KR840001876B1 - 자외선 경화피복층을 갖는 광파이버 제조방법 - Google Patents

자외선 경화피복층을 갖는 광파이버 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR840001876B1
KR840001876B1 KR1019810000599A KR810000599A KR840001876B1 KR 840001876 B1 KR840001876 B1 KR 840001876B1 KR 1019810000599 A KR1019810000599 A KR 1019810000599A KR 810000599 A KR810000599 A KR 810000599A KR 840001876 B1 KR840001876 B1 KR 840001876B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ultraviolet
coating layer
fiber
layer
radiation
Prior art date
Application number
KR1019810000599A
Other languages
English (en)
Other versions
KR830005066A (ko
Inventor
브라일러 리란디스
빈센트 디말셀로 프랭크
Original Assignee
웨스턴 일렉트릭 캄파니, 인코포레이티드
오레그 이. 알버
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 웨스턴 일렉트릭 캄파니, 인코포레이티드, 오레그 이. 알버 filed Critical 웨스턴 일렉트릭 캄파니, 인코포레이티드
Publication of KR830005066A publication Critical patent/KR830005066A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR840001876B1 publication Critical patent/KR840001876B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F299/00—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers involving only carbon-to-carbon unsaturated bond reactions, in the absence of non-macromolecular monomers
    • C08F299/02—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers involving only carbon-to-carbon unsaturated bond reactions, in the absence of non-macromolecular monomers from unsaturated polycondensates
    • C08F299/06—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers involving only carbon-to-carbon unsaturated bond reactions, in the absence of non-macromolecular monomers from unsaturated polycondensates from polyurethanes
    • C08F299/065—Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers involving only carbon-to-carbon unsaturated bond reactions, in the absence of non-macromolecular monomers from unsaturated polycondensates from polyurethanes from polyurethanes with side or terminal unsaturations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/10—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation for articles of indefinite length
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00—Fibre or filament compositions
    • C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
    • C03C13/045—Silica-containing oxide glass compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/104—Coating to obtain optical fibres
    • C03C25/106—Single coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/104—Coating to obtain optical fibres
    • C03C25/1065—Multiple coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
    • C03C25/10—Coating
    • C03C25/12—General methods of coating; Devices therefor
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02395—Glass optical fibre with a protective coating, e.g. two layer polymer coating deposited directly on a silica cladding surface during fibre manufacture
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4401—Optical cables
    • G02B6/4429—Means specially adapted for strengthening or protecting the cables
    • G02B6/443—Protective covering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • B29C2035/0827—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation using UV radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2011/00—Optical elements, e.g. lenses, prisms
    • B29L2011/0075—Light guides, optical cables
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02033—Core or cladding made from organic material, e.g. polymeric material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

내용 없음.

Description

자외선 경화피복층을 갖는 광파이버 제조방법
제1도는 자외선에 노출될때 피복되지 않은 파이버의 광손실을 나타낸 도면.
제2도는 단일피복층인 자외선 흡수재에 의한 광손실의 감소를 나타낸 도면.
제3도는 자외선흡수재가 포함되었을 때와 포함되지 않았을때의 피복재에 대한 자외선흡수 스펙트럼도.
제4도는 이중 피복층인 자외선 흡수재에 의한 광손실의 감소를 나타낸 도면.
제5도는 단일 피복층을 갖는 광파이버.
제6도는 이중피복층을 갖는 광파이버
본 발명은 자외선 경화피복층(ultraviolet cured coatings)을 갖는 광파이버내의 광손실을 감소시키기 위한 방법에 관한 것이다.
통신등 많은 응용에 사용되는 피복된 광파이버는 광파이버를 둘러싸는 단단하지만 유연한 중합체 피복재를 포함한다. 광파이버자체는 원하는 광특성을 얻기위해 여러가지 첨가물이 부가된 실리카 유리이다. 피복재는 광파이버를 손상시키지 않고, 표면침식을 방지하도록 설계된다. 또한, 피복층은 광파이버의 마이크로벤딩(microbending)에 의한 손실을 감소시키며, 파이버를 더 용이하게 조정할 수 있도록 한다.
종래의 광파이버를 피복시키는 방법은 액체 상태의 초기 중합체를 파이버에 인가한 다음 열처리로 상기 초기중합체를 파이버상에 경화 처리하는 것이었다. 최근에, 자외선에 의해 경화 처리된 피복층이 개발되었다. 이와같은 자외선 피복재는 자외선을 감지하는 광발생재가 부가된 초기중합체 재료를 포함한다. 이에 대해서는 본 발명과 동일한 양수인에게 양도된 미합중국 특허 제4,099,837호를 참조하면 된다. 또한, 이중피복층을 갖는 파이버를 생산하는 것이 공지되어 있다. 여기에서, 내층은 마이크로벤딩에 의한 손실을 더욱 감소시키기 위해 비교적 부드럽고 유연하다. 상기와 같은 목적을 위해, 내층은 실리콘이나 비교적 유연한 완충재로 만들어진다. 외층은 단일피복층의 경우에서와 같이 내마모성재로 만들어 진다. 각층이나 두개 층 모두는 자외선에 의한 경화 처리된 재료를 포함한다.
비록, 자외선 방사가 이들 피복층을 경화처리하는데 필요하다 해도, 자외선 방사가 여러가지의 재료로 도핑된 실리카 유리내의 광손실을 증가시킨다는 것이 공지되어 있다. 이에 대해서는 1956년 J.M. Stevels와 A.Kats의 "규산염유리, 용융된 실리카, 및 석영크리스탈상의 자외선 및 X-Ray방사의 효과"의 필립스연구보고서 11, 페이지 115 내지 159를 참조하면 된다. 그렇기 때문에, 중합체피복층을 경화처리하는데 사용되는 자외선이 광파이버내의 광손실을 증가시키지 않도록 하는 방법을 찾는 것이 필요하다.
본 발명은 자외선 경화피복층을 가지므로써 광파이버내의 광손실을 감소시키기 위한 방법에 관한 것이다. 자외선 경화방사에 노출될때 유리 라디칼(free radicals)을 형성하지 않는 자외선흡수재가 파이버의 피복층으로 형성된다. 한 실시예에 있어서, 자외선 흡수재는 짧고, 더 많이 손상되는 자외선파장을 우선 흡수하는 반면, 피복된 광발생재를 황성화시키는 긴 자외선 파장은 적게 흡수한다. 다른 실시예에 있어서, 흡수재는 완전히 경화처리된 단일 피복층에 비해 마이크로벤딩에 의한 손상이 감소되는 자외선경화 피복층의 내층이 완전히 경화되는 것을 방지해준다. 다중피복층인 경우에, 자외선흡수재는 내부피복층에 배치시키는 것이 바람직하다. 이하도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명할 것이다. 도시된 도면설명은 자외선 경화 피복층을 갖는 광 파이버내의 손실을 감소시키는 방법에 관한것이다. 게르마늄이나 인 또는 이들모두로 도핑된 실리카 유리파이버는 자외선에 의해 조사된 후 스펙트럼의 적외선, 가시광선, 자외선부분에서 손실이 증가된다는 사실이 발견되었다. 그와같은 방사는 파이버상의 자외선 경화 피복층이 경화될때 발생된다.
제1도는 두개의 다른 NA(numerical aperture)레벨에 대하여 게르마늄과 5산화인 또는 3산화붕소가 도핑된 실리카 광파이버의 손실특성을 나타낸다. 0.36NA 파이버는 게르마늄-인규산염코아를 가지는 반면, 0.23NA파이버는 게르마늄-붕규산염 코아를 갖는다. NA레벨이 높으면 높을수록 게르마늄 도핑레벨도 더 높아진다. 하측 곡선은 자외선 방사에 노출되지 않은 파이버를 나타낸다. 상측곡선은 다른 레벨의 자외선방사에 노출된 파이버를 도시한다. 제1도내의 모든 파이버는 피복되지 않은 상태에 있는 것이다. 이 파이버들은 타원형반사기를 포함하는 하우징내에 장착된 200watt/inch(전전력)로 정격화된 2영역 압축 수은등을 거쳐 0.5m/sec의 속도로 추출된다. 또한 P/2자외선 노출손실 곡선이 도시된다. 전노출 시간은 1초이다.
제1도로부터 알 수 있는 바와같이, 손실은 짧은 파장에서 크게 증가하고 높은 게르마늄 도핑레벨 및 높은 자외선 방사전력 레벨에서 증가한다. 또한, 인이나 게르마늄만이 도핑될때 자외선방사에 노출된 실리카파이버내의 손실 레벨이 증가한다. 또한, 중량 10% 이상의 농도로 도핑된 게르마늄 산화물은 다른 도핑물질이 존재하는 것과 무관하게 자외선 경화 처리에 기인한 상당한 손실을 나타낼 것이다. 중량 10%이상의 농도인 5산화인은 부가적인 손실을 나타낼 것이다. 구별된 파이버에 있어서, 인농도는 파이버의 코아내에는 균일하지만, 게르마늄 농도는 코아의 중심에서 최대중량 10%로 제일높다. 그러나, 자외선에 의한 손실은 많은양의 상기 도핑물질이 실리카 파이버의 크래딩(cladding) 내에 존재할 때도 발생된다.
자외선경화된 피복층내에 사용되는 중합체 재료는 Borden, Inc의 번호 59KU05719U로 상품화된 폴리(우레탄 아크릴) 수지로서 후에 '폴리(우레탄아크릴)수지'라 칭한다. 광발생재는 Ciba-Geigy Company의 Irgacure 651로 상품화된 2,2-디메톡시-2-페닐아세톤 페놀이다. 이 광발생재는 폴리(우레탄아크릴)수지에 중량 2%로 첨가되어 자외선경화 피복층을 형성한다. 그러나 상기설명된 방법들은 다른중합체/광발생재결합에도 적용될 수 있다. 본 발명은 또한 광발생재의 도움이 필요없는 자외선경화 중합체 재료에도 적용할 수 있다.
제 2도는 다음과 같은 방법으로 초기형성되어 피복된 세개의 0.36NA 파이버에 대한 스펙트럼 손실을 비교한 그래프이다. 제1파이버(곡선 a)는 자외선에 노출없이 열처리에 의해 경화된 재료로 피복시킨 것이며, 제2파이버(곡선 b)는 상술된 바와같이 자외선경화피복층으로 피복되어 자외선 방사에 노출시킨 것이다. 상기 자외선경화 피복층을 갖는 파이버(곡선 b)는 700nm에서 14dB/km, 90nm에서 1.2dB/km의 과잉손실을 나타낸다. 제 3파이버(곡선 c)는 다음 실시예 1에서 설명될 것이다. 이들 자외선 방사에 의한 손실은 10내지 50㎛의 범위 내에 있는 피복층두께에 좌우되며 추출속도(노출시간)에 좌우되는 것은 아니다. 제 1, 제 2파이버에 대한 상기 결과를 이해하기 위해, 피복층 중합체가 자외선분광에 의해 검사되어졌다. 경화되지 않은 중합체(초기중합체)의 50㎛ 두께의 박막으로 부터 얻어진 투과 스펙트럼은 제3도에 도시된다. 경화 중합체에 대한 스펙트럼은 실질적으로 동일하다. 곡선 A는 폴리(우레탄 아크릴)수지만의 투과계수를 나타내며, 곡선, B는 광발생재가 중량 20%로 첨가된 수지에 대한 투과계수를 나타낸다. 중합체는 310 내지 400nm의 스펙트럼 범위에서는 약하게 흡수하지만 300nm 이하에서는 매우 강하게 흡수한다. 그러므로, 피복층은 300nm 이상의 파장을 효율적으로 차폐(또는 컷오프)시키므로써 짧은 자외선 파장에의한 코아유리의 손상을 방지한다. 그러나, 피복층은 손실을 유발하는 300nm 이상의 파장을 흡수한다. 그렇기 대문에, 컷오프 파장을 다소길게 이동시키는 것이 유리하다. 그러나, 이는 상기 길게 이동된 파장범위 내에서 흡수하는 광발생재와 간섭이 일어나지 않도록하여, 광발생재가 파괴되어 피복층내에서 중합반응을 시작하기 위해 유리 라디컬이 형성되는 것을 방지해야 한다.
자외선 손상 문제를 해결하기 위한 어떠한 방법에 있어서도 자외선 경화 중합체의 경화속도는 제한되지 않아야 한다. 이와같은 이유는 광파이버의 대량생산에 의한 경제성은 높은 추출속도에 의존하기 때문이다. 현재, 파이버는 MCVD(modified chemical vaper deposition)과정에 의해 얻어지는 것과 같이 미리형성된 유리로부터 고온에서 추출된다. 이와같이 추출된 파이버는 연속적인 동작으로 중합체 재료로 피복되어, 자외선 경화처리가 행해진다. 추출속도는 통상, 1내지 1.5m/sec이다. 초기중합체 재료에 더 많은 광발생재를 첨가시키는 방법이 있다. 이는 광발생재가 자외선 방사를 흡수하기 때문에 파이버에 도달되는 방사를 감소시키며, 경화속도를 증가시킨다. 그러나, 이는 만족할만한 방법은 아니다. 자외선 광발생재는 초기중합체 재료의 중합반응을 가속화시키는 유리 라디칼을 형성하도록 파괴된다. 만일, 중합반응에 필요한 양보다 많은 양의 광발생재가 존재한다면, 과잉의 유리 라디칼은 중합체를 교차결합시키며, 상기 교차결합에 한 메짐성(embrittlement)에 의해 분해기간이 오래걸린다.
방사에 의한 유리라디칼을 형성하지 않는 자외선 흡수재는 중합체내에서 장기간 안정도 문제를 야기하지않을 것이다. 그러나 중합체내의 안정도는 경화속도를 필요불가결하게 제한할 것이다. 보상을 위해 행해지는 자외선 방사의 증가는 어떠한 해결책도 될 수 없으며, 그와같은 방법은 단지 유리파이버내의 손상만을 증가시킬 것이다. 자외선방사의 존재시에 중합반응을 가속화시키는 많은 양의 유리 라디칼을 형성하지 않으며, 경화속도를 감소시키지 않으면서 유리파이버에 자외선 손상을 감소시키는 자외선 흡수재가 발견되었다. 유리라디칼 발생의 측정에 따라, '자외선 흡수재'는 그와같은 재료로 도핑된 초기종합체의 자외선 경화속도에 있어서, '자외선 광 발생재'와 구별된다. 특히 중량 1%의 Irgacure 651광발생재가 포함된 아크릴 초기중합체는 중량 1%의 cyasorb 531 자외선 흡수재가 포함된 아크릴 초기중합체(이는 광발생재가 없다)에 비해 주어진 자외선 조사속도에서 최소한 100배나 더 빠르게 완전히 경화되었다. 여기에서 명명된 다른 자외선 흡수재는 종래의 광발생재에 비해 100 : 1의 경화속도차를 나타내는 것으로 평가된다. 중합체 수지내에 자외선 광발생재와 자외선 흡수재를 결합시킨 효과는 다음 실시예에서 설명된다.
[실시예 1]
중량 1%의 유기적인 자외선 흡수재인 2-히드록시-4-n-옥토시벤조페논 (American Cyanamid Inc.의 Cyasorb UV 531)과 중량 2%의 Irgacure 651 광발생재를 폴리(우레탄 아크릴) 수지에 첨가시켰다. 흡수재는 제 3도 c의 곡선으로 도시된 바와같이 수지의 UV 스펙트럼을 변경시킨다. 파이버는 제2도 내에서 사용된 동일한 초기형태 (NA=0.36)으로부터 추출되어 새로운 수지로 피복 되었다. 결과의 스펙트럼 손실곡선은 제2도의 곡선 c였다. 700,800,900nm에서의 손실은 14,4,1.2dB/km에서 3,1.0,0.4dB/km로 각각 감소되었다. 그러므로, 자외선 경화 피복층은 높은 NA 광파이버를 포함하는 광파이버내의 자외선 방사에 의한 손실이 효과적으로 제어되도록 형성된다.
이와같은 결과는 자외선 흡수재의 흡수스펙트럼의 피크치가 광발생재의 흡수 스펙트럼내의 모든 방사를 감쇄시키지 않는다는 사실에 기인한 것이다. 예로, Irgacure 651 광발생재는 300nm 내지 400nm의 파장범위 내에서 흡수한다. Cyasorb UV 531인 자외선 흡수재는 사용된 농도에서 360nm 보다 짧은 파장을 주로 감쇄시킨다. 그러므로, 다소 감소된다 할지라도, 360nm보다긴 파장이 중합체를 경화 처리하는데 충분한 강도를 갖는다. 유리파이버에 손상을 유발시키는 것이 주로 짧은 파장이기 때문에 높은 경화속도와 자외선 손상에 기인한 감소된 광손실을 얻을 수 있다.
흡수재기법의 제 2특성은 어떤 파장이 흡수되었는가에 관계없이 피복층의 표면에서의 경화속도에는 영향이 없다는 것이다. 즉, 자외선 방사가 피복층의 내부에 도달되기 전에 모두 흡수되었다 하더라도, 방사강도는 계속 피복층의 외부표면에서 비교적 높다. 그렇기 때문에, 흡수재가 자외선 파장의 넓은 범위를 감쇄시킨다해도, 표면의 형상이 이상하게 되지 않고, 비교적 높은 추출속도가 유지된다.
자외선 흡수재의 첨가로 인하여 피복물 내에서 경화속도가 감소할지라도, 상기 언급된 효과들이 유리파이버에 자외선 손상을 감소시키면서 그와같은 감소를 최소화 하는데 유용하다.
상기 언급된것은 주로 제5도에 도시된 바와같이 단일 피복층(52)을 갖는 광파이버(51)에 관한 것이다. 그러나 다중피복층을 갖는 파이버는 제6도에 도시된 바와같이 보호 될 수 있다. 여기에서 자외선 흡수재는 내층(62)에 존재한다. 이는 유리광파이버(61)가 자외선 방사로부터 보호되는 동안 외층(63)의 정상 경화 과정이 이루어지도록 한다. 여기에서 사용된 '내층'의 의미는 가장 외측의 자외선 경화층과 광파이버사이에 피복된 층을 의미하며 다수의 내층이 형성될 수 있다. 내층(62)은 보통 유리파이버내의 마이크로벤딩에 의한 손실을 감소시키는 열에의해 경화처리된 실리콘이나 다른 비교적 부드럽고 유연한재료이다. 그러나, 여기에서 내층은 자외선 경화 재료일 것이다. 부가로, 내층은 부드럽고, 유연한 재료보다는 다른 재료일 수 있으며, 강도부재로서 사용될 수 있는 여러가지 목적을 위한 재료일 수 있다.
이중피복층내 자외선 흡수재의 사용은 다음 실시예에서 더 상세히 설명될 것이다.
[실시예 2]
이 실시에서 사용된 두개의 파이버는 동일초기 형태로 부터 추출된 0.36NA을 갖는 게르마늄인규산염 광파이버이다. 이들은 처음에 실리콘 고무들로 이루어지며, 40㎛의 두께로 피복되어 열처리에 의해 경화되었다. 이 실리콘 고무는 ShinEtsu Chemical Co.의 상표명 KE 103RTV인 두부분으로 경화된 고무이다. 제 1파이버(A)는 실리콘 층내에 중량 1%의 cyasorb 531 UV 흡수재를 포함하는 반면 제 2파이버(B)는 어떠한 UV 흡수재도 포함하지 않는다. 두 개의 피복된 파이버에 폴리(우레탄 아크릴)과 중량 2%의 Irgacure 651광발생재로 이루어진 30㎛ 두께의 제 2피복층을 형성시켰다. 그 후 2개의 파이버는 상술된 바와같이 제 2피복층을 경화시키기 위해 UV 방사에 노출되었다. UV 흡수재를 포함한 파이버의 손실특성은 제 4도의 곡선 A로 도시되며, UV 흡수재를 포함하지 않을 파이버의 손실특성은 곡선 B로 도시된다.
상기 실시예는 다중의 피복층을 갖는 파이버의 내층인 피복층내에 UV 흡수재를 포함시키므로써 광손실이 감소되었다는 것을 나타낸다. 상기 내층에 UV 흡수재를 포함시키는 대신에 외층에 UV 흡수재를 포함시킬 수 있으며, 또한, 외층에도 부가적으로 포함시킬 수 있다. 그러나, 만일 완전히 경화처리된 외층의 피복층을 원한다면, UV에 의해 경화처리 되지 않은 내층인 피복층내에 UV 흡수재를 포함시키는 것이 바람직하다. 이는 외층의 UV 경화처리와 간섭없이 UV 흡수재 및 광발생재의 광범위한 선택 및 더 진한 UV 흡수재의 농도에 대한 선택을 허용한다. UV 흡수재가 UV 방사에 의해 경화처리된 층내에 포함되지 않는 그와 같은 다중 피복층인 경우에, 사용되는 "UV 흡수재"는 중합체 피복재료의 층에비해 손실을 유발하는 UV 방사를 100배 더 강하게 흡수하는 임의의 물질을 의미한다. 그러나 본 발명에 의한 주어진 피복층 내의 UV흡수재의 농도는 중량 0.1%이다.
사실상, 단일피복층 내에 흡수재를 사용하므로써, 상술된 이중피복층에서 얻을 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 상술된 바와같이, UV 흡수재의 존재는 피복층의 외부표면에서의 경화속도를 크게 감소시키지 않는다. 만일 UV 흡수재가 충분한 농도롤 존재하며, UV경화층이 감지할 수 있는 범위의 파장을 흡수하도록 선택된다면, 초기 중합체는 표면에서, 중합반응을 일으킬것이나 피복층 내부에서는 부분적으로 중합되지 않는채로 남게되며, 또는, 중합반응중에 있게된다. 그러므로 피복층의 외부표면은 단단하고 내마모성인 반면 내부는 부드럽게 하여 마이크로벤딩 손실을 감소시킨다.
사용된 UV 흡수재 및 농도의 UV 선택은 사용된 방사원의 스펙트럼 출력특성에 좌우된다. 예로, 용액압축수은등 은 330nm와 이보다 더 짧은 파장, 게르마늄과인으로 도핑된 실리카에 상당한 손상을 유발하는 파장에서 큰 출력을 가지나 제논등 은 이범위에서 낮은 출력을 갖는다. 그러므로, UV 흡수재의 더 높은 농도는 다른 UV원에 인가시키는 종래의 방법에 따라 수은등의 경우에 사용된다.
자외선 조사시 어떠한 유리라디칼도 발생시키지 않는 다수의 UV 흡수재는 아래의 테이블 I에서와 같이 공지되어 있다. 도시된 컷오프 파장보다 짧은 파장에서는 중량 1%의 주어진 재료로 도핑된 50㎛의 중합체 피복층 상에 방사된 방사양의 10% 이하가 유리 파이버에 도달될 것이다.
Figure kpo00001
본 실시예에서 사용된 UV 처리된 중합체 300nm의 컷오프 파장을 가지며, 다른 중합체 다른 컷오프 파장을 갖는다. 흡수재 및 농도의 선택은 중합체 컷오프 파장에 좌우되며, 또한, 흡수재 및 농도의 선택은 상술된 바와같이 피복층의 두께 및 광발생재의 파장에 대한 응답 및 완전히 경화처리된 피복층인가 부분적으로 경화처리된 피복층인가에 좌우된다. 상술된 바와같이 초기중합체 재료 자체는 광발생재의 도움없이도 UV 경화처리가 가능하다. 이와같은 경우, 'UV 흡수재'의 의미는 초기중합체의 경화처리를 가속시키지는 않으나 상당한 양의 초기중합체 보다 약 100배 더 강하게 손실을 유발하는 UV 방사를 흡수하는 임의의 재료를 의미한다. 방사원의 형태와 전력레벨은 상술된 원리에 따라 피복층의 최종설계에 영향을 미칠것이다. 주어진 방사원의 스펙트럼 출력은 여러형태의 유리와 같이 공지된 기술에 따라 방사원과 피복층사이에 필터를 삽입시키므로써 변형될 수 있다.
상술된 설명은 주로 코아와 크래딩 모두가 실리카인 광파이버에 관한 것이었다. 그러나, 이는 폴리메틸메타 아크릴인 플라스틱 파이버를 생산하는 기술에 공지되어 있다. 많은 양의 UV 조사는 실리카 파이버에 대한 매카니즘과는 다른 방법에 의해 플라스틱 파이버의 광학적 분해를 초래한다. 용융된 실리카 막대기에서 추출된 실리카 코아와 플라스틱 크래딩을 갖는 합성 파이버를 생산하는 기술이 공지되어 있다. 그와같은 크래딩은 낮은 굴절율을 갖는 중합체이며 2dB/m 이하의 광손실을 갖는 실리콘이나 탄화플루오르이다. 플라스틱 합성 광파이버 모두는 실리카 파이버와 함께 '광파이버'의 용어로 사용된다.
상기 진보된 기술에 의해 피복된 다수의 광파이버는 가설하기 용이하게 함께 묶여진다. 12개의 피복된 파이버가 "테이프"로 싸여지며, 이는 다른 테이프로 싸여져 케이블을 형성한다. 그러므로, 피복된 광파이버자체는 제조후에 한개이상의 테이프에 의해 어두운 환경에서 동작하게 된다. 만일 옥외용일 경우에, 외부자켓은 카본 블랙인 UV 흡수재를 포함하여 태양의 UV 손상으로 부터 자켓자체를 보호하도록 할 수 있다.

Claims (1)

  1. 광파이버상에 자외선 방사에 의해 경화 가능한 초기중합체인 자외선 경화층(63)과, 상기 파이버와 상기자외선 경화층 사이에 선택적으로 위치시킬 수 있는 최소한 한개의 내층(62)으로 이루어진 피복층을 인가시키는 단계와, 초기중합체를 최소한 부분적으로 중합시키기 위해 상기 피복층을 자외선방사에 노출시키는 단계로 이루어진 자외선 방사경화 피복층을 갖는 광파이버를 제조하는 방법에 있어서,
    자외선 방사에 노출되는 동안, 상기 초기 중합체 재료의 중화반응을 가속시키는 유리라디칼을 형성시키지 않으며, 상기 자외선 방사 노출시에 발생할 수 있는 광파이버내의 광손실을 감소시키기에 충분한 최소한 중량 0.1%의 자외선 방사흡수재를 상기 광파이버 피복층중의 임의의 하나에 포함시킨 것을 특징으로 하는 자외선 경화피복층을 갖는 광파이버 제조방법.
KR1019810000599A 1980-02-25 1981-02-24 자외선 경화피복층을 갖는 광파이버 제조방법 KR840001876B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/123,954 US4482204A (en) 1980-02-25 1980-02-25 Ultraviolet absorbers in optical fiber coatings
US123954 1987-11-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR830005066A KR830005066A (ko) 1983-07-23
KR840001876B1 true KR840001876B1 (ko) 1984-10-24

Family

ID=22411896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019810000599A KR840001876B1 (ko) 1980-02-25 1981-02-24 자외선 경화피복층을 갖는 광파이버 제조방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4482204A (ko)
JP (1) JPS56134539A (ko)
KR (1) KR840001876B1 (ko)
CA (1) CA1152022A (ko)
DE (1) DE3106451A1 (ko)
FR (1) FR2476634A1 (ko)
GB (1) GB2069873B (ko)
NL (1) NL8100905A (ko)

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5738347A (en) * 1980-08-13 1982-03-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Coating method for optical fiber
US4496210A (en) * 1982-07-19 1985-01-29 Desoto, Inc. Low temperature-flexible radiation-curable unsaturated polysiloxane coated fiber optic
US5363463A (en) * 1982-08-06 1994-11-08 Kleinerman Marcos Y Remote sensing of physical variables with fiber optic systems
US5696863A (en) * 1982-08-06 1997-12-09 Kleinerman; Marcos Y. Distributed fiber optic temperature sensors and systems
US4474830A (en) * 1982-12-29 1984-10-02 At&T Bell Laboratories Multiple coating of fibers
DE3304524A1 (de) * 1983-02-10 1984-08-16 Basf Farben + Fasern Ag, 2000 Hamburg Verfahren zum ummanteln von fadenfoermigen substraten
JPS59187301A (ja) * 1983-04-08 1984-10-24 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> 光フアイバ
JPS59217654A (ja) * 1983-05-25 1984-12-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光学ガラスファイバ被覆体の製造法
US4540597A (en) * 1983-11-22 1985-09-10 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Process for producing optical fiber for optical transmission
US4709984A (en) * 1984-08-02 1987-12-01 Siemens Aktiengesellschaft Ribbon-shaped transmission element and method of manufacture
NL8403179A (nl) * 1984-10-18 1986-05-16 Philips Nv Werkwijze voor de vervaardiging van een optische vezel voorzien van een kunststofbedekking en optische vezel met kunststofbedekking vervaardigd volgens de werkwijze.
IT1187703B (it) * 1985-07-23 1987-12-23 Lamberti Fratelli Spa Benzofenoni sostituiti e loro miscele liquide,atti all'impiego come iniziatori di fotopolimerizzazione
US5136679A (en) * 1985-07-23 1992-08-04 U.S. Philips Corp. Optical glass fibre having a synthetic resin coating and curable elastomer forming material
NL8502402A (nl) * 1985-09-03 1987-04-01 Philips Nv Optische vezel voorzien van een kunststofbedekking, en werkwijze en inrichting voor de vervaardiging van een dergelijke optische vezel.
JPH0629156B2 (ja) * 1985-10-09 1994-04-20 住友電気工業株式会社 光フアイバの製造方法
US4772093A (en) * 1985-12-12 1988-09-20 Microvasive, Inc. Fiber-optic image-carrying device
DE3786689T2 (de) * 1986-03-27 1993-11-25 Mitsubishi Rayon Co Optisches Kunststoff-Transmissionsmedium, zugehöriges Herstellungsverfahren und Linsenanordnung mit solchem Medium.
US4879176A (en) * 1987-03-16 1989-11-07 Minnesota Mining And Manufacturing Company Surface modification of semicrystalline polymers
US5032209A (en) * 1987-03-16 1991-07-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Heat sealing of semicrystalline quasi-amorphous polymers
US4868006A (en) * 1987-03-16 1989-09-19 Minnesota Mining And Manufacturing Company Polymeric film with reduced surface friction
US5028292A (en) * 1987-03-16 1991-07-02 Minnesota Mining And Manufacturing Company Adhesive bonding to quasi-amorphous polymer surfaces
US4883338A (en) * 1987-10-15 1989-11-28 Hitachi Cable, Ltd. & Hitachi, Ltd. Synthetic resin optical fiber
DE3739879A1 (de) * 1987-11-25 1989-06-08 Kabelmetal Electro Gmbh Verfahren zur herstellung einer uebertragungsleitung fuer optische signale
US4822451A (en) * 1988-04-27 1989-04-18 Minnesota Mining And Manufacturing Company Process for the surface modification of semicrystalline polymers
US4902378A (en) * 1988-04-27 1990-02-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company Polymer with reduced internal migration
US4973129A (en) * 1988-08-29 1990-11-27 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Optical fiber element
JPH0329907A (ja) * 1989-06-28 1991-02-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 被覆光ファイバ
US5147433A (en) * 1990-02-15 1992-09-15 At&T Bell Laboratories Methods of making coated optical fiber
US5015068A (en) * 1990-02-15 1991-05-14 At&T Bell Laboratories Coated optical fiber and methods of making
US5484822A (en) * 1991-06-24 1996-01-16 Polaroid Corporation Process and composition for cladding optic fibers
US5257339A (en) * 1992-07-29 1993-10-26 At&T Bell Laboratories Package of optical fiber suitable for high speed payout
JP3119751B2 (ja) * 1992-12-02 2000-12-25 住友電気工業株式会社 光フィルタ
KR960706094A (ko) * 1994-09-16 1996-11-08 마에다 가츠노스케 광대역 광섬유, 광섬유 심선 및 광섬유 코드
US6026207A (en) * 1997-05-21 2000-02-15 Alcatel Black appearing color coating for optical fiber and method using same
WO1998057902A1 (en) * 1997-06-18 1998-12-23 Dsm N.V. Radiation-curable optical fiber coatings having reduced yellowing and fast cure speed
FR2765346B1 (fr) * 1997-06-26 1999-09-24 Alsthom Cge Alcatel Procede de fabrication d'un conducteur optique
US6018605A (en) * 1997-12-31 2000-01-25 Siecor Operations Photoinitiator--tuned optical fiber and optical fiber ribbon and method of making the same
US6630209B2 (en) * 1998-09-30 2003-10-07 Minnesota Mining And Manufacturing Company Method of manufacturing temperature range adjusted coated optical fibers
US6409017B1 (en) * 2000-06-30 2002-06-25 Corning Incorporated Use of inhibitor in optical fiber reel covers
EP1205450A1 (en) * 2000-11-07 2002-05-15 Alcatel Coating for optical fibers and method of manufacturing thereof
US6602601B2 (en) * 2000-12-22 2003-08-05 Corning Incorporated Optical fiber coating compositions
AU2002225536A1 (en) 2000-12-29 2002-07-16 Dsm Ip Assets B.V. Non-crystal-forming oligomers for use in radiation-curable fiber optic coatings
US6801700B2 (en) * 2001-05-10 2004-10-05 Fitel Usa Corp Optical fiber design for secure tap proof transmission
JP2003004995A (ja) * 2001-06-26 2003-01-08 Fujikura Ltd 分散補償光ファイバ及び分散補償光ファイバモジュール
US7068902B2 (en) * 2001-08-17 2006-06-27 Alcatel Radiation-curable coating composition for optical fibers comprising all-in-one oligomeric system
EP2189823B1 (en) * 2007-09-19 2018-02-14 Nikon Corporation Resin composite-type optical element and process for producing the resin composite-type optical element
WO2021091536A1 (en) * 2019-11-05 2021-05-14 Ofs Fitel, Llc Low-attenuation rollable optical fiber ribbon
CN111620571A (zh) * 2020-06-04 2020-09-04 苏州北美国际高级中学 一种抗紫外线磁性玻璃纤维及制作方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3309219A (en) * 1963-07-12 1967-03-14 Gen Electric Method of producing an ultraviolet resistant polycarbonate article
US3429732A (en) * 1965-05-10 1969-02-25 American Cyanamid Co Light sensitive article coated with virgin polyvinyl chloride and ultraviolet light absorber
CH672267D (ko) * 1966-06-15
NL6913261A (ko) * 1968-09-09 1970-03-11
ZA737311B (en) * 1972-09-15 1974-09-25 Du Pont Ultraviolet screening agents and coating materials containing organosilane ester groups
JPS5134736A (ko) * 1974-09-19 1976-03-24 Asahi Chemical Ind
US4105284A (en) * 1976-05-10 1978-08-08 Corning Glass Works Buffered optical waveguide fiber
US4099837A (en) * 1976-05-26 1978-07-11 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Coating of fiber lightguides with UV cured polymerization products
US4111525A (en) * 1976-10-12 1978-09-05 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Silica based optical fiber waveguide using phosphorus pentoxide and germanium dioxide
US4125644A (en) * 1977-05-11 1978-11-14 W. R. Grace & Co. Radiation cured coatings for fiber optics
US4135007A (en) * 1977-12-29 1979-01-16 Gaf Corporation Radiation curable coating composition comprising an acryl urethane oligomer, and an ultra-violet absorber
US4129667A (en) * 1977-12-29 1978-12-12 Gaf Corporation Radiation curable coating composition comprising an acryl urethane oligomer and an ultra-violet absorber
US4263366A (en) * 1979-01-26 1981-04-21 Gaf Corporation Radiation curable coating composition comprising an oligomer and a copolymerizable ultra-violet absorber

Also Published As

Publication number Publication date
GB2069873B (en) 1984-02-01
NL8100905A (nl) 1981-09-16
GB2069873A (en) 1981-09-03
US4482204A (en) 1984-11-13
CA1152022A (en) 1983-08-16
FR2476634B1 (ko) 1985-05-24
JPS56134539A (en) 1981-10-21
DE3106451A1 (de) 1981-12-17
KR830005066A (ko) 1983-07-23
FR2476634A1 (fr) 1981-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR840001876B1 (ko) 자외선 경화피복층을 갖는 광파이버 제조방법
US5983673A (en) Silica glass article and manufacturing process therefor
JP3952620B2 (ja) フォトイニシエータ調整形光ファイバおよび光ファイバリボンおよびこれらの製造方法
CA2209319C (en) Optical fiber and its manufacturing method
KR100460366B1 (ko) 피복된 광섬유 및 이의 제조방법
US10788621B2 (en) UV-transparent optical fiber coating for high temperature application, and fibers made therefrom
JPH01133011A (ja) 合成樹脂コーティングを備えた光ファイバ及びその製造方法
KR101423203B1 (ko) 광 섬유 제조 방법 및 이에 의해 획득한 광 섬유
KR100203544B1 (ko) 피복 광 섬유 및 그 피복 방법
JP2013517517A5 (ko)
US20030202763A1 (en) Method for forming a protective coating on an optical fiber
CA2131219C (en) Coated optical fiber
US5763003A (en) Method of covering a ribbon of optical fibers with a resin, and apparatus for implementing such a method
JP3096584B2 (ja) 二重被覆保護層を有する光ファイバおよびその硬化方法
JP2018177630A (ja) 光ファイバの製造方法
US4758447A (en) Method of manufacturing an optical fibre
US6528239B1 (en) Method of forming a grating in a waveguide
Blyler Jr et al. UV-radiation induced losses in optical fibers and their control
US5203896A (en) Process for producing hard plastic clad optical fiber with improved ultraviolet transmission
Henschel et al. A new radiation hard optical fiber for high-dose values
JPS6057811A (ja) プラステイツク光フアイバコ−ドの製造方法
RU2650787C1 (ru) Оптическое волокно для записи брэгговской решетки лазером с длиной волны в ближнем и среднем УФ диапазоне, способ получения защитного фторполимерного покрытия оптического волокна и способ нанесения этого покрытия на кварцевую часть волокна
JP7508437B2 (ja) 光ファイバ着色心線及び光ファイバ着色心線の製造方法
Kokubin et al. Resin selection and high-speed coating of optical fibers with UV-curable materials
JP2594552B2 (ja) 可撓性光導波路の製造方法