KR20070064639A - 광섬유용 휨 보호 튜브 - Google Patents

광섬유용 휨 보호 튜브 Download PDF

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Abstract

본 발명의 선형 부재(10)는 제 1층(30)과 제 1층 주위에 배열된 제 2층(40)을 포함한다. 제 2층은 일련의 환형 홈(60)을 포함한다. 제 2층의 물질은 실질적으로 제 1층의 물질보다 더 강하다.
선형 부재, 환형 홈, 동시 압출 공정, 원형 채널, 광섬유

Description

광섬유용 휨 보호 튜브{Bend protection tube for optical fibre}
본 발명은 케이블 또는 튜브와 같은 선형 부재(linear member)에 관한 것이며, 특히 그 외부 표면에 일련의 환형 홈(annular groove)을 형성하도록 가공된 선형 부재에 관한 것이다.
EP 765 214는 스무스 보어 튜브(smooth bore tube)의 외부 벽에 일련의 평행 홈(groove)을 형성하기에 적절한 장치를 개시한다. 그 장치는 튜브가 그 장치를 통하여 지나갈 때 튜브 주위에 배치되는 세 개의 롤러를 포함한다. 한 개 이상의 롤러는 홈이 파여 있으며 그리고 홈이 있는 롤러(들)의 회전은 튜브의 외부 표면 내에 일련의 홈을 형성한다.
EP 765 214에 개시된 장치의 제약들 중 하나는 롤러들의 삼각 배치가 튜브가 지나가는 틈새(interstice)를 형성한다는 것이다. 이 배치의 형상은 소형 튜브, 예를 들어, 3mm 미만의 직경을 가진 튜브를 가공하기 어렵다는 것을 의미한다.
2004년 9월 27일에 출원된 동시 계속 출원 GB 0421439.1은 유사한 일련의 평행 홈이 스무스 보어 튜브의 외부 벽에 형성될 수 있는 장치를 기술한다. 그 장치는 그 사이로 튜브가 통과하고, 그 중 하나 이상은 튜브에 홈을 형성하기 위한 홈이 제공되는, 두 개의 마주보는 롤러를 포함하여 홈을 파는 것(요홈 가공)을 제공 한다. 게다가, 두 개의 마주보는 위치 수단이 제공되어 마주보는 롤러에 대한 튜브의 위치를 유지한다. 이러한 배치는 두 개의 마주보는 롤러가 소형 튜브, 예를 들어, 3mm 미만의 직경을 가진 튜브에 홈의 형성 형성을 가능하게 매우 가깝게 이동될 수 있도록 허용한다. 튜브의 직경이 작아지면, 튜브 벽을 형성하는데 이용하는 물질의 양이 줄어든다는 것은 쉽게 이해될 것이다. 이는 튜브가 굽히면 튜브 내에 수용되는 광섬유(optical fibre)의 광학적 및/또는 기계적 성능에 영향을 주는 굽힘 반경을 튜브가 붕괴할 수 있는 가능성을 증가시킨다. 게다가, 환형 튜브 두께가 줄어듦에 따라 광섬유의 충격 및 침식에 대한 적절한 보호를 제공하기 위한 충분한 기계적 강도가 덜 증가할 것이다.
이 문제에 대한 하나의 접근은 보다 큰 영률(Young's modulus)을 가진 물질로 튜브를 형성하는 것이다. 그러나 이것은 튜브를 굽히거나 처리하는데 어렵게 만드는 튜브의 단단함을 증가시키는 원치않는 결과를 가진다. 예를 들어, 내부 통신 네트워크, 자동차 어플리케이션 등의 적용에서, 이 효과는 부적절한 충격 보호 만큼 불필요하다.
본 발명의 제 1 양상에 따르면, 제 1 층 및 제 2 층을 포함하고, 제 2층은 제 1 층 주위에 배열되며 제 2층은 일련의 환형 홈을 포함하고, 이때, 여기서 제 1 층은 제 1 물질로 구성되고, 상기 제 2 층은 제 2 물질로 구성되며, 제 2 물질은 제 1 물질보다 실질적으로 더 강한 것을 특징으로 하는 선형 부재를 제공한다.
본 발명의 제 2 양상에 따르면, a) 제 1층을 형성하는 단계, b) 제 1층 주위에 제 2층을 형성하는 단계, c) 제 2층 외부 표면에 일련의 환형 홈을 형성하는 단계를 포함하며, 이때, 여기서 제 1 층은 제 1 물질로 구성되며, 제 2 층은 제 2 물질로 구성되며, 제 2 물질은 제 1 물질보다 실질적으로 더 강한 것을 특징으로 하는 선형 부재를 생산하는 방법을 제공한다.
본 발명은 이제 이하의 도면을 참고하여 실시예를 통해 설명될 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 선형 부재의 개략도이며, 그리고
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 선형 부재의 개략도이다.
도 1은 본 발명에 따른 선형 부재(10)의 개략도이다. 선형 부재(10)는 내층(30)과 외층(40)을 포함하는 관형 부재(tubular member)이다. 내층은 환형 단면을 포함하고 따라서 원형 채널(20)이 선형 부재의 중심에 형성된다. 외층은 EP 765 214 및/또는 GB 0421439.1에 따라 가공되고 따라서 외층은 외층의 섹션들(50)을 분리하는 복수의 환형 홈(60)을 포함한다. 알려진 바와 같이, 일련의 환형 홈의 제공은 서로에 대하여 외층 섹션이 힌지(hinge)되는 것을 초래하고 따라서 선형 부재가 미리 정해진 굽힘 반경에서 쉽게 굽혀질 수 있으나, 작은 굽힘 반경에서 선형 부재가 굽혀지기 위해서는 매우 큰 힘이 가해져야만 한다.
내층(30)과 외층(40)은 다른 성질을 가진 물질로부터 형성되고, 따라서 외층 형성에 사용된 물질의 계수(modulus)가 내층 형성에 사용된 물질의 계수(modulus)보다 현저하게 크다. 이러한 재료의 신중한 선정은 종래의 작은 직경의 선형 부재 및 튜브 고유의 단점을 가지지 않는 선형 부재를 형성하는 것을 가능하게 한다.
부재는 내층이 튜브에 압출되고 그 후 외층이 내층 위에 형성되는 동안, 제 2 압출 공정을 통해 튜브를 통과시킴으로써 형성된다. 그러나, 내층 및 외층 모두를 형성하기 위해 1회 동시 압출 공정(one-pass co-extrusion process)이 사용되는 것이 바람직하다. 일단, 선형 부재가 형성되면, EP 765 214 및/또는 GB 0421439.1에 기술된 방법을 사용하여 부재의 외층 내에 환형 홈이 형성된다. 환형 홈을 형성하기 위해 사용된 외층의 두께 및 롤러(들)의 절단 깊이는 외층의 인접 섹션들(50) 사이에 연결이 없거나 작도록 환형 홈이 실질적으로 외층 전반을 통하여 확장되게 선정된다. 이의 장점은 외층이 선형 부재의 굽힘 성능에 제한된 효과를 가지는 것이다. 선택적으로 환형 홈은 내층 안으로 부분적으로 확장될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 선형 부재(10')의 개략도이다. 선형 부재(10') 및 도 1을 참조하여 묘사된 선형 부재(10) 사이의 중요한 차이는 선형 부재(10')가 원형 채널(20)보다는 광섬유(20')를 포함한다는 것이다. 선형 부재(10')가 형성될 때, 내층 및 외층은 광섬유 상에 동시 압출되고, 따라서 원형 채널(20) 안으로 삽입되는 광섬유를 가진 선형 부재(10)와 비교할 때 선형 부재(10')가 감소된 단면적을 갖는다. 그 이외에는, 구조 및 구조를 형성하는 방법은 도 1을 참조하여 위에서 묘사된 실시형태의 경우와 동일하다.
도 1 및 도 2의 개략도는 정확한 축척(scale)에 의한 것이 아니고 본 발명을 설명하기 위해 의도된 것이라는 점이 이해될 것이다. 통상적으로, 선형 부재의 외부 직경은 2-3mm이지만, 이보다 더욱 작게, 예를 들어 수 백 마이크로 직경 아래가 될 수 있으며, 또는 특정 적용을 위해 이러한 범위보다 클 수 있다. 내층의 반경 두께는 외층의 반경 두께보다 큰 것이 바람직하다. 내층의 반경 두께는 외층의 반경 두께의 4배 이상일 수 있으며, 바람직하게는 내층의 반경 두께는 외층의 반경 두께의 실질적인 2배이다.
플라스틱(예를 들어, POF MOST, POF IDB, PCS, 등) 또는 실리콘(다중 모드 또는 단일 모드 둘 중 하나)로부터 형성되는 것에 관계없이, 선형 부재는 어떠한 광섬유와 함께 사용될 수 있다. 선형 부재의 직경은 선형 부재 내에 수용되는 광섬유의 직경에 의해 결정된다는 점이 쉽게 이해될 수 있다.
외층을 형성하기 위한 더욱 견고하고 더 강한 물질의 사용은 압착(crush) 및 충격 손실에 대항하여 요구되는 저항을 제공한다. 부가적으로, 더 견고한 외층의 사용은 튜브가 미리 정해진 굽힘 반경을 초과하여 굽혀지는 것에 대항하여 증가된 저항을 제공한다. 내층을 형성하기 위한 더욱 부드럽고, 더 유연한 물질의 사용은 충격이 부재 내에 수용된 광섬유에 전달되지 않도록 충격을 완충되게 한다. 게다가, 외층의 환형 홈의 형성과 결합하여 더욱 유연한 내층은 부재가 예를 들어, 패치 패널(patch panel), 자동차 등 내에서 경로를 취하도록 충분히 유연하게 한다. 내층은 또한 부재가 인장 변형하에 놓였을 때 광섬유가 경험할 수 있는 변형을 제한하는 충분한 인장 강도를 가진다.
내층의 적절한 물질은 나일론(nylon)과 같은 열가소성 탄성 중합체(thermo-plastic elastomer) 또는 열가소성 고무로 밝혀졌다. 외층은 바람직하게는 고 강도 엔지니어링 중합체(polymer), 또는 유리 섬유 및/또는 유리 볼을 이용하여 강화된 열가소성 탄성 중합체로부터 형성된다. 유사한 성질을 가지는 다른 물질이 또한 내층 및/또는 외층을 형성하는데 사용될 수 있다는 점이 쉽게 이해될 수 있다.
내층 및/또는 외층 어느 것이든 더 바람직한 품질을 제공하기 위해 가공 또는 개조될 수 있다. 그러한 품질은 광섬유가 튜브에 삽일 될 때 직면하는 마찰력을 줄이거나 또는 내층의 전기 전도성을 변경하기 위해 (튜브 내에서 정전기 발전의 감소 또는 튜브 내에서 단 대 단 전기 모니터링(end-to-end elecrical monitoring)을 허용하기 위해) 내층을 개조하는 것을 포함할 수 있다. 다른 개조는 내화성 또는 유독성 조건을 만족하기 위해 양자 층들의 개조를 포함할 수 있다. 외층은 화학적 저항을 제공하기 위해 처지 또는 개조될 수 있다. 개조의 유형 및 범위는 선형 부재가 사용되고자 하는 적용 분야에 의해 결정된다는 점이 쉽게 이해될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 선형 부재는 제 1 층 및 제 2 층의 다른 특징을 제공하기 위해 사용되는 다른 첨가물을 이용하여 동일한 물질로 동시 압출된 제 1 층 및 제 2 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 층은 PBT(polybutylene terephth-alate), 가소제(plasticizer), 및 마찰 감소제(friction reducing agent)를 포함할 수 있다. 제 2 층은 그 후 외층을 강화하기 위해 유리 비드(glass bead) 및/또는 유리 섬유와 함께 PBT를 포함할 수 있다. 내층 및 외층을 형성하기 위해 동일 물질을 사용함으로써 실질적으로 제거되어야 할 물질의 특징의 차이에서 야기되는 모든 문제와 함께 동시 압출 공정이 단순화될 수 있다.
동시 압출 공정은 제어될 수 있고, 그러므로 제 1 층 및 제 2 층 사이에 뜻밖의 변이가 존재한다. 선택적으로, 제 2 층의 강한 물질로부터 내층의 부드러운 물질까지의 점차적인 변화가 있도록 동시 압출된 물질을 변경하는 것이 가능할 수 있다. 그러한 경우에, 제 2 층의 특징이 제 1 층의 특징에 더 이상 영향을 주지 않도록 하는 깊이에 환형 홈이 형성되어야 한다.
본 발명에 따르면, 제 1 층 및 제 2 층으로 구성된 선형 부재로서 광섬유(optical fibre)의 광학적 및/또는 기계적 성능에 영향을 향상시키기 위해 선형 부재의 내부를 정의하는 제 1 연속층과 선형 부재의 외부를 정의하는 제 2 연속층의 두 개의 연속층을 포함하고, 제 2 층은 제 1 층 주위에 배열되고 일련의 환형 홈을 포함하며, 이때, 여기서 제 1 층은 제 1 물질로 구성되고 제 2 층은 제 2 물질로 구성된 선형 부재 및 선형 부재를 생산하는 방법을 제공할 수 있다.

Claims (9)

  1. 선형 부재의 내부를 정의하는 제 1 연속층과 선형 부재의 외부를 정의하는 제 2 연속층의 두 개의 연속층을 포함하고, 제 2 층은 제 1 층 주위에 배열되고 일련의 환형 홈을 포함하며, 이때, 여기서 제 1 층은 제 1 물질로 구성되고 제 2 층은 제 2 물질로 구성되며, 제 2 물질은 제 1 물질보다 실질적으로 더 강한 것을 특징으로 하는 선형 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 층은 광섬유 주위에 배열되는 것을 특징으로 하는 선형 부재.
  3. 제 2 항에 있어서,
    광섬유는 플라스틱 광섬유인 것을 특징으로 하는 선형 부재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 층은 환형 단면을 갖고 따라서 선형 부재는 원통형 캐비티를 포함하는 것을 특징으로 하는 선형 부재.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 층의 반경 두께는 실질적으로 외층의 반경 두께의 두 배인 것을 특징으로 하는 선형 부재.
  6. a) 제 1 연속층을 형성하는 단계;
    b) ⅰ) 제 1 층은 선형 부재의 내부를 정의하며
    ⅱ) 제 2 층은 선형 부재의 외부를 정의하도록
    제 1 층 주위에 제 2 연속층을 형성하는 단계; 그리고
    c) 제 2 층의 외부 표면에 일련의 환형 홈을 형성하는 단계; 를 포함하며,
    이때, 여기서 제 1 층은 제 1 물질로 구성되고 제 2 층은 제 2 물질로 구성되며, 제 2 물질이 제 1 물질보다 실질적으로 더 강한 것을 특징으로 하는 선형 부재를 생산하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    제 1 층은 광섬유 주위에 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    제 1 층은 환형 단면을 갖도록 형성되고 따라서 선형 부재가 원통형 캐비티를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 a) 및 b) 단계는 단일 동시 압출 공정에서 수행되는 것을 특징으로 하 는 방법.
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