KR100407154B1 - 번들 튜브형 광 케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 번들 튜브형 광 케이블의 구조에 관한 것으로, 특히, 하나 이상의 광 섬유 번들 튜브가 포함된 센트럴 튜브의 외면에 흡수성 물질을 코팅함으로서, 광 케이블의 침수 차폐 능력을 향상시키는 동시에, 상기 흡수성 물질의 코팅이 충격 흡수 기능을 할 수 있어서 광 케이블의 기계적 특성을 개선할 수 있도록 하는 번들 튜브형 광 케이블의 구조에 관한 것이다.

Description

번들 튜브형 광 케이블{OPTICAL FIBER CABLE CONTAINING BUNDLE TUBE}

본 발명은 번들 튜브형 광 케이블의 구조에 관한 것으로, 특히 하나 이상의 광 섬유 번들 튜브가 포함된 센트럴 튜브의 외면에 흡수성 물질을 코팅함으로서, 광 케이블의 침수 차폐 능력을 향상시키는 동시에, 상기 흡수성 물질의 코팅이 충격 흡수 기능을 할 수 있어서 광 케이블의 기계적 특성을 개선할 수 있도록 하는 센트럴 튜브형 광 케이블의 구조에 관한 것이다.

광 케이블은 텔레비젼, 컴퓨터, 전화 등의 전기, 전자적인 신호를 전달하는데 널리 사용되고 있으며, 특히 종래의 동축 케이블에 비해 방대한 정보를 빠르게 전달할 수 있어서, 점점 더 각광받고 있다. 그런데, 상기와 같은 광 케이블은 그 적용 분야에 따라, 내부에 실장되어야 하는 광 섬유의 수가 달라지게 되고, 그 구조를 달리할 필요가 있게 되는 바, 이 때문에 다양한 구조를 가지는 광 케이블이 개발되어 왔다.

이 중에서도 하나 이상의 광 섬유 유닛을 포함하는 단일의 센트럴 튜브를 광 섬유 케이블의 중심에 배열하고, 상기 센트럴 튜브의 주위로 금속성 또는 비금속성의 인장선을 배치한 후, 상기 인장선이 배치된 튜브의 둘레를 플라스틱 재질의 외피로 둘러쌓는 구조를 가지는 센트럴 튜브형 광 케이블은 무게가 가볍고 경제적인 구조로 된 장점을 가지고 있어서, 광 섬유의 심수가 비교적 적은 경우에 많이 사용되고 있다. 상기와 같은 센트럴 튜브형 광 케이블의 구조에 있으며, 센트럴 튜브에포함되는 광섬유 유닛은 광섬유 심선 자체의 형태로 될 수 있을 뿐만아니라, 둘 이상의 광섬유 심선을 포함하는 리본 형태 또는 수 개의 광섬유 심선을 포함하는 번들 튜브의 형태 등으로 될 수 있는 바, 이러한 광섬유 유닛의 형태에 따라, 번들 튜브형 광케이블, 리본형 광케이블 등으로 나눌 수 있다.

특히, 번들 튜브형 광 케이블의 경우, 이를 다른 형태의 센트럴 튜브형 광 케이블과 비교하여 보면, 같은 직경을 가지는 광케이블 내에 더 많은 광섬유를 포함시킬 수 있어서, 다른 구조의 광케이블에 비하여 경제적이고, 번들 튜브를 제조하는 공정은 센트럴 튜브의 제조 공정 및 기타 광케이블의 제조 공정과 함께 진행할 수 있으므로, 제조 공정이 간단하여, 센트럴 튜브형 광케이블의 대부분은 상기와 같은 번들 튜브형 광케이블의 구조를 취하고 있다.

다만, 이러한 광 케이블에 있어서, 상기 번들 튜브에 포함되는 광 섬유는 미세한 지름을 가지며, 충격에 약하고, 특히 수분과의 접촉에 의해 손상되기 쉬운 특성을 가지고 있어서, 이러한 광섬유를 수분 및 외부의 충격으로부터 보호할 수 있는 구조를 가지는 광케이블이 절실히 요구되어 왔으며, 이에 따라 종래부터 침수 차폐 기능을 가지는 번들 튜브형 광 케이블이 제안된 바 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 종래의 번들 튜브형 광 케이블의 구조에 대해 상세히 설명하기로 한다.

우선, 도 1은 종래의 번들 튜브형 광케이블의 구조를 나타낸 것이다.

상기 도 1을 참조하면, 상기와 같은 종래의 번들 튜브형 광 케이블은 둘 이상의 광 섬유 심선(16)을 포함하는 적어도 하나의 광섬유 번들 튜브(22)와, 상기번들 튜브를 포함하고 광 케이블의 중심에 배치되는 센트럴 튜브(14)와, 상기 센트럴 튜브를 감싸는 플라스틱 재질의 외피(10)와, 상기 외피와 센트럴 튜브 사이에 위치하는 보조 인장재(12)와, 상기 플라스틱 재질의 외피 내에 포함되어 있는 금속성 또는 비금속성 인장선(18) 및 상기 센트럴 튜브 및 번들 튜브의 내부에 충진되는 젤리 형태의 방수 물질(20)로 이루어져 있다.

즉, 이러한 종래의 번들 튜브형 광케이블에 있어서는, 상기 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 번들 튜브 내부의 광 섬유를 외부에서 침투된 수분으로부터 보호하기 위하여, 센트럴 튜브 및 번들 튜브 내부의 빈 공간에 젤리 형태의 방수 물질을 충진하는 구조를 택하고 있는 바, 이러한 케이블을 사용함으로써, 어느 정도의 방수 기능 및 기계적 특성의 향상을 기대할 수 있기는 하지만, 실제 케이블을 연결하여 사용하거나, 케이블을 포설하기 위해서는, 상기 튜브로부터 광 섬유를 빼 내어야 할 필요가 있게 되는데, 상기 종래의 광 케이블에서와 같이 젤리 형태의 방수 물질을 튜브 내에 충진하면, 광 섬유를 빼내기 위하여 젤리 또한 케이블에서 제거하여야 하므로, 상기 젤리에 의해 손이나 장비가 오염될 수 있는 문제점이 발생할 수 있다.

또한, 상기 종래의 광 케이블을 제조하는데 있어서, 젤리 자체의 점성으로 인하여 이를 충진하는 공정에 시간이 많이 소요되게 되므로, 공정 전체의 수율 및 경제성이 떨어질 수 있게 되고, 젤리가 튜브 사이의 빈공간에 완전히 채워지지 않을 수 있어서, 만족할만한 방수 특성을 얻지 못하게 되며, 상기 젤리 형태의 방수 물질은 외부의 충격을 흡수하는데 있어서는 큰 효과를 기대할 수 없어서, 이러한방수 부재를 광케이블의 내부에 충진하는 경우에도, 만족할 만한 압력 특성을 얻지 못하였던 것이 사실이다.

한편, 도 2에는 종래에 사용된 바 있는, 번들 튜브형 광 케이블의 또 다른 일례가 도시되어 있다.

상기 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 이러한 종래의 광케이블은 그 외면에 방수 테이프 또는 종이 테이프가 종첨(12)되어 있고, 광 케이블의 중심에 배치되는 센트럴 튜브(14)와, 둘 이상의 광 섬유 심선(16)을 포함하고 상기 센트럴 튜브의 내부에 포함되어 있는 적어도 하나의 광섬유 번들 튜브(22)와, 상기 센트럴 튜브의 외부를 감싸는 플라스틱 재질의 외피(10)와, 상기 플라스틱 재질의 외피 내에 포함되어 있는 금속성 또는 비금속성 인장선(18) 및 상기 센트럴 튜브 및 번들 튜브 내부의 빈 공간에 충진되는 젤리 형태의 방수 물질(20)로 구성되어 있다.

즉, 상기 종래의 광 케이블은 센트럴 튜브 및 번들 튜브의 내부에 충진되는 젤리 형태의 방수 물질 외에 센트럴 튜브의 외면에 방수 테이프 또는 종이 테이프를 종첨하고 있으므로, 상기 도 1에 의한 광 케이블에 비하여, 그 방수 특성을 어느 정도 개선할 수 있기는 하나, 테이프를 종첨하는 구조는 제조 과정에서 테이프가 균일하지 않게 접착되거나, 틈이 생길 가능성이 크게 되는 바, 이러한 경우 방수 특성의 저하를 가져올 수 있으며, 이 때문에 충분한 방수 특성을 확보하기 위하여, 방수 테이프를 종첨하는 경우에는, 거의 모든 경우에 있어서, 상기 젤리 형태의 방수재와 같은 다른 방수 부재를 함께 사용하여야 하므로, 공정의 경제성이 떨어지는 문제점이 생길 수 있는 것이다.

또한, 상기한 바와 같이, 젤리 형태의 방수재를 함께 포함시켜야 하는 바, 젤리로 인하여 장비 등이 오염되는 문제점을 전혀 해결할 수 없는 문제점이 있었던 것이 사실이다.

이러한 종래 광 케이블의 문제점으로 인하여, 우수한 방수 특성 및 압력 특성을 가지면서도, 젤리에 의한 오염과 같은 종래 광 케이블의 단점을 해결할 수 있고, 간단한 공정에 의해 제조할 수 있어서, 경제성이 우수한 번들 튜브형 광 케이블이 절실히 요구되고 있다.

이에 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 광 케이블의 문제점을 해결하기 위하여, 센트럴 튜브의 외면에 흡수성 물질을 코팅함으로서, 젤리로 인한 손이나 장비의 오염을 방지하고, 우수한 방수 특성을 유지할 수 있는 동시에, 상기 흡수성 물질의 코팅이 충격 흡수 기능을 가짐으로서, 우수한 압력 특성 및 기계적 특성을 가질 수 있는 번들 튜브형 광케이블을 제공하는데 있다.

도 1 내지 도 2은 종래 기술에 의한 번들 튜브형 광 케이블의 구조를 나타낸 도면으로서,

도 1은 센트럴 튜브 및 번들 튜브 내에 젤리 형태의 방수 물질을 충진한 구성을 가지는, 종래의 번들 튜브형 광 케이블을 나타낸 도면이고,

도 2는 센트럴 튜브의 외면에 방수 테이프를 종첨한 구성을 가지는, 종래의 번들 튜브형 광 케이블을 나타낸 도면이다.

도 3는 본 발명에 의한 번들 튜브형 광 케이블의 일실시예를 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 외피 102 : 논-젤리 성분의 방수재

104 : 센트럴 튜브 106 : 광섬유 심선

108 : 인장선 110 : 흡수성 물질 코팅

114 : 광섬유 번들 튜브

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 흡수성 물질이 외면에 일정한 두께로 코팅(110)된 플라스틱 재질의 센트럴 튜브(104);

상기 센트럴 튜브 내부에 포함되어 길이 방향으로 뻗어 있고, 둘 이상의 광섬유 심선(106)을 포함하는 하나 이상의 광 섬유 번들 튜브(114);

상기 센트럴 튜브를 감싸는 플라스틱 재질의 외피(100)로 구성됨을 특징으로 하는 번들 튜브형 광 케이블을 제공한다.

상기와 같은 구조를 가지는, 본 발명에 의한 광 케이블은 센트럴 튜브의 외면에 흡수성 물질을 코팅하게 되는 바, 상기 흡수성 물질은 압출 공정을 통하여, 센트럴 튜브의 외면에 균일하게 코팅할 수 있어서, 종래 기술에서와 같이, 테이프가 균일하게 접착되지 않거나, 젤리가 완전히 충진되지 않음으로써, 광 케이블의 방수 특성이 저하되는 문제점을 발생시킬 우려가 없으므로, 결과적으로 다른 보조적인 방수재를 사용하지 않고도, 광 케이블의 방수 특성을 향상시킬 수 있으며, 광 케이블의 사용 또는 포설시에 젤리로 인하여 손이나 장비가 오염되는 문제점을 방지할 수 있고, 센트럴 튜브의 외면에 형성되는 코팅층이 충격 흡수 기능을 할 수 있어서, 우수한 압력 특성을 가질 수 있다.

또한, 상기 흡수성 물질은 압출을 통하여 빠르게 경화될 수 있는 바, 젤리의 충진 등을 기다릴 필요가 없이, 이중 압출 공정을 통하여 흡수성 물질의 코팅 공정 및 센트럴 튜브의 형성 공정을 동시에 진행할 수 있어서, 공정이 간단해지고, 상기한 바와 같이, 흡수성 물질의 코팅은 테이프를 종첨하는 경우와는 달리, 그 사이에 틈이 생긴다거나, 불균일하게 코팅되는 등의 문제점을 초래할 가능성이 적어서, 다른 보조적인 방수재를 형성할 필요가 없고, 공정에 소요되는 시간 및 비용이 절감될 수 있으므로, 전체 공정의 경제성 및 수율의 향상을 가져올 수 있다.

상기 본 발명에 의한 번들 튜브형 광케이블에 있어서, 상기 번들 튜브는 외경이 2.0mm 이하가 되고, 그 두께는 0.2mm 이하가 됨이 바람직하다. 만일, 번들 튜브가 이보다 크게 되면, 작은 직경 내에 다수의 광 섬유를 포함시킬 수 있어서, 경제성이 우수한 번들 튜브형 광 케이블의 장점을 살리지 못하게 되어, 광케이블이 오히려 이와는 다른 구조, 예를 들어, 리본 튜브형 광케이블의 구조를 취하는 것이 적절하다. 또한, 상기 번들 튜브는 24심 이하의 광 섬유를 포함하도록 함이 바람직하며, 하기의 식 1에 의해 계산되는 광섬유 점적율이 60% 이상이 됨이 바람직하다.

[식 1]

광섬유 점적율 = π×R_e ²/π×R_t ²

상기 식에서, R_e는 광섬유의 환산 반지름(수 개의 광 섬유를 하나의 원으로 가정한 경우에, 상기 원의 반지름)이고, R_t는 번들 튜브 내부의 반지름이다.

광 섬유 점적율이라 함은 번들 튜브에 포함되는 광섬유의 비율을 나타내는 바, 점적율이 60%보다 작을 경우에는, 경제성이 우수한 번들 튜브형 광케이블의 장점을 살릴 수 없게 되며, 상기 번들 튜브에 24 심 이상의 광섬유가 포함될 경우, 번들 튜브의 크기가 커지게 되어, 상기한 바와 같이, 오히려 다른 구조를 취함이 바람직하다.

또한, 상기 광 섬유 번들 튜브는 열가소성 수지로 제조될 수 있는데, 상기 열 가소성 수지로는 일반적으로 사용되는 수지를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 폴리 비닐 클로라이드(PVC), 폴리 에스테르 아미드 공중합체 (Polyesteramide copolymer), 소프트 에틸렌-프로필렌 공중합체(Soft ethylene-propylene copolymer ), 스티렌-부타디엔 고무(styrene-butadiene rubber)로 이루어진 그룹에서 선택된하나의 물질을 사용함이 바람직하다.

그리고, 상기 본 발명에 의한 광 케이블에 있어서, 상기 흡수성 물질로는 소량의 흡수성 폴리머가 결합된 열 가소성 수지를 사용함이 바람직하며, 특히 상기 열 가소성 수지로는 폴리 올레핀 수지를 사용함이 바람직하다.

다만, 상기 폴리 올레핀 수지로는 폴리 에틸렌, 폴리 프로필렌 수지 등 일반적인 수지를 모두 사용할 수 있으나, 바람직하게는 폴리 에틸렌을 사용할 수 있다. 상기와 같은 흡수성 물질로는 소디움 카르복시메틸 셀룰로오스(sodium carboxymethyl cellulose), 폴리아크릴산염(polyacrylic acid salt), 폴리비닐알코올-소디움 아크릴레이트(polyvinyl alcohol-sodium acrylate) 등이 있으며, 특히, 이러한 물질의 대표적인 예로는 하기 화학식 1에 의한 폴리 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체가 있다.

[화학식 1]

상기 중합체는 특히 우수한 방수 특성 및 빠른 경화 속도를 가지게 되는 바, 이를 사용함으로서 뛰어난 방수 특성을 가지는 광 케이블을 제공할 수 있고, 광 케이블의 제조 공정 또한 더욱 용이하게 할 수 있다.

또한, 상기와 같은 광 케이블에 있어서, 상기 플라스틱 재질의 센트럴 튜브는 그 내경이 3.0mm 이상이 됨이 바람직하며, 이의 외면에 코팅되는 흡수성 물질의 두께는 1mm이하가 됨이 바람직하다. 센트럴 튜브의 내경이 3.0mm 보다 작게 되거나, 흡수성 물질의 두께가 1mm 보다 커지는 경우, 상기 센트럴 튜브를 압출하여 제조하는 공정에 있어서, 광 섬유와 센트럴 튜브가 서로 붙게 되는 문제점이 생길 수 있고, 특히 내경이 작을 경우 흡수성 물질을 포함하는 흡수성 물질을 코팅하더라도 충분한 충격 흡수 효과를 거둘 수 없어서 만족할만한 압력 특성을 얻을 수 없다.

또한, 상기 본 발명에 의한 광 케이블에 있어서, 상기 센트럴 튜브 내부의 빈 공간에 논-젤리 형태의 방수재(112)를 부가적으로 형성함으로써, 광 케이블의 방수 특성을 더욱 향상시킬 수 있다. 이러한 방수재(112)로는 종래부터 사용되던 일반적인 방수재를 사용할 수 있으나, 젤리 형태의 방수재를 사용할 경우, 종래의 광 케이블에서 발생하였던 문제점이 마찬가지로 나타날 수 있으므로, 논-젤리 성분의 방수재를 사용하여야 하며, 특히, 방수 파우더와 무기질 파우더의 혼합 파우더를 충진함이 바람직하다. 이러한 혼합 파우더는 방수 기능 뿐 아니라, 접착 방지 기능 또한 할 수 있는 바, 이러한 혼합 파우더를 사용함으로써, 광 케이블을 제조하는 공정에 있어서, 센트럴 튜브 등과 광 섬유가 서로 붙는 현상을 방지할 수 있는 것이다.

상기에서 본 바와 같이, 본 발명에 의한 번들 튜브형 광 케이블은 센트럴 튜브의 외면에 흡수성 물질을 코팅함으로써, 종래 기술에서 젤리 또는 방수 테이프 등을 사용함으로써 발생하였던, 방수 특성이 저하되거나 또는 장비 등이 오염되는 문제점을 해결할 수 있으므로, 우수한 방수 특성을 유지할 수 있고, 상기 흡수성 물질의 코팅 층이 외부의 충격을 흡수함으로써, 우수한 압력 특성을 가질 수 있다.

또한, 광 케이블을 제조하는 공정에 있어서도, 센트럴 튜브의 압출 공정과 흡수성 물질의 코팅 공정 또는 혼합 파우더의 충진 공정 등의 방수재 형성 공정을 동시에 진행할 수 있어서, 공정의 시간 및 비용을 단축할 수 있으므로, 전체 공정의 경제성을 크게 향상시킬 수 있다.

Claims (12)

1. 흡수성 물질이 외면에 일정한 두께로 코팅(110)된 플라스틱 재질의 센트럴 튜브(104);

   상기 센트럴 튜브 내부에 포함되어 길이 방향으로 뻗어 있고, 둘 이상의 광섬유 심선을 포함하는 하나 이상의 광 섬유 번들 튜브(106);

   상기 센트럴 튜브를 감싸는 플라스틱 재질의 외피(100); 및

   상기 외피 내에서 길이 방향으로 뻗어 있는 하나 이상의 금속성 또는 비금속성 인장선(108)으로 구성됨을 특징으로 하는 번들 튜브형 광 케이블.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 번들 튜브는 외경이 2.0mm 이하가 되고, 그 두께는 0.2mm 이하가 됨을 특징으로 하는 광 케이블.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 번들 튜브는 24 심선 이하의 광 섬유를 포함하도록 함을 특징으로 하는 광 케이블.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 번들 튜브는 하기의 식 1에 의해 계산되는 광섬유 점적율이 60% 이상이 됨을 특징으로 하는 광케이블.

   [식 1]

   광섬유 점적율 = π×R_e ²/π×R_t ²

   상기 식에서, R_e는 광섬유의 환산 반지름(수 개의 광 섬유를 하나의 원으로 가정한 경우에, 상기 원의 반지름)이고, R_t는 번들 튜브 내부의 반지름이다.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 번들 튜브는 폴리 비닐 클로라이드, 폴리 에스테르 아미드 공중합체, 소프트 에틸렌-프로필렌 공중합체, 스티렌-부타디엔 고무로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 물질을 사용하여 제조함을 특징으로 하는 광 케이블.
6. 제 1 항 내지 제 5 항에 있어서, 상기 흡수성 물질로는 소량의 흡수성 폴리머가 결합된 열 가소성 수지를 사용함을 특징으로 하는 광 케이블.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 흡수성 물질로는 소디움 카르복시메틸 셀룰로오스, 폴리아크릴산염, 폴리비닐알코올-소디움 아크릴레이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나의 물질을 사용함을 특징으로 하는 광 케이블.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 흡수성 물질로는 하기 화학식 1에 의한 물질을 사용함을 특징으로 하는 광 케이블.

   [화학식 1]
9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센트럴 튜브 및 번들 튜브 내부의 빈 공간에 논-젤리 형태의 방수재를 부가적으로 형성함을 특징으로 하는 광 케이블.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 논-젤리 성분의 방수재로는 방수 파우더와 무기질 파우더의 혼합 파우더를 사용함을 특징으로하는 광 케이블.
11. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센트럴 튜브는 그 내경이 3.0mm이상이 됨을 특징으로 하는 광 케이블.
12. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센트럴 튜브의 외면에 코팅되는 흡수성 물질 코팅의 두께는 1.0mm이하가 됨을 특징으로 하는 광 케이블.