KR100539870B1

KR100539870B1 - 광섬유 인출 타워

Info

Publication number: KR100539870B1
Application number: KR10-2002-0078667A
Authority: KR
Inventors: 김영석; 오성국
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-12-11
Filing date: 2002-12-11
Publication date: 2005-12-28
Also published as: KR20040051708A

Abstract

본 발명에 따른 광섬유 인출 타워에 있어서, 광섬유 모재를 용융하여 광섬유로 인출하는 용융로와, 상기 용융로에서 인출된 상기 광섬유의 외주면에 피복층을 코팅하는 코팅 장치와, 상기 광섬유의 피복층을 질소 분위기 하에서 경화시키는 경화 장치와, 상기 경화 장치로부터 상기 코팅 장치까지 연장되어져 있어서 상기 광섬유의 피복층이 대기 중에 노출되는 것을 방지하는 밀봉관을 포함한다.

Description

광섬유 인출 타워 {OPTICAL FIBER DRAWING TOWER}

본 발명은 광섬유에 관한 것으로서, 특히 광섬유 모재(optical fiber preform)로부터 인출된 광섬유의 외주면에 피복을 증착 및 경화시키기 위한 코팅 장치(coating applicator)와 경화 장치를 포함하는 광섬유 인출 타워에 관한 것이다.

통상적으로, 광섬유는 석영을 주원료로 해서 만든 유리선으로서 실리카(silica) 등의 원료로 만들며 직경이 머리카락 정도로 가늘기 때문에 취급 및 포설이 용이하다. 광섬유는 내부에 빛을 전파하는 코어(core), 상기 코어 내로 진행하는 빛을 가두는 역할을 하는 클래드(clad) 및 상기 클래드를 감싸는 피복으로 구성된다. 텔레비젼(television) 화상이나 컴퓨터(computer)의 데이터(data)를 비롯한 각종 정보가 광신호로 변환되어 광섬유로 전송된다. 상기 코아의 직경은 상기 광섬유 내로 진행하는 광신호의 모드(mode)를 결정하는 중요한 인자가 되며, 상기 클래드의 직경은 광섬유간의 접속 작업등에 중요한 영향을 끼친다.

상술한 바와 같이 광섬유는 다량의 정보를 송수신 할 수 있을 뿐만 아니라,유지 및 설치의 용이성 등과 같은 많은 장점과, 급진전된 광통신 기술 개발로 인하여 널리 사용되고 있다. 그러나, 광섬유는 포설 및 사용 중에 물리적 충격 등과 같은 외부 환경적 요인으로부터의 쉽게 영향을 받을 수 있다는 단점이 있으며, 상술한 바와 같은 외부 환경적 요인의 영향을 최소화시키기 위하여 광섬유의 외주면에 피복층을 코팅한다.

도 1은 종래 기술에 의한 광섬유 인출 타워의 구조를 나타내는 측면도이다. 도 1을 참조하면, 상기 광섬유 인출 타워는 광섬유 모재를 용융 및 인출하는 용융로(120)와, 인출된 광섬유의 직경을 모니터링하는 외경 측정기(130)와, 코팅 장치(Coating Applicator, 150)와, 경화 장치(160)와, 질소 퍼지(Purge) 장치(162)와, 캡스턴(170)과, 스풀(180)을 포함한다.

상기 용융로(120)는 실린더(cylinder) 형태를 가지며, 내부에 삽입된 코아와 클래드로 구성된 광섬유 모재(preform, 110)의 끝단을 가열하여 상기 광섬유 모재(110)를 용융하여 광섬유(140)로 인출한다. 상기 용융로(120)는 그 내부에 불활성 기체를 흐르게 함으로써, 열에 의해 상기 용융로(120)의 내부가 산화되는 것을 방지한다.

상기 광섬유 모재(110)는 코아와 클래드로 구성되는 점이 상기 광섬유(140)와 동일하나, 그 직경이 상기 광섬유(140)에 비해 매우 크며, 그 끝단이 테이퍼 처리되어 있다.

상기 외경 측정기(130)는 상기 용융로(120)의 하부에 위치하여 인출되는 광섬유(140)의 외경 변화를 지속적으로 모니터링한다.

상기 코팅 장치(150)는 상기 용융로(120)에서 인출되는 상기 광섬유(140)의 외주면에 자외선 경화수지, 열경화성 수지 등으로 피복층을 액상 코팅한다. 통상적으로, 피복층은 구부림(Bending) 특성 및 광섬유와의 접착성(Adhesion)을 향상시키기 위하여 입자가 작고 부드러운 물질을 사용하여 1차 코팅을 한 후, 그 위에 자외선에 의해 경화가 잘 되는 물질을 사용하여 2차 코팅을 함으로써 외부 충격으로부터 상기 광섬유를 보호하고, 외부로부터의 수분 침투를 차단한다. 일반적으로, 광섬유 인출 중에 1차 및 2차 코팅이 동시에 이루어진다. 상술한 피복층은 상기 광섬유(140)의 변형 요인인 습도, 마모 등으로부터 상기 광섬유(140)를 보호하는 역할을 한다.

상기 경화 장치(160)는 상기 코팅 장치(150)의 하부에 위치하며, 상기 경화 장치(160)의 내부에는 석영관(quartz tube, 161)을 포함하고 있다. 상기 광섬유(140)의 외주면에 코팅된 피복층은 상기 석영관(161)을 통과하며, 자외선에 의하여 경화된다.

상기 질소 퍼지 장치(162)는 상기 경화 장치(160)의 일측에 위치하며, 상기 경화 장치(160)의 석영관 내부로 질소(N₂) 가스를 주입함으로써, 질소 분위기 하에서 상기 피복층이 경화되도록 한다.

상기 캡스턴(170)은 상기 광섬유(140)를 소정의 힘으로 잡아 당겨서, 상기 광섬유 모재(110)로부터 광섬유(140)가 일정 직경을 유지하면서 연속적으로 인출될 수 있도록 한다. 즉, 상기 캡스턴(170)이 상기 광섬유(140)를 잡아당기는 힘을 조절함으로써 상기 광섬유(140)의 직경을 조절하게 된다.

상기 스풀(180)은 원통형 실패의 형태를 가지며, 인출되는 상기 광섬유(140)가 그 외주면에 감겨지도록 한다.

그러나, 코팅 장치와 경화 장치의 사이는 일반 대기 중에 노출되어 있어서, 액상 코팅된 광섬유가 상기 경화 장치로 유입되기 이전에 이미 대기에 오염되어 경화도가 저하되는 등의 문제가 있다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 액상 코팅된 광섬유의 피복층을 대기와 격리하여 경화시킴으로써, 피복층의 경화도가 향상된 광섬유 인출 타워를 제공함에 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 광섬유 인출 타워는,

광섬유 모재를 용융하여 광섬유로 인출하는 용융로와;

상기 용융로에서 인출된 상기 광섬유의 외주면에 피복층을 코팅하는 코팅 장치와;

상기 광섬유의 피복층을 질소 분위기 하에서 경화시키는 경화 장치와;

상기 경화 장치로부터 상기 코팅 장치까지 연장되어져 있어서 상기 광섬유의 피복층이 대기 중에 노출되는 것을 방지하는 밀봉관을 포함한다.

이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 광섬유 인출 타워의 구조를 나타내는 측면도이다. 도 2를 참조하면, 상기 광섬유 인출 타워는 광섬유 모재(210)를 용융 및 인출하는 용융로(220)와, 인출된 광섬유(290)의 직경을 모니터링하는 외경 측정기(230)와, 코팅 장치(Coating Applicator, 240)와, 경화 장치(260)와, 질소 퍼지(Purge) 장치(251)와, 캡스턴(270)과, 스풀(280)을 포함한다.

상기 광섬유 모재(210)는 코아와 클래드로 구성되는 점이 광섬유와 동일하나, 그 직경이 상기 광섬유에 비해 매우 크다.

상기 용융로(220)는 실린더(cylinder) 형태를 가지며, 내부에 삽입된 코아와 클래드로 구성된 광섬유 모재(preform, 210)의 끝단을 가열하여 용융, 인출한다. 상기 용융로(220)는 그 내부에 불활성 기체를 흐르게 함으로써, 열에 의해 상기 용융로(220)의 내부가 산화되는 것을 방지한다.

상기 외경 측정기(230)는 상기 용융로(220)의 하부에 위치하며, 인출된 광섬유(290)의 외경을 모니터링한다.

상기 코팅 장치(240)는 상기 용융로(220)에서 인출되는 광섬유(290)를 자외선 경화수지, 열경화성 수지 등으로 상기 광섬유(290)의 외주면에 피복층을 액상 코팅한다. 통상적으로, 상기 피복층은 구부림(Bending) 특성과, 광섬유와 접착성(Adhesion)을 향상시키기러운 물질을 사용하여 1차 코팅을 한 후, 그 위에 자외선에 의해 경화가 잘 되는 물질을 사용하여 2차 코팅을 함으로써 외부 충격으로부터 상기 광섬유(290)를 보호하고, 외부로부터의 수분 침투를 차단한다. 일반적으로, 광섬유 인출 중에 1 및 2차 코팅이 동시에 이루어진다.

상기 경화 장치(260)는 상기 코팅 장치(240)의 하부에 위치하며, 상기 경화 장치(260)는 내부에 석영관(quartz tube, 261)을 포함하고 있다. 상기 광섬유(290)의 외주면에 코팅된 상기 피복층은 상기 석영관(261)을 통과하며, 자외선에 의하여 경화된다.

상기 밀봉관(250)은 피복층이 코팅된 상기 광섬유(290)가 관통 가능하도록 그 중앙이 빈 실린더 형태이며, 상기 경화 장치(260)로부터 상기 코팅 장치(240)까지 연장되어져 있어서 상기 광섬유(290)의 피복층이 대기 중에 노출되는 것을 방지한다. 또한, 상기 밀봉관(250)은 내부에 질소 분위기를 형성함으로써, 상기 광섬유의 피복층의 경화가 원활히 이루어지도록 한다.

상기 질소 퍼지 장치(251)는 상기 밀봉관(250)의 일측에 위치하며, 상기 밀봉관(250)의 내부로 질소를 주입함으로써, 상기 밀봉관(250) 및 상기 경화 장치(260)의 석영관의 내부에 질소 분위기를 형성한다.

상기 피복층은 자외선에 노출될 경우에 개시제(Photoiniator) 성분의 자유 래디칼(Free radical)이 생성되며, 상기 자유 래디칼에 의하여 올리고머(Oligomer)와 모노머(Monomer) 등과 같은 아크릴(Acrylic) 이중 결합 및 교차 결합(Cross Linking) 등의 반응망을 형성하며 경화된다. 상술한 바와 같은 상기 피복층의 자외선 경화 과정이 산소 또는 대기 중에서 이루어질 경우에, 자유 래디컬의 발생을 억제하여 상기 피복층의 경화가 적절히 이루어지지 않는다. 따라서, 상기 경화 장치(260)는 질소 가스가 주입되는 질소 분위기 하에서 상기 피복층을 경화시킨다.

상기 캡스턴(270)은 상기 광섬유(290)를 소정의 힘으로 잡아 당겨서, 상기 광섬유 모재(210)로부터 광섬유(290)가 일정한 직경을 유지하며 인출될 수 있도록 한다. 즉, 상기 캡스턴(270)은 상기 광섬유(290)를 잡아당기는 힘을 조절함으로써 상기 광섬유의 직경을 조절한다.

상기 스풀(280)은 원통형 실패의 형태를 가지며, 상기 인출되는 광섬유(280)가 상기 스풀(280)의 외주면에 감겨지도록 한다.

본 발명은 코팅 장치와 경화 장치의 사이에 외부와 차단된 밀봉관을 구비하여 코팅된 피복층이 대기와 접촉되는 것을 차단함으로써, 자유 래디칼 반응과, 피복층의 경화도를 향상시키는 이점이 있다.

도 1은 종래의 광섬유 인출 타워의 구조를 나타내는 측면도,

도 2는 본 발명에 따른 밀봉관을 포함하는 광섬유 인출 타워의 구조를 나타내는 측면도.

Claims

광섬유 인출 타워에 있어서,

광섬유 모재를 용융하여 광섬유로 인출하는 용융로와;

상기 용융로에서 인출된 상기 광섬유의 외주면에 피복층을 코팅하는 코팅 장치와;

상기 광섬유의 피복층을 질소 분위기 하에서 경화시키는 경화 장치와;

상기 경화 장치로부터 상기 코팅 장치까지 연장되어져 있어서 상기 광섬유의 피복층이 대기 중에 노출되는 것을 방지하는 밀봉관을 포함함을 특징으로 하는 광섬유 인출 타워.
제 1항에 있어서,

상기 밀봉관은 코팅된 상기 광섬유가 관통 가능하도록 그 중앙이 빈 실린더 형태를 가짐을 특징으로 하는 광섬유 인출 타워.
제 1항에 있어서,

상기 밀봉관의 일측에 설치된 질소 퍼지(Purge) 장치를 더 포함함을 특징으로 하는 광섬유 인출 타워.
제 1항에 있어서,

상기 밀봉관의 내부에는 질소 분위기가 형성됨을 특징으로 하는 광섬유 인출 타워.