KR100394191B1

KR100394191B1 - 광파이버의 피복방법 및 피복장치

Info

Publication number: KR100394191B1
Application number: KR10-2000-7006401A
Authority: KR
Inventors: 오이시가즈마사; 오쿠노카오르; 쯔치야이치로; 타카기마사히로
Original assignee: 스미토모덴키고교가부시키가이샤
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1998-10-20
Publication date: 2003-08-06
Also published as: CN1130316C; EP1043283A4; EP1043283A1; HK1030926A1; JP3557613B2; AU9464098A; WO1999032415A1; DE69842130D1; AU752046B2; BR9814358A; EP1043283B1; KR20010033044A; TW406044B; CN1282309A

Abstract

본 발명은, 광파이버(1)를, 제 1피복형틀(3)에 형성된 상기 광파이버외경보다도 내경이 큰 제 1형틀구멍(3a)을 끼워통과시키면서, 상기 제 1형틀구멍과 상기 광파이버의 틈새에 제 1피복수지(11)를 주입해서 상기 광파이버의 바깥둘레에 상기 제 1피복수지(11)를 도포하는 공정과, 상기 광파이버를 제 2피복형틀(4)에 형성된 상기 제 1형틀구멍보다도 내경이 큰 제 2형틀구멍(4a)을 끼워통과시키면서, 상기 제 2형틀구멍(4a)과 상기 광파이버에 도포된 상기 제 1피복수지(11) 표면과의 틈새에 제 2피복수지(15)를 주입해서 상기 제 1피복수지위에 다시 상기 제 2피복수지(15)를 도포하는 공정을 구비한 광파이버의 피복방법에 있어서, 상기 제 1피복형틀(3)의 기본적으로 원판형상으로 상기 제 1형틀구멍(3a)주위에 상기 광파이버의 통과방향을 향해서 돌출하고 있는 돌기부(5)가 형성되어 있는 하부끝면과 상기 제 2피복형틀(4)의 원판형상의 상부끝면을 대향시켜서, 상기 제 1형틀구멍(3a)과 상기 제 2형틀구멍(4a)이 동일축이 되도록 배치하고, 상기 제 2피복수지(15)를 상기 제 1피복형틀의 하부끝면과 상기 제 2피복형틀의 상부끝면의 사이에 형성되는 간격(10)을 개재해서 상기 제 2형틀구멍(4a)에 주입해서, 상기 간격내의 상기 제 2피복수지의 흐름중에 있어서 상기 광파이버(1)의 주위에 형성되는 고리형상 저압영역을 축소하는 것을 특징으로 한다.

Description

광파이버의 피복방법 및 피복장치{METHOD AND APPARATUS FOR COATING OPTICAL FIBER}

종래, 광파이버의 제조에 있어서는, 광파이버모재를 가열·용융하면서 인장함으로써 광파이버를 선뽑기(wire drawing)하고, 그 표면에 2층 동시피복형틀에 의해서 수지를 도포하고 이것을 경화장치에 의해 경화시키고, 캡스턴, 풀리 등을 거쳐서 리와인더에 되감기하는 방법이 채택되어 왔다. 2층 동시피복형틀에 의해서 수지를 고속으로 도포하는 장치에 대해서는, 일본국 실개평 2-38437호 공보 또는 특개평 9-86971호 공보 등에 기재되어 있다.

도 11은, 상기 특개평 9-86971호 공보에 기재되어 있는 종래의 광파이버용 피복장치의 단면도이다. 광파이버(1)는, 니플구멍(21a)을 나와서 제 1피복형틀(22)의 형틀구멍(22a)을 통과할 때, 제 1피복수지(11)와 접촉한다. 형틀구멍(22a)을 나와서 제 2피복형틀(23)의 형틀구멍(23a)을 통과할 때에, 제 1피복수지(11)에 피복된 광파이버(1)는, 다시 제 2피복수지(15)와 접촉하고, 형틀구멍(23a)을 나와서 외부로 인출되어서 광파이버(1)에 2중피복이 형성된다.

제 1피복수지(11)는, 외부슬리브(32)의 상부에 형성된 제 1피복수지도입구멍(21b)으로부터, 안쪽상부슬리브(30)의 바깥둘레홈(30a), 구멍(30b)을 개재해서 니플(21)의 바깥둘레에 형성된 제 1저장실(24), 제 1좁힘부(25), 또 니플(21)의 선단면과 제 1피복형틀(22)의 상부면에 의해서 형성되는 제 1피복수지직교유통로(26)를 거쳐서, 니플구멍(21a)의 출구와 형틀구멍(22a)의 입구사이의 부분에 공급된다. 제 2피복수지(15)는, 외부슬리브(32)의 하부에 형성된 제 2피복수지도입구멍(22b)으로부터, 안쪽하부슬리브(31)의 바깥둘레홈(31a), 구멍(31b)을 개재해서 제 2피복형틀(23)의 바깥둘레에 형성된 제 2저장실(27), 제 2좁힘부(28), 또 제 1피복형틀(22)의 하부면과 제 2피복형틀(23)의 상부면에 의해서 형성되는 제 2피복수지직교유통로(29)를 거쳐서, 형틀구멍(22a)의 출구와 형틀구멍(23a)의 입구사이의 부분에 공급된다.

이와 같이 제 1피복수지(11)는, 제 1저장실(24)에서 일단 저장된 후, 제 1좁힘부(25)에 의해 충분히 좁아지게 되므로, 전체둘레방향에 걸쳐서 균일한 흐름으로 조정되어, 광파이버(1)에 균일한 두께의 피복이 실시된다고 기재되어 있다. 또, 제 1피복수지직교유통로(26)가, 니플구멍(21a)의 출구끝면과 형틀구멍(22a)의 입구끝면의 사이에 형성되어, 광파이버(1)에 대해서 직각으로 교차하고 있다. 따라서, 제 1피복수지(11)는, 광파이버(1)에 대해서 직교해서 흐르기 때문에, 제 1피복수지(11)의 재순환을 억제하여 안정적으로 도포할 수 있다고 기재되어 있다.

[발명의 개시]

그러나, 이와 같은 종래의 피복장치에서는, 선뽑기속도가 빠르게 되면, 피복외경이 변동해 버린다는 결점이 있었다.

본 발명자들은, 이 외경변동이 발생하는 요인에 대해서 시뮬레이션 및 실험에 의해 상세한 검토를 행하였다. 그 결과, 제 1피복형틀(22)하부면의 형틀구멍(22a)의 출구부분이 평탄하면, 이 출구 근처에 불안정한 고리형상 저압영역이 형성되어서, 광파이버(1)의 바깥둘레에 피복되는 제 1피복수지(11)가 고리형상 저압영역에 끌어당겨지는 결과, 불규칙하게 바깥쪽으로 팽출해서 피복외경변동이 생기는 것을 알게 되었다.

그리고, 이 피복외경변동을 해소하기 위해서는, 출구부근의 흐름을 정리하는 돌출부를 형성하는 것이 유효하다는 것을 발견하였다. 본 발명은 이런 식견에 의거한 것이다.

여기서, 이 시뮬레이션결과에 대해서 간단히 설명한다.

시뮬레이션은, AEA Technology사 제작의 유동해석 프로그램 CFX4.1(Flow Solver)을 사용한 것이고, 주로 출구부분의 형상의 영향을 조사했다. 해석조건을 하기의 표에 표시한다.

1층째의 형틀의 테이퍼각도	3°
1층째의 형틀 구멍직경	0.25㎜
1층째의 형틀-2층째형틀간격	1.0㎜(평행부)
2층째의 형틀 구멍직경	0.38㎜
수지점도	1층째, 2층째 다같이 1000cps
수지공급압력	1층째, 2층째 다같이 2.5㎏/㎟
파이버선속도	1000m/분

이 해석조건에서, 1층째 형틀구멍 출구가 평탄한 케이스 1(종래의 피복장치에 상당)과, 1층째 형틀구멍 출구에 높이 0.1㎜, 아래쪽 부분폭 0.1㎜의 주둥이 형상의 돌기를 형성한 케이스 2(본 발명의 피복장치에 상당)의 2종류의 케이스에 대해서 해석을 행하였다. 각각의 케이스의 1층째 형틀구멍 출구부근의 압력분포를 도 1, 도 3에, 유선형 백터의 분포를 도 2, 도 4에 각각 표시한다.

종래의 피복장치에 상당하는 케이스 1에서는, 도 1에 표시한 바와 같이 1층째 형틀구멍 출구근방에 고리형상의 저압영역이 크게 확대되어 있는 것을 알 수 있다. 이 때문에, 1층째형틀구멍에서 나온 수지는 도 2에 표시된 바와 같이 출구근처에서 바깥쪽을 향해서 잡아당겨진다. 이 결과, 피복의 외경에 부플음이 발생한다.

한편, 본 발명의 피복장치에 상당하는 케이스 2에서는, 도 3에 표시되는 바와 같이 이 고리형상 저압영역이 작게 되어 있는 것을 알 수 있다. 이 때문에, 수지의 흐름도 도 4에 표시되는 바와 같이 파이버의 뽑아내는 방향에 거의 평행으로 일치시키고 있고, 이 결과 피복의 외경은 케이스 1에 비해서 안정된다.

본 발명자들은, 출구부근에 형성되는 돌출부의 형상의 영향에 대해서도 시뮬레이션에 의해 조사하였다. 도 5A∼D는, 그 결과를 표시한 것이며, 제 1형틀구멍(3a)의 출구근방에 생기는 저압영역과 그 때문에 발생하는 외경변동을 모식적으로 표시한 도면이다. 돌기부재를 형성하지 않은 도 5A에 표시한 케이스에서는, 광파이버(1)근방의 제 2피복수지(15)의 저압영역(15A)이 광범위하게 확대되어, 제 1피복수지(11)의 부플음(11A)이 현저하게 된다. 이에 대해서 도 5B에 표시한 바와 같이 돌기부재가 원추대형상의 경우는, 광파이버(1) 근방의 저압영역(15A)이 억제되어 제 1피복수지(11)의 부플음(11A)이 거의 해소되는 것을 알게 되었다. 또, 도 5C 및 도 5D에 표시한 바와 같이 돌기부재가 거의 원추형이 되거나, 또는 머리부분, 바닥부분이 길고 평탄한 원추대형상의 경우에는, 저압영역(15A)의 크기를 저감하는 효과가 적게 된다고 하는 경향을 알게 되었다.

또, 본 발명자들은 이들 시뮬레이션결과에 대해서, 실험결과와 비교하여, 돌기부를 머리부분이 짧은 원추대형상으로 함으로써 외경변동을 억제하는 효과를 확인하였다.

본 발명은 이들 식견에 의거한 것이며, 광파이버에 수지를 도포해서 피복할 때에, 파이버에의 수지도포성을 향상시키고, 특히 광파이버의 높은 선속도영역에서, 피복수지를 외경변동없이 안정하게 도포할 수 있는 광파이버의 피복방법 및 피복장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 관한 광파이버의 피복방법은, 광파이버를, 제 1피복형틀에 형성된 상기 광파이버외경보다도 내경이 큰 제 1형틀구멍을 끼워통과시키면서, 상기 제 1형틀구멍과 상기 광파이버의 틈새에 제 1피복수지를 주입해서 상기 광파이버의 바깥둘레에 상기 제 1피복수지를 도포하는 공정과, 상기 광파이버를 제 2피복형틀에 형성된 상기 제 1형틀구멍보다도 내경이 큰 제 2형틀구멍을 끼워통과시키면서, 상기 제 2형틀구멍과 상기 광파이버에 도포된 상기 제 1피복수지표면과의 틈새에 제 2피복수지를 주입해서 상기 제 1피복수지위에 다시 상기 제 2피복수지를 도포하는 공정을 구비한 광파이버의 피복방법에 있어서,상기 제 1피복형틀의 기본적으로 원판형상으로 상기 제 1형틀구멍주위에 상기 광파이버의 통과방향을 향해서 돌출하고 있는 돌기부가 형성되어 있는 하부끝면과 상기 제 2피복형틀의 원판형상의 상부끝면을 대향시켜서, 상기 제 1형틀구멍과 상기 제 2형틀구멍이 동일축이 되도록 배치하고, 상기 제 2피복수지를 상기 제 1피복형틀의 하부끝면과 상기 제 2피복형틀의 상부끝면의 사이에 형성되는 간격을 개재해서 상기 제 2형틀구멍에 주입해서, 상기 간격내의 상기 제 2피복수지의 흐름중에 있어서 상기 광파이버의 주위에 형성되는 고리형상 저압영역을 축소하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 광파이버의 피복장치는, 광파이버의 바깥둘레에, 제 1피복수지와 제 2피복수지를 적층해서 도포하는 광파이버의 피복장치에 있어서,상기 광파이버를 끼워통과시키는 제 1형틀구멍이 형성되고, 기본적으로 원판형상이며, 상기 제 1형틀구멍 주위에 상기 광파이버의 통과방향을 향해서 돌출하고 있는 돌기부가 형성되어 있는 하부끝면을 지니고, 상기 제 1형틀구멍내의 해당 광파이버 바깥둘레와의 사이에 형성된 공간에 상기 제 1피복수지가 주입되는 제 1피복형틀과,상기 제 1형틀구멍을 통과한 상기 광파이버가 끼워통과되는 상기 제 1형틀구멍과 동일축의 제 2형틀구멍이 형성되고, 상기 제 1피복형틀의 하부끝면과 대향해서 간격을 형성하는 원형 평판으로 이루어진 상부끝면을 가지고, 상기 간격을 개재해서, 상기 제 2형틀구멍내의 해당 광파이버 바깥둘레와의 사이에 형성된 공간에 상기 제 2피복수지가 주입되는 제 2피복형틀을 구비하고,상기 돌기부는, 상기 간격내의 상기 제 2피복수지의 흐름중에 있어서 상기 광파이버의 주위에 형성되는 고리형상 저압영역을 축소하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 제 1피복수지는 제 1피복형틀의 제 1형틀구멍에 의해서 광파이버의 바깥둘레에 도포된다. 또, 제 2피복수지는 제 1피복형틀과 제 2피복형틀에 의해서 형성되는 간격의 주변으로부터 중앙부의 제 2형틀구멍에 공급되어, 제 1피복수지위에 도포된다. 이 때, 제 1형틀구멍 출구에는, 출구방향 즉 제 2형틀구멍을 향해서 돌출하는 돌기부가 형성되어 있으므로, 상기한 바와 같이 유동해오는 제 2피복수지내의 저압영역발생이 억제되므로, 제 2피복수지의 흐름은 광파이버유동방향을 따르도록 조정된다. 이 때문에, 삽입관통되어 있는 광파이버의 진동도 억제되고, 제 1형틀구멍, 제 2형틀구멍에 있어서 제 1 및 제 2피복수지를 균일하게 도포할 수 있다. 또, 돌기부선단이 제 2형틀구멍의 입구에 접근함에 따른 진동방지의 효과도 있다.

본 발명자들은 상술한 검토의 결과, 이 돌기부는, 원추대형상인 것이 바람직하고, 특히, 돌기부의 원추대형상의 높이를 H, 이 원추대형상의 바닥부분 바깥둘레와 제 1형틀구멍의 안둘레면과의 거리를 W, 상기 원추대형상의 머리부분 바깥둘레와 제 1형틀구멍의 안둘레면과의 거리를 L, 제 1형틀구멍의 광파이버출구쪽의 안둘레면직경을 D₁, 제 2형틀구멍의 광파이버입구쪽의 안둘레면직경을 D₂, 제 1피복형틀과 제 2피복형틀의 간격의 거리를 G라 했을 때에,

0.05G＜H＜0.5G

(D₂-D₁)/2＜W＜G

0.01㎜≤L＜W

를 만족시키는 것이 바람직하다는 것을 발견하였다.

본 발명은 이하의 상세한 설명 및 첨부도면에 의해 더욱더 충분히 이해가능하게 된다. 이들은 단지 예시를 위하여 표시된 것인 바, 본 발명을 한정하는 것으로 생각해서는 안된다.

본 발명의 더한층의 응용범위는, 이하의 상세한 설명에서 명확하게 될 것이다. 그러나, 상세한 설명 및 특정의 사례는 본 발명의 적합한 실시형태를 표시한 것이지만, 예시를 위해서만 표시되고 있는 것으로서, 본 발명의 사상 및 범위에 있어서의 여러가지 변형 및 개량은 이 상세한 설명으로부터 당업자에게는 자명한 것은 명백하다.

본 발명은, 광파이버의 피복방법 및 피복장치에 관한 것이며, 특히, 높은 선속도영역에 있어서 피복수지를 안정하게 도포할 수 있는 것이다.

도 1 내지 도 4는, 피복장치의 피복외경변동에 대한 시뮬레이션결과를 표시한 도면이며,

도 1이 종래의 피복장치에 대한 피복수지의 압력분포,

도 2가 그 유선(流線)백터분포,

도 3이 본 발명의 피복장치에 대한 피복수지의 압력분포,

도 4가 그 유선백터분포를 각각 표시함.

도 5A 내지 도 5D는, 각각 제 1형틀구멍의 출구부근에 형성되는 돌기부의 형상의 영향을 표시한 모식도

도 6은, 본 발명에 관한 피복장치를 포함한 피복광파이버제조라인의 전체구성도

도 7은, 본 발명에 관한 피복장치의 기본구성을 표시한 단면도

도 8은, 도 7의 기본구성에 있어서의 돌기부의 구성을 표시한 단면도

도 9는, 본 발명에 관한 피복장치의 일실시형태의 구성을 표시한 단면도

도 10은, 본 발명에 관한 피복장치의 다른 실시형태의 구성을 표시한 단면도

도 11은, 종래의 피복장치의 구성을 표시한 단면도

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다. 또한, 이해를 용이하게 하기 위해, 각 도면에 있어서 동일한 요소에는 가능한 한 동일한 참조부호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략한다. 각 도면의 치수는, 설명을 위하여 과장하고 있는 부분이 있으며, 반드시 실제의 것과 각 구성요소의 치수비율은 일치하고 있지 않다.

본 발명의 피복방법 및 장치에 대해서 설명하기 전에, 피복광파이버의 제조방법 및 제조라인 전체에 대해서 도 6을 참조해서 간단히 설명한다.

모재(母材)(51)를 선뽑기로(52)에서 가열해서 연화시키면서 인장력을 부가함으로써 가늘게 잡아늘려 세선형상의 광파이버(1)로 가공한다. 가공된 광파이버(1)는 강제냉각장치(53)에 인도되어서 냉각되고, 경화한다. 이 광파이버(1)는, 피복장치(54)에 인도되고, 피복수지탱크(55), (56)로부터 공급되는 제 1 및 제 2의 피복수지(11), (15)가 바깥둘레위에 도포되어서 2중으로 피복되어, 피복파이버(1a)가 제작된다. 이 피복파이버(1a)를 자외선조사형 경화장치(57)에 인도해서, 도포된 피복수지에 자외선을 조사해서 경화시킨다. 피복경화후의 피복파이버(1a)는, 캡스턴구동부(58)를 개재해서 권취기(59)에 이송되어, 준비된 롤에 감겨진다.

본 발명에 관한 피복방법 및 피복장치는, 이 피복수지를 도포하는 피복장치(54)에 관한 것이다. 도 7은 본 발명에 관한 피복장치의 기본구성을 표시한 단면도이다. 광파이버(1)의 바깥둘레에 제 1피복수지(11)와 제 2피복수지(15)를 적층해서 도포하고, 2중피복파이버(1a)를 제작하는 것이다.

이 장치는, 광파이버(1)를 끼워통과시키는 제 1형틀구멍(3a)을 가진 제 1피복형틀(3)과, 이 제 1형틀구멍(3a)과 동일축으로 광파이버(1)의 통과방향의 하류쪽에 배치된 제 2형틀구멍(4a)을 가진 제 2피복형틀(4)을 구비한다. 그리고, 광파이버(1)의 외경보다도 제 1형틀구멍(3a)의 내경이 크고, 제 2형틀구멍(4a)의 내경은 더욱더 그것보다 크게 설정되어 있다. 제 1형틀구멍(3a)의 광파이버(1) 출구쪽에는, 제 2형틀구멍(4a)을 향해서 돌출하는 돌기부(5)가 형성되어 있고, 제 1피복형틀(3)과 제 2피복형틀(4)의 사이에는, 제 2피복수지(15)를 제 2형틀구멍(4a)에 주입하기 위한 간격(10)이 형성되어 있다. 또, 제 1형틀구멍(3a)은, 테이퍼부분과 이것에 연속해서 형성된 내경이 작은 원통형의 랜드부분으로 구성되어 있다.

다음에, 본 장치의 동작, 즉, 본 발명에 관한 피복방법의 기본동작을 설명한다.

광파이버(1)는, 장치내에서 화살표 B방향으로 선뽑기된다. 즉, 광파이버(1)는 먼저 제 1형틀구멍(3a)에 끼워통과된다. 이 때, 제 1형틀구멍(3a)의 안둘레와 광파이버(1) 바깥둘레의 사이에는 제 1피복수지(11)가 온도가 가해지는 등해서 저점도(예를 들면 1000cps)로 조정되어서 주입되고 있다. 이 제 1피복수지(11)는, 제 1형틀구멍(3a)을 고속으로 통과하는 광파이버(1)의 바깥둘레면과의 마찰에 의해 광파이버(1)에 잡아당겨지고, 수지내의 압력이 상승해서 광파이버(1)의 바깥둘레면에 거의 균일하게 도포된다.

이렇게 하여 바깥둘레면에 제 1피복수지(11)가 도포된 광파이버(1)는 돌기부(5)의 선단에 있는 제 1형틀구멍(3a)의 출구를 통과해서, 제 2형틀구멍(4a)에 끼여 통과된다. 여기서,제 2형틀구멍(4a)의 안둘레와 광파이버(1)위에 도포된 제 1피복수지(11)표면과의 사이에는, 제 2피복수지(15)가, 간격(10)을 개재해서 화살표 A방향에서부터 주입되고 있다. 이 때, 제 2피복수지(15)의 점도는, 온도가 가해지는 등해서 제 1피복수지(11)와 동일한 정도의 저점도(예를 들면 1000cps)로 조정되어 있는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 제 1피복수지(11)와 제 2피복수지(15)의 점도가 크게 다르면, 제 1피복수지(11)와 제 2피복수지(15)의 계면에서의 흐름이 혼란되기 쉬우며, 도포된 양쪽수지의 경계면이 흐트러져 버릴 염려가 있기 때문이다. 제 2형틀구멍(4a)에 공급된 제 2피복수지(15)는, 제 2형틀구멍(4a)을 고속으로 통과하는 광파이버(1) 바깥둘레면위에 도포되어 있는 제 1피복수지(11)의 바깥표면과의 마찰에 의해 제 1피복수지(11)에 잡아당겨지고, 수지내부의 압력이 상승해서 이 제 1피복수지(11)의 바깥표면상에 거의 균일하게 도포된다. 이 때에, 제 1형틀구멍(3a)의 출구에 돌출부(5)가 형성되어 있으므로, 상술한 바와 같이 간격(10)안의 제 2피복수지(15)가 조정되므로, 광파이버(1)를 포위하는 영역에 있어서의 고리형상 저압영역의 발생이 억제된다. 이 결과, 제 1형틀구멍(3a)을 나온 직후의 광파이버(1)에 도포되어 있는 제 1피복수지(11)와 제 2피복수지(15)의 경계면의 변동이 억제되므로, 제 1피복수지(11)의 외경변동을 억제할 수 있다.

본 발명자들은, 도 7에 표시되는 장치를 사용해서, 이 돌기부(5)에 의한 제 2피복수지의 정류(整流)효과를 확인하는 실험을 실시하였으므로, 이하에 그 결과에 대해서 설명한다.

도 8은, 도 7의 장치에 있어서의 돌기부(5)를 표시한 종단면도이다. 이하, 돌기부(5)의 원추대형상의 높이를 H, 원추대중심의 제 1형틀구멍(3a)의 내부면과 원추대의 바닥부(제 1피복형틀(3)쪽) 바깥둘레와의 거리를 W, 제 1형틀구멍(3a)의 내부면과 원추대의 머리부분(제 2피복형틀(4)쪽) 바깥둘레와의 거리를 L, 제 1피복형틀(3)의 하부끝면과 제 2피복형틀(4)의 상부끝면과의 사이에 형성된 간격(10)의 거리를 G로 한다.

외경 125㎛의 석영계 광파이버(1)의 바깥둘레에 우레탄아크릴레이트계 자외선경화수지인 제 1및 제 2피복수지를 적층 도포해서, 외경 200㎛의 제 1피복층과 외경 240㎛의 제 2피복층을 가진 피복파이버(1a)를 제작했다. 각각의 피복수지의 점도는 25℃에서 3000cps이며, 도포시에는 가열해서 점도를 1000cps로 조정했다. 제 1형틀구멍의 출력쪽의 직경 D₁은 0.26㎜, 제 2형틀구멍의 입력쪽의 직경 D₂는 0.37㎜로 했다. 비교실험에 사용한 돌기부(5)의 치수 및 광파이버(1)의 선뽑기속도를 바꾸어서 실험을 행하여 얻게된 피복파이버(1a)의 외경안정성을 조사한 결과를 통합해서 다음 표에 표시한다.

	돌기부재의 치수(㎜)	피복외경의 안정성
	돌기부재의 치수(㎜)	선속도(m/분)
	H	W	L	G	500	800	1000	1200
실시예	0.2	0.25	0.1	1	○	○	○	○
비교예 1	-	-	-	1	○	×	×	×
비교예 2	0.2	0.25	0	1	○	△	×	×
비교예 3	0.2	1.5	0.1	1	○	△	×	×

단, ○: 길이방향의 외경변동이 ±0.5㎛이하

△: 길이방향의 외경변동이 ±1㎛미만

×: 길이방향의 외경변동이 ±1㎛이상

돌기부를 형성하고 있지 않은 경우(비교예 1)는, 선속도가 500m/분이하에서는 길이방향으로 피복외경의 변동은 생기지 않지만, 더욱 선속도를 올리면 적어도 ±1㎛의 외경변동이 발생한다. 구멍의 내부면과 원추대의 머리부분 바깥둘레까지의 거리 L을 0으로 한 원추형상의 돌기부를 형성했을 경우(비교예 2)는, 비교예 1에 비해서 외경변동은 감소하여 개선되나, 선속도가 800m/분이 되면 피복외경변동이 발생하게 된다. 돌기부를 원추대형상으로 했을 경우, 원추대의 바닥부분, 즉 제 1피복형틀(3)쪽의 길이 W가 짧은 경우(실시예)는, 선속도를 1200m/분까지 올려도 피복외경변동은 거의 나타나지 않았다. 그러나, 원추대의 바닥부분, 즉 제 1피복형틀(3)쪽의 길이 W를 지나치게 길게(비교예 3)하면, 다시 피복외경변동이 발생하게 되는 것을 알 수 있었다. 즉, 도 1에 표시되는 바와 같이 제 1형틀구멍(3a)의 출구에 원추대형상의 돌기부(5)를 형성함으로써, 제 2피복수지의 흐름을 조정하고, 피복외경변동을 억제하는 효과가 있다는 것이 실험에 의해서도 확인되었다.

그래서, 더욱더 상세히 검토하였던 바, 외경변동을 거의 억제할 수 있는 돌기부의 치수범위(㎜)는,

0.05≤H≤0.25

0.10≤W≤0.30

0.05≤L≤0.1

0.8≤G≤1.2

이며, 더욱 바람직한 범위는,

0.05G＜H＜0.5G

(D₂-D₁)/2＜W＜G

0.01㎜≤L＜W

인 것을 알 수 있었다.

이하에 본 발명에 관한 광파이버피복장치의 적합한 실시형태의 몇개에 대해서 상세히 설명한다. 이들의 기본구성은 도 7에 표시한 장치에 표시된 것이다.

도 9는, 본 발명에 관한 광파이버피복장치의 제 1의 실시형태의 단면도이다. 이 장치는, 니플(2), 제 1피복형틀(3) 및 제 2피복형틀(4)이 조합되어서 구성되어 있다. 이들 3개의 부재를 조합하기 위하여, 내부슬리브(6)와 외부슬리브(7)가 사용되고 있다. 광파이버(1)는, 니플구멍(2a)을 나와서 제 1피복형틀(3)의 제 1형틀구멍(3a)을 통과할 때에, 이 제 1형틀구멍(3a)내부에 충전되어 있는 제 1피복수지(11)와 접촉함으로써, 제 1피복수지(11)가 광파이버(1)의 바깥둘레에 도포된다. 이렇게 해서 제 1피복수지(11)에 피복된 광파이버(1)는, 제 1형틀구멍(3a)을 나와서 제 2피복형틀(4)의 제 2형틀구멍(4a)을 통과할 때, 다시 제 2피복수지(15)에 접촉해서 그 바깥둘레에 제 2피복수지가 도포된다. 이와 같이 해서, 제 2형틀구멍(4a)으로부터 하부로 인출된 광파이버(1)에는 2중피복이 형성된다.

각 부재의 형상에 대해서 설명한다. 니플(2)는, 중심에 니플구멍(2a)을 가진 두꺼운 대략 원통형상이다. 이 니플(2)의 바깥둘레면의 중간부에는, 원둘레방향으로 홈을 가지고, 이 홈은 위쪽에 있어서 깊고 아래쪽방향으로 테이퍼형상으로 얕게 되고, 제 1저장실(8)이 형성되어 있다. 이 제 1저장실(8)의 하부쪽에 해당되는 위치에 니플(2)의 외경을 후술하는 내부슬리브(6)의 내경보다 약간 작게 함으로써, 내부슬리브(6)의 안둘레면과의 경계를 따라서 제 1좁힘부(9)가 형성되어 있다. 니플(2)의 하부끝면은 니플구멍(2a)과 직교하는 원형 평면이며, 그 주변부에는 이 하부끝면의 하부쪽에 형성되는 후술하는 제 1직교유통로(10)의 간격을 확보하기 위하여 3개소이상의 볼록부(2b)가 형성된다. 니플구멍(2a)은, 위에서부터 차례로 내경이 큰 원기둥형상 개구부, 테이퍼형상 개구부, 내경이 작은 단구간의 원기둥형상 개구부로 형성되어 있다.

제 1피복형틀(3)은, 중심에 제 1형틀구멍(3a)을 가지고, 니플구멍(2a) 및 제 1형틀구멍(3a)에 직교하는 평면형상의 상부끝면 및 하부끝면을 가진 원판이다. 이 상부끝면과 니플(2)의 하부끝면과의 간격이 제 1직교유통로(10)를 형성하고 있고, 장치에 끼워 통과시키는 광파이버(1)와는 직각으로 교차한다. 또, 이 하부끝면과 후술하는 제 2피복형틀(4)의 상부끝면과의 간격은 제 2직교유통로(14)를 형성하고 있고, 마찬가지로 끼워통과시키는 광파이버(1)와 직각으로 교차한다. 또, 이 하부끝면의 제 1형틀구멍(3a)출구에는, 돌기부(5)가 형성되어 있다. 제 1형틀구멍(3a)은, 위에서부터 차례로, 테이퍼부, 내경이 작은 랜드부분에 의해 구성되어 있고, 테이퍼부의 상부개구의 내경은, 니플구멍(2a)의 최하부의 개구의 내경보다도 크다.

제 2피복형틀(4)은, 중심에 제 2형틀구멍(4a)을 가진 두께가 두꺼운 대략 원통형상이다. 그 상부끝면은 제 1형틀구멍(3a) 및 제 2형틀구멍(4a)과 직교하는 원형 평면이다. 그리고, 상부끝면쪽에서, 제 2피복형틀(4)의 외경을 후술하는 내부슬리브(6)의 내경보다도 약간 작게 함으로써 내부슬리브(6)의 안둘레면과의 경계를 따라서 제 2좁힘부(13)가 형성되어 있다. 또, 제 2피복형틀(4)의 중간부는, 제 2좁힘부(13)의 하부쪽에 인접하는 원주방향으로 홈을 가지고 있고, 이 홈은 위쪽에 있어서 얕으며 하부방향으로 테이퍼형상으로 깊게 함으로써 제 2저장실(12)이 형성되어 있다. 또, 제 2피복형틀(4)하부쪽에는, 외경이 약간 돌출하는 단차부분이 형성되어 있다.

제 2형틀구멍(4a)은, 짧은 구간의 내경이 평행한 랜드부분만으로 이루어지고, 그 하부끝은 내경이 큰 원기둥형상 개구부와 접속되어 있다. 제 1형틀구멍(3a)의 하부쪽 개구의 내경보다도 크다. 이와 같이, 제 2형틀구멍(4a)에는 테이퍼부분이 없기 때문에, 구멍내부에서 제 2피복수지(15)의 유체압력이 과잉으로 높게 되지 않으며, 제 2피복수지(15)의 안쪽에 존재하는 제 1피복수지(11)를 눌러 찌부러뜨리는 일이 없다. 또, 제 2형틀구멍(4a)의 랜드부분의 가공정밀도를 향상시킬 수 있고, 제 2피복에 대해서도 광파이버(1)의 높은 선속도영역에서의 도포성을 악화시키는 일이 없다.

내부슬리브(6)는, 두께가 얇은 대략 원통형상이며, 축방향의 위치에 따라서 내경을 변화시킴으로써 안둘레면에 단차가 형성되어 있다. 이 단차를 이용해서 니플(2), 제 1피복형틀(3), 제 2피복형틀(4)은 내부슬리브(6)의 소정의 위치에 고정된다.

외부슬리브(7)는, 두께가 얇은 대략 원통형상이며, 상부끝부분 근처에 제 1피복수지도입구멍(7a)과 제 2피복수지도입구멍(7b)을 가지고, 이들은 조립된 상태에 있어서, 각각 제 1저장실(8), 제 2저장실(12)에 접속된다.

다음에, 이 장치의 조립방법을 설명한다. 먼저, 제 1피복형틀(3)을 내부슬리브(6)에 위쪽에서부터 끼워넣고, 중간부근처에 형성되어 있는 단차부분을 이용해서 위치결정한다. 이어서, 니플(2)을 내부슬리브(6)에 위쪽에서부터 끼워넣고, 제 1피복형틀(3)의 윗면에 배치한다. 제 1피복형틀(3)의 윗면과 니플(2)의 하부면과의 간격은 니플(2)의 하부면에 형성된 볼록부(2b)의 높이에 따라서 결정된다. 최후로, 제 2피복형틀(4)을 내부슬리브(6)에 하부쪽에서부터 끼워넣고, 제 2피복형틀(4)의 하부끝에 형성된 단차부분을 이용해서 위치결정한다. 최후에, 조립한 전체를 외부슬리브(7)에, 위쪽에서부터 덮개(16)을 장착해서 각 부재를 고정한다.

이렇게 해서 조립된 장치에 있어서의 제 1, 제 2피복수지(11), (15)를 도입하는 유통로에 대해서 이하에 설명한다. 제 1피복수지(11)는, 제 1피복수지도입구멍(7a)으로부터 가압공급되어, 내부슬리브(6)의 외부둘레홈(6a) 및 (6b)을 개재해서, 니플(2)의 제 1저장실(8)에 공급된다. 이 제 1저장실(8)내부의 제 1피복수지는 다시, 제 1좁힘부(9)를 개재해서 제 1직교유통로(10)와 장치의 축중심방향에 공급되어, 니플구멍(2a)의 출구와 제 1형틀구멍(3a)의 입구사이의 부분에 도달한다.

한편, 제 2피복수지(15)는, 제 2피복수지도입구멍(7b)으로부터 가압공급되어, 내부슬리브(6)의 바깥둘레홈(6c) 및 구멍(6d)을 개재해서, 제 2피복형틀(4)의 제 2저장실(12)에 공급된다. 이 제 2저장실(12)내부의 제 2피복수지는, 제 2좁힘부(13)를 개재해서 제 2직교유통로(14)와 장치의 축중심방향에 공급되어, 제 1형틀구멍(3a)의 출구와 제 2형틀구멍(4a)의 입구사이의 부분에 도달한다.

광파이버(1)는, 니플구멍(2a)으로부터 끼워넣어지고, 제 1피복형틀(3)의 제 1형틀구멍(3a)을 통과할 때에, 주입되어 있는 제 1피복수지(11)속을 통과한다. 그리고 광파이버(1)에는, 제 1피복수지(11)가 피복된 상태에서 제 2피복형틀(4)의 제 2형틀구멍(4a)을 통과할 때에, 주입되어 있는 제 2피복수지(15)속을 통과하고, 제 2피복수지(15)가 피복된 상태에서 외부로 인출되어, 광파이버(1)의 바깥둘레에 2중피복이 형성된다.

여기서, 제 1피복수지(11)는, 제 1저장실(8) 및 제 2좁힘부(9)에 의해, 전체둘레방향에 걸쳐서 균일한 흐름으로 정류되고 난 후에 제 1직교유통로(10)에 인도되므로, 제 1직교유통로(10)내부의 제 1피복수지(11)는, 광파이버(1)에 대해서 직교해서 흐르게 된다. 그 결과, 광파이버(1)에 균일한 두께의 제 1피복을 입힐 수 있는 동시에, 제 1피복수지(11)의 재순환을 억제할 수 있다.

또, 제 2피복수지(15)는, 제 2저장실(12) 및 제 2좁힘부(13)에 의해, 전체둘레방향에 걸쳐서 균일한 흐름으로 정류되고 나서 제 2직교유통로(14)에 인도되므로, 제 2직교유통로(14)내부의 제 2피복수지(15)는, 제 1피복수지(11)가 바깥둘레면 위에 도포된 광파이버(1)에 대해서 직교해서 흐르게 된다. 그 결과, 제 1피복수지(11)의 경우와 마찬가지로, 균일한 두께의 제 2피복을 입힐 수 있다.

도 10은, 본 발명에 관한 피복장치의 다른 실시형태를 표시한 도면이다. 이 장치는, 제 1피복형틀(3), 제 2피복형틀(4)을 내부슬리브(6)에 의해 조합해서 구성되어 있다. 기본적인 구성은, 도 7에 표시되는 장치와 동일하다.

광파이버(1)는, 제 1피복형틀(3)의 제 1형틀구멍(3a)을 통과할 때에, 주입되어 있는 제 1피복수지(11)에 접촉하고, 이 제 1피복수지가 도포된다. 그리고, 제 1형틀구멍(3a)을 나와서 제 2피복형틀(4)의 제 2형틀구멍(4a)을 통과할 때에, 제 1피복수지(11)에 피복된 광파이버(1)는, 다시 제 2피복수지(15)에 접촉하고, 제 2피복수지가 도포됨으로써, 제 2형틀구멍(4a)으로부터 하부로 인출된 광파이버(1)에는 2중피복이 형성된다.

다음에, 각 부재의 형상에 대해서 설명한다. 제 1피복형틀(3)은, 상부에 수지도입구멍(3b), 중심부에 제 1형틀구멍(3a)을 가지고, 제 1형틀구멍(3a)에 직교하는 평면형상의 하부끝면을 가진 대략 원통형상이다. 이 하부끝면과 후술하게 되는 제 2피복형틀(4)의 상부끝면과의 간격은 제 2직교유통로(10)를 형성하고 있다. 또, 이 하부끝면에는 제 1형틀구멍(3a)출구에 돌기부(5)가 형성되어 있다. 제 1형틀구멍(3a)은, 위에서부터 차례로 테이퍼부분, 내경이 작은 평행한 랜드부분에 의해 구성되어 있다.

제 2피복형틀(4)은, 중심에 제 2형틀구멍(4a)을 가진 두께가 두꺼운 대략 원통형상이다. 그 상부끝면은 제 1형틀구멍(3a) 및 제 2형틀구멍(4a)과 직교하는 원형 평면이다. 그리고, 제 2피복형틀(4)은, 상부끝쪽에 있어서는, 외경을 후술하게 되는 내부슬리브(6)의 내경보다도 약간 작게 함으로써, 내부슬리브(6)의 안둘레면과의 경계를 따라서 좁힘부(13)가 형성되어 있다. 또, 좁힘부(13)의 하부쪽에 해당하는 제 2피복의 제 4의 중간부에는, 원둘레방향으로 홈이 형성되어 있고, 이 홈은 그 깊이를 위쪽을 얕게 아래방향을 테이퍼형상으로 깊게 함으로써 저장실(12)로서 기능한다.

제 2형틀구멍(4a)은, 짧은 구간에 평행한 랜드부분만이 형성되어 있고, 그 하부쪽에서 내경이 큰 원기둥형상 개구부분에 접속되어 있다. 이 랜드부분개구의 내경은, 제 1형틀구멍(3a)의 하부쪽의 개구의 내경보다도 크다. 이와 같이, 제 2형틀구멍(4a)에는 테이퍼부분이 없기 때문에, 구멍내에서 제 2피복수지(15)의 유체압력이 과잉으로 높게 되지 않으며, 제 2피복수지(15)의 안쪽에 존재하는 제 1피복수지(11)를 눌러 찌부러뜨리는 일이 없다. 또, 제 2형틀구멍(4a)의 평행한 랜드의 가공정밀도를 향상시킬 수 있고, 제 2피복에 대해서도 광파이버(1)의 높은 선속도영역에서의 도포성을 악화시키는 일이 없다.

내부슬리브(6)는, 대략 원통형상이며, 상부끝부분근처에 제 1피복수지도입구멍(6a), 하부끝부분근처에 제 2피복수지도입구멍(6b)을 갖는다. 또, 제 1피복형틀(3), 제 2피복형틀(4)을 소정의 위치에 고정하기 위하여, 축방향의 위치에 따라서 내경을 변화시킴으로써, 안둘레면에 단차가 형성되어 있다.

다음에, 이 장치의 조립방법을 설명한다. 먼저, 제 2피복형틀(3)을 내부슬리브(6)에 하부쪽으로부터 끼워넣고, 각각의 바닥부분에 형성된 단차에 의해 위치결정한다. 이어서, 제 1피복형틀(3)을 내부슬리브(6)에 상부쪽으로부터 끼워넣고, 중간부에 형성된 단차에 의해서 위치결정한다. 이 결과, 제 1피복형틀(3)의 하부끝면과 제 2피복형틀의 상부끝면사이에 후술하게 되는 간격이 형성된다. 최후에, 내부슬리브(6)를 도시생략된 외부슬리브에 삽입하고, 위로부터 도시생략된 덮개를 장착함으로써 각 부재를 고정한다.

계속해서, 제 1, 제 2피복수지(11), (15)의 각각의 유통로에 대해서 설명한다. 제 1피복수지(11)는, 제 1피복수지도입구멍(6a)으로부터 공급되고, 수지도입구멍(3b)을 개재해서 제 1피복수지형틀(3)의 제 1형틀구멍(3a)에 공급된다. 한편, 제 2피복수지(15)는, 제 2피복수지도입구멍(6b)으로부터 가압공급되고, 제 2피복형틀(4)의 저장실(12)에 공급된다. 이 제 2저장실(12)의 제 2피복수지는, 다시 좁힘부(13)를 개재해서 직교유통로(10)내부를 바깥둘레로부터 중심을 향해서 지름방향으로 흐르고, 제 1형틀구멍(3a)의 출구와 제 2형틀구멍(4a)의 입구의 사이의 부분에 도달한다. 이 실시형태에서는, 각 구성부재의 결합에 의해 1개의 광파이버용 피복장치를 구성하고 있기 때문에, 제 1, 제 2피복수지(11), 유통로를 형성하기 위한 각 구성부재의 가공을 용이하게 할 수 있다.

이 장치에 있어서도, 돌기부(5)가 제 2피복수지의 흐름을 조정하는 효과에 의해 제 1피복수지와 제 2피복수지의 경계면의 흐름의 흐트러짐을 억제하는 일이 가능하며, 결과로서 높은 선속도영역에서도 외경변동이 없는 2중피복파이버를 얻을 수 있다.

이상의 본 발명의 설명에서, 본 발명을 여러가지 변형할 수 있는 것은 명백하다. 그와 같은 변형은, 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나는 것으로는 인정될 수 없으며, 모든 당업자에게는 자명한 개량은, 본 발명의 청구의 범위에 포함되는 것이다.

본 발명은, 2중피복파이버의 효과적인 제작에 적용가능하다.

Claims

광파이버를, 제 1피복형틀에 형성된 상기 광파이버외경보다도 내경이 큰 제 1형틀구멍을 끼워통과시키면서, 상기 제 1형틀구멍과 상기 광파이버의 틈새에 제 1피복수지를 주입해서 상기 광파이버의 바깥둘레에 상기 제 1피복수지를 도포하는 공정과, 상기 광파이버를 제 2피복형틀에 형성된 상기 제 1형틀구멍보다도 내경이 큰 제 2형틀구멍을 끼워통과시키면서, 상기 제 2형틀구멍과 상기 광파이버에 도포된 상기 제 1피복수지표면과의 틈새에 제 2피복수지를 주입해서 상기 제 1피복수지위에 다시 상기 제 2피복수지를 도포하는 공정을 구비한 광파이버의 피복방법에 있어서,

상기 제 1피복형틀의 기본적으로 원판형상으로 상기 제 1형틀구멍주위에 상기 광파이버의 통과방향을 향해서 돌출하고 있는 돌기부가 형성되어 있는 하부끝면과 상기 제 2피복형틀의 원판형상의 상부끝면을 대향시켜서, 상기 제 1형틀구멍과 상기 제 2형틀구멍이 동일축이 되도록 배치하고, 상기 제 2피복수지를 상기 제 1피복형틀의 하부끝면과 상기 제 2피복형틀의 상부끝면의 사이에 형성되는 간격을 개재해서 상기 제 2형틀구멍에 주입해서, 상기 간격내의 상기 제 2피복수지의 흐름중에 있어서 상기 광파이버의 주위에 형성되는 고리형상 저압영역을 축소하는 것을 특징으로 하는 광파이버의 피복방법.
광파이버의 바깥둘레에, 제 1피복수지와 제 2피복수지를 적층해서 도포하는 광파이버의 피복장치에 있어서,

상기 광파이버를 끼워통과시키는 제 1형틀구멍이 형성되고, 기본적으로 원판형상이며, 상기 제 1형틀구멍 주위에 상기 광파이버의 통과방향을 향해서 돌출하고 있는 돌기부가 형성되어 있는 하부끝면을 지니고, 상기 제 1형틀구멍내의 해당 광파이버 바깥둘레와의 사이에 형성된 공간에 상기 제 1피복수지가 주입되는 제 1피복형틀과,

상기 제 1형틀구멍을 통과한 상기 광파이버가 끼워통과되는 상기 제 1형틀구멍과 동일축의 제 2형틀구멍이 형성되고, 상기 제 1피복형틀의 하부끝면과 대향해서 간격을 형성하는 원형 평판으로 이루어진 상부끝면을 가지고, 상기 간격을 개재해서, 상기 제 2형틀구멍내의 해당 광파이버 바깥둘레와의 사이에 형성된 공간에 상기 제 2피복수지가 주입되는 제 2피복형틀을 구비하고,

상기 돌기부는, 상기 간격내의 상기 제 2피복수지의 흐름중에 있어서 상기 광파이버의 주위에 형성되는 고리형상 저압영역을 축소하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광파이버의 피복장치.
제 2항에 있어서, 상기 돌기부는, 원추대형상인 것을 특징으로 하는 광파이버의 피복장치.
제 3항에 있어서, 상기 돌기부의 원추대형상의 높이를 H, 상기 원추대형상의 바닥부 바깥둘레와 상기 제 1형틀구멍의 안둘레면과의 거리를 W, 상기 원추대형상의 머리부분 바깥둘레와 상기 제 1형틀구멍의 안둘레면과의 거리를 L, 상기 제 1형틀구멍의 상기 광파이버출구쪽의 안둘레면직경을 D₁, 상기 제 2형틀구멍의 상기 광파이버입구쪽의 안둘레면직경을 D₂, 상기 제 1피복형틀과 상기 제 2피복형틀의 간격의 거리를 G라 했을 때에,

0.05G＜H＜0.5G

(D₂-D₁)/2＜W＜G

0.01㎜≤L＜W

를 만족시키는 것을 특징으로 하는 광파이버의 피복장치.
제 3항에 있어서, 상기 돌기부의 원추대형상의 높이를 H, 상기 원추대형상의 바닥부 바깥둘레와 상기 제 1형틀구멍의 안둘레면과의 거리를 W, 상기 원추대형상의 머리부분 바깥둘레와 상기 제 1형틀구멍의 안둘레면과의 거리를 L, 상기 제 1피복형틀과 상기 제 2피복형틀의 간격의 거리를 G라 했을 때에,

0.05㎜≤H≤0.25㎜

0.10㎜≤W≤0.30㎜

0.05㎜≤L≤0.1㎜

0.8㎜≤G≤1.2㎜

를 만족시키는 것을 특징으로 하는 광파이버의 피복장치.