JP3954777B2

JP3954777B2 - Manufacturing method of strain sensing optical cable

Info

Publication number: JP3954777B2
Application number: JP2000203113A
Authority: JP
Inventors: 芳宣黒沢; 重広遠藤; 博重大野; 央成瀬; 仁志熊谷
Original assignee: Hitachi Cable Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp; Shimizu Corp
Current assignee: Hitachi Cable Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp; Shimizu Corp
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2020-06-30
Also published as: JP2002023030A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物、橋梁、トンネル等のコンクリート構造物若しくは河川の堤防、山岳の斜面等の土壌に埋め込んで使用する歪みセンシング用光ケーブルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建築物、橋梁、トンネル等のコンクリート構造物若しくは河川の堤防、山岳の斜面等の土壌に光ファイバを直線的に或いはループ状に埋設し、光ファイバ中に光を伝播させることにより、各構造物の歪みをオンラインで測定する方法が開発された。
【０００３】
しかし、この種の歪みセンシング用の光ファイバには、通常の通信用光ファイバが用いられていたため、コンクリート構造物や土壌等に埋設施工する際に、折れやすく、取り扱い性が悪い等の問題があった。
【０００４】
そこで、このような問題を解決する方法として、例えば光ファイバ素線の外周に補強繊維を縦添えし、この補強繊維をマトリックス樹脂で一体化した強化被覆層（ＦＲＰ）を設けた構造の歪みセンシング用光ケーブルが考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＦＲＰを設けた構造の歪みセンシング用光ケーブルでは、埋設施工時の取り扱い性は向上するものの、最外層表面が平滑であるとコンクリート構造物や土壌との密着度が低いという新たな問題が発生する。
【０００６】
そこでコンクリートとの定着（密着）性を向上させるために、例えば、強化被覆層の長手方向に外径変動を設けた構造や、強化被覆層に糸等を巻き付けた構造等が考えられる。
【０００７】
しかしながら、外径変動品については、製造が難しく、引張り性能を確保するために補強繊維が余剰に必要となり、その結果、製品径が大きくなってしまう。また、糸巻き品については、糸と強化被覆層との接着が十分でないと結果的に密着が弱くなってしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、コンクリート構造物等の埋設対象物との間の密着性に優れ、かつ製造が容易な歪みセンシング用光ケーブルの製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の歪みセンシング用光ケーブルの製造方法は、光ファイバ素線の外周に未硬化の熱硬化性マトリックス樹脂を含浸させた複数の補強繊維を巻き付けて強化被覆層を形成し、強化被覆層の外周に溶融した熱可塑性樹脂を押し出し成型して押出被覆層を形成し、押出被覆層を冷却して硬化させた後、加熱して強化被覆層を硬化させて押出被覆層と一体化させる歪みセンシング用光ケーブルの製造方法において、強化被覆層を硬化させた後に、押出被覆層の表面を軟化させた状態で、一定の間隔で凸部が形成されたローラ間に挿通させることにより、押出被覆層の表面に凹部を形成するものである。
【００１０】
本発明の歪みセンシング用光ケーブルの製造方法は、光ファイバ素線の外周に未硬化の熱硬化性マトリックス樹脂を含浸させた複数の補強繊維を巻き付けて強化被覆層を形成し、強化被覆層の外周に溶融した熱可塑性樹脂を押し出し成型して押出被覆層を形成し、押出被覆層を冷却して硬化させた後、加熱して強化被覆層を硬化させて押出被覆層と一体化させる歪みセンシング用光ケーブルの製造方法において、強化被覆層を硬化させた後、押出被覆層の外周に、外表面に複数の螺旋状のリブからなる凹凸構造を有する外側被覆層を形成するものである。
【００１１】
本発明の歪みセンシング用光ケーブルの製造方法は、光ファイバ素線の外周に、芯部と芯部よりも低い融点の鞘部とを有する鞘芯構造をなす複数の補強繊維を縦添えして鞘部のみ溶融させた後硬化させて強化被覆層を形成し、強化被覆層の外周に表面に複数の凹凸構造を有する押出被覆層を形成するものである。
【００１２】
本発明の歪みセンシング用光ケーブルの製造方法は、光ファイバ素線の外周に未硬化の熱硬化性マトリックス樹脂を含浸させた複数の補強繊維を巻き付け、異形断面のダイで絞り成型した後に、回転引取機により撚りを加えながら加熱して熱硬化性樹脂を硬化させて強化補強層を形成することにより、強化補強層の外表面に複数の螺旋状のリブからなる凹凸構造を形成するものである。
【００１３】
本発明によれば、歪みセンシング用光ケーブルの押出被覆層の外表面に凹凸構造が設けられており、この光ケーブルをコンクリート構造物や土壌に埋設すると、凹部にコンクリート（セメント粒子や土砂等）が入り込む（凸部がコンクリートに埋まる）ので、光ケーブルと埋設対象物との間の密着性が向上する。
【００１４】
また、本発明によれば、光ファイバ素線と被覆層との間に強化被覆層を設けることにより、コンクリート打設時にもその衝撃に光ファイバ素線が耐え得ることができると共に、コンクリートがひび割れしても光ファイバ素線に損傷が発生しにくい。
【００１５】
一方、押出被覆層には、耐アルカリ性を有していればどのような熱可塑性樹脂を用いてもよいが、コンクリート構造物等の歪みを正確に検出するためには、強化被覆層と強固に密着させることが望ましい。
【００１６】
このような密着性を上げる方法としては、強化被覆層と化学的な親和性の高い熱可塑性樹脂を用いることが有効であり、このような熱可塑性樹脂として、ＰＳＵ（ジフェニルサルフォン−ビスフェノールＡ共重合体）、ＡＢＳ（アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）、ＡＡＳ（アクリルニトリル−アクリルゴム−スチレン共重合体）、ＡＥＳ（アクリルニトリル−ＥＰＤＭゴム−スチレン共重合体）、変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテルをポリスチレンで変性させたもの）を例示することができる。
【００１７】
また、この密着性を向上させる別の方法として、強化被覆層のマトリックス樹脂を硬化させる際の硬化槽内の温度を押出被覆層の熱可塑性樹脂の融点付近の温度、例えば、ナイロン１２の場合には、１６０〜１９０℃とし、ポリエチレンの場合には１２０〜１６０℃とし、ポリプロピレンの場合には１６０〜１９０℃とする。
【００１８】
このような温度条件下で強化被覆層内の未硬化のマトリックス樹脂の反応が開始すると、熱可塑性樹脂と強化被覆層との界面は、マトリックス樹脂の硬化発熱により、硬化槽内の温度よりも高くなって、その界面の熱可塑性樹脂の内周部が溶融し、この溶融によって強化被覆層と熱可塑性樹脂層とは、互いに加圧雰囲気下におけるアンカー効果によって強固に密着する。
【００１９】
強化被覆層の補強繊維には、ガラス繊維、アラミド繊維、ポリアリレート繊維、ポリベンゾビスオキサゾール繊維、カーボン繊維、ポリオレフィン繊維、ステンレス繊維を用いることができる。
【００２０】
この補強繊維を一体化させるマトリックス樹脂としては、スチレン系化合物を単量体とした不飽和ポリエステル樹脂を用いると、スチレンモノマーが光ファイバ素線のバッファコーティングに浸透して伝送特性が劣化するおそれがあるため、例えば重合性単量体が非スチレン系化合物からなる不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタンアクリレート樹脂等が望ましい。
【００２１】
また、補強繊維にポリオレフィン繊維のような熱可塑性樹脂を用いた場合、補強繊維よりも低融点の熱可塑性樹脂を用いることができる。例えば、ポリプロピｂレン繊維を補強繊維として、ポリエチレン樹脂をマトリックス樹脂とすることができる。
【００２２】
上述した凹凸構造は、押出被覆層の長手方向と直交する方向に形成された溝を、強化被覆層の長手方向に沿って所定の間隔を隔てて間欠的に形成された凹凸状エンボスで構成することができる。
【００２３】
また、凹凸構造は、押出被覆層に形成された２以上の螺旋状のリブを有する外側被覆層を設けることで構成されてもよく、その場合、数１式で表されるリブの螺旋進行角度αを５°以上に設定することができる。
【００２４】
【数１】
（リブ外径×π）÷撚りピッチ＝ｔａｎα
この構成によれば、螺旋進行角度αを数１式を満足させるように設定することにより、コンクリートとの密着度をより一層向上させることができる。螺旋状のリブは、所定回転角度毎に進行方向が交互に反転するＳＺ螺旋状リブとしてもよい。
【００２５】
さらに、本発明によれば、強化被覆層は、紫外線及び可視光を含む光透過率の高いマトリックス樹脂と補強繊維とで構成され、凹凸構造は強化被覆層に形成された２個以上の螺旋状のリブから構成され、数１式で表せる螺旋進行角度αを５°以上に設定することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の歪みセンシング用光ケーブルの製造方法の実施の形態について説明する。
【００２７】
本歪みセンシング用光ケーブルの製造方法は、光ファイバ素線の外周に未硬化の熱硬化性マトリックス樹脂を含浸させた複数の補強繊維を巻き付けて強化被覆層を形成し、強化被覆層の外周に溶融した熱可塑性樹脂を押し出し成型して押出被覆層を形成する際に、熱可塑性樹脂層の表面のみを軟化させた状態で、一定の間隔で凸部が形成されたローラ間に挿通させることにより、エンボス加工を施し、冷却して硬化させることにより強化被覆層と押出被覆層とを一体化させるものである。
【００２８】
本センシング用光ケーブルによれば、歪みセンシング用光ケーブルの強化被覆層の外表面に凹凸構造が設けられており、この光ケーブルをコンクリート構造物や土壌に埋設すると、凹凸構造部にコンクリート中のセメント粒子や土砂等が入り込むので、光ケーブルと埋設対象物との間の密着性が向上する。
【００２９】
【実施例】
次に具体的な数値を挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３０】
（実施例１）
図１（ａ）は本発明の歪みセンシング用光ケーブルの製造方法を適用した光ケーブルの一実例を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【００３１】
本歪みセンシング用光ケーブル１は、光ファイバ素線２と、光ファイバ素線２の外周に形成された強化被覆層３と、強化被覆層３の外周に形成された押出被覆層４とで構成されている。
【００３２】
強化被覆層３は、光ファイバ素線２の長手方向に沿って縦添えされた複数本の補強繊維５と、この補強繊維５を一体的にまとめるマトリックス樹脂６とで長手方向に断面積の変化が少くなるように構成されている。
【００３３】
押出被覆層４は、熱可塑性樹脂からなり、外表面には凹凸状のエンボス７からなる凹凸構造が形成されている。この凹凸状のエンボス７は、押出被覆層４の長手方向と直交する方向に延びるように形成された凹字断面形状の溝８を、押出被覆層４の長手方向に沿って所定の間隔Ｐを隔てて間欠的に形成したものである。
【００３４】
このように構成された歪みセンシング用光ケーブル１によれば、押出被覆層４の外表面に凹凸状のエンボス７からなる凹凸構造が設けられているので、この光ケーブル１をコンクリート構造物や土壌に埋設すると、凹字断面形状の溝８にコンクリート中のセメント粒子や土砂が入り込むので、光ケーブル１とこれらの埋設対象物との間の密着性が向上する。
【００３５】
また、強化被覆層３を設けることにより、コンクリート打設時にもその衝撃に光ファイバ素線２が耐え得ることができると共に、コンクリートにひび割れが発生しても光ファイバ素線２の損傷がない。
【００３６】
次に、図１（ａ）〜（ｃ）に示した光ケーブルの製造方法について説明する。
【００３７】
補強繊維５として、アラミド繊維１５６０ｄｔｅｘ（東レ・デュポン（株）社製：ケブラー４９）を１０本使用する。このアラミド繊維にマトリックス樹脂として、過酸化物系触媒を含む非スチレン径単量体重合物からなるビニルエステル樹脂（三井化学（株）製：エスターＨ２０００ＨＶ）を含浸して、φ０．２５ｍｍの光ファイバ素線２の外周に添わせ内径１．６ｍｍのノズルで絞りケーブル状に成型する。
【００３８】
ケーブル状に成型した後、溶融押出機のヘッド部に導いて、ケーブル状成型体の外周に押出被覆層４の成型用樹脂として、ＬＬＤＰＥ樹脂（日本ユニカー製：ＮＵＣＧ５３０）をダイより環状に押出して外径３．０ｍｍになるように被覆し、被覆直後に冷却することによりマトリックス樹脂６が未硬化の中間成型物が得られる。
【００３９】
次に、中間成型物を１４５℃の高圧水蒸気を満たした長さ１２ｍの加熱硬化槽に引取速度１５ｍ／ｍｉｎで導き、マトリックス樹脂６を硬化することにより外径３．０ｍｍ、ＦＲＰ外径１．６ｍｍの略円形断面形状の光ケーブル中間体が得られる。
【００４０】
さらにこの光ケーブル中間体を、熱風を媒体にして３００℃に温度調節された槽長２００ｍｍの加熱装置に引取速度７ｍ／ｍｉｎで導き、押出被覆層４の表面のみ軟化させた後（ＬＬＤＰＥ樹脂が溶融する程度）、外周上に一定間隔の凸部が形成された二対で一組のローラを上下、左右計４本配置し、ローラ間を挿通させることにより、凸部の最大外径が３．４ｍｍ、凹字断面形状の溝８の深さが０．３ｍｍ、ピッチＰが１０ｍｍの凹凸状のエンボスが外周に形成された光ケーブル１が得られる。このようにして得られた光ケーブル１の性能を表１に示す。
【００４１】
【表１】

【００４２】
（実施例２）
図２は本発明の歪みセンシング用光ケーブルの製造方法を適用した光ケーブルの他の実施例を示す断面図である。
【００４３】
本光ケーブル１０ａは、光ファイバ素線１１ａと、光ファイバ素線１１ａの外周に形成された強化被覆層１２ａと、強化被覆層１２ａの外周に形成された押出被覆層１３ａとで構成されている。
【００４４】
強化被覆層１２ａは、光ファイバ素線１１ａの長手方向に沿って縦添えされる複数本の補強繊維１２０ａと、補強繊維１２０ａを一体的にまとめるマトリックス樹脂１２１ａとで長手方向に断面積の変化が少くなるように構成されたものである。
【００４５】
押出被覆層１３ａは、熱可塑性樹脂からなり、内側被覆層１３０ａと、外側被覆層１３１ａとの内外２層から構成されたものである。
【００４６】
外側被覆層１３１ａの外表面には、４個（図では４個であるが限定されない。）の螺旋状リブ１４ａからなる凹凸構造が形成されている。この螺旋状リブ１４ａは、一方向に回転する螺旋状に配置されている。
【００４７】
このように構成した歪みセンシング用光ケーブル１０ａにおいても実施例１と同様の効果が得られる。
【００４８】
次に図２に示した光ケーブルの製造方法について説明する。
【００４９】
補強繊維１２０ａとしてアラミド繊維１５６０ｄｔｅｘ（東レ・デュポン（株）製：ケブラー４９）を１０本使用する。このアラミド繊維にマトリックス樹脂１２１ａとして、過酸化物系触媒を含む非スチレン系単量体重合物からなるビニルエステル樹脂（三井化学（株）製：エスターＨ２０００ＨＶ）を含浸し、φ０．２５ｍｍの光ファイバ素線の外周に添わせ内径１．６ｍｍのノズルで絞り成型してケーブル状成型体を形成する。このケーブル状成型体を溶融押出機のヘッド部に導いて、その外周に内側被覆層１３０ａの形成用樹脂として、ＬＬＤＰＥ樹脂（日本ユニカー製：ＮＵＣＧ５３５０）をダイより環状に押出して外径２．６ｍｍに被覆し、直ちに冷却することにより内側被覆層１３０ａを有する未硬化物が得られる。
【００５０】
次に、この未硬化物を１４５℃の高圧蒸気を満たした長さ１２ｍの加熱硬化槽に引取速度１５ｍ／ｍｉｎで導き、マトリックス樹脂１２１ａを硬化させることにより、外径２．６ｍｍ、ＦＲＰ外径１．６ｍｍの略円形断面形状の光ケーブル中間体が得られる。
【００５１】
さらに、この光ケーブル中間体を６０℃に予備加熱しながら回転ダイに引取速度７ｍ／ｍｉｎで導き、外側被覆層１３１ａの形成用樹脂としてＨＤＰＥ樹脂（三井化学製：ハイゼックス６６００Ｍ）を、回転ダイを一方向に回転させながら２００℃で押出すことにより、外径３．８ｍｍ、リブ数４、リブ高さ０．５ｍｍ、撚りピッチ１２５ｍｍの螺旋状リブ１４ａが形成された光ケーブルが得られる。
【００５２】
このようにして得られた長さ５０ｍの光ケーブル１０ａを容器に入れ、深さ５０ｃｍまでコンクリートを打設した際の伝送性能は、１．０ｄＢ／ｋｍ以下であり、引張り破断強度３４００Ｎ、引張弾性率５８８００ＭＰａ、コンクリート密着力は１０００Ｎであった。
【００５３】
なお、コンクリート密着力は、得られた光ケーブル１０ａの一方の端末を、定着長が７０ｍｍになるようにコンクリート（トーヨーマテラン（株）製：インスタントセメントに水を２割混合して調整したもの）に十分脱泡しながら埋め込み、２３±５℃で７日間放置養生したサンプルを使用し、引張試験機（インストロンＴＣＭ−５０００Ｃ）を用いて、引抜速度５ｍｍ／ｍｉｎで引抜き力を測定した時の最大引抜き力を密着力とした。これらの結果は表１に記載されている。
【００５４】
（実施例３）
図３は本発明の歪みセンシング用光ケーブルの製造方法を適用した光ケーブルの他の実施例を示す断面図である。
【００５５】
本光ケーブル１０ｂは、光ファイバ素線１１ｂと、光ファイバ素線１１ｂの外周に形成された強化被覆層１２ｂと、強化被覆層１２ｂの外周に形成された押出被覆層１３ｂとで構成されている。
【００５６】
強化被覆層１２ｂは、補強繊維１２０ｂと、この補強繊維１２０ｂを一体的にまとめるマトリックス樹脂１２１ｂとで構成されている。
【００５７】
押出被覆層１３ｂは、熱可塑性樹脂からなり、内側被覆層１３０ｂと外側被覆層１３１ｂとの内外２層構造を有している。
【００５８】
外側被覆層１３１ｂの外表面には４個（図では４個であるが限定されない。）の螺旋状リブ１４ｂからなる凹凸構造が形成されている。この螺旋状リブ１４ｂは、所定の回転角度で進行方向が交互に反転するＳＺ状螺旋リブになっている。このように構成した光ケーブル１０ｂも実施例１と同様の効果が得られる。
【００５９】
次に図３に示した光ケーブルの製造方法について説明する。
【００６０】
図２に示した光ケーブル１０ａの製造方法との相違点は、回転ダイの回転方向を反転角度３６０°とし、反転ピッチを１２５ｍｍとして逆転させた点であり、その他の点は図２に示した光ケーブル１０ａの製造方法と同様のため説明を省略する。
【００６１】
本実施例ではＳＺ状の螺旋状リブを有する光ケーブル１０ｂが得られる。
【００６２】
なお、このとき、数２式で近似される螺旋進行角αは５．５°以上になるようにした。
【００６３】
【数２】
ｔａｎα＝（リブ外径×π×反転角度÷３６０）÷撚りピッチ
得られた光ケーブル１０ｂの性能は表１に示されている。
【００６４】
（実施例４）
図４は本発明の歪みセンシング用光ケーブルの製造方法を適用した光ケーブルの他の実施例を示す断面図である。
【００６５】
本光ケーブル１０ｃは、光ファイバ素線１１ｃと、光ファイバ素線１１ｃの外周に形成された強化被覆層１２ｃと、強化被覆層１２ｃの外周に形成された押出被覆層１３ｃとで構成されている。
【００６６】
強化被覆層１２ｃは、鞘芯構造を有するＰＥ／ＰＰ（ポリエチレン／ポリプロピレン）繊維からなる。
【００６７】
押出被覆層１３ｃは、熱可塑性樹脂からなり、内側被覆層１３０ｃと外側被覆層１３１ｃとの内外２層構造を有している。
【００６８】
外側被覆層１３１ｃの外表面には、４個の螺旋状リブ１４ｃからなる凹凸構造が形成されている。本実施例の螺旋状リブ１４ｃは、実施例２と同様に、一方向進行する形態に成っている。このように構成した光ケーブル１０ｃも実施例１と同様の効果が得られる。
【００６９】
次に本光ケーブルの製造方法について説明する。
【００７０】
光ファイバ素線１１ｃの外周に鞘芯構造を有するＰＥ／ＰＰ繊維（鞘部ＰＥ、芯部ＰＰ）（宇部日東化成（株）製：ＵＣファイバ）２２００ｄｔｅｘ×１０本を、図示しない案内板を介して光ファイバ素線１１ｃの外周に縦添えし、鞘部のみが溶融する温度である１６０℃に温度設定された内径２．０ｍｍの金属製成型ノズルに引取速度２ｍｍ／ｍｉｎで通すことによりＦＲＴＰ被覆光ファイバが得られる。
【００７１】
次にダイよりＬＬＤＰＥ樹脂を押出して環状に外径２．６ｍｍに被覆することにより、被覆外径２．６ｍｍのＦＲＴＰ外径２．０ｍｍの略円形断面形状の光ケーブル中間体が得られる。
【００７２】
さらにこの光ケーブル中間体に、実施例２と同様の方法でＨＤＰＥ樹脂を回転被覆することにより、外径３．８ｍｍ、リブ数４、リブ高さ０．５ｍｍ、撚りピッチ１２５ｍｍの螺旋状リブ１４ｃが形成された光ケーブル１０ｃが得られる。得られた光ケーブル１０ｃの性能は表１に示されている。
【００７３】
（実施例５）
図５は本発明の歪みセンシング用光ケーブルの製造方法を適用した光ケーブルの他の実施例を示す断面図である。
【００７４】
本光ケーブル１０ｄは、光ファイバ素線１１ｄと、光ファイバ素線１１ｄの外周に形成された強化被覆層１２ｄとで構成されている。
【００７５】
強化被覆層１２ｄは、複数の補強繊維１２０ｄと、補強繊維１２０ｄを一体的にまとめるマトリックス樹脂１２１ｄとで構成されており、外表面には４個の螺旋状リブ１４ｄからなる凹凸構造が形成されている。
【００７６】
螺旋状リブ１４ｄは、実施例１の光ケーブル１０ａと同様に、一方向に進行する形態になっている。
【００７７】
このようにして得られた光ケーブル１０ｄも実施例１と同様の効果が得られる。
【００７８】
次にこの光ケーブルの製造方法について説明する。
【００７９】
補強繊維１２０ｄとして、ガラス繊維３０８ｄｔｅｘを１７本使用する。このガラス繊維にマトリックス樹脂１２１ｄとして光重合開始剤を含む非スチレン系単量体重合物からなるビニルエステル樹脂（三井化学（株）製：エスターＨ２０００ＨＶ）を含浸して、φ０．２５ｍｍの光ファイバ素線１１ｄの外周に縦添えし、異形断面形状のダイで絞り成型した後、回転引取機により引取撚りを加えながら紫外線照射装置でＵＶ照射することにより、実施例２と同様の外径、撚り寸法の螺旋状リブ１４ｄが形成された光ケーブル１０ｄが得られる。得られた光ケーブル１０ｄの性能は表１に示されている。
【００８０】
（比較例１）
図６は従来の製造方法を適用した光ケーブルの比較例を示す断面図である。
【００８１】
この光ケーブル１０ｅは、外層に強化被覆層が無く、光ファイバ素線１１ｅの外周に、紫外線硬化樹脂からなる保護層２０が形成されたものである。
【００８２】
この光ケーブル１０ｅを用いてコンクリート引抜き力測定を試みたところ、４Ｎの引抜き力で光ファイバ素線１１ｅの破断が発生した。５０ｍの光ケーブル１０ｅを深さ５０ｃｍのコンクリートに埋め込んだところ、伝送損失値は１２ｄＢ／ｋｍと大きく低下していた。
【００８３】
なお、表２は比較例の性能を示す表である。
【００８４】
【表２】

【００８５】
（比較例２）
図７は他の従来の製造方法を適用した光ケーブルの比較例を示す断面図である。
【００８６】
実施例２と同様の方法で、強化被覆層１２ｆの外径が１．６ｍｍで、押出被覆層１３ｆの外径が２．６ｍｍ、略円形断面形状の光ケーブル１０ｆを作製した。この光ケーブル１０ｆについてコンクリート密着力を測定したところ、２４０Ｎと低い値であった。
【００８７】
（比較例３）
回転ダイが回転しない状態で最外層被覆を行った以外は、実施例２と同様の条件で、押出被覆層の外径が３．８ｍｍで、外表面が円滑な図７に示すようなストレート状光ケーブルを得た。この光ケーブルについてコンクリート密着力を測定したところ、３００Ｎと低い値であった。
【００８８】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
【００８９】
コンクリート構造物等の埋設対象物との間の密着性に優れ、かつ製造が容易な歪みセンシング用光ケーブルの製造方法の提供を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の歪みセンシング用光ケーブルの製造方法を適用した光ケーブルの一実例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２】本発明の歪みセンシング用光ケーブルの製造方法を適用した光ケーブルの他の実施例を示す断面図である。
【図３】本発明の歪みセンシング用光ケーブルの製造方法を適用した光ケーブルの他の実施例を示す断面図である。
【図４】本発明の歪みセンシング用光ケーブルの製造方法を適用した光ケーブルの他の実施例を示す断面図である。
【図５】本発明の歪みセンシング用光ケーブルの製造方法を適用した光ケーブルの他の実施例を示す断面図である。
【図６】従来の製造方法を適用した光ケーブルの比較例を示す断面図である。
【図７】他の従来の製造方法を適用した光ケーブルの比較例を示す断面図である。
【符号の説明】
１歪みセンシング用光ケーブル（光ケーブル）
２光ファイバ素線
３強化被覆層
４押出被覆層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an optical cable for strain sensing that is used by being embedded in a concrete structure such as a building, a bridge, a tunnel, or a soil such as a river bank or a slope of a mountain.
[0002]
[Prior art]
In recent years, optical fibers have been embedded in concrete structures such as buildings, bridges, tunnels, etc., soils such as river embankments, mountain slopes, etc., in a linear or loop manner, and light is propagated through the optical fiber. A method has been developed to measure the strain of structures online.
[0003]
However, since this type of strain sensing optical fiber used was a normal communication optical fiber, there were problems such as easy breakage and poor handling when embeded in concrete structures or soil. there were.
[0004]
Therefore, as a method for solving such a problem, for example, strain sensing of a structure in which a reinforcing fiber is vertically attached to the outer periphery of an optical fiber and a reinforcing coating layer (FRP) in which the reinforcing fiber is integrated with a matrix resin is provided. Optical cables can be considered.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the strain sensing optical cable with the FRP structure improves the handling at the time of embedding, but if the outermost layer surface is smooth, there is a new problem that the adhesion to the concrete structure and soil is low. To do.
[0006]
Thus, in order to improve the fixing (adhesion) property with concrete, for example, a structure in which the outer diameter variation is provided in the longitudinal direction of the reinforcing coating layer, a structure in which a thread or the like is wound around the reinforcing coating layer, and the like can be considered.
[0007]
However, the outer diameter variation product is difficult to manufacture, and an extra reinforcing fiber is required to ensure the tensile performance, resulting in an increase in the product diameter. Further, with respect to a wound product, there is a problem in that adhesion is weakened as a result unless the adhesion between the yarn and the reinforcing coating layer is sufficient.
[0008]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a method for manufacturing a strain sensing optical cable that is excellent in adhesion with an embedded object such as a concrete structure and is easy to manufacture.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the strain sensing optical cable manufacturing method of the present invention forms a reinforced coating layer by wrapping a plurality of reinforcing fibers impregnated with an uncured thermosetting matrix resin around the outer periphery of an optical fiber. Then, an extruded coating layer is formed by extruding a molten thermoplastic resin on the outer periphery of the reinforced coating layer, and the extruded coating layer is cooled and cured, and then heated to cure the reinforced coating layer. In the method of manufacturing a strain sensing optical cable that is integrated with the reinforced coating layer, after the reinforced coating layer is cured, the extruded coating layer surface is softened and inserted between rollers having convex portions formed at regular intervals. Thus, a recess is formed on the surface of the extrusion coating layer.
[0010]
In the method for manufacturing an optical cable for strain sensing according to the present invention, a reinforcing coating layer is formed by winding a plurality of reinforcing fibers impregnated with an uncured thermosetting matrix resin around an outer periphery of an optical fiber. For strain sensing, an extruded coating layer is formed by extruding a thermoplastic resin melted in the material, and the extruded coating layer is cooled and cured, and then heated to cure the reinforced coating layer and integrate it with the extruded coating layer. In the optical cable manufacturing method, after the reinforcing coating layer is cured, an outer coating layer having an uneven structure composed of a plurality of spiral ribs on the outer surface is formed on the outer periphery of the extrusion coating layer.
[0011]
The method for producing an optical cable for strain sensing according to the present invention includes a sheath in which a plurality of reinforcing fibers having a sheath core structure having a core portion and a sheath portion having a melting point lower than the core portion are vertically attached to the outer periphery of the optical fiber. Only a part is melted and then cured to form a reinforced coating layer, and an extruded coating layer having a plurality of uneven structures on the surface is formed on the outer periphery of the reinforced coating layer.
[0012]
The strain sensing optical cable manufacturing method according to the present invention includes a method of winding a plurality of reinforcing fibers impregnated with an uncured thermosetting matrix resin around an outer periphery of an optical fiber, drawing it with a die having an irregular cross section, By forming a reinforced reinforcing layer by heating the thermosetting resin by applying a twist by a machine to form a reinforced reinforcing layer, an uneven structure composed of a plurality of spiral ribs is formed on the outer surface of the reinforced reinforcing layer.
[0013]
According to the present invention, an uneven structure is provided on the outer surface of the extrusion coating layer of the strain sensing optical cable. When the optical cable is embedded in a concrete structure or soil, concrete (cement particles, earth and sand, etc.) enters the recess. Since the convex portion is buried in the concrete, the adhesion between the optical cable and the object to be buried is improved.
[0014]
Further, according to the present invention, by providing a reinforcing coating layer between the optical fiber and the coating layer, the optical fiber can withstand the impact even when casting concrete, and the concrete is cracked. Even so, the optical fiber is less likely to be damaged.
[0015]
On the other hand, any thermoplastic resin may be used for the extrusion coating layer as long as it has alkali resistance. However, in order to accurately detect distortion of a concrete structure, etc., it is strongly It is desirable to adhere.
[0016]
As a method for improving such adhesion, it is effective to use a thermoplastic resin having a high chemical affinity with the reinforcing coating layer. As such a thermoplastic resin, PSU (diphenylsulfone-bisphenol A co-polymer) is used. Polymer), ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer), AAS (acrylonitrile-acrylic rubber-styrene copolymer), AES (acrylonitrile-EPDM rubber-styrene copolymer), modified PPE (polyphenylene ether) Can be exemplified by those modified with polystyrene.
[0017]
As another method for improving the adhesion, the temperature in the curing tank when the matrix resin of the reinforced coating layer is cured is set to a temperature near the melting point of the thermoplastic resin of the extruded coating layer, for example, in the case of nylon 12. Is 160 to 190 ° C., 120 to 160 ° C. for polyethylene, and 160 to 190 ° C. for polypropylene.
[0018]
When the reaction of the uncured matrix resin in the reinforced coating layer starts under such temperature conditions, the interface between the thermoplastic resin and the reinforced coating layer is higher than the temperature in the curing tank due to the heat generated by the matrix resin. Thus, the inner peripheral portion of the thermoplastic resin at the interface is melted, and by this melting, the reinforced coating layer and the thermoplastic resin layer are firmly adhered to each other by an anchor effect in a pressurized atmosphere.
[0019]
Glass fiber, aramid fiber, polyarylate fiber, polybenzobisoxazole fiber, carbon fiber, polyolefin fiber, and stainless steel fiber can be used for the reinforcing fiber of the reinforcing coating layer.
[0020]
If an unsaturated polyester resin using a styrene compound as a monomer is used as a matrix resin for integrating the reinforcing fibers, the styrene monomer may penetrate into the buffer coating of the optical fiber and may deteriorate transmission characteristics. Therefore, for example, an unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, urethane acrylate resin or the like in which the polymerizable monomer is made of a non-styrene compound is desirable.
[0021]
Further, when a thermoplastic resin such as polyolefin fiber is used for the reinforcing fiber, a thermoplastic resin having a lower melting point than that of the reinforcing fiber can be used. For example, a polypropylene resin can be used as a reinforcing fiber, and a polyethylene resin can be used as a matrix resin.
[0022]
In the above-described concavo-convex structure, grooves formed in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the extrusion coating layer are configured by concavo-convex embosses intermittently formed at predetermined intervals along the longitudinal direction of the reinforcing coating layer. be able to.
[0023]
Further, the concavo-convex structure may be configured by providing an outer coating layer having two or more spiral ribs formed on the extrusion coating layer. In this case, the spiral traveling angle of the rib represented by the formula 1 α can be set to 5 ° or more.
[0024]
[Expression 1]
(Rib outer diameter × π) ÷ twist pitch = tan α
According to this configuration, the degree of adhesion with concrete can be further improved by setting the spiral traveling angle α to satisfy the equation (1). The spiral rib may be an SZ spiral rib whose traveling direction is alternately reversed every predetermined rotation angle.
[0025]
Further, according to the present invention, the reinforcing coating layer is composed of a matrix resin having high light transmittance including ultraviolet rays and visible light and reinforcing fibers, and the concavo-convex structure is formed of two or more spirals formed on the reinforcing coating layer. It is possible to set the spiral traveling angle α that is expressed by the equation (1) to 5 ° or more.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing an optical cable for strain sensing according to the present invention will be described.
[0027]
In this strain sensing optical cable manufacturing method, a reinforced coating layer is formed by winding a plurality of reinforcing fibers impregnated with an uncured thermosetting matrix resin around the outer periphery of an optical fiber, and the outer periphery of the reinforced coating layer is melted. When forming the extrusion coating layer by extruding the molded thermoplastic resin, in a state where only the surface of the thermoplastic resin layer is softened, by inserting between the rollers formed with convex portions at a constant interval, The reinforced coating layer and the extrusion coating layer are integrated by embossing, cooling and curing.
[0028]
According to this optical fiber cable for sensing, an uneven structure is provided on the outer surface of the reinforced coating layer of the optical fiber cable for strain sensing. When this optical cable is embedded in a concrete structure or soil, cement particles in the concrete or Since earth and sand enter, adhesion between the optical cable and the object to be buried is improved.
[0029]
【Example】
Next, specific numerical values will be described. However, the present invention is not limited to this.
[0030]
Example 1
FIG. 1A is a plan view showing an example of an optical cable to which the strain sensing optical cable manufacturing method of the present invention is applied, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. c) is a sectional view taken along line BB in FIG.
[0031]
The strain sensing optical cable 1 includes an optical fiber 2, a reinforcing coating layer 3 formed on the outer periphery of the optical fiber 2, and an extrusion coating layer 4 formed on the outer periphery of the reinforcing coating layer 3. ing.
[0032]
The reinforcing coating layer 3 includes a plurality of reinforcing fibers 5 that are vertically attached along the longitudinal direction of the optical fiber 2 and a matrix resin 6 that integrally integrates the reinforcing fibers 5 so that the cross-sectional area changes in the longitudinal direction. Is configured to be less.
[0033]
The extrusion coating layer 4 is made of a thermoplastic resin, and a concavo-convex structure made of concavo-convex embosses 7 is formed on the outer surface. The concavo-convex emboss 7 has a groove 8 having a concave cross section formed so as to extend in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the extrusion coating layer 4, and has a predetermined interval P along the longitudinal direction of the extrusion coating layer 4. It is formed intermittently.
[0034]
According to the strain sensing optical cable 1 configured as described above, since the concavo-convex structure including the concavo-convex emboss 7 is provided on the outer surface of the extrusion coating layer 4, the optical cable 1 is embedded in a concrete structure or soil. Then, since cement particles and earth and sand in the concrete enter the groove 8 having a concave cross-sectional shape, the adhesion between the optical cable 1 and these objects to be embedded is improved.
[0035]
Further, by providing the reinforcing coating layer 3, the optical fiber 2 can withstand the impact even when the concrete is placed, and the optical fiber 2 is not damaged even if cracks occur in the concrete.
[0036]
Next, a method for manufacturing the optical cable shown in FIGS. 1A to 1C will be described.
[0037]
As the reinforcing fiber 5, ten aramid fibers 1560dtex (manufactured by Toray DuPont Co., Ltd .: Kevlar 49) are used. This aramid fiber is impregnated with a vinyl ester resin (Mitsui Chemicals Co., Ltd .: Esther H2000HV) made of a non-styrene diameter monomer polymer containing a peroxide catalyst as a matrix resin, and an optical fiber having a diameter of 0.25 mm Along with the outer periphery of the element wire 2, it is formed into a drawn cable shape with a nozzle having an inner diameter of 1.6 mm.
[0038]
After forming into a cable shape, it is led to the head part of the melt extruder, and LLDPE resin (manufactured by Nihon Unicar: NUCG530) is extruded from the die as a molding resin for the extrusion coating layer 4 on the outer periphery of the cable-shaped molded body. An intermediate molded product in which the matrix resin 6 is uncured is obtained by coating so that the outer diameter is 3.0 mm and cooling immediately after the coating.
[0039]
Next, the intermediate molded product is guided to a heat curing tank having a length of 12 m filled with high-pressure steam at 145 ° C. at a take-off speed of 15 m / min, and the matrix resin 6 is cured to obtain an outer diameter of 3.0 mm and an FRP outer diameter of 1. An optical cable intermediate having a substantially circular cross-sectional shape of 6 mm is obtained.
[0040]
Further, this optical cable intermediate was guided to a heating apparatus with a bath length of 200 mm, which was adjusted to 300 ° C. using hot air as a medium, at a take-up speed of 7 m / min, and only the surface of the extrusion coating layer 4 was softened (the LLDPE resin was melted). The maximum outer diameter of the convex portion is 3 by arranging a pair of four rollers in a vertical and horizontal direction with two pairs each having convex portions formed at regular intervals on the outer periphery and inserting them between the rollers. An optical cable 1 is obtained in which concave and convex embosses having a depth of 4 mm, a groove 8 having a concave cross-sectional shape of 0.3 mm, and a pitch P of 10 mm are formed on the outer periphery. Table 1 shows the performance of the optical cable 1 thus obtained.
[0041]
[Table 1]

[0042]
(Example 2)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of an optical cable to which the strain sensing optical cable manufacturing method of the present invention is applied.
[0043]
The optical cable 10a includes an optical fiber 11a, a reinforcing coating layer 12a formed on the outer periphery of the optical fiber 11a, and an extruded coating layer 13a formed on the outer periphery of the reinforcing coating layer 12a.
[0044]
The reinforcing coating layer 12a has a plurality of reinforcing fibers 120a that are vertically attached along the longitudinal direction of the optical fiber 11a and a matrix resin 121a that integrally integrates the reinforcing fibers 120a. It is configured to be small.
[0045]
The extrusion coating layer 13a is made of a thermoplastic resin and is composed of two layers, an inner coating layer 130a and an outer coating layer 131a.
[0046]
On the outer surface of the outer coating layer 131a, a concavo-convex structure composed of four spiral ribs 14a (four in the figure is not limited) is formed. The spiral rib 14a is arranged in a spiral shape that rotates in one direction.
[0047]
In the strain sensing optical cable 10a configured as described above, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
[0048]
Next, a method for manufacturing the optical cable shown in FIG. 2 will be described.
[0049]
Ten reinforcing aramid fibers 1560 dtex (manufactured by Toray DuPont Co., Ltd .: Kevlar 49) are used as the reinforcing fibers 120a. This aramid fiber is impregnated with a vinyl ester resin (Mitsui Chemicals Co., Ltd .: Esther H2000HV) made of a non-styrene monomer polymer containing a peroxide catalyst as a matrix resin 121a, and an optical fiber having a diameter of 0.25 mm A cable-shaped molded body is formed by drawing with a nozzle having an inner diameter of 1.6 mm along the outer periphery of the strand. This cable-shaped molded body is guided to the head portion of a melt extruder, and LLDPE resin (manufactured by Nihon Unicar: NUCG5350) is extruded from the die in an annular shape as the resin for forming the inner coating layer 130a on the outer periphery, and the outer diameter is 2.6 mm. The uncured product having the inner coating layer 130a is obtained by immediately coating and cooling.
[0050]
Next, this uncured product is guided to a heat curing tank having a length of 12 m filled with high-pressure steam at 145 ° C. at a take-off speed of 15 m / min, and the matrix resin 121a is cured, so that the outer diameter is 2.6 mm and the FRP outer diameter. An optical cable intermediate having a substantially circular cross section of 1.6 mm is obtained.
[0051]
Further, the optical cable intermediate is preheated to 60 ° C. and guided to a rotating die at a take-up speed of 7 m / min. HDPE resin (Mitsui Chemicals: Hi-Zex 6600M) is used as a resin for forming the outer coating layer 131a. By rotating at 200 ° C. while rotating in the direction, an optical cable having a spiral rib 14a having an outer diameter of 3.8 mm, a rib count of 4, a rib height of 0.5 mm, and a twist pitch of 125 mm is obtained.
[0052]
When the optical cable 10a having a length of 50 m thus obtained is put in a container and concrete is cast to a depth of 50 cm, the transmission performance is 1.0 dB / km or less, the tensile breaking strength is 3400 N, and the tensile elastic modulus. 58800 MPa, the concrete adhesion was 1000 N.
[0053]
In addition, the concrete adhesion force is a concrete (Toyo Materan Co., Ltd .: adjusted by mixing 20% of water with instant cement) so that the fixing length of one end of the obtained optical cable 10a is 70 mm. Using a sample that was embedded while sufficiently degassed and allowed to stand for 7 days at 23 ± 5 ° C., and using a tensile tester (Instron TCM-5000C), the pulling force was measured at a pulling speed of 5 mm / min. The maximum pulling force was defined as the adhesion force. These results are listed in Table 1.
[0054]
(Example 3)
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of an optical cable to which the strain sensing optical cable manufacturing method of the present invention is applied.
[0055]
The present optical cable 10b includes an optical fiber 11b, a reinforcing coating layer 12b formed on the outer periphery of the optical fiber 11b, and an extruded coating layer 13b formed on the outer periphery of the reinforcing coating layer 12b.
[0056]
The reinforcing coating layer 12b is composed of reinforcing fibers 120b and a matrix resin 121b that integrally integrates the reinforcing fibers 120b.
[0057]
The extrusion coating layer 13b is made of a thermoplastic resin and has an inner and outer two-layer structure of an inner coating layer 130b and an outer coating layer 131b.
[0058]
On the outer surface of the outer coating layer 131b, a concavo-convex structure composed of four (but not limited to, four) spiral ribs 14b is formed. The spiral rib 14b is an SZ spiral rib whose traveling direction is alternately reversed at a predetermined rotation angle. The optical cable 10b configured as described above can achieve the same effects as those of the first embodiment.
[0059]
Next, a method for manufacturing the optical cable shown in FIG. 3 will be described.
[0060]
The difference from the method of manufacturing the optical cable 10a shown in FIG. 2 is that the rotating direction of the rotary die is reversed at 360 ° and the reversing pitch is 125 mm, and the other points are the optical cable shown in FIG. Since it is similar to the manufacturing method of 10a, the description is omitted.
[0061]
In this embodiment, an optical cable 10b having SZ-shaped spiral ribs is obtained.
[0062]
At this time, the spiral advancing angle α approximated by Formula 2 was set to 5.5 ° or more.
[0063]
[Expression 2]
Table 1 shows the performance of the optical cable 10b obtained by tan α = (rib outer diameter × π × inversion angle ÷ 360) ÷ twist pitch.
[0064]
Example 4
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of an optical cable to which the strain sensing optical cable manufacturing method of the present invention is applied.
[0065]
The optical cable 10c includes an optical fiber 11c, a reinforcing coating layer 12c formed on the outer periphery of the optical fiber 11c, and an extruded coating layer 13c formed on the outer periphery of the reinforcing coating layer 12c.
[0066]
The reinforcing coating layer 12c is made of PE / PP (polyethylene / polypropylene) fibers having a sheath core structure.
[0067]
The extrusion coating layer 13c is made of a thermoplastic resin and has an inner and outer two-layer structure of an inner coating layer 130c and an outer coating layer 131c.
[0068]
A concavo-convex structure including four spiral ribs 14c is formed on the outer surface of the outer covering layer 131c. Similar to the second embodiment, the spiral rib 14c of the present embodiment is configured to travel in one direction. The optical cable 10c configured as described above can achieve the same effects as those of the first embodiment.
[0069]
Next, the manufacturing method of this optical cable is demonstrated.
[0070]
A PE / PP fiber (sheath part PE, core part PP) (Ube Nitto Kasei Co., Ltd. product: UC fiber) 2200 dtex × 10 fibers having a sheath core structure on the outer periphery of the optical fiber 11c is inserted through a guide plate (not shown). FRTP is vertically attached to the outer periphery of the optical fiber 11c and passed through a metal molding nozzle having an inner diameter of 2.0 mm set at 160 ° C., which is a temperature at which only the sheath melts, at a take-off speed of 2 mm / min. A coated optical fiber is obtained.
[0071]
Next, an LLDPE resin is extruded from the die and coated to an outer diameter of 2.6 mm in an annular shape, thereby obtaining an optical cable intermediate having a coated outer diameter of 2.6 mm and a FRTP outer diameter of 2.0 mm and a substantially circular cross section.
[0072]
Further, this optical cable intermediate is rotationally coated with HDPE resin in the same manner as in Example 2, so that a spiral rib 14c having an outer diameter of 3.8 mm, a rib count of 4, a rib height of 0.5 mm, and a twist pitch of 125 mm is obtained. The formed optical cable 10c is obtained. The performance of the obtained optical cable 10c is shown in Table 1.
[0073]
(Example 5)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of an optical cable to which the strain sensing optical cable manufacturing method of the present invention is applied.
[0074]
This optical cable 10d is composed of an optical fiber 11d and a reinforcing coating layer 12d formed on the outer periphery of the optical fiber 11d.
[0075]
The reinforcing coating layer 12d is composed of a plurality of reinforcing fibers 120d and a matrix resin 121d that integrally integrates the reinforcing fibers 120d, and an outer surface is provided with an uneven structure composed of four spiral ribs 14d. Yes.
[0076]
Similar to the optical cable 10a of the first embodiment, the spiral rib 14d is configured to travel in one direction.
[0077]
The effect similar to that of the first embodiment can be obtained with the optical cable 10d thus obtained.
[0078]
Next, a method for manufacturing this optical cable will be described.
[0079]
As the reinforcing fiber 120d, 17 glass fibers 308dtex are used. This glass fiber was impregnated with a vinyl ester resin (Mitsui Chemicals Co., Ltd .: Esther H2000HV) made of a non-styrene monomer polymer containing a photopolymerization initiator as a matrix resin 121d, and an optical fiber element having a diameter of 0.25 mm. Vertically attached to the outer periphery of the wire 11d, drawn with a die having an irregular cross-sectional shape, and then UV-irradiated with an ultraviolet irradiation device while applying a take-up twist with a rotary take-up machine, the same outer diameter and twist dimensions as in Example 2 Thus, the optical cable 10d having the spiral rib 14d is obtained. The performance of the obtained optical cable 10d is shown in Table 1.
[0080]
(Comparative Example 1)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a comparative example of an optical cable to which a conventional manufacturing method is applied.
[0081]
This optical cable 10e has no reinforcing coating layer on the outer layer, and a protective layer 20 made of an ultraviolet curable resin is formed on the outer periphery of the optical fiber 11e.
[0082]
When an attempt was made to measure the concrete pulling force using the optical cable 10e, the optical fiber 11e was broken by a pulling force of 4N. When the 50 m optical cable 10e was embedded in 50 cm deep concrete, the transmission loss value was greatly reduced to 12 dB / km.
[0083]
Table 2 is a table showing the performance of the comparative example.
[0084]
[Table 2]

[0085]
(Comparative Example 2)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a comparative example of an optical cable to which another conventional manufacturing method is applied.
[0086]
In the same manner as in Example 2, an optical cable 10f having an outer diameter of the reinforcing coating layer 12f of 1.6 mm, an outer diameter of the extrusion coating layer 13f of 2.6 mm, and a substantially circular cross-sectional shape was produced. When the concrete adhesion force of this optical cable 10f was measured, it was a low value of 240N.
[0087]
(Comparative Example 3)
Except that the outermost layer was coated in a state in which the rotating die did not rotate, a straight shape as shown in FIG. 7 was obtained with the outer diameter of the extruded coating layer being 3.8 mm and the outer surface being smooth under the same conditions as in Example 2. I got an optical cable. When the concrete adhesion force of this optical cable was measured, it was a low value of 300N.
[0088]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.
[0089]
It is possible to provide a method for manufacturing a strain sensing optical cable that is excellent in adhesion to an embedded object such as a concrete structure and that is easy to manufacture.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a plan view showing an example of an optical cable to which a method for manufacturing an optical cable for strain sensing according to the present invention is applied, FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. It is BB sectional drawing of a).
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of an optical cable to which the strain sensing optical cable manufacturing method of the present invention is applied.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of an optical cable to which the strain sensing optical cable manufacturing method of the present invention is applied.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of an optical cable to which the strain sensing optical cable manufacturing method of the present invention is applied.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of an optical cable to which the strain sensing optical cable manufacturing method of the present invention is applied.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a comparative example of an optical cable to which a conventional manufacturing method is applied.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a comparative example of an optical cable to which another conventional manufacturing method is applied.
[Explanation of symbols]
1 Optical cable for strain sensing (optical cable)
2 Optical fiber 3 Reinforced coating layer 4 Extrusion coating layer

Claims

A reinforcing coating layer is formed by winding a plurality of reinforcing fibers impregnated with an uncured thermosetting matrix resin around the outer periphery of the optical fiber, and a molten thermoplastic resin is extruded on the outer periphery of the reinforcing coating layer. In the method of manufacturing an optical cable for strain sensing, the extrusion coating layer is formed, and the extrusion coating layer is cooled and cured, and then the heating and curing coating layer is cured to be integrated with the extrusion coating layer. After the coating layer is cured, a recess is formed on the surface of the extrusion coating layer by inserting it between rollers having projections formed at regular intervals while the surface of the extrusion coating layer is softened. A method for manufacturing an optical cable for strain sensing, characterized in that:

A reinforcing coating layer is formed by winding a plurality of reinforcing fibers impregnated with an uncured thermosetting matrix resin around the outer periphery of the optical fiber, and a molten thermoplastic resin is extruded on the outer periphery of the reinforcing coating layer. In the method of manufacturing an optical cable for strain sensing, the extrusion coating layer is formed, and the extrusion coating layer is cooled and cured, and then the heating and curing coating layer is cured to be integrated with the extrusion coating layer. A method for producing an optical cable for strain sensing, comprising: curing an enveloping layer; and then forming an outer enveloping layer having a concavo-convex structure including a plurality of spiral ribs on an outer surface on the outer periphery of the extrusion covering layer.

A plurality of reinforcing fibers having a sheath core structure having a core portion and a sheath portion having a melting point lower than that of the core portion are vertically attached to the outer periphery of the optical fiber, and only the sheath portion is melted and then cured and reinforced. A method for producing an optical cable for strain sensing, comprising forming a coating layer and forming an extruded coating layer having a plurality of uneven structures on the outer periphery of the reinforced coating layer.

After winding a plurality of reinforcing fibers impregnated with an uncured thermosetting matrix resin around the outer periphery of the optical fiber, after drawing it with a die of irregular cross-section, it is heated with twisting by a rotary take-up machine and the above-mentioned thermosetting A method of manufacturing an optical cable for strain sensing, comprising forming a reinforced reinforcing layer by curing a functional resin, thereby forming an uneven structure composed of a plurality of spiral ribs on the outer surface of the reinforced reinforcing layer.