KR100435029B1 - 발포케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2가닥의 절연체가 꼬여도 변형이 생기지 아니하고 전송속도가 증가되는 케이블 또는 절연체의 두께를 줄일 수 있는 동축케이블에 관한 것으로, 음성신호나 데이터를 전송하는 전달매체인 도체(10)와 상기 도체(10)를 감싸는 발포절연체(20)를 포함하는 발포케이블(30)에 있어서, 상기 발포절연체(20)는 액상과 기상이 공존하는 임계상태의 발포제가 주입되어 발포된 발포절연체인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 발포케이블에 의하면 유전율을 감소시키면서 동시에 외부 힘에 대한 응력을 증가시켜 2가닥 전선이 꼬여질 때에 접촉부위에 변형이 생기지 아니하여 결국 감쇄량이 감소하고 전송속도가 증가하는 효과가 있으며, 상기와 같은 발포방식을 적용한 동축케이블의 경우 절연체의 두께를 기존에 대비하여 30% 이상 감소시켜 중계국 또는 기지국에서의 설치공간을 축소시킬 수 있으며, 고속화 및 대용량 신호 전송이 가능한 효과가 있다.

Description

발포케이블{Foamed cable}

본 발명은 도체와 절연체로 구성되는 발포케이블에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학발포제를 주입하여 발포시키거나 기체상의 가스를 주입하여 발포된 발포케이블에 관한 것이다.

원거리 또는 고속, 대용량의 음성신호나 데이터를 전송하기 위하여는 광섬유(optical fiber)를 전달매체로 사용하는 광통신케이블이 사용되고 있는데 이는 고가이고 설치가 어렵다는 단점을 지니고 있다.

음성신호나 데이터(data)를 전송하는 수단인 전달매체로 구리선(copper wire)을 사용하는 케이블류에는 UTP 케이블(unshielded twisted paired copper cable), FTP 케이블(foiled twisted paired copper cable), STP 케이블(shielded twisted paired copper cable) 등이 있는데 이들은 광통신 케이블에 비하여 근거리 간에 적용되며 상대적으로 저속, 저용량 전송의 한계를 가지고 있지만 가격이 저렴하고 설치가 용이하다는 장점을 지니고 있어 빌딩 내부의 통신망으로 많이 사용되고 있다.

이러한 케이블은 기본적으로 구리선을 감싸는 절연재료로서 고분자 재료를 많이 사용하고 있는데 절연재료의 유전율이 작아지면 케이블의 감쇄량이 감소하고 전송속도가 증가한다. 이에 따라 감쇄량 감소와 전송속도를 증가시키기 위하여 유전율이 낮은 재료의 개발과 응용이 지속적으로 이루어져 왔다.

현재 가장 많이 적용하고 있는 재료는 폴리에틸렌 수지(polyethylene resin), 그 중에서도 고밀도 폴리에틸렌 수지(HDPE; High Density Polyethylene resin)와 불소수지 중에서는 플루오르 에틸렌프로필렌 수지(FEP; Fluorinated Ethylene Propylene resin)가 많이 사용된다. 이들 재료는 다른 고분자 재료에 비해서 가공성과 가격 및 물리적 성질이 우수하다.

그러나, 소비자는 점점 더 감쇄량의 감소와 전송 속도의 증가를 요구하고 있으며 그에 대한 노력으로 이들 재료에 화학발포제를 혼합하여 발포시키는 화학발포 또는 기체상의 가스를 주입하여 발포시키는 기체발포 방식으로 유전율을 저하시키는 시도를 하기도 하였다.

그러나, 지금까지 알려진 상기와 같은 발포기술을 적용하면 유전율은 저하되지만 외부 힘에 의해서 변형이 생기는 문제점을 야기시킨다. 상기의 케이블들은 절연된 도체 2가닥이 꼬여진(twisted) 형태이기 때문에 서로 접촉하는 부위에서는 서로에 힘을 가하기 때문에 종래의 발포된 절연전선은 찌그러지며 도체의 간격이 줄어들어 결국 전체 케이블의 감쇄량이 증가하고 전송속도가 감소되는 문제점을 야기시킨다.

한편, 이동통신의 증가에 따라 신호를 전송하기 위한 기지국 또는 중계국의 수가 증가하고 있으며 그 중계국 또는 기지국 내의 신호전송은 광케이블과 발포 동축케이블로 하고 있다. 그러나, 기존의 발포동축케이블은 대용량 및 고속신호전송을 위해 절연체의 두께가 증가되고 그에 따라 중계국 또는 기지국에서의 설치 공간이 더 필요하게 되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 2가닥의 절연체가 꼬여도 변형이 생기지 아니하고 전송속도가 증가된 발포케이블을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 발포절연체의 두께 증가 즉, 케이블의 두께 증가 없이도 대용량 전송과 고속신호 전송이 가능한 발포 동축케이블을 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 음성신호나 데이터를 전송하는 전달매체인도체(10)와 상기 도체(10)를 감싸는 발포절연체(20)를 포함하는 발포케이블(30)에 있어서, 상기 발포절연체(20)는 액상과 기상이 공존하는 임계상태의 발포제가 주입되어 발포된 발포절연체인 것을 특징으로 하는 발포케이블(30)에 의하여 달성된다.

종래에 도입된 절연체의 발포방식이 절연재료에 화학발포제를 혼합하여 발포시키는 화학발포 방식 또는 기체상의 가스를 주입하여 발포시키는 방식으로 유전율을 저하시키는 방식인데 비하여, 본 발명에서는 액상과 기상이 공존하는 임계상태(critical state)의 발포제를 주입하여 발포시키는 마이크로 발포방식을 도입함으로써 2가닥의 절연체가 꼬여도 변형이 생기지 않도록 하고, 발포동축케이블의 경우 절연체의 두께 증가 없이 대용량 및 고속신호 전송이 가능토록 하고자 한다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 발명의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 분명해질 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발포케이블의 분해사시도이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발포동축케이블의 분해사시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*

10 : 도체

20 : 발포절연체

30 : 발포케이블

40 : 금속관

50 : 시스체

이하 본 발명에 따른 발포케이블의 구성에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발포케이블(30)의 분해사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 발포케이블(30)은 두 가닥의 발포절연체(20)가 서로 꼬여진 구조로 이루어져 있다. 상기 발포케이블(30)은 도체(10)와 상기 도체(10)를 감싸는 발포절연체(20)로 구성되어 있는 바, 상기 도체(10)의 재질은 구리선으로이루어져 있으며, 상기 발포절연체(20)는 프레온가스, 질소(N₂) 혹은 이산화탄소 등이 주입되어 발포된 발포절연체(20)이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발포동축케이블의 분해사시도이다. 도 2에서는 일반적인 동축 케이블을 모델로 하여 도시하였는 바, 본 발포케이블(30)은 도체(10), 발포절연체(20), 금속관(40) 및 시스체(50)로 구성되어 있다.

본 발명에 따라 적용된 상기 발포절연체(20)의 베이스 수지로서는 폴리에틸렌 그 중에서도 고밀도 폴리에틸렌(HDPE; High Density Polyethylene) 수지와 불소수지 중에서는 플루오르에틸렌프로필렌(FEP; Fluorinated Ethylene Propylene) 수지를 사용하였으며 이를 발포시키는데 있어서 액상과 기상이 공존하는 임계상태의 가스를 주입하여 발포시키는 마이크로 발포방식을 도입하였다.

상기 발포절연체(20)는 UTP 케이블(unshielded twisted paired copper cable), FTP 케이블(foiled twisted paired copper cable), STP 케이블(shielded twisted paired copper cable) 또는 동축케이블 등에 적용된다.

이하 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 발포케이블의 결합 및 작용에 대하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 마이크로 발포방식 하에서는 유전율이 감소하면서도 외부 힘에 의한 변형이 없어 2가닥 절연체가 꼬여도 변형이 생기지 않아 결국 감쇄량이 감소하고 전송속도가 증가하게 된다.

종래의 발포방식하에서는 단위 부피당(cm³) 셀(cell)의 갯수가 10⁶개 이하인데 비해서 본 발명에 따라 임계 상태의 가스를 주입하면 단위 부피당(cm³) 셀(cell)의 갯수가 10¹²~ 10¹⁵개 정도로 증가시킬 수 있고 그만큼 셀의 크기(cell size)가 감소하게 되고 이는 외부 힘에 대한 응력이 증가되어 2가닥의 전선을 꼬아도 변형이 생기지 않도록 하는 작용을 한다. 또한, 셀의 갯수가 10¹²~ 10¹⁵개로 증가됨에 따라 유전율이 증가하여 동일 두께의 절연체에서도 향상된 유전율을 가져 대용량 및 초고속 신호 전송을 가능하게 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서는 꼬여진 2가닥의 절연체와 동축케이블에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되는 것이 아니고 그 외에 여하한 형태의 절연체에 관해서도 적용할 수 있다.

상기 언급한 바와 같이 본 발명에 따른 발포케이블에 의하면 유전율을 감소시키면서 동시에 외부 힘에 대한 응력을 증가시켜 2가닥 전선이 꼬여질(twisted) 때에 접촉부위에 변형이 생기지 아니하여 결국 감쇄량이 감소하고 전송속도가 증가하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 발포동축케이블에 의하면, IMT 2000과 같이 이동 통신으로 대용량 및 초고속 신호를 전송하기 위해서는 절연체의 두께 증가 즉, 케이블 두께 증가가 있어야 하는 기존 기술의 문제점을 극복하여 절연체의 두께를 기존에 대비하여 30% 이상 감소시켜 중계국 또는 기지국에서의 설치공간을 축소시킬 수 있으며, 고속화 및 대용량 신호 전송이 가능한 효과가 있다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함한다.

Claims (3)

1. 음성신호나 데이터를 전송하는 전달매체인 도체(10)와 상기 도체(10)를 감싸는 발포절연체(20)를 포함하는 발포케이블(30)에 있어서,

   상기 발포절연체(20)는 액상과 기상이 공존하는 임계상태의 발포제가 주입되어 발포된 발포절연체이고, 상기 발포절연체(20)의 단위부피당(cm³) 셀의 갯수는 10¹²~ 10¹⁵개인 것을 특징으로 하는 발포케이블.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 발포케이블은 발포동축케이블인 것을 특징으로 하는 발포케이블.
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