 가능하다. 결과적으로, 흡착 착색된 도료는 기공 내에서 밀봉된다. 그다음 색조는 시간에 따라 악화되지 않는다고 생각된다.
금속관의 기본체는 본 발명에서 특별하게 제한되지 않는다. 구체적으로, 스테인레스강, 구리 및 구리 합금과 같은 여러 금속은 기계적인 강도, 가공성, 내식성 및 비용과 같은 필요한 여러 성질을 고려하여 적당하게 선택될수 있다. 스테인레스강을 사용하는 경우 외부 알루미늄 필름은 가공전선으로 사용된 광지선 내에서 스테인레스강 기본체를 전도선으로 마찰시킴으로써 박리된다고 생각된다. 보다 구체적이기 위해, 광섬유 수납용 금속관은 가공전선 내에서 높은 장력을 받기 때문에, 금속관에 포함된 알루미늄 필름은 통상적인 도금된 강철판보다 더 높은 밀착성을 나타내는 것이 필요하다.
반면에, 수동 필름은 스테인레스강관의 최외면에 존재하고, 이 결과로 알루미늄층의 스테인레스강관에의 밀착성은 낮아지는 경향이 있다. 이 난점을 극복하기 위해, 스테인레스강관 상에 니켈층을 형성하여 수동 필름의 효과를 억제한 후 니켈층 상에 알루미늄층을 형성하여 알루미늄층의 높은 밀착성을 보장하는 것이 바람직하다. 니켈층의 형성 방법은 본 발명에서 특별하게 제한되지 않는다. 예를 들면, 비전착성 금속석출 도금 또는 전기분해 도금과 같은 습윤 방법을 사용하는 것이 가능하다. 그러나, 스트라이크욕 또는 불화붕소욕과 같은 pH-조절된 도금욕을 적용하는 것이 보다 바람직하다. 이 경우에, 스테인레스강관의 표면에 수동 필름을 용출시키면서 니켈층이 형성되고, 이 결과 니켈층 그자체가 형성되어 더 높은 밀착성을 나타낸다. 실제로, 니켈층을 형성하지 않고 스테인레스강관과 직접 접촉하면서 알루미늄층이 형성되면, 알루미늄층은 실질적으로 밀착성을 나타내지 않고, 알루미늄층을 포함한 스테인레스강관을 실제 사용하는 것은 불가능하다.
니켈층의 두께는 본 발명에서 특별하게 제한되지 않는다. 그러나, 니켈층에 형성된 알루미늄층이 만족스러운 밀착성을 나타내게 하기 위해 니켈층이 0.02 ㎛ 이상의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 반면에, 니켈층의 두께가 2.5 ㎛를 초과한다면, 스테인레스강관의 표면 상의 수동 필름은 과다하게 용출되고, 그 결과 스테인레스강관 그자체의 내식성은 현저하게 악화된다. 그다음 니켈층의 두께는 바람직하게는 0.02 ㎛ 내지 2.5 ㎛의 범위 내에 있어야 한다.
(제 2 양태)
본 발명의 제 2 양태에 따른 광섬유 수납용 금속관은 다른 금속 사이, 즉 금속관과 금속관을 둘러싼 전도선 사이의 계면에서 일어나는 부식을 억제하기 위해 광섬유 수납용 금속관의 외면 상에 형성된 알루미늄 합금층 또는 알루미늄 복합층을 포함한다.
상기 나타난 각각의 층을 보다 상세하게 기술한다.
a. 알루미늄 합금층
알루미늄 합금층은 내식성 및 내마모성을 개선하고자 한다.
알루미늄 합금 Al-X의 성분 X는 바람직하게는 Mn, Ti, Ni, Cr, Nb, Mg, Fe, In 및 Sn으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 또는 두 금속이어야 하고, 조밀한 자연 산화물 필름을 형성한다. 이들 금속 및 알루미늄이 합금되면, 생성된 합금 필름은 순수한 알루미늄 필름에 비해 우수한 내식성 및 내마모성을 나타낸다. Mn, Ti, Ni, Cr, Nb, Mg, Fe, In 및 Sn의 이들 합금 성분의 양(중량%)는 다음과 같다:
0.5 % ≤ Mn ≤ 50 %;
0.1 % ≤ Ti ≤ 80 %;
0.05 % ≤ Ni ≤ 40 %;
1.0 % ≤ Cr ≤ 30 %;
1.0 % ≤ Nb ≤ 30 %;
0.1 % ≤ Mg ≤ 70 %;
0.05 % ≤ Fe ≤ 20 %;
0.05 % ≤ In ≤ 1.0 %; 및
0.05 % ≤ Sn ≤ 1.0 %.
이들 합금 성분 X의 추가량이 상기 나타난 하한보다 더 낮으면, 충분한 내식성을 수득하는 것이 불가능하다. 그러나, 추가량이 상기 나타난 상한을 초과하면, 알루미늄 합금의 내식성은 낮아지는 경향이 있다. 알루미늄 합금층을 형성하는 방법은 예를 들면, 진공 증착 방법 또는 이온 도금 방법과 같은 진공 도금 방법, 및 용융염 욕 또는 유기 용매 욕을 사용하는 전기도금 방법을 포함한다.
알루미늄 합금층은 바람직하게는 내식성 및 내마모성을 고려하여 3 ㎛ 이상의 두께를 가져야 한다. 두께가 3 ㎛ 미만이면, 금속관 기본체에 도달하는 긁힘 또는 마모가 알루미늄 합금층에 일어난다. 반면에, 두께가 30 ㎛를 초과하면, 알루미늄 합금층의 밀착성은 현저하게 낮아진다. 전기 기술된 바와 같이, 만족스러운 내식성 및 내마모성을 유지하면서 제조 비용이 억제될수 있기 때문에 알루미늄 합금층의 두께를 3 ㎛ 내지 30 ㎛의 범위이도록 고정시키는 것이 경제적으로 바람직하다.
알루미늄 합금층의 표면에 크롬산염 필름, 인산 아연 필름 등을 형성하기 위해 알루미늄 합금층의 표면에 화학적 처리 또는 양극 산화 처리를 적용하는 것이 또한 바람직하다. 이 경우에, 내식성은 개선되고, 내마모성은 제공된다.
알루미늄 합금층이 In 또는 Sn을 함유하면, 전도선과 광섬유 수납용 금속관 사이의 접촉부에서 일어난 틈새 부식을 억제하는 것이 또한 가능하다. 틈새 부식의 발생을 방지하는 기작은 다음과 같다고 생각된다.
틈새 부식은 환경의 불균일성에 의해 일어난다고 나타난다. 구체적으로, 외부로부터 물질의 이동이 틈새 내에서 저해되어 용해된 산소 농도가 낮아지고, 그 결과 양극으로서 작용하는 틈새의 내부 및 음극으로서 작용하는 외부를 포함하는 국소 전지가 형성된다. 그다음 많은 경우에서 음이온, 즉 Cl-이온은 틈새 내에서 조밀화되어 알루미늄 표면에 형성된 자연 산화물 필름을 파괴하고 따라서 수산화 알루미늄을 형성한다. 다시 말하면, OH-이온을 소비하여 틈새 산성의 내부 영역을 만든다. 그다음 부식은 화학적 용해에 의해 빠르게 촉진된다.
틈새 부식을 억제하기 위해, 부식에 의해 파괴된 알루미늄 표면 상의 산화물 필름은 재형성되어 새로 형성된 산화물 필름에 안정한 수동 필름을 형성하여야 한다. 알루미늄 합금이 In 또는 Sn을 함유하면, 틈새 부식을 억제하는 작용을 하는 안정한 부식 생성물은 부식의 초기 단계에 형성된다고 생각된다.
b. 알루미늄 복합층
알루미늄 복합층은 내식성 및 내마모성을 개선하고자 한다. 알루미늄 복합층에 함유된 복합 입자는 예를 들면, 탄화 붕소, 탄화 규소, 탄화 티탄, 탄화 텅스텐 및 탄화 지르코늄과 같은 탄화물; 산화 알루미늄, 산화 규소, 산화 티탄 및 산화 지르코늄과 같은 산화물; 및 플로오로카본 플라스틱 및 폴리에틸렌 수지와 같은 유기 화합물을 포함한다. 알루미늄 복합층이 100중량부의 알루미늄에 대해 5 내지 20중량부의 이들 복합 입자를 함유하는 것이 바람직하다. 알루미늄 복합층은 예를 들면 이들 복합 입자를 함유한 도금욕을 사용하는 전기도금 방법에 의해 형성될수 있다. 전기도금 방법은 유기 용매욕 또는 용융염욕과 같은 비수용액욕을 사용함으로써 실행될 수 있다.
알루미늄 복합층은 내식성 및 내마모성을 고려하여 바람직하게는 3 ㎛ 이상의 두께를 가져야 한다. 두께가 3 ㎛ 미만이면, 금속관의 기본체에 도달하는 긁힘 또는 마모는 알루미늄 복합층에서 일어난다. 반면에, 두께가 30 ㎛를 초과하면, 밀착성은 현저하게 낮아진다. 그다음 알루미늄 복합층의 두께는 바람직하게는 3 ㎛ 내지 30 ㎛의 범위 내에 있어야 한다.
알루미늄 복합층의 표면에 화학적 처리 또는 양극 산화 처리를 적용하여 크롬산염 필름, 인산 아연 필름 등을 알루미늄 복합층의 표면에 형성하여 추가로 내식성을 개선하고 내마모성을 제공하는 것이 또한 가능하다.
금속관의 기본체의 재료는 본 발명에서 특별하게 제한되지 않는다. 예를 들면, 스테인레스강, 구리 및 구리 합금과 같은 여러 금속은 기계적인 강도, 가공성, 내식성 뿐만 아니라 비용과 같은 필요한 여러 성질을 고려하여 금속관의 기본체를 형성하는데 사용될 수 있다. 스테인레스강을 사용하는 경우, 금속관의 기본체의 표면에 0.02 내지 2.5 ㎛의 두께의 니켈층을 형성한 후 제 1 양태와 함께 이미 기술된 바와 같이 Al-X 합금층 또는 알루미늄 복합층을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 각각 제 1 양태 및 제 2 양태에서 언급된 광섬유 수납용 금속관은 제조 방법에서 특별하게 제한되지 않는다. 예를 들면, 광섬유는 임의의 동시 삽입 방법 및 후삽입 방법에 의해 금속관에 수납될수 있다.
높은 내식성 및 내마모성을 갖는 광지선은 표면에 형성된 산화물층, 알루미늄 합금층 또는 알루미늄 복합층을 갖는 본 발명의 광섬유 수납용 금속관 주위에 배치된 다수의 전도선을 합침으로써 수득될 수 있다.
(제 3 양태)
본 발명의 제 3 양태에 따른 광섬유 수납용 금속관 및 그의 제조 방법은 알루미늄 또는 알루미늄 합금층으로 덮인 광섬유 수납용 금속관의 표면을 평활화시킴으로써 내식성을 개선하여 표면 결점을 감소시키고자 한다.
본 발명의 제 3 양태에 사용된 알루미늄 합금은 알루미늄, 및 Mn, Ti, Ni, Cr, Nb, Mg, Fe, In 및 Sn으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 1종 또는 2종의 다른 원소를 함유한다. 알루미늄 또는 알루미늄 합금층은 예를 들면 증착 방법과 같은 진공 도금 방법, 또는 용융염욕 또는 유기 용매욕을 사용하는 전기 도금 방법 또는 이온 도금 방법에 의해 광섬유 수납용 금속관의 표면에 형성될 수 있다.
본 발명에서 특별하게 제한되지 않는 평활화 방법은 예를 들면 금속관의 표면을 닦는 광택 방법, 및 금속 또는 비금속 물질의 입자를 분출하는 방법(샷 피닝(shot peening) 방법)을 포함한다. 그러나, 이들 방법은 알루미늄 또는 알루미늄 합금층을 박리하는 경향이 있다. 따라서, 금속관의 외원주면에 균일한 압력을 가하면서 금속관을 연신시키는 것이 생산성 및 비용을 고려하여 바람직하고 경제적이다.
금속관의 연신도는 본 발명에서 특별하게 제한되지 않는다. 연신은 핀홀(pinhole) 발생을 억제하는 효과 및 연신도와 무관하게 억제된 핀홀 발생으로부터 유래된 내식성을 개선하는 효과를 일으킨다. 그러나, 현저하게 내식성을 개선하기 위해, 외경의 변화, 즉 0.05 내지 0.8 %의 연신된 금속관의 직경 대 연신전 금속관의 직경의 비를 이루기 위해 금속관을 연신하는 것이 바람직하다. 외경의 변화가 0.05 % 미만이면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금층은 충분하게 평활화될 수 없고, 핀홀 발생을 충분하게 억제하지 못한다. 그러나, 외경의 변화가 0.8 %를 초과하면, 알루미늄 또는 알루미늄 합금층은 박리되지 않는다고 생각된다.
알루미늄 또는 알루미늄 합금층의 표면 강도와 핀홀 밀도 사이의 관계에 대한 광범위한 연구의 결과로서, JIS B 0601에서 특정된 최대 높이(Ry)가 3 ㎛ 이하에 고정되면, 핀홀 밀도는 현저하게 낮추어져서 탁월하게 내식성을 개선한다는 것을 밝혀냈다. 다시 말하면, 높은 내식성은 평활화 처리를 적용하여 3 ㎛ 이하의 알루미늄 또는 알루미늄 합금층의 최대 높이를 수득함으로써 수득될수 있다.
알루미늄 또는 알루미늄 합금층의 두께는 본 발명에서 특별하게 제한되지 않는다. 그러나, 두께가 7 ㎛ 미만이면, 많은 수의 핀홀이 발생하여 핀홀 억제 효과를 일으키는 평활화 처리에 의해 핀홀 발생 문제점을 다루는 것이 불가능하다. 그러나, 두께가 30 ㎛를 초과하면, 밀착성은 이전에 기술된 바와 같이 낮아진다. 그다음 알루미늄 또는 알루미늄 합금층의 두께가 7 내지 30 ㎛의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
금속관 기본체의 재료는 특별하게 제한되지 않고, 기계적인 강도, 가공성, 내식성 뿐만 아니라 비용과 같은 필요한 여러 성질을 고려하여 여러 금속을 사용하는 것이 가능하게 한다. 스테인레스강을 사용하는 경우, 스테인레스강 기본체의 표면에 존재하는 수동 필름이 알루미늄 또는 알루미늄 합금층의 기본체에의 밀착성을 낮추기 때문에 기본체에 형성된 알루미늄층은 평활화 단계에서 박리된다고 생각된다. 따라서, 금속관을 형성하기 위해 스테인레스강을 사용하는 경우, 금속관 기본체와 직접 접촉하여 니켈층을 형성한 후 니켈층에 알루미늄층을 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 수동 필름에 의해 주어진 영향은 니켈층의 존재에 의해 억제되어 알루미늄층의 금속관 기본체에의 밀착성을 개선한다. 니켈층의 형성 방법은 본 발명에서 특별하게 제한되지 않는다. 예를 들면, 니켈층은 비전착성 금속석출 도금 또는 전기분해 도금과 같은 습윤 방법에 의해 형성될 수 있다. 그러나, 스트라이크욕 또는 불화붕소욕과 같은 낮은 pH 값을 갖는 도금 용액을 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 스테인레스강 기본체의 표면에 존재하는 수동 필름을 용출하면서 니켈층을 형성하여 니켈층 그자체의 스테인레스강에의 높은 밀착성을 수득할 수 있다.
니켈층의 두께는 본 발명에서 특별하게 제한되지 않는다. 두께가 0.02 ㎛ 이상이면, 높은 밀착성이 알루미늄층에 제공될 수 있다는 것을 주의해야 한다. 그러나, 두께가 2.5 ㎛를 초과하면, 스테인레스강 기본체의 표면 상의 수동 필름은 과다하게 용출되고, 이 결과 스테인레스강 기본체의 내식성은 현저하게 손상된다. 그다음 니켈층의 두께가 0.02 ㎛ 내지 2.5 ㎛의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
광섬유 수납용 금속관의 제조 방법은 본 발명에서 특별하게 제한되지 않는다. 또한, 동시 삽입 방법 또는 후삽입 방법은 광섬유를 금속관 내로 삽입하는데 사용될 수 있다. 높은 내식성을 갖는 광지선은 표면에 적용된 평활화 처리를 갖는 광섬유 수납용 금속관의 표면 주위에 배치된 다수의 전도선을 합침으로써 수득될 수 있다. 도 1은 특별한 구조의 광지선을 예시하고, 이때 도 1A는 다수의 전도선(1)이 광섬유(3)를 수납하는 금속관(2)의 표면에 배치된 것을 도시하고, 도 1B는 각각 광섬유(3)를 수납하는 다수의 금속관(2) 및 다수의 전도선(1)이 내부 코어(4)의 표면에 각각 배치되어 내층을 형성하고, 다수의 추가의 전도선(1)이 내층의 외면에 배치되어 외층을 형성하는 것을 도시하고, 도 1C는 광섬유(3)를 수납하는 금속관(2) 및 다수의 전도선(1)이 함께 배치되는 것을 도시한다.
본 발명에서, 연신 처리 후 금속관의 표면에 양극 산화를 적용하거나 또는 화학적 처리를 적용하여 크롬산염 필름 또는 인산 아연 필름을 형성하여 추가로 금속관의 내식성을 개선하는 것이 바람직하다. 특별하게, 크롬산염 처리는 금속관의 내식성을 현저하게 개선한다.
본 발명의 월등한 효과는 다음의 본 발명의 실시예에 의해 설명될 것이다.
(실시예 1)
알루미늄층을 후삽입 방법 또는 동시 삽입 방법에 의해 제조된 광섬유 수납용 금속관의 표면에 형성한 후, 하기 주어진 방법, 즉 크롬산염 처리: C1 내지 C3, 인산 아연 처리: P1, 및 양극 산화 처리: A1 내지 A6에 의해 알루미늄층의 표면에 산화물 필름을 형성했다.
사용된 광섬유 수납용 금속관의 상세한 내용은 다음과 같다:
·금속관: SUS304, 구리 또는 구리 합금(구리-은 합금)로 제조됨, 내경/외경(φmm) = 2.4/2.8;
·광섬유: 24 광섬유(φ250 ㎛);
(크롬산염 처리: C1)
·처리 용액의 조성:
CrO3(금속 Cr로 환산하여 2.0 중량%) + HF(0.5 중량%) + 물;
·처리 방법: 50℃의 처리 용액의 분무 코팅;
·후처리: 물 세척 및 이어서 건조;
(크롬산염 처리: C2)
·처리 용액의 조성:
CrO3(금속 Cr로 환산하여 2.0 중량%) + HF(0.5 중량%) + SiO2(8.0 중량%) + 물 + 폴리올레핀 수지(1.0 중량%);
·처리 방법: 50℃의 처리 용액에 침지;
·후처리: 건조;
(크롬산염 처리: C3)
·처리 용액의 조성:
CrO3(12 g/L) + 75 % 인산(35 mL/L) + NaF·HF(3 g/L);
·처리 방법: 50℃의 처리 용액의 분무 코팅;
·후처리: 물 세척 및 이어서 건조;
(인산 아연 처리: P1)
·처리 용액의 조성:
Zn2+(0.7 %) + PO4 3-(1.0 %) + NO3 -(2.0 %) + BF4 -(1.0 %) + 물;
·처리 방법: 50℃의 처리 용액의 분무 코팅;
·후처리: 물 세척 및 이어서 건조;
(양극 산화 처리: A1)
·전해액: 15 % 황산(액체 온도 = 10℃)
·전류 밀도: 2 A/dm2;
·상대 전극(음극): 알루미늄 판;
(양극 산화 처리: A2)
·양극 산화 처리: 양극 산화 처리 A1 후, 비등수에 침지하여 기공을 밀봉시킴;
(양극 산화 처리: A3)
·전해액: 4 % 옥살산(액체 온도 = 4℃)
·전류 밀도: 10 A/dm2;
·상대 전극(음극): 알루미늄 판;
(양극 산화 처리: A4)
·전해액: 25 % 인산 나트륨(액체 온도 = 20℃)
·전류 밀도: 3 A/dm2;
·상대 전극(음극): 알루미늄 판;
(양극 산화 처리: A5)
·양극 산화 처리 A4 후, 적색-계열 유기 염료에 침지한 후 가압 증기 하에서 기공-밀봉 처리함;
(양극 산화 처리: A6)
·전해액: 15 % 황산(액체 온도 = 25℃)
·전류 밀도: 1.5 A/dm2;
·상대 전극(음극): 알루미늄 판;
·후처리: AC 전기분해
·전해액: NiSO4(25 g/L) + H3BO4(30 g/L) + (NH4)2SO4(15 g/L)(액체 온도 = 20℃)
·전압: 15V
·상대 전극(음극): 알루미늄 판
표 1a 및 표 1b에 나타난 것과 같이, 산화물층을 본 발명의 실시예, 즉 샘플 1 내지 31에서 알루미늄층으로 덮인 광섬유 수납용 금속관의 표면에 형성했다. 다시 말하면, 산화물층을 본 발명의 실시예에서 금속관 기본체에 형성된 알루미늄층에 형성했다. 반면에, 특별한 산화물층을 비교 실시예, 즉 샘플 32 내지 35에서 형성하지 않았다. 각 샘플에 대해 7개의 광섬유 수납용 금속관을 함께 합쳐서 합친 구조를 형성한 후 각각 알루미늄층으로 덮이고 광섬유 수납용 금속관의 합쳐진 구조에 배치된 강철선을 합침으로써 광지선을 제조했다. 이렇게 제조된 광지선을 가공선(overhead line)으로서 해안 지역에서 한달동안 풍화시킨 후, 광지선을 꺼내어 JIS Z2371에 특정된 방법에 따라서 1,000시간동안 선에 염수 분무 시험을 실시했다. 염수 분무 시험은 전도선과 금속관 사이 또는 금속관들 사이의 마찰에 의해 일어난 마모 및 밀착성 불량 뿐만 아니라 밀착성 불량 또는 마모로부터 유래된 부식을 즉시 검출한다.
본 발명의 각각의 샘플 3 내지 14 및 17 내지 31에서, 니켈층을 광섬유 수납용 금속관의 표면에 형성한 후 니켈층에 알루미늄층을 형성했다. 니켈층을 형성하기 위한 조건은 다음과 같다:
·전해액: NiCl2·6H2O(250 g/L) + HCl(70 mL/L)(액체 온도 = 25℃)
·전류 밀도: 20 A/dm2;
·상대 전극(양극): 니켈 판.
평가 시험을 다음과 같이 수행했다:
(밀착성)
가공선으로서 풍화시킨 후, 광지선을 분해하여 광섬유 수납용 금속관의 표면에 형성된 알루미늄층의 박리 정도를 관찰했다. 밀착성의 악화를 다음과 같이 평가했다:
○: 박리 없음;
△: 핀홀같은 박리 발생(1 mmφ 이하);
×: 평면 박리 발생.
(내마모성)
가공선으로서 풍화시킨 후, 광지선을 분해하여 전도선의 내면 및 광섬유 수납용 금속관의 외면를 관찰했다. 내마모성을 다음과 같이 평가했다:
○: 마모 없음;
△: 약간의 마모(마모에 의해 일어난 금속 분말은 발견되지 않았음);
×: 상당한 마모(마모에 의해 일어난 금속 분말이 발견됨).
(내식성)
염수 분무 시험 후, 광지선을 분해하여 전도선 및 광섬유 수납용 금속관 표면의 부식 발생도를 관찰했다. 내식성을 다음과 같이 평가했다:
○○: 녹이 전혀 없음;
○: 약간의 녹;
△: 금속관의 표면 상의 알루미늄층 또는 전도선이 부분적으로 사라짐;
×: 금속관의 표면 상의 알루미늄층이 완전히 사라지거나, 또는 전도선이 부서짐.
평가의 결과는 또한 표 1a 및 표 1b에 나타난다.
표 1a 및 표 1b로부터 명백한 것과 같이, 각각 산화물층을 포함하는 본 발명의 광섬유 수납용 금속관의 임의의 샘플 1 내지 31은 내마모성이 우수하고 각각 밀착성 및 내식성이 만족스럽다고 밝혀졌다. 특별하게, 각각의 샘플 3 내지 5, 7, 9 내지 11, 13, 17 내지 20, 22, 23 및 25 내지 31에서, 니켈층을 알루미늄층 내부에 형성했다. 또한, 각각의 알루미늄층 및 산화물층의 두께는 본 발명에 특정된 범위 내에 있다. 결과적으로, 알루미늄층은 전혀 박리되지 않았고, 밀착성은 매우 만족스러웠다. 또한, 이들 샘플은 내식성이 매우 만족스럽다고 밝혀졌다. 구체적으로, 녹은 전혀 발생하지 않았거나 또는 단지 약간 발생했다.
샘플 1, 2, 15 및 16에서 구리 또는 구리 합금을 광섬유 수납용 금속관의 기본체로서 사용했다는 것을 주의해야 한다. 또한, 각각 알루미늄층 및 산화물층의 두께는 본 발명에서 특정된 범위 내에 있다. 결과적으로, 이들 샘플은 임의의 밀착성, 내마모성 및 내식성이 매우 만족스럽다고 밝혀졌다.
반면에, 비교 실시예에 대한 광섬유 수납용 금속관의 샘플 32 내지 35는 본 발명에 특정된 산화물층을 포함하지 않아서 열악한 내마모성 및 열악한 내식성을 일으킨다. 특별하게, 스텐인레스강을 광섬유 수납용 금속관의 기본체로서 사용했고, 니켈층을 알루미늄층 내부에 형성하지 않았던 샘플 34 및 35는 또한 밀착성이 열악했다.
번호 금속관기본체 Ni층두께 Al층두께 산화물층 외관 밀착성 내마모성 내식성 비고
종류 방법 필름 두께 금속관 전도선 금속관 전도선
1 구리 없음 15㎛ 크롬산염-처리된 필름 C1 200mg/m2 황색 ○ ○ △ ○○ ○○ 실시예
2 구리합금* 없음 15㎛ 크롬산염-처리된 필름 C1 200mg/m2 황색 ○ ○ △ ○○ ○○ 실시예
3 SUS304 0.02㎛ 15㎛ 크롬산염-처리된 필름 C1 200mg/m2 황색 ○ ○ △ ○○ ○○ 실시예
4 SUS304 0.5㎛ 15㎛ 크롬산염-처리된 필름 C1 200mg/m2 황색 ○ ○ △ ○○ ○○ 실시예
5 SUS304 2.5㎛ 15㎛ 크롬산염-처리된 필름 C1 200mg/m2 황색 ○ ○ △ ○○ ○○ 실시예
6 SUS304 0.2㎛ 1㎛ 크롬산염-처리된 필름 C1 200mg/m2 황색 ○ ○ △ △ ○ 실시예
7 SUS304 0.2㎛ 3㎛ 크롬산염-처리된 필름 C1 200mg/m2 황색 ○ ○ △ ○ ○○ 실시예
8 SUS304 0.2㎛ 15㎛ 크롬산염-처리된 필름 C1 20mg/m2 연한 황색 ○ ○ △ △ ○ 실시예
9 SUS304 0.2㎛ 15㎛ 크롬산염-처리된 필름 C1 40mg/m2 황색 ○ ○ △ ○ ○○ 실시예
10 SUS304 0.2㎛ 15㎛ 크롬산염-처리된 필름 C1 200mg/m2 황색 ○ ○ △ ○○ ○○ 실시예
11 SUS304 0.2㎛ 15㎛ 크롬산염-처리된 필름 C1 400mg/m2 오렌지색 ○ ○ △ ○○ ○○ 실시예
12 SUS304 0.2㎛ 15㎛ 크롬산염-처리된 필름 C1 500mg/m2 오렌지색 ○ ○ △ ○○ ○○ 실시예
13 SUS304 0.2㎛ 30㎛ 크롬산염-처리된 필름 C1 200mg/m2 황색 ○ ○ △ ○○ ○○ 실시예
14 SUS304 0.2㎛ 35㎛ 크롬산염-처리된 필름 C1 200mg/m2 황색 △ ○ △ △ ○ 실시예
15 구리 없음 15㎛ 크롬산염-처리된 필름 C2 200mg/m2 황색 ○ ○ ○ ○○ ○○ 실시예
16 구리합금* 없음 15㎛ 크롬산염-처리된 필름 C2 200mg/m2 황색 ○ ○ ○ ○○ ○○ 실시예
17 SUS304 0.2㎛ 15㎛ 크롬산염-처리된 필름 C2 100mg/m2 황색 ○ ○ ○ ○○ ○○ 실시예
18 SUS304 0.2㎛ 15㎛ 크롬산염-처리된 필름 C2 200mg/m2 황색 ○ ○ ○ ○○ ○○ 실시예
19 SUS304 0.2㎛ 15㎛ 크롬산염-처리된 필름 C2 400mg/m2 오렌지색 ○ ○ ○ ○○ ○○ 실시예
20 SUS304 0.2㎛ 15㎛ 크롬산염-처리된 필름 C3 200mg/m2 녹색 ○ ○ △ ○○ ○○ 실시예
번호 금속관기본체 Ni층두께 Al층두께 산화물층 외관 밀착성 내마모성 내식성 비고
종류 방법 필름 두께 금속관 전도선 금속관 전도선
21 SUS304 0.2㎛ 15㎛ 인산 아연-처리된 필름 P1 0.3g/m2 회색 ○ ○ △ △ ○ 실시예
22 SUS304 0.2㎛ 15㎛ 인산 아연-처리된 필름 P1 0.5g/m2 회색 ○ ○ △ ○ ○○ 실시예
23 SUS304 0.2㎛ 15㎛ 인산 아연-처리된 필름 P1 8g/m2 회색 ○ ○ △ ○ ○○ 실시예
24 SUS304 0.2㎛ 15㎛ 양극 산화 필름 A1 1㎛ 회색 ○ ○ △ ○ ○○ 실시예
25 SUS304 0.2㎛ 15㎛ 양극 산화 필름 A1 3㎛ 회색 ○ ○ △ ○○ ○○ 실시예
26 SUS304 0.2㎛ 15㎛ 양극 산화 필름 A1 10㎛ 회색 ○ ○ △ ○○ ○○ 실시예
27 SUS304 0.2㎛ 15㎛ 양극 산화 필름(기공-밀봉 처리) A2 3㎛ 회색 ○ ○ △ ○○ ○○ 실시예
28 SUS304 0.2㎛ 15㎛ 양극 산화 필름 A3 3㎛ 회색 ○ ○ △ ○○ ○○ 실시예
29 SUS304 0.2㎛ 15㎛ 양극 산화 필름 A4 3㎛ 투명한백색 ○ ○ △ ○○ ○○ 실시예
30 SUS304 0.2㎛ 15㎛ 양극 산화 필름(기공-밀봉 처리) A5 3㎛ 적색 ○ ○ △ ○○ ○○ 실시예
31 SUS304 0.2㎛ 15㎛ 양극 산화 필름 A6 3㎛ 청동색 ○ ○ △ ○○ ○○ 실시예
32 구리 없음 15㎛ 없음 착색 안됨 ○ × △ × × 비교실시예
33 구리합금* 없음 15㎛ 없음 착색 안됨 ○ × △ × × 비교실시예
34 SUS304 없음 15㎛ 없음 착색 안됨 △ × × × × 비교실시예
35 SUS304 없음 35㎛ 없음 착색 안됨 × × × × × 비교실시예
주석:*로 표시된 구리 합금은 Cu-Ag 합금이다.
(실시예 2)
알루미늄 합금층 또는 알루미늄 복합층을 후삽입 또는 동시 삽입 방법에 의해 제조된 광섬유 수납용 금속관의 표면에 다음과 같이 형성했다. 사용된 광섬유 수납용 금속관의 상세한 내용은 다음과 같았다:
·금속관: SUS304, 구리 또는 구리 합금(Cu-Ag 합금)으로 제조됨; 내경/외경
(φmm) = 2.4/2.8;
·광섬유: 24 광섬유(φ250 ㎛)
a. 알루미늄 합금층
알루미늄 합금층을 진공 증착 방법 또는 전기도금 방법에 의해 광섬유 수납용 금속관의 외면에 형성했다. 진공 증착 방법을 사용하는 경우, 알루미늄 합금층을 동시 삽입 방법에 의해 제조된 광섬유 수납용 금속관의 외면에 형성했다. 전기도금 방법을 사용하는 경우, 알루미늄 합금층을 금속관의 외면에 형성한 후 후삽입 방법에 의해 광섬유를 금속관 내로 삽입했다. 알루미늄 합금층을 형성하는 조건은 다음과 같았다:
(진공 증착 방법)
·전처리: Ar 이온 조사
·증착 조건: 두 도가니를 사용하는 공-증착. 증착 온도 = 150℃
(전기도금 방법)
·전기도금 조건: 전기도금된 필름을 10 A/dm2의 전류 밀도에서 질소 기체 대기 하에서 형성했다.
·도금욕: 염화물계 용융염욕(77 중량% AlCl3+ 14 중량% NaCl + 9 중량% KCl)를 염기성 도금욕으로서 사용했다. 금속 염화물을 염기성 도금욕에 첨가하거나 또는 양극 용해에 의해 합금 성분을 함유한 금속판을 염기성 도금욕에 용해함으로써 합금 성분을 염기성 도금욕에 용해했다.
·도금욕 온도: 210℃
b. 알루미늄 복합층
알루미늄 복합층을 전기도금에 의해 광섬유 수납용 금속관의 외면에 형성했다. 알루미늄 복합층의 형성 후, 광섬유를 후삽입 방법에 의해 금속관 내로 삽입했다. 알루미늄 복합층을 형성하는 조건은 다음과 같았다:
·도금욕: 염화물계 용융염욕(77 중량% AlCl3+ 14 중량% NaCl + 9 중량% KCl)를 염기성 도금욕으로서 사용했고, 알루미늄 복합 성분을 염기성 도금욕에 첨가했다.
·도금욕 온도: 210℃
·전기도금 조건: 도금욕을 교반하면서 전기도금된 필름을 10 A/dm2의 전류 밀도에서 질소 기체 대기 하에서 형성했다.
표 2a 및 표 2b에 나타난 것과 같이, 알루미늄 합금층 또는 알루미늄 복합층을 본 발명의 실시예, 즉 샘플 1 내지 28에서 광섬유 수납용 금속관의 표면에 형성했다. 반면에, 순수한 알루미늄층을 비교 실시예, 즉 샘플 29 내지 32에서 광섬유 수납용 금속관의 표면에 형성했다. 각 샘플에 대해 7개의 광섬유 수납용 금속관을 함께 합쳐서 합친 구조를 형성한 후 각각 알루미늄층으로 덮이고 광섬유 수납용 금속관의 합쳐진 구조에 배치된 강철선을 합침으로써 광지선을 제조했다. 이렇게 제조된 광지선을 가공선으로서 해안 지역에서 한달동안 풍화시킨 후, 광지선을 꺼내어 JIS Z2371에 특정된 방법에 따라서 1,000시간동안 전선에 염수 분무 시험을 실시했다. 염수 분무 시험은 전도선과 금속관 사이 또는 금속관들 사이의 마찰에 의해 일어난 마모 및 밀착성 불량 뿐만 아니라 밀착성 불량 또는 마모로부터 유래된 부식을 즉시 검출한다.
본 발명의 각각의 샘플 11 및 28에서 크롬산염층을 스테인레스강으로 제조된 광섬유 수납용 금속관의 표면을 덮는 알루미늄 복합층 또는 알루미늄 합금층의 외면에 형성했다. 크롬산염층을 다음과 같이 형성했다:
·처리 용액의 조성: CrO3(금속 Cr로 환산하여 2.0 중량%) + HF(0.5 중량%)
+ 물;
·처리 방법: 50℃의 액체 온도에서 처리 용액의 분무 코팅;
·Cr 침착량: 200 mg/m2;
·후처리: 물 세척 및 이어서 건조;
본 발명의 각각의 샘플 1 내지 8, 11 내지 21 및 24 내지 28에서 니켈층을 스테인레스강으로 제조된 광섬유 수납용 금속관의 표면에 형성한 후, 니켈층에 알루미늄 합금층 또는 알루미늄 복합층을 형성했다. 니켈층을 형성하는 조건은 다음과 같았다:
·전해액: NiCl2·6H2O(250 g/L) + HCl(70 mL/L)(액체 온도 = 25℃)
·전류 밀도: 20 A/dm2;
·상대 전극(양극): 니켈 판.
평가 시험을 다음과 같이 수행했다:
(밀착성)
가공선으로서 풍화시킨 후, 광지선을 분해하여 광섬유 수납용 금속관의 표면에 형성된 알루미늄 복합층 또는 알루미늄 합금층의 박리 정도를 관찰했다. 밀착성의 악화를 다음과 같이 평가했다:
○: 박리 없음;
△: 핀홀같은 박리 발생(1 mmφ 이하);
×: 평면 박리 발생.
(내마모성)
가공선으로서 풍화시킨 후, 광지선을 분해하여 전도선의 내면 및 광섬유 수납용 금속관의 외면을 관찰했다. 내마모성을 다음과 같이 평가했다:
○: 마모 없음;
△: 약간의 마모(마모에 의해 일어난 금속 분말은 발견되지 않았음);
×: 상당한 마모(마모에 의해 일어난 금속 분말이 발견됨).
(내식성)
염수 분무 시험 후, 광지선을 분해하여 전도선 및 광섬유 수납용 금속관 표면의 부식 발생도를 관찰했다. 내식성을 다음과 같이 평가했다:
○○: 녹이 전혀 없음;
○: 약간의 녹;
△: 금속관의 표면 상의 알루미늄층 또는 전도선이 부분적으로 사라짐;
×: 금속관의 표면 상의 알루미늄층이 완전히 사라지거나, 또는 전도선이 부서짐.
평가의 결과는 또한 표 2a 및 표 2b에 나타난다.
표 2a 및 표 2b에서 알수 있듯이, 알루미늄 합금층 또는 알루미늄 복합층을 광섬유 수납용 금속관에 형성했던 본 발명의 임의의 샘플 1 내지 28은 내마모성이 우수했고 각각의 밀착성 및 내식성이 만족스러웠다. 특별하게, 샘플 1 내지 8, 11 내지 13, 15, 16, 18 내지 21, 25, 26 및 28에서, 스테인레스강을 금속관의 기본체로서 사용했고, 니켈층을 알루미늄 합금 또는 알루미늄 복합층 내부에 형성했다. 또한, 각각의 알루미늄 합금층 및 알루미늄 복합층의 두께는 본 발명에 특정된 범위 내에 있다. 결과적으로, 알루미늄 합금층 및 알루미늄 복합층은 각각의 이들 샘플에서 전혀 박리되지 않았고, 이들 층의 매우 높은 밀착성을 지지했다. 또한, 이들 샘플은 내식성이 매우 만족스럽다고 밝혀졌다. 구체적으로, 녹은 전혀 발생하지 않거나 또는 단지 약간 발생했다.
본 발명의 각각의 샘플 9, 10, 22 및 23에서, 구리 또는 구리 합금을 광섬유 수납용 금속관의 기본체로서 사용했다. 또한, 이들 샘플에서 각각의 알루미늄 합금층 및 알루미늄 복합층의 두께는 본 발명에 특정된 범위 내에 있다. 결과적으로, 이들 샘플은 녹이 단지 약간 발생하기 때문에 밀착성 및 내마모성이 우수하고 내식성이 만족스럽다고 밝혀졌다.
반면에, 순수한 알루미늄층을 비교 실시예의 샘플 29 내지 32에서 알루미늄 합금층 또는 알루미늄 복합층 대신에 형성했다. 결과적으로, 이들 샘플은 내마모성 및 내식성이 열악했다. 특별하게, 니켈층을 어느 비교 실시예 31 및 32에서도 순수한 알루미늄층 내부에 형성하지 않았고, 열악한 밀착성을 일으켰다.
추가의 광지선을 표 3에 나타난 것과 같이 스테인레스강(SUS304)로 제조된 광섬유 수납용 금속관을 사용함으로써 제조했다. 표 3에 나타난 본 발명의 샘플 1 내지 20에서, 니켈층을 스테인레스강 금속관의 외면과 직접 접촉하여 형성한 후, 니켈층에 순수한 알루미늄층 또는 알루미늄 합금층을 형성했다. 그러나, 표 3에 나타난 비교 실시예의 샘플 21 내지 25에서, 순수한 알루미늄층 또는 알루미늄 합금층을 니켈층을 형성하지 않고 스테인레스강 금속관의 외면과 직접 접촉하여 형성했다.
광지선을 상기 나타난 임의의 샘플을 사용함으로써 제조했다. 전기 기술된 가공선으로서 풍화시킨 후, 광지선을 분해하여 광섬유 수납용 금속관 표면에 형성된 알루미늄층의 박리 정도를 관찰했다. 알루미늄층의 밀착성을 다음과 같이 평가했다:
○: 박리 없음;
△: 핀홀같은 박리 발생(1 mmφ 이하);
×: 평면 박리 발생.
표 3으로부터 명백한 것과 같이, 니켈층을 스테인레스강으로 제조된 금속관의 외면에 형성한 후 니켈층에 순수한 알루미늄층 또는 알루미늄 합금층을 형성했던 본 발명의 임의의 샘플 1 내지 20은 밀착성이 만족스러웠다. 특별하게, 본 발명의 샘플 2 내지 4, 6 내지 10 및 12 내지 20에서, 각각의 니켈층 및 순수한 알루미늄층 또는 알루미늄 합금층의 두께는 본 발명에서 특정된 범위 내에 있고, 그 결과 순수한 알루미늄층 또는 알루미늄 합금층은 전혀 박리되지 않았기 때문에 밀착성은 매우 만족스러웠다.
반면에, 비교 실시예의 샘플 21 내지 25에서, 니켈층을 순수한 알루미늄층 또는 알루미늄 합금층 내부에 형성하지 않았고, 순수한 알루미늄층 또는 알루미늄 합금층의 열악한 밀착성을 일으켰다.
번호 금속관 기본체 Ni층 두께 알루미늄층 크롬산염 처리 밀착성 내마모성 내식성 비고
종류 필름형성 방법 필름 두께 필름 조성 금속관 전도선 금속관 전도선
1 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 진공 증착 방법 15㎛ Al-15중량% Mn 없음 ○ ○ △ ○ ○ 실시예
2 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 진공 증착 방법 15㎛ Al-15중량% Ti 없음 ○ ○ △ ○ ○ 실시예
3 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 진공 증착 방법 15㎛ Al-15중량% Ni 없음 ○ ○ △ ○ ○ 실시예
4 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 진공 증착 방법 15㎛ Al-15중량% Cr 없음 ○ ○ △ ○ ○ 실시예
5 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 진공 증착 방법 15㎛ Al-15중량% Nb 없음 ○ ○ △ ○ ○ 실시예
6 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 진공 증착 방법 15㎛ Al-15중량% Mg 없음 ○ ○ △ ○ ○ 실시예
7 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 전기도금 방법 15㎛ Al-0.05중량% Fe 없음 ○ ○ △ ○○ ○ 실시예
8 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 진공 증착 방법 15㎛ Al-15중량% Fe 없음 ○ ○ △ ○ ○ 실시예
9 구리 0.2㎛ 알루미늄 합금층 진공 증착 방법 15㎛ Al-15중량% Fe 없음 ○ ○ △ ○ ○ 실시예
10 구리합금* 0.2㎛ 알루미늄 합금층 진공 증착 방법 15㎛ Al-15중량% Fe 없음 ○ ○ △ ○ ○ 실시예
11 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 전기도금 방법 15㎛ Al-15중량% Fe 처리됨 ○ ○ ○ ○○ ○○ 실시예
12 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 전기도금 방법 15㎛ Al-0.05중량% In 없음 ○ ○ △ ○○ ○○ 실시예
13 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 전기도금 방법 15㎛ Al-0.05중량% Sn 없음 ○ ○ △ ○○ ○○ 실시예
14 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 진공 증착 방법 1㎛ Al-15중량% Fe 없음 ○ ○ △ △ ○ 실시예
15 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 진공 증착 방법 3㎛ Al-15중량% Fe 없음 ○ ○ △ ○ ○ 실시예
16 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 진공 증착 방법 30㎛ Al-15중량% Fe 없음 ○ ○ △ ○ ○ 실시예
17 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 진공 증착 방법 35㎛ Al-15중량% Fe 없음 △ ○ △ △ ○ 실시예
18 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 전기도금 방법 15㎛ Al-0.05중량% Fe-0.05중량%Ni 없음 ○ ○ △ ○○ ○ 실시예
19 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 복합층 전기도금 방법 15㎛ Al-10중량% Al2O3 없음 ○ ○ △ ○ ○ 실시예
20 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 복합층 전기도금 방법 15㎛ Al-10중량% SiC 없음 ○ ○ △ ○ ○ 실시예
번호 금속관 기본체 Ni층 두께 알루미늄층 크롬산염 처리 밀착성 내마모성 내식성 비고
종류 필름형성 방법 필름 두께 필름 조성 금속관 전도선 금속관 전도선
21 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 복합층 전기도금 방법 15 ㎛ Al-10중량% PTFE 없음 ○ ○ ○ ○ ○ 실시예
22 구리 0.2㎛ 알루미늄 복합층 전기도금 방법 15 ㎛ Al-10중량% PTFE 없음 ○ ○ ○ ○ ○ 실시예
23 구리합금* 0.2㎛ 알루미늄 복합층 전기도금 방법 15 ㎛ Al-10중량% PTFE 없음 ○ ○ ○ ○ ○ 실시예
24 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 복합층 전기도금 방법 1 ㎛ Al-10중량% PTFE 없음 ○ ○ ○ △ ○ 실시예
25 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 복합층 전기도금 방법 3 ㎛ Al-10중량% PTFE 없음 ○ ○ ○ ○ ○ 실시예
26 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 복합층 전기도금 방법 30 ㎛ Al-10중량% PTFE 없음 ○ ○ ○ ○ ○ 실시예
27 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 복합층 전기도금 방법 35 ㎛ Al-10중량% PTFE 없음 △ ○ ○ △ ○ 실시예
28 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 복합층 전기도금 방법 15 ㎛ Al-10중량% PTFE 처리됨 ○ ○ ○ ○○ ○○ 실시예
29 구리 0.2㎛ 순수한 알루미늄층 전기도금 방법 15 ㎛ Al 없음 ○ × △ × × 비교 실시예
30 구리합금* 0.2㎛ 순수한 알루미늄층 전기도금 방법 15 ㎛ Al 없음 ○ × △ × × 비교 실시예
31 SUS304 없음 순수한 알루미늄층 전기도금 방법 15 ㎛ Al 없음 △ × × × × 비교 실시예
32 SUS304 없음 순수한 알루미늄층 전기도금 방법 35 ㎛ Al 없음 × × × × × 비교 실시예
주석:*로 표시된 구리 합금은 Cu-Ag 합금이다.
번호 금속관기본체 Ni층두께 알루미늄층 밀착성 비고
종류 필름형성 방법 필름 두께 필름 조성
1 SUS304 0.01㎛ 순수한 알루미늄층 전기도금 방법 15㎛ Al △ 실시예
2 SUS304 0.02㎛ 순수한 알루미늄층 전기도금 방법 3㎛ Al ○ 실시예
3 SUS304 0.02㎛ 순수한 알루미늄층 전기도금 방법 15㎛ Al ○ 실시예
4 SUS304 0.02㎛ 순수한 알루미늄층 전기도금 방법 30㎛ Al ○ 실시예
5 SUS304 0.02㎛ 순수한 알루미늄층 전기도금 방법 35㎛ Al △ 실시예
6 SUS304 0.2㎛ 순수한 알루미늄층 전기도금 방법 15㎛ Al ○ 실시예
7 SUS304 0.5㎛ 순수한 알루미늄층 전기도금 방법 15㎛ Al ○ 실시예
8 SUS304 1.0㎛ 순수한 알루미늄층 전기도금 방법 15㎛ Al ○ 실시예
9 SUS304 1.5㎛ 순수한 알루미늄층 전기도금 방법 15㎛ Al ○ 실시예
10 SUS304 2.5㎛ 순수한 알루미늄층 전기도금 방법 15㎛ Al ○ 실시예
11 SUS304 2.8㎛ 순수한 알루미늄층 전기도금 방법 15㎛ Al ○ 실시예
12 SUS304 0.2㎛ 순수한 알루미늄층 진공증착 방법 15㎛ Al ○ 실시예
13 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 전기도금 방법 15㎛ Al-15중량% Mn ○ 실시예
14 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 전기도금 방법 15㎛ Al-0.05중량% Fe ○ 실시예
15 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 전기도금 방법 15㎛ Al-15중량% Fe ○ 실시예
16 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 전기도금 방법 15㎛ Al-0.05중량% In ○ 실시예
17 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 합금층 전기도금 방법 15㎛ Al-0.05중량% Sn ○ 실시예
18 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 복합층 전기도금 방법 15㎛ Al-10중량% Al2O3 ○ 실시예
19 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 복합층 전기도금 방법 15㎛ Al-10중량% SiC ○ 실시예
20 SUS304 0.2㎛ 알루미늄 복합층 전기도금 방법 15㎛ Al-10중량% PTFE ○ 실시예
21 SUS304 없음 순수한 알루미늄층 전기도금 방법 3㎛ Al × 비교 실시예
22 SUS304 없음 순수한 알루미늄층 전기도금 방법 15㎛ Al × 비교 실시예
23 SUS304 없음 순수한 알루미늄층 진공 증착 방법 15㎛ Al × 비교 실시예
24 SUS304 없음 순수한 알루미늄층 전기도금 방법 35㎛ Al × 비교 실시예
25 SUS304 없음 알루미늄 합금층 전기도금 방법 15㎛ Al-0.05중량% Fe × 비교 실시예
(실시예 3)
알루미늄층 또는 알루미늄 합금층을 후삽입 방법 또는 동시 삽입 방법에 의해 수납된 광섬유를 갖는 금속관에 형성한 후 다음과 같이 알루미늄의 표면 또는 알루미늄 합금층을 평활화시켰다. 광섬유 수납용 금속관의 상세한 내용은 다음과 같았다:
·금속관: SUS304, 구리 또는 구리 합금(Cu-Ag 합금)으로 제조됨, 내경/외경(φmm) = 2.4/2.8;
·광섬유: 24 광섬유(φ250 ㎛).
(샷 피닝 방법)
금속관의 표면을 30 m/초의 속도에서 5 mm의 입자 직경을 갖는 알루미늄 입자로 분무했다.
(관 연신 방법)
금속관을 금속관의 외원주면에 균일하게 압력을 가하면서 연신했다.
표 4a 및 표 4b에 나타난 것과 같이, 상기 주어진 평활화 처리를 알루미늄 또는 알루미늄 합금층으로 덮인 표면을 갖는 광섬유 수납용 금속관을 포함하는 몇몇 샘플에 적용했고, 다른 샘플에는 평활화 처리를 적용하지 않았다. 염수 분무 시험을 1,000시간동안 이들 샘플에 적용했고, 이어서 샘플의 외관을 관찰하여 내식성을 평가했다. 내식성을 다음과 같이 평가했다:
○○: 녹이 전혀 없음;
○: 약간의 녹;
△: 알루미늄층이 부분적으로 사라짐;
×: 알루미늄층이 완전히 사라짐.
스테인레스강으로 제조된 광섬유 수납용 금속관을 포함한 몇몇 샘플에서, 니켈층을 알루미늄층 내부에 형성했다. 니켈층을 하기 주어진 조건 하에서 형성했다:
·전해액: NiCl2·6H2O(250 g/L) + HCl(70 mL/L); 액체 온도 = 25℃;
·전류 밀도: 20 A/dm2;
·상대 전극(양극): 니켈 판.
번호 금속관 기본체 Ni층두께 Al 또는Al 합금층 후처리 평활화 방법 외경 변화 최대 높이 내식성 비고
종류 필름 두께
1 SUS304 없음 Al 15㎛ 없음 샷 피닝 방법 0.03% 3.2㎛ △ 실시예
2 SUS304 없음 Al 15㎛ 없음 샷 피닝 방법 0.05% 2.0㎛ ○ 실시예
3 SUS304 없음 Al 15㎛ 없음 샷 피닝 방법 0.20% 1.0㎛ ○ 실시예
4 SUS304 없음 Al 15㎛ 크롬산염 처리 샷 피닝 방법 0.20% 1.0㎛ ○○ 실시예
5 SUS304 0.2㎛ Al 15㎛ 없음 샷 피닝 방법 0.20% 1.0㎛ ○○ 실시예
6 SUS304 없음 Al 15㎛ 없음 샷 피닝 방법 0.80% 0.3㎛ ○ 실시예
7 SUS304 없음 Al 15㎛ 없음 샷 피닝 방법 1.00% 0.1㎛ △ 실시예
8 SUS304 없음 Al 15㎛ 없음 관연신 방법 0.20% 1.0㎛ ○ 실시예
9 SUS304 없음 Al 15㎛ 크롬산염 처리 관연신 방법 0.30% 1.0㎛ ○○ 실시예
10 SUS304 0.02㎛ Al 15㎛ 없음 관연신 방법 0.30% 1.0㎛ ○○ 실시예
11 SUS304 0.2㎛ Al 15㎛ 없음 관연신 방법 0.30% 1.0㎛ ○○ 실시예
12 SUS304 0.2㎛ Al 15㎛ 크롬산염 처리 관연신 방법 0.30% 1.0㎛ ○○ 실시예
13 SUS304 0.5㎛ Al 15㎛ 없음 관연신 방법 0.30% 1.0㎛ ○○ 실시예
14 SUS304 없음 Al-0.05중량%Fe 15㎛ 없음 관연신 방법 0.30% 1.0㎛ ○○ 실시예
15 SUS304 없음 Al 15㎛ 없음 관연신 방법 0.03% 3.2㎛ △ 실시예
16 SUS304 없음 Al 15㎛ 없음 관연신 방법 0.05% 2.0㎛ ○ 실시예
17 SUS304 없음 Al 15㎛ 없음 관연신 방법 0.80% 0.3㎛ ○○ 실시예
18 SUS304 없음 Al 5㎛ 없음 관연신 방법 0.80% 0.1㎛ ○ 실시예
19 SUS304 없음 Al 7㎛ 없음 관연신 방법 0.80% 0.2㎛ ○○ 실시예
20 SUS304 없음 Al 30㎛ 없음 관연신 방법 0.80% 0.9㎛ ○○ 실시예
번호 금속관 기본체 Ni층두께 Al 또는Al 합금층 후처리 평활화 방법 외경 변화 최대 높이 내식성 비고
종류 필름 두께
21 SUS304 없음 Al 35㎛ 없음 관연신 방법 0.80% 2.5㎛ ○ 실시예
22 SUS304 없음 Al 40㎛ 없음 관연신 방법 0.80% 3.0㎛ ○ 실시예
23 SUS304 없음 Al 45㎛ 없음 관연신 방법 0.80% 3.5㎛ △ 실시예
24 SUS304 없음 Al 50㎛ 없음 관연신 방법 0.80% 4.0㎛ △ 실시예
25 SUS304 없음 Al 15㎛ 없음 없음 0 5.0㎛ × 비교 실시예
26 구리 없음 Al 15㎛ 없음 샷 피닝 방법 0.03% 3.2㎛ △ 실시예
27 구리 없음 Al 15㎛ 없음 관연신 방법 0.30% 1.5㎛ ○ 실시예
28 구리*합금 없음 Al 15㎛ 없음 관연신 방법 0.30% 1.5㎛ ○ 실시예
29 구리 없음 Al 15㎛ 크롬산염 처리 관연신 방법 0.30% 1.5㎛ ○○ 실시예
30 구리 합금* 없음 Al 15㎛ 없음 관연신 방법 0.30% 1.5㎛ ○○ 실시예
31 구리 없음 Al-0.05중량%Fe 15㎛ 없음 관연신 방법 0.30% 1.5㎛ ○○ 실시예
32 구리 없음 Al 15㎛ 없음 관연신 방법 0.05% 2.0㎛ ○ 실시예
33 구리 없음 Al 15㎛ 없음 관연신 방법 0.80% 0.5㎛ ○○ 실시예
34 구리 없음 Al 15㎛ 없음 없음 0 5.0㎛ × 비교 실시예
35 구리 합금* 없음 Al 16㎛ 없음 없음 0 6.0㎛ × 비교 실시예
주석:*로 표시된 구리 합금은 Cu-Ag 합금이다.
상기 기술된 바와 같이, 본 발명은 먼저 내식성을 개선하고자 하는 알루미늄층으로 덮이고, 이어서 내마모성 및 추가로 내식성을 제공하고자 하는 산화물층으로 덮인 표면을 갖는 광섬유 수납용 금속관을 제공한다. 또한, 광섬유 수납용 금속관의 표면은 착색될 수 있고, 다수의 광섬유 금속관을 포함한 광지선의 제조후, 광섬유를 연결하는데 있어서 광섬유 수납용 금속관을 식별하기 쉽게 하는 것이 가능하다.
본 발명은 또한 내식성 및 내마모성을 개선하고자 하는 알루미늄 합금 또는 알루미늄 복합층으로 덮인 표면을 갖는 광섬유 수납용 금속관을 제공한다.
또한, 본 발명은 내식성을 개선하고자 하는 금속층으로 덮인 표면을 갖고, 추가로 광섬유 수납용 금속관의 내식성을 개선하기 위해 금속층의 표면을 평활화 처리한 광섬유 수납용 금속을 제공한다.

Claims (29)

  1. 광섬유 수납(housing)용 금속관의 기본체(base body), 기본체의 표면에 형성된 알루미늄층, 및 알루미늄층에 형성되고 광섬유 수납용 금속관의 내식성 및 내마모성을 개선하는 작용을 하는 산화물층을 포함하는 광섬유 수납용 금속관.
  2. 제 1 항에 있어서,
    알루미늄층이 3 내지 30 ㎛의 두께를 갖는 광섬유 수납용 금속관.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    산화물층이 크롬산염-처리된 필름, 인산 아연 필름 및 양극 산화 필름으로 구성된 그룹으로부터 선택되는 광섬유 수납용 금속관.
  4. 제 3 항에 있어서,
    크롬산염-처리된 필름이 수지 및/또는 산화물 졸을 포함하는 광섬유 수납용 금속관.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    크롬산염-처리된 필름의 금속 크롬 침착량이 20 내지 400 mg/m2인 광섬유 수납용 금속관.
  6. 제 3 항에 있어서,
    인산 아연의 침착량이 0.5 내지 8 g/m2인 광섬유 수납용 금속관.
  7. 제 3 항에 있어서,
    양극 산화 필름이 3 내지 10 ㎛의 두께를 갖는 광섬유 수납용 금속관.
  8. 제 3 항 또는 제 7 항에 있어서,
    착색 물질이 양극 산화 필름의 표면에 흡착된 광섬유 수납용 금속관.
  9. 제 3 항, 제 7 항 또는 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    양극 산화 필름이 기공-밀봉 처리된 광섬유 수납용 금속관.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    스테인레스강이 광섬유 수납용 금속관의 기본체로서 사용되고, 니켈층이 알루미늄층 내부에 형성되는 광섬유 수납용 금속관.
  11. 제 10 항에 있어서,
    니켈층이 0.02 내지 2.5 ㎛의 두께를 갖는 광섬유 수납용 금속관.
  12. 광섬유 수납용 금속관의 기본체, 및 기본체의 표면에 형성된 Al-X(이때, X는 Mn, Ti, Ni, Cr, Nb, Mg, Fe, In 및 Sn으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 1종 또는 2종의 원소이다) 합금층을 포함하는 광섬유 수납용 금속관.
  13. 광섬유 수납용 금속관의 기본체, 및 기본체의 표면에 형성되고 탄화물, 산화물 및 유기 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 함유하는 Al계 복합층을 포함하는 광섬유 수납용 금속관.
  14. 제 12 항에 있어서,
    Al-X 합금층이 3 내지 30 ㎛의 두께를 갖는 광섬유 수납용 금속관.
  15. 제 13 항에 있어서,
    복합층이 3 내지 30 ㎛의 두께를 갖는 광섬유 수납용 금속관.
  16. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    스테인레스강이 광섬유 수납용 금속관의 기본체로서 사용되고, 니켈층이 Al-X 합금층 내부에 형성되는 광섬유 수납용 금속관.
  17. 제 13 항 또는 제 15 항에 있어서,
    스테인레스강이 광섬유 수납용 금속관의 기본체로서 사용되고, 니켈층이 복합층 내부에 형성되는 광섬유 수납용 금속관.
  18. 광섬유 수납용 금속관의 기본체, 기본체 표면에 형성된 니켈층 및 니켈층의 표면에 형성된 알루미늄층을 포함하는 광섬유 수납용 금속관.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    니켈층이 0.02 내지 2.5 ㎛의 두께를 갖는 광섬유 수납용 금속관.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    다수의 합쳐진 전도선이 광섬유 수납용 금속관의 외원주면에 배치되는 광섬유 수납용 금속관.
  21. 알루미늄 또는 알루미늄 합금층을 광섬유 수납용 금속관의 기본체의 표면에 형성하는 단계; 및
    알루미늄 또는 알루미늄 합금층을 평활화(smoothing)하는 단계를 포함하는, 내식성이 우수한 광섬유 수납용 금속관의 제조 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    평활화 단계가 금속관을 연신하는 단계인 광섬유 수납용 금속관의 제조 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    금속관을 연신 단계에서 연신하여 0.05 내지 0.8 %의 금속관의 외경의 변화를 일으키는 광섬유 수납용 금속관의 제조 방법.
  24. 광섬유 수납용 금속관의 기본체, 및 금속관 기본체의 표면에 형성되고 최대 높이(Ry)가 3 ㎛ 이하인 알루미늄 또는 알루미늄 합금층을 포함하는 광섬유 수납용 금속관.
  25. 제 24 항에 있어서,
    알루미늄 또는 알루미늄 합금층이 7 내지 30 ㎛의 두께를 갖는 광섬유 수납용 금속관.
  26. 제 24 항 또는 제 25 항에 있어서,
    스테인레스강이 금속관의 기본체로서 사용되고, 니켈층이 알루미늄 또는 알루미늄 합금층 내부에 형성되는 광섬유 수납용 금속관.
  27. 제 26 항에 있어서,
    니켈층이 0.02 내지 2.5 ㎛의 두께를 갖는 광섬유 수납용 금속관.
  28. 제 24 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    크롬산염-처리된 필름이 알루미늄 또는 알루미늄 합금층에 형성되는 광섬유 수납용 금속관.
  29. 제 24 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    다수의 합쳐진 전도선이 광섬유 수납용 금속관의 외원주면에 배치되는 광섬유 수납용 금속관.
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