KR20080082434A - 광섬유의 패킹 방법 및 광섬유 - Google Patents

Abstract

광섬유 보빈(5)에 감겨진 광섬유(1)를 가요성을 가지는 포장재(2) 내에 수납하여 봉지하고, 중수소를 도입한 후 밀폐한다. 그리고 당해 광섬유(1)를 보관 내지 운반 중에 중수소와 공기의 혼합 가스 분위기 중에서 중수소 처리하는 것을 특징으로 한다. 이때 중수소 봉입 직후에 있어서의 포장재(2) 내의 중수소의 농도는 0.5ppm∼4%의 범위로 된다. 포장재(2)의 개구부(3)는 광섬유(1)를 수납한 후, 열로 혹은 접착제를 이용하여 봉지해도 좋고, 혹은 개구부(3)를 지퍼로 봉지하도록 해도 좋다. 또, 중수소는, 일부를 남기고 개구부(3)를 봉지한 후에, 남아 있는 개구부(3)로부터 봉입해도 좋고, 포장재(2)에 자봉식의 역지 밸브(6)를 가지는 개구부(4)를 설치하여 도입하도록 해도 좋다.

광섬유, 보빈, 가요성, 포장재, 중수소

Description

광섬유의 패킹 방법 및 광섬유{METHOD OF PACKING OPTICAL FIBER AND OPTICAL FIBER}

본 발명은 실리카 유리(silica glass)를 주성분으로 하는 광섬유, 특히 광파장 1383nm대의 손실을 저감한 저OH 피크 광섬유(Low　Water　Peak　광섬유라고도 칭해진다. 이하 「LWP 섬유」라고 약칭한다)를 얻는데 매우 적합한 광섬유의 패킹(packing) 방법에 관한 것이다. 또 본 출원은 하기의 일본 특허출원에 관련된다. 문헌의 참조에 의한 편입이 인정되는 지정국에 대해서는, 하기의 출원에 기재된 내용을 참조에 의해 본 출원에 편입하고, 본 출원의 기재의 일부로 한다.

일본 특허출원 2005－363805　　　출원일　2005년 12월 16일

일본 특허출원 2006－332353　　　출원일　2006년 12월 8일

광섬유는 통상, 막대 형상의 실리카 유리(silica glass)로 이루어지는 광섬유용 모재를 가열·용융·연신하여 소정의 사이즈(size)(예를 들면 φ125μm)로 잡아 늘이고, 이른바 선뽑기하여 제작된다.

선뽑기 공정에 있어서 광섬유는 가열과 인장 장력에 의해 유리 중의 원자끼리의 결합의 극히 일부가 절단되고, 결함이 생긴 상태인 채로 고체화해 버리는 일이 있다. 특히, 「≡Si－O·」의 구조를 한 NBOHC(비가교 산소 홀(hole) 중심) 결 함이 남아 있는 일이 있다. 이 결함은 유리 중에 수소가 확산해 오면, 순간적으로 수소를 포착하여 「≡Si－O－H」로 변화한다. 이 「≡Si－O－H」는 1383nm대의 광을 잘 흡수하므로, 1383nm대에서의 OH에 의한 흡수 손실이 증대한다고 하는 문제가 있다.

특히 LWP 섬유의 경우, 대기 중에 0.5ppm 정도 포함되어 있는 수소 또는 광섬유 케이블(optical fiber cable)의 덕트(duct) 내에 발생하는 수소(통상 0.4% 정도, 비특허문헌 1 참조)에 의해 반응하여, 1383nm대에서의 손실이 상승한다. 그 결과, 실질적으로 LWP 섬유가 아닌 것으로 되어 버린다고 하는 문제가 있다.

이것을 방지하기 위해, 선뽑기 후의 광섬유를 미리 중수소 처리를 하여 NBOHC를 없게 하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 1). 이 방법은 광섬유를 중수소 함유의 분위기 중에 폭로(暴露)하여, 광섬유 중에 확산한 중수소와 NBOHC 등의 결함을 반응시키고, 그 후 중성 분위기 중에서 남은 중수소를 제거한다고 하는 기술이다. 이 방법은 NBOHC를 미리 중수소와 반응시켜 둠으로써 NBOHC와 수소의 결합을 방지한다.

특허문헌 1: 일본 특허공개 2002－148450호 공보

비특허문헌 1: Shimizu　et　al.,　“Hydrogen　Aging　Teats　for　Optical　Fibers”,　50th IWCS　Proceedings,　pp.　219－223　(2001)

<발명이 해결하고자 하는 과제>

그렇지만, 상기 종래의 방법에서는, 중수소를 소정량 함유하는 혼합 가스를 준비하여 밀폐 장치에 광섬유를 수납한 후 혼합 가스가 도입된다. 중수소 처리 후, 장치 내에 불활성 가스 등의 중성 가스를 도입하여 여분의 중수소의 탈가스를 한다. 그 후, 광섬유는 장치로부터 꺼내어지고 패킹(packing)·출하된다. 이와 같이 광섬유의 중수소 처리에는 대규모 장치가 필요하다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 종래의 대규모 처리 장치를 필요로 하지 않고, 용이하게 저비용으로 패킹(packing) 보관 중에 중수소 처리할 수가 있는 광섬유의 패킹 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.

<과제를 해결하기 위한 수단>　

본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해, 열심히 연구를 거듭한 결과, 광섬유용 모재를 선뽑기하여 얻은 광섬유를 창고에서 보관할 때, 광섬유를 실질적으로 밀폐 가능하고 취급이 용이한 포장재 내에 수납하여 중수소를 도입함으로써, 대규모 중수소 처리 장치로 처리한 것과 마찬가지의 효과가 얻어지는 것을 찾아내어 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명의 패킹 방법은 광섬유 보빈(bobbin)에 감겨진 광섬유를, 가요성(flexibility)을 가지는 포장재 내에 수납하여 개구부를 봉지하고, 중수소를 도입한 후 밀폐한다. 그리고, 당해 광섬유를 보관 내지 운반 중에 중수소와 공기의 혼합 가스 분위기 중에서 중수소 처리하는 것을 특징으로 하고 있다. 이때, 중수소 봉입 직후의 포장재 내의 중수소의 농도는 0.5ppm∼4%의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또, 포장재 내의 중수소의 농도는 0.1∼1%의 범위로 하는 것이 더 바람직하다.

포장재의 개구부는 광섬유를 수납한 후 열로 혹은 접착제를 이용하여 봉지해도 좋고, 혹은 개구부를 지퍼(zipper)로 봉지하도록 해도 좋다. 또, 중수소는, 일부를 남기고 개구부를 봉지한 후에, 남아 있는 개구부로부터 봉입해도 좋고, 포장재에 자봉식(自封式; self-sealing type)의 역지 밸브(逆止 valve; check valve)를 가지는 개구부를 설치하여 도입하도록 해도 좋다.

<발명의 효과>　

본 발명에 의하면, 종래 필요하게 되어 있던 광섬유를 처리하기 위한 대규모 처리 장치를 간략화할 수 있다. 또한 특수한 혼합 가스의 준비, 특별한 탈가스 작업 등을 필요로 하지 않는다. 또, 통상의 대기 중에서 광섬유를 포장재 내에 수납하여 밀폐 후, 중수소를 소정량 주입하여 포장재 내의 중수소 농도를 소정 농도로 함으로써, 광섬유의 보관 내지 운반 중에 실질적으로 중수소 처리가 된다. 이 때문에, 소정 시간 후의 개봉시에는, 중수소 처리는 실질적으로 완료되어 있어, 대기 중에서 개봉하여 즉시 사용할 수가 있다고 하는 이점을 가진다.

도 1은 본 실시 형태에 있어서의 광섬유의 패킹(packing) 방법의 일례를 설명하는 사시도이다.

도 2는 광섬유의 파장과 손실의 관계를 나타내는 그래프(graph)이다.

도 3은 처리 일수와 NBOHC에 의한 손실의 피크(peak)값의 관계를 나타내는 그래프이다.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>　

이하, 본 실시 형태의 광섬유의 패킹(packing) 방법에 대해서, 첨부 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 광섬유용 모재를 가열·용용하고 잡아 늘여 광섬유(1)로 한다. 그리고, 광섬유 보빈(bobbin)(5)에 감는다. 광섬유 보빈(5)에 감겨진 광섬유(1)는 신속하게 포장재(2)에 수용되어 밀폐된다(도 1 참조). 이 포장재(2)에는, 광섬유 수납용의 봉지 가능한 개구부(3)와 가스 도입용의 개구부(4)가 설치되어 있다. 또한, 가스 도입용의 개구부(4)는 개구부(3)로 대용할 수도 있다.

광섬유 보빈(5)에 광섬유(1)를 감을 때는 광섬유(1)에 소정의 장력이 걸리도록 감아도 좋다.

광섬유 보빈(5)이 수용되고 봉지된 포장재(2) 내에 중수소를 도입하여 중수소와 공기의 혼합 가스 분위기로서 밀봉한다. 이때, 중수소의 봉입량은 중수소 농도로 0.5ppm∼4%의 범위 내로 한다.　

광섬유 수납용의 개구부(3)의 봉지 수법으로서는, 포장재(2)를 가요성(flexibility)을 가지는 수지제로서 가열 봉지하는 것이 바람직하지만, 지퍼(zipper)로 봉지하도록 해도 좋다. 또한, 개구부(3)를 지퍼로 봉지하는 경우에는, 중수소 봉입 직후에 있어서의 중수소의 농도를 상기의 범위 내에서 높게 설정하는 것이 바람직하다. 또, 가스 도입용의 개구부(4)는 개구부(4)에 자봉식 역지 밸브(self-sealing type check valve)(6)를 장착하여, 포장재(2) 내외의 압력차에 의해 봉지되도록 해도 좋다.

포장재(2) 내에서 중수소와 혼합되는 기체로서 대기 대신에 질소, 헬 륨(helium), 아르곤(argon) 등의 불활성 가스를 이용해도 좋다.

본 발명은 포장재(2) 내에 광섬유 보빈(bobbin)(5)을 수납한 후 중수소를 소정량 주입하여, 포장재(2) 내의 중수소 농도를 0.5ppm∼4%로 함으로써, 출하·운반 중에 광섬유(1)의 중수소 처리가 이루어진다. 통상, 개봉되는 수일∼1개월 후에는 중수소 처리는 실질적으로 완료되어 있어, 대기 중에서 개봉하여 즉시 사용이 가능하게 된다. 이 때문에 대규모 탈가스 장치도 불필요하다.

광섬유(1) 중의 NBOHC는 기껏해야 ppb 오더(order)의 양이다. 이 때문에, 예를 들면 φ125μm, 길이 25km의 광섬유(1)를 처리하는데 필요한 중수소 양은 0.0005mL 정도 있으면 충분하다.　

처리 일수와 NBOHC에 의한 손실의 피크(peak)값의 관계를, 중수소 농도를 파라미터(parameter)로 하여 플롯(plot)한 그래프를 도 3에 나타낸다. NBOHC 결함은 파장 630nm 부근에 흡수 손실 피크(peak)를 가지는 것이 알려져 있다. 이 때문에, 중수소 처리의 효과에 의한 NBOHC 결함의 감소는 630nm의 흡수 손실 피크의 저감으로서 확인할 수가 있다.

포장재(2) 내의 중수소 농도가 0.5ppm 미만의 경우에는, 대기 중의 수소 농도와 양적으로 가깝기 때문에 효과가 작다. 또, 0.1% 미만에서도 효과는 있지만, 처리에 1개월 정도를 요한다. 다른 한편으로, 중수소 농도가 4%를 넘으면, 개봉시에 인화할 위험성이 수반하기 때문에 적절하지 않다. 또, 1%를 넘어도 처리는 수일 전후로 끝나고, 4%를 넘는 경우와 큰 차이 없고, 또한 미반응의 중수소가 대량으로 남아 경제적이지 않다. 따라서, 포장재(2) 내의 중수소 농도는 0.5ppm∼4%, 보다 바람직하게는 0.1∼1%의 범위 내이다.

포장재(2)의 재질로는, 예를 들면 연질 염화비닐 수지, 올레핀(olefin)계 수지, 다른 경질 플라스틱, 금속박 등을 들 수 있지만, 그 중에서 연질 염화비닐 수지가 바람직하게 채용된다. 연질 염화비닐 수지는 비교적 염가로 조달할 수 있으므로 비용상 바람직한 재질이다. 연질 염화비닐 수지를 사용한 경우, 중수소가 조금씩 포장재(2)를 통해 빠져 나가지만, 1개월 정도는 고농도인 상태를 유지할 수가 있으므로 하등 지장이 없다. 또한, 포장재(2)를 통해 중수소의 누설이 있는 경우는, 사용하는 포장재(2)의 투과성에 따라 초기의 중수소 농도를 높여 두면 좋다.

또, 포장재(2)에는 필요에 따라서 운반용의 손잡이를 붙여도 좋다. 또한 포장재(2) 내에 수납한 광섬유(1)를 그대로 출하·운반해도 좋지만, 필요에 따라서 다시 경질의 용기로 패킹(packing)해도 좋다.

<실시예>　

도 1에 나타내는 것 같은 연질 염화비닐 수지제의 포장재(2)를 이용하여 광섬유(1)의 패킹(packing)을 하였다. 광섬유 보빈(bobbin)(5)에 감겨진 광섬유(1)는 소정의 검사 후 포장재(2) 내에 수납하여 개구부(3)를 가열 봉지하였다. 이 패킹 작업은 통상의 대기 중에서 하고 있어, 포장재(2) 내에는 약 10L의 대기압의 공기가 들어가 있다. 또한, 광섬유 보빈(5)은 직경 약 20cm, 높이 약 12cm의 원통형으로, 여기에 φ125μm, 길이 25km의 광섬유(1)가 감겨 있다.

다음에, 가스 도입용의 개구부(4)로부터 중수소를 포장재(2) 내에 100mL 도입하였다. 중수소는 포장재(2) 내에 확산하여, 중수소 농도 약 1%의 공기와의 혼합 가스 분위기로 되었다. 가스 도입용의 개구부(4)에는, 이불 압축대(袋) 등에 이용되는 자봉식(self-sealing type)의 역지 밸브(check valve)(6)가 장착되어 있어, 이것에 의해 포장재(2) 내는 실질적으로 밀봉 상태로 된다. 이렇게 해서 패킹(packing)된 광섬유(1)는 이대로의 상태로, 혹은 경질의 용기에 패킹하여 운반·보관할 수가 있고, 이 사이에 광섬유(1)는 중수소 처리가 된다. 1주일 후에 개봉하여 포장재(2) 내로부터 방출되는 가스의 중수소 농도를 측정했더니 약 0.8%이고, 이 1주간의 중수소의 감량은 적었다.

이 중수소 처리한 광섬유(1)의 손실을 측정하여 얻어진 파장 손실 곡선을 도 2에 나타내었다. 도 중 실선으로 표시된 곡선은 패킹 1주일 후에 개봉하여 측정한 것이고, 파선으로 표시된 곡선은 다시 0.01기압의 수소에 4일간 쐰 후 측정한 것이다. 양 곡선의 비교로부터 분명한 것 같이, 수소에 의한 1383nm대에서의 손실의 증가는 인지되지 않고, 본 발명의 패킹 방법에 의해, 종래 결점으로 되어 있던 1383nm대에서의 손실을 용이하게 저감할 수가 있다.

본 발명에 의하면, 종래 필요하게 되어 있던 광섬유를 처리하기 위한 대규모 처리 장치가 간략화된다. 또한 특수한 혼합 가스의 준비, 특별한 탈가스 장치 등을 필요로 하지 않기 때문에, 비용상 매우 유리하고, 그 산업상의 이용 가치는 매우 높다.

Claims (9)

1. 광섬유 보빈에 감겨진 광섬유를 가요성을 가지는 포장재 내에 수납하여 개구부를 봉지하고, 중수소를 도입한 후 밀폐하고, 당해 광섬유를 보관 내지 운반 중에 중수소와 공기의 혼합 가스 분위기 중에서 중수소 처리하는 것을 특징으로 하는 광섬유의 패킹 방법.
2. 제1항에 있어서,

   중수소 봉입 직후에 있어서의 포장재 내의 중수소의 농도가 0.5ppm∼4%의 범위로 되는 것을 특징으로 하는 광섬유의 패킹 방법.
3. 제1항에 있어서,　

   중수소 봉입 직후에 있어서의 포장재 내의 중수소의 농도가 0.1%∼1%의 범위로 되는 것을 특징으로 하는 광섬유의 패킹 방법.
4. 제1항에 있어서,　

   개구부가 지퍼에 의해 봉지되는 것을 특징으로 하는 광섬유의 패킹 방법.
5. 제1항에 있어서,　

   중수소를 상기 개구부로부터 도입하는 것을 특징으로 하는 광섬유의 패킹 방 법.
6. 제1항에 있어서,　

   중수소를, 포장재에 설치한 자봉식(self-sealing type)의 역지 밸브(check valve)를 가지는 개구부로부터 도입하는 것을 특징으로 하는 광섬유의 패킹 방법.
7. 가요성을 가지는 포장재 내에, 중수소와 공기의 혼합 가스와 함께 밀봉된 광섬유.
8. 제7항에 있어서,　

   상기 혼합 가스에 있어서의 중수소의 농도가 0.5ppm∼4%의 범위인 것을 특징으로 하는 광섬유.
9. 제7항에 있어서,　　

   상기 혼합 가스에 있어서의 중수소의 농도가 0.1%∼1%의 범위인 것을 특징으로 하는 광섬유.

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