KR19990068114A

KR19990068114A - 적어도 하나의 광 도체 및 수소 흡수 물질을 수용하는 사실상 기밀성의 튜브를 갖는 케이블

Info

Publication number: KR19990068114A
Application number: KR1019990002318A
Authority: KR
Inventors: 보니셀쟝-삐에르
Original assignee: 크리스티안 그레그와르; 알까뗄
Priority date: 1998-01-26
Filing date: 1999-01-25
Publication date: 1999-08-25
Also published as: CN1238465A; EP0932063A3; CN1139829C; JPH11264923A; DE69940935D1; CA2258220A1; NO990331D0; BR9900168A; FR2774183B1; US7054529B2; FR2774183A1; NO990331L; EP0932063B1; US20030007756A1; US6614970B2; US20040008440A1; EP0932063A2; JP4744659B2

Abstract

본 발명은 적어도 하나의 광 도체 및 수소 흡수 물질을 수납하는 사실상 기밀성 튜브를 갖는 케이블에 있어서, 양호하게는 금속 튜브(20)의 내부가 수소 흡수 물질의 수소 흡수 반응을 촉진하기 위한 촉매 물질 층(22)으로 피복된 케이블을 제공한다.

Description

적어도 하나의 광 도체 및 수소 흡수 물질을 수용하는 사실상 기밀성의 튜브를 갖는 케이블 {A CABLE HAVING A SUBSTANTIALLY GASTIGHT TUBE RECEIVING AT LEAST ONE OPTICAL CONDUCTOR AND A HYDROGEN-ABSORBENT SUBSTANCE}

본 발명은 하나 이상의 광 도체 및 수소 흡수 물질을 수용하는 사실상 기밀성의 튜브를 갖는 케이블에 관한 것이다.

광 도체는 원거리 통신 분야에서 공통적으로 사용되는 것이다. 대체로 데이터는 실리카(silica) 계열의 광 섬유에 의해 대략 1300 나노미터(nanometer) 또는 1550 나노미터의 파장으로 광학적으로 전송된다. 각각의 섬유는 중합체 재료의 층에 의해 보호되며, 보호층은 종종 몇몇 착색된 다른 중합체로 피복된다.

한 세트의 광 섬유를 조립하여 리본(ribbon)으로 묶을 수도 있다. 이 경우에도, 리본의 재료는 역시 중합체이다.

개개의 광 섬유 또는 광 섬유의 리본은 금속 튜브 또는 플라스틱 튜브에 배치된다.

광 섬유는 가스가 광 섬유의 전송 특성과 가능하게는 광 섬유의 기계적 특성을 열화시키기 때문에 수소에 노출되어서는 안된다. 섬유가 받게 되는 수소의 분압이 높을수록 열화가 심해진다.

수소는 특히 섬유의 피복을 구성하는 중합체 또는 섬유를 함께 리본으로 조립하는 재료가 분해되어서 발생한다. 수소는 또한 섬유를 튜브에 유지시키고 튜브가 터지거나 열화되는 경우 습기가 이동하지 않도록 하기 위해 튜브에 일반적으로 구비되는 충전재가 분해되어서 발생할 수도 있다.

이러한 분해는 노화에 의해 자연적으로 발생한다.

튜브가 플라스틱 재료로 제작될 때, 재료의 다공성으로 인해 수소가 배출된다. 튜브가 금속 또는 다른 비다공성 재료로 제작되게 되면, 수소는 튜브 내에 갖힌 상태로 있게 되고, 따라서 섬유의 광학적 특성은 점차 열화된다.

이런 문제를 해결하기 위해, 수소 발생 부식이 발생하는 것을 방지하도록 스테인리스 강으로 제작된 튜브를 사용하고, 수소 흡수 특성을 갖는 충전재를 제공하는 것으로 된 해법이 있다. 예컨대, 충전재는 중합체, 특히 팔라듐(palladium)과 같은 촉매가 혼합된 불포화 중합체일 수 있다.

스테인리스 강과 촉매 및 중합체의 이와 같은 혼합물은 값비싼 재료가 된다.

본 발명은 이런 단점을 해결하려는 것이다. 본 발명은 이런 중합체와 촉매의 혼합물 및/또는 스테인리스 강을 사용하지 않아도 되게 한다.

본 발명은 양호하게는 케이블의 금속 튜브의 내면이 본 발명의 목적을 위해 구비된 물질에 의해 수소의 흡수를 용이하게 하는 촉매 물질로 피복된 것을 특징으로 한다. 일 실시예에서, 수소 흡수 물질은 충전재를 구성한다. 다른 실시예에서, 수소 흡수 물질은 촉매 접촉층을 형성한다.

본 발명에서 대체로 무기물인 수소 흡수 물질과 촉매를 혼합하는 것이 필수적인 것이 아니다. 단지 수소 흡수 물질과 접촉하는 촉매를 부착하는 것이 필요하며, 가장 적절한 위치는 튜브의 내면이다. 이런 구성에 있어서, 본 발명에서는 수소 접촉 물질과 접촉하는 촉매의 특정 영역이 촉매가 충전재와 혼합되는 대응 특정 표면 영역보다 작기 때문에 촉매가 충전재와 혼합될 때에는 촉매 작용 효과가 효과적이지 못하다. 그럼에도 불구하고, 수소 흡수 효과는 만족스럽게 유지된다.

그러나, 촉매의 표면에 소정 정도의 거칠기를 주게 되면 수소 흡수 물질과 접촉하는 특정 표면 영역이 증가되어 촉매의 효율을 증가시키는 것이 가능하다. 예컨대, 이것은 촉매 상에 과립 상으로 분무시키거나, 촉매의 표면 상에 홈, 특히 종방향 홈을 제공함으로써 달성될 수 있다.

튜브는 그 내면이 촉매 물질로 피복된 금속 스트립으로 부터 제작될 수 있으며, 이 스트립은 튜브의 형상으로 성형되도록 되는 데, 일단 광 도체 및 충전재가 성형된 튜브로 공급되면 금속 스트립의 종방향 모서리는 서로 용접된다.

변형예에서, 모서리들을 서로 용접시키는 대신에, 금속 스트립의 한 종방향 가장자리가 다른 종방향 가장자리에 대해 접혀져서 두개의 가장자리가 서로 아교 접착된다. 수소 흡수 물질이 촉매와 접촉하는 층을 이룰 때, 예컨대 공중합체로 이루어질 수 있는 상기 층에 의해 아교 접착이 달성될 수 있다. 이런 변형예에서, 튜브는 용접될 때보다 덜 기밀성이다. 그러나, 수소가 자연적으로 누출되도록 하기에는 불충분하며, 따라서 수소 흡수 물질을 제공하는 것이 필요하다. 그러나, 이 경우, 튜브가 기밀성일 때와 같이 수소 흡수가 효과적일 필요는 없다.

촉매는 부식에 대해 금속 튜브를 보호하도록 채택되는 것이 바람직하다. 따라서, 스테인리스 강을 사용할 필요가 없다. 또한, 튜브의 외면을 내면 피복 재료와 같은 재료로 피복할 수도 있다.

실시예에서, 금속 튜브는 강, 특히 연강으로 제작되며, 튜브 내면의 피복은 촉매와 부식에 대해 강을 보호하기 위한 보호성 피복의 결합된 기능을 수행하는 니켈로 제작된다. 이 경우, 튜브를 부식에 대해 완전히 보호하기 위해 양 면(내면 및 외면)을 니켈 도금하는 것이 유리하다.

수소 흡수 물질은 촉매의 존재하에 개방되는 이중 결합(디엔)을 가지며, 이것은 수소를 개방형 이중 결합에 고정시키기에 용이하게 한다. 예컨대, 충전재는 실리콘계 또는 폴리올레핀계일 수 있으며, 후자의 경우, 폴리부타디엔 또는 폴리에틸렌 글리콜 또는 이들 두 물질의 조합일 수 있다.

수소 흡수 물질이 중합체 계열일 경우, 촉매로서 플라티늄 계열의 금속, 즉 원자의 주기율표에서 8족(VIII), 4, 5, 그리고 6 주기의 금속을 사용할 수 있으며, 양호하게는, 니켈 이외에 코발트, 팔라듐, 그리고 크롬을 사용할 수 있다.

본 발명의 다른 특성 및 장점들은 첨부 도면에 대한 인용 설명과 함께 주어진 몇몇 실시예에 대한 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도1은 본 발명의 케이블의 단면도.

도2는 본 발명의 케이블을 제작하기 위한 방법을 도시한 도면.

도3은 상이한 케이블을 제작하는 데 사용되는 스트립에 대한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 12, 14, 16, 18 : 광 파이버

20 : 튜브

30 : 흡수 물질

40 : 성형 위치

44 : 용접 위치

도1에 도시된 케이블은 내면이 니켈 또는 크롬층(22)으로 피복된 연강 튜브(20)의 내면에 배열된 다수의 광 파이버(10, 12, 14, 16, 18)를 포함한다. 그 두께는 중요하지 않다. 그러나, 실질적인 이유로 해서, 촉매층이 적어도 1 미크론인 것이 바람직하다. 튜브(20)의 외면도 니켈과 같은 보호층(24)으로 피복된다.

튜브(20)로 제작되는 강의 탄소 함량은 우선 도2에 도시된 바와 같은 튜브를 형성할 수 있고 다음으로 이런 종류의 케이블에 요구되는 강도를 제공할 수 있는 경도를 얻을 수 있도록 결정된다.

튜브(20)는 광 섬유(10 내지 18)가 묻혀 있는 충전재(30)로 충전된다. 충전재는 우선 튜브가 갑작스럽게 누출되는 경우 물이 튜브 내에서 이동하는 것을 방지하고, 다음으로 수소를 흡수하는 흡수 물질을 구성하는 역할을 한다. 튜브(20)의 내면을 덮는 니켈(22)은 수소가 흡수 물질(30)에 의해 흡수되도록 하는 작용을 위한 촉매를 구성한다.

예컨대, 흡수 물질은 실리콘 또는 폴리올레핀계일 수 있다. 폴리올레핀계인 경우, 폴리부타디엔 또는 폴리에틸렌 글리콜, 또는 이들 두 물질의 조합일 수 있다. 대체로, 충전재는 촉매의 존재하에 개방되는 이중 결합(디엔)을 가지며 이것은 개방형 이중 결합에 수소의 고정을 용이하게 한다. 충전재에 있어서, 부타디엔, 펜타디엔, 메틸부타디엔, 및 클로로-2-부타디엔으로부터 선택된 단량체를 중합화시킴으로써 얻어진 불포화 균질 중합체(homo polymer)로부터 얻어진 불포화 중합체를 사용할 수도 있다. 또한, 부타디엔, 펜타디엔, 메틸부타디엔, 및 클로로-2-부타디엔으로부터 선택된 제1 단량체, 및 스티렌, 비닐-4-피리딘 그리고 아클릴로니트릴로부터 선택된 제2 및/또는 제3 단량체를 중합화시킴으로써 얻어진 불포화된 공중합체 또는 삼중합체(terpolymer)를 선택할 수 있다. 또한, 비닐, 알릴, 그리고 이들의 혼합물로부터 선택된 적어도 하나의 불포화된 그룹을 함유하는 단량체를 불포화된 균질 중합체 또는 불포화된 공중합체 또는 삼중합체 상에 접목시킴으로써 얻어진 불포화된 중합체를 선택할 수 있으며, 단량체는 접목 단계후 적어도 하나의 불포화된 그룹을 함유한다.

흡수 물질이 실리콘 계열일 때, 아래와 같은 공식에 따르는 포화 실리콘 계열의 유기물 화합물을 사용할 수 있다.

이 공식에서, R 및 R'는 동일하거나 다를 수 있으며, 이것은 알킬, 알케닐(alkenyl), 또는 아닐 그룹을 나타내며, R'' 및 R'''도 동일하거나 다를 수 있으며 알케닐 그룹을 나타내며, n은 정수이다. 상기 공식에서 R 및 R'는 포화 또는 불포화 지방족 라디칼(radical)로부터 선택할 수 있으며, 이경우 R 및 R"은 불포화 지방출 라디칼이다.

수소 흡수 물질은 프랑스 특허 제2,588,388호에서 개시된 바와 같이 금속 산화물계일 수 있다.

튜브를 도1에서 개시된 바와 같이 제조하기 위해, 도2에 대한 아래의 설명에서와 같이 진행할 수 있다.

튜브(20)는 양 면이 니켈 도금된 연강으로 된 스트립(32)으로부터 성형하고, 그 위에 광 섬유의 릴(34, 36, 38)을 놓는다. 스트립(32)은 성형 위치(40)에서 튜브(20)로 성형된다. 충전재는 성형 위치(40)에서 튜브로 공급된다. 충전 수단은 파이프(42)에 의해 도면 상에 상징적으로 표현되었다.

성형 위치(4)로부터 하류에는, 스트립이 성형된 후 스트립(32)의 종방향 모서리를 서로 용접시키기 위해 예컨대, 전기 용접 또는 고온 레이저 용접을 수행하기 위한 위치인 용접 위치(44)가 제공된다.

용접 위치(44)로부터 하류에는, 튜브 절곡 위치(46)가 제공된다. 케이블은 이 절곡 위치 후에 완전히 완료된다.

변형예에서, 수소 흡수 물질은 촉매 층 상에 부착된 층을 형성한다. 이 경우, 습기가 케이블 내에서 이동하는 것을 방지하는 역할을 하는 충전재가 반드시 자체적으로 수소 충전 흡수 성질을 가져야만 하는 것은 아니다. 이 변형예에서, 금속 스트립의 종방향 모서리를 서로 용접해야만하는 것을 방지하기 위해 수소 흡수 물질층을 만드는 물질의 접착 특성의 장점을 이용할 수도 있다. 이 경우, 스트립의 가장자리는 서로 겹쳐지기만 하면 된다.

도3은 금속 스트립 튜브(20), 금속 스트립의 한 면 상에 촉매를 형성하는 니켈 또는 크롬층(22), 및 촉매 층(22) 상에 부착된 수소 흡수 물질층(52)을 포함하는 스트립(50)을 도시한다.

이 실시예에도 불구하고, 수소 흡수 물질과 접촉하는 촉매의 특정 표면 영역을 최대화하는 것은 유리하다. 이 목적을 위해, 촉매의 층(22)은 거친 표면을 갖는다. 예컨대, 이 거칠기는 금속 표면에 니켈 또는 크롬을 분말 형태로 분무하거나, 특히 촉매 층의 종방향 홈에 홈을 제공함으로서 얻어질 수 있다.

본 발명에 의하면 광 섬유가 수소에 노출되지 않기 때문에 광 섬유의 전송 특성 및 기계적 특성을 열화시키지 않게 된다.

Claims

적어도 하나의 광 도체 및 수소 흡수 물질을 수납하는 사실상 기밀성 튜브를 갖는 케이블에 있어서, 양호하게는 금속 튜브(20)의 내부가 수소 흡수 물질의 수소 흡수 반응을 촉진하기 위한 촉매 물질 층(22)으로 피복된 것을 특징으로 하는 케이블.
제1항에 있어서, 상기 수소 흡수 물질은 튜브를 충전시키기 위한 충전재를 구성하는 것을 특징으로 하는 케이블.
제1항에 있어서, 상기 수소 흡수 물질은 촉매 물질 층(22)에 부착된 층(52)을 형성하는 것을 특징으로 하는 케이블.
제3항에 있어서, 상기 수소 흡수 물질의 층은 접착성을 갖는 것을 특징으로 하는 케이블.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매 물질의 층은 거친 것을 특징으로 하는 케이블.
제5항에 있어서, 상기 촉매 물질의 층에는 예컨대 종방향 홈인 홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 케이블.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매 물질은 튜브를 부식으로부터 보호하기 위해 보호 피복을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블.
제7항에 있어서, 상기 튜브의 외면에는 외면을 부식으로부터 보호하는 역할을 하고 양호하게는 내면의 층과 동일한 보호층이 구비된 것을 특징으로 하는 케이블.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수소 흡수 물질은 유기물 재료, 특히 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블.
제9항에 있어서, 상기 수소 흡수 물질은 촉매가 존재할 때 개방되는 이중 결합을 가지고, 이것은 개방된 이중 결합에 수소를 용이하게 고정시키는 것을 특징으로 하는 케이블.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 촉매는 원자의 주기율표에서 8족(VIII), 4, 5, 및 6 주기의 그룹으로부터의 플라티늄을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블.
제11항에 있어서, 상기 촉매 재료는 니켈 또는 크롬을 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블.
상기 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기밀성 튜브는 강, 특히 연강으로 제조된 것을 특징으로 하는 케이블.
상기 항 중 어느 한 항에 따르는 케이블의 제조 방법에 있어서, 금속 스트립의 내부를 촉매 물질로 피복하는 단계와, 상기 금속 스트립을 튜브 형상으로 성형하는 단계와, 상기 튜브 내로 광 도체 및 충전 물질을 삽입하는 단계와, 상기 튜브를 용접한 후 절곡시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 따르는 케이블의 제조 방법에 있어서, 금속 스트립의 내부를 그 자체가 수소 흡수 물질로 피복된 촉매 물질로 피복하는 단계와, 상기 금속 스트립의 가장 자리를 겹침으로써 튜브 형상으로 성형하는 단계와, 상기 겹쳐진 가장 자리를 아교 접착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서, 상기 수소 흡수 물질의 층이 아교 접착을 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.