KR20040051708A - Optical fiber drawing tower - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An optical fiber drawing tower equipped with a sealing tube between coating applicator and hardening device is provided to improve free radical reaction and hardening of coated layers by preventing the coated layers of an optical fiber from exposing to air. CONSTITUTION: The optical drawing tower contains the parts of: a furnace(220) for melting an optical fiber preform(210) and drawing optical fibers; a coating applicator(240) for coating the circumference of optical fibers drawn from the melting furnace with liquid type thermosetting resin or UV-hardened resin; a hardening device(260) for hardening the coated layers of optical fibers; a sealing tube, having a hollow cylindrical shape, between coating applicator and hardening device for preventing the coated layers of an optical fiber from exposing to air, wherein the sealing tube contains a N2 purge unit(251) and has N2 atmosphere.

Description

광섬유 인출 타워 {OPTICAL FIBER DRAWING TOWER}Fiber Optic Drawout Towers {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.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to optical fibers, and more particularly to an optical fiber extraction tower comprising a coating applicator and a curing device for depositing and curing a coating on an outer circumferential surface of an optical fiber drawn from an optical fiber preform.

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.In general, an optical fiber is a glass wire made of quartz as a main raw material, and is made of a raw material such as silica, and is easy to handle and install because its diameter is as thin as hair. The optical fiber is composed of a core for propagating light therein, a clad serving to trap light propagating into the core, and a cladding surrounding the clad. Various information including a television image or data of a computer is converted into an optical signal and transmitted to an optical fiber. The diameter of the core is an important factor in determining the mode of the optical signal propagating into the optical fiber, and the diameter of the clad has an important influence on the connection work between the optical fibers.

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.As described above, the optical fiber is not only able to transmit and receive a large amount of information, but also has been widely used due to many advantages such as ease of maintenance and installation, and development of advanced optical communication technology. However, the optical fiber has a disadvantage in that it can be easily affected by external environmental factors such as physical impact during installation and use, and the coating layer is coated on the outer circumferential surface of the optical fiber to minimize the influence of external environmental factors as described above. .

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.1 is a side view showing the structure of a conventional optical fiber extraction tower. Referring to FIG. 1, the optical fiber drawing tower includes a melting furnace 120 for melting and drawing an optical fiber base material, an outer diameter measuring device 130 for monitoring the diameter of the optical fiber drawn out, a coating device 150, and curing. Apparatus 160, nitrogen purge apparatus 162, capstan 170, and spool 180 are included.

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.The melting furnace 120 has a cylinder shape, and heats the end of the optical fiber preform 110 composed of a core and a clad inserted therein to melt the optical fiber base 110 and draw it out to the optical fiber 140. do. The melting furnace 120 allows an inert gas to flow therein, thereby preventing the inside of the melting furnace 120 from being oxidized by heat.

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.The optical fiber base material 110 is composed of the core and the clad point is the same as the optical fiber 140, the diameter is very large compared to the optical fiber 140, the end is tapered.

상기 외경 측정기(130)는 상기 용융로(120)의 하부에 위치하여 인출되는 광섬유(140)의 외경 변화를 지속적으로 모니터링한다.The outer diameter measuring unit 130 continuously monitors the change in the outer diameter of the optical fiber 140 which is located below the melting furnace 120.

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.The coating device 150 is a liquid coating of the coating layer with an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, etc. on the outer peripheral surface of the optical fiber 140 drawn out from the melting furnace 120. Typically, the coating layer is made of a material that is hard to be cured by ultraviolet light after the primary coating using a small, soft material to improve bending characteristics and adhesion to the optical fiber. The secondary coating protects the optical fiber from external shocks and blocks the penetration of moisture from the outside. In general, primary and secondary coatings occur simultaneously during fiber extraction. The above-described coating layer serves to protect the optical fiber 140 from humidity, abrasion, and the like, which are deformation factors of the optical fiber 140.

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.The curing apparatus 160 is positioned below the coating apparatus 150, and includes a quartz tube 161 inside the curing apparatus 160. The coating layer coated on the outer circumferential surface of the optical fiber 140 passes through the quartz tube 161 and is cured by ultraviolet rays.

상기 질소 퍼지 장치(162)는 상기 경화 장치(160)의 일측에 위치하며, 상기경화 장치(160)의 석영관 내부로 질소(N2) 가스를 주입함으로써, 질소 분위기 하에서 상기 피복층이 경화되도록 한다.The nitrogen purge device 162 is located at one side of the curing device 160 and injects nitrogen (N 2 ) gas into the quartz tube of the curing device 160 to allow the coating layer to cure under a nitrogen atmosphere. .

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.The capstan 170 pulls the optical fiber 140 with a predetermined force so that the optical fiber 140 can be continuously drawn from the optical fiber base material 110 while maintaining a constant diameter. That is, the capstan 170 adjusts the diameter of the optical fiber 140 by adjusting the force to pull the optical fiber 140.

상기 스풀(180)은 원통형 실패의 형태를 가지며, 인출되는 상기 광섬유(140)가 그 외주면에 감겨지도록 한다.The spool 180 has a shape of a cylindrical failure and allows the optical fiber 140 to be drawn to be wound around its outer circumferential surface.

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.However, since the coating device and the curing device are exposed to the general atmosphere, there is a problem such that the liquid-coated optical fiber is already contaminated with the air before entering the curing device, so that the degree of curing decreases.

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.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an optical fiber extraction tower with improved degree of curing of the coating layer by separating and curing the coating layer of the liquid-coated optical fiber from the atmosphere.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 광섬유 인출 타워는,In order to solve the above problems, the optical fiber extraction tower according to the present invention,

광섬유 모재를 용융하여 광섬유로 인출하는 용융로와;A melting furnace for melting the optical fiber base material and drawing the optical fiber base material into the optical fiber;

상기 용융로에서 인출된 상기 광섬유의 외주면에 피복층을 코팅하는 코팅 장치와;A coating device for coating a coating layer on an outer circumferential surface of the optical fiber drawn out from the melting furnace;

상기 광섬유의 피복층을 질소 분위기 하에서 경화시키는 경화 장치와;A curing device for curing the coating layer of the optical fiber under a nitrogen atmosphere;

상기 경화 장치로부터 상기 코팅 장치까지 연장되어져 있어서 상기 광섬유의 피복층이 대기 중에 노출되는 것을 방지하는 밀봉관을 포함한다.And a sealing tube extending from the curing apparatus to the coating apparatus to prevent the coating layer of the optical fiber from being exposed to the atmosphere.

도 1은 종래의 광섬유 인출 타워의 구조를 나타내는 측면도,1 is a side view showing the structure of a conventional optical fiber extraction tower;

도 2는 본 발명에 따른 밀봉관을 포함하는 광섬유 인출 타워의 구조를 나타내는 측면도.Figure 2 is a side view showing the structure of the optical fiber extraction tower including a sealing tube according to the present invention.

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.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.

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.2 is a side view showing the structure of the optical fiber extraction tower according to the present invention. Referring to FIG. 2, the optical fiber drawing tower includes a melting furnace 220 for melting and drawing the optical fiber base material 210, an outer diameter measuring device 230 for monitoring the diameter of the drawn optical fiber 290, and a coating apparatus. , 240, a curing device 260, a nitrogen purge device 251, a capstan 270, and a spool 280.

상기 광섬유 모재(210)는 코아와 클래드로 구성되는 점이 광섬유와 동일하나, 그 직경이 상기 광섬유에 비해 매우 크다.The optical fiber base material 210 is composed of the core and the clad is the same as the optical fiber, but the diameter is very large compared to the optical fiber.

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.The melting furnace 220 has a cylinder (cylinder) form, the end of the optical fiber preform (210) consisting of a core and a clad inserted therein is heated to melt, withdraw. The melting furnace 220 prevents the inside of the melting furnace 220 from being oxidized by heat by flowing an inert gas therein.

상기 외경 측정기(230)는 상기 용융로(220)의 하부에 위치하며, 인출된 광섬유(290)의 외경을 모니터링한다.The outer diameter measuring unit 230 is located below the melting furnace 220 and monitors the outer diameter of the drawn optical fiber 290.

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.The coating device 240 is a liquid coating the coating layer on the outer circumferential surface of the optical fiber 290 with an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin or the like to the optical fiber 290 drawn from the melting furnace 220. Typically, the coating layer is a secondary coating using a material that is hard to be cured by ultraviolet light on the first coating using a material that is difficult to improve bending characteristics and adhesion to the optical fiber (Adhesion). Coating protects the optical fiber 290 from external impact and blocks moisture penetration from the outside. In general, the primary and secondary coatings take place simultaneously during fiber extraction.

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.The curing apparatus 260 is located under the coating apparatus 240, and the curing apparatus 260 includes a quartz tube 261 therein. The coating layer coated on the outer circumferential surface of the optical fiber 290 passes through the quartz tube 261 and is cured by ultraviolet rays.

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.The sealing tube 250 is in the form of a hollow cylinder so that the coating layer is coated with the optical fiber 290 is penetrated, and extends from the curing device 260 to the coating device 240 to the optical fiber 290 Of the coating layer is prevented from being exposed to the atmosphere. In addition, the sealing tube 250 forms a nitrogen atmosphere therein, so that the coating layer of the optical fiber is smoothly made.

상기 질소 퍼지 장치(251)는 상기 밀봉관(250)의 일측에 위치하며, 상기 밀봉관(250)의 내부로 질소를 주입함으로써, 상기 밀봉관(250) 및 상기 경화장치(260)의 석영관의 내부에 질소 분위기를 형성한다.The nitrogen purge device 251 is located on one side of the sealing tube 250, and by injecting nitrogen into the sealing tube 250, the quartz tube of the sealing tube 250 and the curing apparatus 260. Form a nitrogen atmosphere inside.

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.The coating layer generates free radicals of an initiator component when exposed to ultraviolet rays, and acrylic double bonds and crosslinks such as oligomers and monomers are generated by the free radicals. It hardens by forming a reaction network such as (Cross Linking). When the ultraviolet curing process of the coating layer as described above is performed in oxygen or in the atmosphere, the generation of free radicals is suppressed so that the coating layer is not cured properly. Accordingly, the curing device 260 cures the coating layer under a nitrogen atmosphere into which nitrogen gas is injected.

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.The capstan 270 pulls the optical fiber 290 with a predetermined force so that the optical fiber 290 may be drawn out from the optical fiber base material 210 while maintaining a constant diameter. That is, the capstan 270 adjusts the diameter of the optical fiber by adjusting the force to pull the optical fiber 290.

상기 스풀(280)은 원통형 실패의 형태를 가지며, 상기 인출되는 광섬유(280)가 상기 스풀(280)의 외주면에 감겨지도록 한다.The spool 280 has the form of a cylindrical failure and allows the drawn optical fiber 280 to be wound around the outer circumferential surface of the spool 280.

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.The present invention has the advantage of improving the free radical reaction and the degree of curing of the coating layer by providing a sealed tube blocked from the outside between the coating device and the curing device to block the coated coating layer from contacting the atmosphere.

Claims (4)

광섬유 인출 타워에 있어서,In the optical fiber drawing tower, 광섬유 모재를 용융하여 광섬유로 인출하는 용융로와;A melting furnace for melting the optical fiber base material and drawing the optical fiber base material into the optical fiber; 상기 용융로에서 인출된 상기 광섬유의 외주면에 피복층을 코팅하는 코팅 장치와;A coating device for coating a coating layer on an outer circumferential surface of the optical fiber drawn out from the melting furnace; 상기 광섬유의 피복층을 질소 분위기 하에서 경화시키는 경화 장치와;A curing device for curing the coating layer of the optical fiber under a nitrogen atmosphere; 상기 경화 장치로부터 상기 코팅 장치까지 연장되어져 있어서 상기 광섬유의 피복층이 대기 중에 노출되는 것을 방지하는 밀봉관을 포함함을 특징으로 하는 광섬유 인출 타워.And a sealing tube extending from the curing apparatus to the coating apparatus to prevent the coating layer of the optical fiber from being exposed to the atmosphere. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밀봉관은 코팅된 상기 광섬유가 관통 가능하도록 그 중앙이 빈 실린더 형태를 가짐을 특징으로 하는 광섬유 인출 타워.And the sealing tube has a cylindrical shape in the center thereof so that the coated optical fiber can pass therethrough. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밀봉관의 일측에 설치된 질소 퍼지(Purge) 장치를 더 포함함을 특징으로 하는 광섬유 인출 타워.And a nitrogen purge device installed on one side of the sealing tube. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 밀봉관의 내부에는 질소 분위기가 형성됨을 특징으로 하는 광섬유 인출 타워.An optical fiber drawing tower characterized in that a nitrogen atmosphere is formed inside the sealing tube.
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