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KR870001600B1 - 플라스틱 광파이버의 제조방법 - Google Patents

플라스틱 광파이버의 제조방법 Download PDF

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KR870001600B1
KR870001600B1 KR1019850005689A KR850005689A KR870001600B1 KR 870001600 B1 KR870001600 B1 KR 870001600B1 KR 1019850005689 A KR1019850005689 A KR 1019850005689A KR 850005689 A KR850005689 A KR 850005689A KR 870001600 B1 KR870001600 B1 KR 870001600B1
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optical fiber
fiber
polymer
copolymer
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노리후미 마쯔미야
요시노부 우예바
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스미도모 덴기고오교오 가부 시기가이샤
나까하라 쯔내오
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Abstract

내용 없음.

Description

플라스틱 광파이버의 제조방법
제1도는 본 발명에서 사용되는 장치의 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 1' : 모노 머탱크 3 : 벌크중합반응기
5 : 제2반응기 6, 16 : 다관능 제반응 제탱크
8 : 휘발성분 제거용 감압라인 9 : 방사
Figure kpo00001
헤드
10 : 클래드재료 공급탱크 11 : 압출기
12 : 파이버 13 : 가열장치
14 : 인수로울러 15 : 권취기
본 발명은, 플라스틱 광파이버의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내열성, 내환경성등의 특성에 대한 장기 신뢰성이 뛰어난 플라스틱 광파이버의 제조 방법에 관한 것이다.
플라스틱 광파이버는, 유리광 파이버에 비해서 구경을 크게 할 수 있으며, 개구수를 많이할 수 있고 또한 가요성이 풍부하고, 경량이라는 등의 이점을 가지고 있다.
일반적으로, 플라스틱 광파이버는, 피복되어서, 코오드 또는 케이블로서 혹은 전선과의 복합코오드 또는 케이블로서 사용되고 있다. 또 광데이터링크 및 광센서 등에의 응용이 검토되고 있다. 이들 용도에서는, 내열성 내환경성들의 특성에 대한 장기 신뢰성이 요구되고 있다.
종래의 플라스틱 광파이버는, 코어(심)재료로서 폴리메틸메타 크릴레이트(PMMA)(일본국 특공소 53-21660호), 폴리스티렌(PS)(일본국 특공소 43-8978호), 폴리카아보네이트(PC)(일본국 특공소 51-43388호)등의 비정질투명 고분자를 사용하고 있으며, 클래드 재료로서 코어재료보다 굴절률이 낮은 투명고분자를 사용하고 있다.
상기 종래의 플라스틱 광파이버는, 코어재료 및 클래드 재료가 모두 열가소성이고, 특히 코어재료가 비정질이기 때문에 양호한 기계적 성질을 부여하는데 있어서 연신이 반드시 필요하기 때문에 연신된 코어가 우리 전이(轉移)온도 부근으로 가열되면, 연신에 의한 분자 배향(配向)이 완화된다. 그 때문에, 플라스틱 광파이버가 유리전이 온도부근 이상의 온도로 가열되면, 기계적 강도가 급격히 저하되며, 또 크게 수축해서, 도파로(導波路)로서의 구조를 유지할 수 없게되어 큰 광전송손실을 초래한다.
플라스틱 광파이버의 열적성질을 향상시키기 위하여 여러가지의 시도가 행해져 왔으나, 본 발명자들도 (가)코어재료의 유리전이온도, 클래드재료의 융점에 착안한 것9일본국 특개소 58-34404호, 동 58-65402호), (나) 코어, 클래드 구조를 가진 플라스틱 광파이버에 전자선을 조사한 것(일본국 특개소 58-98706호), (다) 콩, 클래드, 외장의 3층 구조로 하고 외장재료는 자외선 경화한 수지를 사용한 것(일본국 특개소 58-178302호)을 제안했다.
본 발명은, 이들 제안에 추가해서, 더욱 내열성, 내환경성등의 특성에 대한 장기신뢰성이 뛰어난 플라스틱 광파이버의 제조방법을 제공할려고 하는 것으로서, 그 요지는, 비정질 중합체 혹은 공중합체를 부여하는 모노머를 벌크중합하는 공정과, 얻어진 중합체 혹은 공중합체로부터 잔존 휘발성분을 제거하면서 용융방사를 행하는 공정으로 이루어지는 플라스틱 광파이버의 제조방법에 있어서, 상기 벌크중 합공정 또는 상기 용융방사 공정에서 다관능성 반응제를 함유시키고, 용융방사후 얻어진 파이버를 가열 또는 방사선조사하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 광파이버의 제조방법에 있다.
본 발명에 있어서, 코얼재료의 플라스틱 즉 비정실 중합체 또는 공중합체를 부여하는 모노머는 메타크릴산 알킬, 메타크릴산 아릴, 에틸렌유도체, 아크릴산알킬, 아크릴산아릴, 이들의 중수소화물, 불소화합물 등의 단독 또는 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다.
다관능성 반응제로서는, 디에틸렌글리코올, 디아릴카아보네이트, 트리메틸롤프로판 트리아릴레이트, 트리아릴이소시아누 레이트, 이들의 중수소화물, 불소화물 등을 들 수 있다.
클래드 재료의 예로서는, 코어 중합체보다 낮은 굴절률을 가진 실질적으로 투명한 고분자가 선택된다. 예를들면, 불화 비닐리딘과 테트라플루오루 에틸렌의 공중합체, 불화비닐 리딘과 테트라 플루오루 에틸렌과 헥사플루온 프로필렌의 3원 공중합체, 불소함유 메타크릴레이트 중합체, 불소함유 메타크릴레이트와, 메틸메타크틸레이트의 공중합체, 실리콘수지, 이틸렌아세트산비닐 공중합체를 들 수 있다.
제1도는, 본 발명에서 사용되는 장치의 개략도이다. 이도면을 참조하면서 본 발명을 이하에 설명한다. 모노머탱크(1), (1')속의 모노머는 각각 이송펌프(2), (2')를 거쳐서, 벌크중합반응기(3)에 이송된다. 이 반응기93)에서 일정한 중합도로 중합된 모노머는 다시 이송펌프(4)에 의해서 제2반응기(5)에 이송된다. 제2반응기(5)에서는 모노머는 거의 완전하게 중합됨과 동시에, 다관능성 반응 제탱크(6)로부터 이송펄프(7)를 거쳐서 공급된 다관능성 반응제를 함유하게되는 중합체를 얻게된다. 이어서, 얻어진 중합체 또는 공중합체로부터 미반응의 모노머등의 잔존 휘발성분이 휘발성분 제거용 감압라인(8)에 의해 제거된다. 중합체 또는 공중합체는 다시 가열 용융되며, 방사헤드(9)에서, 클래드 재료공급탱크(10)로부터 압출기(11)를 거쳐서 용융되고 클래드재를 피복하면서 방사되어서 파이버(12)가 된다. 파이버(12)는, 가열장치(13)에 의해 가열되어서, 파이버(12)에 함유된 다관능성 반응제가 중합된다. 파이버(12)는 인수로울러(14)에 의해 인수되어 권취기(15)에 권취된다.
본 발명의 제조방법은, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 예를들면 다관능성 반응제는 제2반응기(5)에서 중합체에 함유되지 않고 휘발성분이 제거된 후 용융방사 공정에서, 즉 도면에 있어서, 다관능성반응 재탱크(16)로부터 이송펌프(17)를 거쳐서 함유되어도 된다. 가열장치(13)는 적외선 발생장치라도 되며, 또는 X선, β선, UV 등의 방사선발생장치라도 된다.
[실시예 1]
모노머로서, 메틸메타크릴레이트(98%), n-부틸아크릴레이트(2%)를 사용하고, 이에 중합개시재로서 터샤리부틸페록 사이드를 0.01몰%, 몰연쇄이동제로서 노르말부틸메르 캅탄을 0.3몰% 혼합해서된 실질적으로 산소를 용존하지 않는 정제(精製)모노머 조성물을 만들어 모노머 탱크로부터 벌크중합 반응기에 이송하여, 중합온도 120~130℃, 압력 2~3㎏/㎠의 압력하에서 약 3시간 중합을 했다. 이어서, 반응물을 온도 180℃로 유지한 제2반응기로 이송하여, 중합반응을 진행시킴과 동시에 휘발성분 제거용 감압라인의 감압도를 5~10mmHg로 하여 휘발성분의 제거를 실시하면서 다관능성 반응제 탱크로부터 정제한 트리메틸롤 프로판 트리아크릴레이트를 중합생성물 100중량부에 대해 3중량부가 되도록 첨가하면서, 방사 헤드에 공급했다. 동시에 불화 비닐리딘과 테트 라플루오루 에틸렌 공중합체를 클래드 재로해서, 온도 220℃의 방사헤드에 공급하여 공압출법(共壓出法)에 의해 코어, 클래드 구조를 가진 파이버로 압출하고 즉시 내부온도 150℃의 가열장치를 통과시켜서, 파이버를 2~3배로 연신함과 동시에, 다관능성 반응제를 반응시키면서, 12m/분의 속도로 권취했다. 얻어진 파이버의 특성은 표에 표시되어 있다.
[실시예 2]
파이버를 연신후, 다관능성 반응제를 전자선 조사하므로서 반응시키는 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서 플라스틱 광파이버를 만들었다. 얻어진 파이버의 특성은 표에 표시되어 있다.
[비고예 1]
다관능성 반응제를 첨가하지 않은 이외는, 실시예 1과 마찬가지로 해서, 플라스틱 광파이버를 만들었다. 얻어진 파이버의 특성은 표에 표시되어 있다.
[비고예 2]
다관능성 반응제를 첨가하지 않은 이외는 실시예 2와 마찬가지로 해서 플라스틱 광파이버를 만들었다. 얻어진 파이버의 특성은 표에 표시되어 있다.
[비고예 3]
모노머를 벌크 중합하여 얻은 반응물을 제2반응기로 공급하는 대신에 시판의 PMMA 수지 팰리트를 공급하는 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서 플라스틱 광파이버를 만들었다. 얻어진 파이버의 특성은 표에 표시되어 있다.
[비고예 4]
모노머를 벌크 중합해서 얻은 반응물을 제2반응기로 공급하는 대신에, 시판의 PMMA 수지 팰리트를 공급하는 이외는, 실시예 2과 마찬가지로 해서 플라스틱 광파이버를 만들었다. 얻어진 파이버의 특성은 표에 표시되어 있다.
[실시예 3]
다관능성 반응제를 디에틸렌글리코올 디아릴카아보 네이트로 한 이외는 실시예 1과 마찬가지로 해서 플라스틱 광파이버를 얻었다. 얻어진 파이버의 특성은 표에 표시되어 있다.
[실시예 4]
다관능성 반응제를 디에틸렌글리코올 디아릴카아보 네이트로 한 이외는 실시예 2과 마찬가지로 해서 플라스틱 광파이버를 얻었다. 얻어진 파이버의 특성은 표에 표시되어 있다.
[실시예 5 및 6]
다관능성 반응제 디에틸렌글 리코올디아릴, 카아보네이트의 첨가량을 5중량부, 10중량부로 하고, 공압출 방사헤드 온드를 각각 210℃, 190℃로 한 이외는, 실시예 4와 마찬가지로 해서 플라스틱 광파이버를 얻었다. 얻어진 파이버의 특성은 표에 표시되어 있다.
[표 1]
Figure kpo00002
본발명의 제조방법에 의해서 얻어진 플라스틱 광파이버는 방사, 연신하면서, 코어의 중합체 또는 공중합체가, 다관능성 반응제의 반응에 의해서 가교 혹은 서로 얽힌 구조로 되어 있으므로 유리전송온도 이상으로 가열되어도, 코어 중합체분자의 배향이 해소되지 않거나, 해소되기 어렵다. 따라서 열수축이 없거나 혹은 작은, 열적특성이 뛰어난 파이버를 얻을 수 있다. 따라서 도파로로서의 구조가 유지될 수 있으므로 광전송손실의 온도 의뢰성이 적다 아울러서, 코어중함체이 가교구조 혹은 얽힌구조에 의해서 기계적 특성, 즉 인장강도가 높은 파이버를 얻을 수 있다. 또, 다관능성 반응제를 코어층을 둘러싸는 부근에 편향해서 존재시킴으로서 굴절율분포를 가진 코어를 얻을 수 있어, 투과성이 뛰어난 플라스틱 광파이버를 얻을 수 있다.

Claims (1)

  1. 비정질 중합체 혹은 공중합체를 부여하는 모노머를 벌크 중합하는 공정과 얻어진 중합체 혹은 공중합체로부터 잔존 휘발성분을 제거하면서 용융 방사를 행하는 공정으로 이루어지는 플라스틱 광파이버의 제조방법에 있어서, 상기 벌크 중합공정 또는 상기 용융방사 공정에서 상기 중합체 혹은 공중합체에 다관능성 반응제를 함유시키고, 용융방사후 얻어진 파이버를 가열 또는 방사선 조사하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 광파이버의 제조방법.
KR1019850005689A 1984-08-09 1985-08-07 플라스틱 광파이버의 제조방법 Expired KR870001600B1 (ko)

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