KR100387154B1

KR100387154B1 - 광섬유 케이블용 스페이서 및 그 제조방법, 그 스페이서를사용한 광섬유 케이블

Info

Publication number: KR100387154B1
Application number: KR10-2001-7000875A
Authority: KR
Inventors: 이시이토꾸; 와따나베카즈노리; 이또켄지
Original assignee: 우베-니토 카세이 가부시키가이샤
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 2000-06-01
Publication date: 2003-06-18
Also published as: KR20010072008A; US6795625B1; CA2339009A1; EP1146373B1; US6915051B2; CN1310805A; TW571141B; EP1146373A1; WO2000075705A1; CA2339009C; CN1152271C; DE60034873T2; JP3402472B2; EP1146373A4; US20050031275A1; DE60034873D1

Abstract

중심 항장력체 주위에 열가소성 수지로 중간 피복층을 실시하고, 상기 중간 피복층 외주에 폴리에틸렌 수지로 주기적으로 방향이 반전하고, 또 연속하는 광섬유 수납용의 나선 홈을 갖는 스페이서 본체 피복을 실시할 때에, 용융 토출후에 냉각매체를 홈에 우선적으로 분사하거나 또는 흐르게 하여, 상기 나선 홈을 구획하는 리브의 최소 리브 두께가 1.0㎜ 이하여도, 반전부의 스페이서 단면에서의 홈 경사각도 (α) 를 18°이하의 광섬유 케이블용 SZ 스페이서로 하였다.

Description

광섬유 케이블용 스페이서 및 그 제조방법, 그 스페이서를 사용한 광섬유 케이블{SPACER FOR OPTICAL FIBER CABLE, MANUFACTURING METHOD OF THE SAME AND OPTICAL FIBER CABLE USING THE SPACER}

광섬유 케이블의 가격이나 부설 비용을 저감시키기 위해서, 케이블의 세경화, 경량화, 광고밀도화의 검토가 진행되고 있으며, 광섬유를 수납하는 폴리에틸렌 (PE) 제 스페이서에 관해서도 세경화의 요구가 엄해지고 있다.

한편, 최근 가공(架空) 광섬유 케이블에는, 광고밀도화에 덧붙여 광섬유의 중간 후분기(後分岐) 성능이 필요하게 되기 시작하면서 광섬유 수납 홈의 나선 방향이 SZ 형으로 교대로 반전하는 PE 스페이서 (SZ 스페이서) 를 사용하고, 또한 각 홈에 복수의 테이프형 광섬유를 수납한 SZ 형 광섬유 케이블이 많이 사용되어 오고 있다.

여기에서, SZ 스페이서에 강직한 광테이프를 수납하는 경우, 수납홈의 치수로는 필연적으로 광테이프가 비틀어지는만큼의 스페이스를 확보할 필요가 있다. 또, 리브를 구성하는 폴리에틸렌수지는 압출 성형시에 3차원적 성형 수축 (고화시의 재결정화에 따른 수축과 수지 온도가 내려감에 따른 체적 수축의 합) 을 발생시키지만, 길이방향으로 리브가 수축될 여유가 없는 일방형 비틀림 스페이서와 달리, SZ 스페이서의 경우에는 반전부에서만 반전 커브를 쇼트 컷팅하는 형태로의 리브의 길이 수축이 가능하여 결과적으로 반전 커브의 내측에 대한 리브의 쓰러짐이 생긴다.

이 현상은 리브의 근본(根本) 두께가 얇은 경우에 조장되기 때문에, 앞에서 서술한 홈 스페이스 확보라는 문제와 아울러 SZ 슬롯을 세경화하는 경우의 저해 요인이 되었다.

덧붙여서 말하면 이 리브의 쓰러짐에 대해서는 수지의 성형 수축 이외로서 마우스피스로부터 압출 피복할 때에 수지의 풀다운 (pull-down) 등의 차이에 따라 피복 수지끼리 서로 인장하는 일이 생기는 경우도 있는 것으로 여겨진다.

그리고, 리브 근원 등의 최소 리브 두께가 얇은 세경의 SZ 스페이서를 사용한 광섬유 케이블에서는 광섬유의 여유 길이를 갖기 위해서, 반전 피치를 짧게 할 필요가 있으며 그 결과 반전부에서의 홈 경사각도가 커지고 전송 손실이 어쩔 수 없이 증가된다.

본 발명은 광섬유 케이블용 SZ 나선 홈이 부착된 스페이서의 반전부에서의 홈 경사를 억제하며 전송 손실의 증가가 적은 SZ 스페이서 및 그것을 사용한 광섬유 케이블을 제공하고 광섬유 케이블의 세경화를 실현하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 광섬유 케이블용 SZ 나선 홈이 부착된 스페이서, 그 스페이서를 사용한 광섬유 케이블 및 그 스페이서의 제조방법에 관한 것으로, 특히 최소 리브 두께가 1.0㎜ 이하이면서 반전부의 홈 경사가 억제되고, 그럼으로써 세경화 (細徑化) 된 SZ 나선 홈이 부착된 스페이서에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명의 실시예 1 에서 사용한 냉각장치의 설명도이다.

도 2 는 본 발명의 실시예 2 에서 사용한 냉각장치의 설명도이다.

도 3 은 본 발명의 실시예 1 내지 4 의 SZ 스페이서에서 회전의 단면도이다.

도 4 는 SZ 스페이서 반전부의 단면에서의 홈 경사각도 (α) 의 설명도이다.

도 5 는 실시예 5 내지 7 의 SZ 스페이서에서의 회전부의 단면도이다.

도 6 은 본 발명의 스페이서의 다른 실시예의 단면형상을 나타내는 도이다.

도 7 은 본 발명의 스페이서의 또 다른 예의 단면형상을 나타내는 도이다.

발명의 개시

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 중심 항장력체 주위에 폴리에틸렌과 상용성을 갖는 열가소성 수지로 중간 피복층을 실시하고 상기 중간 피복층 외주에 길이방향을 따라 주기적으로 방향이 반전하고 또 연속하는 광섬유 수납용의 나선 홈을 갖는 본체 피복을 폴리에틸렌 수지로 형성한 폴리에틸렌제 광섬유 케이블용 스페이서에서, 상기 나선 홈을 구획하는 리브의 최소 리브 두께가 1.0㎜ 이하이고 또 반전부의 스페이서 단면에서의 홈 경사각도를 18°이하로 하였다.

또, 본 발명은 중심 항장력체 주위에 길이방향을 따라 주기적으로 방향이 반전하고 또 연속하는 광섬유 수납용의 나선 홈을 갖는 본체 피복을 폴리에틸렌 수지로 형성한 폴리에틸렌제 광섬유 케이블용 스페이서에서, 상기 나선 홈을 구획하는 리브의 최소 리브 두께가 1.0㎜ 이하이고 또 반전부의 스페이서 단면에서의 홈 경사각도를 18°이하로 하였다.

상기 구성의 스페이서에서는 상기 나선 홈을 구획하는 리브의 거의 근본 부분의 수지 밀도가 리브 선단부나 리브 중앙부의 그것과 비교하여 가장 작게 할 수 있다.

상기 구성의 스페이서는 상기 나선 홈 바닥의 평균 조도를 1.2㎛ 이하로 할 수 있다.

상기 구성의 스페이서는 외경을 d, 나선 홈의 반전 각도를 θ, 나선 홈의 반전 피치를 p 로 했을 때에,

tanβ= (d×π×θ/360)/p

식에서 구한 나선 진행각 (β) 이 5 내지 15°범위내로 설정할 수 있다.

또, 본 발명에서는 상기 구성의 스페이서를 사용하고 적어도 한개 이상의 나선 홈에 복수의 테이프형 광섬유를 수납하여 광섬유 케이블로 할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상기 구성의 스페이서를 사용하고 적어도 한개 이상의 나선 홈에 단심 (單心) 광섬유를 수납하여 광섬유 케이블로 할 수 있다.

그리고, 본 발명은 중심 항장력체 주위에 폴리에틸렌과 상용성을 갖는 열가소성 수지로 중간 피복층을 실시하고, 상기 중간 피복층 외주에 길이방향을 따라 주기적으로 방향이 반전하고 또 연속하는 광섬유 수납용의 나선 홈을 갖는 폴리에틸렌제 스페이서 본체 피복을 형성하는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조방법에서, 상기 스페이서 본체 피복을 실시한 후에 상기 스페이서의 주행방향에 대하여 소정 각도로 경사교차 하도록 그 외주에서 냉각매체를 분사하도록 하였다.

또, 본 발명은 중심 항장력체 주위에 길이방향을 따라 주기적으로 방향이 반전하고 또 연속하는 광섬유 수납용의 나선 홈을 갖는 폴리에틸렌제 스페이서 본체 피복을 형성하는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조방법에 있어서, 상기 스페이서 본체 피복을 실시한 후에 상기 스페이서의 주행방향에 대하여 소정 각도로 경사교차하도록 그 외주에서 냉각매체를 분사하도록 하였다.

또한, 본 발명은 중심 항장력체 주위에 길이방향을 따라 주기적으로 방향이 반전하고 또 연속하는 광섬유 수납용의 나선 홈을 갖는 폴리에틸렌제 스페이서 본체 피복을 형성하는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조방법에 있어서, 상기 항장력체를 구성하는 보강섬유 다발에 미경화상태의 열경화성 수지를 함침시켜 드로잉 성형하고, 그것을 용융압출 성형 다이에 삽입 통과하여 폴리에틸렌 수지를 외주로 압출하여 피복하고, 이어서 표면의 피복 수지를 냉각한 후에 내부의 열경화성 수지를 경화시키고 계속해서 상기 피복 수지 외주에 상기 스페이서 본체 피복을 실시한 후에 상기 스페이서의 주행방향에 대하여 소정 각도로 경사교차하도록 그 외주에서 냉각매체를 분사하도록 하였다.

상기 구성의 광섬유 케이블용 스페이서의 제조방법에 있어서는, 냉각매체가 계면활성제를 첨가한 40℃ 이상의 온수로 할 수 있다.

또, 상기 구성의 광섬유 케이블용 스페이서의 제조방법에 있어서는, 냉각매체가 건조 공기 또는 미스트를 함유한 습윤 공기로 할 수 있다.

또한, 상기 제조방법에서는, 상기 소정 각도를 30°에서 150°이내의 각도로 설정할 수 있다.

또, 상기 광섬유 케이블용 스페이서의 제조방법에 있어서는, 상기 냉각매체의 분사에 의해 상기 스페이서 본체 피복을 냉각 고화시킨 후에 상기 나선 홈에 광섬유를 수납하고 그 외주에 부직포의 누름감기를 개재시켜 시스(sheath) 피복을 실시함으로써 광섬유 케이블의 제조방법으로 할 수 있다.

이 광섬유 케이블의 제조방법에 있어서는, 또한 나선 홈의 경사를 제어한 스페이서를 얻고 싶은 경우에는, 스페이서 본체 피복을 실시한 후에 얻은 스페이서에 텐션을 가하면서 60℃ 이상, 융점 이하의 온도에서 재가열하고 핀 등을 삽입하는 사이징 (sizing) 장치 등을 나선 홈에 삽입하는 방법이 유효하다.

본 발명에 사용할 수 있는 중심 항장력체는 단(單)강선, 연(撚)강선, FRP 단선형상물, FRP 연선, 고분자 항장력체 등 광섬유 케이블로서 요구되는 항장력에 따른 인장강도, 가요성, 경량성, 경제성 등에 따라 선택되며 특별히 한정되지 않는다.

항장력선 외주의 열가소성 수지에 의한 중간 피복층은 항장력선이 단선상인 경우에는 상기 항장력선과 접착 또는 강고하게 밀착시킬 필요가 있고, 연선상의 항장력체인 경우에는 연(撚)구조에 의한 앵커 접착을 기대할 수 있는 경우에는 접착까지는 필요치 않은 경우도 있다.

중간 피복층에 사용하는 열가소성 수지는 그 외주에 피복하여 홈을 형성하는 폴리에틸렌 수지 (「스페이서 본체 피복용 수지」라 한다) 와 서로 상용성을 갖는 것이 선택된다.

여기에서 상용성을 갖는 것은 중간 피복층의 열가소성 수지와 스페이서 본체 피복용 수지가 서로 상용성이 높아 용융접착이 가능한 관계에 있거나 접착제, 용제 등을 통하여 어느 정도 접착할 수 있는 관계에 있음을 말한다.

스페이서 본체 피복용 수지에 고밀도, 중밀도, 저밀도의 폴리에틸렌을 선택한 경우, 중간 피복층의 수지로는 이것과 동종인 수지 또는 이들의 변성수지 등이 사용된다.

또, 본 발명에 관련된 폴리에틸렌제 광섬유 스페이서에 있어서, 폴리에틸렌 수지에 공지된 내열안정제, 노화방지제, 내후(耐候)안정제, 염산흡수제, 활제 (滑劑), 유기계 또는 무기계 안료, 카본블랙, 눈곱 방지제, 난연(難燃)제, 대전(帶電)방지제, 충전제 등을 첨가할 수 있다.

그리고, 필요에 따라 고리형 올레핀과 에틸렌의 공정성 (共晶性) 공중합 수지, 알로이수지, 변성 폴리에틸렌 수지 및 가교성 폴리에틸렌 수지를 혼합할 수 있다.

길이 방향을 따라 주기적으로 방향이 반전하고 또 연속하는 광섬유 수납용 나선 홈은 폴리에틸렌 수지를 용융압출하고 피복하여 형성되지만, 나선 홈의 반전 각도 (θ) 및 반전 주기 (반전 피치 p) 는 광섬유 케이블의 사양에 따라 설계된다.

일반적으로 반전 각도 (θ) 는 일본 특허공보 평7-13687호에 나타난 바와 같이 275°±5°가 바람직하다고 되어 있으며, 본 발명에서도 이 반전 각도를 중심으로 200 내지 375°범위에서 선택된다.

본 발명의 세경 광섬유 케이블용 스페이서에서, 나선 홈을 구획하는 리브의 최소 리브 두께는 1 mm 이하이며, 1 mm 를 초과하면, 스페이서 단면에서의 홈부의 비율이 작아져 세경화, 고밀도화를 달성하기 어려우며, 이 점에서 최소 리브 두께는 0.9 mm 이하가 더욱 바람직하다.

홈 경사각도는, 도 4 에 나타낸 바와 같이 스페이서의 횡단면에서 SZ 스페이서의 반전부 단면에서의 스페이서 중심 (O) 과 홈 바닥 중심부 (A) 를 이은 직선 (L1) 과, 홈 바닥 중심부 (A) 와 홈 외폭 중심부 (B) 를 이은 직선 (L2) 의 사이각 (狹角: α) 으로 표시되는 각도를 말하며, 스페이서 단면의 확대사진으로 측정한다.

반전부의 홈 경사각도 (α) 가 18°를 초과하면, 광섬유를 수납한 경우에 전송 손실이 증가하는 경향이 있어, 허용할 수 있는 범위로서 18°이하로 한정하였다.

또, 본 발명의 스페이서에서, 나선 홈을 구획하는 리브의 거의 근본부분의 수지 밀도를 리브 선단부나 리브 중앙부의 그것과 비교하여 가장 작은 광섬유 케이블용 스페이서로 하는 것이 반전부의 홈 경사각도 (α) 를 18°이하로 억제하는 점에서 바람직하다.

근본부분의 수지 밀도를 리브의 선단부분이나 리브의 중앙부분보다 작게 하는 것은 근본부분의 냉각, 고화를 조기에 실시함으로써 달성되며, 그 결과 서랭 (徐冷) 되는 중앙부분이나 리브 선단부분보다 낮은 결정화도(結晶化度)가 되어 수지의 밀도가 상대적으로 낮아진다.

따라서, 본 발명의 제조방법에서는 항장력선을 피복하는 중간 피복층 외주에 길이방향을 따라 주기적으로 방향이 반전하고 또 연속하는 광섬유 수납용 나선 홈을 갖는 스페이서 본체 피복을 할 때에, 스페이서의 주행방향에 대하여 소정 각도로 경사교차하도록 냉각매체를 분사하도록 하였다.

스페이서 본체 피복에서 홈 및 리브를 갖는 소정 형상으로 용융압출된 스페이서는 용융수지 온도와 분위기 온도 사이의 온도구배를 갖는 고온의 역(域) 에 싸인 상태에 있다고 생각되며, 냉각매체를 분사함으로써 이 온도역를 조기에 끌어내려 냉각을 촉진시키며 고화시킬 필요가 있음을 감안하여, 이 온도역의 끌어내려 홈 부분에서 조기에 실시하기 위해 스페이서 외주에서 냉각매체를 분사하도록 하였다.

이를 위해서는 다이에서 용융 압출된 후에 냉각매체가 기체, 미스트 등에서는 홈 바닥부에 분사되거나 액체에서는 홈에 접촉하도록 할 필요가 있다.

홈 바닥에 냉각매체가 분사되면 홈 바닥부의 양측에 위치하는 리브의 근원부분이 리브의 중간부분보다도 조기에 그리고 우선적으로 냉각된다. 이렇게 해서 리브의 근원부분이 냉각되면 리브 형상이 조기에 안정되어 그 경사를 효과적으로 방지할 수 있다.

냉각매체는, 액체로는 사후의 세정처리 등이 불필요하여 경제적이기 때문에 계면활성제를 첨가한 40℃ 이상의 온수가 바람직하다.

계면활성제를 첨가하는 것은, 계면활성제를 첨가하지 않고 온수로만 한 경우에는 스페이서 본체 표면에 기포가 부착하여 냉각 고화후에 그 흔적이 이른바 곰보형으로 남기 때문에 그것을 방지하기 위함이다.

온수의 온도를 40°이상으로 하는 것은 40°에 도달하지 않은 온도에서는 급냉각이 되어 스페이서 본체에 진공 보이드 등이 생성되어 바람직하지 않기 때문이다.

냉각매체는 건조 공기 또는 미스트를 함유한 습윤 공기일 수도 있다. 미스트를 사용하는 경우에는 미스트 농도를 조정하여 홈 벽 등에 미스트가 응집되지 않고 기화할 수 있는 농도나 미스트의 입경도 냉각효과가 있어, 부착 흔적이 눈에 띄지 않는 범위로 하는 것이 바람직하다.

나선 홈의 홈 바닥에 냉각매체를 분사하거나 또는 접촉시키기 위해서는, 주행하는 스페이서의 길이축에 대하여 30°에서 150°이내의 각도로 경사교차하도록 소정 속도로 분사한다.

30°미만 또는 150°를 초과하는 각도에서의 분사에 있어서는, 냉각매체의흐름이 스페이서와 평행한 수반류(隋伴流) 또는 항류(抗流)가 되어 홈부에 냉각매체를 효과적으로 흐르게 할 수 없어, 스페이서 본체 주위에 형성된 고온역을 끌어내리는 작용이 매우 작아져 반전부의 홈 경사각도 (α) 를 18°이하로 억제하는 것이 어려워진다.

또, 본 발명의 광섬유 케이블용 스페이서의 제조방법에서는, 풀다운율을 70% 이상으로 설정하는 것이 바람직하다. 여기에서 풀다운율이란 스페이서 본체 피복에 있어서, 형성되는 스페이서 본체의 단면적 (Sb), 다이 노즐의 수지 토출 실제단면적 (노즐 개구 면적에서 피복 항장력선의 단면적을 뺀 단면적 ; Snb) 으로 하면, ([Snb/Sb]×100) 으로 정의된다.

풀다운율을 70% 이상, 더 바람직하게는 90% 이상으로 설정하여 다이 랜드 길이를 소정 길이로 설정하면, 멜트 플럭처(melt fracture)를 방지하여 토출시의 수지의 풀다운이 원인이 되어 생기는 수지끼리의 서로 인장하는 것을 완화시킨다는 등의 면에서 더 바람직하다.

또, 케이블의 세경화에 따라 리브 두께가 얇아짐으로 인한 리브 변형을 방지하기 위해서는, 스페이서 본체 피복용 수지의 기계적 특성으로 벤딩 탄성률이 490 Mpa 이상인 것이 바람직하다.

광섬유 케이블용 스페이서를 사용한 광 케이블을 실제로 부설할 때에는 취급성을 용이하게 하기 위해서, 소정의 가요성을 갖고 있는 것이 중요하다.

예를 들어, 가공선용 광케이블에 사용하는 경우에는, 일본 공개특허공보 평7-113932호에도 제안되어 있는 바와 같이, 광섬유 케이블용 스페이서의 가요성이뒤떨어지면 광케이블의 제조에 영향을 미칠 뿐 아니라 광케이블의 부설이 어려워지는 등의 영향이 발생한다.

따라서, 중간 피복용 수지의 기계적 특성으로서, 벤딩 탄성률을 98 내지 490 Mpa 로 함으로써 이러한 영향을 배제할 수 있다.

또, 본 발명의 스페이서에서는 나선 홈 바닥의 평균 조도(粗度)를 1.2 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 그 이유는, 스페이서의 나선 홈 내에 수납된 광섬유나 테이프심선은 홈 바닥에 직접 접속하기 때문에 홈의 표면 조도가 크면 광섬유에 마이크로벤딩이 발생하며 특히 장파장 영역 (λ=1.55 ㎛) 에서의 전송 손실의 증가로 이어지지만, 표면 조도를 1.2 ㎛ 이하로 하면 이 문제를 해결할 수 있다.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

이하에, 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적인 실시예에 의해 상세하게 설명한다.

실시예 1

외경 φ2.0 ㎜ 의 단강선을 항장력체로서 크로스헤드다이에 도입하고, 이 항장력체 외주에 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 수지 (GA006 : 니혼 유니커 제조) 를 예비 피복 내층 (12a), LLDPE 수지 (NUCG5350 : 니혼 유니커 제조) 를 예비 피복 외층 (12b) 으로서 200 ℃ 에서 공압출 피복하여 에틸렌-에틸아크릴레이트 수지층 외경이 φ2.8 ㎜, 그 외주의 LLDPE 수지 피복 외경이 φ6.3 ㎜ 의 피복 항장력선 (12) 을 얻는다.

이 피복 항장력선 (12) 을 60 ℃ 로 예열하여 스페이서의 단면형상에 대응한 회전다이에 도입하고, 스페이서 본체 수지 (13) 로서 MI = 0.03 (g/10 min) 의 고밀도 폴리에틸렌 수지 (하이젝스6600M : 미쓰이가가꾸사 제조, 벤딩 탄성률 833 Mpa) 를 압출온도 170 ℃, 10 m/min 속도로 회전 압출 피복한 후, 도 1 에 나타낸 냉각장치 (1) 내에 도입하여 폴리에틸렌 수지를 냉각 고화시킨다.

본 실시예에서 사용한 냉각장치 (1) 는, 노즐 지지부 (2), 이 노즐 지지부 (2) 내에 형성된 고리형 공간부 (3), 고리형 공간부 (3) 의 내주에 주회(周回)하도록 하여 슬릿형으로 개구하고 선단 개구부가 링형으로 내측으로 돌출된 냉각 노즐부 (4) 를 구비하고, 고리형 공간부 (3) 외주측에서 냉각매체로 건조 공기가 공급된다.

스페이서는 냉각노즐 (4) 의 중앙에 삽입 통과되며, 도 1 에 나타낸 화살표방향으로 소정의 인취(引取) 속도로 주행한다. 고리형 공간부 (3) 내에 공급된 건조 공기는 냉각노즐 (4) 에서 스페이서에 대하여 수직으로 (직교하여) 10 m/sec풍속으로 불어내고, 스페이서의 홈 바닥에 분사되어 리브의 근원부분을 중간부분보다도 우선적으로 냉각시키고, 이와 같은 냉각처리를 실시함으로써 외경 φ11.4 ㎜ 의 PE 스페이서 (10) 를 얻는다.

또, 회전다이의 수지 토출 노즐은 구멍 단면적이, 목표하는 PE 스페이서의 단면적 (Ss) 에서 피복 항장력선의 단면적 (St) 을 뺀 단면적 (Sb) 을, 노즐 구멍 단면적 (Sn) 에서 피복 항장력선의 단면적 (St) 을 뺀 단면적 (Snb) 으로 나눈 값 (Sb/Snb) 의 백분율 (이하, 풀다운율) 이 95 % 가 되도록 설계된 것을 사용한다.

얻은 PE 스페이서 (10) 는 홈 깊이 2.4 ㎜, 홈 외폭 2.4 ㎜, 홈 내폭 1.2 ㎜ 의 사다리꼴 홈을 원주방향으로 10 개 균등 배치하고, 또한 이들 홈이 반전 피치 230 ㎜, 반전 각도 250°로 SZ 형으로 비틀어진 나선 구조를 가지고 있고, 리브 근본에서의 최소 리브 두께는 약 0.8 ㎜ 의 것으로 목표하는 치수형상을 가지며 각종 사양을 만족시키는 것이다.

이 SZ 스페이서 (10) 의 반전부 단면에서의 스페이서 중심 (O) 과 홈 바닥폭 중심부 (A) 를 이은 직선 (L1) 과, 홈 바닥폭 중심부 (A) 와 홈 외폭 중심부 (B) 를 이은 직선 (L2) 의 사이각으로 표시되는 홈 경사각 (α) 을 측정한 결과 약 14°로 홈 경사를 충분히 억제할 수 있다 (도 4 참조).

또, 얻은 스페이서 (10) 의 홈 바닥의 평균 표면 조도 (Ra(㎛)) 는 JISB 0601 의 방법으로 측정한 결과 0.40 ㎛ 이다.

또한, 본체 수지로 형성된 SZ 스페이서 (10) 의 하나의 리브를 절취하여 도 3 에 나타낸 바와 같이, 근본에서 선단에 걸쳐 4 분할 (a 내지 d) 한 후, 밀도 구배관에 의해 수지 밀도를 측정한다. 측정 결과를 표 1 에 나타낸다.

이어서, 이 SZ 스페이서에 두께 0.32 ㎜, 폭 1.1 ㎜ 의 4 심 테이프형 광섬유를 각 5 장씩 적층하면서 수납하고, 부직포의 누름감기를 통해 시스 피복을 실시하여 200 심의 SZ 형 광섬유 케이블을 얻는다. 이 광섬유 케이블에 대하여 광전송 성능을 측정한 결과 0.21 dB/km 로 양호한 성능을 확인할 수 있다.

실시예 2

스페이서 본체 수지의 냉각방법으로서 도 2 에 나타낸 바와 같이, 내경 13 ㎜, 길이 250 ㎜ 로 중앙부에 구형으로 넓어지는 냉각매체 도입구 (5) 를 형성한 파이프 (6) 에 삽입 통과시키면서, 냉각매체로서 상온의 공기를 50 ㎥/hr 유량으로 냉각 매체 도입구 (5) 내에 도입하여 냉각 고화시키는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 외경 φ11.4 ㎜ 의 PE 스페이서 (10) 를 얻는다.

이 SZ 스페이서 (10) 의 단면 치수, 반전 피치, 반전 각도 등은 실시예 1 과 동등하며, 또 반전부 단면에서의 홈 경사각도 (α) 를 측정한 결과 약 12°이다.

또, 이 스페이서 (10) 의 홈 바닥의 평균 표면 조도는 실시예 1 과 동일한 방법으로 측정한 결과 0.62 ㎛ 이다.

또한, 본체 수지로 형성된 SZ 스페이서 (10) 의 하나의 리브를 절취하여 근본에서 선단에 걸쳐 4 분할한 후, 밀도 구배관에 의해 수지 밀도를 측정한다. 측정 결과를 표 1 에 나타낸다.

이어서, 실시예 1 과 동일한 방법으로 각 홈에 4 심 테이프형 광섬유를 5 장씩 수납하여 200 심의 SZ 형 광섬유 케이블로 하고 전송 성능을 측정한 결과 이것도 0.20 dB/km 로 양호한 성능을 나타낸다.

실시예 3

스페이서 본체 수지의 냉각매체를 계면활성제 (마퐁60 : 마쓰모또유시 제조) 를 0.1 질량% 농도가 되도록 첨가한 40 ℃ 온수로 하는 것 이외에는 실시예 2 와 동일한 방법으로 외경 φ11.4 ㎜ 의 SZ 형 PE 스페이서 (10) 를 얻는다.

이 SZ 스페이서의 단면 치수, 반전 피치, 반전 각도 등은 실시예 1 과 동등하며, 또 반전부 단면에서의 홈 경사각도 (α) 를 측정한 결과 약 10°이다.

또, 이 스페이서 (10) 의 홈 바닥의 평균 표면 조도는 실시예 1 과 동일한 방법으로 측정한 결과 0.54 ㎛ 이다.

또한, 본체 수지로 형성된 SZ 스페이서의 하나의 리브를 절취하여 근본에서 선단에 걸쳐 4 분할한 후, 밀도 구배관에 의해 수지 밀도를 측정한다. 측정 결과를 표 1 에 나타낸다.

이어서, 실시예 1 과 동일한 방법으로 각 홈에 4 심 테이프형 광섬유를 5 장씩 수납하여 200 심의 SZ 형 광섬유 케이블로 하고 전송 성능을 측정한 결과 이것도 0.19 dB/km 로 양호한 성능을 나타낸다.

실시예 4

스페이서 본체 수지의 냉각매체를 계면활성제 (마퐁60 : 마쓰모또유시 제조) 를 0.1 질량% 농도가 되도록 첨가한 40 ℃ 의 온수로 하여 실시예 1 과 동일한 냉각장치 (1) 를 사용하고, 실시예 1 과 동일한 방법으로 외경 φ11.4 ㎜ 의 SZ 형 PE 스페이서 (10) 를 얻는다.

이 SZ 스페이서 (10) 의 단면 치수, 반전 피치, 반전 각도 등은 실시예 1 과 동등하며, 또 반전부 단면에서의 홈 경사각도 (α) 를 측정한 결과 약 11°이다.

또, 이 스페이서 (10) 의 홈 바닥의 평균 표면 조도는 실시예 1 과 동일한 방법으로 측정한 결과 0.50 ㎛ 이다.

이어서, 실시예 1 동일한 방법으로 각 홈에 4 심 테이프형 광섬유를 5 장씩 수납하여 200 심의 SZ 형 광섬유 케이블로 하고, 전송 성능을 측정한 결과 이것도 0.20 dB/km 로 양호한 성능을 나타낸다.

실시예 5

외경 φ1.6 ㎜ 의 단강선을 항장력체 (21) 로서 크로스헤드다이에 도입하고, 이 항장력체 외주에 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 수지 (GA-006 : 니혼 유니커 제조) 를 200 ℃ 에서 압출 피복하여 외경 φ2.8 ㎜ 의 피복 항장력선 (22) 을 얻는다.

이 피복 항장력선 (22) 을 60 ℃ 로 예열하여 회전다이에 도입하고, 스페이서 본체 수지로서 MI = 0.03 (g/10 min) 의 고밀도 폴리에틸렌 수지 (하이젝스6600M : 미쓰이가가꾸사 제조, 벤딩 탄성률 833 Mpa) 를 압출온도 170 ℃, 10 m/min 의 속도로 회전 압출 피복한 후, 도 3 에 나타낸 구조로 내경 9 ㎜, 길이 250 ㎜ 로 중앙부에 냉각매체 도입구 (5) 를 형성한 파이프 (6) 에 삽입 통과시키면서, 30 ㎥/hr 의 공기를 이 냉각매체 도입구 (5) 에 도입해서 냉각하여 외경 φ8.0 ㎜ 의 PE 스페이서 (20) 를 얻는다.

여기에서 사용한 노즐부의 구멍 단면적은 목표하는 PE 스페이서의 단면적 (Ss) 에서 피복 항장력선의 단면적 (St) 을 뺀 단면적 (Sb) 을, 노즐 구멍 단면적 (Sn) 에서 피복 항장력선의 단면적 (St) 을 뺀 단면적 (Snb) 으로 나눈 값 (Sb/Snb) 에 의한 풀다운율이 100 % 가 되도록 설계된 것을 사용한다.

얻은 PE 스페이서 (20) 는 홈 깊이 2.3 ㎜, 홈 외폭 2.4 ㎜, 홈 내폭 1.2 ㎜ 의 사다리꼴 홈을 원주방향으로 5 개 균등 배치하고, 또한 이들 홈이 반전 피치 160 ㎜, 반전 각도 250°로 SZ 형으로 비틀어진 나선 구조를 갖고 있는 것으로 리브 근본에서의 최소 리브 두께는 약 0.8 ㎜ 로 사양을 만족시키는 것이다.

이 SZ 스페이서의 반전부 단면에서의 홈 경사각도 (α) 를 측정한 결과 약 15°로 홈 경사를 충분히 억제할 수 있다.

또, 이 스페이서 (20) 의 홈 바닥의 평균 표면 조도는 실시예 1 과 동일한 방법으로 측정한 결과 0.66 ㎛ 이다.

이어서, 이 SZ 스페이서에 두께 0.32 ㎜, 폭 1.1 ㎜ 의 4 심 테이프형 광섬유를 각 5 장씩 적층하면서 수납하고 부직포의 누름감기를 통해 시스 피복을 실시하여 100 심의 SZ 형 광섬유 케이블을 얻는다. 이 광섬유 케이블에 대해 광전송 성능을 측정한 결과 0.21 dB/㎞ 로 양호한 성능을 확인할 수 있다.

실시예 6

스페이서 본체 수지의 냉각방법으로, 실시예 1 에서 사용한 냉각장치 (1) 와 동일구조의 냉각장치에 삽입 통과시키면서 스페이서에 대해 수직으로 건조 공기를 10 m/sec 풍속으로 분사하여 냉각 고화시킨 것을 제외하고는, 실시예 5 와 동일한 방법으로 외경 Φ8.0 ㎜ 의 PE 스페이서 (20) 를 얻는다.

이 SZ 스페이서의 단면 치수, 반전 피치, 반전 각도 등은 실시예 5 와 동등하여, 또 반전부 단면에서의 홈 경사각도 (α) 를 측정한 결과 약 17°이다.

또 이 스페이서 (20) 의 홈 바닥의 평균 표면 조도는 실시예 1 과 동일한 방법으로 측정한 결과 0.70 ㎛ 이다.

이어서, 실시예 1 과 동일한 방법으로 각 홈에 4 심 테이프형 광섬유를 5 장씩 수납하여 100 심의 SZ 형 광섬유 케이블로 하고 전송 성능을 측정한 결과 이것도 0.22 dB/㎞ 로 양호한 성능을 나타낸다.

실시예 7

스페이서 본체 수지의 냉각방법으로, 스프레이용 노즐 (스프레잉 시스템 저팬 제조) 을 주행중심에서 5 ㎝ 의 반경으로 내측을 향한 상태에서 5 개 원형 배치한 중심에 스페이서를 도입하고, 스페이서의 진행방향에서 보아 120°방향에서 건조 공기를 10 m/sec 풍속으로 분사하여 냉각 고화시킨 것 이외에는 실시예 5 와 동일한 방법으로 외경 Φ8.0 ㎜ 의 PE 스페이서 (20) 를 얻는다.

이 SZ 스페이서의 단면 치수, 반전 피치, 반전 각도 등은 실시예 5 와 동등하며, 또 반전부 단면에서의 홈 경사각도 (α) 를 측정한 결과 약 16 °이다.

또, 이 스페이서 (20) 의 홈 바닥의 평균 표면 조도는 실시예 1 과 동일한 방법으로 측정한 결과 0.64 ㎛ 이다.

실시예 8

외경 Φ1.8 ㎜ 의 단강선 7 개를 서로 비튼 강연선을 항장력체로 하고 이 항장력체를 100 ℃ 로 예비 가열하여 스페이서의 단면형상에 대응한 회전다이에 도입하고, 스페이서 본체 수지로서 MI = 0.03 (g/10 min) 의 고밀도 폴리에틸렌 수지 (하이젝스 6600M : 미쓰이가가꾸사 제조, 벤딩 탄성률 833 Mpa) 를 압출온도 170 ℃, 10 m/min 의 속도로 회전 압출 피복한 후, 도 1 에 나타낸 냉각장치 (1) 내로 도입하여 폴리에틸렌 수지를 냉각 고화시킨다.

스페이서는, 냉각노즐 (4) 의 중앙에 삽입 통과되며 도 1 에 나타낸 화살표방향으로 소정의 인취속도로 주행한다. 고리형 공간부 (3) 내에 공급된 건조 공기는, 냉각노즐 (4) 로부터 스페이서에 대해 수직으로 (직교하여) 10 m/sec 풍속으로 불어내며 이러한 냉각처리를 실시함으로써 외경 Φ11.4 ㎜ 의 PE 스페이서를 얻는다.

여기서 사용한 회전다이의 수지 토출 노즐은, 구멍 단면적이 목표하는 PE 스페이서의 단면적 (Ss) 에서 피복 항장력선의 단면적 (St) 을 뺀 단면적 (Sb) 을, 노즐구멍 단면적 (Sn) 에서 피복 항장력선의 단면적 (St) 을 뺀 단면적 (Snb) 으로 나눈 값 (Sb/Snb) 에 의한 풀다운율이 95 % 가 되도록 설계된 것을 사용한다.

얻은 PE 스페이서는, 홈 깊이 2.4 ㎜, 홈 외폭 2.4 ㎜, 홈 내폭 1.2 ㎜ 의 사다리꼴 홈을 원주방향으로 10 개 균등 배치하고, 또한 이들 홈이 반전 피치 230 ㎜ (스페이서 길이방향의 변동범위 220 내지 240 ㎜), 반전 각도 250°로 SZ 형으로 비틀어진 나선 홈 구조를 가지고 있고, 리브 근본에서의 최소 리브 두께는 약 0.8 ㎜ 의 것으로 목표하는 치수형상을 가지며 각종 사양을 만족시키는 것이다.

또, 이 SZ 스페이서의 반전부 단면에서의 홈 경사각 (α) 을 측정한 결과 약 15°로 홈 경사를 충분히 억제할 수 있다. 또한, 이 스페이서의 홈 바닥의 평균 표면 조도는 실시예 1 과 동일한 방법으로 측정한 결과 0.72 ㎛ 이다.

또한, 본체 수지로 형성된 SZ 스페이서 (10) 의 하나의 리브를 절취하여, 근본에서 선단에 걸쳐 4 분할한 후, 밀도 구배관에 의해 수지 밀도를 측정한다. 측정 결과를 표 1 에 나타낸다.

이어서, 이 SZ 스페이서에 두께 0.32 ㎜, 폭 1.1 ㎜ 의 4 심 테이프형 광섬유를 각 5 장씩 적층하면서 수납하고 부직포의 누름감기를 통해 시스 피복을 실시하여 200 심의 SZ 형 광섬유 케이블을 얻는다. 이 광섬유 케이블에 대해 광전송 성능을 측정한 결과 0.22 dB/㎞ 로 양호한 성능을 확인할 수 있다.

실시예 9

실시예 1 의 스페이서에 외경 125 ㎛ 의 코어·클래드로 이루어진 광섬유에, 두께 62.5 ㎛ 의 코팅층을 실시한 단심 광섬유를 각 나선 홈 내에 10 개씩 수납하고, 부직포의 누름감기를 통해 시스 피복을 실시하여 100 심의 SZ 형 광섬유 케이블을 얻는다. 이 광섬유 케이블에 대해 광전송 성능을 측정한 결과 0.22 dB/km 으로 양호한 성능을 확인할 수 있다.

실시예 10

아라미드 섬유 (케브라 3120dtex : 도오레듀퐁사 제조) 를 보강섬유로 하고, 여기에 비닐에스테르 수지 (H6400: 미쓰이가가꾸사 제조) 를 함침시켜 외경 Φ2.1 ㎜ 로 드로잉 성형하여 이것을 용융압출기의 크로스헤드다이에 도입하고 LLDPE 수지 (NUCG 5350 : 니혼 유니커 제조) 를 압출 피복하고 표면의 피복수지를 냉각한 후, 145 ℃ 의 증기경화조 중에서 내부의 폴리에스테르 수지를 경화시켜 외경이 Φ2.8 ㎜ 인 피복 항장력선을 얻는다.

이 피복 항장력선을 60 ℃ 로 예열하여 스페이서의 단면형상에 대응한 회전다이에 도입하고, 스페이서 본체 수지로서 MI = 0.03 (g/10 min) 의 고밀도 폴리에틸렌 수지 (하이젝스 6600M : 미쓰이가가꾸사 제조, 벤딩 탄성률 833 Mpa) 를 압출온도 170 ℃, 10 m/min 의 속도로 회전 압출 피복한 후, 도 1 에 나타낸 냉각장치(1) 내로 도입하여 폴리에틸렌 수지를 냉각 고화시킨다.

냉각장치 (1) 에서는, 냉각매체로서의 건조 공기는 냉각노즐 (4) 에서 스페이서에 대해 수직으로 (직교하여) 10 m/sec 풍속으로 불어내며 스페이서의 홈 바닥에 분사되어 리브의 근원부분을 중간부분보다도 우선적으로 냉각시키고 이러한 냉각처리를 실시함으로써 외경 Φ8.0 ㎜ 의 SZ 형 PE 스페이서를 얻는다.

여기서 사용한 노즐부의 구멍면적은, 목표하는 PE 스페이서의 단면적 (Ss) 에서 피복 항장력선의 단면적 (St) 을 뺀 단면적 (Sb) 을, 노즐구멍 단면적 (Sn) 에서 피복 항장력선의 단면적 (St) 을 뺀 단면적 (Snb) 으로 나눈 값 (Sb/Snb) 에 의한 풀다운율이 95 % 가 되도록 설계된 것을 사용한다.

얻은 PE 스페이서는, 홈 깊이 2.4 ㎜, 홈 외폭 2.7 ㎜, 홈 내폭 1.2 ㎜ 의 사다리꼴형 홈을 원주방향으로 5 개 균등 배치하고, 또한 이들 홈이 반전 피치 175 ㎜ (스페이서 길이방향의 변동범위 167 내지 183 ㎜), 반전 각도 250°로 SZ 형으로 비틀어진 나선 구조를 가지고 있고, 리브 근본에서의 최소 리브 두께는 약 0.8 ㎜ 의 것으로 목표하는 치수형상을 가지며, 홈 바닥의 평균 표면 조도 (Ra: ㎛) 는 0.68 ㎛ 로 각종 사양을 만족시키는 것이다.

이 SZ 스페이서의 반전부 단면에서의 홈 경사각도 (α) 를 측정한 결과 약 15°로 홈 경사를 충분히 억제할 수 있다 (도 4 참조).

또한, 본체 수지로 형성된 SZ 스페이서 (10) 의 하나의 리브를 절취하여 도 2 에 나타낸 바와 같이, 근본에서 선단에 걸쳐 4 분할 (a 내지 d) 한 후, 밀도 구배관에 의해 수지 밀도를 측정한다. 측정 결과를 표 1 에 나타낸다.

이어서, 이 SZ 스페이서에 두께 0.32 ㎜, 폭 1.1 ㎜ 의 4 심 테이프형 광섬유를 각 5 장씩 적층하면서 수납하고, 부직포의 누름감기를 통해 시스 피복을 실시하여 100 심의 SZ 형 광섬유 케이블을 얻는다. 이 광섬유 케이블에 대하여 광전송 성능을 측정한 결과 0.22 dB/km 로 양호한 성능을 확인할 수 있다.

실시예 11

실시예 10 에서 얻은 외경 φ8.0 ㎜ 의 SZ 형 PE 스페이서에 연속된 공정에서 두께 0.32 ㎜, 폭 1.1 ㎜ 의 4 심 테이프형 광섬유를 각 5 장씩 적층하면서 수납하고, 부직포의 누름감기를 통해 시스 피복을 실시하여 100 심의 SZ 형 광섬유 케이블을 얻는다. 이 광섬유 케이블에 대하여 광전송 성능을 측정한 결과 0.22 dB/km 로 양호한 성능을 확인할 수 있다.

이러한 광섬유 케이블의 제조방법을 채택함으로써, SZ 형 PE 스페이서를 일단 권취하고 드럼에 권취하는 작업으로 염려되는 리브 변형을 방지할 수 있음과 동시에 권취 작업시에 필요한 적층종이의 삽입 작업을 생략할 수 있다.

실시예 12

외경 φ2.0 ㎜ 의 단강선을 항장력체로서 크로스헤드다이에 도입하고, 이 항장력체 외주에 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 수지 (GA-006 : 니혼 유니커 제조) 를 예비 피복 내층 (12a), LLDPE 수지 (NUCG5350 : 니혼 유니커 제조, 벤딩 탄성률 353 Mpa) 를 예비 피복 외층 (12b) 으로서 200 ℃ 에서 공압출 피복하여 에틸렌-에틸아크릴레이트 공중합체 수지층 외경이 φ2.8 ㎜, 그 외주의 LLDPE 수지 피복 외경이 φ4.4 ㎜ 의 피복 항장력선 (12) 을 얻는다.

이 피복 항장력선 (12) 을 60 ℃ 로 예열하여 회전다이에 도입하고, 스페이서 본체 수지로서 MI = 0.03 (g/10 min) 의 고밀도 폴리에틸렌 수지 (하이젝스 6600M : 미쓰이가가꾸사 제조) 를 압출온도 170 ℃, 10 m/min 속도로 회전 압출 피복한 후, 도 1 에 나타낸 냉각장치 (1) 내에 도입하여 실시예 1 과 동일 조건에서 냉각 고화시켜 외경이 φ8.5 ㎜ 인 PE 스페이서를 얻는다.

여기에서 사용한 노즐부의 구멍 단면적은 목표하는 PE 스페이서의 단면적 (Ss) 에서 피복 항장력선의 단면적 (St) 을 뺀 단면적 (Sb) 을, 노즐 구멍 단면적 (Sn) 에서 피복 항장력선의 단면적 (St) 을 뺀 단면적 (Snb) 으로 나눈 값 (Sb/Snb) 에 의한 풀다운율이 95% 가 되도록 설계된 것을 사용하였다.

얻은 PE 스페이서는 홈 깊이 1.7 ㎜, 홈 외폭 3.0 ㎜ 의 대략 U 자형 홈을 원주방향으로 6 개 균등 배치하고, 또한 이들 홈이 반전 피치 125 ㎜ (스페이서 길이방향 변동범위 122 내지 127 ㎜), 반전 각도 275°로 SZ 형으로 비틀린 나선 구조를 가지고 있고, 각종 사양을 만족시키는 것이다. 또, 아래 식에서 근사한 나선 진행각 (β) 은 9.26 이다.

나선 진행각 (β) : tanβ= (d×π×θ/360)/p

단, 스페이서의 외경을 d, 나선 홈의 반전 각도를 θ, 나선 홈의 반전 피치를 p 로 한다.

이 SZ 스페이서의 반전부 단면에서의 홈 경사각을 측정한 결과 약 14° 로 홈 경사를 충분히 억제할 수 있다.

비교예 1

스페이서 본체 수지의 냉각방법으로서 내경 φ75 ㎜, 길이 4 m 의 아크릴파이프에 삽입 통과시키면서, 링형 노즐을 사용하여 파이프의 출구방향 (스페이서의 인취측) 에서 스페이서에 대하여 평행하게 건조 공기를 10 m/sec 풍속으로 분사하여 냉각 고화시키는 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 외경 φ11.4 ㎜ 의 PE 스페이서를 얻는다.

이 SZ 스페이서의 단면 치수, 반전 피치, 반전 각도 등은 실시예 1 과 동등하지만, 또 반전부 단면에서의 홈 경사각도 (α) 를 측정한 결과 약 20°로 경사져 있다.

또, 본체 수지로 형성된 SZ 스페이서 (10) 의 하나의 리브를 절취하여 근본에서 선단에 걸쳐 4 분할한 후, 밀도 구배관에 의해 수지 밀도를 측정한다. 측정 결과를 표 1 에 나타낸다.

이어서, 실시예 1 과 동일한 방법으로 각 홈에 4 심 테이프형 광섬유를 5 장씩 수납하여 200 심의 SZ 형 광섬유 케이블로 하고 전송 성능을 측정한 결과 이것도 0.25 내지 0.42 dB/km 로 성능에 편차가 생긴다.

비교예 2

스페이서 본체 수지의 냉각방법으로서 출구측에 구멍직경 φ12 ㎜ 의 패킹을 갖는 내경 φ75 ㎜, 길이 1m 의 SUS 파이프에 삽입 통과시키면서, 파이프 내에 계면활성제 (마퐁60 : 마쓰모또유시 제조) 를 0.1 질량% 농도가 되도록 첨가한 40 ℃ 의 온수를 하측에서 도입하고 상측에서 오버플로우시킴으로써 냉각 고화시킨 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 외경 φ11.4 ㎜ 의 PE 스페이서를 얻는다.

이 SZ 스페이서의 단면 치수, 반전 피치, 반전 각도 등은 실시예 1 과 동등하지만, 또 반전부 단면에서의 홈 경사각도 (α) 를 측정한 결과 약 22°로 경사져 있다.

이어서, 실시예 1 동일한 방법으로 각 홈에 4 심 테이프형 광섬유를 5 장씩 수납하여 200 심의 SZ 형 광섬유 케이블로 하고 전송 성능을 측정한 결과 이것도 0.25 내지 0.62 dB/km 로 성능에 편차가 생긴다.

비교예 3

스페이서 본체 수지의 냉각방법으로서 내경 φ75 ㎜, 길이 4 m 의 아크릴파이프에 삽입 통과시키면서, 링형 노즐을 사용하여 파이프의 출구방향에서 스페이서에 대하여 평행하게 건조 공기를 10 m/sec 풍속으로 분사하여 냉각 고화시키는 것 이외에는 실시예 5 와 동일한 방법으로 외경 φ8.0 ㎜ 의 PE 스페이서를 얻는다.

이 SZ 스페이서의 단면 치수, 반전 피치, 반전 각도 등은 실시예 5 와 동등하지만, 또 반전부 단면에서의 홈 경사각도 (α) 를 측정한 결과 약 28°로 크게 경사져 있다.

이어서, 실시예 5 와 동일한 방법으로 각 홈에 4 심 테이프형 광섬유를 5 장씩 수납하여 100 심의 SZ 형 광섬유 케이블로 하고 전송 성능을 측정한 결과 이것도 0.30 내지 0.75 dB/km 로 성능에 편차가 생긴다.

비교예 4

스페이서 본체 수지의 냉각방법으로서 출구측에 구멍직경 φ9 ㎜ 의 패킹을 갖는 내경 φ75 ㎜, 길이 1m 의 SUS 파이프에 삽입 통과시키면서, 파이프 내에 계면활성제 (마퐁60 : 마쓰모또유시 제조) 를 0.1 질량% 농도가 되도록 첨가한 40 ℃ 온수를 도입하고 오버플로우시킴으로써 냉각 고화시킨 것 이외에는 실시예 5 와 동일한 방법으로 외경 φ8.0 ㎜ 의 PE 스페이서를 얻는다.

이 SZ 스페이서의 단면 치수, 반전 피치, 반전 각도 등은 실시예 5 와 동등하지만, 또 반전부 단면에서의 홈 경사각도 (α) 를 측정한 결과 약 30°로 크게 경사져 있다.

이어서, 실시예 5 와 동일한 방법으로 각 홈에 4 심 테이프형 광섬유를 5 장씩 수납하여 100 심의 SZ 형 광섬유 케이블로 하고 전송 성능을 측정한 결과 0.30 내지 0.95 ㏈/㎞ 로 성능에 편차가 생긴다.

비교예 5

스페이서 본체 수지의 냉각방법으로서, 주행 스페이서의 중심에서 반경 5 ㎝로 스프레이용 노즐 (스프레잉 시스템 저팬 제조) 을 내측을 향한 상태에서 5개 원형 배치하여, 스페이서의 진행방향에서 보아 170°방향에서 건조 공기를 10 m/sec 풍속으로 분사하여 냉각 고화시키는 것 이외에는, 실시예 5 와 동일한 방법으로 외경 φ8.0 ㎜ 의 PE 스페이서를 얻는다.

이 SZ 스페이서의 단면 치수, 반전 피치, 반전 각도 등은 실시예 5 와 동등하지만, 반전부 단면에서의 홈 경사각도 (α) 를 측정한 결과 약 24° 로 경사져 있다.

이어서, 실시예 5 와 동일한 방법으로 각 홈에 4 심 테이프형 광섬유를 5 장씩 수납하여 100 심의 SZ 형 광섬유 케이블로 하고 전송 성능을 측정한 결과 0.26 내지 0.64 ㏈/㎞ 로 성능에 편차가 생긴다.

비교예 6

스페이서 본체 수지의 냉각방법으로서, 스페이서의 주행중심에서 반경 5 ㎝ 로 스프레이용 노즐 (스프레잉 시스템 저팬 제조) 을 내측을 향한 상태에서 5개 원형 배치하고, 스페이서의 진행방향에서 보아 20°방향에서 건조 공기를 10 m/sec 풍속으로 분사하여 냉각 고화시키는 것 이외에는, 실시예 5 와 동일한 방법으로 외경 φ8.0 ㎜ 의 PE 스페이서를 얻는다.

이 SZ 스페이서의 단면 치수, 반전 피치, 반전 각도 등은 실시예 5 와 동등하지만, 반전부 단면에서의 홈 경사각도 (α) 를 측정한 결과 약 23° 로 경사져 있다.

비교예 7

스페이서 본체 수지로서, MI=0.4 (g/10 min) 의 고밀도 폴리에틸렌수지 (하이젝스 5300B : 미쓰이가가꾸 제조) 를 사용하여, 압출온도 150 ℃ 로 하는 것 이외에는, 실시예 3 과 동일한 방법으로, 외경 φ11.4 ㎜ 의 PE 스페이서를 얻는다.

이 SZ 스페이서의 단면 치수, 반전 피치, 반전 각도 등은 실시예 3 과 동등하고, 홈 바닥의 평균 표면 조도는 1.5 ㎛ 이다. 이 스페이서를 사용한 광케이블의 전송 손실은, 0.25 내지 0.36 ㏈/㎞ 로 성능에 편차가 생긴다.

비교예 8

회전다이의 수지 토출 노즐의 구멍 단면적은, 목표하는 PE 스페이서의 단면적 (Ss) 에서 피복 항장력선의 단면적 (St) 을 뺀 단면적 (Sb) 을, 노즐구멍 단면적 (Sn) 에서 피복 항장력선의 단면적 (St) 을 뺀 단면적 (Snb) 으로 나눈 값 (Sb/Snb) 에 의한 풀다운율이 65% 가 되도록 설계된 것을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 조건에서 외경 φ11.4 ㎜ 의 SZ 스페이서를 얻는다.

이 SZ 스페이서의 홈 경사각도 (α) 는, 약 35°로 소정 개수의 테이프형 광섬유를 수납할 수 있다.

비교예 9

외경 φ2.8 ㎜ 의 피복 항장력체를 일단 권취하고 드럼에 권취한 후, 다른 공정에서 스페이서 본체피복을 형성하는 것 이외에는, 실시예 10 과 동일한 공정에서 외경 φ8.0 ㎜ 의 SZ 스페이서를 얻는다.

이 SZ 스페이서의 반전 피치는, 피복 항장력체의 권취 흔적에 의한 영향을 받아, 스페이서 길이방향의 변동범위는 145 내지 205 ㎜ 로 편차가 크고, 실시예 10 과 동일한 방법으로 100 심의 광섬유 케이블로 하고 전성성능을 측정한 결과 0.27 내지 0.35 ㏈/㎞ 로 성능에 편차가 생긴다.

비교예 10

나선 홈의 반전 피치를 75 ㎜ (73 내지 77 ㎜) 로 한 것 이외에는 실시예 12 와 동일한 방법으로 외경 φ8.5 ㎜ 의 PE 스페이서를 얻는다. 얻은 스페이서의 나선 진행각을 실시예 12 와 동일하게 구한 결과 15.22°이다.

또, 이 스페이서의 홈 반전부에서의 홈 경사각도를 측정한 결과 약 20° 로 실시예 12 에 비교하여 크게 경사져 있다.

이상의 실시예, 비교예의 홈 경사각도 (α), 리브의 부위마다 수지 밀도, SZ 스페이서에 테이프심선을 실장하여 광케이블로 한 경우의 전송 손실의 측정 결과를 정리하여 아래 표 1, 2 에 나타낸다.

표 1

표 2

또한, 본 발명의 스페이서는, 도 1 또는 도 5 에 나타낸 단면형상의 것에 한정되는 것은 아니고, 예컨대, 도 6 에 나타낸 나선 홈의 단면이 대략 U 자형상의 스페이서나, 도 7 에 나타낸 나선 홈의 단면형상에서 측면이 평행하게 형성된 스페이서에도 적용할 수 있다.

이상, 실시예 및 비교예에 근거하여 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명의 SZ 스페이서는, 세경화되어 최소 리브 두께가 작게 설계된 것이어도 반전부에서의 홈 경사를 억제할 수 있어 광섬유를 실장한 경우의 전송 손실의 증가가 적은 매우 실용적인 스페이서이다.

또, 본 발명의 스페이서는, 케이블 부설시의 작업성 향상을 목적으로 하고, 나선 홈 내에 수납된 광섬유에 여유 길이를 갖게 하여 인출의 용이성을 확보하면서 수납한 나선 홈 내로부터의 탈락을 방지하기 위해 필요로 하는 심선 인발력을 동시에 확보하기 위한 반전 피치를 짧게 하는 설계가 가능해진다.

또한, 본 발명의 스페이서에서는, 광케이블의 전송 특성의 안정화에 중요한 요인이 되는 나선 홈의 궤적에 대하여, 피복 수지와 항장력체의 공회전(供回轉) 현상을 억제할 수 있어 정규의 사인 커브로 하는 것이 가능해진다.

또, 본 발명의 세경화된 SZ 나선 홈이 부착된 스페이서는, 전화국내의 광배선 모듈 등, 한정된 공간에서의 고밀도화·다심화 배선을 가능하게 하는 광테이프코드를 수납한 광섬유 케이블에 매우 효과적으로 사용된다. 즉, 100 심국내(心局內) 광섬유 케이블의 용도에서는, 케이블외경을 작게 할 수 있기 때문에, 동일한 수용심 수의 종래 케이블과 비교하여 케이블 단면적을 대폭 저감할 수 있음과 동시에, 가요성도 향상되므로 부설작업도 효율화할 수 있다.

따라서, 본 발명의 광섬유 케이블은, 결과적으로 세경화된 SZ 형 광섬유 케이블을 실현할 수 있다.

또, 본 발명의 제조방법에 따르면, SZ 스페이서의 반전부에서의 홈 경사를 억제한 SZ 스페이서를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 제조방법에서는, 스페이서 본체 피복용 수지가 높은 멜트인덱스값 (MI) 을 갖고 있어도 나선 홈의 경사를 억제할 수 있어, 재생수지와 같은 고 MI 수지도 사용할 수 있다는 이점이 있다.

그리고, 나선 홈의 리브경사를 억제할 수 있어, 스페이서 길이방향의 외경 정밀도가 향상되고, 그럼으로써 광섬유의 집합화 속도의 향상이 예상되어, 광섬유 부설시의 전송 손실의 증가도 방지할 수 있다.

본 발명의 SZ 나선 홈이 부착된 스페이서는, 세경화할 수 있어 전화국내의 광배선 모듈 등, 한정된 공간에서의 고밀도화·다심화 배선을 할 때 광섬유 케이블에 매우 효과적으로 사용된다.

Claims

중심 항장력체 주위에 폴리에틸렌과 상용성(相溶性)을 갖는 열가소성 수지로 중간 피복층을 실시하고, 상기 중간 피복층 외주에 길이방향을 따라 주기적으로 방향이 반전하고, 또 연속하는 광섬유 수납용의 나선 홈을 갖는 본체 피복을 폴리에틸렌 수지로 형성한 폴리에틸렌제 광섬유 케이블용 스페이서에 있어서,

상기 나선 홈을 구획하는 리브의 최소 리브 두께가 1.0㎜ 이하이고, 또 반전부의 스페이서 단면에 있어서의 홈 경사각도를 18°이하로 한 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블용 스페이서.
중심 항장력체 주위에 길이방향을 따라 주기적으로 방향이 반전하고 또 연속하는 광섬유 수납용의 나선 홈을 갖는 본체 피복을 폴리에틸렌 수지로 형성한 폴리에틸렌제 광섬유 케이블용 스페이서에 있어서,

상기 나선 홈을 구획하는 리브의 최소 리브 두께가 1.0㎜ 이하이고 또 반전부의 스페이서 단면에 있어서의 홈 경사각도를 18°이하로 한 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블용 스페이서.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 나선 홈을 구획하는 리브의 대략 근본 부분의 수지 밀도가 리브 선단부나 리브 중앙부의 그것과 비교하여 가장 작은 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블용 스페이서.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 나선 홈 바닥의 평균 조도를 1.2㎛ 이하로 하는 것을 특징으로 하는 광케이블용 스페이서.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 외경을 d, 나선 홈의 반전 각도를 θ, 나선 홈의 반전 피치를 p 로 했을 때에,

tanβ= (d×π×θ/360)/p

식에서 구한 나선 진행각 (β) 이 5 내지 15°범위내로 설정되는 것을 특징으로 하는 광케이블용 스페이서.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 스페이서를 사용하고, 적어도 한개 이상의 나선 홈에 복수매의 테입형 광섬유를 수납한 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 스페이서를 사용하고, 적어도 한개 이상의 나선 홈에 단심 광섬유를 수납한 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
중심 항장력체 주위에 폴리에틸렌과 상용성을 갖는 열가소성 수지로 중간 피복층을 실시하고, 상기 중간 피복층 외주에, 길이방향을 따라 주기적으로 방향이 반전하고, 또 연속하는 광섬유 수납용의 나선 홈을 갖는 폴리에틸렌제 스페이서 본체 피복을 형성하는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조방법에 있어서,

상기 스페이서 본체 피복을 실시한 후에, 상기 스페이서의 주행방향에 대하여 소정 각도로 경사교차하도록 그 외주에서 냉각매체를 분사하는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조방법.
중심 항장력체 주위에 길이방향을 따라 주기적으로 방향이 반전하고 또 연속하는 광섬유 수납용의 나선 홈을 갖는 폴리에틸렌제 스페이서 본체 피복을 형성하는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조방법에 있어서,

상기 스페이서 본체 피복을 실시한 후에 상기 스페이서의 주행방향에 대하여, 소정 각도로 경사교차하도록 그 외주에서 냉각매체를 분사하는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조방법.
중심 항장력체 주위에 길이방향을 따라 주기적으로 방향이 반전하고, 또 연속하는 광섬유 수납용의 나선 홈을 갖는 폴리에틸렌제 스페이서 본체 피복을 형성하는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조방법에 있어서,

상기 항장력체를 구성하는 보강섬유 다발로 미경화상태의 열경화성 수지를 함침시켜 드로잉 성형하고, 그것을 용융압출 성형 다이에 삽입 통과하여 폴리에틸렌 수지를 외주로 압출하여 피복하고, 이어서 표면의 피복 수지를 냉각한 후에 내부의 열경화성 수지를 경화시키고,

계속해서, 상기 피복 수지 외주에 상기 스페이서 본체 피복을 실시한 후에, 상기 스페이서의 주행방향에 대하여, 소정 각도로 경사교차하도록 그 외주에서 냉각매체를 분사하도록 하는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조방법.
제 8 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서, 냉각매체가 계면활성제를 첨가한 40℃ 이상의 온수인 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조방법.
제 8 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서, 냉각매체가 건조 공기 또는 미스트를 함유한 습윤 공기인 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조방법.
제 8 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 소정 각도를 30°에서 150°이내의 각도로 설정하는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조방법.
제 8 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서,

풀다운 이상으로 설정하는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블용 스페이서의 제조방법.
제 9 항에 기재된, 광섬유 케이블용 스페이서의 제조방법에서, 상기 냉각매체의 분사에 의해 상기 스페이서 본체 피복을 냉각 고화시킨 후에 상기 나선 홈에 광섬유를 수납하여, 그 외주에 부직포의 누름감기를 개재시켜 시스 피복을 실시하는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블의 제조방법.