KR102359310B1 - 소형화 광케이블 제조방법 - Google Patents

소형화 광케이블 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소형화 광케이블 제조방법에 관한 것으로서, 가. 제1니플과 제1다이를 통해 광섬유의 외측에 LSZH 소재로 루즈버퍼를 형성하는 단계와, 나. 제2니플과 제2다이를 통해 루즈버퍼 외측에 제1아라미드얀이 수용되게 LSZH 소재로 제1시스를 형성하면서 제1감김롤러에 감는 단계를 포함하고, 가 단계에서 광섬유에 인가되는 장력은 80 내지 120g, 압출온도는 123 내지 160℃, 선속은 100 내지 120mpm 이고, 나 단계에서 루즈버퍼의 장력은 200 내지 250g, 제1아라미드얀의 장력은 300 내지 320g, 제1감김롤러에 감기는 제1시스의 장력은 800 내지 1,000g 이고, 압출온도 120 내지 140℃, 선속 40 내지 50mpm이 적용된다. 이러한 소형화 광케이블 제조방법에 의하면, 광케이블 내의 피복 상호 간의 접착을 방지하고 목적하는 신율 조건을 확보할 수 있으면서 소형 및 경량화 할 수 있으며, 피복재료의 손쉬운 탈피가 가능한 장점을 제공한다.

Description

소형화 광케이블 제조방법{method of manufacturing light weight optical cable}
본 발명은 소형화 광케이블 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 소형 및 경량화할 수 있는 광케이블 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 광케이블은 빛의 전반사 원리를 이용하여 데이터를 전달하는 광섬유들을 피복 내에 수용되게 형성한 것을 말한다.
이러한 광케이블은 국내 공개특허 제10-2006-00187472호 등 다양하게 개시되어 있다.
한편, 광전송망인 FTTH(Fiber To The Home)망을 이용하여 가입자에게 방송/통신 데이터를 전송하는데 이용되는 광케이블은 광섬유 보호를 위해 루즈튜브 또는 버퍼 튜브를 적용하고 있다.
최근에는 광통신 수요 증가에 따른 광케이블 사용증가에 따라 광케이블 자체의 소형화 즉 광케이블 직경 축소에 대한 요구가 지속되고 있다.
따라서, 광케이블 피복재료의 손쉬운 탈피가 가능하고, 상호 다른 피복체간의 접착이 억제되면서 수축을 최소화 하여 광케이블의 소형화를 구현할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 요구사항을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 광케이블의 피복재료의 손쉬운 탈피가 가능하고, 상호 다른 피복체 간의 접착이 억제되면서 수축을 최소화할 수 있는 소형화 광케이블 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 소형화 광케이블 제조방법은 가. 제1니플과 제1다이를 통해 광섬유의 외측에 LSZH 소재로 루즈버퍼를 형성하는 단계와; 나. 제2니플과 제2다이를 통해 상기 루즈버퍼 외측에 제1아라미드얀이 수용되게 LSZH 소재로 제1시스를 형성하면서 제1감김롤러에 감는 단계;를 포함하고, 상기 가 단계에서 상기 광섬유에 인가되는 장력은 80 내지 120g, 압출온도는 123 내지 160℃, 선속은 100 내지 120mpm 이고, 상기 제1니플의 종단의 내경 및 외경은 0.6mm, 1.1mm이고, 상기 제1다이의 종단의 내경은 1.35mm이며, 상기 나 단계에서 상기 루즈버퍼의 장력은 200 내지 250g, 상기 제1아라미드얀의 장력은 300 내지 320g, 상기 제1감김롤러에 감기는 상기 제1시스의 장력은 800 내지 1,000g 이고, 압출온도 120 내지 140℃, 선속 40 내지 50mpm이고, 상기 제2니플의 종단의 내경은 1.4mm 외경은 1.8mm이고, 상기 제2니플의 종단으로부터 동일 내경으로 연장된 연장길이는 5 내지 7mm이고, 상기 제2다이의 종단의 내경은 2.8mm, 상기 제2다이의 종단으로부터 동일 내경으로 연장된 연장길이는 0.1 내지 2mm가 적용된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 다. 제3니플과 제3다이를 통해 상기 제1시스의 외측에 제2아라미드얀과 방수얀이 수용되고 립코드와 FRP선이 내장되게 HDPE 소재로 제2시스를 형성하면서 제2감김롤러에 감는 단계:를 더 포함하고, 상기 다 단계에서 상기 제1시스의 장력은 2,000 내지 2,500g, 상기 제2아라미드얀의 장력은 300 내지 400g, 상기 제2감김롤러에 감기는 상기 제2시스의 장력은 4,000 내지 5,000g 이고, 압출온도 170 내지 195℃, 선속 30 내지 40mpm이고, 상기 제3니플은 상기 제1시스가 통과되는 종단의 제1중앙홀의 내경 및 외경은 3.3mm, 3.6mm이고, 상기 제3다이의 종단의 내경은 5.8mm이고, 상기 제3다이의 종단으로부터 동일 내경으로 연장된 연장길이는 1 내지 3mm가 적용되고, 상기 제3니플의 상기 제1중앙홀로부터 상호 대칭되게 이격되어 상기 립코드가 각각 통과되는 제1 및 제2 수평 사이드홀의 내경은 0.58mm, 상기 제1 및 제2 수평 사이드홀의 이격거리는 5 내지 6mm이고, 상기 제1중앙홀로부터 상호 대칭되게 이격되어 상기 FRP선이 통과되는 제1 및 제2 수직 사이드홀의 내경은 0.9mm, 상기 제1 및 제2 수직 사이드홀의 이격거리는 4 내지 5mm가 적용된다.
본 발명에 따른 소형화 광케이블 제조방법에 의하면, 광케이블 내의 피복 상호 간의 접착을 방지하고 목적하는 신율 조건을 확보할 수 있으면서 소형 및 경량화 할 수 있으며, 피복재료의 손쉬운 탈피가 가능한 장점을 제공한다.
도 1은 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 광케이블을 나타내 보인 단면도이고,
도 2는 도 1의 광케이블의 제조과정을 설명하기 위한 장비의 일 예를 나타내 보인 도면이고,
도 3은 도 1의 루즈 버퍼 및 제1시스를 형성하기 위해 도 2의 장비에 적용되는 요소에 대한 개략적인 단면도이고,
도 4는 도 1의 제2시스를 형성하기 위해 도 2의 장비에 적용되는 요소에 대한 개략적인 단면도이고,
도 5는 도 4의 제3니플의 홀 배치구조를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형화 광케이블 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 광케이블을 나타내 보인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 광케이블(100)은 광섬유(110), 루즈튜브(120), 제1아라미드얀(130), 제1시스(140), 제2아라미드얀(150), 립코드(160), FRP선(170), 방수얀(180) 및 제2시스(190)로 되어 있다.
옥내용으로만 사용되는 경우 제1시스(sheath)(140)까지만 형성되고, 옥외용으로 사용되는 경우 제2시스(sheath)(190)까지 형성된다.
이러한 광케이블(100)은 도 2에 도시된 바와 같이 공급요소들에 대해 피복재료와 함께 다이를 통해 압출하는 피복기(10)를 통해 피복한 후 1차 감김롤러(250)를 통해 감을 수 있는 장비를 통해 제조된다. 참조부호 230은 피복재료를 냉각하는 냉각기이다.
이하에서는 이러한 광케이블의 제조과정을 설명한다.
먼저, 광섬유(110)의 외측에 LSZH(Low Smoke Zero Halogen) 소재로 루즈버퍼(120)를 형성한다.
루즈버퍼(120)는 도 3에 도시된 바와 같이 피복기(210) 내에 장착된 제1니플(310)과 제1다이(320)를 통해 광섬유의 외측에 LSZH 소재로 루즈버퍼(120)를 형성한다.
루즈버퍼(120)는 스트리퍼를 이용하여 1m를 탈피시 10초 이내에 탈피가 가능하게 제조되는 것을 바람직하고, 이를 위해 제1니플(310)를 통해 공급되는 광섬유(110)에 인가되는 장력은 80 내지 120g, 제1다이(320)의 압출온도는 123 내지 160℃, 선속은 100 내지 120mpm(meter/min) 로 적용된다. 또한, 광섬유(110)가 관통상태로 이송될 수 있게 중앙에 관통홀(311)이 형성된 제1니플(310)의 종단의 내경(a1)은 0.6mm이고, 종단의 외경은 1.1mm인 것이 적용되며, 제1다이(320)의 종단의 내경(b1)은 1.35mm인 것이 적용된다. 제1다이(320)는 참조부호 325로 표기된 주입홀을 통해 LSZH 소재가 공급된다.
이러한 과정을 거쳐 루즈버퍼(120)가 형성되면, 루즈버퍼(120)를 피복기(210)에 공급되게 설치한 다음 제2니플과 제2다이를 통해 루즈버퍼(120) 외측에 제1아라미드얀(130)이 수용되게 LSZH 소재로 제1시스(140)를 형성하면서 제1감김롤러(260)에 감는다.
제1시스(140)를 형성하는 과정에서 공급되는 루즈버퍼(120)의 장력은 200 내지 250g, 제1아라미드얀(130)의 장력은 300 내지 320g이 적용된다. 여기서, 제1아라미드얀에 인가되는 장력이 350g 이상이면 컬현상과 보풀이 발생하여 350g 보다 낮은 300 내지 320g을 적용하는 것이 바람직하다.
또한, 제1감김롤러(260)에 감기는 제1시스(140)의 장력은 800 내지 1,000g 이고, 제2다이(340)의 압출온도는 120 내지 140℃, 선속은 40 내지 50mpm이 적용된다. 또한 제1시스(140) 형성과정에 적용되는 제2니플(330)의 내경은 1.4mm 외경은 1.8mm 이고, 종단으로부터 동일 내경(1.4mm)으로 수평하게 연장된 연장길이(c1)는 5 내지 7mm, 제2다이(340)의 내경(b1)은 2.8mm, 제2다이(340)의 종단에서 동일 내경(2.8mm)으로 수평하게 연장된 연장길이(d1)는 0.1 내지 2mm인 것을 적용한다.
제1시스(140)까지 형성된 것을 옥내용을 사용할 수 있다.
한편, 옥외용으로 사용하기 위해서는 제1시스(190)까지 형성한다.
이를 위해 도 4에 도시된 바와 같은 제3니플(410)과 제3다이(420)를 통해 제1시스(140)의 외측에 제2아라미드얀(150)과 방수얀(180)이 수용되고 립코드(160)와 FRP선(170)이 내장되게 HDPE 소재로 제2시스(190)를 형성하면서 제2감김롤러(270)에 감는다.
여기서, FRP선(170)은 FRP 심선 외주면에 HDPE 80중량부에 접착수지인 EAA(ethylene acrylic acid) 20중량부로 혼합한 코팅물질을 1 내지 3㎛ 두께로 코팅한 것을 적용한다. 이 경우 제2시스(190)와 FRP선(170)이 상호 접착되어 제2시스(190)의 수축률을 최소화 할 수 있다.
제2시스를 형성하기 위해 제3니플(410)에 공급되는 제1시스(140)의 장력은 2,000 내지 2,500g, 제2아라미드얀(150)의 장력은 300 내지 400g, 제2감김롤러(270)에 감기는 제2시스(190)의 장력은 4,000 내지 5,000g 이고, 압출온도는 170 내지 195℃, 선속은 30 내지 40mpm이 적용된다.
여기서, 제1시스에 인가되는 장력이 2,000 미만이면, 직진성을 확보하기 어려워 정상적인 성형이 이루어지지 않으며, 2600 이상이면 피복 즉 제1시스와 접착이 발생하는 문제점이 있어 2000 내지 2,500을 적용한다.
또한, 제2아라미드얀(150)에 인가되는 장력은 신율을 억제하고 5미터를 기준으로 여장길이 8 내지 9mm가 되기 위한 최대치인 300 내지 400g를 적용한다. 제2아라미드얀(150)에 인가되는 장력은 압출 이후 냉각 전 공랭구간에서 광케이블(100)의 수축이 발생하는 점을 고려하여 400g을 초과하는 장력인가는 실질적 효과가 없어 300 내지 400g을 적용하는 것이 바람직하다.
제3니플에 대해서는 도 5를 함께 참조하여 설명한다. 제3니플(410)은 제1시스(140)가 통과되는 제1중앙홀(412)의 내경(a2)은 3.3mm 외경은 3.6mm이고, 동일한 내경을 갖는 제1중앙홀(412)의 연장길이(c2)는 1 내지 4mm이고, 제1중앙홀(412)로부터 상호 대칭되게 이격되어 립코드(160)가 각각 통과되는 제1 및 제2 수평 사이드홀(415)(416)의 내경은 0.58mm, 제1 및 제2 수평 사이드홀(414)(415)의 이격거리(n1)는 5 내지 6mm이고, 제1중앙홀(412)로부터 상호 대칭되게 이격되어 FRP선(170)이 통과되는 제1 및 제2 수직 사이드홀(417)(418)의 내경은 0.9mm이고, 제1 및 제2 수직 사이드홀(417)(418)의 이격거리(n2)는 4 내지 5mm이고, 제3다이(420)의 내경은 5.8mm이고, 제3다이(420)의 종단에서 동일 내경(5.8mm)으로 수평하게 연장된 연장길이(d2)는 1 내지 3mm로 된 것을 적용한다.
이러한 제조방법에 의해 제1시스(140)의 외경은 2.75mm이고, 총중량이 6.19kg/km이며, 제2시스(190)의 외경은 5.0mm이며, 총중량이 22.1kg/km로 소형 경량화한 광케이블을 제조하였다.
한편, 압출공정시 피복체가 규칙적인 분자사슬 형태로 배양디고 냉각 및 고화 그리고 보관시 무질서 하고 안정적인 분자사슬 형태로 경시 변화가 발생하는 후수축 현상에 의해 후수축율이 심하면 피복체가 광섬유(110)에 압력을 가하여 바이크로 밴딩 및 단선이 발생할 가능을 있으나, 앞서 설명된 제조방법에 의해 제조된 광케이블(100)은 항온챔버에 75℃ 온도에서 5시간 유지한 후 길이변화에 의한 수축율을 산출한 결과 버퍼튜브(120) 및 제1시스(140)는 0.5%의 수축률을 나타냈고, 제2시스(190)는 1.5%의 수축률을 나타냈다.
한편, 광케이블(100)의 신율이 0.7% 이하가 되도록 하기 위한 일환으로서, 제1 및 제2아라미드얀(120)(150)의 여장길이는 5미터기준에서 8 내지 13mm로 확인되었고 최적 여장길이는 10mm이며, 이를 만족하기 위해 앞서 설명된 장력 조건을 적용하였다.
110: 광섬유 120: 루즈튜브
130: 제1아라미드얀 140: 제1시스
150: 제2아라미드얀 160: 립코드
170: FRP선 180: 방수얀
190: 제2시스

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 가. 제1니플과 제1다이를 통해 광섬유의 외측에 LSZH 소재로 루즈버퍼를 형성하는 단계와;
    나. 제2니플과 제2다이를 통해 상기 루즈버퍼 외측에 제1아라미드얀이 수용되게 LSZH 소재로 제1시스를 형성하면서 제1감김롤러에 감는 단계;를 포함하고,
    상기 가 단계에서 상기 광섬유에 인가되는 장력은 80 내지 120g, 압출온도는 123 내지 160℃, 선속은 100 내지 120mpm 이고, 상기 제1니플의 종단의 내경 및 외경은 0.6mm, 1.1mm이고, 상기 제1다이의 종단의 내경은 1.35mm이며,
    상기 나 단계에서 상기 루즈버퍼의 장력은 200 내지 250g, 상기 제1아라미드얀의 장력은 300 내지 320g, 상기 제1감김롤러에 감기는 상기 제1시스의 장력은 800 내지 1,000g 이고, 압출온도 120 내지 140℃, 선속 40 내지 50mpm이고, 상기 제2니플의 종단의 내경은 1.4mm 외경은 1.8mm이고, 상기 제2니플의 종단으로부터 동일 내경으로 연장된 연장길이는 5 내지 7mm이고, 상기 제2다이의 종단의 내경은 2.8mm, 상기 제2다이의 종단으로부터 동일 내경으로 연장된 연장길이는 0.1 내지 2mm이고,
    다. 제3니플과 제3다이를 통해 상기 제1시스의 외측에 제2아라미드얀과 방수얀이 수용되고 립코드와 FRP선이 내장되게 HDPE 소재로 제2시스를 형성하면서 제2감김롤러에 감는 단계:를 포함하고,
    상기 다 단계에서 상기 제1시스의 장력은 2,000 내지 2,500g, 상기 제2아라미드얀의 장력은 300 내지 400g, 상기 제2감김롤러에 감기는 상기 제2시스의 장력은 4,000 내지 5,000g 이고, 압출온도 170 내지 195℃, 선속 30 내지 40mpm이고, 상기 제3니플은 상기 제1시스가 통과되는 종단의 제1중앙홀의 내경 및 외경은 3.3mm, 3.6mm이고, 상기 제3다이의 종단의 내경은 5.8mm이고, 상기 제3다이의 종단으로부터 동일 내경으로 연장된 연장길이는 1 내지 3mm인 것을 특징으로 하는 소형화 광케이블 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제3니플의 상기 제1중앙홀로부터 상호 대칭되게 이격되어 상기 립코드가 각각 통과되는 제1 및 제2 수평 사이드홀의 내경은 0.58mm, 상기 제1 및 제2 수평 사이드홀의 이격거리는 5 내지 6mm이고, 상기 제1중앙홀로부터 상호 대칭되게 이격되어 상기 FRP선이 통과되는 제1 및 제2 수직 사이드홀의 내경은 0.9mm, 상기 제1 및 제2 수직 사이드홀의 이격거리는 4 내지 5mm인 것을 특징으로 하는 소형화 광케이블 제조방법.
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