JP2004359513A - Method and apparatus for curing coating of optical fiber - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ被覆硬化方法及び装置に関し、特に、クリーンルーム内に設置された紫外線照射装置内に設けられたパイプ中を光ファイバが通過する間に紫外線を照射し、光ファイバの紫外線硬化樹脂被覆を硬化させる光ファイバ被覆硬化方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
光ファイバの一般的な製造方法は、光ファイバ用プリフォームを線引き炉で加熱、溶融して裸光ファイバを紡糸し、これを自然冷却または冷却装置で冷却した後、冷却した裸光ファイバを樹脂被覆用ダイスにより紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を被覆し、硬化炉で紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂に紫外線照射または加熱を行なって硬化させる。
【0003】
紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂の被覆が施された光ファイバ素線は、ガイドローラを経由してキャプスタンホイールとキャプスタンベルト間に導かれ紡糸速度が制御されて、巻取り装置によりボビンに巻取られる。
【0004】
図2は、従来の光ファイバの製造装置における光ファイバ被覆硬化装置を模式的に示す図である。光ファイバ被覆硬化装置は紫外線照射炉24からなり、内部に紫外線発光ランプ25、紫外線発光ランプ25より発光した紫外線を光ファイバ素線21の表面に付着した紫外線硬化樹脂に照射する反射鏡26、光ファイバ素線21を軸方向に通過させ紫外線を透過するパイプ27を有し、クリーンルーム23内に設置されている。
【0005】
紫外線を透過するパイプ27は石英管からなり、紫外線照射炉24のハウジングを貫通し、一端がクリーンルーム23内に開口している。パイプ27の他端は揮発成分排気管32、風量調整弁33を介して、次に述べる排気管29と合流し、これらは光ファイバ被覆硬化装置から排出されるガスを排出する排気ラインを構成している。
【0006】
パイプ27の一端(上端)からは、図示しない線引き炉で紡糸され、表面に紫外線硬化樹脂が被覆された光ファイバ素線21が導入され、パイプ27内を軸方向に通過して他端(下端)から再度クリーンルーム23内に繰り出され、図示しないガイドローラによって次工程へ給送される。
【0007】
また、紫外線照射炉24内には、クリーンルーム23内の清浄空気が給気管28から供給され、炉壁、紫外線発光ランプ25、反射鏡26、パイプ27、紫外線発光ランプ25を駆動するトランス、マグネトロン等を冷却した後、排気管29、風量調整弁30を介して排気ファン31によってクリーンルーム23外へ排気され、これらは光ファイバ被覆硬化装置を冷却する冷却ラインを構成している。
【0008】
紫外線発光ランプ25より発光した紫外線を反射鏡26によってパイプ27内を通過する光ファイバ素線21に照射すると、光ファイバの表面に塗布された紫外線硬化樹脂は硬化する。紫外線硬化樹脂が硬化する時、紫外線硬化樹脂からは揮発成分が蒸発するとともに、紫外線発光ランプ25の発光時に発生する熱により紫外線照射炉24、反射鏡26、パイプ27は高温となり、光ファイバ素線21に塗布された紫外線硬化樹脂も高温になる。
【0009】
紫外線硬化樹脂の溶剤等から蒸発した揮発成分がクリーンルーム23内に排出されると、クリーンルームが汚染され作業環境が悪化する。また、光ファイバの被覆材が高温に加熱されると、紫外線硬化樹脂が焦げ、その状態で次の製造工程に送られると、例えば硬質のガイドローラに接触したときに被覆材の表面に凹凸が生じ損傷したり、光ファイバ心線から紫外線硬化樹脂が剥がれたりする原因となる。
【0010】
したがって、紫外線硬化工程においては、光ファイバ素線の被覆が高温になることを防止するとともに、紫外線照射炉24及びパイプ27を高温から保護するため、冷却する必要がある。また、紫外線硬化樹脂から蒸発する揮発成分をクリーンルーム外に排出する必要がある。
【0011】
図2に示す従来例においては、前記したように、紫外線照射炉24及びパイプ27のそれぞれの一端からクリーンルーム23内の清浄空気を取り込み、紫外線照射炉24内の紫外線発光ランプ25、反射鏡26、パイプ27等を冷却ラインによって冷却するとともに、紫外線硬化樹脂から蒸発する揮発成分を排気ラインによってクリーンルーム23外に排出するようにしている。
【0012】
また、光ファイバの製造等に使用される紫外線照射炉において、紫外線照射強度の経時的劣化を防止するための空冷方法及び空冷装置が特許文献1において知られている。
【0013】
特許文献1に開示された空冷方法に用いられる空冷装置は、紫外線発光ランプ、紫外線発光ランプより発光された紫外線を光ファイバに導く反射鏡からなる紫外線照射炉において、冷却エアーを循環させるダクト、紫外線照射炉空冷後のエアーを冷却する冷却装置、空冷エアー中のダストを除去するフィルタ、空冷エアー循環装置を備え、クリーンなエアーを冷却、循環使用することによって、紫外線照射強度の経時的劣化を防止し、フィルタの寿命を延長するものである。
【0014】
【特許文献1】
特開平4−65333号公報
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
光ファイバ素線の紫外線硬化樹脂被覆を硬化する際、紫外線照射炉内の紫外線発光ランプ、反射鏡、パイプ等を冷却するため、及び紫外線照射炉内で発生する紫外線硬化樹脂の溶剤等の揮発成分ガスを排出するためにクリーンルーム内の空気を使用する前記従来例においては、クリーンルーム内の高価な清浄空気を大量に消費し、空冷後の空気をクリーンルーム外へ排気する構造であったため、光ファイバの製造コストを上昇させる。
【0016】
また、特許文献1に記載されたような空冷方法及び空冷装置においては、紫外線照射炉内の空気を循環使用するので、前記従来例の問題点をある程度は解決することができるが、紫外線照射炉内で発生する熱を吸収する専用の空気冷却装置を設けなければならず、装置が複雑化し多大の設備費を必要とし、また多大の維持費を必要とし、光ファイバの製造コストを上昇させる。
【0017】
本発明は、以上のような事情に鑑みなされたもので、簡単な構成の装置で、高価なクリーンルーム内の空気を大量に消費することがなく、光ファイバの製造コストを低減することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明は、クリーンルーム内に設置された紫外線照射装置内に紫外線を透過するパイプを設け、パイプ内に光ファイバを通過させ、光ファイバがパイプ内を通過中に光ファイバの紫外線硬化樹脂被覆を硬化させる光ファイバ被覆硬化方法であって、パイプ内にはクリーンルーム内の空気を流入させ、紫外線照射装置内にはクリーンルーム外の空気をクラス30万以下の清浄空気として導入し、紫外線照射装置内の空気をクリーンルーム外に排気することを特徴とする。
【0019】
また、本発明は、クリーンルーム内に設置された紫外線照射装置内に紫外線を透過するパイプを設け、パイプ内に光ファイバを通過させ、光ファイバがパイプ内を通過中に光ファイバの紫外線硬化樹脂被覆を硬化させる光ファイバ被覆硬化装置であって、クリーンルーム内の空気がパイプ内に流入する開口と、クリーンルーム外の空気を紫外線照射装置内に導入し、紫外線照射装置内を冷却し、クリーンルーム外に排気する冷却ラインを有することを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図1に基づいて説明する。図1は、本発明の光ファイバ被覆硬化装置を示す概略構成図である。本発明の光ファイバ被覆硬化装置の主要部は紫外線照射炉4からなり、内部に紫外線発光ランプ5、紫外線発光ランプ5より発光した紫外線を光ファイバ素線1の表面に照射する反射鏡6、光ファイバ素線1を軸方向に通過させ紫外線を透過するパイプ7を有し、全体がクリーンルーム3内に設置されている。
【0021】
紫外線を透過するパイプ7は石英管からなり、パイプ7の一端(上端)からは図示しない線引き炉で紡糸され、紫外線硬化樹脂の塗布装置2で表面に紫外線硬化樹脂が被覆された光ファイバ素線1が導入され、パイプ7内を軸方向に通過して他端(下端)から再度クリーンルーム3内に繰り出され、図示しないガイドローラを経て次工程に給送される。
【0022】
紫外線照射炉4の一端には冷却空気の給気管10が接続され、給気ファン8,フィルタ9を介してクリーンルーム3外の空気が供給され、紫外線照射炉4及び紫外線発光ランプ5、反射鏡6、パイプ7等を冷却し、冷却後の空気は排気管11に排出され、風量調整弁12、排気ファン13を介してクリーンルーム3外に排出される。
【0023】
ここで、クリーンルーム3外の空気は、クラス30万以下の清浄空気であれば、紫外線照射炉4内の紫外線発光ランプ5、反射鏡6、パイプ7、また紫外線発光ランプ5を動作させるトランス、マグネトロン等の寿命を短縮することなく冷却することが可能であるが、例えば中性能のフィルタ9を通したクラス20万程度以下の清浄空気であることが望ましい。
【0024】
一端がクリーンルーム3内に開口したパイプ7の他端(下端)は、揮発成分排気管14に連通し、風量調整弁15を介して排気管11に合流している。したがって、パイプ7の一端から吸引されたクリーンルーム3内の空気は、加熱された光ファイバ素線1を冷却するとともに、加熱された紫外線硬化樹脂から蒸発した揮発成分を、揮発成分排気管14、排気管11からなる揮発成分の排気ラインによってクリーンルーム3外へ排出する。
【0025】
パイプ7内ではクリーンルーム3内の清浄空気(クリーンエア)は、未硬化状態の紫外線硬化樹脂に接触するので、クリーン度は高いほど好ましいが、クラス1万〜10万であれば、紫外線硬化樹脂表面を欠陥のない清浄な状態に保持することが可能である。
【0026】
冷却ラインの排気管11中には、紫外線照射炉4から排出される空気の流量、温度を検出する排気センサ16が設けられており、紫外線照射炉4内各部の温度情報等に基づいて光ファイバ被覆硬化装置の動作状況を把握し、異常状態となれば紫外線照射炉電源17を遮断して光ファイバ被覆硬化装置を保護する。
【0027】
なお、以上は光ファイバ素線の被覆が紫外線硬化樹脂である場合について述べてきたが、本発明は被覆材が熱硬化樹脂である場合にも適用可能である。この場合は、紫外線照射炉を赤外線照射炉とし、紫外線発光ランプに代え赤外線発光ランプを使用し、紫外線を透過するパイプに代え赤外線を透過するパイプとすればよい。
【0028】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、クリーンルーム内に設置された紫外線照射装置内に紫外線を透過するパイプを設け、パイプ内に光ファイバを通過させ、光ファイバがパイプ内を通過中に光ファイバの紫外線硬化樹脂被覆を硬化させる際、紫外線照射装置の冷却にはクリーンルーム外の空気を使用し、パイプ内で発生する紫外線硬化樹脂の揮発成分の除去はクリーンルーム内の清浄空気を最小限度使用するので、高価なクリーンルーム内の空気を大量に消費することがなく、簡単な構成の光ファイバ被覆硬化装置によって光ファイバの製造コストを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ファイバ被覆硬化装置を示す概略構成図である。
【図2】従来の光ファイバ被覆硬化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、2…塗布装置、3…クリーンルーム、4…紫外線照射炉、5…紫外線発光ランプ、6…反射鏡、7…パイプ、8…給気ファン、9…フィルタ、10…給気管、11…排気管、12…風量調整弁、13…排気ファン、14…揮発成分排気管、15…風量調整弁、16…排気センサ、17…紫外線照射炉電源。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and an apparatus for coating and curing an optical fiber, and in particular, irradiates ultraviolet rays while the optical fiber passes through a pipe provided in an ultraviolet irradiation apparatus installed in a clean room, and cures the ultraviolet curing resin of the optical fiber. An optical fiber coating curing method and apparatus for curing a coating.
[0002]
[Prior art]
The general method of manufacturing optical fibers is to heat and melt an optical fiber preform in a drawing furnace, spin a bare optical fiber, cool it naturally or cool it with a cooling device, and then cool the cooled bare optical fiber with resin. The ultraviolet-curing resin or the thermosetting resin is coated with a coating die, and the ultraviolet-curing resin or the thermosetting resin is irradiated with ultraviolet light or heated in a curing furnace to be cured.
[0003]
The optical fiber coated with the ultraviolet curing resin or the thermosetting resin is guided between the capstan wheel and the capstan belt via the guide roller, the spinning speed is controlled, and the winding device winds the optical fiber on the bobbin. Taken.
[0004]
FIG. 2 is a diagram schematically showing an optical fiber coating and curing apparatus in a conventional optical fiber manufacturing apparatus. The optical fiber coating / curing apparatus comprises an
[0005]
The
[0006]
From one end (upper end) of the
[0007]
In the
[0008]
When ultraviolet light emitted from the ultraviolet
[0009]
If volatile components evaporated from the solvent of the ultraviolet curable resin are discharged into the
[0010]
Therefore, in the ultraviolet curing step, it is necessary to cool the optical fiber to prevent the coating of the optical fiber from becoming high temperature and to protect the
[0011]
In the conventional example shown in FIG. 2, as described above, the clean air in the
[0012]
Further, in an ultraviolet irradiation furnace used for manufacturing an optical fiber or the like, Patent Document 1 discloses an air cooling method and an air cooling device for preventing a temporal deterioration of an ultraviolet irradiation intensity.
[0013]
An air cooling device used in the air cooling method disclosed in Patent Document 1 is a duct for circulating cooling air in an ultraviolet irradiation furnace including an ultraviolet light emitting lamp, and a reflecting mirror for guiding ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting lamp to an optical fiber. Equipped with a cooling device that cools the air after cooling the irradiation furnace, a filter that removes dust in the air-cooled air, and an air-cooled air circulation device. Cooling and circulating clean air prevents UV irradiation intensity from deteriorating over time. And extend the life of the filter.
[0014]
[Patent Document 1]
JP-A-4-65333
[Problems to be solved by the invention]
When curing the UV curable resin coating of the optical fiber, the volatile components such as the UV curable resin solvent generated in the UV irradiation furnace to cool the UV light emitting lamps, reflectors, pipes, etc. in the UV irradiation furnace In the above-described conventional example using air in the clean room to discharge gas, a large amount of expensive clean air in the clean room is consumed, and the air after cooling is exhausted to the outside of the clean room. Increases manufacturing costs.
[0016]
Further, in the air cooling method and the air cooling device as described in Patent Document 1, since the air in the ultraviolet irradiation furnace is circulated and used, the problems of the conventional example can be solved to some extent. A dedicated air cooling device must be provided to absorb the heat generated inside the device, which makes the device complicated, requires a large amount of equipment cost, requires a large amount of maintenance cost, and increases the manufacturing cost of the optical fiber.
[0017]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has an object to reduce the manufacturing cost of an optical fiber with a device having a simple configuration without consuming a large amount of air in an expensive clean room. I do.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a pipe that transmits ultraviolet light in an ultraviolet irradiation device installed in a clean room, allows an optical fiber to pass through the pipe, and cures an ultraviolet curable resin coating of the optical fiber while the optical fiber passes through the pipe. An optical fiber coating and curing method in which air in a clean room is introduced into a pipe, air outside the clean room is introduced as clean air of class 300,000 or less into an ultraviolet irradiation device, and air in the ultraviolet irradiation device is introduced. Exhaust to the outside of the clean room.
[0019]
In addition, the present invention provides an ultraviolet ray irradiating device installed in a clean room, a pipe that transmits ultraviolet light, allows an optical fiber to pass through the pipe, and coats the optical fiber with an ultraviolet curable resin while the optical fiber passes through the pipe. This is an optical fiber coating curing device that cures the air.The opening inside the clean room where the air flows into the pipe and the air outside the clean room are introduced into the ultraviolet irradiation device, and the inside of the ultraviolet irradiation device is cooled and exhausted outside the clean room. And a cooling line.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an optical fiber coating and curing apparatus of the present invention. The main part of the optical fiber coating and curing apparatus of the present invention comprises an ultraviolet irradiation furnace 4, and an ultraviolet light emitting lamp 5 therein, a reflecting mirror 6 for irradiating ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting lamp 5 to the surface of the optical fiber 1, It has a pipe 7 that allows the fiber strand 1 to pass in the axial direction and allows ultraviolet rays to pass through, and is installed entirely in the clean room 3.
[0021]
The pipe 7 that transmits ultraviolet light is a quartz tube, and an optical fiber strand that is spun from one end (upper end) of the pipe 7 by a drawing furnace (not shown) and coated on the surface with the ultraviolet curing resin by the ultraviolet curing resin coating device 2. 1 is introduced, passes through the pipe 7 in the axial direction, is fed out again from the other end (lower end) into the clean room 3, and is fed to the next step via a guide roller (not shown).
[0022]
An air supply pipe 10 for cooling air is connected to one end of the ultraviolet irradiation furnace 4, and air outside the clean room 3 is supplied through an air supply fan 8 and a filter 9, and the ultraviolet irradiation furnace 4, the ultraviolet light emitting lamp 5, and the reflecting mirror 6 are provided. , The pipe 7 and the like are cooled, and the cooled air is discharged to the exhaust pipe 11, and is discharged to the outside of the clean room 3 via the air volume adjusting valve 12 and the exhaust fan 13.
[0023]
Here, if the air outside the clean room 3 is clean air of a class of 300,000 or less, the ultraviolet light emitting lamp 5, the reflecting mirror 6, the pipe 7, the transformer for operating the ultraviolet light emitting lamp 5 and the magnetron in the ultraviolet irradiation furnace 4 Although it is possible to cool without shortening the service life, for example, it is desirable to use clean air of about 200,000 or less through a medium-performance filter 9, for example.
[0024]
The other end (lower end) of the pipe 7, one end of which opens into the clean room 3, communicates with the volatile component exhaust pipe 14 and joins the exhaust pipe 11 via the air volume adjustment valve 15. Therefore, the air in the clean room 3 sucked from one end of the pipe 7 cools the heated optical fiber 1 and also removes the volatile component evaporated from the heated ultraviolet curable resin through the volatile component exhaust pipe 14, The volatile components are exhausted to the outside of the clean room 3 through an exhaust line formed of a pipe 11.
[0025]
In the pipe 7, the clean air (clean air) in the clean room 3 comes into contact with the uncured UV-curable resin, so the higher the degree of cleanliness, the better. Can be kept in a clean state without defects.
[0026]
An exhaust sensor 16 for detecting the flow rate and the temperature of the air exhausted from the ultraviolet irradiation furnace 4 is provided in the exhaust pipe 11 of the cooling line. The operation state of the coating and curing device is grasped, and if an abnormal state occurs, the ultraviolet irradiation furnace power supply 17 is shut off to protect the optical fiber coating and curing device.
[0027]
Although the case where the coating of the optical fiber is an ultraviolet curable resin has been described above, the present invention is also applicable to a case where the coating material is a thermosetting resin. In this case, the ultraviolet irradiation furnace may be an infrared irradiation furnace, an infrared light emitting lamp may be used instead of the ultraviolet light emitting lamp, and a pipe that transmits infrared light may be used instead of the pipe that transmits ultraviolet light.
[0028]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, a pipe that transmits ultraviolet light is provided in an ultraviolet irradiation device installed in a clean room, an optical fiber is passed through the pipe, and the optical fiber passes through the pipe. When curing the UV curable resin coating on the optical fiber, use the air outside the clean room to cool the UV irradiation device, and minimize the clean air inside the clean room to remove the volatile components of the UV curable resin generated in the pipe. Because of the limited use, a large amount of air in the expensive clean room is not consumed, and the manufacturing cost of the optical fiber can be reduced by the optical fiber coating and curing apparatus having a simple configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an optical fiber coating and curing apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a conventional optical fiber coating and curing apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical fiber strand, 2 ... Coating device, 3 ... Clean room, 4 ... Ultraviolet irradiation furnace, 5 ... Ultraviolet light emission lamp, 6 ... Reflector, 7 ... Pipe, 8 ... Air supply fan, 9 ... Filter, 10 ... Supply Trachea, 11: exhaust pipe, 12: air flow control valve, 13: exhaust fan, 14: volatile component exhaust pipe, 15: air flow control valve, 16: exhaust sensor, 17: ultraviolet irradiation furnace power supply.
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2003
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