KR0137668B1 - 광섬유 케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광섬유 코어 및 플라스틱 피복물을 구비하는 광섬유 케이블에 관한 것으로, 상기 광섬유 케이블은 운모 성분을 구비하는 합성물을 포함하는 방화재가 주입된후에 상기 코어가 열 분해되지 않도록 보호하기 위해 상기 코어 주위에 감싸여지는 섬유유리 테이프를 구비하는 코어 외피를 구비하며, 상기 합성물은 운모 성분, 플로오르폴리머 성분 및 실리콘을 구비한다.

Description

광섬유 케이블

제1도는 본 발명의 광섬유 케이블의 투시도.

제2도는 제1도 케이블의 끝 단면을 도시한 도면.

제3도는 빌딩내에 위치된 본 발명의 케이블을 도시하는 빌딩의 투시도.

제4도는 본 발명의 또다른 케이블의 투시도.

제5도는제4도 케이블의 끝 단면을 도시한 도면.

제6도는 종래 기술의 케이블과 본 발명의 케이블에 대한 한 실시예의 스트레인에 대한 힘의 곡선을 도시하는 도면.

제7도는 본 발명의 케이블의 다른 실시예의 끝 단면을 도시하는 도면.

제8도는 본 발명의 케이블의 또다른 실시예의 끝 단면을 도시하는 도면.

제9도는 본 발명의 라이저 광섬유 케이블의 투시도.

제10도는 제9도의 광섬유 케이블의 끝 단면을 도시하는 도면.

제11도는 플루트된 플리넘 광섬유 케이블의 끝 단면을 도시한 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20:케이블25:코어

30:관형부재

본 발명은 라이저(risers) 및 플리넘(plenums)에서와 같이, 빌딩내에서 그리고 그에 인접하게 사용하기 적합한 광섬유 케이블(optical fiber cables)에 관한 것이다.

빌딩에 대한 전화 서비스(telephone service to buildings)는 드롭 케이블(drop cables)에 의해 제공되지만, 빌딩내의 전화 서비스는 라이저 케이블(riser cables)에 의해 제공된다. 일반적으로, 케이블은 비교적 긴 거리가 될 수 있는 맨홀에서 빌딩까지의 도관(conduit)내에서 끌어당겨지게 된다. 라이저 케이블은 지하실 천장으로부터 위층 마루까지 위쪽으로 연장되어 있으며, 배선 클로짓(wiring closets)에 접속된다. 라이저 케이블이 끌어당겨지는 수직 거리는 상당히 클 수 있다. 따라서, 라이저 케이블은 적절한 강도 특성(strength characteristics)을 지녀야한다. 또한, 빌딩 케이블은 크기(size)와 관련하여 조절되어야만 한다.

또 하나의 고려 사항은 라이저 케이블은 구성중에 이용가능한 연료 내용(fuel content)에 실제로 부가되어서는 안된다는 것이다. 또한, 라이저 케이블은 층간의 불꽃 및 연기(flame and smoke)의 퍼짐을 최소화하도록 불꽃 저항성과 연기방출에 대한 국제 전기 코드(NEC) 표준에 합치해야 한다.

불꽃 퍼짐과 연기 방출에 대한 저항은 플리넘 케이블에 요구되는 성질이다. 많은 빌딩 건축시에, 플리넘(plenum)은 끝마무리된 천장과 구조적인 바닥 패널사이에 제공된다. 플리넘은 컴퓨터 및 경보 시스템에 대한 것들을 포함하는 통신 케이블 설치를 위한 편리한 장소가 된다. 그러한 케이블은 바닥위에 있는 배선 클로짓(wiring closet)으로 연장되어, 라이저 케이블에 연결된다.

이들 플리넘은 각각의 바닥의 길이 및 폭 전체를 통하여 연속됨은 당연하다. 화재가 바닥과 드롭 천장 사이의 영역(area between a floor and a drop ceiling)에서 발생할 때, 불은 그 영역을 둘러싸고 있는 벽과 다른 빌딩 요소에 의해 봉쇄될 수 있다. 그러나, 만약 불길이 플리넘에 도달하고, 그리고 인화성 물질이 플리넘에 있다면, 불과 연기는 빌딩의 전체 층을 통하여 빠르게 번질 수 있다.

일반적으로, 코어를 둘러싸고 있고 단지 종래의 플라스틱 피복물을 포함하는 케이블 외장 시스템은, 라이저나 또는 플리넘에서 사용하기에 적절한 불꽃 퍼짐과 연기 방출 특성을 갖고 있지 않다. 그러한 케이블에 있어서는 온도가 증가함에 따라서 피복물 재료가 녹기 시작한다. 결국, 까맣게 타버린 피복물은 변질되기 시작한다. 까맣게 타버린 피복물이 보전 상태를 유지한다면, 그것은 코어를 절연하는 기능을 하고, 그렇지 않다면, 피복물내의 코어와 다른 외장 시스템 성분을 포한하는 피복물의 내부가 높은 온도에 노출된다. 피복물과 그 내부의 성분들은 연소하기 시작하여 인화성 가스를 내뿜는다. 이 가스들은 점화하게 되며, 플리넘내의 공기 유동으로 인하여 불길을 전파시키고 연기를 방출하는 불길 확산 영역을 넓혀 태운게 된다.

일반적으로, 국제 전기 코드는 플리넘과 라이저내의 전력 제한 케이블은 금속 전선관(metal conduit)으로 둘러싸여 있는 것을 요구한다. 통신 케이블용 금속전선관의 초기 단가는 비교적 비싸며, 또한 전선관은 비교적 유연하지 않으므로 플리넘에서 다루기에 곤란하다. 그러나, 코드(법령)는 그러한 케이블들이 언더라이터 래버러터리즈(Underwriters Laboratories)와 같은 기관에 의해 검사되어 승인되면 이러한 요구에 대한 어떤 예외를 인정한다.

수용가능한 플리넘과 라이저 케이블 설계의 문제는 루프(loop)로부터 빌딩분산 시스템까지 광섬유 전송 매체 사용을 연장하는 경향 때문에 약간 복잡하다. 광섬유는 전송력 저하를 방지해야할 뿐만 아니라 구리 전도체의 특성과 상당히 다른 특성을 가지므로, 특별한 처리를 요구한다. 광선송 광섬유들은 기계적으로 유연하므로, 인장 하중하에서는 낮은 스트레인 분열을 나타내며 구부러질 때는 광전송을 감쇠시킨다. 구부러짐으로 야기된 전송의 감쇠는 마이크로벤딩 손실이라고 알려져있다. 이러한 손실은, 피복물 재료의 온도 특성이 밀폐된 광섬유의 온도 특성과 상당히 다를 때 다른 열 수축과 피복물의 냉각중의 수축으로 인하여 나타날 수 있다.

종래의 기술은 실례로 플루오르폴리머(fluoropolymers)의 사용을 통하여 불길 퍼짐과 연기 방출에 기여하는 케이블 피복물의 문제를 다루어왔다. 종래의 작은 크기의 플리넘 케이블에서, 외장 시스템은 플루오르카본 수지가 주입되어 있고 코어를 둘러싸는 직조 물질층을 포함한다. 직조층은 그를 통하는 가스 흐름을 초소화시키고 코어에 대한 열전달을 지연시키기에 충분히 낮은 공기 침투성을 갖고 있다. 돌출가능한 플루오르폴리머 재료의 외부 피복물은 직조 재료의 층을 둘러싼다.

여전히 필요하면서, 종래 기술에 의해 제공되지 않았던 것은, 광섬유 코어에 대해 불길 퍼짐과 연기 방출에 대한 적합한 저항을 제공하는 비교적 복잡하지 않은 외장 시스템에 종래의 코팅된 광섬유가 둘러싸여 있는 케이블이다. 그러한 외장 시스템은 실제로 케이블의 직경에 부가되지 않으며 적합한 강도 특성을 갖고있는 것이어야만 한다.

종래 기술의 서두의 문제들은 본 발명의 케이블에 의해 극복되었다. 본 발명의 케이블은 외장 시스템내에 둘러싸여 있는 적어도 하나의 광섬유를 포함하는 코어를 구비한다. 외장 시스템은 양호한 실시예에 있어서, 직조이며 또한 운모 성분을 구비하는 적합한 열 저항 재료가 주입되어 있는 섬유유리 테이프를 포함한다. 양호한 실시에에서, 열 저항 재료는 폴리테트라플루오르에틸렌과 같은 플루오르카본 재료, 운모 성분, 및 실리콘 재료를 구비하는 물질의 합성물이다. 상기 주입되어 있는 섬유유리 테이프위에는 양호한 실시예에서 플루오르폴리머 플라스틱 재료를 구비하는 플라스틱 피복물이 제공된다. 앞서 설명된 케이블은 빌딩에서 라이저 또는 플리넘으로서 사용될 수 있다.

빌딩에 서비스를 제공하는 것들을 포함하는 어떤 빌딩 케이블에 있어서, 케이블 코어는 관형태인 플라스틱 부재로 둘러싸여있다. 관형 부재는 주입되어 있는 직조 섬유유리 테이프와 플라스틱 피복물을 구비하는 비금속 외장 시스템으로 둘러싸여 있다. 직조 섬유유리 테이프와 피복물사이에는 강도 부재층이 삽입되어 있다. 제1다수의 강도 부재들은 비교적 유연하며, 제2다수의 강도부재들은 충분한 압축 강도를 갖고있고 케이블의 수축을 금지시키기에 효과적인 합성물 배치를 제공하도록 피복물에 충분히 결합되어있다. 제1 및 제2다수의 강도 부재들은 선정된 값을 초과하지 않는 일정 스트레인으로 소정의 부하 전달 능력을 갖고있는 케이블을 제공하기 위해 협동한다.

양호한 실시예에 있어서, 강도부재들은 섬유유리 테이프를 연결하는 내부층과 내부층을 연결하는 외부층의 두 층으로 배치되어 있다. 예측되는 비틀림력에 대항하는 능력이 있는 강도 부재는 가장 외부층에 배치되는 반면, 비교적 유연하며 주로 장력에 대항하는 강도 부재는 적어도 가장 내부층에 배치된다. 양호하게, 비틀림에 대항하는 능력이 있는 강도 부재들은 장대형이며 유리섬유 필라멘트로 구성되는 반면, 다른 강도 부재들은 비교적 유연하고 유리 필라멘트로 구성된다.

제1도 및 제2도에는 번호 20으로 지정되어 있는 케이블이 도시되어 있다. 케이블(20)은 최하부의 입구볼트(23)에 있는 광 말단 클로짓(22)과 상층에 있는 배선 클로짓(24)사이를 연결하기 위해 빌딩(21)(제3도)내에서 라이저 케이블(riser cable)로서 사용하기에 적합하다.

케이블(20)은 바인더(27)에 의해 함께 각각 결합되는 다수의 광섬유 유닛(26-26)을 구비하는 코어(25)를 포함한다. 각각의 유닛은 표준 또는 비표준 광섬유를 포함하며, 그 각각은 통상 폴리비닐 클로라이드(PVC)의 버퍼 코팅을 가질 수 있는 피복된 광섬유를 포함한다. 코어(25)도 다수의 광섬유 리본(29-29)(제4도 및 제5도)를 구비할 수 있다. 케이블(20)의 외부 직경은 일반적으로 약 1.27㎝ 또는 그 보다 작아야 한다는 것을 이해해야만 한다. 본 발명은 그러한 크기의 케이블에 제한되지는 않지만, 최근의 광섬유 케이블은 일반적으로 상기의 직경을 초과하지 않는다.

코어(22)를 둘러싸고 있는 것은 관형부재(30)이다. 일반적으로, 관형부재(30)는 실례로 pvc와 같은 방화재 플라스틱 재료로 만들어진다. 관형 부재(30)는 번호 32로 지정되어 있는 외장 시스템으로 둘러싸여 있다. 제1-2 및 4-5도에 도시된 바와 같이, 외장 시스템(32)은 테이프 형태의 코어 외피(35), 강도 부재 시스템(36) 및 플라스틱 외부 피복물(37)을 포함한다.

코어 외피(35)는 비금속이며 불길 퍼짐과 연기 방출의 저지를 충분히 향상시키는 재료가 주입되어 있는 섬유유리 테이프를 구비한다. 그러한 케이블에 있어서, 전도성 및 대류적 열흐름에 대한 적합한 저항이 제공되어야 한다.

양호한 실시예에서, 테이프는 케이블(20)에 강도를 제공하는 직조 섬유유리 재료이다. 비직조 재료는 코어 외피 케이블을 위해 사용될 수 있으나 직조 테이프 보다 용적이 커지며, 그러한 용적은 주입 재료를 보유하는데 필요치 않다. 또한 직조 테이프가 주입시키는데 더 용이하다는 것이 발견되었다. 테이프(35)는 실례로 CHR 인더스트리 인코포레이티드의 TT 디비젼사의 TEMP-R-GLAS

테이프 같이 상업적으로 유효하다. 직조 유리 테이프는 비교적 낮은 열전도성을 갖고 있는 재료가 주입될 때 예기치 않은 강력한 불길 및 연기 저항 특성과 비교적 높은 절연체 강도를 나타낸다.

전도성 및 대류성 열흐름에 대한 테이프(35)의 저항은 주입 재료에 의해 결정되는 것으로 알려져있다. 양호한 실시예에서, 테이프(35)는 운모 구성성분을 포함하는 물질의 합성물이 주입된 직조 섬유유리 테이프이다. 특히, 물질의 주입 합성물은 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)와 같은 플루오르폴리머 재료, 운모, 및 실리콘을 포함한다. 또한, 그 합성물은 중량에 있어서 PTFE 의 약 12 내지 25％ 및 실리콘의 약 25-37％를 포함한다.

플루오르폴리머와 운모 구성물은 열저항 특성을 합성물에 전달하는 반면, 실리콘은 섬유유리에 대한 윤활제로서 기능한다. 실리콘은 또한 직조 섬유유리 테이프를 주입시키는데 사용되는 슬러리(slurry)를 좀더 수성이 되게 한다. 실리콘과 함께 운모 구성물을 포함하는 주입재료는 직조 유리의 표면에서 공모양으로 분열되어 매우 작은 부스러기로되는 약간 주름잡히는 재료의 결과가 됨은 이미 알려져있다. 플루오르폴리머 구성물은 주름잡히는 식으로 건조 또는 경화되지 않게 주입재료를 용액에 섞는데 도움을 준다.

주입재료는 전도 및 대류성 열흐름에 대한 예기치 않은 우수한 저항을 케이블(20)에 제공한다. 실례로, 주입된 테이프의 K 값은 약 0.000013 cal·㎠ sec℃ 정도 만큼 낮으며, 이러한 것은 미국특허 4,595,793에 도시된 테이프에 대한 0.00024 내지 0.004 cal·㎝/㎠ sec℃의 K 값에 대한 상당한 개선이다.

테이프(35)는 횡축의 솔기(seam)를 갖도록 관형 부재(30) 주위에 싸여져야만 한다. 중첩된 솔기는 케이블의 방화성을 더 향상시킨다.

본 발명의 양호한 실시예는 또한 크기(size)측면에서 볼 때 유리하다. 실리콘으로 주입되는 직조 섬유 유리 테이프는 단지 약 0.018㎝의 두께를 갖고 있다. 또 한편으로는, 운모 재료, 실리콘 및 PTFE를 포함하는 재료의 합성물로 주입된 섬유 유리 테이프는 0.008㎝ 만큼 낮은 두께를 가질 수 있다. 명백한 바와 같이, 이러한 두께는 약 0.127㎝의 두께를 갖고 있는 상술된 NOMEX

-KEVLAR

아라미드(aramid) 테이프와 같은 종래의 방화제 테이프에 비교해볼 때 실질적인 향상이다. 테이프(35)는 상업적으로 구입가능한 다른 외장 시스템 보다 낮은 열전도성은 물론이고 낮은 전도 및 대류 값을 갖고 있는 외장 시스템을 제공한다.

피복물(37)은 코어 외피 테이프(35)를 둘러싸고 있다. 양호한 실시예에서, 피복물(37)은 폴리비닐 클로라이드 플라스틱 재료 또는 폴리비닐리딘 플루오라이드 재료를 포함한다.

빌딩 라이저 케이블에 대하여, 케이블 강도는 실례로, 코어 외피(35)와 플라스틱 피복물(37) 사이에 끼워져있는 KEVLAR

아라미드 또는 유리 부재를 포함하는 절연체 강도 부재에 의해 제공된다.

강도 부재 시스템(36)은 몇몇 기준을 만족해야만 한다. 먼저, 그것은, 휨은 물론이고 온도 사이클링에 의해 유도된 압박에 버티는 충분한 힘을 가져야하고, 장력의 면에서, 휨과 당김에 의해 유발되는 압박에 버티는 충분한 강도를 가져야만 한다. 적어도 강도 부재 시스템의 부분은 상기 강도 부재 시스템의 일부와 피복물이 굽음에 대항하는 합성물 배열을 제공하도록 하기 위하여 피복물에 충분히 결합되야만 한다. 또한 케이블은 비교적 유연해야만 하며, 강도 부재 시스템 부분들의 절단 모양은 과도하게 커서는 안된다.

강도 부재 시스템(36)은 코어 외피(35)와 연결되는 비교적 유연한 강도 부재(42-42)의 내부 제1층(41)(제1-2 및 4-5도)을 포함한다. 강도 부재(42-42)의 각각은 실례로 수지 재료로 주입되는 PPG 인더스트리즈에 의해 생산된 유리 로빙(roving) 또는 얀(yarn)과 같은 유리 섬유 부재를 포함한다. 양호한 실시예에서, 강도 부재(42-42)의 각각은 유리 로빙이며 코어 외피 테이프(35)주위에 나선형으로 싸여져있다. 각각의 로빙은 1퍼센트 스트레인 당 약 88 lbs의 장력의 부하 전달 능력을 갖고 있는 것을 특징으로 한다. 단위 스트레인당 로드는 강도로서 정의 된다.

강도 부재 시스템(36)의 또다른 특성은 내부층(40)의 강도 부재(42-42)와 연결되는 강도부재의 외부 제2층(50)이다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 다수의 외부층의 강도부재 각각은 52로 지정되어 있고 얀 또는 로빙의 형태인 유리 섬유로 만들어지는 비교적 구부러지지 않는 장대형 부재를 포함한다. 그러한 유리 장대들은 지정 E-유리 테이프 조건하에 에어 로지스틱 코포레이션으로부터 상업적으로 구입 가능하다. 제1-2 및 4-5도에 도시된 실시예에서, 외부층(50)은 또한 몇 개의 강도 부재(42-42)를 포함한다. 양호한 실시예에서, 외부층의 강도부재(52-52 및 42-42)는 내부층의 강도부재 주위에 나선형으로 싸여있으나, 내부층의 강도 부재들과는 반대의 나선 방향으로 싸여있다.

양호한 실시예에서, 강도부재 시스템이 두 층의 나선형으로 싸여있는 강도부재를 포함하고는 있지만, 다른 배열도 역시 본 발명의 영역내에 속한다. 실례로, 케이블(20)의 강도 부재들은 의도된 스트랜딩(stranding) 없이도 케이블에 합체될 수 있다.

또한, 강도 부재들이 단일층에 배치될 수도 있다. 이것은 특히, 리본 코어 케이블에서 적합하다. 상기 리본 코어 케이블에서, 관형부재(30)의 외부 직경은 제1 및 2도의 케이블에 비교해 더 크므로, 다수의 강도 부재가 그 주변 부위에 배치될 수 있다.

장대형 부재(52-52)의 각각과 양호한 실시예의 비교적 유연한 강도부재(42-42)가 E-유리 섬유 필라멘트로 만들어지는 기판을 포함하는 것을 주목해야만 된다. 각각의 기판은 4000 개의 섬유 유리 필라멘트를 포함한다. 양호한 실시예의 강도 부재(52-52)에 대하여, 기판은 에폭시 재료로 주입된다. 이것은 기판을 비교적 단단하게 하며 장력은 물론이고 예기된 압축응력에 견디는 능력을 제공한다. 예상된 압축응력은 온도 사이클링에 의해 유도되는 것들 예로, 피복물 재료의 초기 수축을 포함한다. 양호한 실시예에서, 각각의 강도부재(52)는 1퍼센트 스트레인당 약 78 lbs의 장력을 갖는 것을 특징으로 한다.

내부층(41)의 강도 부재에 대하여, 그리고 양호한 실시예의 외부층(50)의 몇몇 강도부재에 대하여, 유리 섬유 구조는 로빙이며, 적당한 강도 특성을 유지하도록 더 처리되야만 한다. 유리 섬유들이 크기에 따라서 배열될지라도, 크기는 그들이 케이블(20)의 장력 로딩동안 서로에 관하여 미끄러질 때 섬유들 사이의 마모를 방지하기에 충분치 않다. 따라서, 로빙의 장력 강도 특성의 감쇠를 막기 위하여 폴리우레탄 매트릭스 재료가 주입된다. 에폭시 재료와 같지않게, 폴리우레탄 재료는 로빙이 비교적 굽지않게 되도록 하지 못한다. 대신에 그것은 유리 로빙의 유연성과 장력 강도를 보존해주며 섬유들 사이에 미끄러짐이 발생할 때 섬유들 사이의 마모를 막아준다. 강도부재(42-42)들은 충분히 유연성이 있으며 대부분 케이블(20)이 비교적 유연성있게 되게 하는데 충분하다.

제1-2 및 4-5도의 케이블의 토오크 균형은 강도부재의 층들 사이에 내부 피복물이 없어 양층의 강도부재에 대한 동일한 레이 렝쓰(lay length)를 사용할 수 있기 때문에 보다 쉽게 이루어진다. 더구나, 종래의 어떤 케이블의 길이보다도 더 긴 레이 렝쓰가 사용될 수도 있다. 이것은 케이블의 제조동안 높은 생산속도의 사용도 허용한다.

케이블이 적당한 강도 특성을 갖도록 하기 위하여, 강도부재 시스템(36)은 피복물(37)에 결합되야만 한다. 외부 피복물의 플라스틱이 강도부재의 부분들을 둘러싸므로 그들에 결합된다. 피복물에 대한 강돌부재의 결합이 초과적인 경우, 케이블의 피복물(37)에 대한 결합을 제어하기 위한 예비설비가 준비되야만 한다.

제1-2 및 4-5도의 배열은 강도 부재와 피복물(37) 사이의 어떠한 결합도 제어하기에 효과적이다. 강도 부재들의 부분들은 플라스틱 피복물(37)과의 결합이 상당히 어렵다. 코어 튜브(30)를 연결하는 내부층의 부분들과 서로 연결하는 각각의 층의 강도 부재의 부분들은 플라스틱 물질이 끼워지지 않기 때문에 피복물으로 부터 분리된다. 이러한 배열의 결과로, 관형 부재(30)를 따라 배치되며 다수의 횡축으로 연장되는 강도 부재에 미끄러운 평면이 제공된다.

제조시, 강도 부재는 강도 부재의 표면 부분이 코어 외피와 서로간에 접촉하도록 하기 위하여 장력하에 테이프(35) 주위에 배치되게 된다. 그후, 피복물(37)은 강도 부재위로 압력-사출된다. 강도부재의 내부층(41)과 코어 외피 사이 그리고 강도 부재의 내부 및 외부층 사이의 접촉은, 표면 부분에 대한 피복물 플라스틱 밀림의 흐름을 저지하게 하여, 그에 따라, 이들 표면의 엔켑술레이션이 방지된다. 이것은 강도 부재가 국부적인 케이블 굽음동안 피복물에 관하여 쉽게 미끄러질 수 있도록 충분히 피복물 강도 부재 결합을 감소시킨다.

이들 표면의 엔캡슐레이션을 막는 것은 강도 부재의 내강화 장력강도에 거의 영향을 주지 않는다. 피복물(37)의 밀림 플라스틱 재료가 제조 동안 냉각될 때, 그것은 적어도 강도 부재층 몇몇 주위에 단단한 고정을 형성한다. 케이블의 장력 로딩 동안, 나선형으로 감싸진 강도부재들은 쉽게 이동을 시도할 수 있으나 관형부재(30)에 의해 그렇게 하는 것이 방지된다. 단일층 시스템에서 테이프(35)를 연결시키는 강도 부재에 대하여 또는 내부층을 연결하는 외부층의 것들에 대하여, 피복물은 스프리트형 링을 형성한다. 이러한 배열은 피복물에 관하여 강도부재의 상대적인 원주 이동에 대항하여 실제로 완화되고, 국부적인 휨하에 피복물에 관하여 횡축 방향으로 강도 부재의 상대적인 이동을 더 쉽게 허용한다.

충분한 결합이 본 발명 케이블의 강도 부재와 피복물(37)사이에서 이루어지므로 케이블의 완전한 길이에 걸쳐 횡방향으로 강도 부재들과 피복물 사이에 합성 구조 동작이 공고히된다. 그러한 결합은 피복물(37)에 거의 인접한 강도 부재로 성취된다. 그러므로, 적당한 압박 강도를 갖고있는 양호한 실시예의 케이블을 제공하기 위하여, 비교적 구부러지지 않는 강도부재(52-52)는 외부층(50)에 배치되어 그리고 피복물(37)에 인접해있다. 이러한 배열은 이들 강도 부재와 피복물이 케이블의 수축을 금지시키는데 효과적인 합성 배열을 제공하기 위하여 강도 부재(52-52)가 피복물(37)에 충분히 결합되게 한다. 케이블의 수축은 플라스틱 피복물 재료의 초기 수축 동안 그리고 -40℃ 정도일 수 있는 온도에 노출되는 동안 나타날 수 있다. 단지 비교적 유연한 강도 부재(42-42)가 피복물(37)에 인접하다면, 그들과 피복물의 합성 배열은 예기된 휨력에 대항하는 것이 효과적이되지 않을 수 있다.

본 발명의 케이블은 그것이 0.33％를 초과하지 않는 스트레인에서 2670 뉴톤하중에 견딜 수 있게 되어있다. 종래의 한 케이블은 내부 피복물에 의해 분리되는 충과 비교적 뻣뻣한 유리 장대인 모든 강도 부재를 갖고있는 두층의 강도 부재를 포함한다. 본 발명의 케이블(20)이 케이블의 횡축으로 약간 굽이치는 모형인 내부층 내에 다수의 비교적 유연한 유리 섬유 부재를 포함하기 때문에, 인장 하중의 부분들은 그에 의해 즉시 테이크업되지 않지만 그들이 팽팽하게된 후에 테이크업된다. 결과적으로, 본 발명의 케이블에 대하여 하중과 스트레인의 관계를 나타내는 커브(53)(제6도 참조)는 종래기술의 케이블에 대하여 커브(50)의 기울기 보다 작은 기울기를 갖고 있는 부분(54)을 포함한다. 2670 뉴톤 하중에 있는 스트레인이 0.33％을 초과하지 않도록 하기 위하여, 커브(53)의 나머지 즉, 부분(56)은 종래 기술의 케이블에 대하여 부분(54)의 기울기 보다 큰 기울기를 갖고 있으며, 커브(55)이 기울기 보다 큰 기울기를 갖고 있다.

본 발명 케이블의 힘-스트레인 커브 특성은 제6도에 도시된 바와같은 니이(knee) 부분을 포함할 필요가 없다. 두 종류의 강도 부재의 상대적인 수는 유연성을 물론이고 충분한 강도 특성에 관하여 최적화될 수 있다. 실례로, 비교적 뻣뻣한 강도부재(52-52)의 수는 힘-스트레인 커브가 커브(55)와 비슷하게 되도록 충분히 증가될 수 있다. 물론, 그러한 케이블은 제1-2 및 4-5도에 도시되지 않았을지라도 유연성을 케이블에 전달하는 다수의 강도부재(42-42)를 포함할 것이다.

본 발명의 양호한 실시예에서 코어튜브의 내부 및 외부 직경은 각각 약 0.43㎝ 및 0.61㎝ 임에 반하여 외부 피복물의 내부 및 외부 피복물은 각각 약 0.32 및 1.07㎝이다. 내부층(40)은 12개의 로빙(42-42)을 포함하며, 외부층(50)은 두 개의 로빙(42-42)과 10개의 유리 장대형 부재(52-52)를 포함하고, 상기 유리 장대형부재(52-52)는 모든 부재가 케이블 주변 주위에 동일하게 간격을 두고 있다. 또한, 양호한 실시예에서, 외부층(50)내의 두 개의 로빙(42-42)은 서로 정반대로 되어 있다.

크기가 큰 쌍의 케이블에 대한 코어 외피(35)가 모든 유전체 강도 부재 시스템을 갖고 있는 케이블 구조내에 사용될지라도, 그것은 다른 배열로 사용될 수 있다. 그러한 배열은 제7 및 8도에 도시되어 있다. 제7 및 8도에서 외장 시스템은 동일하다. 제4 및 5도에 있는 것과 비슷한 광학 리본 코어는 제8도에 도시되어 있는 반면, 각각 결합되는 다수의 광섬유 유닛은 제7도에 포함되어 있다. 그러므로, 동일한 번호가 제7 및 8도의 케이블의 소자들을 가리키는데 사용되었다.

제7 및 8도에 있는 각각의 케이블은 코어를 둘러싸는 관형 부재(57)를 포함한다. 관형부재(57)는 실례로, PVC와 같은 플라스틱 재료로 만들어질 수 있다. 관형 부재 위에는 제1-2 및 4-5 도의 코어 외피 테이프(35)와 같은 주입된 섬유유리를 구비하는 코어 외피(35)가 배치되어 있다.

테이프(58) 주위에는 표준 강철 와이어 및 내부 피복물(62)과 같은 금속 강도 부재(60-60)의 제1층이 배치된다. 금속 강도부재(64-64)의 제2층은 내부피복물(62)둘레에 싸여있고 외부 플라스틱 피복물(66)에 둘러싸여 있다. 내부 및 외부 플라스틱 피복물(62 및 66)은 각각 PVC 또는 플루오르폴리머 재료로 만들어질 수 있다. 금속 강도부재의 랩핑은 미합중국 특허 제 4,241,979호에 도시되어 있다.

통상적으로, 맨홀로부터 종단 클로짓(22) 내의 빌딩 라이저 케이블에 각각의 가닥이 연결되는 곳인 빌딩 볼드까지 버퍼되지 않는 섬유를 갖고 있는 외측 케이블로 선이 연결된다. 상층에서 라이저 케이블은 플리넘 케이블에 연결된다. 본 발명의 케이블로 맨홀에서부터 상단 레벨 배선 클로짓까지 종단 클로짓(22)을 바이패스하고 가닥 연결을 없애므로써 직접적으로 선의 연결이 이루어질 수 있다. 코어 외피(35)는 빌딩내에 불길 퍼짐과 연기 방출에 대한 필요한 저항을 제공한다.

제9-10 도에는 코어(72)를 포함하는 케이블(70)이 도시되어 있으며, 상기 케이블은 유리 또는 아라미드 섬유 얀으로 만들어질 수 있는 중앙 강도 부재(75)주위에 나선형으로 포장되는 다수의 버퍼되지 않은 코팅된 광섬유(74-74)를 포함하는 또다른 실시예의 라이저 케이블이다. 코어(72)는 실례로 KEVLAR

얀(76)과 같은 강도 부재 얀으로 채워질 수 있고 코어 외피(77)로 둘러싸일 수 있으며, 그것은 테이프(35)와 같은 주입된 테이프를 포함한다. 코어 외피는 플루오르폴리머 물질로 만들어진 것과 같은 플라스틱 피복물(78)으로 둘러싸여 있다. 부가적인 강도부재 얀은 코어 외피(77)와 플라스틱 피복물(78) 사이에 끼워져 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 코어랩을 포함하는 케이블은 플리넘 케이블로서 이상적으로 적합하다. 케이블(8)은 강도부재(89)를 구비할 수 있는 중앙부분(88)으로부터 방사상 방향으로 연장되는 리브(86-86)을 갖고있는 플루트(84)를 구비하는 코어(82)를 포함한다. 플루트(84)는 실례로 PVC와 같은 방화제 물질로 만들어질 수 있음에 반하여, 중앙 강도 부재는 실례로 KEVLAR

얀 유리로 만들어진다. 각각의 인접한 리브(86-86)사이에는 버퍼된 또는 버퍼되지 않은 코팅된 광섬유를 수신하는 홈(90)이 형성되어 있다. 플루트된 코어(82) 주위에는 테이프(35)와 같은 주입된 섬유 유리 테이프를 포함하는 코어 외피(92)가 배치된다. 코어 외피(92)상에는 플라스틱 피복물(94)이 있다.

플루트(84)는 폴리비닐 크로라이드 또는 플루오르폴리머와 같은 플라스틱 재료로 만들어진다. 플루트(84)는 홈내에 배치되는 광섬유가 꼰 마디(lay)를 갖도록 꼬여질 수 있다.

코어 외피(92)와 플라스틱 피복물(94) 사이에 실례로 KEVLAR

아라미드 얀과 같은 강도부재 얀의 층(96)이 위치됨은 준수되야만 한다. 이러한 얀은 피복물이 제거된 후 케이블(80)을 고정시키는데 사용된다.

플리넘 케이블(80)이 불길 퍼짐과 연기 방출에 대한 저항외에도 강도 특성을 갖고 있기 때문에, 그것은 빌딩 플리넘으로부터 라이저 내로 연장될 수 있다. 이것은 통상적으로 플리넘 케이블이 라이저 케이블에 연결되는 곳인 빌딩 마루위의 배선 플로짓내에서 연결할 필요성을 없애준다.

상술된 구성은 본 발명의 간단한 예시에 불과함을 이해해야 하며, 다른 구성도 본 발명의 사상이나 영역을 벗어나지 않고서 당업자에 의해 용이하게 고안 가능할 것이다.

Claims (12)

1. 광섬유 코어(optical fiber core) 및 플라스틱 피복물(plastic jacket)을 구비하는 광섬유 케이블에 있어서, 상기 광섬유 케이블은, 운모 성분을 구비하는 합성물을 포함하는 방화제(fire-retardant material)가 주입된후에 상기 코어가 열 분해(thermal decomposition)되지 않도록 보호하기 위해 상기 코어 주위에 감싸여지는 섬유유리 테이프를 구비하는 코어 외피를 구비하며, 상기 합성물은 운모 성분, 플루오르폴리머 성분 및 실리콘을 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
2. 제1항에 있어서, 코어 외피 테이프는 실리콘 물질을 포함하는 합성물이 주입되는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
3. 제1항에 있어서, 상기 코어 외피는 운모 구성물, 플루오르폴리머 구성물 및 실리콘을 구비하는 합성물이 주입되는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
4. 제3항에 있어서, 상기 합성물은 폴리테트라플로오르에틸렌의 약 12 내지 25 퍼센트의 중량과, 운모의 약 50 내지 62 퍼센트의 중량과, 실리콘의 약 25 내지 37 퍼센트의 중량을 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
5. 제3항에 있어서, 상기 운모 구성물은 금운모(phlogopite)인 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
6. 제1항에 있어서, 광섬유 케이블은, 상기 코어와 상기 코어 외피 사이에 위치되고 플라스틱 물질로 이루어진 관형 부재와, 상기 코어 외피와 상기 피복물 사이에 끼워져있는 강도 부재 시스템과, 비교적 유연한 제1다수의 강도 부재와 충분한 압축 강도를 가지며 상기 케이블의 수축을 저지하는데 효과적인 합성물을 제공하도록 상기 피복물에 충분히 결합된 제2다수의 상기 강도 부재를 포함하는 유전체 물질로 이루어진 강도 부재를 구비하며, 상기 제1 및 제2다수의 강도 부재는 소정의 장력 강도가 상기 케이블에 제공되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
7. 제6항에 있어서, 상기 비교적 유연한 강도 부재 각각은 1％스트레인당 약 88 lbs. 의 장력강도를 갖는 유리 로빙(glass roving)을 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
8. 제6항에 있어서, 상기 강도 부재 시스템은 폴리우레탄 물질이 주입된 유리 섬유 로빙을 구비하는 상기 내부층의 상기 강도 부재의 내부층 및 외부층 각각에 배치되고, 상기 외부층의 다수의 강도 부재는 비교적 굽혀지지 않으며, 장대형이고, 에폭시 재료가 주입된 유리 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
9. 제8항에 있어서, 상기 내부층의 상기 강도 부재 각각은 상기 관형 부재 둘레에 나선형으로 감싸여있는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
10. 제8항에 있어서, 상기 외부층의 상기 강도 부재 각각은 상기 강도 부재의 내부층 둘레에 나선형으로 감싸여있는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
11. 제8항에 있어서, 상기 내부 및 외부층은 반대 방향으로 상기 관형 부재 둘레에 나선형으로 감싸여있는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
12. 제8항에 있어서, 상기 강도 부재 각각은 의도된 꼬임(stranding)없이 상기 코어 주변에 배치되는-것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.

Images