KR20060058849A

KR20060058849A - 플라스틱 광섬유 모재의 인출장치

Info

Publication number: KR20060058849A
Application number: KR1020040097848A
Authority: KR
Inventors: 최동일; 김범준
Original assignee: 주식회사 효성
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2006-06-01

Abstract

그레이디드 인덱스 플라스틱 광섬유 (Graded Index Plastic Optical Fiber) 모재는 스텝 인덱스 플라스틱 광섬유(Step Index POF)와 달리 압출공정이 어렵기 때문에 대량 생산을 위해서는 모재의 길이가 길고 지름이 커져야 한다. 그러나 대구경의 모재를 사용하는 경우 인출까지 예열시간이 길어지기 때문에 대량 생산에 어려움이 있었다.

따라서, 본 발명은 모재의 예열 시간을 최소화할 수 있고 고속으로 광섬유를 인출 할 수 있으며, 직경 변동률도 최소화 할 수 있도록 할로겐 예열장치를 설치한 것을 특징으로 하는 플라스틱 광섬유 모재의 인출장치에 관한 것임.

그레이디드 인덱스 플라스틱 광섬유, 모재, 예열시간, 고속 인출, 직경 변동률, 전기로

Description

플라스틱 광섬유 모재의 인출장치{Drawing device for Material of Plastic Optical Fiber}

도 1은 전기로에서 모재를 사용하여 플라스틱 광섬유의 인출공정을 나타내는 도면.

도 2는 본 발명에서 사용하고 있는 할로겐 히터의 상세도.

본 발명은 대구경(大口徑) 플라스틱 광섬유 모재를 연속적으로 공급하면서 광통신용 플라스틱 광섬유(POF)를대량생산 할 수 있는 플라스틱 광섬유 모재의 인출장치에 관한 것이다.

플라스틱 광섬유는 기존 석영계 또는 유리계 광섬유에 비해 광의 전송효율 측면에서는 비효율적이지만 유리광섬유에 비해 우수한 휨 특성, 접속 용이성, 저 비용 등의 장점을 가지고 있으므로 근거리용 통신망 분야에서 유리광섬유의 대체소재로 부각되고 있다. 플라스틱 광섬유는 주로 근거리 통신망, 자동차 내부의 통신매체, 홈 네트워킹의 용도로 사용되고 있다.

특히 최근에 부각되고있는 근거리 통신망이나 홈 네트워킹용에 쓰이는 그레 이디드 인덱스 광섬유(Graded Index P.O.F)는 스텝 인덱스 광섬유(Step Index P.O.F)와는 달리 모재 인출법으로 제조되고 있는 것이 일반적이다. 모재 인출시 대량 생산을 위해서 모재가 대형화 되고 있으며, 대구경 모재를 사용시에는 그에 따른 예열 시간이 길어지게 되어 대량 생산이 힘들게 된다. 그리고 모재를 대구경화 시킴에 따라 모재 제작 과정이 용이하지 않을 뿐만 아니라 축방향으로 열 전달시간이 느려져서 고속 인출이 어렵게 된다.

스텝 인덱스 광섬유의 경우에는 연속 압출법을 사용하여 고속인출, 대량생산이 가능해 졌지만 이러한 연속 압출법을 사용하여 그레이디드 인덱스 광섬유를 제조함에 있어서는 현재 기술로는 한계를 지니고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해서 모재를 고속으로 인출하는 방법이 미국특허 제 6,042,755 호에 제시되었다. 상기 방법은 예열 히터와 주 히터 사이에 열차단막을 설치하여 예열 효율을 높였으며, 그 결과 고속 인출 할 수 있고 적은 직경변동률의 광섬유를 제조 할 수 있게 한다. 그러나 상기방법은 코일 히터를 사용하므로 모재의 수평방향으로 열 전달 속도가 느리며 모재 인출시 플라스틱 광섬유의 물성에 큰 영향을 미치는 넥모양이 일정하게 형성되지 않아서 대구경 모재의 고속 인출이 어려우며 물성 저하를 막을 수 없다.

따라서, 본 발명은 광통신용 광섬유 모재의 인출시 예열용열의 열전달을 빠르게 하여서 대구경 모재의 고속 인출과 예열시간의 단축을 기대 할 수 있으며 동시에 직경변동률이 적으며 물성이 우수한 플라스틱 광섬유용 모재의 인출장치를 제 공하는데 기술적 과제를 두고 있다.

이하 본 발명을 예시한 도면에 의하여 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 대구경 플라스틱 광섬유 모재를 사용하는 본 발명의 한 실시예인 모재의 인출장치를 나타내고 있다.

본 발명은 도 1에 도시한 바와 같이 피더(3)으로부터 인출중인 그레이드 인덱스 광섬유 모재(1)가 할로겐 예열 히터(4)에서 예열된 후, 넥 히터(5)에서 다시 가열되어 넥(6) 모양을 형성하면서 플라스틱 광섬유(7)로 인출되는 장치를 보여주고 있다.

본 발명에서 사용하고 있는 할로겐 예열 히터(4)는 전기로(2)에 진입한 모재(1)를 예열시키는 수단이며, 넥(6)이 형성되기 전에 모재(1)의 내부까지 열이 전달 될 수 있게 해준다.

상기 할로겐 예열 히터(4)는 도 2에 도시한 바와 같이 석영관(43)내에 텅그스텐발연선(44)이 내장되어 있고 그 내부에는 할로겐가스가 충전되어 있으며, 그 양단부에는 리드선(41)이 인출되어 있다. 미설명부호 42는 리드애자이고 45는 할로겐가스 주입구이다.

상기 할로겐 예열 히터(4)의 특징은 와트 밀도가 100w/㎠ 이상이고, 사용전력은 500W 이상이어서 높은 열과 빛을 발산하므로 대구경 모재에 있어서 내부까지 빠른 열전달을 시킬 수 있다. 또 그 외경은 10 mm 이므로 적은 공간에 더 많은 히터를 사용할 수있다.

한편, 넥(6) 부분에 근접되어 있는 넥 히터(5)는 예열된 모재(1)를 가열하여서 넥(6)을 형성시킴으로서 플라스틱 광섬유(7)로 인출되도록 해준다. 이때 형성되는 넥(6) 모양이 플라스틱 광섬유(7)의 전체적인 물성을 결정하는 중요한 요소가 된다.

이하, 플라스틱 광섬유용 대구경 모재의 인출 방법을 더욱 상세하게 설명한다.

먼저 정속으로 주행하는 모재(1)는 할로겐 예열히터(4)에서 예열 시킨 후 넥 히터(5)에서 넥(6)을 형성시킨 다음에 플라스틱 광섬유(7)로 정속으로 인출된다.

통상적으로 사용되고 있는 코일 히터에서 직경 80 mm 이상의 모재를 예열할 경우에는 예열시간이 길어지고 그에 따라 히터의 길이도 길어져야 한다. 예열이 충분하지 못하면 모재의 축방향으로 열전달이 충분치 않아서 고속인출이 불가능하다.

그러나 본 발명에서와 같이 할로겐 히터(4)를 사용하는 경우에는 모재의 수평방향으로 열전달이 빠르기 때문에 예열시간이 짧아지고 히터의 길이도 짧아질 수 있으므로 대구경 모재를 고속으로 인출 시킬 수 있는 장점이 있다.

또 본 발명에서 넥히터(5)의 경우에는 그 각도를 조절하여 넥(6) 모양을 변형시킬 수 있다. 이때 결정되는 넥(6) 모양이 플라스틱 광섬유(7)의 직경변동률과 물성에 영향을 끼치게 된다. 넥(6) 모양이 수직방향으로 길어지는 경우에는 직경변동률을 최소로 하기가 힘들며 물성에서도 안좋은 영향을 끼친다. 넥(6)모양이 길어지는 것은 필연적으로 전체 전기로(2)의 크기가 커져야하는 것을 의미하며 그렇게 되면 고속인출에서도 상당한 어려움이 있게 된다. 넥(6)모양이 짧아지면 넥히터(5) 만의 온도 조절로 넥(6)의 특성을 변화시킬 수 있으므로 직경변동률면에서 유리하고, 그로 인해서 용이하게 고속인출 할 수 있고 물성도 향상시킬 수 있게 된다.

이 때 직경변동률은 10%를 초과하지 않아야 하며, 넥히터(5)의 각도에 따른 부하와 직경변동률은 <표 1>과 같다.

<표 1>

본 발명에서 각도(α)가 60도를 초과하거나 30도 미만이 되면 직경변동율이 표 1로 알 수 있는 바와 같이 10%를 초과하므로 좋지 않다.

본 발명은 할로겐 예열 히터(4)로 그레이디드 인덱스 광섬유 모재를 예열하도록 된 것이므로 대구경 모재의 예열시간을 줄일 수 있으며 원하는 넥(6) 모양을 쉽게 조절할 수 있기 때문에 플라스틱 광섬유를 고속으로 인출 할 수 있을 뿐만 아니라 직경변동률을 최소화 시킬 수 있고 물성을 향상시킬 수 있다.

Claims

대구경 모재를 사용하는 그레이디드 인덱스 플라스틱 광섬유(Graded Index Plastic Optical Fiber) 모재의 인출장치에 있어서, 넥히터(5)의 상부쪽 전기로(2)의 외벽에 할로겐 예열히터(4)를 설치한 것을 특징으로 하는 플라스틱 광섬유 모재의 인출장치.
제 1항에 있어서, 넥히터(5)의 수평에 대한 각도(α)가 30도 내지 60도 인 것을 특징으로 하는 플라스틱 광섬유 모재의 인출장치.