JP2005162523A - 被覆線条体の製造方法及び紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 透明管内の酸素濃度の上昇を抑制しつつ被覆線条体を製造する方法、及び、その製造方法に用いられる紫外線照射装置を提供すること。
【解決手段】 線条体１０に樹脂を塗布し、紫外線照射装置３０に設けられ紫外線に対して透光性を有する透明管５０内に樹脂が塗布された線条体を通過させる。この際、紫外線照射装置内の紫外線光源６０から紫外線を照射して樹脂を硬化させることによって被覆線条体４０を製造する。この製造において、線条体が透明管を通過する際に、透明管における線条体の入口から透明管内に流れ込む外気の量を減少させると共に、不活性ガスを含む第１のガスを透明管内に供給し、透明管における第１のガスを供給している部分と異なる部分から透明管内のガスを吸引排気する。そして、透明管内の酸素濃度をモニタし、そのモニタ結果に応じて第１のガスの流量を調節することにより酸素濃度を所定の範囲内とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、線条体に樹脂が被覆された被覆線条体の製造方法、及び、その製造方法に用いられる紫外線照射装置に関するものである。

光ファイバに被覆が施された光ファイバ素線の機械的強度を保持するため、その外周に樹脂が被覆されて光ファイバ心線が形成される。また、多心の光ファイバケーブル内に収納される多心光ファイバ心線としては、高密度化をはかるため、複数の光ファイバ心線を並列に並べ、被覆樹脂によって一体化したテープ型ファイバ心線が用いられる。このように、線条体に樹脂による被覆を施された被覆線条体を製造する方法としては、例えば、特許文献１に記載の方法が知られている。

特許文献１に記載の線条体の被覆方法では、まず、線条体の表面に紫外線硬化型樹脂を塗布し、樹脂が塗布された線条体を石英管内に通す。そして、石英管を介して、線条体に塗布された樹脂に紫外線を照射して樹脂を硬化させて被覆線条体を形成する。

樹脂の硬化は、酸素があると阻害されるため、石英管内に不活性ガスを導入する。特許文献1に記載の技術では、石英管において、線条体の入口側から出口側に向かって不活性ガスを流す。この場合、不活性ガスが線条体の走行方向に流れ、線条体の線ぶれが抑制されるようになっている。

また、特許文献２には、照射装置チューブの入口に注入アセンブリを設け、照射装置チューブへの層流とそれとは逆向きの流れを作り、その逆向きの流れにより硬化装置内に酸素が入るのを防ぐ技術が開示されている。
特開２００３−２６９９号公報 特開２００１−１３９３５１号公報

上記のように、特許文献1に記載の技術では、線条体に塗布された樹脂の硬化が酸素により阻害されないように、石英管内に不活性ガスが導入されている。

しかしながら、線条体の走行速度を上げると、石英管内の酸素濃度が高くなる場合がある。このように、石英管内の酸素濃度が高くなると、樹脂の硬化が阻害され、樹脂が未硬化になるという問題が生じる。

本発明の目的は、透明管内の酸素濃度の上昇を抑制しつつ被覆線条体を製造する方法、及び、その製造方法に用いられる紫外線照射装置を提供することである。

本発明者らは、被覆線条体の製造において、透明管内の酸素濃度の上昇を抑制する方法に関して鋭意研究した。そして、線条体が透明管内に導入される際、線条体の周りの外気が線条体と共に透明管内に流れ込む随伴流が生じていることを、見出した。このように，随伴流が生じていると、線条体の走行速度を上げた際に、透明管内に流れ込む外気の量が増加し、透明管内の酸素濃度が上昇する。

本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、本発明に係る被覆線条体の製造方法は、線条体に樹脂を塗布し、紫外線に対して透光性を有する透明管内に樹脂が塗布された線条体を通過させると共に、紫外線光源から紫外線を樹脂に照射して樹脂を硬化させることによって被覆線条体を製造する方法であって、線条体が透明管を通過する際に、透明管における線条体の入口から透明管内に流れ込む外気の量を減少させ、不活性ガスを含む第１のガスを前記透明管内に供給し、透明管における第１のガスを供給している部分と異なる部分から透明管内のガスを吸引排気し、透明管内の酸素濃度をモニタし、そのモニタ結果に応じて第１のガスの流量を調節することにより前記酸素濃度を所定の範囲内とすることを特徴とする。

この場合、線条体が透明管を通過する際に、透明管における線条体の入口から透明管内に流れ込む外気の量が減少する。これにより、透明管内の酸素濃度が高くなることが抑制される。また、第１のガスが透明管内に供給されると共に、透明管内のガスは吸引排気される。そして、透明管内の酸素濃度のモニタ結果に応じて、第１のガスの流量を調節することによって上記酸素濃度が所定の範囲になる。このように透明管内の酸素濃度が所定の範囲に調節されるため、線条体に塗布された樹脂の硬化が酸素により阻害されることを抑制することができる。

また、本発明に係る被覆線条体の製造方法においては、吸引排気される透明管内のガスの量を調節することによって透明管内の酸素濃度を調節することが好適である。

この場合、吸引排気される透明管内のガスの量が調節されて、それによって透明管内の酸素濃度が調節される。このように吸引排気されるガスの量を調節することによっても透明管内の酸素濃度を調節できるため、樹脂の硬化が酸素により阻害されることを更に抑制しやすい。

更に、本発明に係る被覆線条体の製造方法においては、不活性ガスを含む第１のガスを、透明管内に、第１のガスが線条体の走行方向に流れるように供給し、透明管における線条体の入口側の端部から不活性ガスを含む第２のガスを、外気が透明管内に流れ込まないように線条体の走行方向と反対の方向に吹き出すことが好ましい。

この場合、第１のガスは、透明管内において線条体の走行方向に流れる。そのため、第１のガスが透明管内に供給されても線条体の線ぶれが生じにくい。また、第２のガスは、外気が透明管内に流れ込まないように上記線条体の入口側の端部から線条体の走行方向と反対の方向に流れる。これにより、透明管内の酸素濃度が高くなることが更に抑制される傾向にある。

また、本発明に係る被覆線条体の製造方法においては、透明管における線条体の入口側に設けられたガス供給口から第１のガスを、透明管内に、第１のガスが線条体の走行方向に流れるように供給し、透明管における入口側に設けられたガス吹出し口から第２のガスを、外気が透明管内に流れ込まないように線条体の走行方向と反対の方向に吹き出すことが望ましい。

この場合、ガス供給口から第１のガスが線条体の走行方向に流される。そのため、透明管内において線条体の線ぶれが生じにくい。また、ガス吹出し口から第２のガスが、線条体の走行方向と反対の方向に、外気が透明管内に流れ込まないように流される。これにより、透明管内に流れ込む外気の量が減少するので、透明管内の酸素濃度が高くなりにくい。

更にまた、本発明に係る被覆線条体の製造方法においては、透明管内の酸素濃度をモニタし、そのモニタ結果に応じて第２のガスの流量を調節することにより上記酸素濃度を所定の範囲内とすることが好適である。

この場合、透明管内の酸素濃度がモニタされ、そのモニタ結果である透明管内の酸素濃度に応じて第２のガスの流量が調節される。したがって、第２のガスの流量を調節することによっても、透明管内の酸素濃度が所定の範囲に調節されるため、線条体に塗布された樹脂の硬化が酸素により阻害されることを更に抑制することができる傾向にある。

また、本発明に係る被覆線条体の製造方法においては、透明管内の酸素濃度をモニタし、そのモニタ結果が所定の範囲内の場合は第１のガスを流す一方で第２のガスの吹き出しを停止し、上記酸素濃度が所定の範囲内にない場合は第１のガスを流すと共に第２のガスを吹き出すことが好ましい。

この場合、透明管内の酸素濃度が所定の範囲内の場合は第１のガスが流れる一方で第２のガスは流されない。第１のガスが流されることにより、透明管内には不活性ガスが供給されるため、樹脂の硬化が酸素により阻害されにくい。

また、透明管内の酸素濃度が所定の範囲内でない場合は、第１のガス及び第２のガスが流れる。第２のガスが流れることにより、透明管における線条体の入口から酸素が透明管内に流入することが、抑制される。一方、第１のガスが流れているため、透明管内に不活性ガスを含むガスが供給され、透明管内の不活性ガスの濃度が上がる。したがって、透明管内の酸素濃度が下がり、透明管内の酸素濃度を所定の範囲にすることができる。

更に、本発明に係る被覆線条体の製造方法においては、透明管内の酸素をモニタし、透明管内の酸素濃度が所定の範囲となるように第１のガスに含まれる酸素濃度を調節することが望ましい。

この場合、モニタされた透明管内の酸素濃度が所定の範囲となるように第１のガスに含まれる酸素濃度が調節される。そのため、透明管内の酸素濃度を所定の範囲に調節することが容易になる。

また、本発明に係る被覆線条体の製造方法においては、透明管内の気圧を透明管外の気圧よりも１０Ｐａ以上１０ｋＰａ以下高くすることが好ましい。

この場合、透明管内の気圧が透明管外の気圧よりも１０Ｐａ以上１０ｋＰａ以下高くなる。そのため、線条体が透明管を通過する際に、線条体に伴って外気が透明管内に巻き込まれることが更に減少する傾向にある。これにより、透明管内の酸素濃度の増加が更に抑制されやすい。

更に、本発明に係る紫外線照射装置は、紫外線光源と透明管とを含み、透明管内を通過する線条体に塗布されている樹脂に紫外線光源から紫外線を出射し、樹脂を硬化させて被覆線条体を製造するための紫外線照射装置であって、透明管に線条体が挿入される透明管の開口部から透明管内に巻き込まれる外気の量を減少させる外気流入低減手段と、不活性ガスを含むガスを透明管に供給するガス供給手段と、透明管において不活性ガスを含むガスが供給される部分と異なる部分から透明管内のガスを吸引排気する吸引排気手段と、透明管内の酸素濃度を測定する酸素濃度計とを備えることを特徴とする。

この場合、外気流入低減手段により、透明管の開口部から透明管内に巻き込まれる外気の量が減少する。そして、ガス供給手段により、不活性ガスを含むガスが透明管内に供給される一方、透明管内のガスは、吸引排気手段により吸引排気される。また、酸素濃度計により透明管内の酸素濃度が測定される。外気流入低減手段により、透明管内の酸素濃度が上昇することが抑制されているため、透明管内の酸素濃度が増加しにくい。そして、酸素濃度計により測定された酸素濃度に応じて、ガス供給手段により供給されるガスの量、及び、透明管内から排気されるガスの量を調節することにより、透明管内の酸素濃度を調節することが可能である。

また、本発明に係る紫外線照射装置は、不活性ガスを含むガスを透明管に供給し、透明管内を通過する線条体の走行している方向の流れである下降流を生じせしめる下降流生成手段と、透明管における線条体の入口側の端部から不活性ガスを含むガスを吹き出して線条体の走行する方向と反対の方向に流れである上昇流を生じせしめる上昇流生成手段とを備え、下降流生成手段で生成される下降流の流量と上昇流生成手段で生成される上昇流の流量とを夫々制御することが望ましい。

この場合、下降流生成手段により、透明管内に供給された不活性ガスを含むガスが、線条体が走行する方向に流れる。そのため、ガスが透明管内に供給されても線条体に線ぶれが生じにくい。また、上昇流生成手段により、透明管における線条体の入口側の端部から吹き出された不活性ガスを含むガスが、線条体の走行する方向と反対の方向に流れる。外気が透明管内に巻き込まれることが抑制される。そして、上昇流及び下降流の流量を夫々制御するため、透明管内の酸素濃度を更に調節しやすい。

本発明によれば、透明管内の酸素濃度の上昇を抑制しつつ被覆線条体を製造する方法、及び、その製造方法に用いられる紫外線照射装置を提供することができる。

以下に、図面と共に本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下の説明においては、同一の要素には同一の符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態に係る被覆線条体の製造工程を説明する図である。被覆線条体は、次のようにして製造される。まず、線条体１０を図中の矢印Ａの方向に走行させ塗布器２０を通過させる。線条体１０は、例えば、光ファイバ母材を線引きして形成されたファイバガラス、光ファイバ素線、及び、並列に束ねられた光ファイバ心線などである。

線条体１０が通過する塗布器２０には、液状であって紫外線硬化型の樹脂が溜められている。そのため、線条体１０が塗布器２０を通過することにより、線条体１０の外周に紫外線硬化型の樹脂が塗布される。なお、線条体１０を光ファイバ素線として光ファイバ心線を製造する場合には、樹脂には顔料が含まれている。

樹脂が塗布された線条体１０は、線条体１０の走行方向において塗布器２０の下流に設けられている紫外線照射装置３０を通過する。紫外線照射装置３０は、線条体１０の表面に塗布された樹脂に紫外線を照射して樹脂を硬化させ、被覆線条体４０を形成する装置である。ここで、紫外線照射装置３０について説明する。

紫外線照射装置３０は、樹脂が塗布された線条体１０を通過させる透明管５０と、透明管５０内を通過する樹脂を硬化させるための紫外線を出力する紫外線光源６０とを含んで構成されている。紫外線光源６０は、透明管５０の外に配置されている。紫外線光源６０は、紫外線を出力するものであれば特に限定されないが、例えば、メタルハライドランプである。透明管５０は、紫外線に対して透光性を有していれば特に限定されないが、例えば、石英管である。

透明管５０における塗布器２０側の端部５１には蓋７０が取り付けられている。蓋７０は、略円柱状の入口部材７１を有する。入口部材７１の外周面には溝７２が形成されている。なお、外周面に溝７２が形成されているとしているが、入口部材７１の軸線方向における中央部近傍の外径が、軸線方向において中央部の両側よりも小さくなっていればよい。

入口部材７１には、線条体１０を透明管５０内に導入するための線条体入口７３、及び、透明管５０内に不活性ガスを含むガスを供給ためのガス供給口７４が形成されている。本明細書では、ガス供給口７４を通って透明管５０内に供給される不活性ガスを含むガスを第１のガスと称す。

線条体入口７３は、入口部材７１の軸線方向に入口部材７１を貫通している穴である。ガス供給口７４の形状は、ガス供給口７４から透明管５０内に供給される第１のガスが、線条体１０の走行方向とほぼ平行になるように透明管５０内を流れるように形成されていれば特に限定されない。

ガス供給口７４は、例えば、入口部材７１の端面７１ａから溝７２まで延びており、線条体入口７３の軸線とほぼ平行な軸線を有する穴である。

入口部材７１の外周には、ガス供給管７５を備えたカバー部材７６が設けられている。カバー部材７６の内壁面と溝７２とによりガス溜り部７７が形成されている。

ガス供給管７５には、配管８０を介してガス供給源（不図示）が接続されている。ガス供給源は、第１のガスとなるべき不活性ガスを含むガスを供給するものである。不活性ガスとしては、例えば、窒素やヘリウムガスである。ガス供給源から配管８０及びガス供給管７５を通って流入するガスは、ガス溜り部７７を経てガス供給口７４から透明管５０内部に第１のガスとして導入される。このように、ガス供給口７４、ガス溜り部７７及びガス供給管７５は、不活性ガスを含むガスを透明管５０に供給するガス供給手段として機能する。

ガス供給源とガス供給管７５との間の配管８０には、マスフローコントローラ（以下、「ＭＦＣ」という）や調整弁などの流量調節器８１が設けられており、第１のガスの量が調節されるようになっている。また、流量調節器８１とガス供給管７５との間、言い換えれば、流量調節器８１の下流には、マノスターゲージなどの圧力計８２が配置されている。

なお、図１中において、線条体１０を挟んで対称に配管８０が延びており、一方の側の配管８０に圧力計８２及び流量調節器８１が配置されている。これは記載の便宜のためであって、図中右側に延びている配管８０は、図中左側に延びている配管８０に、例えば、圧力計８２とガス供給管７５との間で接続されている。なお、図１中において左右夫々に延びている配管８０に圧力計８２及び流量調節器８１が設けられていてもよい。

透明管５０の端部５１と反対側の端部５２には、蓋９０が取り付けられている。蓋９０は、略円柱状の出口部材９１を有する。出口部材９１の外周には溝９２が形成されている。出口部材９１には、出口部材９１の軸線に沿って出口部材９１を貫通している穴であって、線条体１０が透明管５０を通過し出て行くための線条体出口９３が形成されている。

また、出口部材９１には、透明管５０内のガスを排出するためのガス排出口９４が形成されている。ガス排出口９４の形状は特に限定されないが、例えば、出口部材９１の端面９１ａから溝９２まで延びており、線条体出口９３の軸線とほぼ平行な軸線を有する穴である。出口部材９１の外周には、ガス排出管９５を備えたカバー部材９６が取り付けられている。カバー部材９６の内壁面と溝９２とによりガス溜り部９７が形成されている。

ガス排出管９５には、排気ダクト１００に繋がっている配管１０１が接続されている。排気ダクト１００は負圧になっており、透明管５０内のガスが、ガス排出口９４、ガス溜り部９７、ガス排出管９５及び配管１０１を通って吸引排気されるようになっている。このように、ガス排出口９４、ガス溜り部９７及びガス排出管９５は、第１のガスが供給される部分と異なる部分から透明管５０内のガスを吸引排気する吸引排気手段として機能する。

また、配管１０１には、ＭＦＣや調整弁などの流量調節器１０２が設けられている。この流量調節器１０２によって、排気ダクト１００に吸引される透明管５０内のガスの流量が調節される。更に、流量調節器１０２と排気ダクト１００との間の配管１０１には、一端が酸素濃度計１０３に繋がっている配管１０４が接続されている。これにより、透明管５０内から吸引されたガスの酸素濃度、言い換えれば、透明管５０内の酸素濃度が酸素濃度計１０３により計測される。なお、酸素濃度計１０３は、流量調節器１０２の一次側（上流側、すなわち、ガス排出管９５側）にあってもよい。

また、配管１０１において、流量調節器１０２の上流側には、フィルタ１０６が設けられている。フィルタ１０６は、透明管５０内の樹脂から揮発した樹脂の一部の成分等を除去し、流量調節器１０２へのダメージを防ぐ。更に、フィルタ１０６の上流であって、ガス排出管９５との間には、マノスターゲージなどの圧力計１０７が配置されている。

なお、図１中、線条体１０を挟んで対称に配管１０１が延びており、一方の側の配管１０１にフィルタ１０６、流量調節器１０２などが配置されている。これは記載の便宜のためであって、図中右側に延びている配管１０１は、図中左側に延びている配管１０１に、例えば、フィルタ１０６とガス排出管９５との間で接続されていている。なお、図１中、左右夫々に延びている配管１０１に圧力計１０７、フィルタ１０６及び流量調節器１０２などが設けられていてもよい。

図２は、蓋７０の一例の斜視図である。蓋７０は入口部材７１の外周に形成された溝７２を覆うようにカバー部材７６が取り付けられて構成されている。図２に示すように溝７２は、入口部材７１の周方向に形成されている。ガス供給口７４の数は特に限定されないが、例えば、図２に示すように周方向に複数形成されている。

図３は、蓋９０の一例の斜視図である。蓋９０は出口部材９１の外周に形成された溝９２を覆うようにカバー部材９６が取り付けられて構成されている。図３に示すように溝９２は、出口部材９１の周方向に形成されている。ガス排出口９４の数は特に限定されないが、例えば、図３に示すように周方向に複数形成されている。

図１を参照して上述した紫外線照射装置３０を用いた被覆線条体の製造方法についてより詳細に説明する。

塗布器２０により樹脂が塗布された線条体１０は、透明管５０に取り付けられた入口部材７１の線条体入口７３を通って透明管５０内に入り、透明管５０内を走行する。このように、透明管５０に取り付けられた入口部材７１の線条体入口７３は、透明管５０に線条体１０を挿入する透明管５０の開口部として機能する。

線条体１０が引取り手段（不図示）により引き取られて透明管５０内を走行している間に、紫外線光源６０から紫外線を樹脂に照射して樹脂を硬化させる。樹脂が硬化して被覆層が形成された被覆線条体４０は、透明管５０に取り付けられている出口部材９１の線条体出口９３を通って透明管５０の外にでる。そして、被覆線条体４０は、巻取りドラム（不図示）に巻き取られる。

なお、被覆線条体４０としては、上述した線条体１０であるファイバガラス、光ファイバ素線、及び、並列され束ねられた光ファイバ心線などに夫々対応して、例えば、光ファイバ素線、光ファイバ心線、及び、テープ型ファイバ心線などである。

線条体１０の外周に塗布された樹脂を硬化させる際には、ガス供給源から配管８０、ガス供給管７５を通して不活性ガスを含むガスを、入口部材７１のガス溜り部７７に導入する。そして、ガス供給口７４から第１のガスとして透明管５０内に不活性ガスを含むガスを供給する。不活性ガスを含む第１のガスを透明管５０内に供給することで、樹脂の硬化が酸素により阻害されることを防ぐためである。

ガス供給口７４からは、第１のガスが、線条体１０の走行方向に流れるように、言い換えれば、下降流として流れるように透明管５０内に供給される。

ところで、透明管５０内のガスが排気されない、又は、第１のガスの供給量に対して排気量が少ない場合、第１のガスが透明管５０内で下降流として流れない場合がある。

本実施形態における紫外線照射装置３０においては、透明管５０内のガスは、線条体１０の出口側のガス排出口９４を通って排気ダクト１００に吸引排気されており、排気量は流量調節器１０２により調節される。また、第１のガスの量は、流量調節器８１で調節される。したがって、流量調節器８１，１０２で夫々第１のガスの流量、及び、排気される透明管５０内のガスの量を調節することによって、第１のガスを下降流とすることが可能である。このように、流量調節器８１，１０２、ガス供給口７４及びガス排出口９４は、不活性ガスを含むガスを透明管５０に供給し、透明管５０を通過する線条体１０の走行している方向の流れである下降流を生じせしめる下降流生成手段として機能する。

上述したように第１のガスは、下降流として透明管５０内に供給されるため、第１のガスの供給量を多くしたとしても線条体１０に線ぶれが生じにくい。なお、線ぶれを防止する観点からは、ガス供給口７４は、入口部材７１の周方向に等間隔で複数形成されていることが望ましい。

また、樹脂を硬化させる工程においては、樹脂が硬化する際に自ら発する熱、及び、紫外線光源６０が発する熱等により樹脂の一部の成分が揮発する。この揮発した成分が透明管５０内面に付着し硬化して透明管５０の内面に曇りが生じる。この曇りにより樹脂への紫外線量が減少し、樹脂が硬化することが妨げられることが知られている。

上述したように、第１のガスが下降流として流れることにより、樹脂の揮発成分が透明管５０の出口側に押し流され、ガス排出口９４から吸引排気される。そのため、揮発成分が透明管５０の内面に付着しにくい。これにより、曇りが低減されるので、樹脂の未硬化が抑制される。

更に、本実施形態の被覆線条体の製造方法においては、透明管５０内の気圧を、透明管５０外の気圧よりも１０Ｐａ以上１０ｋＰａ以下高くする。透明管５０内の気圧は、圧力計８２で計測される配管８０を流れるガスの圧力と、圧力計１０７で計測される配管１０１を流れるガスの圧力との差圧、並びに、各圧力計８２，１０７で計測される配管８０，１０１内の圧力と大気圧との差圧より算出される。また、配管８０と配管１０１との間に差圧計を設置してもよい。

線条体１０が透明管５０内に挿入される際、線条体１０の走行方向に外気の流れが生じる。これにより、線条体１０と共に外気が線条体入口７３を通って透明管５０内に流れ込む随伴流（図１中の矢印Ｂの方向の流れ）が生じる。このような随伴流として外気が透明管５０内に流れ込むと、透明管５０内の酸素濃度が高くなり、樹脂の硬化が阻害される場合がある。

特に、線条体１０の走行速度を上昇させた場合に透明管５０内に流れ込む外気の量が多くなり、酸素濃度が高くなる場合がある。近年、より長尺の被覆線条体が要求されているが、線条体を従来と同じ走行速度で走行させて被覆線条体を製造すると、製造時間が延びる。製造時間の延びを低減するためには、一定の走行速度で線条体が走行する定常状態における線条体の走行速度を上げる必要がある。この場合、随伴流により透明管５０内の酸素濃度が高くなりやすい。そして、透明管５０の酸素濃度が上昇すると、上述したように樹脂の硬化が阻害されやすくなる。

これに対して、本実施形態の製造方法では、透明管５０内の気圧を透明管５０外の気圧より高くしているため、随伴流により線条体入口７３から流れ込む外気の量が減少する。したがって、樹脂の硬化が酸素により阻害されにくい。これにより、例えば、被覆線条体４０の製造において、定常状態における線条体１０の走行速度を上昇させたとしても、樹脂が十分硬化した良品の被覆線条体４０を製造することが可能である。

上述した透明管５０内の気圧の調節は、例えば、流量調節器１０２によって吸引排気される透明管内のガスの量を調節してもよいし、流量調節器８１によって透明管５０内に供給される第１のガスの量を調節してもよく、更にそれらを組み合わせてもよい。

上述したように、透明管５０内の圧力を透明管５０外の圧力より高くすることによって、随伴流として外気が透明管５０内に流入することが防止される。そして、その透明管５０内の圧力調整は、圧力計８２，１０７の計測結果に応じて、流量調節器８１及び流量調節器１０２のうちの少なくとも一方を調節して実施される。したがって、流量調節器８１及び流量調節器１０２の少なくとも一方、及び、圧力計８２，１０７は、線条体入口７３から透明管５０内に巻き込まれる外気の量を減少させる外気流入低減手段として機能している。

そして、本実施形態の被覆線条体の製造方法においては、上述したように随伴流として透明管５０内に流れ込む外気の量と減少させると共に、酸素濃度計１０３によりモニタされたモニタ結果である透明管５０内の酸素濃度に応じて、透明管５０内の酸素濃度が所定の範囲になるように、透明管５０内にガス供給口７４から流入するガス（第１のガス）の量を調節する。第１のガスの流量の調節は、例えば、流量調節器８１により調節すればよい。ここで、所定の範囲とは、樹脂を硬化させることが可能であって、透明管５０内の内面の曇りが生じにくい範囲である。このように、透明管５０内の酸素濃度を所定の範囲とすることで、透明管５０内の内面に生じる曇りを抑制しつつ樹脂を硬化させることが可能である。

ここでは、透明管５０内の酸素濃度の調節を第１のガスの量を調節することにより実施しているが、例えば、ガス排出口９４から吸引排気される透明管内のガスの量を調節することも望ましい。また、第１のガスに酸素が含まれている場合には、酸素濃度計１０３のモニタ結果に応じて第１のガスに含まれる酸素濃度を調節することも好ましい。更に、第１のガスの量の調節、第１のガスに含まれる酸素濃度の調節、及び、吸引排気される透明管内のガスの量の調節を組み合わせて透明管５０内の酸素濃度を所望の濃度にしてもよい。

上述したように、本実施形態の被覆線条体の製造方法においては、透明管５０内にガスが下降流として供給されるため、線条体１０の線ぶれが抑制される。

更に、第１のガスが下降流として流れることにより、樹脂からの揮発成分が透明管５０の出口側に押し流されて、透明管５０の内面に付着しにくい。そのため、透明管５０に曇りが成長することによる樹脂の未硬化が防止できる。したがって、樹脂の塗布量が多い場合でも被覆線条体４０を製造することができる。

また、随伴流により透明管５０内に流れ込む外気の量を、透明管５０内の気圧を透明管５０外よりも高くすることによって減少させている。これにより、透明管５０内の酸素濃度の増加が抑制されるため、樹脂の未硬化を防止することが可能である。

本実施形態の製造方法では、上述のように随伴流を減少させることができるため、線条体１０の走行速度を上げても透明管５０内の酸素濃度が上がりにくい。また、不活性ガスを含む第１のガスを透明管５０内に供給する一方、透明管５０内のガスを吸引排気している。これにより、第１のガスの流量を調節することにより透明管５０内に酸素濃度が調節可能である。そして、上記製造方法では、透明管５０内の酸素濃度をモニタし、そのモニタ結果に応じて、第１のガスの流量を調節することによって、透明管５０内の酸素濃度を所定の範囲にしている。したがって、樹脂の硬化が酸素により阻害されにくく、また、透明管５０内の曇りが抑制される。そのため、従来よりも長尺の被覆線条体４０を効率よく製造することができる。

以上説明したように、本実施形態に係る被覆線条体の製造方法は、長尺の線条体１０を被覆して被覆線条体４０を製造する場合や、塗布量の多い線条体１０に被覆を施す場合のように紫外線硬化型樹脂から比較的多量の揮発成分が発生する場合に有効である。

また、線条体１０がファイバガラスの場合には、被覆時に線ぶれを起こすと、外観上の影響だけではなく、光伝送特性にも影響を及ぼす。そのため、線ぶれを起こしにくい上述した製造方法は有効である。

特に、光ファイバ心線を並列し、その外周に紫外線硬化型樹脂からなる被覆を施したテープ型光ファイバ心線を製造する際には有効である。被覆の塗布量が多く、比較的多量の揮発成分が発生するが、不活性ガスの流量を増やすことによって透明管のくもりが発生せず、かつ、線ぶれの発生も無いため、外観および光伝送特性の良好なテープ型光ファイバ心線を得ることができる。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る被覆線条体の製造方法を説明する図である。本実施形態における被覆線条体の製造工程では、紫外線照射装置１１０を用いている点で第１の実施形態と相違する。

本実施形態に係る紫外線照射装置１１０について説明する。紫外線照射装置１１０は、蓋７０が有する入口部材１２０にガス吹出し口１２１が更に形成されている点で第１の実施形態と相違する。

ガス吹出し口１２１は穴であって、例えば、図４に示すように、ガス吹出し口１２１の軸線と線条体入口７３の軸線とが交差するように、入口部材１２０の端面７１ａと反対側の端面１２２から溝７２に向けて斜めに形成されている。これにより、ガス溜り部７７に流入する不活性ガスを含むガスが、透明管５０を通過する線条体１０に向かって線条体１０の走行方向と反対の方向（図中の矢印Ｃの方向）に吹き出される。

なお、本明細書では、ガス吹出し口１２１から吹き出される不活性ガスを含むガスを第２のガスと称す。また、ガス吹出し口１２１の形状は、線条体１０の走行方向と反対の方向に第２のガスが流れる（図中の矢印Ｃの方向に流れる）ように第２のガスを吹き出せれば、特に限定されない。

上記構成では、ガス供給源から配管８０及びガス供給管７５を通ってガス溜り部７７に流入した不活性ガスを含むガスは、ガス供給口７４を通って第１のガスとして透明管５０内に供給されると共に、ガス吹出し口１２１を通って第２のガスとして線条体１０の走行方向と反対の方向に吹き出される。

このように、第２のガスは、透明管５０における線条体１０の入口側から、線条体１０の走行方向と反対の方向に吹き出される、言い換えれば、上昇流として吹き出される。そのため、随伴流によって透明管５０内に流れ込む外気の量が減少する。これにより、透明管５０内の酸素濃度が上昇することを防止することができる。

以上から理解されるように、ガス吹出し口１２１は、透明管５０における線条体１０の入口側の端部から不活性ガスを吹き出して線条体１０の走行する方向と反対の方向の流れである上昇流を生じせしめる上昇流生成手段として機能する。また、ガス吹出し口１２１は、線条体入口７３から透明管５０内に巻き込まれる外気の量を減少させる外気流入低減手段としても機能する。

そして、本実施形態の被覆線条体の製造方法においては、上述したように第２のガスを上昇流として吹き出すことで、随伴流として透明管５０内に流れ込む外気の量を減少させると共に、酸素濃度計１０３によりモニタされたモニタ結果である透明管５０内の酸素濃度に応じて、透明管５０内の酸素濃度が所定の範囲になるように、透明管５０内にガス供給口７４から流入するガス（第１のガス）の量を調節する。

そのため、第１の実施形態と同様に、樹脂の硬化が酸素により阻害されにくく、また、透明管５０内の曇りが抑制される。そのため、従来よりも長尺の被覆線条体４０を効率よく製造することができる。

ところで、第２のガスの吹き出しの流量を増やすことにより、線条体１０が線条体入口７３を通過することにより透明管５０内に巻き込まれる外気の量を減少させることができるが、線条体１０の線ぶれが生じる場合がある。そのため、第２のガスの流量を調節できること、及び、第２のガスの吹出し向きを調節できることが好ましい。第２のガスの流量は、例えば、端面１２２側のガス吹出し口１２１の端にシャッタを設け、シャッタの開閉量によって調節すればよい。

図５は、ガス吹出し口１２１を有する入口部材の他の例の断面構成を示す模式図である。図５に示す入口部材１３０は、ガス溜り部７７を線条体１０の走行方向において２つのガス溜り部７７ａ，７７ｂに分離する仕切壁１３１を有している。この仕切壁１３１により、ガス供給口７４とガス吹出し口１２１へのガス供給流路が分離されている。そのため、第１のガスとなるべき不活性ガスを含むガスと、第２のガスとなるべき不活性ガスを含むガスとを別々に供給することができる。したがって、例えば、第１のガスと第２のガスとを互いに異なるガスとすることも可能である。

更に、仕切壁１３１で分けられた第１及び第２のガスの供給流路夫々に流量調節器を設けることによって、第１のガス及び第２のガスの流量を夫々制御できる。

図４に示す入口部材１２０においてガス吹出し口１２１にシャッタを設けたり、図５に示す入口部材１３０においてガス供給口７４及びガス吹出し口１２１夫々へのガス供給流路に流量調節器を設けたりすることなどにより、第１及び第２のガスの流量を調節できる場合には、以下に示す方法で透明管５０内の酸素濃度を調節することが望ましい。

すなわち、酸素濃度計１０３によりモニタされたモニタ結果である透明管５０内の酸素濃度が所定の範囲内になるようにガス吹出し口１２１から吹き出されるガス、すなわち、第２のガスの流量を調節することが望ましい。なお、所定の範囲は、第１の実施形態で説明したように、樹脂を硬化させることができ且つ透明管５０内の曇りが抑制される範囲である。

この場合、第２のガスの流量を調節することより透明管５０内の酸素濃度が所定の範囲内になるので、曇りを抑制しつつ樹脂の未硬化を更に抑制できる。

更に、酸素濃度が所定の範囲内である場合には、ガス供給口７４からのみガスを流す、言い換えれば、第１のガスを透明管５０内に供給する一方、第２のガスの吹き出しを停止する。そして、酸素濃度が所定の範囲内でないときは、第１のガスを供給すると共にガス吹出し口１２１から第２のガスを吹き出すことが好ましい。

透明管５０内の酸素濃度が所定の範囲にあれば、樹脂を十分硬化させることができ、透明管５０の内面の曇りも抑制される。第２のガスを吹き出すと随伴流は減少するが、第２のガスの吹き出しにより線条体１０に線ぶれが生じる場合もある。したがって、酸素濃度が所定の範囲にある場合、第１のガスのみ供給し、第２のガスの吹き出しを停止することが望ましい。

一方、酸素濃度が所定の範囲にない場合は、第２のガスを吹き出すことで随伴流として透明管５０内に巻き込まれる外気の量を減少させ、透明管５０内への酸素の流入を防ぐ。その際、第１のガスを供給しているため、透明管５０内の不活性ガスの濃度が高くなる。これにより、透明管５０内の酸素濃度が低下し、所定の範囲にすることができる。

なお、本実施形態においても、第１の実施形態で述べた以下の方法を夫々実施しても良いし、それらを組みあせても良い。

すなわち、透明管５０内の気圧を透明管５０外の気圧より１０Ｐａ以上１０ｋＰａ以下高くしてもよい。また、酸素濃度計１０３のモニタ結果に応じて、第１のガスに含まれる酸素濃度、及び、ガス排出口９４から排気される透明管５０内のガスの量のうちの少なくとも１つを調節して透明管５０内の酸素濃度を所定の範囲としても良い。なお、第１及び第２のガスの流量を個別に調節できない場合や、ガス供給口７４及びガス吹出し口１２１へのガス供給路が同じ場合において、第１のガスの供給量を調節するときには、第２のガスの供給量も変化することに注意して第１のガスの供給量を調節する。

本実施形態に係る紫外線照射装置１１０を適用した被覆線条体４０の製造方法は、第１の実施形態の場合と同様に、長尺の線条体１０を被覆して被覆線条体４０を製造する場合や、塗布量の多い線条体１０に被覆を施す場合のように紫外線硬化型樹脂から比較的多量の揮発成分が発生する場合に有効である。また、テープ型ファイバ心線の製造にも有効である。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記第１及び第２の実施形態に限定されないことは言うまでもない。例えば、図６に示す紫外線照射装置１４０を用いても良い。

紫外線照射装置１４０は、透明管５０及び紫外線光源６０の周囲に反射鏡１４１を有する。樹脂が塗布された線条体１０の走行方向（図６中の矢印Ａの方向）に直交する平面で紫外線照射装置１４０を切断した場合、反射鏡１４１の形状は楕円である。そして、その楕円の２つ焦点の位置に夫々線条体１０及び紫外線光源６０が配置されるようになっている。

これにより、紫外線は、線条体１０に塗布された樹脂に効率的に照射される。紫外線照射装置１４０では、線条体１０の周囲にわたって紫外線が照射されやすい。したがって、線条体１０がファイバガラスや光ファイバ素線であって、被覆線条体４０として光ファイバ素線、光ファイバ心線を製造する場合に有効である。なお、図６では、透明管５０に入口部材７１を取り付けているが、第２の実施形態で説明した入口部材１２１を取り付けてもよい。

また、第１及び第２の実施形態では、透明管５０内に塗布器２０側から不活性ガスを含むガスを供給しているが、その場合に限られない。図７は、透明管の他の例の断面構成を示す模式図である。

図７に示す透明管１５０には、軸線方向において透明管１５０の中央部に不活性ガスを含むガスを供給するガス導入口１５１が形成されている。ガス導入口１５１に、図７の矢印Ｄの方向にガス供給源からの不活性ガスを含むガスを供給することにより、透明管１５０内に不活性ガスを導入できる。ガス供給源からの不活性ガスの供給は、第１及び第２の実施形態に示したように配管を接続して行えばよい。

この場合においても、透明管１５０内のガスは、出口部材９１に形成されているガス排出口９４から排出されるため、透明管１５０内には下降流が生じやすくなっている。また、第１及び第２の実施形態と同様にして透明管１５０内の酸素濃度を調節することや、随伴流を減少させることが可能である。

なお、図７に示す透明管１５０を用いる場合には、入口部材１２０には、図７に示すようにガス供給口を形成する必要はない。また、図７では、ガス供給口が形成されていない入口部材１２０を示しているが、図１の入口部材７１においてガス供給口７４及びガス溜り部７７が形成されていない入口部材を用いてもよい。

更に、第１及び第２の実施形態においては、入口部材７１，１２１及び出口部材９１の外周にはカバー部材７６，９６が取り付けられているとしたが、必ずしもカバー部材７６，９６は必要はない。例えば、透明管５０の両端部に夫々ガス供給管７５及びガス排出管９５が形成されている場合には、入口部材７１，１２１及び出口部材９１のみでもよい。

更にまた、出口部材９１は、図８に示すように、軸線方向における中央部の外径が線条体１０の走行方向、言い換えれば、被覆線条体４０の走行方向における上部、下部よりも小さくなっているものであってもよい。また、ガス排出口９４は、図８に示すように線条体出口９３の内壁面から出口部材９１の側面に向けて設けられていてもよい。

図９に示すように、圧力計８２，１０７、酸素濃度計１０３、流量調節器８１，１０２、ガス供給手段２００、ガス排出手段２１０を制御手段２２０に接続し、透明管５０内の酸素濃度や圧力により、供給するガスの量および／または排出するガスの量を自動制御してもよい。なお、図９では、右側の配管８０は左側の配管８０と連結されて閉じており、右側の配管１０１は左側の配管１０１と連結されて閉じている。

第１の実施形態に係る被覆線条体の製造方法を説明する図である。 図1の蓋７０の一例の斜視図である。 図１の蓋９０の一例の斜視図である。 第２の実施形態に係る被覆線条体の製造方法を説明する図である ガス吹出し口を有する入口部材の他の例の断面構成を示す模式図である。 紫外線照射装置の他の例の断面構成を示す模式図である。 透明管の他の例の断面構成を示す模式図である。 出口部材の他の例の断面構成を示す模式図である。 被覆線条体の製造方法の他の例を説明する図である。

符号の説明

１０・・・線条体、３０・・・紫外線照射装置、４０・・・被覆線条体、５０・・・透明管、６０・・・紫外線光源、７１・・・入口部材、７３・・・線条体入口、７４・・・ガス供給口、９１・・・出口部材、９３・・・線条体出口、９４・・・ガス排出口、１０３・・・酸素濃度計、１２１・・・ガス吹出し口、１５１・・・ガス導入口、２００…ガス供給手段、２１０…ガス排出手段。

Claims (10)

1. 線条体に樹脂を塗布し、紫外線に対して透光性を有する透明管内に前記樹脂が塗布された前記線条体を通過させると共に、紫外線光源から紫外線を前記樹脂に照射して前記樹脂を硬化させることによって被覆線条体を製造する方法であって、
   前記線条体が前記透明管を通過する際に、前記透明管における前記線条体の入口から前記透明管内に流れ込む外気の量を減少させ、
   不活性ガスを含む第１のガスを前記透明管内に供給し、前記透明管における第１のガスを供給している部分と異なる部分から前記透明管内のガスを吸引排気し、
   前記透明管内の酸素濃度をモニタし、そのモニタ結果に応じて前記第１のガスの流量を調節することにより前記酸素濃度を所定の範囲内とすることを特徴とする被覆線条体の製造方法。
2. 前記吸引排気される前記透明管内のガスの量を調節することによって前記透明管内の酸素濃度を調節することを特徴とする請求項１に記載の被覆線条体の製造方法。
3. 不活性ガスを含む第１のガスを、前記透明管内に、前記第１のガスが前記線条体の走行方向に流れるように供給し、
   前記透明管における前記線条体の入口側の端部から不活性ガスを含む第２のガスを、外気が前記透明管内に流れ込まないように前記線条体の走行方向と反対の方向に吹き出すことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の被覆線条体の製造方法。
4. 前記透明管における前記線条体の入口側に設けられたガス供給口から前記第１のガスを、前記透明管内に、前記第１のガスが前記線条体の走行方向に流れるように供給し、
   前記透明管における前記入口側に設けられたガス吹出し口から前記第２のガスを、外気が前記透明管内に流れ込まないように前記線条体の走行方向と反対の方向に吹き出すことを特徴とする請求項３に記載の被覆線条体の製造方法。
5. 前記透明管内の酸素濃度をモニタし、そのモニタ結果に応じて前記第２のガスの流量を調節することにより前記酸素濃度を所定の範囲内とすることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の被覆線条体の製造方法。
6. 前記透明管内の酸素濃度をモニタし、そのモニタ結果が所定の範囲内の場合は前記第１のガスを流す一方で前記第２のガスの吹き出しを停止し、前記酸素濃度が前記所定の範囲内にない場合は前記第１のガスを流すと共に前記第２のガスを吹き出すことを特徴とする請求項３〜請求項５の何れか１項に記載の被覆線条体の製造方法。
7. 前記透明管内の酸素をモニタし、前記透明管内の酸素濃度が所定の範囲内となるように前記第１のガスに含まれる酸素濃度を調節することを特徴とする請求項１〜請求項６のうちの何れか１項に記載の被覆線条体の製造方法
8. 前記透明管内の気圧を前記透明管外の気圧よりも１０Ｐａ以上１０ｋＰａ以下高くすることを特徴とする請求項１〜請求項７のうちの何れか１項に記載の被覆線条体の製造方法。
9. 紫外線光源と透明管とを含み、前記透明管内を通過する線条体に塗布されている樹脂に前記紫外線光源から紫外線を出射し、前記樹脂を硬化させて被覆線条体を製造するための紫外線照射装置であって、
   前記透明管に前記線条体が挿入される前記透明管の開口部から前記透明管内に巻き込まれる外気の量を減少させる外気流入低減手段と、
   不活性ガスを含むガスを前記透明管に供給するガス供給手段と、
   前記透明管において前記不活性ガスを含むガスが供給される部分と異なる部分から前記透明管内のガスを吸引排気する吸引排気手段と、
   前記透明管内の酸素濃度を測定する酸素濃度計と
   を備えることを特徴とする紫外線照射装置。
10. 不活性ガスを含むガスを前記透明管に供給し、前記透明管内を通過する前記線条体の走行している方向の流れである下降流を生じせしめる下降流生成手段と、
    前記透明管における前記線条体の入口側の端部から不活性ガスを含むガスを吹き出して前記線条体の走行する方向と反対の方向の流れである上昇流を生じせしめる上昇流生成手段と
    を備え、
    前記下降流生成手段で生成される前記下降流の流量と前記上昇流生成手段で生成される前記上昇流の流量とを夫々制御することを特徴とする請求項９に記載の紫外線照射装置。

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