초록 ▼

본 연구에서는 불소 및 실록산 그룹을 구조 내에 함유한 광학접착제 올리고머를 합성 및 특성 조사, 배합에 따른 광경화성, 접착력을 조절하여 반응공정이 간단한 광학접착제를 개발하였다. 개발된 아크릴릭 올리고머들 가운데 0.75 몰의 아크릴 펜덴트 그룹을 갖는 AOA-A가 경화속도, 전환율 그리고 경화밀도 관점에서 우수하여, AOA-A를 근거한 광 경화형 접착제를 개발하였다. 광경화 접착제에서 AOA-A의 함량이 증가할수록 불소 함량 때문에 굴절률 및 표면장력이 감소하였다. 15 중량% 포함된 광 접착제가 $1.3\;{\mu}

본 연구에서는 불소 및 실록산 그룹을 구조 내에 함유한 광학접착제 올리고머를 합성 및 특성 조사, 배합에 따른 광경화성, 접착력을 조절하여 반응공정이 간단한 광학접착제를 개발하였다. 개발된 아크릴릭 올리고머들 가운데 0.75 몰의 아크릴 펜덴트 그룹을 갖는 AOA-A가 경화속도, 전환율 그리고 경화밀도 관점에서 우수하여, AOA-A를 근거한 광 경화형 접착제를 개발하였다. 광경화 접착제에서 AOA-A의 함량이 증가할수록 불소 함량 때문에 굴절률 및 표면장력이 감소하였다. 15 중량% 포함된 광 접착제가 $1.3\;{\mu}m$와 $1.55\;{\mu}m$ 영역에서 광투과율이 90% 이상으로 요구되는 물성에 만족하였다. 최종적으로 15 중량의 AOA-A, 80 중량의 에폭시 아크릴레이트, 20 중량의 이소보닐 메타크릴레이트, 3중량의 광 개시제에 근거한 광 경화형 접착제 최적 배합을 도출하였다. 개발된 광 경화형 접착제는 광통신에서 요구되는 제반물성 즉, 내화학성, 내열성, 치수 안정성 등에 만족하였다. 이 최적 배합에 20 중량%의 콜로이달 실리카의 첨가는 더욱 더 경화 수축율 및 유리섬유의 부착성을 증진하였다. 결론적으로, 20중량%의 실리카를 포함하는 광경화 접착제의 최적 배합은 외국사 제품(즉 NTT 흑 ICI)등과 비교 할만한 물성을 보여 주었다. 따라서 본 연구 개발을 통한 광통신용 광경화형 접착제는 현재 양산 및 상품화 단계에 있다.

Abstract ▼

In order to develop the photo-curable adhesive for optical communication, the process reliable acrylic oligomers having fluorine atoms, vinyl group and siloxane group was prepared, and formulated with other photo-curable ingredients to investigated it′s properties. In the series of acrylic oligomers

In order to develop the photo-curable adhesive for optical communication, the process reliable acrylic oligomers having fluorine atoms, vinyl group and siloxane group was prepared, and formulated with other photo-curable ingredients to investigated it′s properties. In the series of acrylic oligomers with different ratio of functional groups, AOA-A having 0.75 mol of pendant acrylic groups showed the best behaviors in curing speed, conversion and curing density. As the content of AOA-A was increased in the optical adhesive formulation, refractive index and surface tension were decreased due to the fluorine content. The optical transmittance at the range of $1.3\;{\mu}m$ to $1.55\;{\mu}m$ was higher than 90 % in the adhesive formulation of AOA-A 15 wt%. Finally, an optimum adhesive formulation based on AOA-A 15 wt, epoxy acrylate 80 wt, isobornyl methacrylate 20 wt, and photo-initiator 3 wt meat to the required properties for the optical adhesives, including chemical resistance, thermal resistance and dimension stability. The addition colloidal silica to the above optimum formulation was helpful to the decreasing of cross-linking volume contraction and increasing of glass fiber adhesion. In conclusion, the optical adhesive formulation of the obtained formulation including 20 we% colloidal silica showed comparable properties with other commercialized product (e. g. NTT or ICI adhesives). Therefore, it is going to scale up and commercialize the developed adhesive based on Q-sys own technology.

목차 Contents

• 제 1 장. 서론...11
• 제 1절. 연구개발의 필요성 및 목표...11
• 1. 연구의 필요성...11
• 2. 국내·외 관련 기술 현황...13
• 3. 연구의 목표...14
• 제 2 장. 기술개발의 내용 및 실험...16
• 제 1절. 시약, 기기...16
• 1. 시약...16
• 2. 기기...17
• 제 2절. 광경화형 광학 접착제 올리고머 합성...19
• 1. 서론...19
• 2. 합성의 원리...21
• 2.1 유·무기 하이브리드 원리...21
• 2.2 굴절률 제어...23
• 2.3 본 연구의 개발 방향...24
• 3. 접착제 합성...28
• 3.1 AOA-M 광학 접착제 올리고머 합성...28
• 3.2 AOA-A 광학 접착제 올리고머 합성...29
• 3.3 AOA-S 광학 접착제 올리고머 합성...30
• 4. 접착제 분자량 조절 및 에폭시 수지와 혼용성...31
• 5. 광학 접착제 올리고머의 특성 평가...33
• 제 3절. 광경화형 광학 접착제 조제...36
• 1. 서론...36
• 2. 원료...39
• 2.1 광학 접착제 올리고머...39
• 2.2 올리고머...39
• 2.3 모노머...42
• 2.4 광개시제...42
• 2.5 첨가제...42
• 2.6 충진제...42
• 3. 접착제의 예비 수지 조성물 제조...43
• 3.1 광경화형 광학 접착제 수지 조성물(I)...43
• 3.2 광경화형 광학 접착제 수지 조성물(ll)...47
• 제 4절. 도막제조...49
• 제 5절. 물성...51
• 1. 내화학성 (MEK)...51
• 2. 진자경도 시험...51
• 3. 전단 접착력...51
• 4. 내습열성...52
• 5. 경화 수축률 (ASTM D-792)...52
• 6. 표면장력...54
• 7. 팽윤도...55
• 8. 주사전자현미경...55
• 9. 굴절률...55
• 10. 광투과율...55
• 11. 저장안정성...56
• 12. 열팽창률...56
• 13. FT-IR/ATR...56
• 14. Real-time FT-IR...57
• 15. Photo-DSC...57
• 제 3 장. 결과 및 고찰...59
• 제 1절. 광학 접착제 올리고머(AOA-A)를 함유하고 있는 접착제의 물성...59
• 1. 도막물성...59
• 2. 접착제의 표면장력...64
• 3. 접착제의 팽윤거동...67
• 4. AOA-A가 기재와의 접착면 모폴로지에 미치는 영향...69
• 5. 굴절률 시험...71
• 6. 광투과율 제어 기술 개발...72
• 7. 광손실율 제어 기술 개발...77
• 8. 광학 접착제의 경화물성 분석...82
• 8.1 Photo-DSC를 이용한 경화성 평가...82
• 8.2 Real Time-FTIR/ATR을 이용한 경화성 평가...87
• 8.3 FTIR/ATR을 이용한 경화도 평가...91
• 제 2절. 온도 조건에 따른 경화성 평가...95
• 1. Photo-DSC를 이용한 온도의 영향...95
• 제 3절. 콜로이달 실리카를 함유한 광학 접착제의 물성...99
• 1. 도막물성...99
• 2. 콜로이달 실리카를 함유한 광학 접착제의 모폴로지...103
• 3. 롤로이달 실리카를 함유한 광학 접착제의 광투과율 제어 기술 개발...104
• 4. 콜로이달 실리카를 함유한 광학 접착제의 경화성 평가...105
• 제 4절. 저장안정성...107
• 1. 저장안정성의 원리...107
• 2. 산화방지제 함유에 따른 저장안정성...108
• 제 4 장. 신뢰성 실험...110
• 제 1절. 적용 실험(Ⅰ)...110
• 1. 광커플러(Optical Coupler)의 적용 실험...110
• 2. 실험 방법...111
• 3. 결과 및 고찰...112
• 제 2절. 적용 실험(Ⅱ)...113
• 1. 커넥터에 적용 실험...113
• 2. 실험 방법...117
• 3. 결과 및 고찰...118
• 제 5 장. 결론...120
• 제 1절. 평가 항목 및 결과...120
• 1. 굴절률 제어...120
• 2. 광투과율...120
• 3. 접착 강도...121
• 4. 내습열성에 따른 접착력...121
• 5. 광경화성...121
• 6. 경화 수축률...122
• 7 열팽창 계수...122
• 8. 최종결과...123
• 제 2절. 결 론...124
• 참고문헌...125
• 부 록(Ⅰ)...132
• 부 록(Ⅱ)...137
• 부 록(Ⅲ)...141