KR20230118548A - 광섬유 케이블, 그 제조 방법 및 용도 - Google Patents

Abstract

광섬유 케이블(500, 700, 1420)은 하나 이상의 섬유 유닛(502, 1302)을 포함한다. 각각의 섬유 유닛은 고체 수지 재료(520, 1320)에 매립되어 코팅된 섬유 다발을 형성하는 2개 이상의 광섬유(506, 1306) 및 압출 폴리머 외피(524, 1324)를 포함한다. 각각의 섬유 유닛의 외피(524, 1324)가 주로, 폴리디메틸실록산(PDMS)과 같은 마찰 저감용 첨가제를 갖는, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)이다. 첨가제가 폴리에탄계 및/또는 폴리아크릴레이트계일 수도 있다. 섬유 유닛은 취입되는 섬유 케이블(502, 1302)로서 또는 밀기 또는 당김용 케이블로서 풀백 케이블(500, 800, 1100)에 적용될 수도 있다.

Description

광섬유 케이블, 그 제조 방법 및 용도

본 발명은 광섬유 케이블에 사용하기 위한 섬유 유닛에 관한 것이다. 단일 섬유 유닛이, 예를 들어, 취입(blowing)에 의한 덕트 내 설치용으로 구성된 광섬유 케이블로서 사용될 수도 있다. 복수의 섬유 유닛이 더 큰 케이블로 형성될 수도 있다. 본 발명은 또한, 이러한 케이블을 제조하기 위한 방법 및 그 설치 방법에 관한 것이다. 이러한 케이블은 선택된 섬유 유닛이 케이블의 일 섹션으로부터 철회될 수 있도록 하며 스플라이스 조인트(splice joint)를 생성할 필요 없이 개별 사용자에게로 경로가 변경될 수 있도록 한다.

광섬유 전송 라인이, 직접 매설(트렌칭(trenching)), 덕트를 통한 당김, 덕트를 통한 밀기, 덕트를 통한 취입, 및 이들의 조합을 포함하는 다양한 방법으로, 지면을 통해, 덕트를 통해, 및 건물 내부의 서비스 공간을 통해 설치될 수 있다. FTTH(Fiber to the Home)는 주거지 근처에 위치한 이동 통신 캐비넷을 통해 광대역 서비스 제공자로부터 주거지로 데이터를 운반하기 위한 광섬유 기술을 사용하는 광대역 네트워크 아키텍처의 일반적인 용어이다. 보다 일반적으로, 가정뿐만 아니라 사무실 부지까지 갈수록 더 광범위한 이동 통신 네트워크에 광섬유에 의해 연결되고 있다.

광섬유 케이블의 일 유형은 공개 국제 특허 출원 WO2004015475A2에 개시된 유형의 취입식 섬유 유닛이다. 공지의 취입식 섬유 유닛은 저마찰 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)의 압출 폴리머 외피(sheath)에 의해 덮인 코팅된 섬유 다발을 형성하기 위해 고체 수지 재료에 매립된 2개 이상의 광섬유를 포함한다. 이러한 섬유 유닛은 지난 수년 동안 공기 또는 기타 압축 유체를 이용한 취입에 의한 설치용으로 설계되어 사용되어 왔다. 이러한 유형의 섬유 유닛은 호환 가능한 저마찰 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 라이닝(lining)을 구비한 마이크로덕트 내에서 수백 및 심지어 수천 미터까지 취입되는 것으로 알려져 있다. 그러나, 거리 및 관련 경로에 따라 섬유 유닛이 또한 당김(pulling) 및/또는 밀기(pushing)에 의해 설치될 수 있다.

공지의 취입식 섬유 유닛은 상업적으로 매우 성공적이어서, 광섬유 통신을 비용 효율적인 방식으로 거리와 가정뿐만 아니라 상업 시설까지 확장시켜 왔다. 제품 자체의 비용 외에도 설치의 속도와 용이성이 점점 더 중요해지고 있다. 광범위한 사용 사례와 환경 조건 하에서 성능을 증대시키기 위해 외피의 형태에 대한 다양한 개선과 HDPE 재료의 수정예가 적용되어 왔다.

압출 튜브의 내부에 헐겁게 포함된 다중 섬유 유닛을 포함하는 또 다른 유형의 케이블이 공지되어 있다. 일단 지면이나 건물 위 또는 건물 내부에 설치되고 나면, 압출 튜브가, 내측에서 헐겁게 연장되는 개별 섬유 유닛에 접근하기 위해, 그 길이를 따라 어느 지점에서나 개방될 수 있다. 섬유 제공이 필요한 가정/사업장으로 직접 드롭하기 위해 선택된 섬유 유닛에 대해 접근, 철회, 및 경로 변경이 이루어질 수 있다. 본 출원인의 상표명 리트리바(RTRYVA^TM)를 포함하여 이러한 유형의 여러 상용 케이블이 이용 가능하다. 이들 케이블은, 제조업체 및 사용자 선호도에 따라, "풀백 케이블(pullback cable)", "철회 가능한 섬유 케이블(retractable fiber cable)", 또는 "미드 스팬(mid span)"/"미드 스팬 액세스(mid span access)" 케이블로 지칭될 수도 있다. "풀백 케이블"이라는 용어는 이하의 설명에서, 이러한 유형의 제품용의 편리한 용어로서, 특정한 공지의 일 예로서의 기존 리트리바(RTRYVA^TM) 제품과 함께 사용될 것이다. 풀백 케이블은, 전통적인 케이블에 비해 기존 덕트로부터 몇 배 더 많은 섬유 드롭이 이루어질 수 있기 때문에, 전통적인 케이블링 해결책에 비해 많은 이점을 제공한다. 풀백 케이블 내부의 섬유 유닛은 섬유 유닛당 2개 내지 12개의 다양한 다중 섬유를 포함할 수 있다. 풀백 케이블로부터 고객 부지로 분기되는 섬유를 끊거나 스플라이싱(splicing)하지 않고 전문가 훈련 없이 고속 설치 및 연결이 달성될 수 있다. GRP 강도 부재가 압출 튜브에 통합되어, 개별 섬유 유닛에 부피가 큰 강도 부재를 필요로 하지 않고, 추가적인 강도와 수명을 제공한다.

드롭 튜브(drop tube)는 가정으로의 섬유 설치를 돕기 위해 사전 설치 드로우 스트링(draw string)을 구비할 수 있다. 섬유 취입과 같은 고가의 설치 장비가 필요하지 않다.

이러한 풀백 케이블의 장점에도 불구하고, 일 섹션 내에서 인출될 수 있는 섬유 유닛의 길이가 제한됨으로 인해, 사용이 제한적이거나 비효율적이다. 상기 부지가 풀백 케이블의 경로로부터 수십 미터 이상 떨어진 곳에 위치한 경우, 선택된 섬유 유닛을 인출하여 고객 부지로 방향을 전환하는 단계가 다중 단계로 수행되어야 하여, 지면 또는 기타 환경 내부의 압출 튜브를 여러 번 개방하며 작업원을 여러 번 재배치하여 단계적으로 고객 부지에 도달하여야 한다.

이에 따라, 본 발명자들은 많은 상황에서 풀백 케이블링의 잠재적 이점이 실현되지 않는 것을 인식하였다. 본 발명자들은 또한, 하나의 단계에서 인출되거나 설치되는 섬유 유닛의 길이가 종래의 풀백 케이블의 섬유 유닛의 헐거운 튜브 구성과 재료에 의해 제한된다는 것을 인식하였다. 불행하게도, 취입에 의한 설치용으로 공지되어 있는 저마찰 HDPE 외피를 갖는 섬유 유닛과 같은 다른 유형의 섬유 유닛의 사용이, 제조 공정으로 인해, 공지의 유형의 풀백 케이블로 즉각적으로 대체될 수 없다.

본 발명의 제 1 양태는 적어도 하나의 섬유 유닛을 포함하는 광섬유 케이블로서, 상기 섬유 유닛이 고체 수지 재료에 매립되어 코팅된 섬유 다발을 형성하는 2개 이상의 광섬유 및 상기 코팅된 섬유 다발을 덮는 압출 폴리머 외피를 포함하며, 각각의 상기 섬유 유닛의 압출 폴리머 외피가 폴리부틸렌 테레프탈레이트 폴리머(PBT) 및 적어도 하나의 마찰 저감용 첨가제의 혼합물을 포함하는 것인, 광섬유 케이블을 제공한다.

첨가제를 제외한 상기 PBT 폴리머는 상기 압출 외피의 적어도 95 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 80 중량%를 포함할 수도 있다.

상기 마찰 저감용 첨가제가 담체 재료 내에 폴리디메틸실록산 재료인 PDMS를 포함하는 본 발명의 실시예가 개시된다. 이들 재료는, 예를 들어, 압출기에서 외피의 베이스 폴리머와 블렌딩하기 위한 마스터배치(masterbatch) 첨가제의 형태로 다우 코닝(Dow Corning)사로부터 이용 가능하다.

상기 마찰 저감용 첨가제의 양이 상기 압출 외피의 재료의 1 중량% 내지 5 중량%, 선택적으로 2 중량% 내지 4 중량%일 수도 있다.

일부 예에서, 상기 PDMS가 초고분자량 PDMS이며, 상기 담체 재료가 폴리아크릴레이트 재료, 예를 들어, 에틸렌과 메틸 아크릴레이트의 코폴리머인 EMA이다.

다른 예에서는, 상기 PDMS가 초고분자량 PDMS이며, 상기 담체 재료가 저밀도 폴리에틸렌(LPDE)과 같은 폴리올레핀이다. 상기 첨가제가 상기 저밀도 폴리에틸렌(LPDE) 내에 분산된 초고분자량 PDMS를 적어도 40 중량%, 예를 들어, 50 중량% 포함할 수도 있다.

본 발명자들은 시판되는 LDPE 기반 PDMS 첨가제의 2% 내지 4%, 특히, 2.5% 내지 3.5%가 압출에 수반되는 문제 없이 마찰을 상당히 감소시킨다는 것을 발견하였다. 이러한 성능은 PBT와의 블렌딩용의 특별히 판매되고 있는 폴리아크릴레이트 기반 첨가제를 사용하는 것보다 분명히 더 좋았다. 외피 재료의 전체 실록산 함량이 적어도 1%, 예를 들어, 1.5% 이상일 수도 있다(상용 제품에서 이미 PBT 베이스 폴리머와 블렌딩된 임의의 마찰 저감용 재료를 포함).

고체 수지 재료가 아크릴레이트 재료와 같은 UV-경화 수지를 포함할 수도 있다.

고체 수지 재료가 100 MPa 초과, 선택적으로 250 MPa 내지 700 MPa의 범위, 선택적으로 약 300 MPa의 인장 계수를 가질 수도 있다.

본 발명은 추가로, 서로 평행하게 연장되며 압출 폴리머 튜브 내부에 배열되는 복수의 상기 섬유 유닛을 포함하며, 상기 튜브의 벽에 개구를 형성하고 상기 개구를 통해 일정 길이의 선택된 섬유 유닛을 인출함으로써 상기 선택된 섬유 유닛에 대한 접근 및 방향 전환이 이루어질 수 있도록 상기 섬유 유닛이 서로에 대해 그리고 상기 튜브에 대해 자유롭게 미끄러지는 것인, 광섬유 케이블을 제공한다.

본 발명자들은 저마찰 PE 외피를 구비한 공지의 취입식 섬유 유닛의 경우, 풀백 케이블의 섬유 유닛으로서 사용되었다면, 단일 인출 및 설치 단계에 의해 덮어질 수 있는 거리 범위를 크게 확장시킬 수도 있다는 것을 인식했다. 그러나, 기존의 압출 튜브에 이러한 공지의 섬유 유닛이 사용되었다면, 뜨거운 압출 튜브에 어느 시점에서 융착되지 않고서는 풀백 케이블의 제조 공정 중에 살아남을 가능성이 없다. 본 발명자들은, 수지 코팅된 섬유 다발 위에 도포된 외피 재료를 PE 대신 PBT 폴리머를 기반으로 하도록 변경함으로써, 수지 코어를 갖는 섬유 유닛의 이점을 어느 정도 얻을 수도 있는 한편, 뜨거운 압출 튜브에 대한 융착 문제를 방지할 수도 있다는 것을 인식하였다. 그 이유는 압출 PE에 비해 PBT의 융점이 더 높을 뿐만 아니라 재료의 화학적 특성과 결정 특성이 상이하기 때문일 수도 있다. 이러한 일 실시예에서, 각각의 섬유 유닛 상의 PBT 외피의 두께가 0.05 mm 내지 0.25 mm, 선택적으로 0.15 mm 내지 0.2 5mm일 수도 있다.

일부 실시예에서, 상기 광섬유 케이블의 상기 압출 폴리머 튜브의 내부 표면에 상기 튜브의 재료와 상기 섬유 유닛 사이의 접촉 면적을 감소시키기에 효과적인 돌출부가 형성된다. 돌출부는 종방향 리브(rib)의 형태로 압출될 수도 있다.

압출 폴리머 튜브가 압출 동안 튜브의 벽에 일체화되는 하나 이상의 강도 부재와 함께 압출될 수도 있다.

압출 폴리머 튜브의 라이닝이 주로, 폴리에틸렌, 전형적으로 HDPE를 포함할 수도 있다. 이것은, 예를 들어, 공지의 풀백 케이블에서와 동일한 재료일 수도 있긴 하지만, 섬유 유닛 외피용으로 PBT를 선택하면 융착 없이 풀백 케이블을 제조할 수 있다.

압출 폴리머 튜브의 라이닝이 마찰 저감용 재료를 포함한 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수도 있다.

압출 폴리머 튜브가 라이닝에 대한 상이한 폴리머의 관형 본체 내부에서의 상기 라이닝 재료의 공압출을 포함할 수도 있다. 관형 본체가 폴리에틸렌일 수도 있다. 관형 본체가 중간 밀도 폴리에틸렌 MDPE로 압출될 수도 있다.

압출 폴리머 튜브가 압출 동안 튜브의 주 벽에 일체화된 하나 이상의 강도 부재와 함께 압출될 수도 있다.

강도 부재가 섬유 보강 수지 로드일 수도 있다.

압출 폴리머 튜브에는, 사용자가 상기 개구를 만들 때 강도 부재(들)를 피할 수 있게 하는, 외부 표식이 추가로 제공될 수도 있다.

각각의 상기 섬유 유닛의 압출 외피에는, 선택된 섬유 유닛이 튜브 내의 모든 다른 섬유 유닛과 구별 가능하게 하는, 색상 및/또는 기타 표식이 제공될 수도 있다.

본 발명에 따른 풀백 케이블의 성능이 이하의 시험 중 하나 이상에 의해 검증될 수 있다.

상기 광섬유 케이블이 대체로 직선 경로로 계획되는 경우, 100 m 길이의 선택된 섬유 유닛이, 선택된 섬유 유닛의 킬로미터 길이당 질량으로서 정의되는 질량 무게(W)를 초과하는 당김 힘 없이, 압출 튜브의 개구를 통해 1.4 m/s를 초과하는 속도로 인출될 수도 있다.

100 m 길이의 선택된 섬유 유닛이, 상기 질량 무게(W)의 특정 비율, 예를 들어, 3W/4 또는 W/2 또는 W/3을 초과하는 당김 힘 없이, 1.4 m/s의 속도로 압출 튜브의 개구를 통해 인출될 수도 있다.

상기 광섬유 케이블이 대체로 직선 경로로 계획되는 경우, 100 m 길이의 선택된 섬유 유닛이, 선택된 섬유 유닛의 광섬유의 수를 곱한 5 N을 초과하는 당김 힘 없이, 압출 튜브의 개구를 통해 1.4 m/s의 속도로 신뢰할 수 있게 인출될 수도 있다.

상기 광섬유 케이블이 대체로 직선 경로로 계획될 때, 상기 100 m 길이의 선택된 섬유 유닛이, 선택된 섬유 유닛의 광섬유의 수를 곱한 2.5 N을 초과하는 당김 힘 없이, 압출 튜브의 개구를 통해 1.4 m/s의 속도로 신뢰할 수 있게 인출될 수도 있다.

상기 광섬유 케이블이 대체로 직선 경로로 계획될 때, 200 m 길이의 선택된 섬유 유닛이, 선택된 섬유 유닛의 광섬유의 수를 곱한 5 N을 초과하는 당김 힘 없이, 압출 튜브의 개구를 통해 1.4 m/s의 속도로 신뢰할 수 있게 인출될 수도 있다.

상기 섬유 유닛 중 하나의 외피와 압출 튜브의 라이닝 사이의 마찰 계수(μ)가, 본원에 설명되고 도면 중 도 8에 도시된 일반적인 유형의 캡스턴(capstan) 마찰 시험에 의해 측정될 때, 0.2 이하일 수도 있다.

상기 섬유 유닛의 외피 사이의 마찰 계수(μ)가, 본원에 설명되고 도면 중 도 9에 도시된 일반적인 유형의 캡스턴 마찰 시험에 의해 측정될 때, 0.2 이하일 수도 있다.

본 발명은, 제 1 양태에서, 최외층이 상기 PBT 외피인 단일 섬유 유닛을 포함하며, 취입에 의한 덕트 내 설치용으로 구성되는 광섬유 케이블을 추가로 제공한다.

본 발명자들은, 공지의 취입식 섬유 유닛의 저마찰 HDPE 외피를 마찰 저감용 첨가제를 갖는 PBT로 형성된 외피로 변경함으로써, 매우 우수한 취입 성능 및 기계적 특성을 갖는 섬유 유닛이 달성될 수 있다는 것을 발견하였다. 위에서 언급한 유형의 첨가제를 사용하면, 시험에서 공지의 취입식 섬유 유닛의 취입 성능을 초과하는 취입 성능이 획득되었다. PBT 외피 재료는 HDPE 재료보다 실질적으로 더 단단하고 더 강하며, 원하는 경우 공지의 HDPE 외피보다 얇게 형성될 수 있다.

이러한 일 실시예에서, 상기 섬유 유닛 상의 상기 PBT 외피의 두께가 0.05 mm 내지 0.2 mm, 선택적으로 0.08 mm 내지 0.15 mm, 선택적으로 0.130 mm 미만이다.

일부 실시예에서, 임의의 기계적 섬유를 포함하는 광섬유의 수가 최대 4개이며, 섬유 유닛의 외경(OD)이 1.2 mm 미만, 선택적으로 1.1 mm 미만이다. OD가, 예를 들어, 섬유의 수에 따라 증가할 수도 있어, 최대 6개, 8개, 12개 또는 24개의 섬유를 갖는 섬유 유닛이 각각 1.3 mm 미만, 1.5 mm 미만, 1.6 mm 미만, 및 2.1 mm 미만의 OD를 가질 수도 있다.

다른 실시예에서는, 상기 광섬유 케이블이 밀기에 의해서 뿐만 아니라 취입에 의해 설치되도록 추가로 구성되며, 상기 섬유 유닛의 외경이 1.5 mm 내지 2.5 mm의 범위, 예를 들어, 1.9 mm 내지 2.2 mm의 범위, 예를 들어, 2.0 mm 내지 2.1 mm이다. 이러한 일부 예에서, 상기 코팅된 섬유 다발이 상기 수지 재료 내부에 상기 광섬유와 함께 매립된 하나 이상의 강도 부재, 예를 들어, FRP 강도 부재를 포함한다.

일부 실시예에서, 상기 광섬유 중 적어도 하나가 덕트 내 설치 전에 취입 가능한 광학 페룰(ferrule)로 적어도 하나의 단부에서 종단 처리된다.

풀백 케이블 및 취입식 섬유 유닛은 제 1 양태의 본 발명의 용례 중 일부 예일 뿐이다. 약간 더 두꺼운 PBT 외피가 있는 섬유 유닛이 밀기 및/또는 당김 설치 방법용의 케이블로서 사용하도록 구성될 수도 있다.

본 발명은, 제 2 양태에서, 광섬유 케이블로서 사용하기 위한 또는 광섬유 케이블의 제조에 사용하기 위한 섬유 유닛을 제조하기 위한 방법으로서, (a) 고체 수지 재료에 매립된 2개 이상의 광섬유를 포함하는 코팅된 섬유 다발을 수용하는 단계; 및 (b) 상기 코팅된 섬유 다발을 덮으며, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 폴리머 및 적어도 하나의 마찰 저감용 첨가제의 혼합물을 포함하는 폴리머 외피를 압출하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.

제 1 양태의 특징이 본 발명의 이러한 추가의 양태에 동일하게 적용될 수도 있다. 예를 들어, 압출 폴리머 튜브의 라이닝이 주로 폴리에틸렌, 전형적으로 HDPE를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 코팅된 섬유 다발이 광섬유와 함께 매립된 하나 이상의 강도 부재를 포함할 수도 있다.

압출 폴리머 튜브 내부에서 서로 평행하게 연장되는 복수의 섬유 유닛을 포함하는 광섬유 케이블을 제조하기 위한 방법으로서, (c) 각각의 섬유 유닛이 위에 기재된 바와 같은 본 발명의 제 2 양태의 방법에 의해 제조된, 복수의 섬유 유닛을 수용하는 단계; (d) 상기 복수의 섬유 유닛을 함께 다발로서 압출 다이의 중앙 개구를 통해 공급하면서, 상기 폴리머 튜브를 다발 주위에서 상기 다이를 통해 압출하는 단계; (e) 압출 다이를 통해 상기 폴리머 튜브 및 다발을 인발하면서, 상기 섬유 유닛이 상기 압출 튜브 내부에 헐겁게 남아 있도록 완성된 내부 치수와 외부 치수를 갖기 위해 상기 폴리머 튜브를 인발 및 냉각시키는 공정 매개 변수를 제어하는 단계를 포함함으로써, 상기 튜브의 벽에 개구를 형성하고 상기 개구를 통해 일정 길이의 선택된 섬유 유닛을 인출함으로써 상기 선택된 섬유 유닛에 대한 접근 및 방향 전환이 이루어질 수 있도록 상기 광섬유 케이블을 제조하는 방법이 또한 제공된다.

압출 폴리머 튜브의 라이닝이 마찰 저감용 재료를 포함한 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수도 있다.

각각의 상기 섬유 유닛의 압출 외피가 PBT 폴리머 및 마찰 저감용 재료를 포함한 하나 이상의 첨가제의 혼합물을 포함할 수도 있다. 마찰 저감용 재료가 상용 PBT 등급에 포함된 마찰 저감용 재료에 추가될 수도 있다.

고체 수지 재료가 아크릴레이트 재료와 같은 UV-경화 수지를 포함할 수도 있다.

고체 수지 재료가 100 MPa 초과, 선택적으로 300 MPa초과 인장 계수를 가질 수도 있다.

단계(d)에서, 압출 튜브가 라이닝에 대한 상이한 폴리머의 관형 본체 내부에서의 상기 라이닝 재료의 공압출에 의해 형성될 수도 있다.

압출 폴리머 튜브의 라이닝이, 예를 들어, 주로 폴리에틸렌인 HDPE를 포함할 수도 있다.

압출 폴리머 튜브의 라이닝이 마찰 저감용 재료를 포함한 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수도 있다.

관형 본체가 폴리에틸렌일 수도 있다.

관형 본체가 중간 밀도 폴리에틸렌인 MDPE로 압출될 수도 있다.

단계(b)에서, 상기 압출 튜브가 내부에 일체화되는 하나 이상의 강도 부재와 함께 압출될 수도 있다.

강도 부재가 섬유 보강 수지 로드일 수도 있다.

단계(b)에서, 상기 압출 튜브는 사용자가 상기 개구를 만들 때 강도 부재(들)의 원주 방향 위치(들)를 식별할 수 있게 하는 줄무늬와 함께 추가로 공압출될 수도 있다.

각각의 상기 섬유 유닛의 압출 외피에는, 선택된 섬유 유닛이 튜브 내의 모든 다른 섬유 유닛과 구별 가능하게 하는, 색상 및/또는 기타 표식이 제공될 수도 있다.

초기 냉각 동안 압출 튜브의 수축을 제어하기 위해 상기 압출 다이의 하류에 진공 탱크가 제공될 수도 있다.

본 발명의 이러한 특징 및 기타 특징이 첨부 도면과 함께 도시된 종속항 및 아래에 설명된 예를 고려함으로써 이해될 것이다.

본 발명의 실시예가 첨부 도면을 참조하여 단지 예시로서 아래에 설명된다:
도 1은 압출 보강 튜브로 둘러싸인 다수의 헐거운 튜브 섬유 유닛을 포함하는 공지의 풀백 케이블의 단면도이며;
도 2는 도 1에 도시된 유형의 풀백 케이블에서 압출 튜브의 벽을 개방하고 선택된 섬유 유닛을 뒤로 당기는 단계를 예시하며;
도 3은 공지의 방법에 따라 사용자 부지에 대한 광섬유 연결을 제공하기 위한 풀백 케이블의 용도를 예시하며;
도 4는 풀백 케이블로부터 사용자 부지까지의 거리가 선택된 섬유 유닛의 풀백 거리를 초과할 때 공지의 방법에서 발생하는 문제를 예시하며;
도 5는 압출 튜브의 라이닝과 접촉하고 있는 단일 섬유 유닛의 확대 상세도(b)를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀백 케이블의 개략적인 단면도(a)이며;
도 6은 도 5의 풀백 케이블의 제조 공정의 개략도이며;
도 7은 (a) 종래 기술 및 본 발명의 풀백 케이블의 평가에서 당김 힘을 측정하기 위한 시험 절차, (b) 본 발명의 일 실시예에 따른 풀백 케이블에 대한 시험 결과, 및 (c) 도 1에 도시된 유형의 공지의 풀백 케이블에 대한 시험 결과를 예시하며;
도 8은 풀백 케이블의 평가를 위한 제 1 마찰 시험을 예시하며;
도 9는 풀백 케이블의 평가를 위한 제 2 마찰 시험을 예시하며;
도 10은 다층 건물에서 라이저 케이블로서의 풀백 케이블의 용례를 예시하며;
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수정 풀백 케이블의 단면도이며;
도 12는, 예를 들어, 도 5 또는 도 11의 풀백 케이블에서 사용 가능한 수정된 섬유 유닛의 개략적인 단면도이며;
도 13은 ((a) 및 (b)), 예를 들어, 풀백 케이블에서 사용 가능한 섬유 유닛의 추가 예의 개략적인 단면도 및 (c) 취입에 의한 설치에 최적화된 본 발명에 따른 일 예의 섬유 유닛의 개략적인 단면도이며;
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 사전 종단 처리된 광섬유 유닛을 설치하는 단계를 포함하는 FTTH(Fibre to the Home) 설치 방법의 개략도이며;
도 15는 가정 위치와 전송/공급 위치 사이의 본 발명의 일 실시예에 따른 사전 종단 처리된 광섬유 구성을 설치하기 위한 방법의 일 예로서, 취입 공정의 개략도이며;
도 16은 일 단부 또는 양 단부에서 사전 종단 처리된 섬유 케이블 조립체와 사용 가능한 당김 액세서리를 보여주며;
도 17은 취입식 섬유 케이블의 평가에 사용되는 제 3 마찰 시험을 예시하며;
도 18은 취입 성능 시험 실험에 사용되는 취입 시험 경로를 예시하며; 및
도 19는 밀기뿐만 아니라 취입에 의한 설치에 최적화된, 본 발명의 일 실시예에 따른 또 다른 예의 광섬유 케이블의 개략적인 단면도이다.

서두에서 언급한 바와 같이, 본 출원은 섬유 유닛의 특정 형태와 재료 구성, 및 이러한 섬유 유닛이 적용될 수도 있는 상이한 유형의 광섬유 케이블을 개시한다. 섬유 유닛은 고체 수지 재료에 매립되어 코팅된 섬유 다발을 형성하는 2개 이상의 광섬유 및 상기 코팅된 섬유 다발을 덮는 압출 폴리머 외피를 포함하며, 각각의 상기 섬유 유닛의 압출 폴리머 외피가 폴리부틸렌 테레프탈레이트 폴리머인 PBT 및 적어도 하나의 마찰 저감용 첨가제의 혼합물을 포함한다. 순전히 예시로서, 풀백 케이블을 포함한 이 섬유 유닛의 위치가 설명될 것이다. 섬유 유닛은, 단독으로 또는 다른 섬유 유닛과 조합하여, 견고성과 낮은 표면 마찰 특성이 도움이 될 수도 있는 다양한 기타 케이블 유형에 적용될 수 있다.

도 1은 공지의 풀백 케이블(100)의 개략적인 단면도이다. 서로 다른 제조업체가 현재 광섬유가 포함된 풀백 케이블을 제공하고 있다. 예를 들어, 본 출원인이 상표명 리트리바(RTRYVA^TM)로 시판하는 것이 있다. 이 예에서 케이블(100)은 압출 폴리머 튜브(104)의 내부에서 서로 평행하게 연장되는 복수의 섬유 유닛(102)을 포함한다. 튜브(104)의 벽에 개구를 형성하고 개구를 통해 일정 길이의 선택된 섬유 유닛(102)을 인출함으로써 선택된 섬유 유닛(102)에 대한 접근 및 방향 전환이 이루어질 수 있도록 섬유 유닛(102)이 서로에 대해 그리고 튜브(104)에 대해 자유롭게 미끄러진다.

도 2에는 이러한 개구 및 풀백 작동이 도시되어 있다. 개구(120)는 공지의 방식으로 특수 공구에 장착될 수도 있는 블레이드로 절개함으로써 압출 튜브(104)의 벽에 형성된다. 하나의 개별 섬유 유닛(102a)이, 예를 들어, 색상 코드에 의해 선택되어 압출 튜브(104)의 내측으로부터 일 방향(122)으로 당겨진다. 다른 섬유 유닛(102b, 102c)은 튜브(104)의 내부에 남아 있다. 이에 대한 용례가 도 3을 참조하여 아래에서 추가로 설명될 것이다.

도 1 및 도 2에 도시된 풀백 케이블(100)의 구성으로 돌아가서, 각각의 섬유 유닛(102)은 압출 폴리머 유닛 튜브(108)의 내부에 포함된 다수의 광섬유(106)를 포함한다. 유닛 튜브(108)는 공지의 제품에서 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)로 형성된다. PBT는 전기 및 전자 산업에서 절연체로서 자주 사용되는 열가소성 엔지니어링 폴리머이다. 이것은 폴리에스테르의 일종으로서, UV 저항성 및 가연성과 같은 특성을 개선하기 위해 첨가제가 제공될 수도 있다. 풀백 케이블의 다른 제조사는, 쉽게 찢어지도록 가소제 및 충전제를 포함하는 형태로, PBT 대신 상용 PVC를 사용한다.

본원에 개시된 제품과는 대조적으로, 공지의 풀백 케이블의 섬유 유닛(102)은 종래의 "헐거운 튜브(loose tube)" 설계를 가지므로, 각각의 유닛 튜브(108) 내부의 섬유(106)도 자유롭게 미끄러지며, 유닛 튜브(108)가 물 차단 겔(gel)과 같은 화합물로 충전된다. 광섬유(106)는 일반적으로, 유리 코어 및 유리 클래딩 층이 완충 효과를 제공하며 손상으로부터 표면을 보호하기 위해 형성 즉시 수지 층으로 코팅되는 이른바 1차 코팅된 광섬유이다. 각각의 유닛 튜브(108) 내부의 광섬유(106)의 수는, 예를 들어, 2개 내지 12개까지 다양할 수도 있다. 도시된 예의 모든 섬유 유닛(102)이 2개의 광섬유(106)를 포함하지만, 다른 예의 제품에서는 일부 또는 모든 섬유 유닛(102)이 4개의 섬유 또는 상이한 수의 섬유를 포함할 수도 있다. 각각의 섬유 유닛(102) 내부의 섬유(102)의 수가 제품마다 다를 수도 있으며, 동일한 제품 내에서도 일부 튜브(108)가 적용 유연성을 제공하기 위해 상이한 수의 섬유(106)를 포함할 수도 있다.

유사하게, 풀백 케이블의 섬유 유닛의 수 및 이에 따라 광섬유의 수가 다양할 수도 있으며, 전형적인 섬유 유닛의 수는 12개, 24개 또는 48개이다. 원하는 경우 96개의 섬유 유닛과 같은 더 높은 숫자도 가능하다. 섬유 유닛(102)을 생성하기 위해, 각각 적절한 색상 코딩을 갖는 적절한 수의 1차 코팅된 광섬유(106)가 광섬유 주위에 유닛 튜브(108)를 형성하는 압출 다이를 통과한다. 상이한 섬유 유닛(102)이 상이한 색상의 압출 유닛 튜브(108)로 만들어지므로, 완성된 풀백 케이블에서 식별될 수도 있다. 그런 다음, 풀백 케이블(100)을 제조하기 위해, 적절한 수의 섬유 유닛(102)이 함께 다발로 묶이며 압출 튜브(104)를 형성하는 압출 다이를 통과한다. 케이블(100)이 실외 용도인지 실내 용도인지에 따라 압출 튜브(104)의 폴리머가 달라질 수도 있다. 실외 용도의 일 예에서는, 폴리에틸렌, 예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 또는 중밀도 폴리에틸렌(MDPE)이 선택될 수도 있다. 튜브 벽의 내부 표면(110)이 낮은 마찰 코팅재로 코팅될 수도 있다. 일부 공지의 예에서, 마찰 저감용 첨가제(미끄럼제) 및 정전기 방지용 첨가제를 갖는 HDPE의 얇은 라이닝이 벽의 본체와의 공압출에 의해 얇은 라이닝을 형성하는 데 사용된다. 실내 용도(부지 내부)에서는, 튜브 본체의 폴리에틸렌이 잘 알려진 바와 같은 내염성 제로 할로겐 폴리머로 대체될 수도 있다.

또한 압출 튜브의 벽에 강도 부재(112), 전형적으로 유리 섬유 보강 플라스틱(줄여서 GFRP, FRP 또는 GRP) 로드가 전형적으로 튜브(104)의 원주 상의 정반대 위치에 포함된다. 튜브 벽에 줄무늬 또는 기타 외부 표식(114)이 제공되어, 강도 부재(112)의 위치를 식별할 수 있다. 이것은 개구(120)를 만들 때 강도 부재를 피할 수 있게 한다. 공지의 예에서, 상이한 색상의 폴리머 줄무늬가 외부 표식(114)을 제공하기 위해 벽 본체와 함께 공압출된다.

이제 도 3을 참조하면, 풀백 케이블(100)은 가정과 사업장을 광섬유 통신 네트워크에 연결하기 위한 빠르고 용이한 해결책으로서 개발되었다. 제조 동안 풀백 케이블(100)의 압출 튜브 내부에 다수의 헐거운 섬유가 설치된다. 일단 풀백 케이블(100)이 설치되고 나면, 풀백 케이블(100)로부터 개별 고객 접근 지점으로의 개별 섬유 유닛의 덕트 접근 및 분기는 신속하고 용이하며, 최소한의 공구, 훈련 및 설치 장비를 사용하여 이루어진다. 섬유에 접근하여, 여분의 섬유가 덕트 밖으로 뒤로 당겨진 다음, 전용 드롭 덕트를 통해 고객 부지로 분기된다. 가정/사업자 내측으로의 섬유 설치가 밀기 또는 당김에 의해 수행된다.

도 3(a)를 참조하면, 일정 길이의 풀백 케이블(100)이 스플라이싱 캐비넷과 같은 분배 지점(302)으로부터 연장되며 다수의 고객 부지(304)를 통과하는 경로에 걸쳐 설치된다. 단계(S0)에서, 풀백 케이블(100)이 원하는 경로를 따라 덕트 내로 당겨지거나 개방 트렌치 내에 설치된다. (다층 부지에서는 케이블이 수직 라이저 샤프트(riser shaft) 내에 고정될 수도 있다.) 스플라이싱 캐비넷 또는 기타 분배 지점(302)에서는 섬유가 제자리에 고정되며, 필요한 경우 한 번에 스플라이싱 처리되거나, 하나씩 필요해질 때까지 종단 처리되지 않은 상태로 남아 있을 수 있다.

그런 다음 도 3(b)를 참조하면, 고객 접근 지점(306)이 제공되는 중간 부지(304)에 대한 섬유 연결을 달성하는 것이 바람직하다고 가정한다. 단계(S1)에서, 절개 공구가 사용되어 압출 튜브(104)를 절개(도 2에 도시된 바와 같음)하여 도시된 바와 같이 개구(C1, C2)를 생성한다. 줄무늬 또는 기타 외부 표식(114)을 참조하여 강도 부재(112)를 피하도록 주의를 기울인다. 개구(C2)를 지나친 일 위치에 있는 개구(C1)에서 선택된 섬유(102a라고 함, 도 2에서와 동일)가 개방 튜브(104)의 내부에서 식별되며, 절단되어 그 단부가 자유로운 상태가 된다. 그런 다음, 개구(C2)에서, 선택된 섬유 유닛(102a)의 섹션이 308에 도시된 바와 같이 튜브(104)로부터 코일 형태로 인출된다. 코일(308)이 헐겁게 도시되어 있지만, 실제로는 팬(pan) 또는 릴(reel)에 안전하게 모아져 있을 것이라는 것이 이해될 것이다. 개구(C2)의 위치 및 인출 섹션의 길이는 인출 섹션이 고객 접근 지점(306)에 도달하기에 충분히 길도록 되어 있다.

그런 다음 도 3(c)의 단계(S2)를 참조하면, 단계(S2)로부터 고객 접근 지점(306)까지 분기 덕트(310)가 설치되며, 선택된 섬유 유닛(102a)의 인출 섹션이 표시된 바와 같은 고객 접근 지점(306)에서 드러날 때까지 덕트를 통해 공급된다. 짧은 거리의 경우 밀기가 적절한 설치 방법일 수도 있다. 다른 경우에는, 예를 들어, 분기 덕트(310)에 사전에 설치된 당김 라인을 사용하는 당김 방법이 사용될 수도 있다. 필요할 때만 분기 덕트(310)를 설치하는 것에 대한 대안으로서, 분기 덕트가 모든 고객 부지(304)에 미리 설치될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 각각의 개구(C1, C2)(자세히 도시되거나 설명되지 않음)에는 설치 후 환경에 대해 개구 및 분기 덕트 또는 덕트들의 노출 단부를 보호하기 위해 적절한 시일(seal) 및 개구를 구비한 인클로저(enclosure)가 제공된다. 하나보다 많은 분기 덕트가 전형적인 인클로저에 수용될 수 있다. 인클로저가 종래의 스플라이싱 인클로저와 동일할 수도 있지만, 풀백 케이블(100)을 사용하면 분기 위치에서 광섬유의 절개 및 스플라이싱을 수행할 필요 없이 분기가 이루어질 수 있다는 점에 유의할 수도 있다. 섬유 유닛(102a)은 분배 지점(302)으로부터 고객 접근 지점(306)까지 연속적이다.

강도 부재(112)가 압출 튜브(104)에 제공되며 섬유 유닛(102)에 별도의 강도 부재가 없기 때문에, 동일한 수의 섬유 유닛을 개별적인 케이블로서 수용하는 데 필요한 것과 비교하여 전체 디자인이 매우 소형일 수 있다. 압출 튜브의 직경 그리고 이에 따라 풀백 케이블 자체의 전체 직경이 15 mm 내지 20 mm 정도일 수도 있다. 예를 들어, 케이블 크기가 15/9로 지정될 수도 있는데, 이것은 9 mm의 내경과 조합된 15 mm의 외경을 의미한다. 튜브(104)의 보어가 약간 타원형이어서, 강도 부재(112)와 줄무늬(114)가 벽의 더 두꺼운 부분에 수용될 수 있다는 점에 유의한다.

이제 도 4를 참조하면, 공지의 풀백 케이블은 선택된 섬유 유닛이 제품의 인장 성능 한계를 초과하지 않고 제한된 길이의 섹션에서만 뒤로 당겨질 수 있다는 한계가 있다. 따라서, 공지의 풀백 케이블 내의 2개의 광섬유를 구비한 섬유 유닛(102)의 예에서, 1.5 kg(15 N)을 초과하는 당김 힘으로도 충분히 PBT 유닛 튜브(104)를 신장시켜 섬유 유닛(102)을 손상시킬 수 있다. 이로 인해 PBT 폴리머가 광섬유 상에서 "넥 다운(neck down)"되어, 분기부를 허용할 수 없는 광학 손실에 노출시킨다. 또한, 힘이 1.5 kg보다 더 커지면 유닛 튜브(104) 내부의 개별 섬유를 부러뜨리기 쉽다. 유닛 튜브(104)의 일 섹션을 인출하는 데 필요한 당김 힘의 정도는 섹션의 길이뿐만 아니라 다른 섬유 유닛 및 튜브(104)의 내부 벽에 대한 마찰에 크게 좌우된다. 실제로, 이러한 힘은 인출될 수 있는 유닛 튜브(104)의 길이를 최대 약 30 m 또는 50 m로 제한한다. 유사하게, 헐거운 튜브 설계를 갖는 섬유 유닛(102)은 특성상 분기 덕트(310)를 통해 긴 거리에 걸쳐 긴 길이가 밀어지거나, 당겨지거나, 취입되는 것을 허용하지 않는다. 더욱이, 이러한 제한된 거리조차도 대체로 직선의 경로에서만 획득될 수도 있다. 풀백 케이블(100)의 경로가 어떤 식으로든 구부러진 부분에 의해 구불구불해진다면 더 짧은 거리만 이용 가능할 수도 있다.

도 4(a)에 도시된 상황에서는, 풀백 케이블(100)의 경로와 광섬유 네트워크에 연결될 부지(304)에 있는 접근 지점 사이의 거리(d)가 최대 풀백 거리 및/또는 분기 덕트(310)를 통해 설치될 수 있는 최대 거리보다 크다. 이것이 공지의 제품의 일반적인 상황이다. 도 4(b)에 도시된 바와 같은 종래의 해결책은 인출 및/또는 분기부 설치를 다중 단계로 수행하는 것이다. 풀백 케이블(100)의 벽에 다중 개구(C1, C2, C3)가 제공된다. 유사하게, 분기 덕트(310)에 중간 개구(C4)가 제공된다. 이들 개구 및 필요한 경우 더 많은 중간 개구를 사용하여 선택된 섬유 유닛의 인출이 이하의 단계: 30 m의 길이를 인출하여 308에 도시된 제 1 코일에 모으는 단계(S1); 단계(S1)에서 이미 인출된 길이에 이어 30 m 정도의 다른 길이를 인출하여 308'에 도시된 더 큰 제 2 코일에 모으는 단계(S2)가 수행된다.

유사하게, 분기 덕트(310) 내로의 선택된 섬유 유닛의 재설치가 이하의 단계: 분기 덕트(310)의 제 1 섹션을 따라 개구(C3)로부터 선택된 섬유 유닛을 설치하고 이것을 개구(C4)를 통해 308"에 도시된 제 3 코일에 모으는 단계(S3); 308"에 도시된 코일로부터 분기 덕트(310)의 마지막 섹션을 통해 고객 접근 지점(306)으로 나머지 길이를 설치하는 단계(S4)가 수행된다. 작업에 필요한 노력과 공정에서의 섬유 및 섬유 유닛의 손상 위험이 두 배로 증가한다는 것을 알 수 있을 것이다. 더욱이, 200 m 또는 300 m의 고객 드롭이 일반적이며 500 m는 알려져 있지 않은 것을 고려할 때, 중간 개구 및 인출 단계의 수가 실제로 매우 커질 수 있다. 풀백 케이블 개념의 실용적이고 경제적인 이점이 줄어들고 결국에는 완전히 사라지는 것이다.

도 5는 (a) 본 발명의 일 실시예에 따른 수정된 풀백 케이블(500)의 단면도 및 (b) 단일 섬유 유닛(502)의 확대 상세도를 보여준다. 이 예에서 케이블(500)은 압출 폴리머 튜브(504)의 내부에서 서로 평행하게 연장되는 복수의 섬유 유닛(502)을 포함한다. 각각의 섬유 유닛(502)은 복수의 개별 광섬유(506)를 포함한다. 공지의 풀백 케이블(100)에서와 같이, 튜브(504)의 벽에 개구를 형성하고 개구를 통해 일정 길이의 선택된 섬유 유닛을 인출함으로써 선택된 섬유 유닛(502)에 대한 접근 및 방향 전환이 이루어질 수 있도록 섬유 유닛(502)이 서로에 대해 그리고 튜브(504)에 대해 자유롭게 미끄러진다. 공지의 풀백 케이블(100)과 유사하게, 수정된 풀백 케이블(500)은 압출 튜브(504)의 벽에 일체화된 강도 부재(512)를 포함한다. 이들 강도 부재는, 예를 들어, 유리 섬유 보강 플라스틱(줄여서 GFRP, FRP 또는 GRP) 로드이며, 튜브(504)의 원주 상의 정반대 위치에 위치한다. 강도 부재(512)의 형태 및 개수는 용도에 맞게 변할 수 있다. 원하는 경우 금속제 강도 부재가 통합될 수 있지만, 많은 용례에서 금속이 없는 구성이 유리한 것으로 간주될 것이다.

튜브 벽에 줄무늬 또는 기타 외부 표식(514)이 제공되어, 강도 부재(512)의 위치를 식별할 수 있다. 이것은 개구를 만들 때 강도 부재(512)를 피할 수 있게 한다. 도시된 예에서, 상이한 색상의 폴리머 줄무늬가 외부 표식(514)을 제공하기 위해 벽의 본체와 함께 공압출된다. 외부 표식(514)을 제공하는 다른 수단이 사용될 수 있다.

광섬유(506)는 마찬가지로 소위 1차 코팅된 광섬유이며, 여기에서 유리체(526)(전형적으로 코어 및 클래딩 층 또는 차등 인덱스 코어를 포함함)가 2개 또는 3개의 수지 층(528)으로 코팅되어 완충 작용을 제공하며 손상으로부터 표면을 보호한다. 유리 코어의 직경이 일반적으로 100 ㎛, 예를 들어, 125 ㎛ 정도이다. 1차 코팅된 광섬유(506)의 직경은 전형적으로 250 ㎛이다.

수정된 풀백 케이블(500)은, 개별 섬유 유닛(502)이 더 이상 섬유 및 겔을 포함하는 헐거운 PBT 튜브 형태가 아니라는 점에서, 공지의 케이블(100)과 상이하다. 도 5(b)의 확대 상세도에 도시된 바와 같이, 수정된 케이블의 각각의 섬유 유닛(502)은 고체 수지 재료(520)에 매립되어 외부 표면(522)을 갖는 코팅된 섬유 다발을 형성하는 2개 이상의 광섬유(506)를 포함한다. 수지(520)는, 특히, 방사선 경화 수지, 예를 들어, UV 경화 수지, 예를 들어, 아크릴레이트일 수도 있다. 적합한 수지를 쉽게 구할 수 있으며, 이러한 수지는 제 2 층의 전형적인 일차 코팅(528)과 유사하다.

선택된 수지가 비교적 높은 유리 전이 온도를 가지므로, 이 수지는 섬유(506)를 감싸 단일 구조로 잠금 고정함에 따라 고무질이 아니라 단단하다. 수지 재료(520)의 탄성 계수가 100 MPa보다 크며, 예를 들어, 300 MPa 내지 900 MPa의 범위이다. 설치 및 작동 목적으로, 수지 재료(520)는 개별 광섬유(506)가 다발로 잠금 고정되며 서로에 대해 및/또는 수지 재료(520)에 대해 이동하는 것이 실질적으로 방지되도록 하는 경도(계수) 및 인장 강도를 갖는다. 이 때문에, 이 코팅된 섬유 다발은 공지의 풀백 케이블(100)의 종래의 섬유 유닛(102)의 내부에 포함된 헐거운 개별 섬유와 매우 상이한 단일 구조 및 강성을 갖는다. 반면에, 수지 재료(520)가 종단 처리 및/또는 스플라이싱을 위해 개별 섬유(506)에 대한 접근이 필요할 때에도 섬유(506)로부터 끊어질 수 없을 정도로 단단하고 강한 것은 아니다.

코팅된 섬유 다발은 차례로 압출 폴리머 외피(524)로 둘러싸인다. 이러한 유형의 섬유 유닛(502)은 공개 국제 특허 출원 WO2004015475A2에 개시된 유형의 케이블 조립체와 많은 면에서 유사한 구조를 갖는다. 이러한 섬유 유닛은 지난 수년 동안 공기 또는 기타 압축 유체를 이용한 취입에 의한 설치용으로 설계되어 사용되어 왔다. 이러한 유형의 섬유 유닛은 호환 가능한 저마찰 라이닝을 구비한 마이크로덕트에서 수백 미터, 심지어 수천 미터 취입되는 것으로 알려져 있다. 그러나, 거리 및 관련 경로에 따라, 섬유 유닛이 또한 당김 및/또는 밀기에 의해 설치될 수 있다. 외피(524)가 풀백 케이블의 제조에 앞서 발생하는 섬유 유닛의 제조 동안 광섬유 다발 상으로 압출된다. 취입을 위한 공지의 섬유 유닛의 외피는 마찰 저감용 첨가제 및 선택적으로 정전기 방지용 첨가제, 색상 등을 갖는 HDPE로 형성된다. 외피(524)는 다발을 보호하며 튜브(504)를 통한 다발의 미끄러짐을 용이하게 한다. 압출 공정의 적절한 제어 및 재료의 선택에 의해, 압출 외피(524)가 코팅된 섬유 다발에 결합되는 것이 방지될 수 있다. 이것은 개별 섬유에 접근하기 위해 섬유 유닛을 벗겨낼 때 외피가 수지 재료의 외부 표면(522) 위에서 미끄러짐으로써 외피가 링 형상으로 절개되어 제거되는 것을 허용한다. 원하는 경우, 압출 외피(524)의 내부 둘레가 표면(522)의 외부 둘레보다 길게 형성될 수 있으므로, 외피가 다발에 대해 항상 자유롭게 미끄러지지만, 이것이 필수적인 것은 아니다.

그러나, 공지의 취입식 섬유 유닛과는 대조적으로, 도 5의 수정된 풀백 케이블의 각각의 섬유 유닛의 압출 외피(524)는 HDPE가 아닌 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 폴리머를 기반으로 한다. PBT 외피가 위에서 언급한 쉽게 찢어지는 PVC 외피보다 우발적인 찢어짐에 대해 더 견고할 수도 있다. 수지 내에 섬유를 잠금 고정시키면 (수지에 잠금 고정될 때 동일한 장력을 받는다는 가정 하에) 개별 섬유에 불균등하게 떨어지는 인장 변형율이 또한 방지된다. PBT 재료가 종래의 헐거운 튜브에 사용되는 재료와 유사할 수도 있지만, 또한 마찰을 줄이고 다른 특성을 변경하기 위해 첨가제로 보강될 수도 있다.

섬유 유닛의 외피를 벗겨내는 작용이 공지의 취입식 섬유 유닛에서와 동일한 미끄러짐에 의해 이루어질 수도 있다. 그러나, 본 발명의 일부 실시예에서는, PBT 외피가 수지 다발 상에 단단히 끼워진다. 이 경우, 자유로운 미끄러짐이 없으며, 종방향 절개 및 박리(peeling) 기술이 필요한 길이의 외피를 제거하기 위해 채용될 수도 있다.

코팅된 섬유 다발 및 섬유 유닛 전체의 치수는 물론, 그 내부에 포함된 광섬유의 수에 따라 달라진다. 도 5(b)의 섬유 유닛(502)의 구성 요소가 실제 크기 비율로 도시되어 있는 것은 아니다. 도시된 바와 같은 2-섬유 유닛의 경우, 코팅된 섬유 다발의 외경이 700 ㎛ 내지 900 ㎛(0.7 mm 내지 0.9 mm)의 범위에 있을 수도 있다. 압출 외피(524)의 두께가 100 ㎛ 내지 300 ㎛의 범위, 예를 들어, 대략 200 ㎛일 수도 있다. 따라서, 섬유 유닛 전체의 직경이 대략 1 mm, 예를 들어, 1.1 mm 또는 1.2 mm일 수도 있다. 각각의 유닛 튜브 내부의 광섬유의 수가 WO2004015475A2에 예시된 바와 같이, 예를 들어, 2개 내지 12개까지 다양할 수도 있다. 12개의 섬유를 포함하는 섬유 유닛의 외경은, 예를 들어, 1.6 mm 또는 1.8 mm일 수도 있다. 도시된 예에서는 모든 섬유 유닛이 2개의 광섬유를 포함하지만, 다른 예의 제품의 일부 또는 모든 섬유 유닛이 4개의 섬유 또는 상이한 수의 섬유를 포함할 수도 있다. 공지의 풀백 케이블(100)에서와 같이, 풀백 케이블 내의 섬유 유닛의 수 및 이에 따라 광섬유의 총 수는 다양할 수도 있으며, 전형적인 섬유 유닛의 수는 12개, 24개 또는 48개이다. 물론 상이한 수 및/또는 더 높은 수도 가능하다. 각각의 섬유 유닛 내부의 섬유의 수는 적용 유연성을 제공하기 위해 케이블 간에, 심지어 동일한 케이블 내부의 섬유 유닛 간에도 다를 수도 있다. 단지 일 예로서, 10개의 4-섬유 유닛과 2개의 12-섬유 유닛을 유지하는 풀백 케이블이 형성될 수 있다.

본 발명자들은 취입식 설치용으로 구성된 섬유 유닛이 풀백 케이블로부터 당김에 의해 인출하기에 매력적인 특정한 특성을 갖고 있다는 것을 인식했다. 예를 들어, 공기 취입식 섬유 유닛의 HDPE 압출 외피의 마찰 계수가 현재 사용되는 PBT 유닛 튜브(102)의 마찰 계수와 비교하여 양호하다. 유사하게, 인출 길이가, 짧은 거리와 중간 거리에서 밀어내거나 당김으로써 또는 더 긴 거리에 걸쳐 취입되든지 간에, 분기 덕트에 용이하게 설치될 것으로 예상될 수도 있다. 본 발명자들은 불행하게도 단순히 공지의 풀백 케이블(100)의 섬유 유닛(102)을 이러한 섬유 유닛으로 대체하는 것은 실행 불가능하다는 것을 또한 인식하였다. 그 이유는 섬유 유닛(102)이 압출 튜브(104)의 압출 과정에서 살아남아야 하며, 손상 없이 완제품 내에서 자유롭게 미끄러지는 상태로 남아 있어야 하기 때문이다. 도 5(b)에 상세히 개략적으로 도시된 바와 같이, 섬유 유닛의 압출 외피(524)가 압출 튜브(504)의 라이닝(510)과 접촉할 수 있다. 압출 튜브(104/504)가 폴리머 재료의 고온 용융 및 압출에 의해 헐거운 섬유 유닛(102/502) 다발의 주위에 형성되기 때문에, 종래의 압출 튜브(104)의 폴리에틸렌 라이닝(110)이 용융되어 압출되는 공정 동안 하나 이상의 섬유 유닛(502)의 폴리에틸렌 외피(524)와 융착되기 쉬울 것이다. 이러한 융착이 제품을 따라 모든 지점에서 발생하지는 않을 수도 있다. 그러나, 융착이 수백, 수천 미터 길이의 생산 가동 라인 내부의 일부 지점에서라도 발생한다면, 풀백 케이블이 의도한 목적으로 사용할 수 없게 될 것이다.

공지의 취입식 섬유 유닛의 구조를 채택하지만 PBT 기반 외피 재료를 선택함으로써, 수정된 풀백 케이블(500)이 이러한 융합 위험 없이 그리고 압출 튜브(504)의 재료를 변경하지 않고 제조될 수 있다. 도입부에서 언급한 바와 같이, PBT는 화학적으로 PE와 상이하며, 용융/처리 온도가 전형적으로 40℃ 내지 50℃ 더 높다. 따라서, 수정된 케이블(500)에서는 풀백 케이블(500)의 압출 폴리머 튜브(504)의 적어도 라이닝이, 시판되는 풀백 케이블에서와 동일하게, 선택적으로 마찰 저감용 첨가제와 함께 HDPE를 사용하여 형성될 수 있다.

도 5(a)에 도시된 바와 같이, 수정된 풀백 케이블(500)의 압출 튜브(504)가 마찰 저감용 첨가제(슬립제) 및 정전기 방지용 첨가제와 혼합된 폴리에틸렌의 얇은 라이닝(510)을 포함한 2개의 층으로 형성된다. 이 얇은 라이닝(510)은 압출 튜브(504)의 본체와 공압출에 의해 형성된다. 다시 말해, 압출 튜브가 관형 본체 내부에서의 라이닝 재료의 공압출을 포함하므로, 본체가 라이닝과 상이한 조성일 수 있다. 라이닝의 두께는 20 ㎛ 초과 300 ㎛ 미만, 예를 들어, 200 ㎛ 미만일 수도 있다. 예를 들어, 50 ㎛ 내지 150 ㎛의 두께 범위가 예상될 수도 있다. 두께는 신뢰할 수 있게 형성되기에 충분할 만큼 커야 하지만, 더 두꺼울 필요는 없다.

케이블이 실외 용도인지 실내 용도인지에 따라 압출 튜브(504)의 폴리머가 달라질 수도 있다. 실외 용도의 일 예에서, 폴리에틸렌, 예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 또는 중밀도 폴리에틸렌(MDPE)이 선택될 수도 있다. 실내 용도(빌딩 내부)로, 폴리에틸렌 튜브 몸체가 내염성 제로 할로겐 폴리머로 대체될 수도 있다. 실내용으로 시판되는 등급의 폴리머는 카시코(Casico) Fr6083(보리알리스 그룹(Borealis Group) 제품), 에코(Eccoh) 5995(폴리원 코포레이션(PolyOne Corporation) 제품), 메골론(Megolon®) HF8110, 및 메골론(Megolon®) S300(멕시캠 스페셜리티 컴파운즈(Mexichem Specialty Compounds) 제품)을 포함한다.

수정된 풀백 케이블의 대안의 실시예에서는, 압출 튜브의 라이닝이 단순히 본체의 내부 표면일 수도 있다.

제품의 제조 방법 및 일반적인 구조는 위에서 설명되고 예시된 공지의 풀백 케이블(100)의 제조 방법으로부터 쉽게 개작된다. 간단히 말해서, 풀백 케이블(500)의 제조를 위해, 압출 PBT 기반 외피(524)를 갖는 적절한 수의 섬유 유닛(502)이 함께 다발로 묶여 라이닝(510)이 있는 압출 튜브(504)를 형성하는 압출 다이를 통과한다.

도 6에는 본 발명에 따른 제조 방법의 일 실시예에서 풀백 케이블(500)을 제조하는 데 사용되는 장치(600) 및 처리 단계가 개략적으로 도시되어 있다.

풀백 케이블(500)을 제조하기 전에, 각각 적절한 수의 1차 코팅 광섬유(506)를 포함하는 원하는 수의 섬유 유닛(502)이, 압출 외피(524)용 PBT 기반 재료의 사용에 의해 수정된, WO2004015475A2에 설명된 바와 같은 방법으로 제조된다. PBT 재료의 처리 조건(압출 온도, 압력 등)은, 공지의 취입식 섬유 유닛 상에서의 HDPE 외피 압출에 대한 온도 및 압력 설정과 다소 상이한, PBT의 헐거운 튜브 압출에서와 실질적으로 같을 것이다. 추가적으로, 아래에서 추가로 논의되는 바와 같이, 추가의 마찰 저감용 첨가제가 PBT 외피의 압출에 포함될 수도 있다. 풀백 케이블용의 상이한 섬유 유닛(502)은, 완성된 풀백 케이블에 개구가 형성될 때, 섬유 유닛이 개별적으로 식별될 수도 있도록 상이한 색상의 압출 외피(524)를 및/또는 기타 표식을 갖도록 형성된다. 각각의 섬유 유닛이 적절한 직경의 릴(reel) 또는 드럼(drum) 상에 코일 형상으로 수용되거나, 팬(pan) 내에 코일 형상으로 수용될 것이다. 페이오프 릴(payoff reel)을 사용하면 지정된 배면 장력(back-tension)으로 케이블을 공급할 수 있다.

48개의 섬유 유닛을 구비한 예시적인 풀백 케이블(500)에 대해, 각각 12개의 개별 섬유 유닛(502)을 공정으로 전달하는 4개의 페이오프 뱅크(bank)(602)가 제공된다. 페이오프 뱅크(602)는 적절하게 제어된 배면 장력, 예를 들어, 수백 그램의 힘으로 각각의 섬유 유닛을 전달한다. 개별 섬유 유닛이 가이드 플레이트(604)로 모아진다. 가이트 플레이트는 여기서 1차원 단면으로 도시되어 있지만, 섬유 유닛(502)을 압출 헤드(606)로 제공하기 위해 원하는 2차원 어레이로 안내하도록 설계된다. 실제로는 가이드 플레이트가 연속적으로 제공될 수도 있지만, 하나만 도시되어 있다. 또한 강도 부재(512)용 페이오프(608)가 도시되어 있다. 예시된 바와 같이, 이러한 강도 부재도 가이드 플레이트(604)의 전용 개구를 통과하지만, 실제로는 강도 부재에 전용 가이드가 제공될 수도 있다. 강도 부재와 주변 폴리머 사이의 우수한 기계적 응집을 보장하기 위해, 강도 부재가 공급될 때 열 활성 접착제 코팅이 강도 부재 상에 제공될 수도 있다.

도 6의 우측 상단 부분에 점선 타원형으로 도시된 압출 다이(610)의 개략적인 확대 단면과 함께, 압출 헤드(606)가 도 6의 중앙에 단지 블록으로서 도시되어 있다. 압출 다이(610)를 포함하는 압출 헤드(606)에 고온 용융 재료가 공급되어 압출 튜브(504)의 구성 요소를 형성한다. 본체 압출기(622)기 압출 튜브(504)의 본체용 재료를 전달한다. 실외 용도로 사용되는 제품의 경우, 폴리머 재료는 전술한 바와 같이 주로, 공지의 방식으로 본체 압출기(622)에 의해 열과 압력에 의해 압축된 MDPE일 수도 있다. 이 MDPE 재료에 대한 처리 온도가, 예를 들어, 165℃ 내지 175℃의 범위일 수도 있으며, 압출 압력이 130 bar 내지 160 bar의 범위, 예를 들어, 140 bar 내지 155 bar의 범위일 수도 있다. 실내 용도의 제품의 경우 또는 상이한 벽 특성이 필요한 어느 경우에나, 처리 온도 및 압력을 적절하게 조정하여 상이한 재료가 사용될 수도 있다.

라이너 압출기(624)가 라이너의 폴리머, 예를 들어, HDPE를 마찰 저감용 첨가제 및 정전기 방지용 첨가제로 처리하여, 이것을 고압에서 압출 헤드(606)로 전달하여 압출 튜브(504)의 라이닝(510)을 형성한다. 라이너 재료의 환형 개구가 더 좁고 라이너의 압출 속도를 본체의 속도와 일치시키기 위해 더 높은 압력이 필요하기 때문에 라이너 압출기의 압력이 더 높을 수도 있다. 라이너와 본체에 매우 상이한 재료가 사용되는 경우, 압출 헤드 내부에서 또는 접촉할 때 각각의 재료가 서로 과열되지 않도록 처리 온도가 선택된다. 줄무늬 압출기(626)가 유사한 조성의 폴리머를 본체 압출기로 전달하지만, 상이한 색상을 갖는 폴리머를 압출 헤드(606)로 전달하여 압출 튜브(504)의 외부 표식(514)을 형성한다.

압출 다이(610)의 상세부에 예시된 바와 같이, 48개의 섬유 유닛(502)은 압출 다이(610)의 중앙 개구(632)를 통해 다발로서 함께 인발되는 한편, 폴리머 튜브(504)가 다발 주위에서 다이의 환형 채널을 통해 압출된다. 전용 공구(634)에 의해 GRP 강도 부재(512)가 압출 다이(610)로 전달되어 압출 튜브 벽의 본체를 형성할 용융 폴리머에 의해 둘러싸이게 된다. 본체 압출기(622)로부터의 용융되고 가압된 본체 폴리머가 채널(642)을 통해 압출 다이에 들어간다. 라이너 압출기(624)로부터의 용융되고 가압된 라이닝 폴리머가 채널(644)을 통해 압출 다이에 들어간다. 줄무늬 압출기(626)로부터의 용융되고 가압된 표식 폴리머가 표식이 형성될 원주의 일부 위에서만 연장되는 채널(646)을 통해 압출 다이로 들어간다. 이러한 방식으로, 튜브(504)의 라이닝 및 본체가 섬유 유닛(502)의 다발 주위에서 압출되는 한편, 강도 부재(512) 및 외부 표식(514)이 튜브의 벽에 통합된다. 언급한 바와 같이, 강도 부재(512) 상에 접착제 코팅이 제공되어 강도 부재가 튜브 벽과 구조적으로 통합되는 것을 보장할 수도 있다. 강도 부재가 공급될 때 건조한 고체 상태의 코팅인 이 접착제는 용융된 본체 재료의 열에 의해 활성화된다.

압출 헤드(606)의 하류에는 일련의 냉각 탱크(650, 652)가 제공되며, 이어서 인쇄 스테이션(654)이 제공된다. 캐터필러(caterpillar) 또는 유사한 설계의 트랙터 유닛(656)이 장력을 인가하여 케이블(500)의 모든 요소를 페이오프 뱅크(602)로부터 압출 헤드를 통해 권취 유닛(656) 상으로 인발한다. 이러한 방식으로, 장치가 압출 다이를 통해 압출 튜브(504) 및 섬유 유닛 다발을 인발하는 한편, 예시된 모든 유닛의 공정 매개 변수는 폴리머 튜브를 인발 및 냉각하여 섬유 유닛이 압출 튜브(504)의 내부에 헐겁게 유지되는 방식으로 완성되도록 하는 내부 치수와 외부 치수를 포함한다.

냉각 탱크 및 제어 시스템의 세부 사항은 일반적으로 케이블 생산, 특히 다양한 제조업체로부터 이미 시판되는 풀백 케이블(100)의 생산에 사용되는 것과 같은 공지의 케이블 생산 장치로부터 채택될 수 있다. 튜브의 벽에 개구를 형성하고 상기 개구를 통해 일정 길이의 선택된 섬유 유닛을 인출함으로써 상기 선택된 섬유 유닛에 대한 접근 및 방향 전환이 신뢰성 있게 이루어질 수 있는 형태로 풀백 케이블(500)을 제조하는 것이 요구된다.

예시적인 장치에서, 제 1 냉각 탱크(650)는, 예를 들어, 5 m 내지 10 m 길이의 진공 탱크이다. 압출 튜브(504)의 외부에 (부분적인) 진공을 인가하면 튜브가 그 형태를 유지하고 섬유 유닛 다발(502) 상으로 붕괴되는 것을 방지하는 데 도움이 된다. 제 2 냉각 탱크(652)는, 예를 들어, 길이가 15 m 이상인 물 분무 냉각을 사용하는 더 긴 탱크일 수도 있다.

도 7은 본 발명의 풀백 케이블(500)과 같은 케이블의 "인장 성능" 측정을 예시한다. "인장 성능(tensile performance)"이라는 용어는 일반적으로, 설치 중에 제품에 가해지는 당김 힘과 변형(응력 및 변형율)을 나타내는 데 사용된다. 최소 굽힘 반경, 파쇄 저항 등과 같은 기타 기계적 매개 변수도 임의의 시판 제품에 대해 지정되어 있다. 설치 후 힘에 장기간 노출되는 것과 관련하여 다른 매개 변수가 정의될 수도 있다. 전형적으로, 이러한 매개 변수는 섬유를 통해 측정되는 광학 성능에 대한 최대 허용 가능한 영향의 관점에서 저항해 내야 하는 힘을 정의한다.

위에서 언급한 바와 같이, 공지의 풀백 케이블의 주요 제한 사항은 섬유 유닛의 인장 성능 한계를 초과하지 않고 충분한 길이의 선택된 섬유 유닛을 인출하는 데 어려움이 있다는 것이다. 인출에 필요한 힘을 측정하기 위해, 도 7(a)에 개략적으로 예시된 바와 유사한 설정이 사용될 수도 있다. 어떤 디자인의 풀백 케이블(700)이든지 특정 경로를 따라 놓인다. 풀백 케이블의 경우, 지면을 가로질러 계획되는 비교적 직선의 경로가 지정될 수도 있으며, 길이가 수백 미터일 수도 있으며, 어떤 경우든 최대 예상 인출 길이보다 길 수도 있다. 풀백 케이블은 위의 예에서 설명된 바와 같이 압출 튜브(704)의 내부에 헐겁게 배열된 섬유 유닛(702)을 포함한다. 개구(710)를 절단함으로써, 선택된 섬유 유닛(702)에 인출을 위해 접근할 수도 있다. 선택된 섬유 유닛은 일 단부만 절단되어 당겨질 수도 있으며, 또는 절단 없이 루프 형상으로 당겨질 수도 있다. 인출될 섹션의 시작부가 장력 측정 기기(720)의 매체를 통해 당겨진다. 가장 단순한 형태에서는, 기기(720)가 판매용 수하물 또는 상품의 무게를 측정하는 데 사용되는 유형의 간단한 스프링 저울일 수도 있으며, 또는 디지털 인장 게이지일 수도 있다. 킬로그램 단위의 중량 판독값이 뉴턴(N) 단위로 측정된 인장력의 프록시(proxy)로서 사용될 수 있다. 알려진 바와 같이 각각의 킬로그램은 대략 10 N 또는 더 정확하게는 9.81 N을 나타낸다. 대안으로서 또는 추가적으로, 기기를 뉴턴 단위로 직접 보정할 수도 있다. 선택된 섬유 유닛 상에서 광학 성능을 직접 측정하는 대신, 인출 중에 및/또는 인출후에 이러한 유형의 섬유 유닛에 대한 인장 성능 사양이 미리 설정될 것이다. 이것은, 예를 들어, 표시된 바와 같은 기기(720) 상의 특정 판독값에 해당하는 최대 인장력(Fmax)을 포함할 것이다. 때때로 "내변형률(proof strain)"이라는 용어로 언급되는 주어진 제품에 대해 허용되는 최대 힘은 임의의 외피/유닛 튜브의 특성과 내부의 개별 섬유의 특성을 포함한 제품의 구성에 따라 달라진다.

실용적인 목적으로 인장 성능 사양을 초과하지 않고 합리적인 속도로 인출이 가능하여야 한다. 예를 들어, 1 m/s 또는 1.4 m/s와 같은 걷기 속도가 선도에 속도(v)로 표시된 바와 같이 지정될 수도 있다. 당김 장치로서 자동화되고 보정된 캐리지(carriage)를 사용하여 시험이 수행되는지 또는 단순히 인간 작업자가 걷는 방식으로 당기는 것이 충분히 정확한지는 선택의 문제이다. 정확성을 위해 시험이 복수회 반복되어, 주어진 성능이 현장에서 신뢰할 수 있게 달성될 수 있는 것이 보장된다. 이러한 맥락에서 "신뢰할 수 있게"라는 용어는 풀백 케이블의 24개, 28개, 96개 또는 임의의 개수의 섬유 유닛 중 어느 하나 및 전부가 지정된 힘을 초과하지 않고 선택 및 인출될 수 있다는 것을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다.

도 7(b)는 아래에서 추가로 논의되는 제 1 예 및 제 2 예에 따라, 도 5 및 도 6을 참조하여 전술한 풀백 케이블(500)의 프로토타입에 대해 수행된 실제 시험 결과를 개략적으로 예시한다. 인장 성능 매개 변수로서의 최대 힘이 구성 요소의 구성 및 특성을 기반으로 제품에 대해 정의된다. 수정된 풀백 케이블(500) 내부의 개별 섬유가 수지 재료에 의해 매트릭스 내에 함께 잠금 고정되어 있다는 것을 염두에 두고, 섬유 유닛의 인장 성능 매개 변수가 적어도 특정 섬유 단위의 섬유 수를 곱한 개별 섬유의 인장 성능만큼 크다고 가정하는 것이 합리적이다. 예를 들어, 섬유 유닛을 인출하기 위한 인장 성능이 섬유 수를 곱한 개별 섬유의 인장 성능의 특정 백분율을 초과하지 않도록 지정하기 위해 안전 여유(safety margin)가 내재될 수도 있다.

이에 따라, 개별 광섬유의 인장 성능이, 예를 들어, 10 N의 힘(약 1 kg 중량)으로서 지정되며 50% 안전 여유가 적용되는 경우, 2개, 4개, 6개, 8개 또는 12개의 섬유를 포함하는 섬유 유닛의 인장 성능(Fmax)이 각각 10 N, 20 N, 30 N, 40 N, 또는 60 N으로 간단히 지정될 수 있다.

케이블의 인장 성능을 측정하는 데 사용될 수도 있는 또 다른 힘의 단위는 문제의 케이블 제품의 1 km 길이의 중량인 "W" 단위이다. 섬유 유닛이 본 개시에 사용된 유형의 2-섬유 또는 4-섬유 유닛에 대해 전형적일 수도 있는 1.0 g/m의 질량을 갖는다고 가정한다. 이것은 1 kg/km에 해당하며, 힘 W=9.81 N을 제공한다. 중량이 2 g/m(즉, 2 kg/km)인 12-섬유 유닛에 대한 매개 변수(W)는 힘 W=19.6 N 등을 나타낸다. 이 때문에, 매개 변수(W)는 상이한 제품에 자동으로 맞춰지는 "1W" 또는 "W/3"과 같은 인장력 표현을 획득하는 데 사용될 수 있다. 그런 다음 인장 성능(Fmax)이 W 또는 3W/4 등과 같이 주어진 섬유 유닛에 대한 매개 변수(W)의 배수 또는 분수로 표현될 수 있다.

풀백 케이블 예 및 시험 결과

PBT 외피의 조성에 따라 다양한 실시예가 개시된다. 압출 외피가 헐거운 튜브 광섬유 용례용으로 설계된 시판 PBT 재료를 포함할 수도 있다. 압출 외피가 BASF Ultradur® 6550 등급과 같은 시판 PBT 재료를 포함할 수도 있다. 본원에 설명된 샘플을 특히 BASF Ultradur® B 6550 LN을 사용하여 만들었다. 다른 등급의 PBT를 적절하게 개조하여 사용할 수도 있다. 선호 등급은 처리, 완제품 성능 및 비용에 대한 바람직한 특성을 조합한 것일 것이다. 특정 등급이 더 얇은 외피 또는 더 용이한 처리를 허용할 수도 있긴 하지만, 비용이 더 많이 들 수도 있다. 예를 들어, BASF Ultradur® B6550LNX는 광섬유 케이블 용례의 마이크로튜브용 고점도 압출 등급으로서, 잠재적으로 더 얇은 외피를 제공한다. PBT는 물론, BASF 이외의 제조업체에서도 시판되고 있다.

풀백 케이블(500)의 제 1 비교예에서는, 섬유 유닛의 외피(524)가, 추가의 마찰 저감용 첨가제 없이, BASF Ultradur® B 6550 LN을 사용하여 형성된다. 30개의 4-섬유 유닛을 압출 튜브 내부에 포함시켰다. 도 7의 방법에 의한 풀백 시험이 표 1에 도시된 결과로 수행되어 왔다. 250 m에서 시작하여 선택한 무작위 섬유 유닛(702a)에 창 절개부(710)를 형성하였다. 섬유를 디지털 인장 게이지에 부착하고 풀백(pullback)을 시도하였다. 최대 인장 하중과 풀백 속도를 기록하였다. 약 20 N(2 kg 중량)의 최대 힘을 인장 성능 매개 변수(Fmax)(내변형률의 50%에 해당)로 설정하였다. 이 시나리오를 섬유 유닛이 최대 인장 하중(Fmax)을 초과하지 않고 당겨질 수 있을 때까지 25 m 단위로 반복하였다. 섬유 유닛의 섹션이 인출됨에 따라 마찰이 점진적으로 감소하여 마찰이 인출 시작 시에 가장 크다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 섬유 유닛을 무작위로 선택하면 길이 75 m 및 100 m의 섬유 유닛의 섹션이 최대 힘을 초과하지 않고 신뢰할 수 있게 인출될 수 있다는 것을 발견하였다(도면의 힘 판독 "OK"). 반면에, 125 m 이상의 길이를 인출하는 것은 더 천천히 진행하더라도 최대 힘을 초과하는 경향이 있다(힘 판독 "NOK").

[표 1] (풀백 시험, 제 1 비교예)

각각의 섬유 유닛(502)의 외피(524)가 폴리부틸렌 테레프탈레이트 PBT와 추가의 마찰 저감용 첨가제 및/또는 정전기 방지용 첨가제의 혼합물로 구성된 제 2 예를 만들었다. 이전과 마찬가지로, PBT 소재는 BASF Ultradur® B 6550 LN이었다. 이 PBT 재료는 헐거운 튜브 광섬유 용례용으로 설계된 것이며, 이미 일정량의 마찰 저감용 재료(제조업체 용어로 "윤활제")를 함유하고 있는 것으로 믿어진다. 위에서 언급한 바와 같이, 본 개시에 따른 일부 실시예는 추가의 마찰 저감용 첨가제로 형성된다. 추가의 마찰 저감용 첨가제는, 예를 들어, 폴리아크릴레이트 디메틸 실록산과 같은 폴리디메틸실록산 기반 첨가제와 같은 실록산과 같은 실리콘 기반 윤활제를 포함할 수도 있다. 제 2 예에서 사용된 폴리아크릴레이트 디메틸 실록산은 "폴리아미드(PA) 및 폴리옥시메틸렌(POM)과 같은 극성 엔지니어링 플라스틱용 마찰 개질제"로서 시판되는 다우 코닝(Dow Corning®) HMB-1103 마스터배치이다. 폴리아크릴레이트 디메틸 실록산의 양이 압출 외피의 재료의 1 중량% 내지 5 중량%, 예를 들어, 2 중량% 내지 3 중량%일 수도 있다. 포함될 양을 섬유 유닛의 압출 공정 설정 시험 중에 결정하였다. 첨가제의 양을 증가시켜도 성능 추가 없이 비용만 추가되거나 압출 공정 중에 과도한 용융물 유동을 야기하는 것이 발견될 때까지 백분율을 1%부터 시작하여 단계적으로 증가시킬 수 있다. 아래에서는 대안의 PDMS 기반 첨가제를 사용한 예가 설명된다.

도 7(a)의 풀백 시험을 표 2에 도시된 바와 같은 결과를 갖는 이 제 2 예에서 수행하였다. 이 예에서는 4-섬유 유닛과 12-섬유 유닛의 혼합물을 포함시켰다. 풀백 케이블 265 m를 시험 트랙 상에 직선으로 배치하였다. 265 m에서 시작하여 압출 튜브와 4-섬유(4fu) 또는 12-섬유(12fu)의 선택된 무작위 섬유 유닛에 창 절개부를 형성하였다. 섬유 유닛을 디지털 인장 게이지에 부착하고 풀백을 시도하였다. 최대 인장 하중과 풀백 속도를 기록하였다. 이전과 마찬가지로, 풀백이 요구 사항을 충족할 때까지 25 m 증분으로 시험을 반복하기 위한 의도였다. 선택된 최대 당김 힘은 섬유당 0.5 kg이므로, 4-섬유 유닛의 경우 2 kg이었다(내변형률의 50%에 해당).

표에서 볼 수 있는 바와 같이, 선택된 모든 섬유 유닛을 허용된 최대 힘을 초과하지 않고 265 m의 전체 길이에 걸쳐 케이블로부터 쉽게 당겼다. 더 짧은 증분으로 시험을 수행할 필요가 없었다.

[표 2](풀백 시험, 제 2 예)

이러한 결과를 요약하면, 수지 코어에 매립된 섬유 다발을 기반으로 하는 섬유 유닛이 PBT 재료를 외장으로 하는 수정된 변형 풀백 케이블의 경우, 선택된 섬유 유닛이 적어도 100 m 길이에 걸쳐 당겨질 수 있도록 한다는 것을 알 수 있다. 제 2 예에서는, 추가의 마찰 저감용 재료를 사용하여 섬유 유닛이 200 m를 초과하는, 실제로는 250 m를 초과하는 길이에 걸쳐 당겨질 수 있다.

대조적으로, 종래의 풀백 케이블(100)을 사용한 풀백 시험 결과가 도 7(c)에 개략적으로 도시되어 있다. 인장 성능 매개 변수(Fmax)가 종래의 풀백 케이블의 헐거운 튜브 섬유 유닛에서와 매우 상이할 수도 있으며, 전형적으로 더 낮을 수도 있다는 점에 유의한다. 이에 대해서는 몇 가지 이유가 있을 수 있다. 유닛 튜브(104)의 강도는 개별 섬유의 강도보다 더 중요할 수도 있는데, 그 이유는 섬유가 단일 매트릭스에 잠금 고정되지 않기 때문이다. 더욱이, 섬유가 단일 매트릭스에 함께 잠금 고정되지 않기 때문에, 유닛 튜브를 통해 섬유에 전달된 응력이, 개별 섬유 사이에 균등하게 분배되는 것이 아니라, 개별 섬유 상에 불균일하게 부과될 수도 있다. 또한, 헐거운 튜브 구성의 종래의 충전제 대신 비교적 단단한 수지 재료로 PBT 외피를 충전하면, 과도한 인장력을 받을 때 종래의 헐거운 튜브 섬유 유닛에서의 고장 모드인 PBT 외피의 "네킹 다운(necking down)"을 방지하는 것으로 예상할 수도 있다. 도 7(c)에 예시된 시험을 2개의 섬유로 구성된 섬유 유닛 상에서, 15 N의 지정된 최대 힘으로 PBT 유닛 튜브에 헐겁게 감싸여 있는 섬유 유닛당 수행하였다. 위에서 언급한 바와 같이, 이 값 위에서는 유닛 튜브의 바람직하지 않은 신장이 발생할 수도 있다. 수정된 풀백 케이블(500)과는 대조적으로, 50 m 이하의 선택된 유닛 튜브만 이 성능을 초과하지 않고 신뢰할 수 있게 인출될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 안전 한계를 30 m로 정의하였다.

이해할 수 있는 바와 같이, 각각의 고객 접근 지점으로부터 풀백 케이블 경로까지의 거리가 30 m 미만이 아닌 한, 수정된 풀백 케이블(500)을 사용하면, 훨씬 더 적은 수의 절개부 및 인출 단계로 동일한 부지를 연결할 수 있어, 결과적으로 전반적으로 상당히 더 빠르고 저렴한 설치가 초래되며, 지면에 지장을 덜 줄 수 있다. 이 때문에, 도 4의 예를 참조하면, 개구(C2, C4)가 불필요해지며, 개구(C1)도 불필요질 수도 있다. 별도의 인출 단계(S1, S2) 대신, 단일 인출 단계를 사용하여 개구(C3)로부터 필요한 길이의 섬유 유닛을 인출할 수 있다. 별도의 설치 단계(S3, S4) 대신에, 개구(C3)로부터 부지 접근 지점(306)까지 수정된 섬유 유닛(502)을 획득하는 데 단일 설치 단계만 필요하다. 당업자가 알고 있는 바와 같이, 광섬유 케이블이 당김 또는 밀기에 의해 설치될 수 있는 거리는 취입에 의해 획득될 수 있는 거리보다 훨씬 짧을 수도 있지만, 예를 들어, 건물 내부에서의 또는 거리로부터 건물까지의 짧은 드롭에는 적합할 수도 있다.

추가의 실험에서, PBT 외피가 있는 수정된 섬유 유닛이, 예를 들어, 30 m와 같은 상당한 거리에 걸쳐 밀어내어질 수 있는 것으로 나타났다. 추가의 마찰 저감용 첨가제를 사용한 제 2 예에서는 밀어내는 거리가 더욱 증가된다. 이 예에서는, 드롭 튜브 내 밀어내는 작업이 최대 50 m까지 수행될 수 있으며, 4-섬유 및 12-섬유 설계에서는 90 m 이상이 달성되었다. 드롭 튜브 내로의 당김은 최대 100 m까지 수행되었다. 이 거리는 종래의 PBT의 헐거운 튜브 섬유 유닛과 일치할 수 없는 거리이다. 아래에서 추가로 논의되는 바와 같이, PBT 외피를 갖는 섬유 유닛은 또한, 취입에 의한 설치에 적합할 수 있어, 잠재적으로 훨씬 더 긴 거리를 허용할 수 있다.

온도 순환(cycling) 하에서 섬유 유닛의 광학 성능은 시험에서 만족스러운 것 이상이다.

개별 섬유에 접근하기 위해 섬유 유닛으로부터 외피를 쉽게 벗겨낼 수 있는 것도 실용적인 제품의 중요한 특성이다. 시험에서 PBT+ 외피가 있는 섬유 유닛은 3 m 길이로 손상 없이 신속하게 벗겨졌다. PBT+ 외피는 공지의 취입식 섬유 유닛의 HDPE+ 외피보다 섬유 다발 상에서 더 강하며 및/또는 더 단단할 수도 있기 때문에, "미끄러짐" 방법과 상이한 스트리핑 방법이 선호될 수도 있다. 스트리핑이 외피의 길이를 따라 종방향으로 조심스럽게 절개를 수행하는 공구를 사용하여 수행될 수도 있다. 리플리 툴스(Ripley Tools)의 밀러(Miller) MSAT16 스트리퍼가 적합한 공구이다. 짧은 길이의 제품은 MSAT 16 스트리퍼를 사용하여 벗겨내었다. 시험에서는 샘플 제품에 대한 간단한 시험을 수행하여 다양한 설정을 확인하여 최적의 설정을 수립하였다. 최적의 설정을 찾으면 10 m x 3 m 크기로 샘플을 벗겨내고 아크릴레이트와 다발의 손상 여부를 확인하였다. 스트리퍼를 제품 위로 일직선으로 일정한 속도로 당기도록 주의를 기울였다.

수정된 풀백 케이블(500)을 사용하면 풀백 케이블 원리의 이점을 훨씬 더 광범위한 용례로 확장할 수 있다. 강도 부재(112)가 압출 튜브(104)에 제공되며 섬유 유닛(102)에 별도의 강도 부재가 없기 때문에, 동일한 수의 섬유 유닛을 개별 케이블로서 수용하는 데 필요한 것과 비교하여 전체 디자인이 매우 소형일 수 있다. 압출 튜브의 직경, 따라서, 풀백 케이블 자체의 전체 직경이 15 mm 내지 20 mm 정도일 수도 있다. 예를 들어, 케이블 크기가 "15/9"로 지정될 수도 있으며, 이것은 9 mm의 내경과 조합된 15 mm의 외경을 의미한다. 튜브(104)의 보어가 약간 타원형이어서, 강도 부재(112)와 줄무늬(14)가 벽의 더 두꺼운 부분에 수용될 수 있다는 점에 유의한다. 이러한 두꺼운 부분을 제외하면, 라이닝을 포함한 벽 두께가 3 mm임을 추론할 수 있다. 또 다른 예는 크기 16/10을 가질 수도 있으며, 이것은 10 mm의 내경과 조합된 16 mm의 외경을 의미한다. 다시, 두꺼운 부분으로부터 멀리 있는 벽 두께는 3 mm이다. 또 다른 예는 벽 두께가 2 mm인 크기 20/16을 가질 수도 있다.

도 8 및 도 9는 풀백 케이블의 섬유 유닛 및/또는 튜브 라이닝을 특성화하는 데 사용될 수도 있는 마찰 시험을 예시한다. 도 8은, (a)에 개략적으로 예시된, 대표적인 섬유 유닛(902)과 압출 튜브(904)의 라이닝(910) 사이의 마찰 계수(μ)를 측정하는 제 1 마찰 시험을 예시한다. 적용된 시험은 잘 알려진 "캡스턴(capstan)" 시험으로서, 세장형의 이동 요소(섬유 유닛(902))가 정지 요소인 라이닝(910)과 접촉하는 동안 0이 아닌 적당한 속도로 특정 래핑(wrapping) 각도(θ) 주위로 당겨진다. 이동 요소의 반대쪽 단부에서 반대 방향으로 인가되는 알려진 장력(T₂)과 반대되는, 당김 방향으로 인가되는 장력(T₁)이 측정된다. 이것은 도면의 (b)에 개략적으로 도시되어 있다. 장력(T₂)이 간단한 현수 중량에 의해 인가되는 고정 장력일 수도 있는 반면, 장력(T₁)은 적합한 기기에 의해 측정된다. 이러한 예시에서 각도(θ)는 90°이지만, 180°보다 크거나 360°보다 큰 각도를 포함하는 각도가 또한 사용될 수 있다.

캡스턴 시험의 수학적 모델에 따라 힘(T₁, T₂)의 비율이 수식 1에 따라 랩 각도(θ)와 마찰 계수(μ)에 의해 결정된다.

수식 1

따라서, T₁, T₂ 와 θ가 실험을 통해 알려지면, 마찰 계수(μ)가 수식 2를 사용하여 섬유 유닛과 튜브 라이닝의 주어진 조합에 대해 결정될 수 있다.

수식 2

도 9는 유사하지만, 섬유 유닛과 튜브 라이닝 사이가 아닌 동일한 유형의 섬유 유닛 사이의 마찰을 측정하도록 개작된 시험을 예시한다. 설정은 도면의 (a)에 단면도로 그리고 (b)에 개략적인 측면 상세도로 도시되어 있다. 이 제 2 마찰 시험을 위해, 동일한 유형의 다수의 고정 섬유 유닛이 튜브 라이닝과 이동하는 섬유 유닛 사이에 정지 상태로 유지된다. 이동하는 섬유 유닛이 902a로 표시되며 고정 섬유 유닛이 902b, 902c로 표시된다. 결과적으로, 이동 섬유 유닛이 튜브 라이닝(910) 위가 아니라 다른 유사한 섬유 유닛의 외피 위에서 미끄러진다.

설정에 따라 수정된 수식을 사용하는 것으로 간주될 수도 있다. 예를 들어, 간단한 캡스턴 모델에 대한 위의 수식이, 이동 요소가 이동 요소 사이의 각도(α)를 갖는 2개의 고정 측면 사이에 안착되는, "V-벨트" 모델로 수정될 수 있는 것으로 알려져 있다. 이 각도(α)는 수정된 수식에서 고려되는 추가의 매개 변수가 된다.

수식 3

도 9(a)에 예시된 상황은 각도(α)가 대략 120°이고 수식 3이 적용된 V-벨트에 비유할 수 있다. 그러나, 실용적인 목적으로, 동일한 간단한 캡스턴 수식인 수식 1과 수식 2를 사용하여 두 가지 유형의 시험 모두에 대한 마찰 계수를 결정하는 것이 더 편리한 것으로 나타났다. 많은 경우에 절대값보다는 샘플의 상대적 특성에 관심이 있다.

표 3은 전술한 바와 같은 공지의 풀백 케이블(100) 및 새로운 풀백 케이블(500)을 포함하는 다수의 샘플에 대한 시험 결과를 나타낸다. 통계적 평균을 얻기 위해 각각 4개 또는 5개의 상이한 샘플을 사용하는 6개의 시험이 수행된다. 시험 A는 마찰 방지 및 정전기 방지용 첨가제(표에서 "HDPE+"로 표시됨)와 혼합된 HDPE를 포함하는 라이너로 라이닝된 덕트 내부에서 PBT 유닛 튜브에 헐겁게 포함된 2개의 섬유(2fu)를 갖는 공지의 풀백 케이블(100)에 해당한다. 제 1 유형의 마찰 시험(도 8)이 섬유 유닛과 튜브 사이의 마찰을 측정하기 위해 적용된다. 시험 B는 동일하지만, 공지의 취입식 섬유 유닛인 리브형 HDPE+ 외피를 갖는 2-섬유 유닛을 사용한다. 시험 C는 시험 B와 동일하지만, 첨가제("PP"로 지정됨)가 있는 폴리프로필렌의 리브형 외피를 구비한 2-섬유 유닛을 사용한다. 마지막으로, 시험 D는 섬유 유닛이 추가의 마찰 저감용 재료를 갖는 PBT 외피를 구비한 본 개시의 수정된 풀백 케이블(500)의 일 예에 대해 제1 유형의 마찰 시험을 수행한다.

표 3의 시험 A 내지 시험 D의 결과를 비교하면, 공지의 풀백 케이블에서의 PBT 섬유 유닛과 튜브 라이닝(시험 A, μ=0.248) 사이의 평균 마찰 계수가 다른 샘플 중 어느 것보다 훨씬 더 크다는 것을 알 수 있다. 리브형 외피가 있는 HDPE+ 취입식 섬유 유닛을 사용하는 경우, 마찰 계수는 훨씬 낮지만(시험 B, μ=0.125), 제조 시에 융착 문제가 예상된다. 리브형 PP+ 외피가 있는 취입식 섬유 유닛을 사용하는 경우(시험 C), 마찰 계수가, 상당히 차이가 나게, 시험 A와 시험 B의 사이에 있다. 반면에, 본 개시에 따라 추가의 마찰 저감용 재료를 갖는 PBT 외피를 사용하는 경우, 다수의 샘플에 대해 측정된 평균 마찰 계수(μ)가 다른 어떤 예에서보다 낮아(시험 D, μ=0.115), 0.2 미만이며, 실제로는 0.15 미만이다.

[표 3] 풀백 케이블의 마찰 계수

도 9에 예시된 제 2 유형의 시험으로 이동하면 이하의 비교 결과가 또한 표 3에 도시되어 있다. 시험 E는 종래의 PBT 유닛 튜브 구성을 갖는 섬유 유닛 사이의 마찰을 측정한다. 시험 F는 HDPE+ 외피를 구비한 공지의 취입식 섬유 유닛 사이의 마찰을 측정한다. 따라서, 시험 E는 공지의 유형의 풀백 케이블 중간으로부터 당겨지는 전형적인 섬유 유닛에 대한 마찰을 나타내는 반면, 시험 F는 HDPE+ 외피를 구비한 일 예에 따른 수정된 풀백 케이블 중간으로부터 당겨지는 전형적인 섬유 유닛에 대한 마찰을 나타내는 것으로 예상할 수도 있다.

표로부터 알 수 있는 바와 같이, HDPE+ 외피를 갖는 섬유 유닛 사이의 마찰 계수가 PBT 유닛 튜브를 갖는 공지의 케이블(100)에서보다 훨씬 낮다. 도 9의 방법과 수식 1로 측정한 마찰 계수(μ)=0.18은, 공지의 섬유 유닛의 마찰 계수가 약 0.3인 경우, 평균적으로 0.22 미만이며, 실제로 0.2 미만이다. 수지 코팅된 섬유 다발 및 PBT+ 외피를 갖는 섬유 유닛의 경우, 본 개시에서 제안된 바와 같이, 마찰력이 시험 F에서 볼 수 있는 바와 유사하거나 심지어 더 낮을 것으로 예상되며, 즉, 0.2 미만이며, 아마도 0.15 미만이다. 따라서, 이것은 실제 제품의 선택된 섬유 유닛의 주어진 길이를 인출하는 데 필요한 힘이 공지의 제품에서보다 상당히 더 낮을 것으로 예상될 수도 있다는 것을 확인해준다.

결론적으로, 시험 A와 시험 E는 공지의 제품을 나타내는 반면, 시험 D는 본 개시에 따라 제조된 제품을 나타낸다는 점을 염두에 두고, 본 개시는 공지의 풀백 케이블에서보다 낮은 마찰 계수를 갖는, 압출 튜브가 복수의 PBT-외피의 섬유 유닛 주위에서 압출하여 제조될 수 있는 풀백 케이블을 제공한다. 섬유가 단단한 수지 재료에 매립된 수정된 섬유 유닛의 우수한 강도와 조합하여, 손상 없이 회수할 수 있는 섬유 유닛의 길이가 도 7에서 볼 수 있는 바와 같이 크게 증가된다.

도 10은 부지 내부 뿐만 아니라 외부에서도 풀백 케이블이 사용될 수 있는 방법을 예시한다. 풀백 케이블의 특정 용도로서 다층 건물의 라이저가 있다. 예시된 바와 같이, 본 개시에 따른 수정된 풀백 케이블이 라이저 케이블(800)로서 사용된다. 부지 접근 지점(806)을 분배 지점(802)에 연결하기 위해 마이크로덕트(810)를 통해 개별 섬유 유닛의 분기가 제공된다. 마이크로덕트는 필요할 때 필요한 바와 같이 설치될 수 있으며, 또는 라이저(800)와 동시에 모든 부지에 설치될 수도 있다.

위에 언급한 바와 같이, 본 개시에 따른 수정된 풀백 케이블에서의 압출 튜브의 라이닝의 요건으로서, 사전 제조된 섬유 유닛의 다발 주위에 압출 튜브(504)를 압출하는 공정을 통해서도 라이닝이 개별 섬유 유닛의 압출 외피에 손상을 주지 않아야 하며 및/또는 부착되지 않아야 한다. HDPE 기반의 압출 튜브(504)의 압출에 의해 손상되지 않을 섬유 유닛의 압출 외피(524)에 적합한 재료로서 첨가제가 있거나 없는 PBT가 언급되었다. HDPE에 대한 대안으로서, 압출 폴리머 튜브의 라이닝이, 예를 들어, 주로 폴리프로필렌과 같은 또는 주로 나일론과 같은 기타 폴리머를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 등급 11 또는 12 나일론이 적합할 수도 있다. 나일론은 경도와 마찰이 적다는 이점이 있지만, 전형적으로 폴리프로필렌보다 비싸고 둘 다 전형적으로 HDPE보다 비쌀 것이다. 압출 튜브의 라이닝이 본체와 상이한 재료인 경우, 압출 튜브(504)의 몸체로부터 라이닝이 박리되는 것을 피하기 위해 특별한 주의가 요구될 수도 있다. 라이닝과 튜브 몸체의 재료가 동일하거나 폴리에틸렌과 같은 동일한 유형의 폴리머 등급 또는 블렌드인 경우, 이러한 고려 사항은 줄어든다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수정된 풀백 케이블(1100)의 단면도를 예시한다. 풀백 케이블(1100)의 특징은 도 5(a)에 도시된 풀백 케이블(500)의 유사하게 도면 부호가 부여된 특징에 대응하지만, 사용된 도면 부호 5 대신에 11로 시작된다. 따라서, 케이블(1100)은 압출 폴리머 튜브(1104)의 내부에서 서로 평행하게 연장되는 복수의 섬유 유닛(1102)을 포함한다. 각각의 섬유 유닛(1102)은 복수의 개별 광섬유(1106)를 포함한다. 공지의 풀백 케이블(500)에서와 같이, 튜브(1104)의 벽에 개구를 형성하고 개구를 통해 일정 길이의 선택된 섬유 유닛(1102)을 인출함으로써 선택된 섬유 유닛(1102)에 대한 접근 및 방향 전환이 이루어질 수 있도록 섬유 유닛(1102)이 서로에 대해 그리고 튜브(1104)에 대해 자유롭게 미끄러진다.

풀백 케이블(1100)의 기타 특징 및 장점은 풀백 케이블(500)에 대해 전술한 바와 동일하다. 동일한 변형예 및 수정예가 또한 적용된다. 이제 풀백 케이블(500)과의 차이점만이 약간 상세히 설명될 것이다.

수정된 풀백 케이블(1100)은, 튜브(1104)의 라이닝(1110)이 내부에 리브형(ribbed) 또는 파형(undulating) 프로파일을 포함하기 때문에, 도 5(a) 및 도 5(b)에 도시된 풀백 케이블(500)과 상이하다. 이러한 튜브(1104)를 제조하기 위해, 튜브를 형성하는 데 사용되는 압출 공구가, 예를 들어, 프로파일 단면의 선단을 포함할 수도 있어, 리브형 프로파일이 라이닝(1110) 및 그 뒤에서 가압되는 몸체 재료에 직접 적용된다. 본원에서 사용되는 바와 같은 용어 "리브(rib)" 및 "리브형(ribbed)"가 임의의 특정 형상 또는 분포를 의미하는 것으로 의도되는 것은 아니다. 접촉 면적을 줄이기 위해 압출 동안 부여될 수 있는 임의의 형태의 돌출부가 채용될 수 있다.

이러한 리브형 프로파일을 포함하면, 제조 및 사용 중에 섬유 유닛(1102)과 튜브(1104)의 라이닝(1110) 사이의 접촉 표면적이 감소된다. 제품을 사용하는 동안 감소된 표면 접촉은 케이블(1100)로부터의 섬유 유닛(1102)의 더 용이한 회수/풀백을 제공한다. 제조 동안, 감소된 접촉 표면적은 튜브(1104)가 섬유 유닛 위로 압출될 때 이들 표면이 함께 달라붙는 위험을 감소시키며, 따라서 많은 수의 섬유 유닛이 제조상의 문제 없이 튜브(1104)의 동일한 직경 내부에 포함될 수 있게 할 수도 있다.

도 12는 수정된 섬유 유닛(1202)의 형태를 개략적으로 보여준다. 도 12의 특징은 도 5(b)의 특징에 대응하지만, 사용된 도면 부호 앞에 5 대신 12가 붙는다. 섬유 유닛(1202)은 섬유 유닛(502)의 특징 및 장점을 가지며, 전술한 모든 대안의 특징 및 선택적 특징이 여기에도 적용된다. 차이점에 대해서만 상세히 설명될 것이다.

예(502)와 비교하여, 섬유 유닛(1202)의 압출 폴리머 외피(1224)가 리브형 또는 파형 프로파일을 제공한다. 리브형 또는 파형 프로파일은 섬유 유닛(1202)과 튜브의 라이닝(1210) 사이의 접촉 표면적을 감소시킨다. 이것은 도 12에 도시되어 있으며, 하나의 파형의 단일 피크가 라이닝(1210)과 접촉하는 것이 명백하다. 리브가, 예를 들어, 코팅된 섬유 다발 위의 외피(1224)의 압출 시에 적절하게 형성된 다이에 의해 형성될 수도 있다.

풀백 케이블을 설계하고 제조할 때, 리브형 섬유 유닛(1202)이 매끄러운 라이닝을 갖는 튜브(504) 또는 리브형 라이닝을 갖는 튜브(1104)와 조합하여 사용될 수 있다. 유사하게, 리브형 내부 표면을 갖는 튜브(1104)가 리브형 섬유 유닛(1202) 또는 매끄럽거나 다른 질감의 표면을 가진 섬유 유닛과 조합하여 사용될 수 있다.

서두에서 언급한 바와 같이, 압출 폴리머 외피(524/1224)의 폴리머는 마찰 저감, 착색, UV 보호, 정전기 방지 등과 같은 용도의 다양한 첨가제를 포함할 수도 있다. 헐거운 튜브 섬유 유닛용의 종래의 PBT 재료가 일부 마찰 저감용 성분을 포함할 수도 있긴 하지만, 추가의 마찰 저감용 재료가 이러한 수정된 풀백 케이블의 섬유 유닛의 외피에 포함될 것이다. 추가의 마찰 저감용 첨가제는 담체 재료에 폴리디메틸실록산 재료인 PDMS를 포함할 수도 있다. 특정 예에서 담체 재료가 폴리아크릴레이트 재료, 예를 들어, 에틸렌과 메틸 아크릴레이트의 코폴리머인 EMA이다. 다른 예에서는 담체가 저밀도 폴리에틸렌(LPDE)과 같은 폴리올레핀이다. 첨가제는 폴리아크릴레이트 디메틸 실록산이라고 불릴 수도 있다. 보다 일반적으로, 첨가제는 폴리에테르 개질된 히드록시 작용성 폴리디메틸실록산 재료와 같은 폴리에테르 개질된 폴리디메틸실록산 재료를 포함하는 실리콘 기반 재료를 포함할 수도 있다. 대안으로서 또는 추가적으로, 탄소 나노튜브, 에루카마이드 및/또는 올레아마이드 재료를 포함하는 탄소의 형태가 미끄럼 개선 및 마찰 저감을 위해 사용될 수도 있다. 알려진 바와 같이, 상이한 첨가제는 표면으로 이동하며 마찰을 낮추는 이점을 제공하는 데 상이한 시간이 걸릴 수 있다. 폴리머가 또한 가교 결합 재료 및/또는 충전제를 포함할 수도 있다.

외피 재료의 밀도가 외피에 혼합된 재료와 처리 조건에 따라 달라질 것이다.

다른 실시예에 따르면, 가교 결합이 선택적으로 압출 튜브(504/1104)의 몸체에 그리고 선택적으로 라이닝에 적용될 수도 있다.

재료 및 용례의 추가 예

마찰 저감 특성 외에도, 첨가제의 선택과 비율이 압출 공정에 영향을 미친다는 것은 이미 언급한 바 있다. 즉, 첨가제는 압출 동안 용융 재료의 거동과 최종 제품의 규모 및 표면 특성을 변화시킨다. 사용되는 첨가제의 양은, 더 큰 비율의 첨가제가 최종 제품의 마찰 특성에 도움이 될 수도 있더라도, 용융물이 과도하게 흐르는 것을 방지하기 위해 제한될 수도 있다.

본 발명자들은, 압출에서 문제를 일으키지 않으면서 섬유 유닛의 PBT 외피에서 마찰 저감을 달성하기 위해, 전술한 폴리아크릴레이트 디메틸 실록산과 상이한 추가 부류의 실록산계 첨가제가 사용될 수 있다는 것을 발견하였다. 이 부류의 예로서, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)에 분산된 초고분자량(UHMW) 실록산 폴리머 50%를 포함하는 제형으로서 시판되는 다우 코닝(Dow Corning®) MB 50-002 마스터배치가 있다. 이것은, 제조업체의 데이터시트에 따르면, 처리 개선 및 표면 특성 개질과 같은 이점을 부여하기 위해 폴리에틸렌 호환 시스템의 첨가제로서 사용되도록 설계된다. MB50-002 첨가제는 폴리에틸렌과 같은 (비극성) 플라스틱용으로 홍보되며 LDPE 담체를 기반으로 한다. 통상적으로, PBT와 LDPE 구성 요소 간의 비호환성으로 인해 혼합이 방지되어, 예를 들어, 외피가 찢어질 수 있는 데, 놀랍게도 이러한 영향 없이 첨가제가 잘 섞이는 것으로 밝혀졌다. 이에 대한 한 가지 이유로서, 얇은 관형 필름이 압출 팁과 다이를 빠져나가는 지점에서 산화로 인해 LDPE가 "순간적으로 극성"이 된다는 점이 설명될 수도 있다. 이러한 산화는 카복실기를 생성하여, 마스터배치의 PE가 그 순간 PBT와 같은 극성 폴리머와 호환되도록 만드는 효과가 있다.

원인이 무엇이든 간에, 폴리아크릴레이트 디메틸 실록산 첨가제 HMB-1103은 PBT를 포함한 극성 플라스틱에 사용하도록 제조업체에서 홍보한 것이기 때문에, LDPE 기반 첨가제의 우수한 성능은 놀라운 발견이다. 다른 제조업체에서 홍보하는 PDMS 첨가제에 대해서도 마찬가지인 것으로 예상될 수도 있다.

이전 예에서와 같이, 포함되는 LDPE 첨가제의 양이 섬유 유닛의 압출 공정의 설정 시험 중에 결정될 수 있다. 첨가제의 양을 증가시켜도 성능이 추가되지 않고 비용만 추가되거나 압출 공정 중에 용융물의 과도한 유동이 발견될 때까지 백분율이 1%부터 시작하여 단계적으로 증가될 수 있다. 첨가제의 양은 압출 외피의 재료의 1 중량% 내지 5 중량%, 예를 들어, 2 중량% 내지 4 중량%, 보다 특히 2.5 중량% 내지 3.5 중량%일 수도 있다. 폴리아크릴레이트 디메틸 실록산 첨가제를 사용할 때 발생할 수 있는 압출 문제 없이 마찰 성능을 더욱 향상시키는 3%의 값이 적합한 것으로 밝혀졌다. 마스터배치 MB50-002의 로딩(loading)은 50%의 PDMS으로서, 이것은 HMB-1103의 (알려지지 않은) 백분율에 비해 높을 수도 있다. 전체적으로 50%의 값과 첨가제를 3% 포함하는 것을 기반으로, 외피 재료의 전체 실록산 함량이 약 1.5%로, 즉, 1%보다 크다는 것을 알 수 있다.

앞의 예에서와 같이, 이들 예에서 PBT 폴리머 외피는 또한, 예를 들어, 치수 안정성 및/또는 고온 성능을 개선하기 위해 완전히 또는 부분적으로 가교 결합될 수도 있다. 충전제, 착색제, 정전기 방지제 등과 같은 기타 첨가제가 또한 포함될 수도 있다.

전술한 유형의 풀백 케이블에서의 사용과 관련된 이점에 더하여, 본 발명에 따른 섬유 유닛은 경우에 따라 위에서 언급한 WO2004015475A2로부터 공지된 섬유 유닛의 성능과 일치하거나 이를 초과하는 취입식 섬유 유닛으로서의 기능을 매우 잘 수행하는 것으로 밝혀졌다. 더 높은 인장 계수 및 항복 강도와 같은 HDPE와 비교하여 상이한 PBT의 기계적 특성은 케이블 용례에서 치수를 줄이며 및/또는 상이한 기계적 설계를 구현할 가능성을 높인다.

취입식 케이블 예

도 13은 도 5에 예시된 섬유 유닛(502)의 변형예로서 간주될 수도 있는 PBT 외피를 갖는 섬유 유닛의 세 가지 예를 나타낸다. 이들 예에서, 각각의 섬유 유닛(1302)은 외부 표면(1322)을 갖는 코팅된 섬유 다발을 형성하기 위해 고체 수지 재료(1320)에 매립된 2개 이상의 광섬유(1306)를 포함한다. 수지 재료(1320)는 마찬가지로 방사선 경화 수지, 예를 들어, UV 경화 수지, 예를 들어, 아크릴레이트를 포함한다. 선택된 수지가 비교적 높은 유리 전이 온도를 가지므로, 수지가 섬유(1306)를 감싸 단일 구조로 잠금 고정한다. 수지 재료(1320)의 탄성 계수는 100 MPa을 초과하며, 예를 들어 300 MPa 내지 900 MPa의 범위이거나, 대략 300 MPa이다.

이미 위에서 설명한 바와 같이, 이러한 수지 재료(1320)는 개별 광섬유(1306)가 다발로 잠금 고정되며 서로에 대해 및/또는 수지 재료(1320)에 대해 이동하는 것이 실질적으로 방지되도록 하는 경도(계수) 및 인장 강도를 갖는다. 반면에, 수지 재료(1320)가 종단 처리 및/또는 스플라이싱을 위해 개별 섬유(1306)에 대한 접근이 필요할 때에도 섬유(1306)로부터 끊어질 수 없을 정도로 단단하고 강한 것은 아니다.

코팅된 섬유 다발은 차례로 압출 폴리머 외피(1324)로 둘러싸인다. 이러한 유형의 섬유 유닛(1302)은 공개 국제 특허 출원 WO2004015475A2에 개시된 유형의 케이블 조립체와 많은 면에서 유사한 구조를 갖는다. 이미 소형화 및 취입성에 관한 표준이 설정된 공지의 낮은 섬유 유닛의 HDPE 외피와 비교하여, PBT 외피는 낮은 마찰 및 소형 크기의 측면에서 예상치 못한 추가 이점을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 공지의 취입식 섬유 유닛의 HDPE 외피가 당시 이용 가능한 다른 디자인에 비해 상대적으로 얇고 단단하긴 하지만, 본 개시에 따른 PBT 외피가 공지의 섬유 유닛의 외피보다 상당히 더 단단하며(더 뻣뻣하며) 및/또는 상당히 더 얇을 수도 있다.

예를 들어, HDPE 외피 재료가 대략 1000 MPa(예를 들어, 700 MPa 내지 1300 MPa 범위)의 인장 계수를 가질 수도 있는 반면, PBT 재료는 대략 2500 MPa, 예를 들어, 2600 MPa의 인장 계수를 갖는다. LDPE 또는 폴리아크릴레이트 담체에 작은 백분율의 마찰 저감용 첨가제를 포함하여 발생하는 계수의 약간의 감소를 허용하더라도, PBT 외피 재료의 계수가 2000 MPa, 2200 MPa 및 2400 MPa를 초과할 것이다. 마찬가지로, PBT 재료의 인장 강도(또는 항복 시에 인장 응력)가 HDPE에서보다 상당히 높을 수 있다. 예를 들어, HDPE의 인장 항복 응력은 전형적으로 20 MPa 중반인 반면, PBT의 인장 항복 응력은 40 MPa보다 클 수 있으며, 전형적으로 50 MPa 이상이다.

임의의 다른 구조물에 감싸여 있지 않은 이러한 단일 섬유 유닛은 취입 방식으로 마이크로덕트에 설치하기에 적합한 광섬유 케이블로서 사용하기에 적합한 것으로 밝혀졌다. 공지의 취입식 섬유 유닛(WO2004015475A)에 대해 알려진 바와 같이, 비교적 견고한 수지에 광섬유를 매립함으로써 외피의 강성과 무관하게 섬유 유닛의 구조에 강성이 제공된다. HDPE에 비해 PBT 재료의 강도, 경도 및 강성이 증가됨에 따라, 밀기 및 당김에 더 적합한 섬유 유닛이 제공될 수 있다. 추가적으로, 취입에 의한 설치에 적합한 섬유가 제공될 수 있다. PBT 외피의 두께와 세부 구성이 특정한 일 설치 방법에 맞게 조정 및 최적화될 수 있다. 용이한 취입을 위해 더 얇은 외피가 제공될 수 있지만, 이러한 외피는 그럼에도 불구하고 내부에 포함된 섬유를 강력하게 보호하며 취입 성능을 방해하지 않는다. 반면에, (이미 위에서 언급한 바와 같이) 단일 섬유 유닛의 설계가 밀기, 당김, 및 취입에 적합한 성능을 가질 수 있다. 이것은 풀백 케이블과 부지 접근 지점 사이, 설치 장소 사이, 그리고 심지어는 동일한 설치 장소 내에 광범위한 거리와 지형이 존재할 수도 있는 풀백 케이블의 경우에 특히 유용하다.

도 13에 도시된 3개의 설계를 비교하면, (a)의 섬유 유닛(502)은 풀백 케이블을 사용하기 위해 이미 위에서 설명한 섬유 유닛(502)에 근접하게 대응한다. 2개의 섬유(506)만이 포함된다. 이 예에서, 외피(524)는 실록산 첨가제, 예를 들어, 위에서 언급한 바와 같은 LDPE 담체의 초고분자량 실록산을 갖는 PBT로 구성된다. 일차로 코팅된 섬유의 직경(df)이 대략 0.25 mm라고 가정하면, 코팅된 섬유 다발의 직경(Db)은, 예를 들어, 0.77 mm 내지 0.78 mm이며, 외피(524)를 포함하는 제품의 직경(Ds)은 약 1.2 mm이다. 따라서, 외피의 두께가 0.2 mm를 약간 넘는, 예를 들어, 0.21 mm이다. 코팅된 광섬유가 이제 직경 0.2 mm(200 마이크론)뿐만 아니라 0.25 mm로 쉽게 이용 가능하다는 점에 유의한다. 0.25 mm 섬유 대신, 원하는 경우, 모든 층의 크기를 상응하게 감소시키면서 이러한 더 작은 섬유가 사용될 수 있다.

도 13(b)의 섬유 유닛(1302)은, 4개의 광섬유(1306)가 코팅된 섬유 다발에 있다는 점에서, (a)의 섬유 유닛(502)과 상이하다. 이들은 4개의 신호 전달 섬유일 수도 있다. 대안으로서, 외부 코팅 층이 무색으로 도시된 한 쌍의 섬유가 단지 기계적 강성 및 대칭을 제공하기 위해 수지 다발에 포함된 "더미(dummy)" 또는 "기계적(mechanical)" 광섬유(1308)일 수도 있다. 이것은 기존의 취입식 섬유 유닛으로부터 공지된 특징이며, 이 특정 섬유 유닛이 (a)에 도시된 것보다 취입 설치에 더 적합할 수도 있는 것으로 의도된다. 동시에, 풀백 케이블의 성능 및/또는 당김 및/또는 밀기에 의한 설치도 양호할 것으로 예상된다. 이 예에서, 일차로 코팅된 섬유의 직경(df)이 대략 0.25 mm라고 가정하면, 코팅된 섬유 다발의 직경(Db)이, 예를 들어, 0.80 mm 내지 0.82 mm이며, 외피(1324)를 포함하는 제품의 직경(Ds)이 약 1.2 mm이다. 이에 따라, 외피의 두께가 약 0.2 mm이거나 이보다 약간 아래이다. 이 예에서는, 외피(1324)가 실록산 첨가제, 예를 들어, 위에서 언급한 바와 같은 LDPE 담체의 초고분자량 실록산을 갖는 PBT로 구성된다.

이제 도 13(c)의 섬유 유닛(1302')을 고려하면, 마찬가지로 4개의 광섬유(1306, 1308)가 코팅된 섬유 다발에 포함된다. 이들은 4개의 신호 전달 섬유일 수도 있다. 대안으로서, 외부 코팅 층이 무색으로 도시된 한 쌍의 섬유(1308)가 단지 기계적 강성 및 대칭을 제공하기 위해 수지 다발에 포함된 "더미" 또는 "기계적" 광섬유일 수도 있다. 이것은 기존의 취입식 섬유 유닛으로부터 공지된 특징이며, 이 특정 섬유 유닛은 (a) 및 (b)에 도시된 것보다 취입 설치에 더 적합할 수도 있는 것으로 의도된다. 이 예에서, 일차로 코팅된 섬유의 직경(df)이 대략 0.25 mm라고 가정하면, 코팅된 섬유 다발의 직경(Db)이, 예를 들어, 0.80 mm 내지 0.82 mm이지만, 외피(1324')를 포함하는 제품의 직경(Ds)이 약 1.05 mm이다. 이에 따라, 외피의 두께가 약 0.115 mm로, 예(a) 및 예(b)에서보다 상당히 더 얇다. 이 예에서는, 외피(1324)가 실록산 첨가제, 예를 들어, 위에서 언급한 바와 같은 LDPE 담체의 초고분자량 실록산을 갖는 PBT로 구성된다. PBT-기반 재료의 고유한 강성 및 강도 뿐만 아니라 재료의 매우 낮은 마찰 특성 덕분에, 외피가 이 예에서 볼 수 있는 바와 같이 실질적으로 0.2 mm 미만, 예를 들어, 0.15 mm 미만의 두께를 가질 수 있다. 0.05 mm 내지 0.15 mm 범위의 두께를 기대할 수 있다.

상기 내용이 본 개시의 범위 내에서 가능한 광섬유 케이블의 유일한 설계가 아니라는 것을 이해할 것이다. 추가 요소가 코팅된 섬유 다발 내에 포함되는 제 4 예가 도 19를 참조하여 아래에 설명된다.

도 14 및 도 15는 도 13의 섬유 유닛(502, 1302, 1302') 중 하나와 같은 섬유 유닛(1410)의 길이를 사용하는 FTTH(Fiber to the Home) 설치(100)의 일 예를 보여준다. "소비자" 및 "가정"과 같은 용어는 단지 예로서 사용되며, 본원에 설명된 제품 및 기술이 상업 설비 및 산업 설비에 동일하게 적용될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 선택적으로, 섬유 유닛의 하나 이상의 단부가 취입 가능한 커넥터 구성 요소, 전형적으로 페룰 몸체를 갖는 취입 가능한 광학 페룰(1424)로 종단 처리되었다. 페룰은 섬유 중 개별 섬유 상에 설치되며, 다발의 다른 섬유(들)는 향후 사용을 위한 여분이다. 예시된 예에서, 사전 종단 처리된 광섬유 또는 섬유들이 설치(1400)의 소비자 측/가정 측(1414)으로부터, 예를 들어, 통신 캐비넷(1416)과 같은 공급측으로 전달되는 릴(1412)에 감긴 섬유 유닛이 제공된다. 릴(1412) 대신에, 사전 종단 처리된 케이블 조립체가, 예를 들어, 코일, 섬유 팬 등의 다른 형태로 제공될 수도 있다.

또한 도 15를 참조하면, 도시된 예에서, FTTH 설치(1400)가 섬유 유닛(1410)의 전단부를 미리 설치된 덕트(1420)로 통과시킴으로써 수행된다. 다른 덕트(1420') 등이 동일한 캐비넷(1416)으로부터 다른 부지로 이어지므로, 이 설치 방법이 이웃에서 여러 번 반복될 수도 있다.

도 15는 설치의 소비자측으로부터 공급측으로의 취입에 의한 설치를 예시로서 보여준다. 사전 종단 처리된 섬유 유닛(1410)의 전단부(1418)가 적어도 부분적으로 압축 유체, 예를 들어, 압축 공기에 의해 생성된 점성 항력에 의해 덕트(1420)를 통해 수송된다. 특수 송풍기(1422)가 덕트(1420)의 수용 단부(1423)에 결합된 취입 헤드(1421)를 구비한다. 설치 공정이 편의에 따라, 예를 들어, 이동 통신 캐비넷(1416)과 같은 공급측으로부터 소비자측으로 수행될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.

페룰 커넥터(1424)를 포함하는 섬유 유닛(1410)의 전단부(1418)가 덕트(1420)를 통해 광섬유 또는 섬유들의 설치를 이끈다. 전단부(1418)가 덕트(1420)를 통과하며, 페룰 커넥터(1424) 및 일정 길이의 광섬유 케이블 조립체(1410)가 이동 통신 캐비넷 내부의 덕트(1420)를 빠져나갈 때까지 릴(1412)로부터 공급된다(도 14 및 도 15 참조). 설치가 진행되는 동안 페룰(1424)의 위에 보호 캡이 끼워질 수도 있다. 커넥터 하우징(도시하지 않음)이 페룰에 추가되어 짝을 이루는 소켓에 플러그 연결하기 위한 완전한 커넥터를 형성할 수도 있다. 원하는 경우 섬유 유닛이 양 단부에서 동일하거나 상이한 커넥터로 사전 종단 처리될 수 있다.

사전 종단 처리된 광섬유 케이블 조립체의 특정 형태 및 설치 방법이 이전 특허 출원 WO2018146470A1(대리인 참조 번호 11050PWO)에 개시되어 있다. 본원에 개시된 섬유 유닛이 이들 조립체 및 방법의 일부로서 사용될 수 있다. 사전 종단 처리된 광섬유 케이블 조립체의 대안의 형태와 그 용도가 본 출원과 동일한 출원일자의 다른 특허 출원 GB21#####.#(대리인 참조 번호 12009PGB)에 설명되어 있다.

풀백 케이블에 포함된 섬유 유닛과 유사하게, 취입용으로 주로 설계된 섬유 유닛이 또한 필요에 따라 밀기 및/또는 당김에 적합할 수도 있다. 도 16에 예시된 대안의 또는 보충적인 설치 공정은 덕트(1420)를 통해 사전 종단 처리된 광섬유 케이블 조립체(1410)의 전단부(1418)를 물리적으로 당기는 단계를 포함한다. 페룰 커넥터(1424) 및 조립체(1410)의 전단부를 수용하도록 구성된 오목부(1684)를 구비한 당김 액세서리(1682)가 도시된 바와 같이 제공된다. 당김 액세서리가 원형 단부 및 당김 아이(eye)(1686)을 가지며, 이 아이를 통해 액세서리가 덕트에 이전에 설치된 당김 라인에 부착될 수 있다. 설치 길이가 짧으면 덕트를 통해 조립체를 밀어내는 것이 실시 가능할 수도 있다. 섬유 손상 위험 없이 적용될 수 있는 당김 힘은 물론, 특히, 경로에 굴곡이 포함된 경우 제한된다. 반면에, PBT 외피는 종래의 HDPE 외피보다 인장력에 대해 더 많은 보호 기능을 제공하므로, 공지의 취입식 섬유 유닛에 비해 당김 성능이 향상될 것으로 예상된다. 이 추가 인장 성능은 PBT 재료(첨가제 포함)의 재료 특성 뿐만 아니라 고체의 코팅된 섬유 다발 상에서의 외피의 단단한 조임과 연관될 수 있다.

취입식 케이블 시험 결과

특히 도 13(c)에 도시된 형태에서, 섬유 유닛(1302)은 취입에 의한 설치에 잘 맞춰져 있다. 사실, PBT를 기반으로 한 외피 재료를 갖는 수정된 섬유 유닛이 WO2004015475A2에 설명된 HDPE 외피를 갖는 매우 성공적인 취입식 섬유 유닛보다 더 우수한 설치를 수행할 수 있는 것으로 밝혀졌다.

도 8에 예시된 바와 유사한 제 1 유형의 시험인 마찰 시험이, 공지의 HDPE 외피의 섬유 유닛과 비교하여, 도 13(c)에 도시된 구성을 갖는 PBT 외피의 섬유 유닛에 대해 수행되었다. 도 17(a)에 도시된 바와 같이, 외경/내경이 7mm/4mm이고 저마찰 HDPE 라이너를 구비한 시판 마이크로덕트에 대해 마찰을 측정하였다. 일부 시험은 라이너에 리브형 프로파일을 갖는 마이크로덕트(1704A)로 수행하였으며, 다른 시험은 매끈한 라이너를 갖는 마이크로덕트(1704B)로 수행하였지만, 그 외에는 동일하게 수행하였다. 도 17(b)에 도시된 바와 같이, 이들 시험의 랩 각도(θ)는 450°(1¼ 완전 회전)였다. 장력을 200g 추에 의해 제공하여, 1.962 N의 힘(T₂)을 제공하였다. 보정된 로이드(Lloyds) 인장기와 100 N 로드 셀(load cell)을 사용하여 500 mm/min의 일정한 속도로 당기는 동안 장력(T₁)을 기록하였다. 각각의 섬유 유닛/마이크로덕트 조합에 대해 10번의 시험을 수행하였다. 각각의 시험에 대해 새로운 길이의 마이크로덕트와 섬유를 사용하였다.

시험한 섬유 유닛은 2개의 활성 섬유와 2개의 더미 섬유를 가지며 MB50-002 첨가제를 포함하는 저마찰 PBT 외피를 구비한 1.05 mm 외경(OD)을 갖는 도 13(c)의 섬유 유닛(1302')이었다. 이 외피의 외부 표면은 매끄럽다. 코팅된 섬유 다발의 구성 및 치수는 두 예에서 동일하며, 차이점은 전적으로 외피에 있다. 비교예로서 시험한 제 1 섬유 유닛은 2개의 활성 섬유와 2개의 더미 섬유를 가지며 저마찰 HDPE 외피를 구비한 1.1 mm 외경(OD)을 갖는 시판 엠텔(Emtelle) 섬유 유닛이었다. 이 유닛의 외피는 종방향 리브를 구비한다.

마찰 계수를 캡스턴 수식 2를 사용하여 계산하였다.

수식 2

그 결과가 아래의 표 4A(리브형 마이크로덕트) 및 표 4B(매끄러운 마이크로덕트)에 나타내어진 바와 같았다.

[표 4A] (마찰 계수(μ) - 7/4MM 리브형 마이크로덕트)

[표 4B] (마찰 계수(μ) - 7/4MM 매끄러운 마이크로덕트)

이들 결과의 절대값에 어떠한 의미도 부여하지 않고 시험으로부터 분명한 것은 본 개시의 PBT 외피 섬유 유닛이 종래의 HDPE 외피 섬유 유닛보다 마찰 계수가 현저히 낮다는 것이다. 더욱이, PBT 외피 섬유 유닛과 마이크로덕트의 리브형 라이닝의 조합이 네 가지 상황 중 가장 낮은 마찰을 제공한다. 따라서, 시판되는 리브형 마이크로덕트와 함께, PBT 외피 섬유 유닛이 취입 설치 방법에 있어서 더욱 우수한 취입 성능을 나타낼 것으로 예상할 수도 있다. 물론, 마찰 저감은, 또한, 밀기 방법과 당김 방법 모두에서 더 우수한 성능을 나타낸다.

그렇긴 하지만, 실제 용례에서의 취입 성능은 마찰 계수뿐만 아니라 많은 변수에 따라 달라진다. 개별 제조업체 및/또는 고객을 위한 표준 시험 및 맞춤형 시험을 포함하여 다양한 상이한 취입 성능 시험 체계가 공지되어 업계에서 사용되고 있다.

오랫동안 확립된 시험이자 일반적으로 취입되는 섬유 제품에 대해 매우 어려운 시험이 500 m 드럼 시험이다.

이 시험을 위해, 매끄러운 저마찰 HDPE 라이닝을 갖는 외경이 5 mm이며 내경이 3.5 mm인 시판 튜브 500 m를 배럴 직경이 500 mm인 드럼 상에 감았다. 도 13(c)의 예에 따라 외경이 1.05 mm인 일정 길이의 섬유 유닛(1302')을 만들었다. PBT 외피에 3%의 첨가제 MB50-002를 포함시켰다. 섬유 유닛의 단부를 종단 처리 없이 노출시켰다. 캐져(Kaeser) M31 공기 압축기에 의해 공기가 공급되는 엑클레어2(Accelair2) 송풍기를 사용하였다. 물론 다른 제조사의 장비도 사용 가능하다.

결과가 표 5에 나타내어져 있다. 섬유 유닛을 20분 이내에 전체 길이에 걸쳐 성공적으로 설치하였다. 케이블을 30 m/min의 일정한 속도로 이동시켰다. 송풍기의 기압과 구동 토크를 일반적인 방식으로 조정하였다.

[표 5] (취입 500 m 드럼 시험: 매끄러운 마이크로덕트 5 mm/3.5 mm)

추가 취입 시험을 도 18에 개략적으로 표시된 경로로 수행하였다. 경로는 7 mm/3.5 mm 튜브를 사용하여 총 500 m였으며, 다양한 특징, 즉, 굽힘 반경이 150 mm인 2개의 모의 도로 교차로, 반경이 200 mm인 2개의 180도 굽힘부, 반경이 150 mm인 2개의 180도 굽힘부, 반경이 500 mm인 1개의 180도 굽힘부, 및 반경이 300 mm인 2개의 360도 루프를 포함하였다. 각각의 섹션의 전체 길이(L)가 100 m였다.

도 13(c)의 예에 따라 만들어진 외경 1.05 mm의 일정 길이의 섬유 유닛(1302')을 사용하여 취입을 수행하였다. PBT 외피에 3%의 첨가제 MB50-002를 포함시켰다. 섬유 유닛의 단부에는 종단 처리용의 취입 가능한 광학 페룰(1324)을 마련하였다.

이 경로를 사용하는 시험을 제조 직후의 섬유 유닛(1302')으로 수행하였다. 예를 들어, 온도 유도 코일 세트로 인해 성능이 시간이 지남에 따라 변할 수 있는 것으로 알려져 있다. 이를 시험하기 위해, 온도 순환(cycling), 구체적으로, 섭씨 -10도 내지 섭씨 50도 사이에서의 취입 시도 12시간 이전의 2 사이클을 거친 섬유 유닛(1302')으로 시험을 반복하였다. 이 경로를 사용한 시험을 드럼 테스트에서 사용된 것과 상이한 2개의 상이한 압축기를 사용하여 수행하였다.

결과가 표 6A 및 표 6B(상이한 압축기; 온도 순환 전의 섬유 유닛) 및 표 7A 및 표 7B(상이한 압축기, 온도 순환 후의 섬유 유닛)에 나타내어져 있다.

[표 6A] (압축기 1; 온도 순환 전의 섬유 유닛)

[표 6B] (압축기 2; 온도 순환 전의 섬유 유닛)

[표 7A] (압축기 1; 온도 순환 후의 섬유 유닛)

[표 7B] (압축기 2; 온도 순환 후의 섬유 유닛)

이들 취입 시험이 보여주는 바와 같이, PDMS 첨가제 및 취입 가능한 광학 페룰을 갖는 PBT 외피를 구비한 새로운 섬유 유닛이, 특히 보다 까다로운 실제 설치를 시뮬레이션하도록 계획된 매우 복잡한 경로를 염두에 두고, 매우 적절한 기압을 필요로 하는 취입에서 매우 잘 작업을 수행할 수 있다. 온도 순환은 섬유 유닛의 취입 성능에 악영향을 미치지 않았다. 더 낮은 기압을 사용하여 설치할 수 있는 능력은 더 가볍고 저렴한 장비를 사용할 수 있다는 점에서 상당한 이점이 있다. 또한 시험에서 제 2 압축기가 설치 시간이 2분 이상 빨라져 제 1 압축기보다 훨씬 성능이 우수함을 알 수 있다.

밀기 가능하며 취입 가능한 케이블의 추가의 예

도 19는 또한 취입 가능하지만 밀기식 설치에도 최적화된 추가의 예의 광섬유 케이블(1910)의 개략적인 단면도를 보여준다. 때때로 "나노케이블(nanocable)"로 지칭되는 이러한 유형의 케이블은 섬유 유닛(502, 1302, 1302')과 유사한 구성이지만, 코팅된 섬유 다발이 적어도 하나의 강도 부재를 포함한다. 따라서, 하나 이상의 광섬유(1906)가 이전과 같이 2개의 이전의 코팅된 섬유 다발의 고체 수지 재료(1920)에 매립되었지만, 코팅된 섬유 다발은, 예를 들어, 섬유 보강 플라스틱(FRP)으로 형성된 종방향 강도 부재(1926)를 포함한다. 이전과 마찬가지로 PBT 기반 폴리머의 압출 외피(1924)가 코팅된 섬유 다발을 둘러싸고 있다. 잘 알려진 바와 같이, 이러한 강도 부재는 인장력에 대한 강도뿐만 아니라 굽힘에 대한 어느 정도의 강성을 제공한다.

HDPE 기반 외피를 가진 이러한 설계의 공지의 제품에서, 이러한 케이블은 우수한 취입 성능 및 우수한 밀기 성능을 갖는 것으로 밝혀졌다. 예를 들어, 단부 상에 사전 장착된 페룰 서브 조립체를 사용하여, 2-섬유의 예가 7 mm/3. 5mm 치수의 매립 마이크로덕트를 통해 어려움 없이 90 m 이상에 걸쳐 밀려났다. 마찰력이 낮은 PBT 기반 외피가 더 우수한 성능을 수행할 것으로 기대할 수도 있다. PBT 기반 외피의 더 높은 인장 강성과 강도가 또한, 우수한 당김 특성을 제공할 것으로 예상할 수도 있지만, 제품 인장 강도의 대부분이 광섬유와 FRP 강도 부재(들)에 있으므로, 증가된 외피 강도가 중요하지 않을 수도 있다.

이 예에서 강도 부재는 대략 0.5 mm의 직경을 갖는 것으로 도시되어 있다. 섬유 유닛(1910)의 외경이 도 13의 예에서보다 클 수도 있으며, 예를 들어, 1.2 mm 내지 2.5 mm의 범위, 예를 들어, 1.2 mm 내지 2.0 mm의 범위, 예를 들어, 1.2 mm 내지 1.8 mm이다. 이 예에서 압출 외피(1924)는 섬유 유닛(1302')의 두께보다 더 크고 선택적으로 섬유 유닛(502, 1302)보다 더 큰 두께를 가질 수도 있다. 이 예에서 압출 외피(1924)는 공지의 나노케이블과 유사하게 0.25 mm 내지 0.4 mm, 예를 들어, 0.3 mm 내지 0.35 mm 범위의 두께를 가질 수도 있다. 대안으로서, PBT 재료의 더 큰 강성과 강도의 관점에서, 외피 두께를 0.3 mm 미만, 0.25 mm 미만 또는 심지어 0.15 mm 미만 또는 0.12 mm 미만으로 줄이는 것이 바람직할 수도 있다(예를 들어, 도 19의 1924'에 표시된 바와 같은 두께를 가짐).

더 많은 섬유가 포함된 버전에서는, 밀기에 적절한 강성을 제공하기 위해 추가의 강도 부재가 필요하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 12개의 광섬유의 코팅된 섬유 다발이 추가 강도 부재(1926) 없이 취입 및 밀기에 적합하다. PBT 기반 외피 재료와 1.8 mm 외경(Ds)을 갖는 12-섬유의 예가 6 mm/3.2 mm 크기의 마이크로덕트를 통해 100 m 밀어졌다.

본 발명의 상기 실시예가 주어진 상업적 용례를 위해 요구되는 바에 따라 수정 및/또는 조합될 수 있다. 예를 들어, 설치자가 풀백 케이블을 사용할 필요가 있는 경우, 밀어서 설치할 긴 드롭에 의해, 도 19에 도시된 유형의 나노케이블 유닛(1910)이 풀백 케이블에 포함될 수 있다. 예를 들어, 마이크로 덕트가 아닌 드롭이 노출된 섹셕을 갖는 경우 동일한 유닛이 유용할 수 있다. 이러한 드롭용으로, 나노케이블(1910)이 최소 섬유 유닛(502, 1302, 1302')보다 더 견고한 케이블로서 사용될 수도 있다. 동일한 풀백 케이블 내에서도, 상이한 설계의 섬유 유닛의 혼합물이 배치될 수 있다: 섬유가 또한 섬유 카운트의 혼합물일 수 있는 것처럼, 섬유가 모두 한 종류 또는 다른 종류일 필요는 없다. 정확한 배치 수단을 제조 시점에 알아야 하는 것은 아니다.

위의 모든 예도 다양한 환경 및 기계적 조건 하에서 만족스러운 광학 성능을 달성한다는 것은 말할 필요도 없다. 예에 사용된 광섬유는 G.657.A2(ITU-T)를 준수하는 단일 모드 광섬유였다.

결론

본 발명의 특정 실시예가 위에서 설명되었지만, 설명된 실시예로부터 벗어나는 내용도 여전히 첨부된 청구범위 및 그 등가물에 의해 정의되는 본 발명의 범위 내에 속할 수도 있다는 것을 이해할 것이다.

추가 개시 내용

본 개시는 우선권 출원 GB 2013892.1의 청구범위에 기초하여 이하의 번호가 매겨진 항 및 기타 진술을 추가로 포함한다.

1항. 압출 폴리머 튜브 내부에서 서로 평행하게 연장되는 복수의 철회 가능한 섬유 유닛을 포함하며, 상기 튜브의 벽에 개구를 형성하고 상기 개구를 통해 일정 길이의 선택된 섬유 유닛을 인출함으로써 선택된 섬유 유닛에 대한 접근 및 방향 전환이 이루어질 수 있도록 상기 섬유 유닛이 서로에 대해 그리고 튜브에 대해 자유롭게 미끄러지며, 상기 섬유 유닛 각각은 고체 수지 재료에 매립되어 코팅된 섬유 다발을 형성하는 2개 이상의 광섬유 및 상기 코팅된 섬유 다발을 덮는 압출 폴리머 외피를 포함하며, 상기 각각의 상기 섬유 유닛의 압출 폴리머 외피는 주로 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 폴리머를 포함하는 것인, 광섬유 케이블.

2항. 1항에 있어서, 각각의 상기 섬유 유닛의 압출 외피가 PBT 폴리머 및 마찰 저감용 재료를 포함한 하나 이상의 첨가제의 혼합물을 포함하는 것인, 광섬유 케이블.

3항. 2항에 있어서, 첨가제를 제외한 상기 PBT 폴리머가 상기 압출 외피의 적어도 95 중량%, 적어도 90 중량% 또는 적어도 80 중량%를 포함하는 것인, 광섬유 케이블.

4항. 2항 또는 3항에 있어서, 상기 마찰 저감용 재료(들)가 폴리디메틸실록산(PDMS)을 포함하는 것인, 광섬유 케이블.

PDMS가 초고분자량 PDMS일 수도 있다. 담체 재료가, 예를 들어, 폴리아크릴레이트, 예를 들어, 에틸렌과 메틸 아크릴레이트(EMA)의 코폴리머일 수도 있다. 담체 재료가, 예를 들어, 저밀도 폴리에틸렌(LPDE)과 같은 폴리올레핀일 수도 있다. 이들 재료는, 예를 들어, 압출기에서 외피의 베이스 폴리머와의 레더(leather)용 마스터배치(masterbatch) 첨가제의 형태로 다우 코닝(Dow Corning)사로부터 입수 가능하다.

5항. 2항, 3항 또는 4항에 있어서, 상기 마찰 저감용 첨가제의 양이 상기 압출 외피의 재료의 1 중량% 내지 5 중량%, 선택적으로 2 중량% 내지 4 중량%인 것인, 광섬유 케이블.

추가의 마찰 저감용 첨가제, 예를 들어, 폴리아크릴레이트 디메틸 실록산의 양이 상기 압출 외피의 재료의 1 중량% 내지 5 중량%일 수도 있다. 본 발명자들은 시판되는 LDPE 기반 PDMS 첨가제의 2% 내지 4%, 특히, 2.5% 내지 3.5%가 압출에 수반되는 문제 없이 마찰을 상당히 감소시킨다는 것을 발견하였다. 이 성능은 PBT와의 블렌딩을 위해 특별히 판매되는 폴리아크릴레이트계 첨가제를 사용하는 것보다 분명히 더 좋았다.

6항. 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광섬유 케이블의 상기 압출 폴리머 튜브의 내부 표면에 상기 튜브의 재료와 상기 섬유 유닛 사이의 접촉 면적을 감소시키기에 효과적인 돌출부가 형성되어 있는 것인, 광섬유 케이블.

7항. 1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압출 폴리머 튜브가 라이닝에 대한 상이한 폴리머의 관형 본체 내부에서의 상기 라이닝 재료의 공압출을 포함하는 것인, 광섬유 케이블.

8항. 1항 내지 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압출 폴리머 튜브가 압출 동안 상기 튜브의 주 벽에 일체화된 하나 이상의 강도 부재와 함께 압출되는 것인, 광섬유 케이블.

9항. 1항 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광섬유 케이블이 대체으로 직선 경로로 계획될 때, 100 m 길이의 선택된 섬유 유닛이, 선택된 섬유 유닛의 킬로미터 길이당 질량으로서 정의되는 질량 무게(W)를 초과하는 당김 힘 없이, 선택적으로 상기 질량 무게(W)의 3/4 또는 선택적으로 상기 질량 무게(W)의 1/2 또는 1/3을 초과하지 않고, 압출 튜브의 개구를 통해 1.4 m/s를 초과하는 속도로 인출될 수 있는 것인, 광섬유 케이블.

10항. 1항 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광섬유 케이블이 대체로 직선 경로로 계획될 때, 100 m 길이의 선택된 섬유 유닛이, 선택된 섬유 유닛의 광섬유의 수를 곱한 5 N, 선택적으로 선택된 섬유 유닛의 광섬유의 수를 곱한 2.5 N을 초과하는 당김 힘 없이, 압출 튜브의 개구를 통해 1.4 m/s의 속도로 신뢰할 수 있게 인출될 수 있는 것인, 광섬유 케이블.

11항. 1항 내지 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광섬유 케이블이 대체로 직선 경로로 계획될 때, 200 m 길이의 선택된 섬유 유닛이, 선택된 섬유 유닛의 광섬유의 수를 곱한 5 N을 초과하는 당김 힘 없이, 압출 튜브의 개구를 통해 1.4 m/s의 속도로 인출될 수 있는 것인, 광섬유 케이블.

12항. 압출 폴리머 튜브 내부에서 서로 평행하게 연장되는 복수의 섬유 유닛을 포함하는 광섬유 케이블을 제조하기 위한 방법으로서,

(a) 각각의 섬유 유닛이 사전에 제작되었으며 고체 수지 재료에 매립되어 코팅된 섬유 다발을 형성하는 2개 이상의 광섬유 및 상기 코팅된 섬유 다발을 덮는 압출 폴리머 외피를 포함하며, 상기 압출 폴리머 외피가 주로 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 폴리머를 포함하는 것인 상기 복수의 섬유 유닛을 수용하는 단계;

(b) 상기 복수의 섬유 유닛을 함께 다발로서 압출 다이의 중앙 개구를 통해 공급하면서, 상기 폴리머 튜브를 다발 주위에서 상기 다이를 통해 압출하는 단계;

(c) 압출 다이를 통해 상기 폴리머 튜브 및 다발을 인발하면서, 상기 섬유 유닛이 상기 압출 튜브 내부에 헐겁게 남아 있도록 하는 완성된 내부 치수와 외부 치수를 갖기 위해 상기 폴리머 튜브를 인발 및 냉각시키는 공정 매개 변수를 제어하는 단계를 포함함으로써,

상기 튜브의 벽에 개구를 형성하고 상기 개구를 통해 일정 길이의 선택된 섬유 유닛을 인출함으로써 상기 선택된 섬유 유닛에 대한 접근 및 방향 전환이 이루어질 수 있도록 상기 광섬유 케이블을 제조하는 방법.

13항. 12항에 있어서, 각각의 상기 섬유 유닛의 압출 외피가 PBT 폴리머 및 마찰 저감용 재료를 포함한 하나 이상의 첨가제의 혼합물을 포함하는 것인, 방법.

14항. 13항에 있어서, 첨가제를 제외한 상기 PBT 폴리머가 상기 압출 외피의 적어도 95 중량%, 적어도 90 중량% 또는 적어도 80 중량%를 포함하는 것인, 방법.

15항. 13항 또는 14항에 있어서, 상기 마찰 저감용 재료(들)가 폴리디메틸실록산, 예를 들어, 폴리아크릴레이트 디메틸 실록산을 포함하는 것인, 방법.

16항. 13항, 14항 또는 15항에 있어서, 상기 마찰 저감용 재료(들)의 양이 상기 압출 외피의 재료의 1 중량% 내지 5 중량%, 선택적으로 2 중량% 내지 4 중량%인 것인, 방법.

17항. 13항, 14항 또는 15항에 있어서, 상기 압출 폴리머 튜브의 재료가 내부에 마찰 저감용 재료를 갖는 시판되는 PBT의 헐거운 튜브 재료 및 하나 이상의 추가의 마찰 저감용 재료를 포함하는 것인, 방법.

18항. 12항 내지 17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압출 폴리머 튜브의 라이닝이 주로 고밀도 폴리에틸렌인 HDPE를 포함하는 것인, 방법.

19항. 12항 내지 18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압출 폴리머 튜브의 라이닝이 마찰 저감용 재료를 포함한 하나 이상의 첨가제를 포함하는 것인, 방법.

20항. 12항 내지 19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광섬유 케이블의 상기 압출 폴리머 튜브의 내부 표면에 상기 튜브의 재료와 상기 섬유 유닛 사이의 접촉 면적을 감소시키기에 효과적인 돌출부가 형성되어 있는 것인, 방법.

21항. 12항 내지 20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고체 수지 재료가 100 MPa보다 큰, 선택적으로 300 MPa보다 큰 인장 계수를 갖는 것인, 방법.

22항. 12항 내지 21항 중 어느 한 항에 있어서, 단계(b)에서, 상기 압출 튜브가 상기 라이닝에 대한 상이한 재료의 관형 본체 내부에서 라이닝 재료의 공압출에 의해 형성되는 것인, 방법.

23항. 12항 내지 22항 중 어느 한 항에 있어서, 단계(b)에서, 상기 압출 튜브가 내부에 하나 이상의 강도 부재가 일체화되는 상태로 압출되는 것인, 방법.

24항. 분배 지점으로부터 복수의 고객 접근 지점으로의 광섬유 연결을 제공하기 위한 방법으로서,

(a) 분배 지점으로부터 복수의 고객 접근 지점을 지나쳐 연장되는 1항 내지 11항 중 어느 한 항에 따른 광섬유 케이블을 설치하는 단계;

(b) 고객 접근 지점에 대해, 고객 접근 지점에 편리한 위치에서 광섬유 케이블의 튜브 벽에 개구를 제공하고 개구를 통해 일정 길이의 선택된 섬유 유닛을 인출하는 단계;

(c) 상기 개구 부근으로부터 상기 고객 접근 지점까지 분기 덕트를 제공하는 단계;

(d) 상기 인출 길이의 선택된 섬유 유닛을 상기 분기 덕트를 통해 개구로부터 접근 지점까지 설치하는 단계; 및

(e) 연속적인 고객 접근 지점에 대해 단계(b) 내지 단계(d)를 반복하고, 매번 상이한 섬유 유닛을 선택하며, 새로운 개구를 형성하거나 편리한 위치에 있는 기존 개구를 재사용하는 단계를 포함하는 방법.

25항. 24항에 있어서, 적어도 하나의 선택된 섬유 유닛에 대해 상기 개구를 통해 인출된 섬유 유닛의 길이가 100m를 초과하는 것인, 방법.

26항. 24항에 있어서, 적어도 하나의 선택된 섬유 유닛에 대해 상기 분기 덕트를 통해 설치된 섬유 유닛의 길이가 50m를 초과하는 것인, 방법.

27항. 24항 내지 26항 중 어느 한 항에 있어서, 단계(d)에서 적어도 하나의 고객 접근 지점에 대해, 상기 선택된 섬유 유닛이 밀기에 의해 분기 덕트를 통해 설치되는 것인, 방법.

28항. 24항 내지 27항 중 어느 한 항에 있어서, 단계(d)에서 적어도 하나의 고객 접근 지점에 대해, 상기 선택된 섬유 유닛이 취입에 의해 분기 덕트를 통해 설치되는 것인, 방법.

Claims (21)

1. 적어도 하나의 섬유 유닛을 포함하는 광섬유 케이블로서,
   상기 섬유 유닛은 고체 수지 재료에 매립되어 코팅된 섬유 다발을 형성하는 2개 이상의 광섬유 및 상기 코팅된 섬유 다발을 덮는 압출 폴리머 외피를 포함하며,
   각각의 상기 섬유 유닛의 상기 압출 폴리머 외피는 폴리부틸렌 테레프탈레이트 폴리머(PBT)와 적어도 하나의 마찰 저감용 첨가제의 혼합물을 포함하는 것인, 광섬유 케이블.
2. 제 1 항에 있어서,
   첨가제를 제외한 상기 PBT 폴리머는 상기 압출 폴리머 외피의 적어도 95 중량%, 적어도 90 중량%, 또는 적어도 80 중량%를 포함하는 것인, 광섬유 케이블.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 마찰 저감용 첨가제는 담체 재료(carrier material) 내에 폴리디메틸실록산 재료(PDMS)를 포함하는 것인, 광섬유 케이블.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 PDMS는 초고분자량 PDMS이며, 상기 담체 재료는 폴리아크릴레이트 재료, 예를 들어, 에틸렌과 메틸 아크릴레이트의 코폴리머(EMA)인 것인, 광섬유 케이블.
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 PDMS는 초고분자량 PDMS이며, 상기 담체 재료는 저밀도 폴리에틸렌(LPDE)과 같은 폴리올레핀인 것인, 광섬유 케이블.
6. 제 5 항에 있어서,
   첨가제는 적어도 40 중량%의 초고분자량 PDMS를 포함하며, 상기 담체 재료는 저밀도 폴리에틸렌(LPDE)인 것인, 광섬유 케이블.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 마찰 저감용 첨가제의 양은 상기 압출 폴리머 외피의 재료의 1 중량% 내지 5 중량%, 선택적으로 2 중량% 내지 4 중량%인 것인, 광섬유 케이블.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 고체 수지 재료는 아크릴레이트 재료와 같은 UV-경화 수지이며, 100 MPa 초과, 선택적으로 250 MPa 내지 700 MPa의 범위의 인장 계수(tensile modulus)를 갖는 것인, 광섬유 케이블.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
   서로 평행하게 연장되며 압출 폴리머 튜브 내부에 배열되는 복수의 상기 섬유 유닛
   을 포함하며, 상기 압출 폴리머 튜브의 벽에 개구를 형성하고 상기 개구를 통해 일정 길이의 선택된 섬유 유닛을 인출함으로써 상기 선택된 섬유 유닛에 대한 접근 및 방향 전환이 이루어질 수 있도록 상기 섬유 유닛들은 서로에 대해 그리고 상기 압출 폴리머 튜브에 대해 자유롭게 미끄러지는 것인, 광섬유 케이블.
10. 제 9 항에 있어서,
    각각의 섬유 유닛 상의 상기 PBT 외피의 두께가 0.05 mm 내지 0.25 mm, 선택적으로 0.15 mm 내지 0.25 mm인 것인, 광섬유 케이블.
11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 광섬유 케이블의 상기 압출 폴리머 튜브의 내부 표면에는, 상기 압출 폴리머 튜브의 재료와 상기 섬유 유닛 사이의 접촉 면적을 감소시키기에 효과적인 돌출부가 형성되어 있는 것인, 광섬유 케이블.
12. 제 9 항, 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 압출 폴리머 튜브의 적어도 라이닝이 주로 폴리에틸렌, HDPE를 포함하는 것인, 광섬유 케이블.
13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압출 폴리머 튜브는 압출 동안 상기 압출 폴리머 튜브의 벽에 일체화되는 하나 이상의 강도 부재와 함께 압출되는 것인, 광섬유 케이블.
14. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    최외층이 상기 PBT 외피인 단일 섬유 유닛
    을 포함하며, 상기 광섬유 케이블은 취입(blowing)에 의해 덕트 내에 설치되도록 구성되는 광섬유 케이블.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 섬유 유닛 상의 상기 PBT 외피의 두께가 0.05 mm 내지 0.2 mm, 선택적으로 0.08 mm 내지 0.15 mm, 선택적으로 0.130 mm 미만인 것인, 광섬유 케이블.
16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    임의의 기계적 섬유를 포함하는 광섬유의 수가 최대 4개이며,
    상기 섬유 유닛의 외경이 1.2 mm 미만, 선택적으로 1.1 mm 미만이거나, 또는
    임의의 기계적 섬유를 포함하는 광섬유의 수가 최대 6개, 8개, 12개 또는 24개의 섬유이며, 상기 섬유 유닛의 외경이 각각 1.3 mm 미만, 1.5 mm 미만, 1.6 mm 미만 및 2.1 mm 미만인 것인 광섬유 케이블.
17. 제 14 항에 있어서,
    상기 광섬유 케이블은 밀기(pushing)에 의해 설치되도록 추가로 구성되며,
    상기 섬유 유닛의 외경이 1.2 mm 내지 2.5 mm의 범위, 예를 들어, 1.4 mm 내지 2.0 mm, 예를 들어, 1.4 mm 내지 1.8 mm의 범위인 것인, 광섬유 케이블.
18. 제 17 항에 있어서,
    상기 코팅된 섬유 다발은 상기 고체 수지 재료 내부에 상기 광섬유와 함께 매립된 하나 이상의 강도 부재, 예를 들어, FRP 강도 부재를 포함하는 것인, 광섬유 케이블.
19. 제 14 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광섬유 중 적어도 하나가 덕트 내 설치 전에 취입 가능한 광학 페룰(ferrule)로 적어도 하나의 단부에서 종단 처리되는 것인, 광섬유 케이블.
20. 광섬유 케이블로서 사용하기 위한 또는 광섬유 케이블의 제조에 사용하기 위한 섬유 유닛을 제조하기 위한 방법으로서,
    (a) 고체 수지 재료에 매립된 2개 이상의 광섬유를 포함하는 코팅된 섬유 다발을 수용하는 단계; 및
    (b) 상기 코팅된 섬유 다발을 덮는 폴리머 외피를 압출하는 단계로서, 압출된 폴리머 외피는, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 폴리머와 적어도 하나의 마찰 저감용 첨가제의 혼합물을 포함하는 것인 단계
    를 포함하는 방법.
21. 압출 폴리머 튜브 내부에서 서로 평행하게 연장되는 복수의 섬유 유닛을 포함하는 광섬유 케이블을 제조하기 위한 방법으로서,
    (c) 복수의 섬유 유닛을 수용하는 단계로서, 각각의 섬유 유닛은 제 20 항에 따른 방법에 의해 제조된 것인 단계;
    (d) 상기 복수의 섬유 유닛을 함께 다발로서 압출 다이의 중앙 개구를 통해 공급하면서, 상기 압출 폴리머 튜브를 다발 주위에서 상기 다이를 통해 압출하는 단계;
    (e) 상기 섬유 유닛이 상기 압출 폴리머 튜브 내부에 헐겁게 남아 있도록 하는 완성된 내부 치수와 외부 치수를 갖게 상기 압출 폴리머 튜브를 인발 및 냉각시키기 위한 공정 매개 변수를 제어하면서, 압출 다이를 통해 상기 압출 폴리머 튜브 및 다발을 인발하는 단계
    를 포함함으로써,
    상기 튜브의 벽에 개구를 형성하고 상기 개구를 통해 일정 길이의 선택된 섬유 유닛을 인출함으로써 상기 선택된 섬유 유닛에 대한 접근 및 방향 전환이 이루어질 수 있도록 상기 광섬유 케이블을 제조하는 것인 방법.

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