JP4131767B2 - 光ファイバ被覆材料のクリープ特性評価方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ被覆材料のクリープ特性を評価する方法に関し、特に、クリープ特性を正確に評価することができる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
紫外線硬化樹脂などからなる被覆が施された光ファイバでは、長時間側圧が加えられることなどにより、上記被覆樹脂がクリープ変形を起こすことがあることが知られている。光ファイバ被覆材料のクリープ特性を評価する方法としては、例えば、次のようなものが知られている。上記光ファイバの被覆樹脂と同一材料の樹脂を長さ０．５ｃｍ、幅０．５ｃｍ、厚さ２００μｍ程度のシート状に形成した試験片を被検体として用い、この試験片に、圧縮荷重を所定時間加え、この間の上記試験片の歪変化を測定する。この歪変化から試験片のクリープ特性を評価し、これを元に上記光ファイバ被覆材料のクリープ特性を評価する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法では、被検体として、上記試験片を用いるので、データの信頼性に不満があった。これは、光ファイバの被覆樹脂と、上記方法で用いる試験片とは、その形状、大きさ等が異なるため、同一材料からなるものであっても硬化条件などが微妙に異なることがあり、その物性が完全に同一であるとは言い切れないことがあるためである。このため、光ファイバ被覆材料のクリープ特性を、より正確に評価することができる方法が要望されていた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、光ファイバ被覆材料のクリープ特性を、正確に評価することができる方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、光ファイバをボビンの胴部に巻き付けた状態で、該光ファイバの長手方向の歪変化量を測定し、この歪変化量をε、光ファイバの半径をＲｆ、前記ボビン胴部の半径をＲｂとしたときに、（Ｒｂ＋Ｒｆ）×ε／Ｒｆから前記光ファイバのクリープ量を算出するクリープ特性評価方法によって解決される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図１を参照して本発明の光ファイバ被覆材料のクリープ特性評価方法の一例を説明する。
図１中符号１は、被検体となる光ファイバ素線である。光ファイバ素線１は、光ファイバ裸線１ａ上に単一の樹脂からなる１層の被覆層１ｂを設けたものである。符号２は、光ファイバ素線１が巻き付けられるボビンである。ボビン２としては、鉄などからなり、胴部半径が２００〜５００ｍｍのものが好適に用いられる。
【０００６】
この例の方法では、まず、光ファイバ素線１を、ボビン２の胴部外周に、０．１〜０．５ｋｇｆの一定の張力で、光ファイバ素線１が１層となるように巻き付ける。この際、巻き付けにより光ファイバ素線１がボビン２に押しつけられ、光ファイバ素線１に側圧が加えられる。この状態で長時間放置すると、光ファイバ素線１のボビン２側の被覆層１ｂは、側圧によって徐々にボビン２方向につぶれた形にクリープ変形する。これにより、光ファイバ裸線１ａはボビン２の巻付中心に向けて移動することになり、光ファイバ裸線１ａの巻付径は小さくなり、光ファイバ裸線１ａが長手方向にわずかにたるんだ状態となって、光ファイバ素線１には長手方向の歪が生じる。
【０００７】
このクリープ変形時の光ファイバ素線１の長手方向の歪変化量を測定する。この歪変化量の測定には、位相差法を用いるのが好適である。
一般に、光ファイバが長手方向に歪むことによって、光ファイバ中を伝搬する光は位相変化を起こすことが知られている。このため、光ファイバの長手方向の歪変化量と、上記光の位相変化との間には、一定の関係があることがわかっている。
【０００８】
位相差法とは、光ファイバ中を伝搬する光の位相変化を調べることによって上記歪変化量を求める方法であって、具体的には、例えば、光ファイバ素線１の一端から、波長１．０〜１．６μｍの光を入射し、他端から出射した光のクリープ変形時の位相変化から、周知の計算式を用いて光ファイバの長手方向の歪変化量を求めるものである。
なお、光ファイバ素線１の歪変化量を測定する方法としては、上記位相差法に限らず、ブリルアンＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometry）などを用いてクリープ変形時の光ファイバ素線１のコアの屈折率変化量を測定する方法を採用しても良い。
【０００９】
上記クリープ変形によって、光ファイバ素線１の中心軸が、ボビン２方向に移動した距離ｄは、次に示す式（I）で表わされる。
移動距離ｄ＝（Ｒｂ＋Ｒｆ）×ε ・・・（I）
（ただし、式（I）中、Ｒｂはボビン２の半径、Ｒｆは光ファイバ素線１の半径、εは光ファイバ素線１の長手方向（縮み方向）の歪変化量を示す。）
これは、以下のように説明される。
クリープ変形を起こしていない状態での光ファイバ素線１のボビン１周分の長さは、２×π×（Ｒｂ＋Ｒｆ）となる。
一方、光ファイバ素線１がクリープ変形し、その中心軸がボビン２方向に距離ｄだけ移動した状態での光ファイバ素線１の長さは、２×π×（Ｒｂ＋Ｒｆ−ｄ）となる。
【００１０】
上記クリープ変形によって光ファイバ素線１が長手方向に縮む際の歪変化量εは、クリープ変形前の光ファイバ素線１の長さと、変形前後の長さの差との比で表わされるので、
【数１】
と表わされる。この式から、上記式（I）が導き出される。
【００１１】
また、光ファイバ素線１の被覆層１ｂのクリープ特性の基準となるクリープ量ｃは、光ファイバ素線１の半径Ｒｆに対する光ファイバ中心軸の移動距離ｄ、即ち以下に示す式（II）で表わされる。
クリープ量ｃ＝ｄ／Ｒｆ ・・・（II）
この式（II）に、上記式（I）を代入することによって、次に示す式（III）が得られる。
クリープ量ｃ＝（Ｒｂ＋Ｒｆ）×ε／Ｒｆ ・・・（III）
【００１２】
次に、上記のように位相差法などを用いて測定した光ファイバ素線１の歪変化量を、上記式（III）に代入してクリープ量ｃを算出し、これを元にして光ファイバ素線１の被覆層１ｂのクリープ特性を評価する。
【００１３】
上記のような光ファイバ被覆材料のクリープ特性評価方法にあっては、被検体として光ファイバ素線１を用いて被覆層１ｂのクリープ量ｃを測定するので、従来、光ファイバ素線１の被覆樹脂と同一材料からなる試験片を用いて間接的に評価していた光ファイバ素線１の被覆層１ｂのクリープ特性を、直接評価することができる。従って、クリープ特性を正確に評価することができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の光ファイバ被覆材料のクリープ特性評価方法の具体例を示す。
長さ５００ｍ、外径２５０μｍの光ファイバ素線を、胴部の直径が２００ｍｍのボビンに、張力１００ｇｆで巻き付けた。この光ファイバ素線は、外径１２５μｍの光ファイバ裸線上にウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂からなる１層の被覆層を設けたものとした。また巻き付けの際、光ファイバ素線を１層となるよう整列密巻するようにした。
【００１５】
この状態の光ファイバ素線に、温度２０℃の条件下で、波長１．３μｍの光を入射し、出射光の位相を記録しておき、次いでこの光ファイバ素線を６０℃の環境下に１０時間置いた後、２０℃下に戻して、再び光ファイバ素線に上記光と同一波長の光を入射して出射光の位相を記録し、上記６０℃に加温する工程前後の位相変化を求め、これを用いて周知の計算式から歪変化量を算出した。この歪変化量は、０．００５０％であった。
【００１６】
次いで、上記光ファイバ素線の歪変化量を、上記式（III）に代入して被覆層のクリープ量ｃを以下のように算出した。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の光ファイバ被覆材料のクリープ特性評価方法にあっては、被検体として光ファイバを用いて光ファイバ被覆材料のクリープ量を測定するので、光ファイバ被覆材料のクリープ特性を、直接評価することができる。従って、クリープ特性を正確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の光ファイバ被覆材料のクリープ特性評価方法を実施するための装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１・・・光ファイバ素線、１ｂ・・・被覆層（被覆材料）、２・・・ボビン
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ被覆材料のクリープ特性を評価する方法に関し、特に、クリープ特性を正確に評価することができる方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
紫外線硬化樹脂などからなる被覆が施された光ファイバでは、長時間側圧が加えられることなどにより、上記被覆樹脂がクリープ変形を起こすことがあることが知られている。光ファイバ被覆材料のクリープ特性を評価する方法としては、例えば、次のようなものが知られている。上記光ファイバの被覆樹脂と同一材料の樹脂を長さ０．５ｃｍ、幅０．５ｃｍ、厚さ２００μｍ程度のシート状に形成した試験片を被検体として用い、この試験片に、圧縮荷重を所定時間加え、この間の上記試験片の歪変化を測定する。この歪変化から試験片のクリープ特性を評価し、これを元に上記光ファイバ被覆材料のクリープ特性を評価する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法では、被検体として、上記試験片を用いるので、データの信頼性に不満があった。これは、光ファイバの被覆樹脂と、上記方法で用いる試験片とは、その形状、大きさ等が異なるため、同一材料からなるものであっても硬化条件などが微妙に異なることがあり、その物性が完全に同一であるとは言い切れないことがあるためである。このため、光ファイバ被覆材料のクリープ特性を、より正確に評価することができる方法が要望されていた。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、光ファイバ被覆材料のクリープ特性を、正確に評価することができる方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、光ファイバをボビンの胴部に巻き付けた状態で、該光ファイバの長手方向の歪変化量を測定し、この歪変化量をε、光ファイバの半径をＲｆ、前記ボビン胴部の半径をＲｂとしたときに、（Ｒｂ＋Ｒｆ）×ε／Ｒｆから前記光ファイバのクリープ量を算出するクリープ特性評価方法によって解決される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、図１を参照して本発明の光ファイバ被覆材料のクリープ特性評価方法の一例を説明する。
図１中符号１は、被検体となる光ファイバ素線である。光ファイバ素線１は、光ファイバ裸線１ａ上に単一の樹脂からなる１層の被覆層１ｂを設けたものである。符号２は、光ファイバ素線１が巻き付けられるボビンである。ボビン２としては、鉄などからなり、胴部半径が２００〜５００ｍｍのものが好適に用いられる。
【０００６】
この例の方法では、まず、光ファイバ素線１を、ボビン２の胴部外周に、０．１〜０．５ｋｇｆの一定の張力で、光ファイバ素線１が１層となるように巻き付ける。この際、巻き付けにより光ファイバ素線１がボビン２に押しつけられ、光ファイバ素線１に側圧が加えられる。この状態で長時間放置すると、光ファイバ素線１のボビン２側の被覆層１ｂは、側圧によって徐々にボビン２方向につぶれた形にクリープ変形する。これにより、光ファイバ裸線１ａはボビン２の巻付中心に向けて移動することになり、光ファイバ裸線１ａの巻付径は小さくなり、光ファイバ裸線１ａが長手方向にわずかにたるんだ状態となって、光ファイバ素線１には長手方向の歪が生じる。
【０００７】
このクリープ変形時の光ファイバ素線１の長手方向の歪変化量を測定する。この歪変化量の測定には、位相差法を用いるのが好適である。
一般に、光ファイバが長手方向に歪むことによって、光ファイバ中を伝搬する光は位相変化を起こすことが知られている。このため、光ファイバの長手方向の歪変化量と、上記光の位相変化との間には、一定の関係があることがわかっている。
【０００８】
位相差法とは、光ファイバ中を伝搬する光の位相変化を調べることによって上記歪変化量を求める方法であって、具体的には、例えば、光ファイバ素線１の一端から、波長１．０〜１．６μｍの光を入射し、他端から出射した光のクリープ変形時の位相変化から、周知の計算式を用いて光ファイバの長手方向の歪変化量を求めるものである。
なお、光ファイバ素線１の歪変化量を測定する方法としては、上記位相差法に限らず、ブリルアンＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometry）などを用いてクリープ変形時の光ファイバ素線１のコアの屈折率変化量を測定する方法を採用しても良い。
【０００９】
上記クリープ変形によって、光ファイバ素線１の中心軸が、ボビン２方向に移動した距離ｄは、次に示す式（I）で表わされる。
移動距離ｄ＝（Ｒｂ＋Ｒｆ）×ε ・・・（I）
（ただし、式（I）中、Ｒｂはボビン２の半径、Ｒｆは光ファイバ素線１の半径、εは光ファイバ素線１の長手方向（縮み方向）の歪変化量を示す。）
これは、以下のように説明される。
クリープ変形を起こしていない状態での光ファイバ素線１のボビン１周分の長さは、２×π×（Ｒｂ＋Ｒｆ）となる。
一方、光ファイバ素線１がクリープ変形し、その中心軸がボビン２方向に距離ｄだけ移動した状態での光ファイバ素線１の長さは、２×π×（Ｒｂ＋Ｒｆ−ｄ）となる。
【００１０】
上記クリープ変形によって光ファイバ素線１が長手方向に縮む際の歪変化量εは、クリープ変形前の光ファイバ素線１の長さと、変形前後の長さの差との比で表わされるので、
【数１】
【００１１】
また、光ファイバ素線１の被覆層１ｂのクリープ特性の基準となるクリープ量ｃは、光ファイバ素線１の半径Ｒｆに対する光ファイバ中心軸の移動距離ｄ、即ち以下に示す式（II）で表わされる。
クリープ量ｃ＝ｄ／Ｒｆ ・・・（II）
この式（II）に、上記式（I）を代入することによって、次に示す式（III）が得られる。
クリープ量ｃ＝（Ｒｂ＋Ｒｆ）×ε／Ｒｆ ・・・（III）
【００１２】
次に、上記のように位相差法などを用いて測定した光ファイバ素線１の歪変化量を、上記式（III）に代入してクリープ量ｃを算出し、これを元にして光ファイバ素線１の被覆層１ｂのクリープ特性を評価する。
【００１３】
上記のような光ファイバ被覆材料のクリープ特性評価方法にあっては、被検体として光ファイバ素線１を用いて被覆層１ｂのクリープ量ｃを測定するので、従来、光ファイバ素線１の被覆樹脂と同一材料からなる試験片を用いて間接的に評価していた光ファイバ素線１の被覆層１ｂのクリープ特性を、直接評価することができる。従って、クリープ特性を正確に評価することができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の光ファイバ被覆材料のクリープ特性評価方法の具体例を示す。
長さ５００ｍ、外径２５０μｍの光ファイバ素線を、胴部の直径が２００ｍｍのボビンに、張力１００ｇｆで巻き付けた。この光ファイバ素線は、外径１２５μｍの光ファイバ裸線上にウレタンアクリレート系紫外線硬化樹脂からなる１層の被覆層を設けたものとした。また巻き付けの際、光ファイバ素線を１層となるよう整列密巻するようにした。
【００１５】
この状態の光ファイバ素線に、温度２０℃の条件下で、波長１．３μｍの光を入射し、出射光の位相を記録しておき、次いでこの光ファイバ素線を６０℃の環境下に１０時間置いた後、２０℃下に戻して、再び光ファイバ素線に上記光と同一波長の光を入射して出射光の位相を記録し、上記６０℃に加温する工程前後の位相変化を求め、これを用いて周知の計算式から歪変化量を算出した。この歪変化量は、０．００５０％であった。
【００１６】
次いで、上記光ファイバ素線の歪変化量を、上記式（III）に代入して被覆層のクリープ量ｃを以下のように算出した。
【発明の効果】
本発明の光ファイバ被覆材料のクリープ特性評価方法にあっては、被検体として光ファイバを用いて光ファイバ被覆材料のクリープ量を測定するので、光ファイバ被覆材料のクリープ特性を、直接評価することができる。従って、クリープ特性を正確に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の光ファイバ被覆材料のクリープ特性評価方法を実施するための装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１・・・光ファイバ素線、１ｂ・・・被覆層（被覆材料）、２・・・ボビン
Claims (1)
- 光ファイバ被覆材料のクリープ特性を評価する方法であって、
光ファイバをボビンの胴部に巻き付けた状態で、該光ファイバの長手方向の歪変化量を測定し、この歪変化量をε、光ファイバの半径をＲｆ、前記ボビン胴部の半径をＲｂとしたときに、（Ｒｂ＋Ｒｆ）×ε／Ｒｆから前記光ファイバの被覆材料のクリープ量を算出することを特徴とする光ファイバ被覆材料のクリープ特性評価方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36562898A JP4131767B2 (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 光ファイバ被覆材料のクリープ特性評価方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36562898A JP4131767B2 (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 光ファイバ被覆材料のクリープ特性評価方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000185946A JP2000185946A (ja) | 2000-07-04 |
| JP4131767B2 true JP4131767B2 (ja) | 2008-08-13 |
Family
ID=18484728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36562898A Expired - Fee Related JP4131767B2 (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 光ファイバ被覆材料のクリープ特性評価方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4131767B2 (ja) |
-
1998
- 1998-12-22 JP JP36562898A patent/JP4131767B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2000185946A (ja) | 2000-07-04 |
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