KR100505474B1 - Optical fiber cable having PBT-sheathing tube - Google Patents
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Abstract
본 발명은 버퍼튜브와 케이블 자켓의 기능을 동시에 하는 외장튜브를 구비한 광케이블에 관한 것으로서, 적어도 하나 이상의 광섬유 심선; 및 상기 광섬유 심선의 둘레를 실질적으로 원형으로 감싸는 한편, 카본블랙과 20meq/kg 이하의 카르복실기 말단기를 함유하는 피비티 재질의 외장튜브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an optical cable having an outer tube which simultaneously functions as a buffer tube and a cable jacket, and includes at least one optical fiber core wire; And an outer tube made of a fibrous material containing carbon black and carboxyl end groups of 20 meq / kg or less, while surrounding the circumference of the optical fiber core wire in a substantially circular shape.
본 발명에 따른 광케이블은 버퍼튜브와 케이블 자켓을 별도로 구비하지 않으므로 제조공정을 단순화 할 수 있고, 케이블의 외경과 무게가 작아 포설 및 취급이 용이하고 관로 효율성을 향상시킬 수 있다.Since the optical cable according to the present invention does not include a buffer tube and a cable jacket separately, the manufacturing process can be simplified, and the outer diameter and the weight of the cable are small, so that the installation and handling are easy, and the pipe efficiency can be improved.
Description
본 발명은 피비티(Polybutylene Terephthalate; PBT) 재질의 외장튜브를 구비한 광케이블에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 버퍼튜브와 케이블 자켓의 기능을 동시에 하는 피비티 외장튜브를 구비한 광케이블에 관한 것이다.The present invention relates to an optical cable having an outer tube made of polybutylene terephthalate (PBT), and more particularly, to an optical cable having an outer tube that simultaneously functions as a buffer tube and a cable jacket.
일반적으로 광섬유 심선이 1 ~ 24심이 내장되어 있는 소심 버퍼튜브형 광케이블은 도 1에 도시된 바와 같이 버퍼튜브(12)에 포함된 흡습성 충진재(11) 내에 필요한 수만큼의 광섬유 심선(10)이 EFL(Excess Fiber Length)을 가지고 실장되고 플라스틱 재질의 케이블 자켓(18)이 상기 버퍼튜브(12)의 외주면을 감싼 구조를 가진다. 이때, 상기 버퍼튜브(12)는 유연성과 높은 강도를 가지는 재질, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등으로 이루어지고, 케이블 자켓(18)은 자외선 차단, 가수분해 방지 등의 내후성을 가지는 재질, 예컨대 폴리에틸렌으로 이루어지는 것이 일반적이다.In general, a small core buffer tube type optical cable having 1 to 24 cores of optical fiber cores is embedded in the hygroscopic filler 11 included in the buffer tube 12 as shown in FIG. 1. The cable jacket 18 is mounted with an Excess Fiber Length and wraps the outer circumferential surface of the buffer tube 12. In this case, the buffer tube 12 is made of a material having flexibility and high strength, such as polyethylene, polypropylene, and the like, and the cable jacket 18 is made of a material having weather resistance such as UV protection and hydrolysis prevention, such as polyethylene. Is common.
또한, 상기 버퍼튜브(12)와 상기 케이블 자켓(18) 사이에는 방수 테이핑층과 같은 방습층(15)이 개재되며, 상기 케이블 자켓(18) 내에는 광케이블의 인장강도를 강화하기 위해 광케이블의 길이방향으로 종입된 외부 인장선(19)이 구비된다.In addition, between the buffer tube 12 and the cable jacket 18, a moisture-proof layer 15 such as a waterproof taping layer is interposed, the cable jacket 18 in the longitudinal direction of the optical cable to strengthen the tensile strength of the optical cable It is provided with an external tension line 19 inserted into.
그런데, 상기와 같은 구조를 가지는 종래의 소심 버퍼튜브형 광케이블은 버퍼튜브(12)와 케이블 자켓(18)을 각각 별도의 층으로 형성하여야 하고 광케이블의 방습특성 향상을 위해 방습층 형성공정을 진행해야 하므로, 그 제조공정이 복잡하고 광케이블의 외경과 무게를 작게 하는데 제약이 따른다. 이에 따라, 종래기술에 따른 소심 버퍼튜브형 광케이블은, 관로 포설시 공간효율성을 향상시키고 그 운반 및 취급에 있어 비용을 절감하는데 한계를 지니게 된다.However, in the conventional small-sized buffer tube type optical cable having the structure as described above, the buffer tube 12 and the cable jacket 18 should be formed as separate layers, and the moistureproof layer forming process must be performed to improve the moisture proof characteristics of the optical cable. The manufacturing process is complicated and there is a restriction in reducing the outer diameter and the weight of the optical cable. Accordingly, the small-sized buffer tube type optical cable according to the prior art has a limitation in improving space efficiency when laying a pipeline and reducing costs in its transportation and handling.
따라서, 본 발명은 버퍼튜브와 케이블 자켓 기능을 동시에 하는 외장튜브를 구비한 광케이블을 제공하여 소심 광케이블의 외경과 무게를 감소시킴으로써 관로 포설시 공간 효율성을 증가시키고 광케이블의 운반 및 취급 비용을 절감하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides an optical cable having an outer tube that functions as both a buffer tube and a cable jacket, thereby reducing the outer diameter and weight of the small-core optical cable, thereby increasing space efficiency and reducing the cost of transporting and handling the optical cable. There is a purpose.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 광케이블은, 적어도 하나 이상의 광섬유 심선; 및 상기 광섬유 심선의 둘레를 실질적으로 원형으로 감싸는 한편, 카본블랙과 20meq/kg 이하의 카르복실기 말단기를 함유하는 피비티 재질의 외장튜브;를 포함한다.In order to achieve the above object, the optical cable according to the present invention, at least one optical fiber core wire; And an outer tube of a fibrous material containing carbon black and carboxyl end groups of 20 meq / kg or less, while surrounding the circumference of the optical fiber core in a substantially circular shape.
상기 카본블랙의 함량은 5 중량 % 이하인 것이 바람직하다.The content of the carbon black is preferably 5% by weight or less.
부가적으로, 상기 방수재와 외장튜브 사이에는 외부 인장선이 더 포함될 수 있다.Additionally, an external tensile line may be further included between the waterproof member and the outer tube.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광케이블의 구조를 도시한 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing the structure of an optical cable according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 광케이블은, 적어도 하나 이상의 광섬유 심선(20)과, 상기 광섬유 심선(20)을 둘러싸고 버퍼튜브와 케이블 자켓의 기능을 동시에 하는 외장튜브(22)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the optical cable according to the present invention includes at least one optical fiber core wire 20 and an outer tube 22 surrounding the optical fiber core wire 20 to simultaneously function as a buffer tube and a cable jacket.
상기 광섬유 심선(20)은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지된 코어와 클래드로 이루어지는 광케이블용 광섬유 심선이며, 필요한 수만큼 상기 외장튜브(22) 내에 실장된다.The optical fiber core wire 20 is an optical fiber core wire for an optical cable consisting of a core and a clad known to those skilled in the art, and mounted in the outer tube 22 as many times as necessary.
상기 외장튜브(22)는 상기 광섬유 심선(20)의 둘레를 실질적으로 원형으로 감싸며 외부에서 가해지는 기계적 스트레스, 예컨대 인장 스트레스를 버퍼링하고, 포설 환경에서 가해지는 화학적 스트레스, 예컨대 자외선 노출에 의한 케이블 외피의 부식과 수분에 의한 케이블 외피의 가수분해를 완충한다.The outer tube 22 substantially surrounds the circumference of the optical fiber core wire 20 in a circular shape and buffers external mechanical stress, such as tensile stress, and chemical stress applied in an installation environment, for example, cable sheath due to UV exposure. It buffers the hydrolysis of the cable jacket by corrosion and moisture.
따라서, 상기 외장튜브(22)는 유연성과 고강도의 특성을 가지는 한편, 결정화 속도가 빨라 제품제조 후 길이방향으로의 수축 정도가 작은 피비티를 주원료로 하되 상기한 화학적 스트레스를 완충하기 위해 후술하는 바와 같이 물질의 조성을 조절하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 외장튜브(22)에는 자외선 차단특성을 향상시키기 위해 소정 중량 % 의 카본블랙이 함유되는 것이 바람직하다. 카본블랙의 함량이 5 중량 %를 초과하게 되면 피비티의 강도와 신뢰도가 저하되는 문제가 발생하게 되므로, 카본블랙은 5중량 % 이하의 함량으로 피비티에 함유되는 것이 바람직하다. 카본블랙은 예컨대, 흡광계수가 400 이상이며, 평균직경이 200nm인 것이 사용될 수 있다.Accordingly, the outer tube 22 has flexibility and high strength, while the crystallization rate is fast, and thus, the main tube is a small raw material having a small degree of shrinkage in the longitudinal direction after manufacturing the product. It is desirable to adjust the composition of the material as well. That is, it is preferable that the exterior tube 22 contains a predetermined weight% of carbon black in order to improve UV blocking properties. When the content of the carbon black exceeds 5% by weight, the problem of deterioration in the strength and reliability of the PIV is generated, and therefore, the carbon black is preferably contained in the PVTI in an amount of 5 wt% or less. For example, carbon black may have an absorption coefficient of 400 or more and an average diameter of 200 nm.
한편, 상기 피비티는 통상적으로 50meq/kg 함량의 카르복실기 말단기를 가지는데, 이러한 경우 수분에 의한 가수분해에 취약한 단점이 있다. 이를 보강하기 위해, 외장튜브(22)를 구성하는 피비티의 카르복실기 말단기 함량은 20meq/kg 이하로 조절하는 것이 바람직하다. 이러한 카르복실기 말단기 함량의 조절에 의한 피비티의 가수분해 방지효과는 실험예를 통하여 후술하기로 한다.On the other hand, the PIV usually has a carboxyl end group of 50 meq / kg content, in this case there is a disadvantage that is vulnerable to hydrolysis by water. In order to reinforce this, the content of the carboxyl end group of the PIBT constituting the outer tube 22 is preferably adjusted to 20 meq / kg or less. The effect of preventing hydrolysis of the fibite by controlling the content of the carboxyl end group will be described later through experimental examples.
선택적으로, 상기 외장튜브(22)의 내부 간극에는 예컨대, 젤리 컴파운드, 실리콘 오일, 방습성 폴리머(Super Absorbent Polymer)가 포함된 파우더와 같은 방수재(21)가 충전되는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 외부로부터 침입된 수분에 의해 광섬유 심선의 광특성이 열화되는 것을 방지할 수 있다. 상기 외장튜브(22)에는 외부 인장선(23)이 광케이블의 길이방향으로 종입되는 것이 바람직하다. 외부 인장선(23)이 종입될 경우 광케이블의 인장강도 특성을 향상시킬 수 있다. 상기 외부 인장선(23)은 섬유 강화플라스틱(FRP), 강선 또는 얀(yarn)으로 이루어질 수 있는데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Optionally, the inner gap of the outer tube 22 may be filled with a waterproof material 21 such as, for example, a jelly compound, a silicone oil, or a powder containing a super absorbent polymer. In this case, it is possible to prevent deterioration of optical characteristics of the optical fiber core wire by moisture penetrated from the outside. It is preferable that the external tension line 23 is inserted into the outer tube 22 in the longitudinal direction of the optical cable. When the external tensile line 23 is inserted, it is possible to improve the tensile strength characteristics of the optical cable. The outer tension line 23 may be made of fiber reinforced plastic (FRP), steel wire or yarn (yarn), but the present invention is not limited thereto.
도 3은 에이징 시간(aging time)에 따른 피비티의 인장신률(tension elongation)을 테스트하여 나타낸 것으로서, 실선은 본 발명에 따른 광케이블에 사용되는 피비티의 특성곡선이며, 점선은 종래의 광케이블에 사용되는 피비티에 대한 특성곡선이다.Figure 3 is a test showing the tensile elongation (tension elongation) of the PBT according to the aging time (aging time), the solid line is the characteristic curve of the PBT used for the optical cable according to the present invention, the dotted line is used for a conventional optical cable This is the characteristic curve for the activity.
상기 테스트는 온도 85℃, 습도 85%의 조건하에서 수행되었으며, 본 발명에 따른 광케이블에 사용되는 피비티는 카르복실기 말단기의 함량을 20meq/kg으로 설정하고, 종래의 광케이블에 사용되는 피비티의 경우에는 통상적인 함량에 해당하는 50meq/kg으로 설정하였다.The test was performed under conditions of a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85%, and the PBT used for the optical cable according to the present invention sets the content of the carboxyl end group to 20 meq / kg, and the PBT used for the conventional optical cable. Was set to 50 meq / kg corresponding to the conventional content.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따라 카르복실기 말단기 함량이 조절된 피비티가 종래의 피비티보다 시간이 경과되어도 인장신율이 저하되지 않으므로 본 발명에 따른 광케이블에 사용되는 피비티의 가수분해 방지특성이 종래에 사용되던 피비티에 비하여 상대적으로 우수하다는 것을 알 수가 있다.Referring to Figure 3, according to the present invention, since the tensile elongation does not decrease even if the carboxyl end group content is adjusted according to the present invention over time than the conventional PIV, the hydrolysis prevention characteristics of the PIV used in the optical cable according to the present invention It can be seen that it is relatively superior to this conventionally used cavity.
이상의 설명과 같이 본 발명에 따른 광케이블은 버퍼튜브와 케이블 자켓의 기능을 동시에 하는 피비티 재질의 외장튜브(22)를 구비함으로써, 광섬유 심선(20)에 대한 완충과 더불어 외부환경으로부터 케이블에 실장된 광섬유 심선(20)을 보호한다. 즉, 유연성과 높은 강도를 가지는 피비티의 고유특성으로 인해 상기 외장튜브(22)에는 완충기능이 구비되는 한편, 바람직하게 5 중량 % 이하의 카본블랙이 함유되어 외부로부터 가해지는 자외선을 차단함으로써 외장튜브(22)가 자외선에 의해 부식되는 것을 방지할 수 있고, 20meq/kg 이하의 함량으로 카르복실기 말단기가 포함됨으로써 외장튜브(22)가 수분에 의해 가수분해되는 것을 방지할 수 있다.As described above, the optical cable according to the present invention includes an outer tube 22 made of a material of PBT which functions as a buffer tube and a cable jacket at the same time. Protect the optical fiber core wire 20. In other words, due to the inherent characteristics of the flexible and high strength of the cavity, the outer tube 22 is provided with a buffer function, while preferably containing less than 5% by weight of carbon black to block ultraviolet rays applied from the outside. The tube 22 can be prevented from being corroded by ultraviolet rays, and by including carboxyl end groups in an amount of 20 meq / kg or less, the outer tube 22 can be prevented from being hydrolyzed by moisture.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention has been described above by means of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and will be described below by the person skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of the claims.
본 발명에 따른 광케이블에는 외장튜브의 도입으로 버퍼튜브와 케이블 자켓이 별도의 층으로 구비되지 아니하므로 광케이블 제조공정을 단축시킬 수 있다. 또한, 케이블 외경 및 무게를 감소시킬 수 있어 광케이블 포설시 관로 효율성을 향상시킬 수 있음은 물론, 광케이블의 운반, 취급 비용을 절감할 수 있다. 본 발명이 적용될 경우, 24심의 광섬유 심선을 갖는 광케이블을 종래 12 ~ 14mm의 외경으로 제조하던 것을 4mm이하의 외경으로 제조할 수 있다.In the optical cable according to the present invention, since the buffer tube and the cable jacket are not provided as separate layers by the introduction of the outer tube, the optical cable manufacturing process can be shortened. In addition, it is possible to reduce the outer diameter and weight of the cable to improve the pipe efficiency when laying the optical cable, as well as to reduce the cost of transporting and handling the optical cable. When the present invention is applied, an optical cable having a 24-core optical fiber core wire can be manufactured with an outer diameter of 4 mm or less, which was conventionally manufactured with an outer diameter of 12 to 14 mm.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to
도 1은 종래기술에 따른 광케이블의 예를 도시하는 단면도.1 is a cross-sectional view showing an example of an optical cable according to the prior art.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광케이블의 구성을 도시하는 단면도.2 is a cross-sectional view showing a configuration of an optical cable according to a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 광케이블의 에이징 시간에 따른 인장신률을 본 발명에 따른 피비티와 종래의 피비티를 비교한 그래프.3 is a graph comparing the tensile strength of the optical cable according to the present invention with the tensile elongation according to the aging time.
<도면의 주요 참조부호에 대한 설명><Description of main reference numerals in the drawings>
20...광섬유 심선 21...방수재 22...외장튜브20 Fiber optic core 21 Water repellent 22 Sheath tube
23...외부 인장선23.External tension line
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