KR20080060821A - 발포 복합체를 이용한 광섬유 케이블 - Google Patents

발포 복합체를 이용한 광섬유 케이블 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광케이블에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광섬유 유닛들을 중심에서 지지하는 중심멤버의 구조가 개선된 광케이블에 관한 것이다. 루즈튜브형 광케이블은 인장선과, 상기 인장선을 감싸며 다공성의 발포 복합체로 이루어진 스킨층을 구비한 중심멤버; 광섬유 유닛과, 상기 광섬유 유닛을 감싸는 플라스틱 튜브로 이루어진 복수의 광섬유 집합체; 및 케이블의 외곽을 피복하는 시스층;을 포함하며, 스킨층, 플라스틱 튜브, 및 시스층은 다공성의 발포 복합체로 이루어진다.
광케이블, 중심멤버, 발포체

Description

발포 복합체를 이용한 광섬유 케이블{Optical cable using foam}
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 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 루즈튜브형 광케이블의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 루즈튜브형 광케이블에 구비된 발포 복합체를 확대한 사진이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고분자 발포공정에 의해 형성된 발포 복합체의 단면 구조를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폴리머 분말 압축 방식에 의해 형성된 발포 복합체의 단면 구조를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리본튜브형 광케이블의 단면도이다.
<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>
10,50...중심멤버 11,51...인장선
15,55...스킨층 20,60...광섬유 집합체
21...광섬유 23...광섬유 유닛
24,27,67,68...젤리 25...루즈튜브
30,70...방수 테이프층 40,80...시스층
41,81...금속시스층 45,85...폴리머 시스층
61...광섬유 리본 65...버퍼튜브
본 발명은 광케이블에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광섬유 유닛들을 중심에서 지지하는 중심멤버(Central member)의 구조가 개선된 광케이블에 관한 것이다.
통상적으로 광케이블은 광케이블심의 구조에 따라 크게 루즈 튜브형과 리본 튜브형으로 나뉜다. 루즈튜브형 광케이블은 플라스틱 튜브 내에 필요로 하는 수만큼의 광섬유 심선을 젤리 컴파운드와 함께 실장시킨 복수의 광섬유 유닛을 케이블 중심에 위치한 항장력 인장선 주위에 길이방향으로 집합시킨 구조를 가진다. 리본튜브형 광케이블은 플라스틱 튜브 내에 복수의 광섬유를 정렬하여 코팅한 광섬유 리본을 여러개 적층한 광섬유 유닛을 젤리 컴파운드와 함께 실장시키고, 케이블 중심에 위치한 항장력 인장선 주위에 길이방향으로 집합시킨 구조를 가진다.
전술한 광케이블은 횡단면이 원형인 인장선의 바깥 둘레에 광섬유 유닛(루즈튜브 광섬유 유닛 또는 리본튜브 광섬유 유닛)들이 접하도록 배치되는 구조상 광섬 유 유닛과 인장선의 접촉면적이 작아 광섬유 유닛의 형상 유지가 용이하지 않고, 인장선과 광섬유 유닛이 직접적으로 접촉됨에 따라 광섬유 유닛이 파손되는 문제가 발생한다.
또한, 인장선의 외경이 광섬유 유닛의 외경보다 커야만 광섬유 유닛의 안정적인 집합이 가능하므로 광섬유 유닛의 개수의 증가에 따라 인장선의 외경이 과도하게 증가하여 재료가 낭비되고 케이블의 인장강도가 과도하게 커지는 취약점이 있다.
한편, 루즈 튜브형 광케이블과 리본 튜브형 광케이블은 외부로부터 인가되는 충격을 흡수하고 유입되는 수분으로부터 광섬유를 보호하기 위하여 시스 혹은 플라스틱 튜브 내부에 젤리가 충진되는 것이 일반적이다. 따라서, 케이블의 접속작업 또는 분기 작업을 수행하면, 시스 혹은 플라스틱 튜브 내부에 충진된 젤리가 외부로 유출될 수 있는바, 케이블의 접속작업 또는 분기 작업의 수행시 젤리를 우선적으로 제거하고, 작업을 수행해야 하는 불편함이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 젤리를 사용하지 않거나 젤리의 사용을 최소화한 케이블이 제안되고 있으나, 제안된 광케이블의 경우, 광케이블의 방수 성능을 유지할 수 있도록 설계됨으로써, 광케이블의 굴곡이나 외부 충격 등에 약하다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 인장선의 외부에 발포 복합체로 이루어진 스킨층 형성한 광섬유 케이블을 제공하는데 그 목적이 있 다.
또한, 내 강도성 및 굴곡 성능이 좋은 재질로 이루어진 튜브 및 시스층을 구비한 광섬유 케이블을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 루즈튜브형 광케이블은 인장선과, 상기 인장선을 감싸며 다공성의 발포 복합체로 이루어진 스킨층을 구비한 중심멤버; 광섬유 유닛과, 상기 광섬유 유닛을 감싸는 플라스틱 튜브로 이루어진 복수의 광섬유 집합체; 및 케이블의 외곽을 피복하는 시스층;을 포함하며, 스킨층, 플라스틱 튜브, 및 시스층은 다공성의 발포 복합체로 이루어진다.
상기 시스층 및/또는 상기 플라스틱 튜브는 다공성의 발포 복합체로 이루어질 수 있다.
상기 광섬유 집합체는 의도적인 꼬임이나 배열 없이 집합된 복수의 광섬유로 이루어진 광섬유 유닛을 구비한 루즈튜브형 광섬유 집합체 또는 복수의 광섬유 리본이 적층되어 이루어진 광섬유 유닛을 구비한 리본튜브형 광섬유 집합체일 수 있다.
상기 발포 복합체는 마이크로 발포 복합체 또는 나노 발포 복합체일 수 있다.
복수의 상기 광섬유 집합체를 감싸는 방수 테이프층;을 더 포함하고, 상기 시스층은, 상기 방수 테이프층을 피복하는 금속 시스층 및 상기 금속 시스층을 피복하는 폴리머 시스층을 포함한다.
상기 광섬유 집합체는 루즈튜브 내부에 충진된 젤리를 더 포함할 수 있고, 상기 광섬유 집합체 및 시스층 사이에는 젤리 또는 방수파우더가 더 충진될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 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 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 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 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 루즈튜브형 광케이블의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 루즈튜브형 광케이블에 구비된 발포 복합체를 확대한 사진이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 루즈튜브형 광케이블은 인장선(11)과 상기 인장선(11)을 감싸는 스킨층(15)으로 이루어진 중심멤버(10)와, 중심멤버(10)를 둘러싸는 복수의 광섬유 집합체(20)와, 복수의 광섬유 집합체(20)들을 감싸는 방수 테이프층(30) 및 시스층(40)을 포함한다.
중심멤버(10)의 인장선(11)은 광케이블에 인장력을 부여하도록 중심멤버(10) 의 중심에 구비되는 선재로서, 예컨대 강선이나 아연도금 강선 또는 섬유강화플라스틱(FRP) 등으로 형성될 수 있다.
중심멤버(10)의 스킨층(15)은 인장선(11)을 감싸도록 구비되며, 광섬유 집합체(20)와의 접촉을 최소화하여 압축 파손을 방지하고 케이블 외부로부터 가해지는 충격을 완화하는 작용을 한다. 완충 효과를 보다 높이기 위해, 스킨층(15)은 폴리머 또는 고무 소재로 형성되되, 발포공정에 의해 다공성의 발포체로 제조되는 것이 바람직하다.
이로써, 스킨층(15)은 인장선(11)을 감싸도록 구비되어 실질적으로 인장선(11)의 외경을 확장시키는 효과를 제공하여, 인장선(11)의 불필요한 사용을 줄일 수 있다. 또한, 스킨층(15)은 루즈튜브 광섬유 집합체(20) 간의 접촉을 최소화하여 압축 파손을 방지하고 케이블 외부로부터 가해지는 충격을 완화시킬 수 있다.
광섬유 집합체(20)는 복수의 광섬유(21)들로 이루어진 광섬유 유닛(23) 및 광섬유 유닛(23) 감싸는 루즈튜브(25)로 이루어진다. 또한, 외부에서 침투하는 수분이 광섬유(21)에 직접 접촉되는 것을 방지하고 외부에서 가해지는 충격을 흡수하기 위하여 루즈튜브(25)의 내부 및 외부에 젤리(24,27)가 충진될 수 있다. 나아가, 루즈튜브(25)는 스킨층(15)과 마찬가지로 외부로부터 인가되는 충격이 광섬유 유닛들에 전달되는 것을 방지하기 위하여 폴리머 또는 고무 소재로 형성되되, 발포공정에 의해 다공성의 발포 복합체로 제조되는 것이 바람직하다. 이로써, 루즈튜브(25)가 발포 복합체로 구비됨에 따라, 외부에서 가해지는 충격을 루즈튜브(25)가 흡수할 수 있게 되므로, 루즈튜브(25)의 내부에 충진되는 젤리(24)의 양을 최소화 할 수 있다.
방수 테이프층(30)은 통상의 방수 테이프를 광섬유 집합체(20)의 길이방향을 따라 횡권하여 형성된다.
시스층(40)은 방수 테이프층(30)을 피복하는 금속 시스층(41)과, 금속 시스층(41)을 피복하는 폴리머 시스층(45)을 포함하는 이중층으로 구성되는 것이 바람직하나, 폴리머 시스층(45)만으로 구성되는 것도 물론 가능하다. 또한, 폴리머 시스층(45)은 전술한 스킨층(15) 및 루즈튜브(25)와 마찬가지로 발포공정에 의해 다공성의 발포 복합체로 제조되는 것이 바람직하다. 나아가, 폴리머 시스층(45)은 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리비닐크롤라이드, 또는 폴리카보네이트 등의 재질로 이루어질 수 있다.
나아가, 상기 발포 복합체는 마이크로 발포 복합체 또는 나노 발포 복합체로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 발포 복합체를 발포 기공의 크기가 미세한 마이크로 발포 복합체 또는 나노 발포 복합체로 사용함에 따라, 소형화된 광케이블에 채택된 발포 복합체는 외부로부터 인가되는 충격을 안정적으로 흡수할 수 있다.
또한, 상기 발포 복합체에 발생되는 기공의 형태는 발포공정의 방식에 따라 다양하게 형성될 수 있음은 물론이다. 예컨대, 상기 발포 복합체에 발생되는 기공은 고분자 발포공정에 의해 형성된 도 3에 도시된 형태 또는 폴리머 분말 압축 방식에 의해 형성된 도 4에 도시된 형태일 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 버퍼튜브형 광케이블의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 버퍼튜브형 광케이블은 인장 선(51)과 상기 인장선(51)을 감싸는 스킨층(55)으로 이루어진 중심멤버(50)와, 중심멤버(50)를 둘러싸는 복수의 광섬유 집합체(60)과, 복수의 광섬유 집합체(60)들을 감싸는 방수 테이프층(70) 및 시스층(80)을 포함한다.
중심멤버(50)의 인장선(51)은 광케이블에 인장력을 부여하도록 중심멤버(50)의 중심에 구비되는 선재로서, 예컨대 강선이나 아연도금 강선 또는 섬유강화플라스틱(FRP) 등으로 형성될 수 있다.
중심멤버(50)의 스킨층(55)은 인장선(51)을 감싸도록 구비되며, 광섬유 유닛(20)과의 접촉을 최소화하여 압축 파손을 방지하고 케이블 외부로부터 가해지는 충격을 완화하는 작용을 한다. 완충 효과를 보다 높이기 위해, 스킨층(15)은 폴리머 또는 고무 소재로 형성되되, 발포공정에 의해 다공성의 발포체로 제조되는 것이 바람직하다.
이로써, 스킨층(55)은 인장선(51)을 감싸도록 구비되어 실질적으로 인장선(51)의 외경을 확장시키는 효과를 제공하여, 인장선(51)의 불필요한 사용을 줄일 수 있다. 또한, 스킨층(55)은 광섬유 집합체(60) 간의 접촉을 최소화하여 압축 파손을 방지하고 케이블 외부로부터 가해지는 충격을 완화시킬 수 있다.
광섬유 집합체(60)은 버퍼튜브(65)의 내부에 적층된 복수의 광섬유리본(61)을 구비한다.
또한, 외부에서 침투하는 수분이 광섬유리본(61)에 구비된 광섬유(62)에 직접 접촉되는 것을 방지하고 외부에서 가해지는 충격을 흡수하기 위하여 버퍼튜브(65)의 내부 및 외부에 젤리(67,68)가 충진될 수 있다. 나아가, 버퍼튜브(65)는 스킨층(55)과 마찬가지로 외부로부터 인가되는 충격이 광섬유 유닛들에 전달되는 것을 방지하기 위하여 폴리머 또는 고무 소재로 형성되되, 발포공정에 의해 다공성의 발포 복합체로 제조되는 것이 바람직하다. 이로써, 버퍼튜브(65)가 발포 복합체로 구비됨에 따라, 외부에서 가해지는 충격을 버퍼튜브(65)가 흡수할 수 있게 되므로, 버퍼튜브(65)의 내부 및 외부에 충진된 젤리(67,68)의 양을 최소화 할 수 있다.
방수 테이프층(70)은 통상의 방수 테이프를 광섬유 집합층의 길이방향을 따라 횡권하여 형성된다.
시스층(80)은 방수 테이프층(70)을 피복하는 금속 시스층(81)과, 금속 시스층(81)을 피복하는 폴리머 시스층(85)을 포함하는 이중층으로 구성되는 것이 바람직하나, 폴리머 시스층(85)만으로 구성되는 것도 물론 가능하다. 또한, 폴리머 시스층(85)은 전술한 스킨층(55) 및 버퍼튜브(65)와 마찬가지로 발포공정에 의해 다공성의 발포 복합체로 제조되는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 발포 복합체는 마이크로 발포 복합체 또는 나노 발포 복합체로 이루어지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 발포 복합체에 발생되는 기공의 형태는 발포공정의 방식에 따라 다양하게 형성될 수 있음은 물론이다.
이상에서 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.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광케이블은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 인장선의 외부에 발포 복합체로 이루어진 스킨층 형성함으로써, 스킨층은 인장성과 인접하는 튜브와의 집접적인 접촉을 차단하고, 인장선으로부터 인접하는 튜브로 전달되는 충격을 흡수할 수 있다.
둘때, 광섬유 유닛의 집합수가 비교적 많더라도 인장선의 외경은 적정하게 유지할 수 있으므로 고가의 인장선 재료를 절감할 수 있고, 인장강도를 적정 수준으로 유지할 수 있다.
셋째, 내 강도성 및 굴곡 성능이 좋은 재질로 이루어진 튜브 및 시스층을 구비함으로써, 젤리의 사용을 최소화할 수 있다.
넷째, 내 강도성 및 굴곡 성능이 좋은 재질로 이루어진 튜브 및 시스층을 구비함으로써, 내 충격성이 우수한 소형의 광케이블을 제조할 수 있다.

Claims (12)

  1. 인장선과, 상기 인장선을 감싸며 다공성의 발포 복합체로 이루어진 스킨층을 구비한 중심멤버;
    광섬유 유닛과, 상기 광섬유 유닛을 감싸는 플라스틱 튜브로 이루어진 복수의 광섬유 집합체; 및
    케이블의 외곽을 피복하는 시스층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광케이블.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시스층은 다공성의 발포 복합체로 이루어진 것을 특징으로 하는 광케이블.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 플라스틱 튜브는 다공성의 발포 복합체로 이루어진 것을 특징으로 하는 광케이블.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 플라스틱 튜브는 다공성의 발포 복합체로 이루어진 것을 특징으로 하는 광케이블.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광섬유 집합체는,
    의도적인 꼬임이나 배열 없이 집합된 복수의 광섬유로 이루어진 광섬유 유닛을 구비한 루즈튜브형 광섬유 집합체인 것을 특징으로 하는 광케이블.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광섬유 집합체는,
    복수의 광섬유 리본이 적층되어 이루어진 광섬유 유닛을 구비한 리본튜브형 광섬유 집합체인 것을 특징으로 하는 광케이블.
  7. 제1항 내지 제5항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,
    상기 발포 복합체는 마이크로 발포 복합체인 것을 특징으로 하는 광케이블.
  8. 제1항 내지 제5항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,
    상기 발포 복합체는 나노 발포 복합체인 것을 특징으로 하는 광케이블.
  9. 제1항에 있어서,
    복수의 상기 광섬유 집합체를 감싸는 방수 테이프층;을 더 포함하고,
    상기 시스층은, 상기 방수 테이프층을 피복하는 금속 시스층 및 상기 금속 시스층을 피복하는 폴리머 시스층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광케이블.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광섬유 집합체 및 시스층 사이에는 방수파우더가 충진된 것을 특징으로 하는 광케이블.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 광섬유 집합체 및 시스층 사이에는 젤리가 더 충진된 것을 특징으로 하는 광케이블.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광섬유 집합체는 플라스틱 튜브 내부에 충진된 젤리를 포함하는 것을 특징으로 하는 광케이블.
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