KR20030039230A - 레이져 에너지와 냉각핀을 이용한 정밀온도제어 광섬유고분자코팅 다이스장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광섬유 코팅을 위한 코팅컵의 상부에 장착되어 광섬유가 인선되는 레이져 에너지와 냉각핀을 이용한 정밀온도제어 광섬유 고분자코팅 다이스 장치에 관한 것으로, 코팅컵의 상부에 직렬로 장착되어 광섬유가 인입되는 인입다이스와, 상기 인입다이스의 외측에 설치되어 레이져빔 조사기로부터 열을 흡수하는 흡열쉴드와, 상기 흡열쉴드의 온도를 감지하는 비접촉식 온도계의 감지신호 및 내장된 소정의 프로그램 코드에 기초하여 상기 레이져빔 조사기의 각축방향 이동 및 빔 조사량을 제어하는 제어부 및 상기 코팅컵의 방출열량을 조절할 수 있도록 상기 코팅컵에 상기 광섬유에 대한 레진의 코팅방향을 따라 설치되어 냉각수에 수장되는 다수개의 냉각핀을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

레이져 에너지와 냉각핀을 이용한 정밀온도제어 광섬유 고분자코팅 다이스 장치{An Optical Fiber Polymer Coating Die Device With Precision Temperature Control By Using Laser Energy And Cooling Pin}

본 발명은 광섬유 코팅 작업에 가장 크게 영향을 미치는 코팅 레진의 점도를 제어하기 위해 광섬유 코팅에서의 핵심 부품인 광섬유 인입 다이스에 대한 부분적인 온도제어를 수행할 수 광섬유 인입다이스 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는인입다이스에 흡열쉴드를 부착하고, 여기에 레이져빔 조사기로 레이져빔을 조사하함에 있어서, 상기 흡열쉴드의 온도를 감지할 수 있는 온도계 및 상기 온도계의 감지신호를 기초로 하여 상기 조사기를 정밀제어할 수 있는 제어부를 구비하는 레이져 에너지와 냉각핀을 이용한 정밀온도제어 광섬유 고분자코팅 다이스 장치에 관한 것이다.

일반적으로 광섬유(Optical Fiber)는 광학적 특성을 갖도록 하기 위해 중심을 이루는 코어(Core)부분은 석영 봉을 녹는점 부근까지 가열하여 인선함으로써, 원하는 직경으로 제작될 수 있다.

그리고, 석영의 취성을 완화하고, 굽힘 특성을 보완하고자 인선된 코어의 외층에 아크릴계 레진을 이용한 코팅을 행하게 된다.

이 때, 상기 코어에 아크릴 코팅을 하기 위해서 적절한 온도로 가열한 아크릴 레진을 코팅컵(Coating Cup)이라고 부르는 장치를 사용하게 된다.

상기 레진의 점도는 코팅 작업성에 중요한 영향을 미치는데, 주로 온도에 따라 상당한 변화의 기복이 보인다. 특히 고속 작업시에는 코팅컵 내에서의 아크릴 레진의 거동이 광섬유 품질에 결정적인 영향을 미치고 있으나, 레진의 조성이 결정될 경우 레진의 공급 압력이나 코팅컵의 설계변경 등을 통해서만 레진 거동의 제어가 가능하다.

기존의 코팅컵에서는 미리 원하는 온도로 가열한 코팅 레진을 공급하지만, 코팅컵 내에서의 온도 변화에 의한 부분적인 점도 변화가 발생하여 광섬유 인입 다이스의 코팅레벨의 불안정성 문제가 끊임없이 발생하고 있다.

지금까지는 이러한 문제의 해결을 위해서 주로 광섬유 인입 다이스의 구조 최적화를 진행하여 왔으나 이러한 방법은 인선 속도의 고속화에 따른 문제점을 완벽하게 해결하지 못하는 상황이며, 보다 근본적인 문제의 해결을 위한 방법의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

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

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1목적은 광섬유 코팅에 핵심 부품인 광섬유 인입 다이스의 부분적인 온도제어를 수행함으로써 코팅되는 레진의 점도를 제어할 수 있는 레이져 에너지와 냉각핀을 이용한 정밀온도제어 광섬유 고분자코팅 다이스 장치를 제공하는 것이다.

그리고 본 발명의 제 2목적은 제어부로 빔조사량 및 각축방향에 대한 제어가 가능한 레이져빔 조사기를 구비하여 인입다이스의 외측에 장착되는 흡열쉴드에 부분적으로 빔을 조사하고, 코팅컵에는 방출열량을 제어할 수 있는 냉각핀을 장착함으로써, 광섬유의 코팅 레진에 대한 점도를 제어할 수 있는 레이져 에너지와 냉각핀을 이용한 정밀온도제어 광섬유 고분자코팅 다이스 장치를 제공하는 것이다.

이와 같은 본 발명의 목적들은, 코팅컵의 상부에 장착되어 광섬유가 인입되는 인입다이스;

상기 인입다이스의 외측에 설치되어 레이져빔 조사기로부터 열을 흡수하는흡열쉴드;

상기 흡열쉴드의 온도를 감지하는 비접촉식 온도계의 감지신호 및 내장된 소정의 프로그램 코드에 기초하여 상기 레이져빔 조사기의 각축방향 이동 및 빔 조사량을 제어하는 제어부; 및

상기 코팅컵의 방출열량을 조절할 수 있도록 상기 코팅컵에 광섬유에 대한 레진의 코팅방향을 따라 설치되어 냉각수에 수장되는 다수개의 냉각핀;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이져 에너지와 냉각핀을 이용한 정밀온도제어 광섬유 고분자코팅 다이스 장치에 의하여 달성된다.

여기서, 상기 레이져빔 조사기는 상기 인입다이스를 중심으로 90°간격으로 설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 레이져빔 조사기는 상기 인입다이스를 중심으로 120°간격으로 설치되는 것이 바람직하다.

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

도 1은 본 발명에 따른 레이져 에너지와 냉각핀을 이용한 정밀온도제어 광섬유 고분자코팅 다이스 장치의 구성도이다.

< 도면의 주요부분에 따른 부호의 설명 >

10: 인입다이스 11: 흡열쉴드

20: 코팅컵 21: 냉각핀

30: 제어부 40: 비접촉식 온도계

50: 레이져빔 조사기 100: 고분자코팅 다이스 장치

200: 광섬유

다음으로는 본 발명에 관한 레이져 에너지와 냉각핀을 이용한 정밀온도제어 광섬유 고분자코팅 다이스 장치에 관하여 첨부되어진 도면과 더불어 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 레이져 에너지와 냉각핀을 이용한 정밀온도제어 광섬유 고분자코팅 다이스 장치의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 다이스 장치(100)는 광섬유(200)에 코팅되는 레진의 레벨성을 향상시키기 위하여 상기 코팅 레진의 점도를 균일하게 조절할 수 있도록 광섬유(200)를 레진으로 피복하기 위한 코팅컵(20)에 장착되는 인입다이스 (10)에 대한 부분적인 온도제어를 수행하기 위한 것이다.

이러한 상기 다이스 장치(100)는 코팅컵(20)의 상부에 직렬로 장착되어 광섬유(200)가 인입되는 인입다이스(10)와, 상기 인입다이스(10)를 부분적으로 가열하기 위한 레이져빔 조사기(50) 및 상기 코팅컵(20)의 피복방향을 따라 형성되어 상기 코팅컵(20)의 방출열량을 조절할 수 있는 다수개의 냉각핀(21)으로 이루어진다.

아울러, 상기 레이져빔 조사기(50)의 레이져빔은 전기적으로 연결되는 제어부(30)에 의해 제어되며, 상기 제어부(30)에는 상기 인입다이스(10)에 대한 온도를 감지하는 비접촉식온도계(40)가 전기적으로 연결되어 있다.

따라서, 상기 제어부(30)는 상기 비접촉식 온도계(40)의 감지신호와 더불어 내장된 소정의 프로그램 코드에 기초하여 상기 감지신호의 데이터와 저장된 설정값를 비교하여 그 차이에 따라 상기 레이져빔 조사기(50)의 빔조사량 및 각축방향의 제어한다.

이 때 상기 레이져빔 조사기(50)의 빔은 상기 인입다이스(10)에 직접적으로 조사되는 것이 아니라 상기 인입다이스(10)의 외측을 감싸고 있는 흡열쉴드(11)에 조사되는데, 상기 흡열쉴드(11)는 원통형상으로 상기 인입다이스(10)에 끼워져 고정되며, 상기 온도계(40)는 상기 흡열쉴드(11)에 소정거리를 두고 위치하면서 레이져빔 조사에 따른 흡열쉴드(11)의 가변온도를 측정하게 된다.

아울러, 상기 냉각핀(21)은 광섬유(200)가 인입다이스(10)에 인입되어 아크릴 재질의 레진으로 외측이 코팅되어질 때 코팅되는 코팅컵(20)에 형성되어 코팅컵 (20)의 방출열량을 조절하는 것으로, 냉각수에 의해 수장되어 냉각핀(21)의 형성개수에 따라 상기 방출열량을 조절할 수 있다.

한편, 상기 레이져빔 조사기(50)는 연속 또는 펄스형태로 빔을 조사하는 것으로, 상기 인입다이스(10)를 중심으로 90°간격에 따라 4개 또는 120°간격에 따라 3개가 대칭적으로 설치되는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 레이져빔의 조사기(50)의 빔조사가 상기 코팅컵(20)의 레진코팅에 끼치는 열적 영향을 방지하기 위해 상기 코팅컵(20)의 모든부분에는 차폐쉴드 (미도시)가 부착되어 있는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 레이져빔 조사기(50)의 레이져빔이 상기 인입다이스(10)에 부분적으로 조사되기 때문에, 상기 코팅컵(20)의 코팅레진에 대한 점도의 제어가 가능하다.

이상에서와 같은 본 발명에 따른 레이져 에너지와 냉각핀을 이용한 정밀온도제어 광섬유 고분자코팅 다이스 장치(100)에서, 상기 레이져빔 조사기(50)는 인입다이스(10)를 중심으로 90°간격에 따라 4개 또는 120°간격에 따라 3개가 대칭적으로 설치되는 것 이외에, 60°간격에 따라 6개, 180°간격에 따라 2개 등에서 임의로 택일하여 사용될 수 있으며, 또한 인입다이스(10)의 크기 및 용량에 따라 임의의 각도로 선택할 수 있다.

아울러, 상기 온도계(40)는 비접촉식 이외에, 접촉식으로 선택하여 사용할 수 있다.

이상에서와 같은 레이져 에너지와 냉각핀을 이용한 정밀온도제어 광섬유 고분자코팅 다이스 장치에 의하면, 온도 조절을 통한 코팅 레진의 점도 제어를 통하여 광섬유가 코팅 레진에 의해 받는 항력(Drag Force)의 크기가 작아질 뿐 아니라 레진 상부의 자유표면 부분에서의 가스유입을 최소화 할 수 있는 특징이 있다.

따라서, 광섬유에 코팅되는 레진의 점도가 균일하여 광섬유의 이동에 기인하는 코팅레진 레벨의 안정성은 좋아지게 되기 때문에, 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 균일한 코팅 두께의 제품 생산이 가능하기 때문에 광섬유 품질을 개선할 수 있는 효과가 있다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 설명과 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위 내에 속하는 그러한 수정 및 변형을 포함할 것이라고 여겨진다.

Claims (3)

1. 코팅컵(20)의 상부에 직렬로 장착되어 광섬유(200)가 인입되는 인입다이스 (10);

   상기 인입다이스(10)의 외측에 설치되어 레이져빔 조사기(50)로부터 열을 흡수하는 흡열쉴드(11);

   상기 흡열쉴드(11)의 온도를 감지하는 비접촉식 온도계(40)의 감지신호 및 내장된 소정의 프로그램 코드에 기초하여 상기 레이져빔 조사기(50)의 각축방향 이동 및 빔 조사량을 제어하는 제어부(30); 및

   상기 코팅컵(20)의 방출열량을 조절할 수 있도록 상기 코팅컵(20)에 상기 광섬유(200)에 대한 레진의 코팅방향을 따라 설치되어 냉각수에 수장되는 다수개의 냉각핀(21);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이져 에너지와 냉각핀을 이용한 정밀온도제어 광섬유 고분자코팅 다이스 장치
2. 제 1항에 있어서,

   상기 레이져빔 조사기(50)는 상기 인입다이스(10)를 중심으로 90°간격으로 설치되는 것을 특징으로 하는 레이져 에너지와 냉각핀을 이용한 정밀온도제어 광섬유 고분자코팅 다이스 장치
3. 제 1항에 있어서,

   상기 레이져빔 조사기(50)는 상기 인입다이스(10)를 중심으로 120°간격으로 설치되는 것을 특징으로 하는 레이져 에너지와 냉각핀을 이용한 정밀온도제어 광섬유 고분자코팅 다이스 장치