KR20040053684A - 내마모성을 향상시킨 옥내용 광케이블 및 그 제조 방법 - Google Patents

내마모성을 향상시킨 옥내용 광케이블 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 옥내용 광케이블에 관한 것으로, 그 구성은 타이트 버퍼(Tight Buffer)로 코팅된 광섬유;와, 상기 광섬유를 인장재와 함께 피복하는 내피;와 상기 내피의 표면에 코팅된 외피;로 이루어지고, 상기 외피는 엔지니어링 플라스틱, 불소수지, 폴리에틸렌, 엘라스토머, 폴리부틸렌 테레프탈레리트(PBT), 또는 폴리프로필렌(PP)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지로 제조된다.

Description

내마모성을 향상시킨 옥내용 광케이블 및 그 제조 방법{Indoor Optical Fiber improved Abrasion Resistance and Methods therefor}
본 발명은 내마모성을 향상시킨 옥내용 광케이블에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광섬유와 인장재를 피복하고 있는 내피를 내마모성의 수지로 코팅한 외피로이루어진 옥내용 광케이블에 관한 것이다.
광케이블은 크게 옥내용 광케이블과 옥외용 광케이블로 분류할 수 있다. 이 중에서 옥내용 광케이블은 정보통신 기술의 발달에 따른 가입자 회로망의 구축과 대도시의 업무 지구 및 비즈니스 빌딩의 건설과 함께 그 수요가 증가하고 있는 추세이다.
도 1은 종래 옥내용 광케이블의 단면을 도시한 것이다. 종래 옥내용 광케이블은 타이트 버퍼(Tight Buffer)(3)로 코팅된 광섬유(1)가 인장재(2)와 같이 시스(4)에 의해서 피복된 구조를 갖는다.
종래 시스(4)는 주로 PVC 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌계 공중합체로 제조되었다. 목적에 따라서는 난연성을 향상시키기 위해 이 베이스 수지에 난연제를 포함시켜 사용하기도 하였다. 또는, 내마모성을 향상시킬 목적에 폴리에스터 엘라스토머, 폴리우레탄, 또는 나일론을 피복재로 사용하기도 하였다.
그러나, 피복재로 사용되는 고분자가 유동에 저항하는 성질이 있는 경우에 광케이블이 보빈에 권취되어 구부러진 이후에, 권취되기 이전의 펴진 상태로 회복이 되지 않는 코일 효과(Coiling Effect)가 발생하게 된다.
그리고, 상기 인장재(2)는 주로 아라미드 얀(Aramid Yarn), polyarylate, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리아세탈, 불소 수지 등으로 제조된다.
광섬유는 길이방향으로 가해지는 장력에 매우 약하기 때문에 광케이블의 항장력을 강화시키기 위해 강체인 타이트 버퍼(3)를 광섬유(1)에 코팅한다. 이 타이트 버퍼(3)는 PVC 수지, 폴리에스테르 엘라스토머, 폴리우레탄, 나일론, 또는 에틸렌계 공중합체로 제작되며, 목적에 따라서 난연제를 포함하기도 한다. 상기 에틸렌계 공중합체로는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 에틸렌 아크릴산(EAA), 에틸렌 메타크릴산(EMA), 에틸렌 에틸 아크릴레이트(EEA), 또는 에틸렌 부틸아크릴레이트 공중합체(EBA)가 사용된다.
일반적으로, 시스(4)와 버퍼(3)는 동일한 물질로 제작된다. 그 이유는 서로 다른 물질을 사용할 경우 두 물질간의 수축율이 틀리기 때문에 0℃이하의 저온 환경에서 시스(4)와 버퍼(3)가 수축되는 속도가 달라 광섬유(1)가 구부러지는 현상이 발생하여, 종국에는 광섬유 전송능력의 척도인 광손실을 일으키기 때문이다.
이렇게 제작된 옥내용 광케이블은 주로 건물의 내부에서 사용되기 때문에 인입시 설치가 편한 유연성을 가진 제작 물질 및 케이블의 설계에 많은 노력들이 이루어져 왔다.
케이블의 설계시 유연성 향상을 위해 내부 조밀성을 높이고, 시스의 두께를 얇게 하여 그 목적을 달성하였으나, 케이블을 인입하는 과정이나 설치 시 케이블이 찢어지거나 마찰에 의해 케이블 표면이 쉽게 손상되는 문제가 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 상기한 옥내용 광케이블에서 구조적으로 시스를 내피로 사용하고, 내피에 내마모성이 우수한 물질로 제작된 외피를 코팅한 본 발명을 제공하고자 한다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다
도 1은 종래 옥내용 광케이블의 단면을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 옥내용 광케이블의 단면을 도시한 것이다.
*도면의 주요부호에 대한 간단한 설명*
1 : 광섬유 2 : 인장재 3 : 타이트 버퍼
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 타이트 버퍼(Tight Buffer)로 코팅된 광섬유;와, 상기 광섬유를 인장재와 함께 피복하는 내피;와 상기 내피의 표면에 코팅된 외피;로 광케이블을 구성하고, 상기 외피는 엔지니어링 플라스틱, 불소수지, 폴리에틸렌, 엘라스토머, 폴리부틸렌 테레프탈레리트(PBT), 또는 폴리프로필렌(PP)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지로 제조된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 옥내용 광케이블을 제조하는데 있어 광섬유를 타이트 버퍼로 코팅하는 단계; 상기 코팅된 광섬유를 인장재와 함께 내피로 피복하는 단계; 그리고 상기 내피 표면에 외피를 코팅하는 단계;를 포함해서 제조하며, 상기 외피는 엔지니어링 플라스틱, 불소수지, 폴리에틸렌, 엘라스토머, 폴리부틸렌 테레프탈레리트(PBT), 또는 폴리프로필렌(PP)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지로 제조한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다
도 2는 본 발명에 따른 옥내용 광케이블의 단면을 도시한 것이다. 이 광케이블은 타이트 버퍼(3)로 코팅된 광섬유(1)를 내피(5)가 인장재(2)와 함께 피복하고 있는 구조를 가진다. 그리고 내피(5)는 다시 외피(6)에 의해서 코팅된다.
상기 외피(6)는 내피(5)의 표면에 박육 코팅되어서 광케이블의 마모 또는 찢김과 같은 기계적 특성을 향상시킨다.
광케이블의 제작 과정에서, 외피(6)는 내피(5)의 표면에 이중으로 압출 성형하여 박육 코팅된 구조를 가지도록 제작되는 것이 바람직하다. 이 외피(6)의 압출 두께는 0.1mm 내지 1.0mm의 범위를 갖는다.
두께가 0.1mm이하인 경우에, 광케이블의 기계적 특성(내찢김성과 내마모성)은 저하되며, 1.0mm이상인 경우에는 유연성이 떨어져 코일 효과가 생기는 문제가 발생하게 된다.
그리고, 이 외피(6)는 엔지니어링 플라스틱, 불소수지, 폴리에틸렌, 엘라스토머, 폴리부틸렌 테레프탈레리트(PBT), 폴리프로필렌(PP)과 같은 수지로 제작된다.
또한, 본 발명에 사용되는 엔지니어링 플라스틱은 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 또는 폴리페닐렌 옥사이드에서 선택될 수 있다.
바람직하게, 상기 폴리아미드는 나일론 6, 나일론 12, 나일론66에서 선택될수 있다.
바람직하게, 상기 불소 수지는 비닐디엔 플로라이드 중합체(PVDF), 비닐 플로라이드 중합체(PVF), 테트라 플로로 에틸렌-퍼플로로 비닐 에테르 공중합체(FEP), 에틸렌 테트라플로로에틸렌(ETFE), 폴리테트라플로로에틸렌(PTFE), 퍼플로로알코시 레진(PFA)에서 선택될 수 있다.
바람직하게, 상기 폴리에틸렌은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 포리에틸렌(LLDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 초고밀도 폴리에틸렌(Ultra HDPE), 가교 폴리에틸렌(XLPE)에서 선택될 수 있다.
바람직하게, 상기 엘라스토머는 열가소성 폴리에스테르(TPE-E), 열가소성 폴리올레핀(TPE-O), 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(TPE-SEBS), 열가소성 폴리우레탄, 클로리네이티드 폴리에틸렌, CSM(Chlorosulphonated Polyethylene)에서 선택될 수 있다.
본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이며 첨부된 특허청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1
실시예 1은 내피를 PVC로, 외피를 폴리우레탄으로 광케이블을 제작하였다. 그리고, 케이블의 내부 직경 6.5mm, 내피의 두께 0.5mm, 외경 8.0mm로 제작해서, ISO 6722. 5-1에 준한 샌드페이퍼법(300mm이상)으로 내마모성을 시험하였다.
상기 실시예 1에 의한 광케이블의 시험 결과는 하기의 표 1과 같다.
실시예 2
외피를 폴리우레탄 대신 HDPE를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 실시하였으며, 그 결과는 하기의 표 1과 같다.
실시예 3
내피의 두께를 1.0mm 대신 1.45mm, 외피 두께를 0.5mm 대신 0.05mm로 제작하고, 외피를 폴리우레탄 대신 HDPE를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 실시하였으며, 그 결과는 하기의 표 1과 같다.
실시예 4
외피의 두께를 0.5mm 대신 1.5mm, 외피를 폴리우레탄 대신 HDPE를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 실시하였으며, 그 결과는 하기의 표 1과 같다.
비교예 1
비교예 1은 시스를 PVC로 해서 광케이블을 제작하였다. 그리고, 케이블의 내부 직경 6.5mm, 시스의 두께 2.0mm, 외경 8.5mm로 제작해서, ISO 6722. 5-1에 준한 샌드페이퍼법(300mm이상)으로 내마모성을 시험하였다.
상기 비교예 1에 의한 광케이블의 시험 결과는 하기의 표 2와 같다.
비교예 2
시스의 두께를 2.0mm 대신 1.5mm, 외경 8.5mm 대신 8.0mm로 변경한 것을 제외하고, 비교예 1과 동일하게 실시하였다. 그 시험 결과는 하기의 표 2와 같다.
비교예 3
시스를 PVC 대신 폴리우레탄을 사용한 것을 제외하고 비교예 2와 동일하게 실시하였으며, 그 시험 결과는 하기의 표 2와 같다.
비교예 4
시스를 PVC 대신 EVA를 사용한 것을 제외하고 비교예 2와 동일하게 실시하였으며, 그 시험 결과는 하기의 표 2와 같다.
비교예 5
시스의 두께를 2.0mm 대신 3.0mm, 외경 8.5mm 대신 9.5mm로 변경한 것을 제외하고 비교예 1과 동일하게 실시하였으며, 그 시험 결과는 하기의 표 2와 같다.
실시예 1 실시예2 실시예3 실시예 4
내피 조성물 PVC PVC PVC PVC
외피 조성물 폴리우레탄 HDPE HDPE HDPE
내부 직경(mm) 6.5
내피 두께(mm) 1.0 1.0 1.45 1.0
외피 두께(mm) 0.5 0.5 0.05 1.5
외경(mm) 8.0 8.0 8.0 9.0
시험 항목
유연성 좋음 좋음 좋음 나쁨
코일 효과 없음 없음 없음 없음
마모성 900 1450 270 1700
비교예 1 비교예2 비교예3 비교예 4 비교예 5
시스 조성물 PVC PVC 폴리우레탄 EVA PVC
내부 직경(mm) 6.5
시스 두께(mm) 2.0 1.5 1.5 1.5 3.0
외경(mm) 8.5 8.0 8.0 8.0 9.5
시험 항목
유연성 나쁨 좋음 좋음 좋음 나쁨
코일 효과 없음 없음 있음 없음 없음
마모성 400 200 950 150 500
상기의 실시예와 비교예를 통해 알 수 있듯이 광케이블의 기계적 특성은 본 발명에 의한 광케이블이 종래 광케이블보다 좋은 결과를 얻을 수 있음을 확인할 수 가 있다. 특히, 케이블의 굵기를 크게 변경하지 않아도 그 유연성을 충분히 유지할 수가 있었다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
본 발명에 따르면, 기계적 특성인 내마모성과 내찢김성에 강한 광케이블을 제작할 수가 있다. 특히, 광케이블의 굵기를 크게 변경시키지 않아도 케이블의 유연성을 그대로 유지시킴으로써 광케이블의 인입 및 설치시 작업이 용이하도록 하는 효과를 가진다.

Claims (22)

  1. 타이트 버퍼(Tight Buffer)로 코팅된 광섬유;와, 상기 광섬유를 인장재와 함께 피복하는 내피;와 상기 내피의 표면에 코팅된 외피;로 구성되고,
    상기 외피는 엔지니어링 플라스틱, 불소수지, 폴리에틸렌, 엘라스토머, 폴리부틸렌 테레프탈레리트(PBT), 또는 폴리프로필렌(PP)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지로 제조된 것을 특징으로 하는 옥내용 광케이블.
  2. 제1항에 있어서
    상기 외피는 상기 내피의 표면에 박육 코팅된 것을 특징으로 하는 옥내용 광케이블.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인장재는 아라미드 얀(Aramid Yarn), 폴리아릴레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리아세탈, 불소 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지로 제조된 것을 특징으로 하는 옥내용 광케이블.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 외피의 두께는 0.1mm 내지 1.0mm인 것을 특징으로 하는 옥내용 광케이블.
  5. 제1항에 있어서
    상기 엔지니어링 플라스틱은 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 또는 폴리페닐렌 옥사이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지인 것을 특징으로 하는 광케이블.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 폴리아미드는 나일론 6, 나일론 12, 또는 나일론66에서 선택되는 것을 특징으로 하는 옥내용 광케이블.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 불소 수지는 비닐디엔 플로라이드 중합체(PVDF), 비닐 플로라이드 중합체(PVF), 테트라 플로로 에틸렌-퍼플로로 비닐 에테르 공중합체(FEP), 에틸렌 테트라플로로에틸렌(ETFE), 폴리테트라플로로에틸렌(PTFE), 또는 퍼플로로알코시레진(PFA)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지인 것을 특징으로 하는 광케이블.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 포리에틸렌(LLDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 초고밀도 폴리에틸렌(Ultra HDPE), 또는 가교 폴리에틸렌(XLPE)에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광케이블.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 엘라스토머는 열가소성 폴리에스테르(TPE-E), 열가소성 폴리올레핀(TPE-O), 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(TPE-SEBS), 열가소성 폴리우레탄, 클로리네이티드 폴리에틸렌, 또는 CSM(Chlorosulphonated Polyethylene)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지인 것을 특징으로 하는 광케이블.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 내피는 PVC 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 에틸렌계 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지인 것을 특징으로 하는 광케이블.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 타이트 버퍼는 PVC 수지, 폴리에스테르 엘라스토머, 폴리우레탄, 나일론, 또는 에틸렌계 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지인 것을 특징으로 하는 광케이블.
  12. 옥내용 광케이블을 제조하는 방법에 있어서,
    광섬유를 타이트 버퍼로 코팅하는 단계;
    상기 코팅된 광섬유를 인장재와 함께 내피로 피복하는 단계; 그리고
    상기 내피 표면에 외피를 코팅하는 단계;를 포함하며,
    상기 외피는 엔지니어링 플라스틱, 불소수지, 폴리에틸렌, 엘라스토머, 폴리부틸렌 테레프탈레리트(PBT), 또는 폴리프로필렌(PP)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지로 제조하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제12항에 있어서
    상기 외피는 상기 내피의 표면에 박육 코팅된 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 인장재는 아라미드 얀(Aramid Yarn), 폴리아릴레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리아세탈, 불소 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지로 제조된 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 외피의 두께는 0.1mm 내지 1.0mm로 코팅되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  16. 제12항에 있어서
    상기 엔지니어링 플라스틱은 폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 또는 폴리페닐렌 옥사이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 폴리아미드는 나일론 6, 나일론 12, 또는 나일론66에서 선택되는 것을 특징으로 하는 옥내용 광케이블.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 불소 수지는 비닐디엔 플로라이드 중합체(PVDF), 비닐 플로라이드 중합체(PVF), 테트라 플로로 에틸렌-퍼플로로 비닐 에테르 공중합체(FEP), 에틸렌 테트라플로로에틸렌(ETFE), 폴리테트라플로로에틸렌(PTFE), 또는 퍼플로로알코시 레진(PFA)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 폴리에틸렌은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 포리에틸렌(LLDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 초고밀도 폴리에틸렌(Ultra HDPE), 또는 가교 폴리에틸렌(XLPE)에서 선택되는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 엘라스토머는 열가소성 폴리에스테르(TPE-E), 열가소성 폴리올레핀(TPE-O), 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌(TPE-SEBS), 열가소성 폴리우레탄, 클로리네이티드 폴리에틸렌, 또는 CSM(Chlorosulphonated Polyethylene)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 내피는 PVC 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 에틸렌계 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 타이트 버퍼는 PVC 수지, 폴리에스테르 엘라스토머, 폴리우레탄, 나일론, 또는 에틸렌계 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 수지인 것을 특징으로 하는 제조 방법.
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KR10-2002-0080907A KR100528756B1 (ko) 2002-12-17 2002-12-17 내마모성을 향상시킨 옥내용 광케이블 및 그 제조 방법

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100571603B1 (ko) * 2004-08-25 2006-04-17 엘에스전선 주식회사 절개 및 찢김 특성이 우수한 시스를 구비한 광케이블
KR100758071B1 (ko) * 2005-01-07 2007-09-11 엘에스전선 주식회사 공기압 포설 특성이 우수하고 절개 및 찢김이 용이한공기압 포설용 광케이블
KR20150038923A (ko) * 2013-10-01 2015-04-09 엘에스전선 주식회사 광케이블
KR20150111656A (ko) * 2014-03-26 2015-10-06 엘에스전선 주식회사 심해용 엄비리컬 케이블

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