KR20010080049A - 컬러 광경화성 접착제를 사용하는 광학 섬유 커넥터 - Google Patents

컬러 광경화성 접착제를 사용하는 광학 섬유 커넥터 Download PDF

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콜브라이언엠.
도워윌리엄브이.
옥스만조엘디.
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스프레이그 로버트 월터
미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
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Abstract

본 발명은 광학 섬유 연결부 또는 말단부에 유용한 컬러 접착제에 관한 것으로서, 약 200 센티푸아즈와 약 5000 센티푸아즈 사이의 점도를 가지는 접착제 성분, 이 접착제 성분에서 용해할 수 있고, 약 400 내지 약 1100 나노미터의 파장을 가지는 방사선에 노출되기 전의 제1 컬러, 및 상기 방사선에 노출된 후의 제2 컬러를 가지는 착색제, 및 상기 방사선에 노출됨으로써 접착제 혼합물을 경화시키기 위한 개시제 시스템을 구비한다.

Description

컬러 광경화성 접착제를 사용하는 광학 섬유 커넥터 {OPTICAL FIBER CONNECTOR USING COLORED PHOTOCURABLE ADHESIVE}
예를 들면, 원격 통신 신호를 전달하기 위한 광학 섬유 케이블의 성공적인 사용은, 비록 케이블이 적합한 커넥터 또는 말단 구조에 의해 함께 지지된 접합점에 좌우될 수 있다고 해도, 케이블의 길이를 따라 섬유의 축방향 정렬을 어떻게 유지하느냐에 달려 있다. 커넥터 또는 말단 구조 내에 광학 섬유를 정확히 위치 설정하는 것은 정밀하게 정렬된 섬유의 접합점을 가로질러 최대의 신호 송신을 유지하는데 중요한 요건이 된다. 정밀한 정렬은 섬유와 커넥터 구조와의 사이의 확정된 공간 관계의 유지에 달려 있다. 정밀하게 설정될 때, 정확한 공간 관계는 반복적으로 결합 및 해제될 수 있는 인터록킹 커넥터 또는 말단 구조를 사용하여 접합점을형성하는 동안 바람직한 섬유와 섬유 사이의 정렬을 보장한다. 광학 섬유와 커넥터와의 사이의 정확한 공간 관계를 확립하기 위한 편리한 수단은 섬유를 커넥터 구조의 내부면에 고정하기 위한 접합 물질, 보통은 접합제의 사용을 필요로 한다.
광학 섬유를 커넥터 구조의 내측에 접합하기 위한 다양한 종류의 접합제의 사용에 대한 많은 실례가 있다. 미국 특허 제4,588,256호는 커넥터의 내측에 광학 섬유 장착 수단에 함유된 고온 용융 접착제를 사용하는 것을 기술하고 있다. 광학 섬유 장착 수단을 가열하면, 고온 용융 접착제는 유연해 져서, 접착제가 냉각되어 응고될 때 장착수단에 접착되는 광학 섬유의 삽입을 허용한다. 이와 유사하게, 미국 특허 제4,984,865호 및 제5,048,915호는 커넥터 구조 내에 광학 섬유를 접착하기 위한 열가소성 접착제를 기술하고 있다. 양 특허의 경우에, 가열된 열가소성 접착제 속으로의 광학 섬유의 삽입력 하에서 커넥터의 선단으로부터 소량의 용융된 접착제가 스며 나온다. 냉각 시, 작은 접착제 방울이 커넥터의 선단에서 유리 섬유를 둘러싼다. 이러한 방울의 형성은, 접착제가 광학 섬유를 둘러싸는 것을 암시하는 것이지만, 접착제가 커넥터를 충전한다는 확인은 주지 못한다. 광학 섬유와 커넥터의 내측 벽 사이의 공간에 접착제를 배치하기 위한 커넥터의 그러한 충전은 섬유를 커넥터에 안전하게 접착하기 위한 최적 조건을 제공한다. 최적 이하의 접착은 광학 케이블의 길이들을 서로 결합하기 위해 사용된 커넥터 내에 존재하는 섬유들 사이의 배열이 결과적으로 손실을 입게 되어, 커넥터에 대한 섬유의 위치가 붕괴되는 것을 초래할 수 있다.
광학 섬유와 접속 구조 사이의 최적 접합을 표시하기 위한 수단은 신뢰할 수있는 광학 섬유 접속 구조를 제공할 정도로 유익할 것이다. 적합한 표시 수단은 접속부의 연결 또는 충격에 관련된 힘을 극복할 수 있는 접합이 이루어 진 것을 확인해 준다. 본 발명은 섬유 커넥터 구조의 내측에 광학 섬유를 접착하는 중에, 제1 컬러의 커넥터와 섬유와의 사이의 공간이 접착제로 충전될 때 균일한 채색을 보여 주는 채색된 접착제 혼합물을 사용하여 최적의 접합이 이루어 진 것을 표시하는 수단을 제공한다. 접착제는 가시광선에 노출됨으로써 경화되며, 이것이 경화될 때, 제1 컬러는 경화의 개시 시에 제2 컬러로 변한다.
또한, 그러한 접착제는 이것이 주입 가능하도록 점성이 충분히 작아야 하지만, 주입이 되었을 때 이것이 커넥터의 원하는 영역에 머무르고 다른 영역으로 이동하지 않도록 점성이 충분히 커야 한다.
본 발명은 광학 섬유를 광학 섬유 커넥터의 섬유 하우징에 접합하는 접착제를 제공한다. 접착제는 광학 섬유와 하우징과의 사이의 공간이 스펙트럼의 가시 및 근접적외 범위 내에서 발견된 파장의 광선으로 접착제를 경화시키기 전에 충전되는 것을 보여 주기 위한 착색제를 함유한다. 접착제가 경화될 때, 착색제는 또한 광학 섬유를 하우징 내에 접합시키기 위해 광선에 대한 충분한 노출 시점의 신호를 제공한다.
특히, 본 발명은, 약 200 센티푸아즈 내지 약 5000 센티푸아즈의 점도를 가지는 접착제, 연결부 또는 말단부의 내측에 접착제가 어떻게 분배되는 지를 보여 주기 위해 접착제 내에서 용해 가능하며, 약 400 내지 약 1100 나노미터, 양호하게는 약 400 내지 약 700 나노미터의 복사 에너지에 노출되기 전의 제1 컬러와, 그러한 노출 후의 제2 컬러를 가지는 착색제, 및 그러한 복사 에너지에 노출됨으로써 접착제 혼합물, 양호하게는 제2 컬러의 형성에 약 60초까지, 더욱 양호하게는 약 30초까지 경화가 개시되는 혼합물을 경화시키기 위한 개시제 시스템을 포함하는, 광학 섬유 접속부 또는 말단부용 접착제 분배 및 경화 표시 혼합물을 제공한다.
양호하게는, 접착제 성분은 적어도 하나의 아크릴레이트 모노머를 포함한다. 접착제는 약 400 내지 약 1100 나노미터, 양호하게는 약 400 내지 약 700 나노미터, 더욱 양호하게는 약 400 내지 약 600 나노미터의 파장의 광선에 의해 경화될 수 있고, 이 파장은 스펙트럼의 청색과 녹색 영역, 가장 양호하게는 약 500과 약 600 나노미터 사이의 일부분을 포함한다. 접착제 혼합물이 경화되면 약 30초 이하, 양호하게는 약 25초 이하, 가장 양호하게는 약 15초 이하에서 착색제가 컬러를 변화시킨다. 접착제는 광학 섬유와 광학 섬유 커넥터의 하우징에 강력하게 접착된다.
본 발명은 또한 광학 섬유를 커넥터에 접착시키기 위한 방법을 제공한다.
여기에 사용된 용어들은 다음의 의미를 가진다.
1. 용어 "가시 광선"은 약 400 nm과 약 700 nm 사이의 파장을 가지는 전자파 방사선을 의미한다.
2. 용어 "근접적외(near-infrared)", 단축된 "nIR"은 약 700 nm과 약 1000 nm 사이의 파장을 가지는 전자파 방사선을 의미한다.
3. 용어 "홀더"는 일반적으로 광학 섬유를 커넥터 또는 말단부의 내측에 고정하기 위해 설계된 광학 커넥터의 일부분을 언급한다.
4. 용어 "커넥터"는 섬유 단부들 사이에 접촉부를 형성하고 그 후 섬유 말단의 접촉부와 섬유의 정렬을 유지하기 위해 지지 수단을 포함함으로써 제1 광학 섬유를 제2 광학 섬유에 정렬하기 위한 부품을 의미한다.
5. 용어 "접속부" 및 "말단부"는 제1 광학 섬유의 단부가 제2 광학 섬유의 단부와 접촉하여 지지되는 지점을 의미한다. 용어 "커넥터", "접속부" 및 말단부는 교환 가능하게 사용된다.
6. 용어 "(메타)아크릴레이트"는 아크릴레이트와 메타크릴레이트를 포함한다.
7. 용어 "에폭시"와 "에폭시화합물"은 고리 구멍에 의해 중합할 수 있는 적어도 하나의 옥실란 고리를 가지는 유기 수지를 의미한다.
8. 용어 "에폭시 아크릴레이트"는 같은 분자 내에 에폭시화합물 작용기와 아크릴레이트 작용기를 포함하는 물질, 또는 별개의 분자 내에 아크릴레이트 및 에폭시 작용기를 모두 포함하는 블렌드를 의미한다.
9. 용어 "착색제"와 "컬러 성분"은 동의어이며 가시 컬러를 가지는 화합물을 의미한다.
여기에 사용된 바와 같이, 모든 부품, 퍼센트, 및 비율은 특별히 다르게 언급하지 않는 한 중량에 의한 것이다.
본 발명은 접착제를 경화시키기 위해, 가시 및 근접적외 범위(near-infrared range)내의 광선을 사용하여 광학 섬유를 적합한 하우징에 접합하기 위한 접착성 혼합물에 관한 것이다. 접착성 혼합물에 함유된 착색제는 광학 섬유와 하우징 사이의 공간이 경화 전에 충전 되었는지의 증거를 제공한다. 착색제는 또한 광원에 대한 노출이 접착제를 경화시켜 하우징 내에 광학 섬유를 접합시키기에 충분한 시점의 신호를 제공한다.
본 발명은 첨부 도면을 참조함으로써 가장 잘 이해될 것이다.
도1은 플러그 및 리셉터클을 포함하는 광학 섬유 커넥터를 도시하는, 본 발명의 한 실시예의 종단면의 측면도이다.
도2는 도1의 플러그 및 리셉터클의 사시도로서, 일부 단면이 플러그 내부의 활모양의 섬유를 드러내는 것을 도시한 도면이다.
도3은 다른 커넥터의 횡단면도이다.
본 발명의 광학 섬유 조립체는 스펙트럼의 적절한 부분내의 방사선에 노출될 때 컬러가 변하는 컬러 광경화성 접착제(colored photocurable adhesive)에 의해 홀더에 접착된 적어도 하나의 광학 섬유를 홀더 내에 구비한다. 컬러 변화는 경화가 개시되는 것을 표시한다. 즉, 접착제는 중합반응을 시작하기에 충분한 방사선에 노출되었고, 컬러의 균일성이 접착제의 경화 레벨을 평가하도록 도와준다. 컬러 변화는 약 60초 내에, 양호하게는 약 30초 내에, 더욱 바람직하게는 약 25초 내에, 가장 바람직하게는 약 15초 내에 시작되어야 한다.
유용한 접착제는 개시제 시스템의 일부분이거나 또는 각각 독립적일 수 있는, 접착제 성분, 자유 라디칼 개시제 시스템, 및 착색제를 포함한다.
본 발명의 구성물과 광학 섬유 조립체에 유용한 접착제 성분은 약 200 내지 약 5000 센티푸아즈(centipoise)(cps), 바람직하게는 약 400 내지 약 4000 cps, 가장 바람직하게는 약 400 내지 약 3000 cps 의 점도를 가진다.
이 시스템에 유용한 접착제 성분은 적어도 하나의 에폭시 수지로부터 형성된 것들, 적어도 하나의 (메타)아크릴레이트 모노머를 함유하는 것들, 및 적어도 하나의 에폭시 수지와 적어도 하나의 (메타)아크릴레이트 모노머로부터 형성된 것들을 포함한다.
유용한 (메타)아크릴레이트 모노머는 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, 알릴(메타)아크릴레이트, 글리세롤디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,3-프로판디올디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리드리톨트리(메타)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디올디(메타)아크릴레이트, 솔비톨헥사크릴레이트, 트리하이드록시에틸-이소시아누레이트트리(메타)아크릴레이트와 같은 그러한 모노-, 디- 또는 폴리(메타)아크릴레이트; 약 500까지의 분자량을 가지는 폴리에틸렌 글리콜의 비스(메타)아크릴레이트, 아크릴화 모노머의 코폴리머화 혼합물, 예를 들면, 참조로 본 명세서에 기재된 미국 특허 제4,642,126호에 개시된 것들, 등을 포함한다.
다른 자유 라디칼 중합가능한 모노머, 즉 비닐에테르, 디알릴프탈레이트, 스티렌, 등과 같은 그러한 에틸렌성 불포화 화합물이 또한 여기에서 접착제 혼합물에서 사용될 수 있다.
유용한 에폭시 소재는 터미널 에폭시 그룹을 갖는 선형 폴리머, 골격 옥시란 단위를 갖는 폴리머, 및 공식
을 갖는 글리시딜에테르 모노머와 같은 그러한 펜던트 에폭시 그룹을 갖는 폴리머를 포함한다.
여기서 R'는 알킬 또는 아릴이고 n은 1 내지 약 6의 값을 가지는 정수이다. 실례는 다가 페놀을 과도한 클로로하이드린과 반응시킴으로써 얻어진 다가 페놀의 글리시딜에테르이다. 이 형태의 에폭시화합물은 참조로 본 명세서에 기술된 미국 특허 제3,018,262호에서 광범위하게 개시되어 있다.
여기서 이용할 수 있는 시판용 에폭시 수지는 비스페놀 A의 디글리시딜에티에르, 예를 들면 쉘 케미컬 캄퍼니제 "Epon 828", "Epon 8225", "Epon 1004" 및 "Epon 1010", 및 다우 케미컬 캄퍼니제 "DER-331", "DER-332" 및 "DER-334"; 유니온 카바이드 코포레이션제 "ERL-4206"을 포함하는 비닐시클로헥산 디옥사이드; 유니온 카바이드 캄퍼니제 "ERL-4221", "Cyracure UVR 6110", 또는 "UVR 6105"와 같은 그러한 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클헥산카르복실레이트, 유니온 카바이드 코포레이션제 "ERL-4201"과 같은 그러한 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸-3,4-에폭시-6-메틸시클로헥산카복실레이트, 에폭시 작용기 등을 포함하는 실리콘 수지를 포함한다. 또한 쉘 케미컬 캄퍼니제의 상표명 "HELOXY Modifier"인 알킬글리시딜에테르에폭시, 시바 스페셜티 케미컬 코포레이션제의 "EPN-111138" 또는 "GY-281"인 비스페놀 F 에폭시, 및 쉘 케미컬 캄퍼니제의 "Epon 1079"인 9,9-비스[4-(2,3-에폭시프로폭시)-페닐]플루오로에논이 유효하다. 에폭시 수지의 폴리머는 첨가된 작용기가 실제로 실온에서 양이온 경화성을 방해하지 않는 한 다른 작용기들을 포함할 수 있다. 에폭시 수지의 혼합물이 또한 유효하다.
에폭시 수지를 중합시키기 위한 유용한 폴리올은 1,2-에탄디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,8-옥탄디올, 2-에틸-1,6-헥산디올과 같은 그러한 알킬렌 글리콜; 비스(하이드록시메틸)시클로헥산; 글리세린, 트리-메틸올에탄, 펜타에리드리톨, 솔비톨, N,N-비스(하이드록시알킬)벤즈아미드와 같은 그러한 폴리하이드록시알칸; 1-부틴-1,4-디올, 4,4-비스(하이드록시메틸)디페닐술폰, 피마자유, 등을 포함하는 모노머 폴리하이드록시 성분을 포함한다. 유용한 폴리머 폴리올은 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌 글리콜, 특히 약 200 내지 약 10,000의 분자량을 갖는 것들; 분자량이 변하는 폴리테트라하이드로푸란 또는 "polyTHF" 화합물과 같은 그러한 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜; 하이드록시프로필 및 하이드록시에틸메타크릴레이트의 코폴리머, 비닐아세테이트 코폴리머의 가수분해 또는 부분 가수분해에 의해 형성된 펜던트 하이드록시 그룹을 함유하는 코폴리머, 펜던트 하이드록시 그룹을 함유하는 폴리비닐아세탈 수지; 하이드록시 에틸화 및 하이드록시프로필화 셀룰로오스와 같은 그러한 변형된 셀룰로오스; 하이드록시-터미네이티드 폴리에스테르, 폴리알카디엔 및 폴리락톤, 특히 폴리카프로락톤; 플루오르화 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌 글리콜을 포함한다.
시판용 하이드록시함유 물질은 "TERATHANE" 650, 1000, 2000 및 2900(디트로이트, 윌밍턴, 듀폰 드 네모어스로부터 입수할 수 있음)과 같은 그러한 폴리테트라메틸렌에테르 글리콜; "PEP" 450, 550 및 650과 같은 그러한 2차 하이드록시 그룹을 가지는 폴리옥시알킬렌 테트롤; "BUTVAR" B-72A, B-73, 등과 같은 그러한 폴리비닐아세탈 수지(미주리, 세인트 루이스, 몬산토 케미컬 캄퍼니로부터 입수할 수 있음); "FORMVAR" 7/70, 12/85, 7/95S와 같은 그러한 수지(몬산토 케미컬 캄퍼니로부터 입수할 수 있음); "TONE" 0200, 0210, 0300, 등과 같은 그러한 폴리카프로락톤 폴리올스, 등(유니온 카바이드로부터 입수할 수 있음); "PARAPLEX U-148"과 같은 그러한 지방족 폴리에스테르 디올(펜실바니아, 필라델피아, 롬 앤드 하스로부터 입수할 수 있음); 모바이 케미컬 캄퍼니제의 "MULTRON" R 시리즈와 같은 그러한 포화 폴리에스테르 폴리올스; 허큘스 인코포레이티드제의 "KLUCEL E"와 같은 그러한 대략 100의 중량을 가지는 하이드록시프로필화 셀룰로오스; 대략 400의 하이드록시 당량을 가지는 "Alcohol Soluble Butyrate" 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 에스테르(뉴욕, 로체스터, 이스트맨 코닥 캄퍼니로부터 입수할 수 있음); 폴리프로필렌 글리콜 디올과 같은 그러한 폴리에스테르폴리올(예를 들면, 알코 케미컬 캄퍼니제의 "ARCOL PPG" 시리즈); "ARCOL" LT-28, LHT-42, LHT-112, 등과 같은 그러한 폴리프로필렌 글리콜 트리올(알코 케미컬 캄퍼니제); 알코 케미컬 캄퍼니제의 "ARCOL" 11-27, 11-34, E-351, E-452, 등과 같은 그러한 에틸렌 옥사이드 캡(capped) 폴리옥시프로필렌 트리올 또는 디올; 에톡시화 비스-페놀 A; 다우 케미컬 캄퍼니제의 "VORANOL" 폴리에테르 폴리올과 같은 그러한 프로필렌 옥사이드 또는 에틸렌 옥사이드계 폴리올을 포함한다.
접착제 성분은 또한 단일 분자내에 에폭시 및 자유 라디칼 중합 가능한 작용기를 모두 포함할 수 있다. 이들은 디- 또는 폴리에폭시 화합물을 에틸렌 불포화 카르복실 산의 하나 또는 그 이상의 등가물과 반응시킴으로써 얻어질 수 있다. 하나의 실례는 UVR-6105와 메타크릴산 또는 아크릴산의 한 등가물과의 반응 생성물이다. 에폭시 및 자유 라디칼 중합 가능한 작용기를 가지는 시판용 물질은 다이셀 케미컬제의 "Cyclomer" 시리즈를 포함한다.
광개시제 시스템은 가시 범위, 즉 약 400 nm과 약 700 nm 사이에서 광을 흡수할 수 있는 것이다. 본 발명의 양호한 조립체에서, 광개시제는 스펙트럼의 녹색과 청색 부분의 일부분에서, 약 400 nm과 약 600nm 사이, 더욱 양호하게는 500 nm과 약 600 nm 사이의 광을 흡수한다. 광개시제 시스템의 성분은 적어도 하나의 개시제, 양호하게는 적어도 하나의 감광제를 포함한다. 이들 개시제 시스템은 적합한 파장의 충분한 방사선이 흡수될 때 에폭시 수지와 자유 라디칼 모노머의 중합반응을 개시한다.
유용한 감광제는 모노머내에서 용해할 수 있어야 하며 적절한 파장의 광을 흡수할 수 있다. 감광제는 또한 참조로 본 명세서에 기술된 미국 특허 제3,729,313호에 기술된 테스트 순서에 따라, 양호하게는 2-메틸-4,5-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진을 감광할 수 있다. 양호하게는, 감광제는 또한 합당한 기간동안 쉽게 분해되지 않는다.
적합한 감광제는 다음의 카테고리내의 화합물을 포함한다고 믿어진다: 케톤, 쿠마린 염료(예를 들면, 케토-쿠마린), 크산텐 염료, 아크리딘 염료, 티아졸 염료, 티아진 염료, 옥사진 염료, 아진 염료, 아미노케톤 염료, 포르피린, 방향족 폴리사이클릭 탄화수소, p-치환된 아미노스티릴 케톤 화합물, 아미노트리아릴 메탄, 메로시아닌, 스쿠아릴륨 염료 및 피리디늄 염료. 케톤(예를 들면, 모노케톤 또는 알파-디케톤), 케토쿠마린, 아미노아릴케톤 및 p-치환된 아미노스티릴 케톤 화합물이 양호한 감광제이다. 높은 감도를 요하는 적용을 위해, 줄로리디닐(julolidinyl) 잔기를 함유하는 감광제를 채용하는 것이 바람직하다. (예를 들면, 코팅 또는 강화 섬유가 유사한 파장의 방사선을 약화시키는) 폭넓은 경화를 요하는 적용을 위해, 광중합용 방사선의 바람직한 파장에서, 약 1000이하, 더욱 양호하게는 약 100이하의 흡광 계수를 가지는 감광제를 채용하는 것이 바람직하다. 그 대신, 적절한 파장에서 표백작용을 보여 주는 감광제가 또한 사용될 수 있다. 이러한 반응에서, 감광제는 혼합물을 표백하며, 다음에 성분의 층 또는 층들을 통해 개시가 진행될 수 있다.
예를 들면, 케톤 감광제의 양호한 종류는 다음 일반식을 갖는다:
ACO(X)bB
여기서, X는 CO 또는 CR1R2이고, 여기서, R1과 R2는 같거나 또는 다른 것일 수 있고, 수소, 알킬, 알카릴(alkaryl) 또는 아랄킬(aralkyl)일 수 있으며, b는 하나 또는 제로이고, A와 B는 같거나 또는 다른 것일 수 있고 하나 또는 그 이상의 불간섭 치환기 또는 치환되지 않은 아릴, 알킬, 알카릴, 또는 아랄킬 그룹으로 치환될 수 있거나, 또는 A와 B 모두 치환된 또는 치환되지 않은 시클로지방족, 방향족, 헤테로방향족 또는 용해된 방향족 고리일 수 있는 고리모양의 구조를 형성할 수 있다.
상기 일반식의 적합한 케톤은 2,2-, 4,4-, 또는 2,4-디하이드록시벤조페논, 디-2-피리딜 케톤, 디-2-푸라닐 케톤, 디-2-티오페닐 케톤, 벤조인, 플루오레논, 퀴논, 예를 들면, 클로로퀴논, 2-아자-3-카르복시-9-플루오레논, 등과 같은 그러한 모노케톤(b=0), 캘콘(chalcone), 미클러 케톤(Michler's ketone), 2-플루오로-9-플루오레논, 2-클로로티오크산톤, 아세토페논, 벤조페논, 1- 또는 2-아세토나프톤, 9-아세틸안트라센, 2-, 3- 또는 9-아세틸페난트렌, 4-아세틸비페닐, 프로피오페논, n-부티로페논, 발레로페논, 2-, 3- 또는 4-아세틸피리딘, 3-아세틸쿠마린 등을 포함한다. 적합한 디케톤은 안트라퀴논, 페난트렌퀴논, o-, m- 및 p-디아세틸벤젠, 1,3-, 1,4-, 1,5-, 1,6-, 1,7-, 및 1,8-디아세틸나프탈렌, 1,5-, 1,8- 및 9,10-디아세탈안트라센, 등을 포함한다. 적합한 α-디케톤(b=1 및 X=CO)은 2,3-부탄디온, 2,3-펜탄디온, 2,3-헥산디온, 3,4-헥산디온, 2,3-헵탄디온, 3,4-헵탄디온, 2,3-옥탄디온, 4,5-옥탄디온, 벤질, 2,2'-, 3,3'- 및 4,4'-디하이드록실벤질, 푸릴, 디-3,3'-인돌릴에탄디온, 2,3-보르난디온(캠퍼퀴논), 1,2-사이클로헥산디온, 1,2-나프타퀴논, 아세나프타퀴논, 등을 포함한다.
적어도 하나의 감광제는 가시 광선을 흡수하는 이러한 광개시제 시스템 내에 존재해야 한다. 놀랍게도, 이러한 착색제는 1)커넥터내의 접착제의 위치를 확인하고; 2)경화 반응에 참여하고; 3)경화의 개시를 나타내는 컬러 변화를 겪는다.
다른 양호한 감광제는 로즈 벵골, 메틸렌 바이올렛, 플루오레신(Fluorescein), 에오신 옐로우, 에오신 Y, 에틸 에오신, 에오신 블루, 에리트로신 옐로우 블렌드, 4',5'-디브로모플루오레신을 포함한다.
광개시제 시스템은 또한 전형적으로, 비록 요구되지는 않지만, 전자 도너를 포함한다. 광범위한 도너가 사용될 수 있고; 이 도너는 모노머내에서 용해할 수 있어야 하고, 훌륭한 쉘프 안정성(shelf stability)을 가진다. 적합한 도너는 바람직한 파장의 광에 노출될 때 혼합물의 경화의 깊이 또는 경화의 속도를 증대시킬 수있다. 도너는 제로보다 더 큰 산화 퍼텐셜을 가지며, p-디메톡시벤젠의 산화 퍼텐셜보다 낮거나 또는 같다. 양호하게는 산화 퍼텐셜은 약 0.5 및 1 볼트 사이에 있다. 포화 카로멜 전자(S.C.E.) 값은 N.L. Weinburg, Ed.,Technique of Electroorganic Synthesis Part II Techniques of Chemistry, Vol. V(1975) 등과 같은 그러한 참조문헌으로부터 얻을 수 있거나 또는 실험에 의해 측정될 수 있다.
바람직한 도너는 아민(아미노알데히드 및 아미노실란 포함), 아미드(포스퍼아민 포함), 에테르(티오에테르 포함), 우레아(티오우레아 포함), 페로신(ferrocene), 설핀산(sulfinic acid) 및 그의 염, 페로시안화물의 염, 아스코르브산 및 그의 염, 디티오카르밤산(dithiocarbamic acid) 및 그의 염, 크산토겐산염, 에틸렌 디아민 테트라아세트산의 염, 및 테트라페닐보론산의 염을 포함한다. 도너는 하나 또는 그 이상의 불간섭 치환기로 치환되지 않거나 또는 치환될 수 있다. 특히, 바람직한 도너는 질소, 산소, 인, 또는 황 원자와 같은 그러한 전자 도너 원자, 및 전자 도너 원자에 대한 탄소 또는 실리콘 원자 알파에 접합된 추출 가능한 수소 원자를 포함한다.
바람직한 아민 공여체 화합물은 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 트리에탄올아민, 아밀아민, 헥실아민, 2,4-디메틸아닐린, 2,3-디메틸아닐린, o-, m- 및 p-톨루이딘, 벤질아민, 아미노피리딘, N,N'-디메틸에틸렌디아민, N,N'-디에틸에틸렌디아민, N,N'-디벤질에틸렌디아민, N,N'-디에틸-1,3-프로판디아민, N,N'-디에틸-2-부텐-1,4-디아민, N,N'-디메틸-1,6-헥산디아민, 피페라진, 4,4'-트리메틸렌디피페리딘, 4,4'-에틸렌디피페리딘, p-N,N-디메틸-아미노펜에탄올 및 p-N,N-디메틸아미노벤조니트릴과 같은 그러한 알킬-, 아릴-, 알카릴- 및 아랄킬-아민; p-N,N-디메틸아미노벤즈알레히드, p-N,N-디에틸아미노벤즈알데히드, 9-줄로리딘 카르복스알데히드 및 4-모르폴리노벤즈알데히드와 같은 그러한 아미노알데히드; 및 트리메틸실릴모르폴린, 트리메틸시릴피페리딘, 비스(디메틸아미노)디페닐실란, 트리스(디메틸아미노)메틸실란, N,N-디에틸아미노트리메틸실란, 트리스(디메틸아미노)페닐실란, 트리스(메틸실릴)아민, 트리스(디메틸실릴)아민, 비스(디메틸실릴)아민, N,N-비스(디메틸실릴)아닐린, N-페닐-N-디메틸실릴아닐린 및 N,N-디메틸-N-디메틸실릴아민과 같은 그러한 아미노실란을 포함한다. 3차(또는 3급) 방향족 알킬아민, 특히 방향족 고리에 적어도 하나의 전자-인출 그룹을 가지는 것들은 특히 훌륭한 쉘프 안정성을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 훌륭한 쉘프 안정성은 또한 실온에서 고체인 아민을 사용하여 얻어졌다.
바람직한 아미드 도너 화합물은 N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디에틸아세트아미드, N-메틸-N-페닐아세트아미드, 헥사메틸포스포르아미드, 헥사에틸포스포르아미드, 헥사프로필포스포르아미드, 트리모르폴리노포스핀 옥사이드 및 트리피페리디노포스핀 옥사이드를 포함한다.
적합한 에테르 도너 화합물은 4,4'-디메톡시비페닐, 1,2,4-트리메톡시벤젠 및 1,2,4,5-테트라메톡시벤젠을 포함한다.
적합한 우레아 도너 화합물은 N,N'-디메틸우레아, N,N-디메틸우레아, N',N'-디페닐우레아, 테트라메틸티오우레아, 테트라에틸티오우레아, 테트라-n-부틸티오우레아, N,N-디-n-부틸티오우레아, N,N'-디-n-부틸티오우레아, N,N-디페닐티오우레아및 N,N'-디페닐-N,N'-디에틸티오우레아를 포함한다.
본 발명의 한 실시예에서, 광개시제 시스템은 참조로 본 명세서에 기재된 미국 특허 제5,545,676호에 따른 3성분계이다. 그러한 3성분계에서, 추가된 성분은 디아릴요오도늄 염이다. 요오도늄 염은 또한 모너머내에서 녹아야 하며 감광제와 도너의 존재 하에서 그 곳에서 용해될 때 쉘프 안정성이 있어야 한다. 따라서, 특별한 요오도늄 염의 선택은 어느 정도까지 선택된 모노머와, 광개시제 시스템의 다른 부분에 의존할 수 있다. 그러한 3성분계는 이들 3 부분을 포함해야 한다; 그러나, 필요하다면 하나 이상의 감광제 또는 전자 도너를 포함할 수 있다. 유용한 염은 미국 특허 제3,729,313호, 제3,741,769호, 제3,808,006호, 제4,250,053호, 및 제4,394,403호에 개시되어 있고, 이들 특허의 설명중 요오도늄 염에 대한 부분이 참조로 본 명세서에 기술된다.
양호한 요오도늄 염은 디페닐요오도늄 클로라이드, 디페닐요오도늄 헥사플루오로포스페이트 및 디페닐요오도늄 테트라플루오로보레이트를 포함한다.
본 발명의 접착제는 "안전광"(safe light) 상태 하에서, 혼합물의 성분들을 혼합함으로써 준비된다. 필요하다면 용매가 채용될 수 있다; 불활성 용매가 사용될 수 있다. 적합한 용매의 실례는 아세톤, 디클로로메탄, 및 아세토니트릴을 포함한다. 중합될 모노머는 중합될 또 다른 성분용 용매로서 사용될 수 있다. 용매 없는 혼합물이 또한 용해를 용이하게 하기 위해 부드러운 열을 사용하거나 또는 사용하지 않고 준비될 수 있다.
필요하다면, 중합 공정을 방해하지 않는 범위까지 충전재가 첨가될 수 있다.유용한 충전재는 실리카, 안료, 산화방지제, 글래스 소재, 등을 포함한다.
본 발명의 접착제는 다양한 상이한 커넥터 설계에 사용될 수 있다. 도1 및 도2는 본 발명에 따른 광섬유 커넥터의 한 실시예(10)를 도시한다. 커넥터(10)는 긴 플러그(12)와 소켓 또는 리셉터클(14)로 이루어 진다. 도1은 리셉터클(14)에 완전히 삽입된 플러그(12) 및 지지면 또는 칸막이벽(16)상에 장착된 리셉터클(14)을 보여주는 종단면도이다. 도2는 칸막이벽(16)이 생략되고, 또한 커넥터의 내부를 도시하기 위해 부분적인 종단면도로 도시한 사시도이다. 도시된 실시예는 두 쌍의 섬유의 상호 연결 상태를 제공하지만, 당해 기술분야에 숙련된 자들은 여기에 기술된 발명 개념이 여러 쌍의 상호 연결 상태는 물론, 단일 쌍의 상호 연결 상태에 까지 미친다는 것을 인식할 것이다.
플러그(12)는 두 개의 클램핑 엘리먼트 또는 블록(20, 22)으로 구성될 수 있는 섬유 홀더(18)와, 섬유 홀더(18)에 부착된 플러그 본체 또는 덮개(24)를 포함한다. 상호 연결되거나 또는 말단이 될 광학 섬유(30, 32)는 홀더(18)를 통해 덮개(24)의 중공의 내부로 들어간다. 섬유의 말단 부분들은 노출되어 있고, 즉 이들 말단 부분들은 이음관과 같은 그러한 소정의 정렬 부재에 부착되지 않는다. 그러므로, 덮개(24)는 리셉터클(24)내에 물리적으로 위치를 설정하는 플러그(12)를 지지하는 역할을 할 뿐만 아니라, 섬유의 노출된 말단 부분들을 보호하는 역할까지도 한다(덮개는 필요하다면 섬유의 끝부분을 완전히 노출시키기 위해 신축 가능하게 만들어 질 수 있다). 홀더(18)는 블록(20, 22)의 인접한 표면에 형성된 섬유 수용 홈(34)을 가진다; 이들 두 구성요소들은 동일한 부품일 수 있다.
광학 섬유는 전술한 접착제의 사용에 의해 홀더(18)에 고정된다. 접착제는 이러한 목적으로 커넥터의 호울을 통해 주입되어 경화된다. 접착제는 전형적으로 에폭시 실리콘, 폴리올레핀 또는 폴리비닐클로라이드인 케이블 코팅에 부착해야 하며, 그러한 케이블 코팅은 외부 코팅이 벗겨진 이들 영역에서, 강화 섬유, 예를 들면, Kevlar(등록 상표)로서 존재하고, 마지막으로 섬유를 정위치에 지지하기 위해 섬유 자체에 부착해야 한다.
홀더(18)는 부가적인 장력 완화와 클램핑을 위해 섬유를 둘러싸는 연장부(36)를 가질 수 있다. 부트(boot)(38)는 섬유 케이블[KEVLAR(등록 상표) 스트랜드]내의 강화 섬유를 클램프하고 장력을 더 이상 완화시키기 위해, 그리고 플러그(12)의 취급을 지원하기 위해 제공될 수 있다. 강화 섬유는 클림프(crimp) 될 필요는 없지만, 이들은 상술한 바와 같이 섬유를 홀더에 고정하기 위해 사용된 것과 같은 접착제에 의해 홀더의 일체 구조에 접착될 수 있다. 강화 부재의 장력 완화는 부트(38)내에 광섬유 홀더를 수직 벽 부분에 가압 설치함으로써 달성된다. 이것은 부트(38)와 광섬유 홀더(18)에 사용된 소재의 선택에 의존하며, 클림프 링(crimp ring)을 요하지 않고 제조를 용이하게 하며 요구된 성분의 수를 감소시키는 설계를 산출한다. 광섬유 홀더의 표면상의 "원-웨이" 갈고리(barb)는 케이블을 플러그(12)에 부착하는 것을 도와주는 광섬유 홀더(18)에 부트(38)를 부착하는 것을 도와준다.
래치(40)는 플러그(12)를 리셉터클(14)에 해제 가능하게 고정하기 위해 덮개(24)의 한 측면에 일체로 형성된다. 래치(40)는 또한 플러그에 기계적인 편향을 부과할 수 있다. 즉, 래치는 한 방향으로만 리셉터클(14)에 삽입될 수 있다. 플러그(12)는 제조 공차를 최소화하기 위해 래치(40)에 대해 후방에서 푸시될, 예를 들면, 리셉터클(14)의 내측에 형성된 스프링보드(가요성 캔틸레버)에 의해 상호접속된 위치에서 편향될 수 있다.
리셉터클(14)은 본체 또는 하우징(70) 및 다른 섬유 홀더(72)를 포함한다. 하우징(70)은 또한 예를 들면, 패치 패널 또는 워크스테이션 출구(벽 박스 커버)일 수 있는 칸막이벽(16)에 해제 가능하게 장착되게 하는 (래치 아암(76)과 같은 그러한) 적절한 구성을 가질 수 있다. 래치 기구는 모든 준비 작업을 패널의 전방 측에서 수행될 수 있게 하기 위해 패널의 전방으로부터 장착하기 위해 제공될 수 있거나, 또는 모든 준비 작업을 패널의 후방 측에서 수행될 수 있게 하기 위해 패널의 후방으로부터 장착하기 위해 제공될 수 있다. 섬유를 홈내에 단단하게 지지하기 위해 섬유 조임 기구와 같은 그러한 부가적인 기구가 제공될 수 있다. 섬유는 핑거(82, 84)의 맨 끝부분까지 연장하는 것이 아니라, 커넥터가 사용될 때 플러그내의 광섬유의 그 부분을 적절히 지지하기 위해 끝부분으로부터 충분한 거리에서 끝난다. 섬유와 섬유의 접촉이 V-홈의 끝부분의 바로 부근에서 일어난다면(또는 플러그가 너무 멀리 삽입된다면), 플러그내의 섬유 부분은 홈을 넘어서 굽혀지고 정점으로부터 멀리 들어 올려져서, 연결상태를 차단시킬 수 있다.
리셉터클(14)은 플러그(12)내의 섬유만큼 섬유정렬 홈을 갖는 많은 핑거를 가질 수 있다. 핑거(82, 84)는 플러그(12)가 리셉터클(14)속으로 충분히 삽입될 때 덮개(24)의 슬롯(54, 56)속으로 각각 돌출하도록 형성된다. 핑거(82, 84)는 플러그축, 즉 광섬유(30, 32)가 덮개(24)내에 일직선으로 연장할 때 광섬유의 어느 하나에 의해 형성된 축에 대해 비스듬한(비-제로) 각도로 덮개(24)로 들어간다. 이 각도는 양호하게는 약 42°인데, 이 각도는 섬유 말단면 접촉압력, V-홈 안으로 향한 섬유압력, 마찰 영향, 원하는 공차 윈도우(tolerance window)(더 큰 각도는 공차를 증대시킴)에 관한 관심을 밸런스한다. 리셉터클 섬유가 개구(74)를 향하지 않으므로, 광이 이탈하여 사용자의 눈을 손상시킬 위험은 없다. 리셉터클 섬유 홀더(72)는 리셉터클 하우징(70)의 한 단부에 형성된 컷아웃 또는 후크(88)속으로 스냅하는 홀더(72)의 제1 단부상에 포스트를 제공함으로써 하우징(70)에 피벗 부착된다. 홀더(72)는 리셉터클 하우징(70)의 호울(89)과 결합하는, 홀더의 측면상에 형성된 범프 또는 스터드를 이용하여 정위치에 해제 가능하게 로크된다. 리셉터클 섬유 홀더에 대한 다른 설계가 사용될 수 있는데, 여기서 이 홀더는 그의 베이스상으로 스냅할 수 있고, 이 베이스는 섬유 위치설정 홈을 가지는 분리 가능한 상부 또는 커버 플레이트를 갖는 단일 피스로서 형성된다.
커넥터(10)의 모든 구성요소(플러그 부트(38) 제외)는 내구력이 있는 광 전송 소재, 양호하게는 폴리카보네이트, VALOX(제너럴 일렉트릭에 의해 판매된 폴리에스테르), 또는 RADEL(아모코에 의해 판매된 폴리알릴술폰)과 같은 그러한 사출성형 폴리머로 형성될 수 있다. 이 소재는 충전재가 경화중 방사선을 지나치게 약화시키지 않는 한, 섬유 단부의 오염을 야기할 수 있는 마찰전기 충전을 최소화하기 위해 반도체 구성요소를 공급하기 위한 그러한 전도성 충전재를 포함할 수 있다. 부트(38)는 양호하게는 미네소타, 위노나의 RTP로부터, 소재 번호 1559X67420B하에서 입수할 수 있는 것과 같은 그러한 낮은 계수의 코폴리에스테르 에라스토머로 형성된다.
커넥터(10)의 조립체 및 설비는 전방으로 반듯하게 향한다. 플러그(12)는 비록 이것이 이 분야에서 쉽게 조립될 수 있다고 할 찌라도 전형적으로는 공장에서 조립된다. 접착제를 조립체 안에 위치시키기 위해, 홀더의 개구 위에서 도포기와 같은 주입기 속에 접착제를 간단히 배치하고(바람직하다면, 접착제는 그러한 도포기내에 제공될 수 있다), 접착제를 홀더(18)속으로 주입한다. 접착제는 다음에 5초 내지 몇 분의 기간동안 커넥터 위에 원하는 파장의 방사선을 가지는 광선을 제공함으로써 경화된다. 유용한 광선은 사용된 특정 기폭제 시스템의 감광성에 필적할 만한 여과되지 않거나 또는 여과된 75 와트 텅스텐 공급원을 사용하는 3M으로부터 입수할 수 있는 모델 XL3000을 포함한다.
또한, 플러그(12) 또는 리셉터클(14)이 섬유의 다른 단부에서 어떤 종류의 광학 커넥터를 갖는 점퍼 케이블 또는 패치 코드 상에 장착될 수 있는 것이 이해된다. 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩쳐링 캄퍼니로부터 입수할 수 있는 고강도 섬유와 같은 그러한, 실내 환경에 노출될 때 보다 긴 수명을 가지는 섬유가 사용될 수 있다는 것이 제시된다. 이들 섬유는 참조로 본 명세서에 기재된 미국 특허 제5,381,504호에 기술된 새로운 3층 구조로 둘러싸인 피복과 종래의 코어를 가진다. 당해 기술분야에 숙련된 자들은 또한 본 발명의 커넥터가 단일 모드 및 다중 모드의 섬유는 물론, 불연속한 광학섬유 또는 다중섬유 리본을 수용할 수 있다는 점을 인식할 것이다.
플러그(12) 또는 리셉터클(14)의 어느 하나까지 와서 끝나는 섬유는 벗겨지고, 절개되어서 깨끗이 정리되어야 한다. 섬유가 케이블 내에서 다발로 된 리본 그룹의 일부분인 리본의 형태로 되어 있다면, 이때 케이블 재킷의 일부가 리본을 노출시키기 위해 먼저 후방에서 절단되어야 한다. 대부분의 케이블은 여러 보호 층들을 가지며, 이들 층들의 각각은 섬유 리본에 대한 통로를 제공하기 위해 제거되어야 한다. 단일의 불연속한 섬유를 가지는 케이블의 보호 층들을 제거하기 위해 유사한 단계가 취해져야 한다. 섬유가 보호 케이블 재킷으로부터 제거된 후, 이들이 벗겨진다. 벗겨진 섬유는 다음에 절개를 위해 준비되는데, 이것은 미국 특허 제5,024,363호에 기술된 것과 같은 그러한 시판용의 여러 섬유 절개수단들 중의 어느 하나를 사용하여 성취될 수 있다. 플러그(12)에 섬유를 부착하기 위한 절개 길이는 양호한 실시예에서 약 23mm인 섬유 홀더(18)로 부터의 거리이다. 섬유를 리셉터클(14)에 부착하기 위해, 절개 길이는 양호한 실시예에서 약 15mm인 섬유 홀더(72)로 부터의 거리이다.
각각의 섬유가 받아들일 만한 단부면을 갖는 것에 기술자가 만족한다면, 이 섬유는 절개수단으로부터 제거될 수 있다. 섬유는 또한 미국 특허 제5,048,908호에 기술된 바와 같이, 각이 진 단부면을 갖도록 절개하는 것처럼 비대칭 처리로 임의로 제공될 수 있다. 부트(38)를 통해 섬유 케이블이 관통된 후, 플러그에 대해 섬유의 준비가 행해질 수 있다.
플러그(12)의 최종 조립체는 홀더(18)의 V-홈 내에 섬유를 배치하고 덮개(24)를 홀더(18)상에 스냅하는 단순한 단계를 구비한다. 조립 정착물은 섬유가덮개 속으로 삽입될 때 섬유가 손상되는 것을 피하도록 섬유 홀더상으로 덮개(24)를 안내하기 위해 사용될 수 있다. 섬유의 단부는 플러그 내에서 덮개의 단부로부터 약 0.5mm 정도에서 끝난다. 리셉터클(14)을 완성하는 것 역시 간단하다. 섬유 홀더(72)는 먼저 피벗 포스트를 컷아웃(88)속으로 밀어 넣고, 다음에 스터드를 호울(89)속으로 스냅시킴으로써 하우징(70)에 부착된다. V-홈 내에 섬유를 배치하고 홀더를 리셉터클에 부착하는 동안 섬유의 끝부분이 오염되지 않도록 주의해야 한다.
커넥터(10)의 설비는 한결같이 전방으로 향한다. 리셉터클(14)은 래치 아암(76)과 같은 그러한 편리한 수단에 의해 모든 원하는 표면에 선택적으로 장착된다(다른 구조물이 맞춤 장착된 하우징(70)속으로 성형될 수 있다). 여러 리셉터클이 또한 단일의 모듈내에 장착될 수 있고, 이들은 전방 또는 후방의 로딩, 또는 측면으로부터 슬라이딩하기 위해 설계될 수 있다. 리셉터클(14)이 장착된 후, 플러그(12)를 개구(74)속으로 간단히 삽입함으로써 연결이 완료된다. 플러그(12)는 래치(40)에 의해 리셉터클(14)로부터 해제된다.
커넥터(40)의 여러 구성요소의 크기는 원하는 적용상태에 따라 상당히 변할 수 있다. 다음의 유사한 크기들이 전형적으로 고려된다. 플러그(12)는 전체 길이 57mm, 폭 12mm, 및 두께 8mm를 가지며, 섬유 홀더(18)는 길이가 13mm인 클램핑 홈을 가진다. 플러그 덮개(24)는 홀더(18)를 지나 25mm 연장하여, 길이 24mm, 폭 10mm, 및 높이 6mm인 내부 공간을 제공한다. 리셉터클(14)의 개구(74)는 12mm×10mm이다. 그의 전체 높이와 깊이는 38mm와 36mm이다. 리셉터클 섬유홀더(72)는 길이 20mm(섬유가 핑거(82, 84)의 끝부분에 클램프되는 단부로 부터의 길이), 폭 12mm 및 두께 1.5mm이다. 핑거(82, 84)내의 섬유 정렬 홈은 길이가 11.5mm이고 대부분의 종래의 광학 섬유들을 적절하게 수용하는 2mm의 최대 폭을 가진다. V-홈의 내부 각도는 너무 좁으면 섬유에 과도한 마찰을 초래할 수 있고, 너무 넓으면 섬유를 적절히 안내하지 못한다. 90°의 내부각도가 훌륭한 절충점이 될 것으로 여겨진다.
도3에 도시된 다른 커넥터에서, 재킷(312)은 섬유 코팅(318)을 따라 광학 섬유 케이블(314)의 한 단부에서 제거되어 강화 섬유(315)와 광학 섬유(318)를 노출시킨다. 본 발명의 접착제(320)는 커넥터의 중공 내부 속으로 주입되어 세라믹 이음관(322)내의 내강(321)을 채운다.
비록 본 발명이 특정한 실시예를 참조하여 기술되었지만, 이 기술은 제한적인 의미로 해석되는 것을 의미하는 것은 아니다. 본 발명의 다른 실시예는 물론, 기술된 실시예의 다양한 변형이 본 발명의 기술내용을 참조하여 당해 기술분야에서 숙련된 자들에게 명백해 질 것이다. 이러한 다양한 변형은 플러그, 리셉터클 및 홀더에서도 가능하다. 유용한 커넥터의 기계적인 구조의 상세한 설명에 대해서는, 미국 특허 제5,381,498호 및 제5,757,997호와, 계류 중인 미국 특허출원 제08/801,058호를 참조하면 되고, 이들은 모두 참조로 본 명세서에 기술되어 있다. 예를 들면, 비록 두 섬유 쌍들만 도면에 도시되어 있다고 할 찌라도, 커넥터(10)는 실제로 어떤 수의 섬유(또는 단 하나의 쌍)도 수용할 수 있다. 그러므로, 그러한 변형은 첨부된 특허청구의 범위에 한정된 바와 같은 본 발명의 정신 및 범주를 벗어나지 않고 행해질 수 있다.
용어해설
Bis GMA 비스 페놀 A 디글리시딜 에테르의 반응 생성물 및
메타크릴산의 2 당량
CD 1012 디아릴요오도늄 염. 또한 살토머로부터 입수할 수 있는 Sarcat로서 알려짐.
CPQ 캠퍼퀴논
DPIPE 디페닐이오도늄 헥사플루오로포스페이트
EDMAB 에틸-p-디메틸아미노벤조에이트
pTHF 250 폴리테트라하이드로푸란
TEGDMA 트리에틸렌클리콜디메타크릴레이트
UVR 6105 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산
카르복실레이트
테스트 방법
Kevlar(등록 상표) 당김 테스트
케이블은 Kevlar(등록 상표) 팬아웃(fanout)없이 도1의 플러그에 삽입되었다. 재킷은 후방 주입구에서 약 0.010cm 뒤에 배치되었다. 접착제는 3cc 주입기를 사용하여 손으로 주입되어, 공동이 완전히 채워졌다.
각각의 플러그는 다음에 적절한 광원으로 한번은 상부에서 한번은 하부에서 두 번의 5초간 노출에 의해 경화되었다.
각각의 2중 케이블은 두 개의 독립적인 케이블이 플러그로부터 돌출될 때 까지 절반으로 절단되어 쪼개어 졌다. Kevlar(등록 상표) 당김을 위해, 플러그는 chattillon DFM100 스케일에 부착된 고정물 속으로 배치되었다. 재킷, Kevlar(등록 상표) 및 GGP 섬유로 이루어진 케이블들이 6.25cm 직경의 맨드렐의 주위에서 단번에 하나로 감싸여서 적절한 위치로 클램프되었다. 이들은 고장날 때 까지 분당 1.25cm의 비율로 당겨졌다.
섬유 당김 테스트
섬유를 당기기 위해, 플러그가 Kevlar(등록 상표) 당김 테스트에서 기술된 바와 같은 고정물 속으로 배치된 후, 재킷은 플러그로부터 약 4인치 벗겨져서, Kevlar(등록 상표) 및 GGP 섬유를 노출시킨다. GGP 섬유는 6.25cm 맨드렐의 주위를 둘러싸서 적절한 위치에 클램프 되었다. 이들은 고장날 때 까지 분당 1.25cm의 비율로 당겨졌다.
Kevlar(등록 상표)는 6.25cm 맨드렐의 주위를 둘러싸서 고장날 때 까지 분당 1.25cm의 비율로 당겨졌다.
실례
실례 1-2, 및 비교예 1C 및 2C
광학 섬유 조립체의 샘플은 케이블의 외측 재킷을 벗기고, Kevlar(등록 상표) 섬유를 깍아 다듬어서 광학 섬유를 이중 말단 커넥터 속으로 삽임 함으로써 만들어 졌다.
접착하기 전에 섬유는 이소프로필 알코올로 적셔진 린트 프리 패드(lintfree pad)로 세척된 다음, 섬유는 설치구에 삽입되었다. 테이블 1에 열거된 공식체계를 가지는 2 방울의 접착제는 다음에 이중 말단부 설비의 각 섬유의 채널 속으로 주입되었고, 커넥터는 블루 필터가 그 곳으로부터 제거된 75와트 텅스텐 공급원을 가지는 3M Model XL 3000 경화 광원에 25초 동안 노출시킴으로써 접착되었다.
테이블 1의 결과들을 비교해 보면, 가시광선 감광제와 지시 염료가 없는 접착제가 가시광선에 노출될 때 경화하지 않는 것을 보여 준다. 또한, 이들 실례의 개시제 시스템은 가시광선에 가장 효과적이었고, 그 결과 이들 개시제 시스템은 UV 방사선에 대한 비교 노출의 결과 효과적으로 경화하지 않는다. 그러나, 가시광선에 노출될 때, 경화가 진행되고, 초기 컬러로부터 최종 컬러까지의 염료 컬러의 변화는 경화가 진행되고 있음을 보여 준다. 또한, 본 발명의 혼합물은 테이블 2에 도시된 바와 같이 증대된 당김력을 보여 준다.
본 발명의 접착제와 비교 접착제의 동일한 실례는 또한 자외 광선에 노출되었는 데도 경화하지 않았다.
커넥터로부터 섬유를 제거하는 데 필요한 당김력은 테이블 1에 기재되어 있다.테이블 1(pph)
실례 3-8; 다른 염료를 사용한 접착제 비교
염료의 선택을 제외하고는 동일한 공식체계가 혼합되어 접착제를 형성했다; 다양한 혼합물이 테이블 2에 나타나 있다. 광학 섬유 조립체는 실례 1-2에서 기술된 바와 같이 형성되고, Kevlar(등록 상표) 당김 테스트가 수행되었다. 테스트 결과는 또는 테이블 2에 기재되어 있다.
테이블 3은 다양한 실례에서의 컬러 변화를 보여 준다.
테이블 2
테이블 3-염료 컬러 변화

Claims (17)

  1. 광학 섬유 연결부 또는 말단부에 유용한 컬러 접착제에 있어서,
    약 200 센티푸아즈와 약 5000 센티푸아즈 사이의 점도를 가지는 접착제 성분과,
    이 접착제 성분에서 용해할 수 있고, 약 400 내지 약 1100 나노미터의 파장을 가지는 방사선에 노출되기 전의 제1 컬러, 및 상기 방사선에 노출된 후의 제2 컬러를 가지는 착색제와,
    상기 방사선에 노출됨으로써 접착제 혼합물을 경화시키기 위한 개시제 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 접착제.
  2. 제1항에 있어서, 상기 착색제는 상기 개시제 시스템에 함유되는 것을 특징으로 하는 컬러 접착제.
  3. 제1항에 있어서, 상기 점도는 약 400 센티푸아즈 내지 약 4000 센티푸아즈인 것을 특징으로 하는 컬러 접착제.
  4. 제1항에 있어서, 상기 방사선은 약 400 나노미터 내지 약 700 나노미터의 파장을 가지는 것을 특징으로 하는 컬러 접착제.
  5. 제4항에 있어서, 상기 방사선은 약 400 내지 약 600 나노미터의 파장을 가지는 것을 특징으로 하는 컬러 접착제.
  6. 제1항에 있어서, 상기 혼합물은 약 60초까지 경화가 개시되어 제2 컬러를 형성하는 것을 특징으로 하는 컬러 접착제.
  7. 제5항에 있어서, 상기 혼합물은 약 30초까지 경화가 개시되는 것을 특징으로 하는 컬러 접착제.
  8. 제1항에 있어서, 상기 접착제 성분은 적어도 하나의 아크릴레이트 모노머를 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러 접착제.
  9. 제1항에 있어서, 상기 접착제 성분은 적어도 하나의 에폭시 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러 접착제.
  10. 제1항에 있어서, 상기 접착제 성분은 적어도 하나의 에폭시 아크릴레이트를 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러 접착제.
  11. 제8항에 있어서, 상기 접착제 성분은 하이드록시프로필 메타크릴레이트, 하이드록시에틸 메타크릴레이트(HEMA), 및 메타크릴산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 모노머를 함유하는 것을 특징으로 하는 컬러 접착제.
  12. 제1항에 있어서, 상기 접착제는 전자 도너와 적어도 하나의 감광제를 함유하는 광개시제 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 접착제.
  13. 제12항에 있어서, 상기 광개시제 시스템은 적어도 하나의 플루오로 감광제(fluorone sensitizer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 접착제.
  14. 제13항에 있어서, 상기 광개시제 시스템은 디아릴이오도늄 염을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 접착제.
  15. 광학 섬유 커넥터에 있어서,
    다수의 강화 섬유에 의해 둘러싸인 적어도 하나의 광학 섬유를 구비하고, 그의 양쪽이 적어도 하나의 중합 코팅 층에 의해 둘러싸이고, 케이블의 일부는 노출된 섬유의 말단부가 노출된 강화 섬유의 영역에 의해 이어지며, 코팅된 케이블의 영역에 의해 이어지는 그러한 층상의 방식으로 벗겨지는 적어도 하나의 광학 섬유 케이블과,
    상기 광학 섬유 케이블용의 홀더와,
    ⅰ) 약 200 센티푸아즈와 약 5000 센티푸아즈 사이의 점도를 가지는 접착제 성분과, ⅱ) 접착제 성분에서 용해할 수 있고, 약 400 내지 약 1100 나노미터의 파장을 가지는 방사선에 노출되기 전의 제1 컬러와 상기 방사선에 노출된 후의 제2 컬러를 가지는 착색제와, ⅲ)상기 방사선에 노출됨으로써 접착제 혼합물을 경화시키기 위한 개시제 시스템을 구비한 상기 홀더에 주입된 컬러 접착제를 포함하고
    상기 광학 섬유, 상기 강화 섬유 및 상기 홀더는 상기 방사선에 의해 노출되어 상기 경화 개시가 60초 내에 일어나는 것을 특징으로 하는 광학 섬유 커넥터.
  16. 제15항에 있어서, 다수의 광학 섬유 케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 섬유 커넥터.
  17. 제15항에 있어서, 상기 광학 케이블은 다중 섬유 리본인 것을 특징으로 하는 광학 섬유 커넥터.
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