JP7199282B2 - Optical fiber cable for strain detection - Google Patents

Optical fiber cable for strain detection Download PDF

Info

Publication number
JP7199282B2
JP7199282B2 JP2019062266A JP2019062266A JP7199282B2 JP 7199282 B2 JP7199282 B2 JP 7199282B2 JP 2019062266 A JP2019062266 A JP 2019062266A JP 2019062266 A JP2019062266 A JP 2019062266A JP 7199282 B2 JP7199282 B2 JP 7199282B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
layer
fiber cable
reinforcing
cable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019062266A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019184596A (en
Inventor
匡 小池
治男 木村
文人 三尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ube Exsymo Co Ltd
Original Assignee
Ube Exsymo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ube Exsymo Co Ltd filed Critical Ube Exsymo Co Ltd
Publication of JP2019184596A publication Critical patent/JP2019184596A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7199282B2 publication Critical patent/JP7199282B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Description

本発明は、測定対象物に設置されてその歪み検出に用いられる光ファイバケーブルに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical fiber cable installed on an object to be measured and used for strain detection.

土木・建築分野において構造物や地盤などに生じる歪みを検出する方法の1つとして、測定対象物内に光ファイバケーブルを埋設し、光ファイバ内を伝搬する光の変調を確認する光ファイバセンシングシステムがある。この用途に用いられる光ファイバケーブルは、施工時の折れなどを防いで取り扱い性を確保するため、一般に、光ファイバ素線を繊維強化樹脂などで被覆することで強度向上が図られている。 An optical fiber sensing system that confirms the modulation of light propagating in the optical fiber by embedding an optical fiber cable in the object to be measured, as one of the methods for detecting distortion that occurs in structures and the ground in the fields of civil engineering and construction. There is The optical fiber cable used for this purpose is generally improved in strength by coating the optical fiber bare wire with a fiber-reinforced resin or the like in order to prevent breakage during installation and ensure handleability.

従来、コンクリート構造物などの測定対象物との間の密着性を向上させるため、外表面に凹凸構造を形成した歪みセンシング用光ケーブルが提案されている(特許文献1,2参照)。また、検出精度を向上させるため、外被外面に、長手方向に沿って所定間隔毎に、外被と異なる合成樹脂又は接着剤からなる複数の突起部を設けた光ケーブルも提案されている(特許文献3参照)。 Conventionally, there has been proposed a strain-sensing optical cable having an uneven structure formed on its outer surface in order to improve adhesion to an object to be measured such as a concrete structure (see Patent Documents 1 and 2). In addition, in order to improve the detection accuracy, an optical cable has been proposed in which a plurality of protrusions made of a synthetic resin or adhesive different from the outer covering are provided on the outer surface of the outer covering at predetermined intervals along the longitudinal direction (Patent Reference 3).

一方、環境湿度の影響による測定精度の低下を防止するため、繊維強化樹脂などからなる強化被覆層を設けず、光ファイバを保護する被覆部の引張弾性係数が光ファイバの引張弾性係数よりも小さくなるようにした光ファイバケーブルも提案されている(特許文献4)。 On the other hand, in order to prevent deterioration of measurement accuracy due to the influence of environmental humidity, a reinforced coating layer made of fiber-reinforced resin is not provided, and the tensile elastic modulus of the coating that protects the optical fiber is smaller than the tensile elastic modulus of the optical fiber. An optical fiber cable has also been proposed (Patent Document 4).

特開2002-23030号公報JP-A-2002-23030 特開2006-64761号公報JP-A-2006-64761 特開2009-92467号公報JP 2009-92467 A 特開2012-229992号公報JP 2012-229992 A

しかしながら、前述した従来技術には、以下に示す問題点がある。歪み検出用光ファイバケーブルを測定対象物に埋設する際は、コンクリートを打設した後、コンクリートを充填、緻密化させるためにバイブレータなどで振動を与えるが、特許文献1,2に記載の光ファイバケーブルでは、その振動が強化被覆層から光ファイバ素線に伝搬し、光ファイバに断線が生じる。また、特許文献1に記載の製造方法のように、ローラーを用いて表面に凹凸を形成すると、押出被覆層よりも内側に設けられている繊維強化樹脂層(強化被覆層)に応力がかかり、その応力がそのまま光ファイバ素線に伝搬して伝送損失が増大する。 However, the conventional techniques described above have the following problems. When the optical fiber cable for strain detection is embedded in the object to be measured, after placing the concrete, vibration is applied with a vibrator or the like to fill and densify the concrete. In the cable, the vibration propagates from the reinforcing coating layer to the optical fiber strand, causing breakage in the optical fiber. In addition, as in the manufacturing method described in Patent Document 1, when unevenness is formed on the surface using a roller, stress is applied to the fiber reinforced resin layer (reinforced coating layer) provided inside the extruded coating layer, The stress propagates to the optical fiber as it is, increasing the transmission loss.

一方、特許文献4に記載の光ファイバケーブルは、光ファイバ素線への振動や応力の伝搬を少なくすることはできるが、強化被覆層を設けていないため、ケーブル自体の強度が低下し、施工時に光ファイバ素線に折れや断線が発生しやすく、取り扱い性の点で問題がある。また、特許文献3に記載の光ファイバケーブルのように、熱硬化樹脂を滴下する方法でケーブル外被表面に凸部を形成すると、凹凸形成時の応力印加による伝送損失の増大は防止できるが、ケーブル外被表面と凸部との間に界面が存在するため、敷設時に凸部が脱落しやすく、測定対象物に対してケーブルの定着性が悪いという問題がある。 On the other hand, the optical fiber cable described in Patent Document 4 can reduce the propagation of vibration and stress to the optical fiber strands, but since the reinforcing coating layer is not provided, the strength of the cable itself is reduced, and the installation is difficult. Occasionally, the optical fiber is prone to breakage or disconnection, which poses a problem in terms of handling. In addition, as in the optical fiber cable described in Patent Document 3, by forming projections on the surface of the cable jacket by dripping a thermosetting resin, it is possible to prevent an increase in transmission loss due to the application of stress during the formation of projections and depressions. Since there is an interface between the surface of the cable jacket and the projections, the projections are likely to fall off during laying, resulting in poor fixability of the cable to the object to be measured.

そこで、本発明は、取り扱い性に優れ、かつ、伝送損失が低い歪み検出用光ファイバケーブルを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical fiber cable for strain detection that is easy to handle and has low transmission loss.

本発明に係る歪み検出用光ファイバケーブルは、測定対象物に設置され、前記測定対象物の歪み検出に用いられる光ファイバケーブルであり、1又は2以上の光ファイバ素線と、前記光ファイバ素線の周囲に設けられた樹脂被覆層とを有し、前記樹脂被覆層は、少なくとも、最外層に設けられ、複数の凹部及び/又は凸部が形成された定着層と、前記定着層と前記光ファイバ素線との間に1又は2層以上設けられ、前記光ファイバ素線の強度を確保するための強化層と、前記定着層と前記光ファイバ素線との間に1又は2層以上設けられ、前記強化層よりも曲げ弾性率が低い樹脂材料で形成された保護緩衝層を備え、前記強化層は曲げ弾性率が10~700GPaである繊維強化プラスチックで形成されており、前記保護緩衝層は前記強化層と積層された状態での曲げ弾性率が3~65GPaである。
また、本発明の歪み検出用光ファイバケーブルは、前記光ファイバ素線の外面に離型剤を付着させ、横断面において、前記強化層を構成する繊維強化プラスチック中の強化繊維の直径をdμmとしたとき、前記光ファイバ素線の周囲に設けられた樹脂被覆層の最内層の内面に接する内接円の直径Diμmと、前記光ファイバ素線の外面に接する外接円の直径Doμmとの差を下記数式1で示される範囲としてもよい。
その場合、前記光ファイバ素線の外面において前記樹脂被覆層の最内層に直接接触していない部分の周長Sは、下記数式2を満たす範囲とすればよい。
一方、前記保護緩衝層は、例えば曲げ弾性率が0.3~5GPaの樹脂で形成することができる。
An optical fiber cable for strain detection according to the present invention is an optical fiber cable installed on an object to be measured and used for strain detection of the object to be measured. a resin coating layer provided around the wire, the resin coating layer being provided at least as an outermost layer and having a plurality of concave portions and/or convex portions formed thereon; a fixing layer; 1 or 2 or more layers are provided between the optical fiber and the reinforcing layer for securing the strength of the optical fiber, and 1 or 2 or more layers are provided between the fixing layer and the optical fiber. and a protective buffer layer formed of a resin material having a lower bending elastic modulus than the reinforcing layer , wherein the reinforcing layer is formed of a fiber-reinforced plastic having a bending elastic modulus of 10 to 700 GPa, and the protective buffer The layer has a flexural modulus of 3 to 65 GPa when laminated with the reinforcing layer.
Further, in the strain detecting optical fiber cable of the present invention, a release agent is attached to the outer surface of the optical fiber strand, and the diameter of the reinforcing fiber in the fiber reinforced plastic constituting the reinforcing layer is d μm in the cross section. Then, the difference between the diameter Di μm of the inscribed circle contacting the inner surface of the innermost layer of the resin coating layer provided around the optical fiber strand and the diameter Do μm of the circumscribed circle contacting the outer surface of the optical fiber strand is The range shown by the following formula 1 may be used.
In that case, the peripheral length S of the portion of the outer surface of the optical fiber that is not in direct contact with the innermost layer of the resin coating layer may be set to a range that satisfies Equation 2 below.
On the other hand, the protective buffer layer can be made of a resin having a flexural modulus of 0.3 to 5 GPa, for example.

Figure 0007199282000001
Figure 0007199282000001

Figure 0007199282000002
Figure 0007199282000002

なお、本発明の光ファイバケーブルが異形断面形状である場合は、上記数式1,2における各数値は、光ファイバケーブルの断面の空隙部分に接する最大の径を有する内接円又は光ファイバ素線と中心点を同じくする最大径の内接円を擬似円として計算すればよく、以下の説明においても同様である。 When the optical fiber cable of the present invention has an irregular cross-sectional shape, each numerical value in the above formulas 1 and 2 is the inscribed circle having the maximum diameter in contact with the void portion of the cross section of the optical fiber cable or the optical fiber strand The inscribed circle of the maximum diameter having the same center point as is calculated as a pseudo circle, and the same applies to the following explanation.

本発明によれば、取り扱い時や施工作業中に光ファイバ素線に折れや断線が発生しにくく、かつ、伝送損失が低い歪み検出用光ファイバケーブルが得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain an optical fiber cable for strain detection that is less likely to break or break in the optical fiber strand during handling or construction work, and that has low transmission loss.

A,Bは本発明の第1の実施形態の光ファイバケーブルの構造を示す断面図であり、Aは縦断面図、BはAに示すx-x線による横断面図である。A and B are cross-sectional views showing the structure of the optical fiber cable according to the first embodiment of the present invention, where A is a vertical cross-sectional view and B is a cross-sectional view taken along line xx shown in A. FIG. 本発明の第1の実施形態の第1変形例の光ファイバケーブルの横断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of an optical fiber cable of a first modified example of the first embodiment of the present invention; 本発明の第1の実施形態の第2変形例の光ファイバケーブルの横断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of an optical fiber cable of a second modified example of the first embodiment of the present invention; A,Bは本発明の第2の実施形態の光ファイバケーブルの構造を示す断面図であり、Aは縦断面図、BはAに示すy-y線による横断面図である。A and B are cross-sectional views showing the structure of an optical fiber cable according to a second embodiment of the present invention, where A is a vertical cross-sectional view and B is a cross-sectional view taken along line yy shown in A. FIG. 強化層2の拡大断面図である。3 is an enlarged cross-sectional view of a reinforcing layer 2; FIG.

以下、本発明を実施するための形態について、添付の図面を参照して、詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated in detail with reference to attached drawing. In addition, this invention is not limited to embodiment described below.

(第1の実施形態)
先ず、本発明の第1の実施形態に係る光ファイバケーブルについて説明する。図1A,Bは本実施形態の光ファイバケーブルの構造を示す断面図であり、図1Aは縦断面図、図1Bは図1Aに示すx-x線による横断面図である。本実施形態の光ファイバケーブル10は、測定対象物の歪み検出に用いられるものであり、図1A,Bに示すように、光ファイバ素線1の周囲に、強化層2と保護緩衝層3と定着層4を備える樹脂被覆層5が設けられている。
(First embodiment)
First, an optical fiber cable according to a first embodiment of the present invention will be described. 1A and 1B are cross-sectional views showing the structure of the optical fiber cable of this embodiment, FIG. 1A being a vertical cross-sectional view, and FIG. 1B being a cross-sectional view taken along line xx shown in FIG. 1A. The optical fiber cable 10 of this embodiment is used for strain detection of an object to be measured, and as shown in FIGS. A resin coating layer 5 with an anchoring layer 4 is provided.

[光ファイバ素線1]
光ファイバ素線1は、石英ガラスなどの光透過率が高い材料からなる光ファイバの周囲に、1又は2層の樹脂保護層を形成したものである。保護層を形成する樹脂としては、一般に、紫外線硬化型ウレタンアクリレートなどの紫外線硬化型樹脂が用いられる。光ファイバ素線1の太さは特に限定されるものではないが、光ファイバの外径が0.125mmの場合、光ファイバ素線1の外径は例えば0.25mmである。
[Optical fiber strand 1]
The optical fiber strand 1 is formed by forming one or two layers of resin protective layers around an optical fiber made of a material having a high light transmittance such as quartz glass. As the resin for forming the protective layer, an ultraviolet curable resin such as an ultraviolet curable urethane acrylate is generally used. Although the thickness of the optical fiber wire 1 is not particularly limited, when the outer diameter of the optical fiber is 0.125 mm, the outer diameter of the optical fiber wire 1 is, for example, 0.25 mm.

[強化層2]
強化層2は、光ファイバ素線1の強度を確保するためのものであり、定着層4と光ファイバ素線1との間に1層又は2層以上設けられる。強化層2は、光ファイバケーブル10を敷設時や取り扱い時に光ファイバ素線1が容易に折れないよう保護するための強度と、測定対象物に設置する際にケーブルの直線性を維持する硬さを有するものであればよく、例えばガラスなどの強化繊維と樹脂との複合材料である繊維強化樹脂(繊維強化プラスチック)で形成することができる。
[Reinforcing layer 2]
The reinforcing layer 2 is for securing the strength of the optical fiber strand 1 , and is provided between the fixing layer 4 and the optical fiber strand 1 in one or more layers. The reinforcing layer 2 has strength to protect the optical fiber strand 1 from being easily broken when laying or handling the optical fiber cable 10, and hardness to maintain the straightness of the cable when installed on the object to be measured. For example, it can be formed of a fiber-reinforced resin (fiber-reinforced plastic), which is a composite material of a reinforcing fiber such as glass and a resin.

強化層2の曲げ弾性率が低すぎると補強効果が不十分になることがあり、また、高すぎると外部環境の歪検出感度が低下することがあるため、強化層2は、曲げ弾性率が10~700GPaの繊維強化樹脂で形成されていることが好ましい。これにより、歪検出感度を低下させずに、光ファイバ素線1を補強することができる。 If the flexural modulus of the reinforcing layer 2 is too low, the reinforcing effect may be insufficient. It is preferably made of fiber reinforced resin of 10 to 700 GPa. Thereby, the optical fiber strand 1 can be reinforced without lowering the strain detection sensitivity.

[保護緩衝層3]
保護緩衝層3は、製造時に付加される応力を緩和すると共に、設置時の振動などから光ファイバ素線1を保護するためのものであり、強化層2よりも曲げ弾性率が低い樹脂材料で形成されている。この保護緩衝層3は、定着層4と光ファイバ素線1との間に1層又は2層以上設けられる。これにより、光ファイバケーブル製造時に負荷される物理的応力が緩和されるため、伝送損失の増大を防止することができる。また、保護緩衝層3を設けることで、振動が直接に光ファイバに伝わって折れや破損が発生することも防止できる。
[Protective buffer layer 3]
The protective buffer layer 3 is intended to relieve the stress applied during manufacturing and to protect the optical fiber 1 from vibrations during installation, and is made of a resin material having a lower flexural modulus than the reinforcing layer 2. formed. One or more layers of the protective buffer layer 3 are provided between the fixing layer 4 and the optical fiber strand 1 . As a result, the physical stress applied during the manufacture of the optical fiber cable is relieved, thereby preventing an increase in transmission loss. Moreover, by providing the protective buffer layer 3, it is possible to prevent the occurrence of breakage or breakage due to direct transmission of vibration to the optical fiber.

保護緩衝層3は、応力緩和の観点から、曲げ弾性率が0.3~5GPaの樹脂で形成されていることが好ましい。これにより、外力緩和効果が高まり、確実にファイバ素線1を保護することができる。例えば、強化層2がガラスロービングもビニルエステル樹脂を含浸させ硬化させた繊維強化樹脂で形成されている場合、保護緩衝層3はポリプロピレンなどで形成することができる。 From the viewpoint of stress relaxation, the protective buffer layer 3 is preferably made of a resin having a flexural modulus of 0.3 to 5 GPa. As a result, the effect of relieving the external force is enhanced, and the fiber wire 1 can be reliably protected. For example, when the reinforcing layer 2 is made of a fiber-reinforced resin obtained by impregnating glass rovings with a vinyl ester resin and curing, the protective buffer layer 3 can be made of polypropylene or the like.

更に、保護緩衝層3は、強化層2と積層された状態での曲げ弾性率が3~65GPaとなるように、樹脂材料や厚さを選択することが好ましい。これにより、取り扱い性を良好とし、設置時のケーブルの折れを防止すると共に、光ファイバ素線1の断線や伝送損失の増大を防止することができる。 Further, it is preferable to select the resin material and thickness of the protective buffer layer 3 so that the flexural modulus of the protective buffer layer 3 when laminated with the reinforcing layer 2 is 3 to 65 GPa. As a result, it is possible to improve the handleability, prevent the cable from breaking during installation, and prevent the disconnection of the optical fiber 1 and the increase in transmission loss.

[定着層4]
定着層4は、最外層に設けられ、構造物や地盤などの測定対象物に埋設された後、ケーブルとコンクリートや土壌などとの密着性を確保するためのものであり、複数の凹部4a及び/又は凸部が形成されている。なお、図1には定着層4に所定間隔をあけて凹部4aが形成された例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、定着層4には凸部を設けてもよく、凹凸形状を形成してもよい。また、凹部や凸部は、規則的に形成されていても、不規則(ランダム)に形成されていても、どちらでもよい。
[Fixing layer 4]
The fixing layer 4 is provided as the outermost layer, and is for ensuring adhesion between the cable and concrete, soil, or the like after being embedded in a measurement object such as a structure or the ground. /or a convex portion is formed. Although FIG. 1 shows an example in which recesses 4a are formed in the fixing layer 4 at predetermined intervals, the present invention is not limited to this, and the fixing layer 4 is provided with protrusions. Alternatively, an uneven shape may be formed. Further, the recesses and protrusions may be formed either regularly or irregularly (randomly).

定着層4を設けることにより、コンクリートや土壌などからケーブルのみが脱落することを防止できると共に、埋設後に測定対象物に加わる歪や応力にケーブルが追従しやすくなり、良好な検出性能が得られる。定着層4は、例えばポリエチレンなどの樹脂材料で形成することができる。 By providing the fixing layer 4, it is possible to prevent only the cable from falling out of concrete, soil, etc., and the cable can easily follow the strain and stress applied to the measurement object after burying, and good detection performance can be obtained. The fixing layer 4 can be made of, for example, a resin material such as polyethylene.

[使用方法]
本実施形態の光ファイバケーブル10は、測定対象物に埋設、貼付又は巻き付けられ、光ケーブル素線1により測定対象物の歪みを検出する。ここで「歪み」とは、物理量や音・光・圧力・温度などの変化点をいう。また、測定対象物としては、建築物、橋梁、トンネルなどのコンクリート構造物、河川の堤防、山岳の斜面等の土壌コンクリート構造物や地盤などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
[how to use]
The optical fiber cable 10 of this embodiment is embedded in, attached to, or wound around an object to be measured, and the strain of the object to be measured is detected by the optical cable strands 1 . Here, "distortion" means a change point of a physical quantity, sound, light, pressure, temperature, or the like. Examples of objects to be measured include, but are not limited to, concrete structures such as buildings, bridges, and tunnels, soil concrete structures such as embankments of rivers, slopes of mountains, and the like.

本実施形態の光ファイバケーブルは、光ファイバ素線の周囲に強化層及び定着層に加えて、保護緩衝層を設けているため、取り扱い時や敷設時に光ファイバ素線を保護しつつ、製造時にかかる応力による伝送損失の増大を防止することができる。これにより、本実施形態の光ファイバケーブルは、取り扱い性に優れ、かつ、低伝送損失である。 In the optical fiber cable of this embodiment, in addition to the reinforcing layer and the fixing layer, the protective buffer layer is provided around the optical fiber strands. An increase in transmission loss due to such stress can be prevented. As a result, the optical fiber cable of this embodiment is easy to handle and has low transmission loss.

なお、本実施形態の光ファイバケーブルは、埋設用途に有効であるが、埋設せずに、例えば測定対象物に貼付又は巻き付けて使用することも可能である。その場合、光ファイバケーブルに定着層を設けず、測定対象物に接着剤などで固定化して使用してもよい。 Although the optical fiber cable of the present embodiment is effective for burial use, it can also be used by being attached or wound around an object to be measured, for example, without being burried. In that case, the fixing layer may not be provided on the optical fiber cable, and the cable may be fixed to the object to be measured with an adhesive or the like.

(第1の実施形態の第1変形例)
次に、本発明の第1の実施形態の第1変形例に係る光ファイバケーブルについて説明する。図2は本変形例の光ファイバケーブルの横断面図である。なお、図2においては、図1Bに示す第1の実施形態の光ファイバケーブル10の構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。図1Bに示す光ファイバケーブル10では、光ファイバ素線1に接する層を強化層2としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、図2に示す光ファイバケーブル20のように、光ファイバ素線1に接する層を保護緩衝層3とし、その外側に強化層2を設けてもよい。
(First Modification of First Embodiment)
Next, an optical fiber cable according to a first modified example of the first embodiment of the invention will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical fiber cable of this modification. 2, the same components as those of the optical fiber cable 10 of the first embodiment shown in FIG. 1B are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the optical fiber cable 10 shown in FIG. 1B, the layer in contact with the optical fiber strand 1 is the reinforcing layer 2, but the present invention is not limited to this. The layer in contact with the optical fiber strand 1 may be the protective buffer layer 3, and the reinforcing layer 2 may be provided on the outside thereof.

本変形例の光ファイバケーブル20のように、強化層2よりも内側に保護緩衝層3を設けても、取り扱い時や敷設時に光ファイバ素線を保護しつつ、製造時にかかる応力による伝送損失の増大を防止することができる。なお、本変形例における上記以外の構成及び効果は、前述した第1の実施形態と同様である。 Like the optical fiber cable 20 of this modified example, even if the protective buffer layer 3 is provided inside the reinforcing layer 2, the optical fiber strands are protected during handling and installation, and transmission loss due to stress applied during manufacturing is reduced. Increase can be prevented. Note that the configuration and effect of this modified example other than those described above are the same as those of the above-described first embodiment.

(第1の実施形態の第2変形例)
次に、本発明の第1の実施形態の第2変形例に係る光ファイバケーブルについて説明する。図3は本変形例の光ファイバケーブルの横断面図である。なお、図3においては、図1Bに示す第1の実施形態の光ファイバケーブル10の構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Second modification of the first embodiment)
Next, an optical fiber cable according to a second modification of the first embodiment of the invention will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view of the optical fiber cable of this modification. 3, the same components as those of the optical fiber cable 10 of the first embodiment shown in FIG. 1B are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図1A,B及び図2には光ファイバ素線が1本の光ファイバケーブルを示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、2本以上の光ファイバ素線を備えていてもよい。その場合、例えば図3に示す光ファイバケーブル30のように、各光ファイバ素線1の周囲に保護緩衝層3及び強化層2をこの順に設けたものを複数本束ね、全体を保護緩衝層33で被覆し、その上に定着層4を形成した構成とすることもできる。 Although FIGS. 1A, B and 2 show an optical fiber cable having one optical fiber strand, the present invention is not limited to this, and may include two or more optical fiber strands. good too. In that case, for example, like the optical fiber cable 30 shown in FIG. and the fixing layer 4 is formed thereon.

本変形例の光ファイバケーブルのように、光ファイバ素線が2本以上の場合でも、その周囲に強化層、保護緩衝層及び定着層を設けているため、取り扱い性を確保しつつ、伝送損失の増大を防止できる。なお、本変形例における上記以外の構成及び効果は、前述した第1の実施形態及びその第1変形例と同様である。 As in the optical fiber cable of this modified example, even when there are two or more optical fiber strands, since a reinforcing layer, a protective buffer layer, and a fixing layer are provided around them, transmission loss is reduced while ensuring ease of handling. increase can be prevented. The configuration and effect of this modification other than the above are the same as those of the above-described first embodiment and its first modification.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係る光ファイバケーブルについて説明する。図4A,Bは本実施形態の光ファイバケーブルの構造を示す断面図であり、図4Aは縦断面図、図4Bは図4Aに示すy-y線による横断面図である。また、図5は強化層2の拡大断面図である。なお、図4A,Bにおいては、図1A,Bに示す第1の実施形態の光ファイバケーブル10の構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Second embodiment)
Next, an optical fiber cable according to a second embodiment of the invention will be described. 4A and 4B are cross-sectional views showing the structure of the optical fiber cable of this embodiment, FIG. 4A being a vertical cross-sectional view, and FIG. 4B being a cross-sectional view taken along line yy shown in FIG. 4A. 5 is an enlarged sectional view of the reinforcing layer 2. FIG. In FIGS. 4A and 4B, the same components as those of the optical fiber cable 10 of the first embodiment shown in FIGS. 1A and 1B are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

図4A,Bに示すように、本実施形態の光ファイバケーブル40では、ファイバ素線1の外面の一部又は全部に離型剤6が付着している。即ち、光ファイバケーブル40は、ファイバ素線1と樹脂被覆層5との間に離型剤6が存在する部分があり、その部分はファイバ素線1と樹脂被覆層5とが接着していない非接着箇所となっている。 As shown in FIGS. 4A and 4B, in the optical fiber cable 40 of this embodiment, the release agent 6 is adhered to part or all of the outer surface of the fiber strand 1 . That is, the optical fiber cable 40 has a portion where the release agent 6 exists between the fiber wire 1 and the resin coating layer 5, and the fiber wire 1 and the resin coating layer 5 are not bonded to each other in that portion. It is a non-adhesive part.

本実施形態の光ファイバケーブル40のように、ファイバ素線1の外面の一部又は全部に離型剤6を付着させると、樹脂被覆層5形成時に線熱膨張係数の差によりファイバ素線1が受けるストレスや、強化層2の表面の凹凸によるマイクロベントが抑制され、伝送損失を低減することができる。 As in the optical fiber cable 40 of this embodiment, if the release agent 6 is applied to a part or all of the outer surface of the fiber strand 1, the fiber strand 1 will be deformed due to the difference in linear thermal expansion coefficient when the resin coating layer 5 is formed. , and micro-venting due to the unevenness of the surface of the reinforcing layer 2 are suppressed, thereby reducing the transmission loss.

[離型剤6]
離型剤6は、ファイバ素線1の外面及び樹脂被覆層5の最内層(強化層2又は保護緩衝層3)の内面のどちらにも接着しないものであればよく、シリコーンオイルの他、公知の種々のワックスや粉末を用いることができる。
[Release agent 6]
The release agent 6 may be any agent that does not adhere to either the outer surface of the fiber strand 1 or the inner surface of the innermost layer (the reinforcing layer 2 or the protective buffer layer 3) of the resin coating layer 5, and may be silicone oil or other known agents. Various waxes and powders can be used.

離型剤6に用いるワックスとしては、例えば、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックスなどのポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスなどの分枝鎖状炭化水素ワックス、パラフィンワックス、サゾールワックスなどの長鎖炭化水素系ワックス、ジステアリルケトンなどのジアルキルケトン系ワックス、カルナバワックス、モンタンワックス、ベヘン酸ベヘネート、トリメチロールプロパントリベヘネート、ペンタエリスリトールテトラベヘネート、ペンタエリスリトールジアセテートジベヘネート、グリセリントリベヘネート、1,18-オクタデカンジオールジステアレート、トリメリット酸トリステアリル、ジステアリルマレエートなどのエステル系ワックス、エチレンジアミンベヘニルアミド、トリメリット酸トリステアリルアミドなどのアミド系ワックスなどが挙げられる。 Waxes used for the release agent 6 include, for example, polyolefin waxes such as polyethylene wax and polypropylene wax, branched hydrocarbon waxes such as microcrystalline wax, long-chain hydrocarbon waxes such as paraffin wax and Sasol wax, Dialkyl ketone waxes such as distearyl ketone, carnauba wax, montan wax, behenic acid behenate, trimethylolpropane tribehenate, pentaerythritol tetrabehenate, pentaerythritol diacetate dibehenate, glycerin tribehenate, 1 , 18-octadecanediol distearate, tristearyl trimellitate and distearyl maleate, and amide waxes such as ethylenediaminebehenylamide and tristearylamide trimellitate.

また、粉末としては、窒化珪素(Si)及び窒化ホウ素(BN)などが挙げられる。離型剤6に窒化ホウ素を用いると、光ファイバケーブル40の熱伝導性を向上させることができるため、歪み検出と同時に熱測定を行う場合に、熱測定の応答性を高めることができる。 Examples of powder include silicon nitride (Si 3 N 4 ) and boron nitride (BN). When boron nitride is used as the release agent 6, the thermal conductivity of the optical fiber cable 40 can be improved, so that the responsiveness of thermal measurement can be enhanced when thermal measurement is performed simultaneously with strain detection.

離型剤6の付着量は、特に限定されるものではないが、光ファイバケーブル40の横断面において、樹脂被覆層5の最内層の内面に接する内接円の直径Diμmと、光ファイバ素線1の外面に接する外接円の直径Doμmとの差が下記数式3で示される範囲とすることが好ましい。ここで、下記数式3における「d」は、強化層2を構成する繊維強化プラスチック中の強化繊維の直径(μm)である(図5参照)。 The amount of the release agent 6 attached is not particularly limited, but in the cross section of the optical fiber cable 40, the diameter Diμm of the inscribed circle contacting the inner surface of the innermost layer of the resin coating layer 5 and the optical fiber strand It is preferable that the difference from the diameter Do μm of the circumscribed circle contacting the outer surface of 1 is within the range shown by the following formula 3. Here, "d" in Equation 3 below is the diameter (μm) of the reinforcing fibers in the fiber-reinforced plastic constituting the reinforcing layer 2 (see FIG. 5).

Figure 0007199282000003
Figure 0007199282000003

樹脂被覆層5の最内層の内面に接する内接円の直径Diμmと光ファイバ素線1の外面に接する外接円の直径Doμmの差(Di-Do)が、強化層2に含まれる強化繊維の直径dμmの1/3未満の場合、離型剤6が付着している面積が大きくなり、伝送損失を低下させる効果が十分に得られない。また、Di-Doが30μmを超えると、内部形状が崩れて歪みが生じ、円筒軸方向において曲げ強度のバラツキが発生する虞がある。これに対して、Di-Doが上記数式3に示す範囲になるよう離型剤6を付着させると、伝送損失の低下を防ぎ、曲げ強度の軸方向角度依存性が抑制された光ファイバケーブルを得ることができる。 The difference (Di-Do) between the diameter Diμm of the inscribed circle contacting the inner surface of the innermost layer of the resin coating layer 5 and the diameter Doμm of the circumscribed circle contacting the outer surface of the optical fiber strand 1 is the number of reinforcing fibers contained in the reinforcing layer 2. If the diameter is less than ⅓ of the diameter d μm, the area where the release agent 6 adheres becomes large, and the effect of reducing the transmission loss cannot be obtained sufficiently. Further, if Di-Do exceeds 30 μm, the internal shape may collapse and distortion may occur, resulting in variations in bending strength in the axial direction of the cylinder. On the other hand, when the release agent 6 is attached so that Di-Do falls within the range shown in the above formula 3, the decrease in transmission loss is prevented, and an optical fiber cable in which the axial angle dependence of bending strength is suppressed can be obtained. Obtainable.

また、伝送損失低減効果を安定して得るためには、光ファイバ素線1の外面において樹脂被覆層5の最内層に直接接触していない(離型剤6が存在する)部分の周長S(μm)が、下記数式4を満たすことが好ましい。ここで、下記数式4におけるDo(μm)は、光ファイバ素線1の外接円の直径であり、πは円周率である。 In order to stably obtain the effect of reducing transmission loss, the peripheral length S (μm) preferably satisfies Equation 4 below. Here, Do (μm) in Equation 4 below is the diameter of the circumscribed circle of the optical fiber strand 1, and π is the circular constant.

Figure 0007199282000004
Figure 0007199282000004

ファイバ素線1の外面の一部に離型剤6を付着させる方法は、特に限定されるものではないが、離型剤6が液状の場合は塗布などの方法を採ることができる。また、離型剤6が粉状の場合は、例えば、前工程又は同一工程にて、窒化ホウ素などの粉状の離型剤6が貯留された槽に光ファイバ素線1を連続的に通過させ、その後、液状の熱硬化性樹脂を通過させて樹脂被覆層5を形成する方法を採ることができる。なお、離型剤6の付着と、樹脂被覆層5の形成は、同一工程で連続して行ってもよいが、別工程で行ってもよい。 The method of attaching the release agent 6 to a portion of the outer surface of the fiber 1 is not particularly limited, but when the release agent 6 is liquid, a method such as coating can be employed. Further, when the release agent 6 is powdery, for example, the optical fiber strand 1 is continuously passed through a tank in which the powdery release agent 6 such as boron nitride is stored in a previous step or the same step. Then, a liquid thermosetting resin is allowed to pass therethrough to form the resin coating layer 5 . The adhesion of the release agent 6 and the formation of the resin coating layer 5 may be performed continuously in the same process, or may be performed in separate processes.

本実施形態の光ファイバケーブル40は、ファイバ素線1の外面に離型剤6を付着させ、ファイバ素線1と樹脂被覆層5との間に非接着箇所を設けているため、樹脂被覆層5形成時のストレスや、強化層2の表面の凹凸を緩和し、伝送損失を低減することができる。この効果は、図4A,Bに示す光ファイバ素線1に接する層が強化層2である光ファイバケーブルで特に顕著であるが、図2に示す光ファイバ素線1に接する層が保護緩衝層3である光ファイバケーブル20でも、ファイバ素線1の外面に離型剤6を付着させることで、伝送損失低減効果を得ることができる。 In the optical fiber cable 40 of this embodiment, the releasing agent 6 is attached to the outer surface of the fiber wire 1, and the non-bonded portion is provided between the fiber wire 1 and the resin coating layer 5, so that the resin coating layer The transmission loss can be reduced by alleviating stress during the formation of 5 and irregularities on the surface of the reinforcing layer 2 . This effect is particularly remarkable in an optical fiber cable in which the layer in contact with the optical fiber strands 1 shown in FIGS. 4A and 4B is the reinforcing layer 2. 3, the transmission loss reduction effect can be obtained by attaching the release agent 6 to the outer surface of the fiber strand 1 .

以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明の効果について具体的に説明する。本実施例においては、下記の方法で実施例及び比較例の光ファイバケーブルを作製し、その性能を評価した。 EXAMPLES Hereinafter, the effects of the present invention will be specifically described with reference to examples and comparative examples. In this example, optical fiber cables of examples and comparative examples were produced by the following method, and their performance was evaluated.

<実施例1>
280texのガラスロービング(日東紡績株式会社製 RS28)3本に、熱硬化性ビニルエステル樹脂(昭和電工株式会社製 ノンスチレンタイプ RF-313)を含浸させた後、その中心に外径250μmの光ファイバ素線を配置し、絞りノズルを通過させて強化層を形成した。強化層形成後の外径は0.9mmであり、強化層における強化繊維含有量は56.7体積%であった。
<Example 1>
After impregnating three 280 tex glass rovings (Nitto Boseki Co., Ltd. RS28) with thermosetting vinyl ester resin (Showa Denko Co., Ltd. non-styrene type RF-313), an optical fiber with an outer diameter of 250 μm is placed in the center. The strands were placed and passed through a squeeze nozzle to form a reinforcing layer. The outer diameter after formation of the reinforcing layer was 0.9 mm, and the reinforcing fiber content in the reinforcing layer was 56.7% by volume.

引き続き、強化層の周囲に、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE;日本ポリエチレン株式会社製 ノバテックUF240,デュロメーター硬さ49)を押し出し、直ちに水冷して保護緩衝層を形成した。保護緩衝層形成後の外径は4.2mmであった。その後、加熱処理を施して熱硬化性樹脂を硬化させた。 Subsequently, linear low-density polyethylene (LLDPE; Nippon Polyethylene Co., Ltd. Novatec UF240, durometer hardness 49) was extruded around the reinforcing layer and immediately water-cooled to form a protective buffer layer. The outer diameter after forming the protective buffer layer was 4.2 mm. After that, heat treatment was performed to cure the thermosetting resin.

次に、保護緩衝層の周囲に、LLDPE(プライムポリマー株式会社製 ネオゼックス2540R,デュロメーター硬さ57)を外径が6.0mmになるよう押し出した。そして、冷却前にエンボスローラーの間を通して、表面にエンボス加工を施し、定着層を形成して、実施例1の光ファイバケーブルを得た。 Next, LLDPE (Neo-Zex 2540R manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., durometer hardness 57) was extruded around the protective buffer layer so as to have an outer diameter of 6.0 mm. Then, before cooling, the optical fiber cable of Example 1 was obtained by passing it between embossing rollers and embossing the surface to form a fixing layer.

<実施例2>
外径250μmの光ファイバ素線の周囲に、外径が350μmになるように紫外線硬化樹脂(大日本インキ化学株式会社製 ダイキュアコート8714A)をコーティングし、紫外線を照射して硬化させて保護緩衝層を形成した。次に、280texのガラスロービング(日東紡績株式会社製 RS28)10本に、熱硬化性ビニルエステル樹脂(昭和電工株式会社製 ノンスチレンタイプ RF-313)を含浸させた後、その中心に保護緩衝層を形成した光ファイバ素線を配置し、絞りノズルを通過させて強化層を形成した。強化層形成後の外径は1.6mmであり、強化層における強化繊維含有量は57.9体積%であった。
<Example 2>
An ultraviolet curable resin (Dai-cure coat 8714A manufactured by Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd.) is coated around the optical fiber strand with an outer diameter of 250 μm so that the outer diameter is 350 μm, and is cured by irradiating ultraviolet rays to provide protective buffering. formed a layer. Next, 10 glass rovings of 280 tex (RS28 manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.) were impregnated with a thermosetting vinyl ester resin (non-styrene type RF-313 manufactured by Showa Denko Co., Ltd.), and then a protective buffer layer was placed in the center. was placed and passed through a squeeze nozzle to form a reinforced layer. The outer diameter after formation of the reinforcing layer was 1.6 mm, and the reinforcing fiber content in the reinforcing layer was 57.9% by volume.

次に、強化層の周囲に、LLDPE(プライムポリマー株式会社製 ネオゼックス2540R,デュロメーター硬さ57)を外径が3.4mmになるよう押し出し、直ちに水冷した後、硬化槽で加熱して熱硬化性樹脂を硬化させた。その後、LLDPEが溶融する温度まで加熱して表面を軟化させ、その状態でエンボスローラーの間を通すことにより表面にエンボス加工を施して定着層を形成し、実施例2の光ファイバケーブルを得た。 Next, LLDPE (Neo-Zex 2540R manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., durometer hardness 57) was extruded around the reinforcing layer so that the outer diameter was 3.4 mm, immediately cooled with water, and then heated in a curing tank to make it thermosetting. The resin was allowed to cure. After that, the surface was softened by heating to a temperature at which LLDPE melts, and in this state, the surface was embossed by passing it between embossing rollers to form a fixing layer, and an optical fiber cable of Example 2 was obtained. .

<実施例3>
外径250μmの光ファイバ素線の周囲に、LLDPE(日本ポリエチレン株式会社製 ノバテックUF240,デュロメーター硬さ49)を外径が1.0mmになるよう押し出し、直ちに水冷して保護緩衝層を形成した。次に、280texのガラスロービング(日東紡績株式会社製 RS28)10本に、熱硬化性ビニルエステル樹脂(昭和電工株式会社製 ノンスチレンタイプ RF-313)を含浸させた後、その中心に保護緩衝層を形成した光ファイバ素線を配置し、絞りノズルを通過させて強化層を形成した。強化層形成後の外径は2.0mmであり、強化層における強化繊維含有量は56.5体積%であった。
<Example 3>
LLDPE (Novatec UF240 manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd., durometer hardness 49) was extruded around the optical fiber strand having an outer diameter of 250 μm so that the outer diameter became 1.0 mm, and immediately water-cooled to form a protective buffer layer. Next, 10 glass rovings of 280 tex (RS28 manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd.) were impregnated with a thermosetting vinyl ester resin (non-styrene type RF-313 manufactured by Showa Denko Co., Ltd.), and then a protective buffer layer was placed in the center. was placed and passed through a squeeze nozzle to form a reinforced layer. The outer diameter after formation of the reinforcing layer was 2.0 mm, and the reinforcing fiber content in the reinforcing layer was 56.5% by volume.

次に、強化層の周囲に、LLDPE(プライムポリマー株式会社製 ネオゼックス2540R,デュロメーター硬さ57)を外径が3.8mmになるよう押し出し、直ちに水冷した後、硬化槽で加熱して熱硬化性樹脂を硬化させた。その後、LLDPEが溶融する温度まで加熱して表面を軟化させ、その状態でエンボスローラーの間を通すことにより表面にエンボス加工を施して定着層を形成し、実施例3の光ファイバケーブルを得た。 Next, LLDPE (Neo-Zex 2540R manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., durometer hardness 57) was extruded around the reinforcing layer so that the outer diameter was 3.8 mm, immediately cooled with water, and then heated in a curing bath to make it thermosetting. The resin was allowed to cure. After that, the surface was softened by heating to a temperature at which LLDPE melts, and in this state, the surface was embossed by passing it through embossing rollers to form a fixing layer, and the optical fiber cable of Example 3 was obtained. .

<実施例4>
280texのガラスロービング(日東紡績株式会社製 RS28)3本に、熱硬化性ビニルエステル樹脂(昭和電工株式会社製 ノンスチレンタイプ RF-313)を含浸させた後、その中心に外径250μmの光ファイバ素線を配置した。そして、光ファイバ素線の表面にシリコーンオイル(信越シリコーン製KF-96-50CS)を染み込ませたウエスを接触させ、その後絞りノズルを通過させて強化層を形成した。強化層形成後の外径は0.9mmであり、強化層における強化繊維含有量は56.7体積%であった。
<Example 4>
After impregnating three 280 tex glass rovings (Nitto Boseki Co., Ltd. RS28) with thermosetting vinyl ester resin (Showa Denko Co., Ltd. non-styrene type RF-313), an optical fiber with an outer diameter of 250 μm is placed in the center. Placed the wires. Then, a waste cloth impregnated with silicone oil (KF-96-50CS manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.) was brought into contact with the surface of the optical fiber, and then passed through a squeeze nozzle to form a reinforcing layer. The outer diameter after formation of the reinforcing layer was 0.9 mm, and the reinforcing fiber content in the reinforcing layer was 56.7% by volume.

引き続き、強化層の周囲に、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE;日本ポリエチレン株式会社製 ノバテックUF240,デュロメーター硬さ49)を押し出し、直ちに水冷して保護緩衝層を形成した。保護緩衝層形成後の外径は4.2mmであった。その後、加熱処理を施して熱硬化性樹脂を硬化させた。 Subsequently, linear low-density polyethylene (LLDPE; Nippon Polyethylene Co., Ltd. Novatec UF240, durometer hardness 49) was extruded around the reinforcing layer and immediately water-cooled to form a protective buffer layer. The outer diameter after forming the protective buffer layer was 4.2 mm. After that, heat treatment was performed to cure the thermosetting resin.

次に、保護緩衝層の周囲に、LLDPE(プライムポリマー株式会社製 ネオゼックス2540R,デュロメーター硬さ57)を外径が6.0mmになるよう押し出した。そして、冷却前にエンボスローラーの間を通して、表面にエンボス加工を施し、定着層を形成して、実施例4の光ファイバケーブルを得た。 Next, LLDPE (Neo-Zex 2540R manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., durometer hardness 57) was extruded around the protective buffer layer so as to have an outer diameter of 6.0 mm. Then, before cooling, the optical fiber cable of Example 4 was obtained by passing it between embossing rollers and embossing the surface to form a fixing layer.

この実施例4の光ファイバケーブルは、任意の横断面において、強化層を構成する繊維強化プラスチック中の強化繊維の直径dが12.5~15.3μm、光ファイバ素線の外接円の直径Doが248~256μm、樹脂被覆層の最内層である強化層の内面に接する内接円の直径Diが253~264μmであり、Di-Doが5~8μmであった。また、実施例4の光ファイバケーブルは、任意の横断面において、樹脂被覆層の最内層が直接接触していない部分の周長Sが475μm(211°)であり、上記数式4を満たすものであった。 In the optical fiber cable of Example 4, in any cross section, the diameter d of the reinforcing fiber in the fiber-reinforced plastic constituting the reinforcing layer is 12.5 to 15.3 μm, and the diameter Do of the circumscribed circle of the optical fiber strand is was 248 to 256 μm, the diameter Di of the inscribed circle in contact with the inner surface of the reinforcing layer, which was the innermost layer of the resin coating layer, was 253 to 264 μm, and the Di-Do was 5 to 8 μm. In addition, in the optical fiber cable of Example 4, the peripheral length S of the portion where the innermost layer of the resin coating layer is not in direct contact is 475 μm (211°) in an arbitrary cross section, which satisfies Equation 4 above. there were.

<比較例1>
280texのガラスロービング(日東紡績株式会社製 RS28)3本に、熱硬化性ビニルエステル樹脂(昭和電工株式会社製 ノンスチレンタイプ RF-313)を含浸させた後、その中心に外径250μmの光ファイバ素線を配置し、絞りノズルを通過させて強化層を形成した。強化層形成後の外径は0.9mmであり、強化層における強化繊維含有量は56.7体積%であった。
<Comparative Example 1>
After impregnating three 280 tex glass rovings (Nitto Boseki Co., Ltd. RS28) with thermosetting vinyl ester resin (Showa Denko Co., Ltd. non-styrene type RF-313), an optical fiber with an outer diameter of 250 μm is placed in the center. The strands were placed and passed through a squeeze nozzle to form a reinforcing layer. The outer diameter after formation of the reinforcing layer was 0.9 mm, and the reinforcing fiber content in the reinforcing layer was 56.7% by volume.

次に、強化層の周囲に、LLDPE(プライムポリマー株式会社製 ネオゼックス2540R,デュロメーター硬さ57)を外径が6.0mmになるよう押し出し、直ちに水冷した後、硬化槽で加熱して熱硬化性樹脂を硬化させた。その後、LLDPEが溶融する温度まで加熱して表面を軟化させ、その状態でエンボスローラーの間を通すことにより表面にエンボス加工を施して定着層を形成し、比較例1の光ファイバケーブルを得た。 Next, LLDPE (Neo-Zex 2540R manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., durometer hardness 57) was extruded around the reinforcing layer so that the outer diameter was 6.0 mm, immediately cooled with water, and then heated in a curing bath to make it thermosetting. The resin was allowed to cure. After that, the surface was softened by heating to a temperature at which LLDPE melts, and in this state, the surface was embossed by passing it between embossing rollers to form a fixing layer, and an optical fiber cable of Comparative Example 1 was obtained. .

<比較例2>
外径250μmの光ファイバ素線の周囲に、外径が350μmになるように紫外線硬化樹脂(大日本インキ化学株式会社製 ダイキュアコート8714A)をコーティングし、紫外線を照射して硬化させて保護緩衝層を形成した。次に、保護緩衝層の周囲に、LLDPE(プライムポリマー株式会社製 ネオゼックス2540R,デュロメーター硬さ57)を外径が3.4mmになるよう押し出し、直ちに水冷した後、硬化槽で加熱して熱硬化性樹脂を硬化させた。その後、LLDPEが溶融する温度まで加熱して表面を軟化させ、その状態でエンボスローラーの間を通すことにより表面にエンボス加工を施して定着層を形成し、比較例2の光ファイバケーブルを得た。
<Comparative Example 2>
An ultraviolet curable resin (Dai-cure coat 8714A manufactured by Dainippon Ink and Chemicals Co., Ltd.) is coated around the optical fiber strand with an outer diameter of 250 μm so that the outer diameter is 350 μm, and is cured by irradiating ultraviolet rays to provide protective buffering. formed a layer. Next, LLDPE (Neo-Zex 2540R manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., durometer hardness 57) was extruded around the protective buffer layer so that the outer diameter was 3.4 mm, immediately cooled with water, and then heated in a curing bath to thermally cure. hardening resin. Thereafter, the cable was heated to a temperature at which LLDPE melted to soften the surface, and in this state, the cable was passed through embossing rollers to emboss the surface to form a fixing layer, and an optical fiber cable of Comparative Example 2 was obtained. .

(評価)
前述した方法で作製した実施例及び比較例の各光ファイバケーブルについて、以下に示す方法で、伝送損失、コンクリート埋設時の折れ発生の有無及び引抜加重の評価を行った。
(evaluation)
For each of the optical fiber cables of Examples and Comparative Examples produced by the above-described method, transmission loss, occurrence of breakage when embedded in concrete, and pull-out load were evaluated by the following methods.

<伝送損失>
安藤電気株式会社製 OTDR(Optical Time Domain Reflectometer) AQ7250を用いて、波長1.55μmの伝送損失を測定した。その際、光ファイバケーブルの一端から光ファイバ素線取り出してカットし、それをダミーファイバを介してOTDRにメカニカルスプライスで接続した。
<Transmission loss>
Transmission loss at a wavelength of 1.55 μm was measured using an OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) AQ7250 manufactured by Ando Electric Co., Ltd. At that time, an optical fiber bare wire was taken out from one end of the optical fiber cable, cut, and connected to the OTDR by a mechanical splice through a dummy fiber.

<コンクリート埋設試験>
容量が50Lの強制2軸型ミキサーを使用し、全量が40Lになるように、セメントを350kg/m、細骨材を870kg/m、粗骨材を901kg/m、水を175kg/m、高性能AE減水剤を2.8kg/mの比率で配合し、90秒間練り混ぜた。本試験で用いた材料を以下に示す。
・セメント:太平洋セメント株式会社製 普通ポルトラントセメント(比重:3.16)
・細骨材:陸砂(表乾比重2.60、最大粒度5mm)
・粗骨材:砕石(表乾比重2.67、最大粒度20mm)
・水:市水
・高性能AE減水剤:BASFジャパン株式会社製 SP8SV
<Concrete embedding test>
Using a forced twin-screw mixer with a capacity of 50 L, 350 kg/m 3 of cement, 870 kg/m 3 of fine aggregate, 901 kg/m 3 of coarse aggregate, and 175 kg/m 3 of water are mixed so that the total amount becomes 40 L. m 3 , high performance AE water reducing agent was blended at a ratio of 2.8 kg/m 3 and kneaded for 90 seconds. The materials used in this test are shown below.
・Cement: Ordinary portland cement manufactured by Taiheiyo Cement Co., Ltd. (specific gravity: 3.16)
・Fine aggregate: land sand (surface dry specific gravity 2.60, maximum particle size 5 mm)
・Coarse aggregate: crushed stone (surface dry specific gravity 2.67, maximum grain size 20mm)
・Water: city water ・High performance AE water reducing agent: SP8SV manufactured by BASF Japan Co., Ltd.

得られたフレッシュコンクリートを型枠内に流し込みながら、光ファイバケーブルを埋め込んだ。その際、コンクリートの充填不良が発生しないよう、木枠を木槌で叩き振動を与えながら充填を行った。 そして、常温養生を24時間行った後、離型し、更に6日間水中養生した。その後、大気中にて、材齢28日まで常温養生して得た試験体について、光ファイバチェッカで、埋め込まれた光ファイバケーブルの導通を確認し、導通があったものを合格(○)とした。 The optical fiber cable was embedded while pouring the obtained fresh concrete into the mold. At that time, the wooden frame was hit with a wooden mallet to vibrate it while filling so as not to cause poor filling of the concrete. Then, after curing at room temperature for 24 hours, the mold was released and further cured in water for 6 days. After that, the specimen was cured at room temperature in the atmosphere until the age of 28 days, and the continuity of the embedded optical fiber cable was confirmed with an optical fiber checker. did.

<引抜加重>
光ファイバケーブルの伝送損失は、光ファイバ素線が樹脂被覆層に強固に接しているほど低下する傾向がある。そこで、本実施例では、引抜試験により光ファイバ素線と樹脂被覆層(最内層)との接着力を測定し、間接的に伝送損失低下への影響を確認した。引抜試験は、実施例1,4の各光ファイバケーブルから任意の長さに切り出した測定用試料を用いて行った。各測定用試料は、一方の末端から10cmまでを残し、その他の部分については光ファイバ素線より外側に存在する樹脂被覆層などを取り除き、光ファイバ素線を露出させた。そして、露出している光ファイバ素線にバネばかりを取り付けて樹脂被覆層から引抜き、その際に得られた最大荷重を引抜荷重とした。
<Pullout load>
The transmission loss of an optical fiber cable tends to decrease as the optical fiber strands are in more firm contact with the resin coating layer. Therefore, in this example, the adhesive force between the optical fiber strand and the resin coating layer (innermost layer) was measured by a pull-out test, and the effect on the reduction in transmission loss was indirectly confirmed. The pull-out test was performed using a measurement sample cut out to an arbitrary length from each of the optical fiber cables of Examples 1 and 4. For each measurement sample, 10 cm from one end was left, and the resin coating layer and the like existing outside the optical fiber was removed from the other portions to expose the optical fiber. Then, a spring scale was attached to the exposed optical fiber strand and pulled out from the resin coating layer, and the maximum load obtained at that time was taken as the pull-out load.

以上の結果を、下記表1にまとめて示す。 The above results are summarized in Table 1 below.

Figure 0007199282000005
Figure 0007199282000005

上記表1に示すように、保護緩衝層を設けていない従来品と同様の構成の比較例1の光ファイバケーブルは、伝送損失が高く、コンクリート埋設時に光ファイバに折れが発生した。また、強化層を設けていない比較例2の光ファイバケーブルは、伝送損失は低かったが、コンクリート埋設時に光ファイバに折れが発生した。これに対して、本発明の範囲内で作製した実施例1~4の光ファイバケーブルは、伝送損失も低く、コンクリート埋設時に折れも発生しなかった。 As shown in Table 1 above, the optical fiber cable of Comparative Example 1 having the same structure as the conventional product without the protective buffer layer had a high transmission loss, and the optical fiber broke when embedded in concrete. In addition, the optical fiber cable of Comparative Example 2, in which no reinforcement layer was provided, had a low transmission loss, but the optical fiber was broken when embedded in concrete. On the other hand, the optical fiber cables of Examples 1 to 4 produced within the scope of the present invention had low transmission loss and did not break when buried in concrete.

ファイバ素線の表面にシリコーンオイルを塗布した実施例4の光ファイバケーブルは、実施例の光ファイバケーブルの中でも特に伝送損失が低かった。この実施例4の光ファイバケーブルは、実施例1の光ファイバケーブルに比べて引抜加重が70%以下に低減しており、ファイバ素線と強化層との接着度合が低かった。以上の結果から、本発明によれば、取り扱い性に優れ、かつ、伝送損失が低い歪み検出用光ファイバケーブルが得られることが確認された。 The optical fiber cable of Example 4, in which silicone oil was applied to the surfaces of the fiber strands, had a particularly low transmission loss among the optical fiber cables of Examples. In the optical fiber cable of Example 4, the drawing load was reduced to 70% or less compared to the optical fiber cable of Example 1, and the degree of adhesion between the fiber strands and the reinforcing layer was low. From the above results, it was confirmed that an optical fiber cable for strain detection with excellent handleability and low transmission loss can be obtained according to the present invention.

1 光ファイバ素線
2 強化層
3、33 保護緩衝層
4 定着層
4a 凹部
5 樹脂被覆層
6 離型剤
10、20、30、40 光ファイバケーブル
REFERENCE SIGNS LIST 1 optical fiber strand 2 reinforcing layer 3, 33 protective buffer layer 4 fixing layer 4a concave portion 5 resin coating layer 6 release agent 10, 20, 30, 40 optical fiber cable

Claims (4)

測定対象物に設置され、前記測定対象物の歪み検出に用いられる光ファイバケーブルであって、
1又は2以上の光ファイバ素線と、
前記光ファイバ素線の周囲に設けられた樹脂被覆層と、
を有し、
前記樹脂被覆層は、少なくとも、
最外層に設けられ、複数の凹部及び/又は凸部が形成された定着層と、
前記定着層と前記光ファイバ素線との間に1又は2層以上設けられ、前記光ファイバ素線の強度を確保するための強化層と、
前記定着層と前記光ファイバ素線との間に1又は2層以上設けられ、前記強化層よりも曲げ弾性率が低い樹脂材料で形成された保護緩衝層と
を備え、
前記強化層は、曲げ弾性率が10~700GPaである繊維強化プラスチックで形成されており、
前記保護緩衝層は、前記強化層と積層された状態での曲げ弾性率が3~65GPaである歪み検出用光ファイバケーブル。
An optical fiber cable installed on a measurement object and used for strain detection of the measurement object,
one or more optical fiber strands;
a resin coating layer provided around the optical fiber strand;
has
The resin coating layer has at least
a fixing layer provided as the outermost layer and having a plurality of concave portions and/or convex portions;
a reinforcing layer provided between the fixation layer and the optical fiber strand and having one or more layers to ensure the strength of the optical fiber strand;
one or more layers provided between the fixing layer and the optical fiber strand, and a protective buffer layer formed of a resin material having a lower flexural modulus than the reinforcing layer ,
The reinforcing layer is made of a fiber-reinforced plastic having a flexural modulus of 10 to 700 GPa,
The optical fiber cable for strain detection , wherein the protective buffer layer has a flexural modulus of 3 to 65 GPa when laminated with the reinforcing layer .
前記光ファイバ素線の外面には離型剤が付着しており、
横断面において、前記強化層を構成する繊維強化プラスチック中の強化繊維の直径をdμmとしたとき、前記光ファイバ素線の周囲に設けられた樹脂被覆層の最内層の内面に接する内接円の直径Diμmと、前記光ファイバ素線の外面に接する外接円の直径Doμmとの差が下記数式(I)で示される範囲である請求項に記載の歪み検出用光ファイバケーブル。
Figure 0007199282000006
A release agent is attached to the outer surface of the optical fiber,
In a cross section, when the diameter of the reinforcing fiber in the fiber-reinforced plastic constituting the reinforcing layer is dμm, the diameter of the inscribed circle in contact with the inner surface of the innermost layer of the resin coating layer provided around the optical fiber strand. 2. The optical fiber cable for strain detection according to claim 1 , wherein the difference between the diameter Di [mu]m and the diameter Do [mu]m of the circumscribed circle in contact with the outer surface of the optical fiber strand is within the range shown by the following formula (I).
Figure 0007199282000006
前記光ファイバ素線の外面において前記樹脂被覆層の最内層に直接接触していない部分の周長Sが下記数式(II)を満たす請求項に記載の歪み検出用光ファイバケーブル。
Figure 0007199282000007
3. The optical fiber cable for strain detection according to claim 2 , wherein a peripheral length S of a portion of the outer surface of the optical fiber that is not in direct contact with the innermost layer of the resin coating layer satisfies the following formula (II).
Figure 0007199282000007
前記保護緩衝層は、曲げ弾性率が0.3~5GPaの樹脂で形成されている請求項1~のいずれか1項に記載の歪み検出用光ファイバケーブル。 The optical fiber cable for strain detection according to any one of claims 1 to 3 , wherein the protective buffer layer is made of a resin having a flexural modulus of 0.3 to 5 GPa.
JP2019062266A 2018-03-30 2019-03-28 Optical fiber cable for strain detection Active JP7199282B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018066764 2018-03-30
JP2018066764 2018-03-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019184596A JP2019184596A (en) 2019-10-24
JP7199282B2 true JP7199282B2 (en) 2023-01-05

Family

ID=68340076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019062266A Active JP7199282B2 (en) 2018-03-30 2019-03-28 Optical fiber cable for strain detection

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7199282B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115262862B (en) * 2022-08-31 2023-04-07 深圳大学 Steel-continuous fiber composite intelligent bar with sheath optical cable embedded in inner core of steel bar and preparation method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3303460B2 (en) 1993-09-09 2002-07-22 住友電気工業株式会社 Glass fiber for optical transmission and method of manufacturing the same
JP3954777B2 (en) 2000-06-30 2007-08-08 日立電線株式会社 Manufacturing method of strain sensing optical cable
JP5707617B2 (en) 2011-04-26 2015-04-30 鹿島建設株式会社 Optical fiber cord for strain detection

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61189509A (en) * 1985-02-19 1986-08-23 Mitsubishi Rayon Co Ltd Plastic optical fiber
JPS63168609A (en) * 1987-01-06 1988-07-12 Sumitomo Electric Ind Ltd Protective-covering article
JPH02125214A (en) * 1988-11-04 1990-05-14 Fujikura Ltd Optical fiber cord

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3303460B2 (en) 1993-09-09 2002-07-22 住友電気工業株式会社 Glass fiber for optical transmission and method of manufacturing the same
JP3954777B2 (en) 2000-06-30 2007-08-08 日立電線株式会社 Manufacturing method of strain sensing optical cable
JP5707617B2 (en) 2011-04-26 2015-04-30 鹿島建設株式会社 Optical fiber cord for strain detection

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019184596A (en) 2019-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bao et al. Concrete pavement monitoring with PPP-BOTDA distributed strain and crack sensors
Fan et al. In-situ monitoring of corrosion-induced expansion and mass loss of steel bar in steel fiber reinforced concrete using a distributed fiber optic sensor
Wang et al. Experimental study on bond behaviour between BFRP bar and engineered cementitious composite
Metelli et al. Influence of the relative rib area on bond behaviour
Okelo et al. Bond strength of fiber reinforced polymer rebars in normal strength concrete
El-Saikaly et al. New anchorage technique for FRP shear-strengthened RC T-beams using CFRP rope
Tastani et al. Bond of GFRP bars in concrete: Experimental study and analytical interpretation
Webb et al. Analysis of fiber-optic strain-monitoring data from a prestressed concrete bridge
US7333696B2 (en) Tape-shaped optical fiber cable
Kalupahana et al. Bond characteristics of near surface mounted CFRP bars
Wang et al. Soil–geogrid interaction at various influencing factors by pullout tests with applications of FBG sensors
JP5604760B2 (en) Tension member
JP7199282B2 (en) Optical fiber cable for strain detection
CN115262862B (en) Steel-continuous fiber composite intelligent bar with sheath optical cable embedded in inner core of steel bar and preparation method thereof
Li et al. Effect of loading rate and chemical corrosion on the mechanical properties of large diameter glass/basalt-glass FRP bars
Azevedo et al. Fire behaviour of CFRP-strengthened RC slabs using different techniques–EBR, NSM and CREatE
Jawdhari et al. Bond characteristics of CFRP rod panels adhered to concrete under bending effects
Rokugo Applications of SHCC in Japan–Tools and tips for promoting its use
Tepfers et al. Bond of FRP reinforcement in concrete-a challenge
US3060640A (en) Cables for prestressing concrete
US20090035459A1 (en) Coated pipe and method using strain-hardening brittle matrix composites
Bressan et al. FRCM strengthening of corrosion-damaged RC beams subjected to monotonic and cyclic loading
Nanni et al. Bond anchorage of pretensioned FRP tendon at force release
Bao Novel applications of pulse pre-pump Brillouin optical time domain analysis for behavior evaluation of structures under thermal and mechanical loading
IE51971B1 (en) Pipes

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220125

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221004

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221005

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20221006

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221130

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221213

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221220

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7199282

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150