KR20030007789A

KR20030007789A - 광섬유 케이블

Info

Publication number: KR20030007789A
Application number: KR1020027016292A
Authority: KR
Inventors: 마쯔야마요시따까; 고떼라세이고; 다까노요시노부
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2003-01-23
Also published as: CN1433526A; CA2411440A1; EP1306708A1; WO2001095002A1; EP1306708B1; EP1306708A4; US6829420B2; ATE425472T1; CN1217215C; JP4670218B2; DE60137936D1; AU2001260719A1; US20030118298A1

Abstract

복수개의 GI-POF 와, 이것을 포함하는 수지 케이블 본체를 갖고, 열적내구성, 내압특성, 굴곡에 의한 기계적특성이 우수하고, 광의 전송손실의 증가를 억제하는 광섬유 케이블을 개시한다. 상기 수지 케이블 본체는, 상기 GI-POF 의 개수와 동일한 개수의, 길이방향으로 관통된 공극구멍을 갖고, 상기 GI-POF 는, 상기 공극구멍내에 상기 길이방향과 직교하는 2방향으로 자유롭게 가동할 수 있는 상태에서 1개씩 분산배치된다.

Description

광섬유 케이블{OPTICAL FIBER CABLE}

현재 통신분야에서는 대용량의 정보를 고속으로 확실하게 전송하기 위해 광섬유가 일반적으로 사용되고 있다.

광섬유에는 석영계 싱글 모드 광섬유 등의 석영계 광섬유나 수지계 광섬유 (플라스틱계 광섬유) 가 있으나, 특히 플라스틱계 광섬유는 석영계 싱글 모드 광섬유에 비하여 직경이 크고, 또한 가요성이 우수한 점에서, 광케이블을 부설할 때의 단면처리나 접속처리 등의 작업성이나 안정성이 우수하여 유용하다.

특히 GI-POF 는 고속 대용량의 전송능력을 구비함으로써, 차세대 통신의 광섬유로서 기대되고 있다.

GI-POF 는 단면방향의 굴절율 분포를 갖는 플라스틱계 광섬유이다. 즉 GI-POF 는 단면방향의 중심부에서 굴절율이 높고, 서서히 굴절율이 낮아지는 굴절율 분포에 의해 구성되므로, GI-POF내를 길이방향으로 진행하는 광은 굴절율의 영향을 받아 GI-POF 의 중심부 근방에 집중된다. 이로써 고속 대용량의 전송능력을 실현하고 있다.

따라서 GI-POF 의 고속 대용량의 전송능력은 GI-POF 의 굴절율 분포에 크게 의존하므로, GI-POF 의 전송능력을 확보하기 위해서는, 굴절율 분포를 소정 분포로 유지하는 것이 필요하다.

그러나 GI-POF 의 광섬유 케이블의 제조방법은, 기본적으로 GI-POF 를 인장에 대해 저항하는 텐션멤버 등의 구성소재와 함께 열가소성 수지 등으로 압출하여 피복성형함으로써 실시된다. 이 피복성형시에 GI-POF 는 고온에 용융된 열가소성 수지 등의 열영향을 받기 쉽다. 이 때문에 열영향에 의해 GI-POF 의 물성이 저하될 우려가 발생한다. 따라서 GI-POF 가 열영향을 받지 않도록 케이블을 제조할 필요가 있다. GI-POF 의 대표적인 제법으로서 수지재료중에 굴절율이 다른 저분자 화합물 재료를 열확산시켜 굴절율 분포를 형성하여 GI-POF 로 하는 제조방법이 있다.

이와 같은 GI-POF 는 케이블화하는 피복성형시의 열영향에 의해, GI-POF 내에서 저분자 화합물 재료가 열확산을 일으켜 굴절율 분포가 변화될 우려가 있다.

예를 들면 일본 공개특허공보 평11-211954호에서는, 용융되는 피복수지재의 열에 의해 GI-POF 의 전송손실이 증가되지 않도록, 폴리에틸렌 등의 비교적 저온도에서 용융압출이 가능한 수지를 사용하고, 미리 GI-POF 의 표면에 압출 피복층을 입혀 성형하여 GI-POF 를 1차 피복하여, 소위 재킷 파이버로 한다. 그 후, 텐션멤버 등의 구성소재와 함께 열가소성 수지 등으로 압출하여 2차 피복성형함으로써 GI-POF 의 광섬유 케이블을 제조한다.

이와 같은 방법으로 제조되는 광섬유 케이블의 구조는, 도 4(a) 에 광섬유 케이블 (50) 이 나타나는 바와 같이, GI-POF (51a 및 51b) 와 폴리에틸렌 등에 의해 형성되는 1차 피복층 (56) 과, 열가소성 수지 등으로 압출하여 최외층을 형성하는 수지 케이블 본체인 2차 피복층 (53) 으로 구성된다.

한편 일본 공개실용신안공보 소60-60714호 및 일본 공개특허공보 평-72356호에는 수지 케이블 본체인 피복수지재와 광섬유 간에 공극을 형성한 도 4(b) 에 나타낸 구조나, 재킷 파이버와 피복수지재 사이에 공극을 형성한 도 4(c) 에 나타낸 구조가 제안되어 있다. 도 4(b) 에서는 광섬유 케이블 (60) 은 텐션멤버 (62a 및 62b) 와, 수지 케이블 본체인 피복수지재 (63) 와, 2개의 광섬유 (67a 및 67b) 가 배치되는 공극 (64) 에 의해 구성된다. 도 4(c) 에 나타나는 광섬유 케이블 (70) 은 열가소성 수지 등으로 압출하여 최외층을 형성하는 수지 케이블 본체인 피막층 (73) 과, 이 피막층 (73) 에 형성된 공극 (74) 과, 이 공극내에 배치된 1차 피복되어 피막층 (76) 을 구비한 광섬유 (78) 에 의해 구성된다.

그러나 일본 공개특허공보 평11-211954호에 서술되어 있는 제조방법으로 얻어지는 GI-POF 의 광섬유 케이블은 다음과 같은 문제가 있었다.

즉, 직경 (선 직경) 이 1㎜ 미만의 GI-POF 에 폴리에틸렌 등에 의해 1차 피복된 재킷 파이버에서는, 내고온테스트 (70℃×24시간) 에서 피복재인 폴리에틸렌 등의 수지가 가열수축됨으로써 GI-POF 의 표면에 미세굴곡이 발생하고, 그 결과, 광의 전송손실이 증가된다는 열적 내구성의 문제가 있었다.

또한, 일본 공개실용신안공보 소60-60714호에 나타나는 피복수지재와 광섬유간에 공극을 형성하는 구조의 GI-POF 의 광섬유 케이블에서는, 하나의 공극에 복수의 GI-POF 가 존재하므로, 사람 등이 밟거나 하여 광섬유 케이블에 외력이 가해진 경우, 하나의 공극에 있는 복수의 GI-POF 끼리가 접촉되어 누름압이 서로 가해져, 최악의 경우, 서로 찌그러지거나 소성변형이 발생해 광의 전송손실이 증가된다는 내압특성의 문제가 있었다.

또한, 일본 공개특허공보 평7-72356호에서는, 광섬유 케이블의 공극율을 2∼30% 로 함으로써, 절곡시의 굴곡동작에 대해 통상 일어나는 전송손실의 증가를 억제할 수 있지만, 광커넥터를 광섬유 케이블에 장착할 때의 광커넥터의 장착성면에서 공극율의 상한이 규제되기 때문에, 고속 대용량의 전송능력이 요구되는 GI-POF 에서는, 절곡시의 굴곡동작에 대한 전송손실의 증가를 전부 없앨 수는 없다는 기계적 특성의 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해, 복수개의 GI-POF 와 이 GI-POF 를 포함하는 수지 케이블 본체를 갖고, 열적내구성, 내압특성, 나아가서는 굴곡에 의한 기계적 특성이 우수하여, 광의 전송손실이 증가되지 않는 광섬유 케이블을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 그레이디트 인덱스형 수지 광섬유 (이하 GI-POF 라고 함) 와 이 GI-POF 를 포함하는 수지 케이블 본체를 갖는 통신용 광섬유 케이블에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명의 광섬유 케이블의 일 실시형태에서의 단면모식도이다.

도 2 는 본 발명의 광섬유 케이블의 일 실시형태를 제조하는 제조라인의 모식도이다.

도 3 은 본 발명의 광섬유 케이블의 일 실시형태의 제조에 사용되는 피복 다이의 니플 선단부의 모식도이다.

도 4 의 (a)∼(c) 는 종래기술의 광섬유 케이블의 단면모식도이다.

(도면의 주요 부호에 대한 설명)

10 : 광섬유 케이블

11a, 11b : GI-POF

12a, 12b : 텐션멤버

13 : 수지 케이블

14a, 14b : 공극구멍

15a∼g : 두께

20 : GI-POF 조출기 (繰出機)

21 : 텐션멤버 조출기

22 : 피복 다이

23 : 수지 압출기

24 : 냉각수조

25 : 인취기 (引取機)

34 : 니플

37a, 37b, 39a, 39b : 니플 선단 구멍

38a∼d : 두께

50, 60, 70 : 광섬유 케이블

51a, 51b : GI-POF

53 : 2차 피복층

56 : 1차 피복층

62a, 62b : 텐션멤버

63 : 피복수지재

64, 74 : 공극

67a, 67b, 78 : 광섬유

73, 76 : 피막층

본 발명은, 복수개의 GI-POF 와 이 GI-POF 를 포함하는 수지 케이블 본체를 갖는 광섬유 케이블로, 상기 수지 케이블 본체는, 상기 GI-POF 의 개수와 동일한 개수의, 길이방향으로 관통된 공극구멍을 갖고, 상기 GI-POF 는 상기 공극구멍내에 자유롭게 가동하는 상태에서 1개씩 분산배치된 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블을 제공하는 것이다.

여기에서 상기 GI-POF 의 상기 공극구멍내의 가동범위는 상기 GI-POF 직경의 2배 이상인 것이 바람직하고, 상기 복수개의 공극 구멍에 의해 형성되는 수지 케이블의 두께 치수는 상기 GI-POF 의 직경과 동등하거나 그것보다 큰 것이 바람직하며, 상기 수지 케이블의 두께는 0.5㎜ 이상인 것이 바람직하다.

또한, 상기 복수개의 공극 구멍은 병렬로 배치되고, 상기 수지 케이블 본체의 중앙부의 상기 두께가, 상기 병렬 배치되어 양단에 위치하는 공극구멍의 단부에서의 두께에 비하여 두꺼운 것을 특징으로 하는 것이 바람직하고, 상기 수지 케이블 본체의 경도는 쇼어 D경도로 50 이하인 것이 바람직하다.

또한, 상기 GI-POF 는 전체 불소형 또는 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA) 형인 것이 바람직하고, 상기 수지 케이블 본체에는 텐션멤버가 매설되는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 광섬유 케이블에 대해 첨부 도면에 나타나는 바람직한 실시예를 근거로 상세하게 설명한다.

이하에서 설명하는 광섬유 케이블은 2개의 GI-POF 를 병렬 배치하고, 그 외측에 인장에 대해 저항하는 2개의 강선으로 이루어지는 텐션멤버를 배치하여 구성되는 2심형 평형 광섬유 케이블이지만, 본 발명에서는 2심형 평형 광섬유 케이블에 한정되지 않고, 3개 이상의 GI-POF 와, 이 GI-POF 를 포함하는 수지 케이블을 갖는 광섬유 케이블이어도 된다.

도 1 에는 본 발명의 광섬유 케이블을 적용한, 선 직경이 500㎛인 전체 불소수지형 GI-POF 를 사용한 광섬유 케이블 (이후 간단히 케이블이라고 함; 10) 이 나타나 있다. 여기에서 전체 불소수지형 GI-POF 는 일본 공개특허공보 평8-5848호에 기재되어 있다. 또한, 본 발명에서는 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA) 를 수지재료로 하는 PMMA형 광섬유 케이블이어도 된다.

여기에서 케이블 (10) 은 1쌍의 GI-POF (11a 및 11b) 와, GI-POF (11a 및 11b) 에 비하여 인장강성이 큰 텐션멤버 (12a 및 12b) 와 수지 케이블 본체 (13) 로 구성된다.

수지 케이블 본체 (13) 에는 2개의 GI-POF (11a 및 11b) 와 동일한 개수의, 길이방향으로 관통된 공극구멍 (14a 및 14b) 이 형성되고, 이 공극구멍 (14a 및 14b) 내에 수지 케이블 본체 (13) 의 길이방향과 직교하는 2방향으로 자유롭게 가동하는 상태에서 GI-POF (11a 및 11b) 가 1개씩 분산 배치되어 있다.

또한, 공극구멍 (14a 및 14b) 은 도 1 에 나타나는 바와 같이 직사각형상으로, 직사각형상의 네모서리를 원호형상으로 둥글게 하였으나, 본 발명에서는 직사각형상에 제한되지 않고 원형상이나 타원형상 등 어느 형상이어도 되고, GI-POF (11a 및 11b) 가 1개씩 분산 배치되어 있으면 된다.

한편, 텐션멤버 (12a 및 12b) 는 공극구멍 (14a 및 14b) 외측의 수지 케이블 (13) 내에 매설되어, GI-POF (11a 및 11b) 와 대략 평행하게 배치된다.

또한, 본 실시예의 케이블 (10) 에서는 열확산 등에 의해 전송손실이 증가되지 않도록, 통상수지재로 행해지는 1차 피복은 실시되지 않지만, 본 발명에서는, 1차 피복의 유무에 대해서는 특별히 제한되지 않는다. 텐션멤버 (12a 및 12b) 로서 재료는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면 금속선이나 알라미드 섬유나 FRP 등에 의한 선재를 들 수 있으나, 작업성이나 경제성면에서 아연 도금한 경강선이 바람직하다.

수지 케이블 본체 (13) 는 열가소성 수지재에 의해 형성되고, 경도가 쇼어 D경도로 50 이하, 보다 바람직하게는 40 이하이다. 이와 같은 수지재로서 예를 들면 연질염화비닐이나 염소화폴리에틸렌, 연질폴리에틸렌이 사용되지만, 본 발명에서는 이들에 제한되지 않는다. 적어도 용융온도가 압출성형시의 다이 출구온도로 135℃ 이하인 수지재이면 어느 것이어도 되고, 바람직하게는 130℃ 이하인 것이 좋다. 용융온도가 140℃ 이상인 경우, 열에 의해 GI-POF (11a 또는 11b) 의 굴절율 분포가 변동되어 광전송 손실의 현저한 증가 원인이 된다.

여기에서 공극구멍 (14a 및 14b) 에 의해 형성되는 수지 케이블 (13) 의 두께, 즉, 도 1 중의 두께 (15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f 및 15g) 의 치수는 GI-POF (11a 및 11b) 의 직경 치수 이상으로, GI-POF (11a 및 11b) 의 직경이 예를 들면 0.5㎜인 경우, 두께는 0.5㎜ 이상으로, 실용상 0.5 이상 0.8㎜ 이하인 것이 바람직하다. 이와 같이 두께 (15a, 15b, 15c, 15d, 15e, 15f 및 15g) 를 규정하는 것은, 케이블 (10) 에 외력으로서 도 1 중의 상하방향으로 압축하중이 가해져 공극구멍 (14a 또는 14b) 이 눌려찌그러져, GI-POF (11a 및 11b) 가 공극구멍 (14a 또는 14b) 의 내벽면 사이에 끼워진 경우에 전송손실이 증가되는 것을 억제하기 위해서이다. 즉, 수지 케이블 (13) 의 경도는 쇼어 D경도로 50 이하로, GI-POF (11a 및 11b) 에 비하여 충분히 유연하며, 또한 수지 케이블 (13) 본체의 두께 치수가 GI-POF (11a 및 11b) 의 직경 치수보다 크기 때문에, GI-POF (11a 및 11b) 가 수지 케이블 (13) 내에 매몰되는 형태로 되어, GI-POF (11a 및 11b) 에 가해지는 압축하중이 완화되고, 그 결과, 현저한 전송손실의 증가는 볼 수 없다. 당연히, 수지 케이블 (13) 에 의해 GI-POF (11a 및 11b) 는 분리되어 있으므로, 파이버끼리의 접촉에 의한 영구변형을 일으키는 경우는 없고, 따라서 영구변형에 의한 전송손실의 증가는 볼 수 없다.

또한, 수지 케이블 본체 (13) 는 공극구멍 (14a 또는 14b) 이 병렬 배치되어형성되는 중앙부의 두께 (15b 및 15e) 가, 공극구멍 (14a 또는 14b) 의 양단부에서의 두께 (15a, 15c, 15d 및 15f) 에 비하여 두꺼운 것이 바람직하다.

중앙부의 두께 (15b 또는 15e) 를 두께 (15a 또는 15c 또는 15d 또는 15f) 에 비하여 얇게 성형한 경우, 도 1 중의 횡방향으로 압축하중 (F) 이 가해지면, 수지 케이블 본체 (13) 는 두께 (15b 또는 15e) 부분을 중심으로 두께 (15a) 부분과 두께 (15c) 부분, 또는 두께 (15d) 부분과 두께 (15f) 부분이 겹치도록 대략 く형상으로 굴곡되어 구부러진다. 따라서 공극구멍 (14a 또는 14b) 에 가해지는 압축응력은 불균일해져, 압축응력이 큰 부분에서 공극구멍 (14a 또는 14b) 의 공극은 부분적으로 눌려찌그러진다. 여기에서 광섬유 케이블 (11a 또는 11b) 이 공극의 눌려찌그러진 벽면에 끼워진 경우, 광섬유 케이블 (11a 또는 11b) 은 큰 압측응력을 받고, 그 결과, 굴절율이 변화되어 전송손실은 증가되게 된다.

그러나 수지 케이블 (13) 의 두께 (15b 또는 15e) 를 두께 (15a, 15c, 15d 및 15f) 보다 두껍게 함으로써, 도 1 중의 수평방향으로 압축하중 (F) 이 가해져도, 광섬유 케이블 (13) 은 대략 く형상으로 굴곡되지 않고, 공극구멍 (14a 또는 14b) 의 내면에 압축응력이 균일하게 가해져 공극구멍 (14a 및 14b) 이 대략 동일하게 수축된다. 이로써 GI-POF (11a 및 11b) 는 수지 케이블 본체 (13) 에 매몰되어 응력완충을 받지는 않고, 그 결과, 전송손실이 증가되는 경우는 없다.

또한, GI-POF (11a 및 11b) 가 공극구멍 (14a 및 14b) 내를 각각 자유롭게 이동하는 가동범위는, GI-POF (11a 및 11b) 직경의 2배 이상, 보다 바람직하게는 2배 이상 4배 이하이다. 여기에서 GI-POF 의 가동범위가 GI-POF 직경의 2배 이상이란, GI-POF 의 가동범위가 GI-POF 직경의 2배의 원호로 만들어지는 원형상을 포함할 수 있는 관계를 말한다. 예를 들면 도 1 에서의 케이블 (10) 에서는, 공극구멍 (14a) 의 대략 직사각형상의 단면형상내에서 자유롭게 이동하는 가동범위 (P; 도 1 중의 1점쇄선으로 둘러싸인 범위) 가, GI-POF (11a 및 11b) 직경의 2배의 원호로 만들어지는 원형상의 범위 (Q; 도 1 중 점선으로 둘러싸인 범위) 를 포함하는 관계에 있다.

또한, 공극율, 즉, 도 1 에 나타낸 케이블 (10) 의 단면도에 있어서, 공극구멍 (14a 및 14b) 의 면적의, GI-POF (11a 및 11b) 의 단면적에 대한 비가 4배 이상 25배 이하, 보다 바람직하게는 9배 이상 16배 이하인 것이 바람직하다. 가동범위나 공극율을 크게 하기 위해서는 광섬유 케이블의 외형치수를 크게 하거나, 외형치수를 일정하게 유지하여 두께를 얇게 해야 되는데, 외형치수를 일정하게 유지하여 두께를 얇게 하면, 상술한 바와 같은 광섬유 케이블 (10) 의 굴곡이 일어나기 쉽고, 또한 두께를 일정하게 하면, 외형치수를 크게 해야 되므로 실용상 문제가 발생된다. 따라서 가동범위나 공극율의 상한은 실용상 상기와 같이 제한된다.

이와 같이 상기 범위내에서 GI-POF (11a 및 11b) 는 공극구멍 (14a 및 14b) 내를 자유롭게 이동할 수 있으므로, 케이블 (10) 을 절곡해도 GI-POF (11a 및 11b) 는 공극구멍 (14a 및 14b) 의 내벽면과의 마찰저항이 거의 없어, 절곡에 대한 전송손실의 증가는 거의 볼 수 없다. 또한, 고온ㆍ저온의 열사이클 시험에서도 GI-POF (11a 및 11b) 의 공극구멍 (14a 및 14b) 내에서의 가동범위가 GI-POF (11a 및 11b) 직경의 2배 이상이면, 가령 텐션멤버 (12a 또는 12b) 나 수지 케이블 (13)과 GI-POF (11a 및 11b) 의 선팽창계수의 차이에 의해 팽창량이나 수축량이 다르다고 해도, GI-POF (11a 및 11b) 는 공극구멍 (14a 및 14b) 내를 이동할 수 있으므로, 팽창량이나 수축량에 기초하는 GI-POF (11a 및 11b) 로의 압축, 인장응력은 완화되고, 그 결과 전송손실의 증가는 억제된다.

케이블 (10) 은 상술한 바와 같이 구성된다.

다음으로 이와 같은 케이블 (10) 의 제조방법을 도 2 에 기초하여 설명한다.

케이블 (10) 의 제조방법은 먼저 GI-POF 조출기 (20) 를 통해 조출되는 GI-POF (11a 및 11b) 와 텐션멤버 조출기 (21) 를 통해 나온 텐션멤버 (12a, 12b) 가 피복 다이 (22) 의 니플 도관 (도시생략) 에 삽입되고, 수지 압출기 (23) 로 압출된 열가소성의 수지 케이블 본체 (13) 의 수지재와 피복 다이 (22) 선단의 니플 (34; 도 3 참조) 에서 합류되며 피복 다이 (22) 의 출구에서 케이블 형상으로 부형되어, 냉각수조 (24) 에서 냉각된다.

여기에서 GI-POF (11a, 11b) 의 조출시에 사용되는 텐션은 5g∼100g인 것이 바람직하고, 100g 이상에서는 GI-POF (11a, 11b) 가 현저하게 신장되어 전송증가를 초래한다. 또한, 5g 이하에서는 GI-POF (11a, 11b) 에 진동떨림이 발생하여 피복 다이 (22) 본체 및 피복 다이 (22) 의 출구 바로 뒤의 수지에 접촉되어 열손실을 받아 현저한 전송손실 증가를 초래한다. 보다 전송손실의 증가를 적게 하기 위해서는 텐션은 20g∼60g 이 바람직하고, 또한 GI-POF (11a 및 11b) 가 피복 다이 (22) 및 성형직후의 수지에 접촉하지 않는 위치에 GI-POF (11a, 11b) 의 삽입위치를 조절하는 것이 바람직하다.

성형속도는 인취속도에 따라 조정되고, 피복 다이 (22) 의 출구에서의 케이블 (10) 의 공극구멍 (14a, 14b) 내에 위치하는 GI-POF (11a, 11b) 의 온도가 허용내열온도의 70℃를 초과하지 않는 속도로 조절된다. 허용 내열온도 이상의 수지온도에서 성형하면, GI-POF 열신장 및 전송손실의 현저한 저하를 초래하게 된다. 다이 출구에서의 GI-POF (11a, 11b) 의 온도는 허용 내열온도보다 20℃ 이상 낮은 온도에서 제어하는 것이 바람직하고, 이 실시형태에서는 40∼50℃가 보다 바람직하다.

냉각온도는, 수돗물로도 전송손실의 증가는 억제되지만, 5℃∼-20℃에서 급속냉각되면 전송손실의 증가는 보다 안정적으로 억제할 수 있다.

도 3 에 피복 다이 (22) 선단의 니플 (34) 구조를 나타낸다. 니플 선단구멍 (37a, 37b) 으로부터 GI-POF (11a, 11b) 가, 니플 선단구멍 (39a, 39b) 로부터 텐션멤버 (12a, 12b) 가 통과한다. 수지 케이블 본체 (13) 의 수지재는 니플 (34) 의 바깥둘레를 둘러싸듯이 하여 압출되고, 소정의 케이블 형상으로 부형된다.

여기에서 니플 선단구멍 (37a, 37b) 의 구멍직경은 GI-POF (11a, 11b) 직경의 1.5배 이상인 것이 바람직하고, 1.5배 미만의 구멍치수에서는, GI-POF (11a, 11b) 가 니플 구멍 내벽에 접촉되어 현저한 전송손실의 증가를 초래한다. 니플 (34) 선단부의 두께 (38a∼38d) 는, 예를 들면 GI-POF (11a, 11b) 직경이 0.5㎜인 경우, 0.35㎜ 이상인 것이 바람직하고, 0.50㎜가 바람직하다. 두께 (38a∼38d) 가 얇으면, GI-POF (11a, 11b) 는 케이블 (10) 의 공극구멍 (14a, 14b) 의 수지내면벽과 접촉되기 쉬워짐과 동시에, 성형직후의 수지와의 거리가 짧아짐으로써 방사에 의한 열손실도 받기 쉬워져 전송손실의 증가를 초래한다.

케이블 (10) 의 외형형상 및 공극구멍 (14a, 14b) 의 구멍형상은, 다이 외형 형상 및 니플 선단형상과 서로 유사하지만, 케이블 (10) 의 외형치수 및 공극구멍 (14a, 14b) 의 구멍형상 치수는, 수지의 압출량과 인취속도의 조정에 의해 원하는 치수로 조정할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 광섬유 케이블에 대해, 1쌍의 GI-POF 와 텐션멤버를 갖는 광섬유 케이블의 광전송 손실을 조사하였다.

또한, 이후에서 서술하는 예 중에서 특별한 기재가 없는 것은 다음의 재료를 사용하였다.

GI-POF : 전체 불소형 GI-POF, 선 직경 500㎛, 아사히가라스주식회사 제조 「루키나」.

텐션멤버 : 아연 도금 경강선, 선 직경 0.4㎜.

수지 케이블재 : 연질염화비닐, 쇼어 D경도 : 30 (쇼어 A경도 : 80), 리켄비닐공업사 제조.

제조방법은 도 3 및 도 4 에 나타나는 바와 같은 압출에 의한 제조방법에 준하였다. 예 4 및 예 5 를 제외하고 광섬유 케이블 제조에 의한 GI-POF의 전송손실 증가는 대략 0㏈/㎞ 이었다. 또한, 광섬유 케이블의 평가에 대해서는, 압괴 (壓壞) 테스트, 반복 굽힘, 코드 굽힘에 대해서는 JIS C6836 전체 플라스틱 멀티 모드 광섬유 코드에 기재된 소정의 방법에 준하여 평가하였다. 냉열 사이클시험은 -20℃∼70℃를 1사이클 4시간의 사이클로 10 사이클 실시한 후의 평가이다. GI-POF 의 전송손실의 측정은 850nmLD2m 커트뱅크법을 이용하여 측정하였다. 압괴 테스트시의 전송손실은 850nmLD 의 연속측정으로 실시하였다.

(예 1)

공극구멍의 단면형상을 대략 정사각형상으로 하고, 이 공극구멍내에서의 GI-POF 의 가동거리를 종방향, 횡방향 모두 GI-POF 직경의 3.8배의 1.9㎜ 로 하고, 수지 케이블 본체 (13) 의 중앙부의 두께 (15b 및 15e) 를 0.8㎜, 양단에 위치하는 공극구멍 (14a 또는 14b) 의 단부의 두께 (15a, 15c, 15d 및 15f) 를 0.6㎜, 공극구멍 (14a 또는 14b) 간의 두께 (15g) 를 0.6㎜ 로 하는 케이블 (10) 을 제조하였다.

(예 2)

공극구멍의 단면형상을 대략 정사각형상으로 하고, 이 공극구멍내에서의 GI-POF 의 가동거리를 종방향, 횡방향 모두 GI-POF 직경의 3.8배의 1.9㎜ 로 하고, 수지 케이블 본체 (13) 의 중앙부의 두께 (15b 및 15e) 를 0.5㎜, 양단에 위치하는 공극구멍 (14a 또는 14b) 의 단부의 두께 (15a, 15c, 15d 및 15f) 를 0.6㎜, 공극구멍 (14a 또는 14b) 간의 두께 (15g) 를 0.6㎜ 로 하는 케이블 (10) 을 제조하였다.

(예 3)

예 2 와 동일 치수의 케이블로 피복수지를 쇼어 D경도 43 (쇼어 A경도 95) 의 연질염화비닐을 사용하여 케이블 (10) 을 제조하였다.

(예 4)

공극구멍의 단면형상을 대략 정사각형상으로 하고, 이 공극구멍내에서의 GI-POF 의 가동거리를 종방향, 횡방향 모두 GI-POF 직경의 약 2.4배의 1.2㎜ 로 하고, 수지 케이블 본체 (13) 의 중앙부의 두께 (15b 및 15e) 를 0.5㎜, 양단에 위치하는 공극구멍 (14a 또는 14b) 의 단부의 두께 (15a, 15c, 15d 및 15f) 를 0.6㎜, 공극구멍간의 두께 (15g) 를 0.6㎜ 로 하는 케이블 (10) 을 제조하였다. 제조에 의한 GI-POF 의 전송손실 증가가 10∼20㏈/㎞으로 관찰되었다.

(예 5)

공극구멍의 단면형상을 대략 정사각형상으로 하고, 이 공극구멍내에서의 GI-POF 의 가동거리를 종방향, 횡방향 모두 GI-POF 직경의 약 1.6배의 0.8㎜ 로 하고, 수지 케이블 본체의 두께를 케이블 중앙부가 0.5㎜, 케이블 단부가 0.6㎜, 공극간의 두께가 0.6㎜ 가 되도록 케이블을 제조하였다. 제조에 의한 GI-POF 의 전송손실 증가는 50∼100㏈/㎞ 이었다.

(예 6)

예 2 와 동일 치수의 케이블을 쇼어 D경도 55 의 연질염화비닐을 사용하여 케이블을 제조하였다.

(예 7)

도 4(b) 에 나타낸 구성과 같이, GI-POF 의 광섬유 (67a 및 67b) 의 가동거리를 GI-POF 직경의 4배의 2㎜로 한 공극에, GI-POF 를 2개 합하여 배치하고, 수지 케이블 본체의 두께를 중앙부가 0.5㎜, 단부가 0.6㎜가 되도록 케이블 (60) 을 제조하였다.

내압괴성평가의 판정기준은 하중 해방 1분후 (하중 해방후) 에서의 전송손실 증가량이 시험전의 0.2㏈ 이하인 것이 기준이다. 표 1 에 나타낸 바와 같이 예 1, 예 2 및 예 3 의 케이블은 기준을 클리어한다. 또한, 예 1 의 수지 케이블 본체 (13) 와 같이 두께를 조정함으로써, 하중시의 전송손실값의 증가가 억제되고, 내압괴성은 보다 개선된다. 수지 케이블 본체 (13) 의 쇼어 D경도는 예 3 의 43 은 허용값이고, 예 6 의 55 에서는 기준을 오버한다.

표 2 에 GI-POF 의 공극내의 가동거리 (괄호내에 가동거리를 GI-POF 의 직경으로 나눈 값을 나타냄) 와 각종 성능을 나타낸다. 예 1 및 예 4 에서는 반복 굽힘 및 코드 굽힘성에서의 평가기준인 시험전후의 전송손실량 0.2㏈ 이하를 클리어한다. 냉열사이클도 허용범위이지만, 예 5 에서는 굽힘성의 평가기준을 클리어하지 않고, 또한, 제조시의 전송손실도 현저하게 증가된다.

이상의 결과로부터, 수지 케이블 본체 (13) 내에 형성된 복수의 공극구멍 (14a 및 14b) 에 GI-POF (11a 및 11b) 를 공극내에서 자유롭게 이동하는 상태에서 분산배치함으로써 내압괴성이 향상되었다. 또한, 수지 케이블 본체 (13) 의 두께를 중앙부를 양단부보다 두껍게 하고, 쇼어경도D 를 50 이하로 함으로써, 내압괴성이 향상되는 것을 알 수 있었다.

또한, 공극구멍 (14a 및 14b) 내에서 자유롭게 이동하는 GI-POF (11a 및 11b) 의 가동범위를, GI-POF (11a 및 11b) 직경의 2 배 이상으로 함으로써, 제조시의 전송손실의 증가가 억제되는 것 외에, 반복 굽힘, 코드 굽힘이나 냉열 사이클에 의한 전송손실의 증가도 억제되었다.

이상, 본 발명의 광섬유 케이블에 대해 상세하게 설명했는데, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 각종 개량 및 변경해도 되는 것은 물론이다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 복수개의 GI-POF 와 이 GI-POF 를 포함하는 수지 케이블 본체를 갖는 광섬유 케이블의 GI-POF 가 수지 케이블 본체에 형성된 공극내에 각각 분산되어, 공극내에서 자유롭게 이동할 수 있으므로, GI-POF 에 어떠한 수지의 1차 피복도 실시함이 없이, 내압괴성, 기계특성이나 열적내구성이 우수한 광섬유 케이블을 제공할 수 있다.

Claims

복수개의 그레이디드 인덱스형 수지 광섬유 (이하 GI-POF 라고 함) 와 상기 GI-POF 를 포함하는 수지 케이블 본체를 갖는 광섬유 케이블로서, 상기 수지 케이블 본체는, 상기 GI-POF 의 개수와 동일한 개수의, 길이방향으로 관통된 공극구멍을 갖고, 상기 GI-POF 는, 상기 공극구멍내를 자유롭게 가동할 수 있는 상태에서 1개씩 분산배치되는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
제 1 항에 있어서, 상기 GI-POF 의 상기 공극구멍내의 가동범위는, 상기 GI-POF 직경의 2배 이상인 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 복수개의 공극 구멍에 의해 형성되는 수지 케이블의 두께 치수는, 상기 GI-POF 의 직경과 동등하거나 상기 GI-POF 의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
제 3 항에 있어서, 상기 수지 케이블의 두께는 0.5㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 복수개의 공극 구멍은 병렬로 배치되고, 상기 수지 케이블 본체의 중앙부의 상기 두께가, 상기 병렬 배치되어 양단에위치하는 공극구멍의 양단에서의 두께에 비하여 두꺼운 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지 케이블 본체의 경도는, 쇼어 D경도로 50 이하인 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 GI-POF 는, 전체 불소형 또는 폴리메틸메타크릴레이트 (PMMA) 형인 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수지 케이블 본체에는, 텐션멤버가 매설되는 것을 특징으로 하는 광섬유 케이블.