KR20060018742A - 절개 및 찢김 특성이 우수한 시스를 구비한 광케이블 - Google Patents

절개 및 찢김 특성이 우수한 시스를 구비한 광케이블 Download PDF

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Abstract

본 발명은 1심 이상의 광섬유가 버퍼 튜브에 실장된 다수의 광섬유 유니트를 감싸서 보호하는 2차 시스를 구비한 광케이블에 관한 것으로서, 상기 2차 시스는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 베이스 수지 100중량부; 및 무기 첨가제 0.2 내지 60중량부;를 함유하는 혼합물로 형성된 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 광케이블의 2차 시스는 절개 및 찢김 특성이 우수하여 광케이블의 접속과 분기가 용이하다.

Description

절개 및 찢김 특성이 우수한 시스를 구비한 광케이블{A optical fiber cable with easily removable inner sheath}
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 2차 시스를 구비한 통상적인 광케이블을 나타낸 단면도이다.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10.광섬유 유니트 11.젤리
13.광섬유 15.버퍼 튜브
16.2차 시스 19.1차 시스
본 발명은 1심 이상의 광섬유가 버퍼 튜브에 실장된 광섬유 유니트를 다수 감싸서 보호하는 2차 시스를 구비한 광케이블에 관한 것이다.
국내외에서 양방향 통신 구현, 화상통화 구현 등 다양한 통신 서비스가 이루 어지고 랜(LAN)의 보급이 확산됨에 따라 광케이블의 수요가 계속 증가하고 있다. 도 1을 참조하면, 통상적인 광케이블(20)은 1 ~ 12심의 광섬유(13)가 버퍼 튜브(15)에 실장되며 젤리(11)가 선택적으로 충전된 광섬유 유니트(10)를 다수 구비한다. 이러한 다수의 광섬유 유니트(10)들은 2차 시스(16)에 삽입되어 보호되는데, 2차 시스(16) 내부는 방수를 위하여 방수 파우더 또는 젤리(17)로 충전될 수 있다. 또한, 2차 시스(16)의 외부는 필요에 따라 방수 테이프 또는 화지(18)로 감싸지고, 최외곽층은 수지로 이루어진 1차 시스(19)로 보호된다.
이러한 광케이블의 구성 요소 중, 2차 시스는 시스 내부의 광섬유 유니트를 보호하는 기능과 사용 환경에 요구되는 케이블의 인장력을 보강해 주는 역할을 한다. 종래에 2차 시스의 재료로는 광섬유 유니트를 보호하는 일차적인 기능을 고려하여 기계적 특성이 우수한 고밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 경질의 고분자를 사용하였다.
그러나, 이러한 경질의 고분자 재료들은 케이블 포설시 탈피가 어렵고 탈피하는데 숙련된 기술이 요구되며, 광섬유를 접속하는데 시간이 많이 소요되는 단점이 있다. 즉, 중간 분기를 위해서는 일정한 길이의 1차 및 2차 시스를 탈피한 다음 버퍼 튜브 내의 일정 가닥의 광섬유를 꺼내야 하는데, 고밀도 폴리에틸렌 등의 경질 고분자 재료로 형성된 2차 시스는 탈피시 버퍼 튜브와 광섬유에 손상을 입힐 수 있으며, 일정 단면을 매끄럽게 도려내기도 어렵다. 2차 시스를 탈피하기 위해서는 일정 영역에 흠집을 낸 후 찢어내는 방법이 효과적이나, 강성인 고밀도 폴리에틸렌은 초기 깨짐 특성이 불량하고 인성이 강하여 찢김 특성도 좋지 않다. 또한 찢기는 과정에서 연신되어 늘어지는 특성 때문에 수십 센티미터 이상 매끄럽게 탈피하기도 어렵다.
한편, 2차 시스의 재료로서 경질인 PVC에 연성을 부여할 수 있도록 가소제를 첨가한 가소화 PVC가 이용되기도 한다. 그러나 가소화 PVC는 내부에 함유된 가소제가 유출되어 버퍼 튜브 내의 광섬유에 치명적인 영향을 미칠 수 있으므로, 사용할 수 있는 버퍼 튜브 재료가 제한적이라는 단점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 절개 및 찢김 특성이 우수하여 케이블의 접속과 분기가 용이한 2차 시스를 구비하는 광케이블을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 1심 이상의 광섬유가 버퍼 튜브에 실장된 다수의 광섬유 유니트를 감싸서 보호하는 2차 시스를 구비한 광케이블로서, 상기 2차 시스는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 베이스 수지 100중량부; 및 무기 첨가제 0.2 내지 60중량부;를 함유하는 혼합물로 형성된 것을 특징으로 하는 광케이블을 제공한다.
본 발명에 따른 광케이블에 있어서, 2차 시스가 우수한 절개 및 찢김 특성을 가지면서도 적절한 경도를 가질 수 있도록 베이스 수지에 중밀도 폴리에틸렌 1 내지 30중량부를 더 첨가하는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명에 따른 광케이블에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 다수의 광섬유 유니트를 감싸서 보호하는 2차 시스의 재료로서, 기계적 특성 중 인장강도와 인열강도가 낮은 저밀도 폴리에틸렌 및/또는 선형 저밀도 폴리에틸렌으로 이루어진 베이스 수지와 무기 첨가제를 소정 비율로 혼합하여 사용하였다.
본 발명에 따른 광케이블에 있어서, 2차 시스를 형성하는 혼합물의 베이스 수지로서 사용되는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 또는 이들의 혼합물은 고밀도 폴리에틸렌 또는 중밀도 폴리에틸렌과는 달리 인장강도와 인열강도가 낮아 광케이블의 분기 및 접속시 일정 단면의 튜브체로 탈피하기가 용이하다. 사용되는 저밀도 폴리에틸렌과 선형 저밀도 폴리에틸렌의 용융지수는 0.2 내지 2인 것이 바람직한데, 용융지수가 0.2 미만이면 분자량이 높아져서 압출가공이 어려워질 수 있고, 2를 초과하면 용융강도가 낮아 원형의 튜브를 압출, 성형하기가 쉽지 않으며, 압출 튜브가 외력에 의해 쉽게 찌그러지는 현상이 발생할 수 있다.
또한 본 발명의 광케이블에 있어서, 2차 시스를 형성하는 혼합물의 구성성분으로서 무기 첨가제가 함유된다. 무기 첨가제로는 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 실리카 외에도, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘과 같은 난연성이 있는 금속 수산화물을 사용할 수 있는데, 무기 첨가제에는 필요에 따라 표면 처리할 수도 있다. 또한, 탄산칼슘은 평균입경이 1 내지 10㎛ 것으로서 필요에 따라 스테아린산으로 표면처리된 것을 사용할 수 있고, 실리카의 경우 그라운드 실리카, 프리시피테이티드 실리카와 실란으로 표면 처리된 퓸드 실리카 등을 사용할 수 있다. 이러한 무기 첨가제 는 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형 저밀도 폴리에틸렌의 베이스 수지가 갖는 본질적인 연질 특성을 변화시켜 반경질로 만들므로써 2차 시스의 절개 및 찢김 특성을 향상시킨다. 무기 첨가제의 함량은 베이스 수지 100중량부를 기준으로 0.2 내지 60중량부가 혼합된다. 무기 첨가제의 함량이 0.2중량부 미만이면 무기 첨가제 혼합에 따른 전술한 효과를 달성하기 어렵고, 그 함량이 60중량부를 초과하면 압출 가공성이 저하될 뿐만 아니라 2차 시스가 지나치게 경질이 된다. 선택적으로, 2차 시스가 우수한 절개 및 찢김 특성을 가지면서도 적절한 경도를 가질 수 있도록 베이스 수지에는 중밀도 폴리에틸렌 1 내지 30중량부를 더 혼합할 수 있다. 중밀도 폴리에틸렌의 혼합량이 1중량부 미만이면 중밀도 폴리에틸렌 첨가에 따른 효과를 발휘하기 어렵고, 30중량부 미만이면 2차 시스의 인장강도와 인열강도가 높아져 절개 특성이 저하될 수 있다.
이 외에도, 본 발명의 광케이블에 있어서, 2차 시스를 형성하는 혼합물에는 본 발명의 목적을 저해하지 않는 한도 내에서 각종 첨가제를 혼합할 수 있는데, 예를 들어 압출가공시의 작업성 및 생산성을 향상시키기 위하여 저분자량의 왁스와 지방산계 활제 및 실리콘계 활제 등의 가공 조제를 혼합할 수 있고, 압출시 재료의 산화를 억제하고 가열특성을 향상시키기 위하여 아민계 또는 페놀계의 산화 방지제를 혼합할 수 있다. 가공 조제와 산화 방지제의 바람직한 혼합량은 각각 0.1 내지 5중량부이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되어 지는 것이다.
실시예 1 ~ 6 및 비교예 1 ~ 4
하기 표 1 및 표 2에 기재된 성분과 함량의 재료들을 8 인치 크기의 전기 또는 오일 가열 방식의 롤 밀을 이용하여 표면온도가 120 ~ 130℃로 유지하면서 수지를 먼저 투입하여 녹인 후 무기 첨가제를 첨가하는 방식으로 약 20분간 혼련을 하여 혼합물을 제조하였다. 이후, 가열 프레스를 이용하여 제조된 혼합물을 170℃에서 20분간 250kgf/mm2 이상의 압력을 가하면서 시트상으로 성형하여 각각의 시험을 위한 적절한 형태의 시편을 제조하였다.
성분 실시예(중량부)
1 2 3 4 5 6
저밀도 폴리에틸렌(MI:1.0) 100 - - 100 - -
선형 저밀도 폴리에틸렌(MI:0.7) - 100 - - - 100
선형 저밀도 폴리에틸렌(MI:1.5) - - 100 - 100 -
중밀도 폴리에틸렌 - - - 5 5 -
탄산칼슘(입자크기:1마이크론) 30 - 10 5 - -
탄산칼슘(입자크기:10마이크론) - 20 - - 5 -
프리시피테이티드 실리카 - - 5 - 3 -
그라운드 실리카 - - - 3 - -
수산화 마그네슘 - - - - - 30
산화방지제 1 1 1 1 1 1
활제 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
성분 비교예(중량부)
1 2 3 4
고밀도 폴리에틸렌 100 - - -
중밀도 폴리에틸렌 - 100 100 -
선형 저밀도 폴리에틸렌(MI: 0.1) - - - 20
에틸렌 에틸아크릴레이트 - - - 80
카본 블랙 - - 3 -
수산화 마그네슘 - - - 80
실험예
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조한 시편에 대하여 하기와 같이 물성을 측정하여 표 3에 나타냈다.
인장강도, 신장율
ASTM D 638에 준하여 측정하였다.
인열강도, 인열신장율
ASTM D 882에 준하여 측정하였다.
충격강도
ASTM D 1709에 준하여 측정하였다.
경도
ASTM D 2240에 준하여 shore D로 측정하였다.
물성 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4
인장강도(kgf/㎟) 1.1 1.64 1.62 1.29 1.72 1.89 3.2 2.9 2.78 1.4
신장율(%) 500 540 512 621 583 578 830 890 860 580
인열강도(kgf/cm) 90 98 86 95 89 92 156 141 139 98
인열신장율(%) 89 92 86 95 91 95 122 134 130 112
충격강도(g) 21 29 32 28 34 38 210 182 178 120
경도(shore D) 46 52 51 43 51 52 71 63 62 43
표 3을 참조하면, 본 발명에 따른 실시예의 2차 시스 재료들은 인장강도, 신 장율, 인열강도, 충격강도, 경도 등의 수치가 낮아 탈피 및 절개가 용이함을 알 수 있다. 그러나 비교예의 2차 시스 재료들은 전술한 물성 수치가 높아 절개 및 탈피성이 불량하며 인열시 연신되어 절개 단면이 매끄럽지 않게 됨을 알 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광케이블의 2차 시스는 절개 및 찢김 특성이 우수하므로 광케이블의 접속과 분기가 매우 용이하다.

Claims (8)

1심 이상의 광섬유가 버퍼 튜브에 실장된 다수의 광섬유 유니트를 감싸서 보호하는 2차 시스를 구비하는 광케이블에 있어서,
상기 2차 시스는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 베이스 수지 100중량부; 및 무기 첨가제 0.2 내지 60중량부;를 함유하는 혼합물로 형성된 것을 특징으로 하는 광케이블.
제1항에 있어서, 상기 저밀도 폴리에틸렌 및 선형 저밀도 폴리에틸렌의 용융지수는 0.2 내지 2인 것을 특징으로 하는 광케이블.
제1항에 있어서, 상기 베이스 수지는 중밀도 폴리에틸렌 1 내지 30중량부를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 광케이블.
제1항에 있어서, 상기 무기 첨가제는 탄산칼슘, 탈크, 실리카, 클레이, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 광케이블.
제4항에 있어서, 상기 탄산칼슘의 평균 입경이 1 내지 10㎛인 것을 특징으로 하는 광케이블.
제4항에 있어서, 상기 실리카는 그라운드 실리카, 프레시피테이티드 실리카 또는 실란으로 표면 처리된 퓸드 실리카인 것을 특징으로 하는 광케이블.
제1항에 있어서, 상기 혼합물은 산화 방지제 0.1 내지 5중량부를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 광케이블.
제1항에 있어서, 상기 혼합물은 가공 조제 0.1 내지 5중량부를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 광케이블.
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