JP2010117527A - Ultraviolet irradiation apparatus, and coating formation method of optical fiber - Google Patents

Ultraviolet irradiation apparatus, and coating formation method of optical fiber Download PDF

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和正 大石
Tomoyuki Hattori
知之 服部
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultraviolet irradiation apparatus having a longer lifetime, a smaller power consumption and lower running cost in comparison with an ultraviolet irradiation apparatus using a UV lamp, and to provide a coating formation method of an optical fiber. <P>SOLUTION: In this ultraviolet irradiation apparatus wherein coating layers C1, C2 comprising an ultraviolet curing resin are applied onto the surface of the optical fiber F1, and the ultraviolet curing resin is cured by irradiating an ultraviolet ray thereto, at least two or more semiconductor light emitting elements 34 provided on a position where the ultraviolet ray is irradiated are included in the ultraviolet curing resin, and first and second semiconductor light emitting elements emit ultraviolet rays having each different peak wavelength. The apparatus includes a surrounding tube 31 surrounding the optical fiber F, inside which gas flows. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ファイバの表面上に塗布された樹脂を硬化させるための紫外線照射装置、及び光ファイバの被覆形成方法に関するものである。   The present invention relates to an ultraviolet irradiation apparatus for curing a resin applied on the surface of an optical fiber and a method for forming a coating on the optical fiber.

従来、プリフォームから線引きされた裸光ファイバ、あるいは、一度ボビンに巻き取られた光ファイバ素線の表面上に、樹脂被覆が行われている。光ファイバの外周を紫外線硬化型樹脂(UV光硬化型樹脂)で被覆し、そのUV光硬化型樹脂に紫外線(UV光)を照射してUV光硬化型樹脂を硬化させている。下記特許文献1は、UV光の光源として紫外線レーザダイオード(UV−LD)または紫外線発光ダイオード(UV−LED)などの紫外線半導体発光素子を1個または複数個使用し、消費電力の低減を達成しようと試みている。
特開2003−89555号公報
Conventionally, a resin coating is applied to the surface of a bare optical fiber drawn from a preform or an optical fiber strand once wound on a bobbin. The outer periphery of the optical fiber is covered with an ultraviolet curable resin (UV light curable resin), and the UV light curable resin is cured by irradiating the UV light curable resin with ultraviolet light (UV light). Patent Document 1 below uses one or a plurality of ultraviolet semiconductor light-emitting elements such as an ultraviolet laser diode (UV-LD) or an ultraviolet light-emitting diode (UV-LED) as a light source of UV light to achieve reduction of power consumption. I am trying.
JP 2003-89555 A

しかしながら、本願発明者らが鋭意検討した結果、上記従来の装置では、光ファイバを被覆する被覆の硬化が不十分であり、光ファイバの品質に悪影響を及ぼすことが判明した。   However, as a result of intensive studies by the inventors of the present application, it has been found that the above-described conventional apparatus has insufficient curing of the coating covering the optical fiber, which adversely affects the quality of the optical fiber.

すなわち、UV−LEDは、単一で狭い(±5nm程度)帯域の発光スペクトルを有しており、この発光スペクトルのピーク値を与える波長(ピーク波長)は、UV光硬化型樹脂に含まれる光重合開始剤の吸収スペクトルのピーク値やショルダー値を与える波長の近傍には存在しないことがある。その場合、光重合開始剤からのラジカル生成が抑制され、樹脂硬化反応が促進されないという問題がある。かかる点からすれば、樹脂硬化を十分に促進させるには、UVランプの方が有効であると考えるが、UVランプは、寿命が短く消費電力が高いという難点がある。   That is, the UV-LED has a single, narrow (about ± 5 nm) emission spectrum, and the wavelength (peak wavelength) that gives the peak value of this emission spectrum is the light contained in the UV photocurable resin. It may not exist in the vicinity of the wavelength that gives the peak value or shoulder value of the absorption spectrum of the polymerization initiator. In that case, there is a problem that radical generation from the photopolymerization initiator is suppressed and the resin curing reaction is not accelerated. From this point of view, it is considered that the UV lamp is more effective for sufficiently promoting the resin curing. However, the UV lamp has a drawback that it has a short life and high power consumption.

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、UVランプを用いた紫外線照射装置と比較して長寿命、低消費電力、且つ、低ランニングコストの紫外線照射装置及び光ファイバの被覆形成方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has a long life, low power consumption, and low running cost compared to an ultraviolet irradiation apparatus using a UV lamp, and coating formation of an optical fiber. It aims to provide a method.

上述の課題を解決するため、本発明にかかる紫外線照射装置は、光ファイバの表面に塗布された紫外線硬化型樹脂に、紫外線を照射して紫外線硬化型樹脂を硬化させる紫外線照射装置において、光ファイバを囲むと共に内部にガスが流れる管と、その管の側面に設けられた紫外線透過用の貫通孔を通して、紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射可能な位置に設けられた少なくとも第1及び第2半導体発光素子とを備え、第1及び第2半導体発光素子は紫外線を発し、それらのピーク波長が異なることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, an ultraviolet irradiation apparatus according to the present invention is an ultraviolet irradiation apparatus in which an ultraviolet curable resin applied to the surface of an optical fiber is irradiated with ultraviolet rays to cure the ultraviolet curable resin. And at least first and second semiconductor light emitting elements provided at positions where ultraviolet rays can be irradiated to the ultraviolet curable resin through a pipe through which gas flows and an ultraviolet transmissive through hole provided on a side surface of the pipe. And the first and second semiconductor light emitting elements emit ultraviolet rays and have different peak wavelengths.

本発明の装置によれば、紫外線帯域内に少なくとも2つのスペクトルのピークを有しているため、紫外線硬化型樹脂の硬化を十分に促進させることができる。なお、紫外線帯域とは、波長10nm〜400nmの範囲である。これにより、半導体発光素子は、UVランプよりも、長寿命で、消費電力が低く、したがって、ランニングコストが低い。したがって、本発明の装置は、半導体発光素子を用いているにも拘らず、紫外線硬化型樹脂の硬化を十分に促進させることができるため、長寿命、低消費電力、低ランニングコストでの動作が可能となる。特に、ガスが管内を流れることにより、第1及び第2の半導体発光素子が直接冷却されるため、これらから出射される光の強度が低下せず、且つ、半導体発光素子の寿命が延びることとなる。   According to the apparatus of the present invention, since it has at least two spectral peaks in the ultraviolet band, curing of the ultraviolet curable resin can be sufficiently promoted. The ultraviolet band is a wavelength range of 10 nm to 400 nm. As a result, the semiconductor light-emitting element has a longer lifetime and lower power consumption than the UV lamp, and therefore has a lower running cost. Therefore, the apparatus of the present invention can sufficiently accelerate the curing of the ultraviolet curable resin in spite of the use of the semiconductor light emitting element, so that it can operate with a long life, low power consumption, and low running cost. It becomes possible. In particular, since the first and second semiconductor light emitting elements are directly cooled by the gas flowing in the tube, the intensity of the light emitted from them does not decrease and the life of the semiconductor light emitting element is extended. Become.

また、第1及び第2半導体発光素子は、放熱フィンに熱的に接続されていることが好ましい。この場合、第1及び第2半導体発光素子は、放熱フィンによって効率的に冷却されるため、照射強度が低下せず且つ紫外線光源の寿命が延びることとなる。   Moreover, it is preferable that the 1st and 2nd semiconductor light-emitting device is thermally connected to the radiation fin. In this case, since the first and second semiconductor light emitting elements are efficiently cooled by the heat radiating fins, the irradiation intensity is not reduced and the life of the ultraviolet light source is extended.

また、第1及び第2半導体発光素子は、自身以外の半導体発光素子の光出射面に向けて紫外線を出射しないように配置されていることが好ましい。半導体発光素子の光出射面に、他の半導体発光素子から紫外線が入射すると、内部で発振などが生じたり、温度上昇が生じて、半導体発光素子が劣化し、その寿命が低下するが、本構成では、かかる状態を回避するように第1及び第2半導体発光素子が配置されている。したがって、半導体発光素子を長寿命化することができる。   Moreover, it is preferable that the first and second semiconductor light emitting elements are arranged so as not to emit ultraviolet rays toward the light emitting surface of a semiconductor light emitting element other than itself. When ultraviolet light from another semiconductor light emitting element is incident on the light emitting surface of the semiconductor light emitting element, oscillation or the like occurs inside, and the temperature of the semiconductor light emitting element deteriorates, and the life of the semiconductor light emitting element deteriorates. Then, the first and second semiconductor light emitting elements are arranged so as to avoid such a state. Therefore, the life of the semiconductor light emitting device can be extended.

また、本発明に係る光ファイバの被覆形成方法は、紫外線硬化型樹脂が塗布された光ファイバに対して紫外線を照射して硬化させる光ファイバの被覆形成方法において、光ファイバに光ファイバを囲む管を通過させつつ、管内にガスを供給すると共に、前記第1及び第2半導体発光素子が、紫外線硬化型樹脂に、ピーク波長の異なる少なくとも2種類の紫外線をそれぞれ照射する工程を備えることを特徴とする。また、前記ガスに含まれる酸素含有率は0.5Vol%未満であることが好ましい。   The optical fiber coating forming method according to the present invention is an optical fiber coating forming method in which an optical fiber coated with an ultraviolet curable resin is irradiated with ultraviolet rays to be cured, and the optical fiber is surrounded by a tube surrounding the optical fiber. And supplying the gas into the tube while allowing the first and second semiconductor light emitting elements to irradiate the ultraviolet curable resin with at least two types of ultraviolet rays having different peak wavelengths, respectively. To do. Moreover, it is preferable that the oxygen content rate contained in the said gas is less than 0.5 Vol%.

上述のように、ピーク波長の異なる少なくとも2種類の紫外線が照射されることにより、紫外線硬化型樹脂の硬化が促進される。ピーク波長の異なる2種類の紫外線は、同時に照射されることが好ましいが、別々に照射されてもよく、また、連続光であっても、パルス光であってもよい。なお、パルス光の場合には、各パルスの紫外線照射タイミングをずらすことも可能である。ここで、ガスを流していることにより、第1及び第2の半導体発光素子が冷却されるため、これらから出射される光の強度が低下せず、且つ、半導体発光素子の寿命が延びることとなる。また、このガス中の酸素含有率を0.5Vol%未満とすることで、酸素による樹脂の表面硬化阻害作用を抑制することができる。   As described above, the curing of the ultraviolet curable resin is promoted by irradiation with at least two types of ultraviolet rays having different peak wavelengths. Two types of ultraviolet rays having different peak wavelengths are preferably irradiated simultaneously, but may be irradiated separately, and may be continuous light or pulsed light. In the case of pulsed light, it is possible to shift the ultraviolet irradiation timing of each pulse. Here, since the first and second semiconductor light emitting elements are cooled by flowing the gas, the intensity of light emitted from them is not lowered, and the life of the semiconductor light emitting element is extended. Become. Moreover, the surface hardening inhibitory effect of resin by oxygen can be suppressed because the oxygen content rate in this gas shall be less than 0.5 Vol%.

また、このような被覆形成方法においても、第1及び第2半導体発光素子は、放熱フィンに熱的に接続されていることが好ましい。この場合、第1及び第2半導体発光素子は、放熱フィンによって効率的に冷却されているため、照射強度が低下せず且つ紫外線光源の寿命が延びることとなる。   Also in such a coating forming method, it is preferable that the first and second semiconductor light emitting elements are thermally connected to the radiation fins. In this case, since the first and second semiconductor light emitting elements are efficiently cooled by the heat radiating fins, the irradiation intensity does not decrease and the life of the ultraviolet light source is extended.

また、このような被覆形成方法においても、第1及び第2半導体発光素子は、自身以外の半導体発光素子の光出射面に向けて出射しないように、紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射することが好ましい。この配置によれば、上述のように、半導体発光素子内部での発振や温度上昇を抑制し、半導体発光素子を長寿命化することができる。   Also in such a coating forming method, the first and second semiconductor light emitting elements may irradiate the ultraviolet curable resin with ultraviolet rays so as not to be emitted toward the light emitting surface of the semiconductor light emitting element other than itself. preferable. According to this arrangement, as described above, oscillation and temperature rise inside the semiconductor light emitting device can be suppressed, and the life of the semiconductor light emitting device can be extended.

本発明の紫外線照射装置及び光ファイバの被覆形成方法によれば、UVランプを用いた紫外線照射装置と比較して長寿命、低消費電力、且つ、低ランニングコストで光ファイバ被覆を形成することができる。   According to the ultraviolet irradiation apparatus and the optical fiber coating forming method of the present invention, it is possible to form an optical fiber coating with a longer life, lower power consumption, and lower running cost than an ultraviolet irradiation apparatus using a UV lamp. it can.

以下、実施の形態に係る紫外線照射装置及び光ファイバの被覆形成方法について説明する。なお、同一要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
(第1実施形態)
図1は、線引き時の光ファイバの走行方向に沿った紫外線照射装置UVAの縦断面図であり、図2は図1に示した紫外線照射装置UVAのII−II矢印水平断面図である。なお、図1は、図2におけるI−I矢印線に沿って切った装置の断面図を示している。
Hereinafter, the ultraviolet irradiation device and the optical fiber coating forming method according to the embodiment will be described. In addition, the same code | symbol shall be used for the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted.
(First embodiment)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the ultraviolet irradiation device UVA along the traveling direction of the optical fiber during drawing, and FIG. 2 is a horizontal sectional view of the ultraviolet irradiation device UVA shown in FIG. FIG. 1 shows a cross-sectional view of the device cut along the arrow line II in FIG.

まず、本実施形態に係る製造方法によって製造される光ファイバFについて説明する。   First, the optical fiber F manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment will be described.

本実施形態において、光ファイバ素線は裸光ファイバF1と、その表面を被覆している被覆層C1,C2とを含んで構成されている。裸光ファイバF1は、プリフォームを線引きして形成されたガラスファイバである。被覆層C1,C2は、紫外線が照射されると硬化する紫外線硬化型樹脂からなり、裸光ファイバF1の表面を保護する機能を有している。なお、被覆層C1,C2は、裸光ファイバに隣接している内層(プライマリ樹脂)C1と、その内層C1を取り巻く外層(セカンダリ樹脂)C2の2層から構成されている。   In this embodiment, the optical fiber is configured to include a bare optical fiber F1 and coating layers C1 and C2 covering the surface thereof. The bare optical fiber F1 is a glass fiber formed by drawing a preform. The coating layers C1 and C2 are made of an ultraviolet curable resin that is cured when irradiated with ultraviolet rays, and have a function of protecting the surface of the bare optical fiber F1. The covering layers C1 and C2 are composed of two layers: an inner layer (primary resin) C1 adjacent to the bare optical fiber and an outer layer (secondary resin) C2 surrounding the inner layer C1.

本実施形態において、被覆層C1,C2が顔料・染料などで着色されている場合には、識別性を付与する機能を有することもできる。また、被覆層C2の外側に紫外線硬化型樹脂からなる着色層が設けられることもある。   In the present embodiment, when the coating layers C1 and C2 are colored with a pigment / dye or the like, the coating layers C1 and C2 may have a function of imparting distinguishability. In addition, a colored layer made of an ultraviolet curable resin may be provided outside the coating layer C2.

内層C1及び外層C2に含めることができるラジカル系光重合開始剤の一例は、以下の通りであり、これらの光重合開始剤は、いずれか単独又は複数を組み合わせて用いることができる。
(1)イルガキュア907:(2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モリフォリノプロパン−1−オン)
(2)イルガキュア819:(ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド)
各光重合開始剤の化学構造式を図11(イルガキュア907:以下、I−907)、図12(イルガキュア819:以下、I−819)にそれぞれ示す。なお、「イルガキュア」は登録商標であり、上記光重合開始剤はチバ・スペシャルティ・ケミカルズ株式会社製のものである。
An example of the radical photopolymerization initiator that can be included in the inner layer C1 and the outer layer C2 is as follows, and these photopolymerization initiators can be used either alone or in combination.
(1) Irgacure 907: (2-Methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one)
(2) Irgacure 819: (bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide)
The chemical structural formula of each photopolymerization initiator is shown in FIG. 11 (Irgacure 907: hereinafter, I-907) and FIG. 12 (Irgacure 819: hereinafter, I-819), respectively. “Irgacure” is a registered trademark, and the photopolymerization initiator is manufactured by Ciba Specialty Chemicals.

上述のラジカル系光重合開始剤と共に、内層C1及び外層C2に含有される樹脂材料の一例は以下の通りである。
(内層C1)
内層C1には、軟質(ヤング率が1kg/mm以下のものを言う)の紫外線硬化型樹脂を用いることが望ましい。内層樹脂には、ポリエーテル系或いはポリエステル系ウレタンアクリレートの使用が好ましく、必要に応じて反応性希釈モノマーを含んでも良い。反応性希釈モノマーとしては、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム等の化合物が挙げられ、これらは1種使用しても良いし、2種以上併用しても良い。内層C1のヤング率は、例えば紫外線硬化型樹脂のポリエーテル部分の分子量及び希釈モノマーの種類により調整する。即ち、内層C1は、ポリエーテル部分の分子量を大きくすること、または直鎖状の分子量の大きな単官能希釈モノマーを選定することでヤング率を小さくすることが出来る。
(外層C2)
外層C2には、硬質(ヤング率が10kg/mm以上のものを言う)の紫外線硬化型樹脂を用いることが望ましい。外層樹脂には、ポリエーテル系或いはポリエステル系ウレタンアクリレートの使用が好ましく、必要に応じて反応性希釈モノマーを含んでも良い。
反応性希釈モノマーとしては、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム等の化合物が挙げられ、これらは1種使用しても良いし、2種以上併用しても良い。外層C2は、ポリエステル又はポリエーテル部分の分子量を小さくすること、ウレタン基濃度を上げること、またはベンゼン環等の剛直な分子構造を有するモノマーや多官能モノマーを選定することでヤング率を大きくすることが出来る。
An example of the resin material contained in the inner layer C1 and the outer layer C2 together with the above-described radical photopolymerization initiator is as follows.
(Inner layer C1)
For the inner layer C1, it is desirable to use a soft (referred to that having a Young's modulus of 1 kg / mm 2 or less) ultraviolet curable resin. The inner layer resin is preferably a polyether-based or polyester-based urethane acrylate, and may contain a reactive dilution monomer as required. Examples of the reactive dilution monomer include compounds such as N-vinylpyrrolidone and N-vinylcaprolactam, and these may be used alone or in combination of two or more. The Young's modulus of the inner layer C1 is adjusted by, for example, the molecular weight of the polyether portion of the ultraviolet curable resin and the type of the diluted monomer. That is, the inner layer C1 can reduce the Young's modulus by increasing the molecular weight of the polyether portion or by selecting a linear monofunctional diluent monomer having a large linear molecular weight.
(Outer layer C2)
For the outer layer C2, it is desirable to use a hard (referred to that having a Young's modulus of 10 kg / mm 2 or more) ultraviolet curable resin. The outer layer resin is preferably a polyether-based or polyester-based urethane acrylate, and may contain a reactive dilution monomer as required.
Examples of the reactive dilution monomer include compounds such as N-vinylpyrrolidone and N-vinylcaprolactam, and these may be used alone or in combination of two or more. The outer layer C2 can increase the Young's modulus by reducing the molecular weight of the polyester or polyether part, increasing the urethane group concentration, or selecting a monomer or polyfunctional monomer having a rigid molecular structure such as a benzene ring. I can do it.

図1を参照すると、紫外線照射装置UVAは、(管)包囲管31、複数の半導体発光素子35からなる紫外線光源、集光レンズ34、放熱金属板33M及び放熱フィン33Fを備えている。包囲管31の形状は円筒状であり、半導体発光素子35を固定するためのマウント基台36が、放熱フィン33Fの内壁に固定されている。包囲管31は、その長手方向が光ファイバF1の走行方向に一致するように配置されている。そして、2種類の樹脂が内層C1及び外層C2として塗布された光ファイバF1が包囲管31の中心軸に沿って移動する。   Referring to FIG. 1, the ultraviolet irradiation device UVA includes a (tube) surrounding tube 31, an ultraviolet light source including a plurality of semiconductor light emitting elements 35, a condenser lens 34, a heat radiating metal plate 33M, and heat radiating fins 33F. The shape of the surrounding tube 31 is cylindrical, and a mount base 36 for fixing the semiconductor light emitting element 35 is fixed to the inner wall of the heat radiation fin 33F. The surrounding tube 31 is arranged so that the longitudinal direction thereof coincides with the traveling direction of the optical fiber F1. Then, the optical fiber F1 coated with two kinds of resins as the inner layer C1 and the outer layer C2 moves along the central axis of the surrounding tube 31.

包囲管31の材料は、遮光性を有する金属から構成することもできる。包囲管31としては、本例では、紫外線透過用の貫通孔を側面に有する金属管(例:ステンレス鋼(SUS))であるとする。本例では、半導体発光素子35は、包囲管31の周囲に配置され、その貫通孔を介して包囲管31の内部に紫外線UVが入射し、光ファイバF上に照射される。   The material of the surrounding tube 31 can also be comprised from the metal which has light-shielding property. In this example, it is assumed that the surrounding tube 31 is a metal tube (for example, stainless steel (SUS)) having a through hole for transmitting ultraviolet light on its side surface. In this example, the semiconductor light emitting element 35 is disposed around the surrounding tube 31, and ultraviolet UV is incident on the inside of the surrounding tube 31 through the through-hole, and is irradiated onto the optical fiber F.

なお、包囲管31の材質は、100℃くらいの温度に耐えられるものであれば、金属、樹脂、セラミクスなど特に限定されないが、紫外線を吸収せず温度が上昇しないものが好ましい。安価であることと加工性が容易であることからステンレス鋼などを使用するのが好ましい。   The material of the surrounding tube 31 is not particularly limited as long as it can withstand a temperature of about 100 ° C., but it is preferably a material that does not absorb ultraviolet rays and does not increase in temperature. Stainless steel or the like is preferably used because of its low cost and easy workability.

なお、光ファイバFの周囲すべての紫外線硬化型樹脂を硬化させるには、光ファイバFの周囲の複数箇所(3箇所以上)に半導体発光素子35を配置して紫外線UVを照射する必要があり、本形態は半導体発光素子35を配置するための基材を包囲管31とした。円筒形の包囲管31には複数の貫通孔が開けられ、これらの貫通孔の開口部に半導体発光素子35が取り付けられている。集光レンズ34の取り付け位置は、包囲管31の内壁面、外壁面、貫通孔の内面のいずれであってもよい。   In order to cure all of the ultraviolet curable resin around the optical fiber F, it is necessary to arrange the semiconductor light emitting elements 35 at a plurality of locations (three or more locations) around the optical fiber F and irradiate the ultraviolet rays UV. In this embodiment, the surrounding tube 31 is used as a base material on which the semiconductor light emitting element 35 is disposed. A plurality of through holes are formed in the cylindrical envelope tube 31, and a semiconductor light emitting element 35 is attached to the openings of these through holes. The attachment position of the condenser lens 34 may be any of the inner wall surface, the outer wall surface, and the inner surface of the through hole of the surrounding tube 31.

包囲管31として透明な石英管を用い、石英管の外に半導体発光素子35及び集光レンズ34を含む光源を配置し、石英管を通して紫外線を光ファイバに照射する構成の場合、光源位置が光ファイバから遠くなる。これに対して、複数の貫通孔が形成された包囲管31を用いると、光源を光ファイバFに近づけることができるため、装置の径方向の寸法を小型化することができる点で有利である。   In the case where a transparent quartz tube is used as the surrounding tube 31, a light source including the semiconductor light emitting element 35 and the condenser lens 34 is disposed outside the quartz tube, and the optical fiber is irradiated through the quartz tube, the light source position is light. Get far from the fiber. On the other hand, when the envelope tube 31 in which a plurality of through holes are formed is used, the light source can be brought close to the optical fiber F, which is advantageous in that the radial dimension of the apparatus can be reduced. .

また、UV−LED自体が発熱するものであるのでUV−LEDをライン状に並べるとその発熱により封止樹脂やキャビティが高温劣化を引き起こすという問題があるが、本発明では集光レンズ34を含めた紫外線光源の表面を後述のガス流が通るので、このガス流によっても半導体発光素子35が冷却され、温度が上がりすぎることがないため、半導体発光素子35の寿命が更に延びることとなる。   Further, since the UV-LED itself generates heat, when the UV-LEDs are arranged in a line shape, there is a problem that the sealing resin and the cavity cause high-temperature deterioration due to the generated heat. Since the gas flow described later passes through the surface of the ultraviolet light source, the semiconductor light emitting device 35 is cooled by this gas flow and the temperature does not rise excessively, so that the life of the semiconductor light emitting device 35 is further extended.

また、紫外線光源を複数段密に配置すれば硬化に要する装置の長さ(高さ)を短くすることができ、短くした長さの領域で光ファイバの冷却を行うことができる。この冷却長が長くなることで線速を速くすることができるため、生産性が向上する。   Further, if the ultraviolet light sources are arranged in a plurality of stages, the length (height) of the apparatus required for curing can be shortened, and the optical fiber can be cooled in the shortened length region. Since the linear velocity can be increased by increasing the cooling length, productivity is improved.

また、包囲管31内を冷却するため、包囲管31内に不活性ガスが矢印GINで示すように導入され、包囲管31内を通って、矢印GOUTで示されるように包囲管31から排気される。この不活性ガスとしては、例えば窒素ガスが安価にて用いられる。 Further, for cooling the interior of the enclosing tube 31, the interior of the enclosing tube 31 inert gas is introduced as indicated by the arrow G IN, through the interior of the enclosing tube 31, from the surrounding tube 31 as indicated by arrow G OUT Exhausted. As this inert gas, for example, nitrogen gas is used at a low cost.

また、包囲管31内に不活性ガスを導入すると、以下のような二次的な効果も生じる。   Further, when an inert gas is introduced into the surrounding tube 31, the following secondary effects are also produced.

まず、包囲管31内に不活性ガスを導入すると、内部の酸素が追い出され、樹脂の表面の硬化が促進される。紫外線硬化型樹脂が硬化するときに雰囲気中の酸素濃度が0.5(vol%)以上となると、紫外線硬化型樹脂の硬化が不十分となる。したがって、光ファイバに塗布された紫外線硬化型樹脂を硬化するときは、その周囲の酸素濃度を下げるために窒素などのガスが流される。このガスに含まれる酸素含有率は0.5Vol%未満であり、これにより、樹脂表面の硬化阻害作用が抑制される。なお、酸素により硬化が阻害される樹脂は、アシルフォスフィンオキサイド系、チタノセン系、等の光重合開始剤を含むラジカル重合系樹脂である。   First, when an inert gas is introduced into the surrounding tube 31, oxygen inside is expelled, and hardening of the surface of the resin is promoted. If the oxygen concentration in the atmosphere is 0.5 (vol%) or more when the ultraviolet curable resin is cured, the ultraviolet curable resin is not sufficiently cured. Therefore, when the ultraviolet curable resin applied to the optical fiber is cured, a gas such as nitrogen is flowed to lower the oxygen concentration around the resin. The oxygen content contained in this gas is less than 0.5 Vol%, thereby suppressing the curing inhibiting action on the resin surface. The resin whose curing is inhibited by oxygen is a radical polymerization resin containing a photopolymerization initiator such as acylphosphine oxide or titanocene.

次に、包囲管31内に窒素などの不活性ガスを流すことによって、樹脂の揮発成分を除去することができるので、集光レンズ34の表面の汚れや曇りを防止することができる。すなわち、樹脂に紫外線を照射すると、硬化反応熱や輻射熱によって樹脂の低分子量成分が揮発し、この揮発成分が集光レンズ34に付着して硬化し、これらが曇り、紫外線が遮られてしまう傾向がある。   Next, by flowing an inert gas such as nitrogen through the surrounding tube 31, volatile components of the resin can be removed, so that the surface of the condensing lens 34 can be prevented from being soiled or clouded. That is, when the resin is irradiated with ultraviolet rays, the low molecular weight components of the resin are volatilized by the heat of curing reaction and radiant heat, and the volatile components adhere to the condensing lens 34 and cure, which tends to cloud and block the ultraviolet rays. There is.

この場合、紫外線硬化型樹脂に届く紫外線量(パワー)が減り紫外線硬化型樹脂が十分硬化しなくなる。したがって、揮発分が集光レンズに付着する前に除去する必要がある。これらの理由から光ファイバを管に通して、その管の中に窒素ガスなどを流す。本形態では、このような不活性ガスにより揮発成分を除去することができる。   In this case, the amount of ultraviolet rays (power) reaching the ultraviolet curable resin is reduced, and the ultraviolet curable resin is not sufficiently cured. Therefore, it is necessary to remove volatile matter before adhering to the condenser lens. For these reasons, an optical fiber is passed through a tube, and nitrogen gas or the like is allowed to flow through the tube. In this embodiment, the volatile component can be removed by such an inert gas.

本形態では、光ファイバFの周囲にガスが流れているので、揮発分が樹脂から出てくればすぐにガス流とともに除去される。包囲管31中にガスを流しているのでガスが拡散することもなく一定の流れとなり揮発分が効率的に除去される。   In this embodiment, since the gas flows around the optical fiber F, the volatile matter is removed together with the gas flow as soon as it comes out of the resin. Since the gas is flowing through the surrounding tube 31, the gas does not diffuse and becomes a constant flow, and the volatile matter is efficiently removed.

更に、不活性ガスの流れを層流に近づけることによって、包囲管31内での光ファイバの振動を抑制することも可能となる。   Furthermore, the vibration of the optical fiber in the surrounding tube 31 can be suppressed by bringing the flow of the inert gas closer to the laminar flow.

包囲管31の図面上側に位置する塗布装置側の端部には、不活性ガスを矢印GINの方向に導入するためのガス導入口が形成されている。ガス導入口にはガス導入管INAが接続されており、不活性ガスがガス導入管INAを介して包囲管31内に導入される。また、ガス導入管INAが接続されている端部と反対側の包囲管31の端部には、ガス排出口が形成されている。ガス排出口にはガス排出管OUTAが接続されており、不活性ガス及び揮発した樹脂の成分がガス排出管OUTAを介して排出される。 The end portion of the coating apparatus is located in the drawing above the surrounding pipe 31, gas inlet for introducing an inert gas in the direction of arrow G IN is formed. A gas introduction pipe INA is connected to the gas introduction port, and an inert gas is introduced into the surrounding pipe 31 through the gas introduction pipe INA. Further, a gas discharge port is formed at the end of the surrounding tube 31 opposite to the end to which the gas introduction pipe INA is connected. A gas discharge pipe OUTA is connected to the gas discharge port, and the inert gas and the component of the volatilized resin are discharged through the gas discharge pipe OUTA.

紫外線光源を構成する半導体発光素子35としては、紫外線レーザダイオード(UV−LD)又は紫外線発光ダイオード(UV−LED)が用いられる。半導体発光素子35は、例えば図示しない制御装置に電気的に接続され、該制御装置により半導体発光素子35への供給電力が制御されても良い。半導体発光素子35の前面には集光レンズ34が固定されており、好ましくは2層の樹脂被覆上でスポット径φ1mm程度、または1mm幅×12mm長くらいのラインビーム形状に集光される。紫外線硬化型樹脂を硬化するためには、照射する紫外線の照射強度が5000〜7000mW/cmであることが好ましい。 As the semiconductor light emitting element 35 constituting the ultraviolet light source, an ultraviolet laser diode (UV-LD) or an ultraviolet light emitting diode (UV-LED) is used. The semiconductor light emitting element 35 may be electrically connected to a control device (not shown), for example, and the power supplied to the semiconductor light emitting element 35 may be controlled by the control device. A condensing lens 34 is fixed on the front surface of the semiconductor light emitting element 35, and is preferably condensed into a line beam shape having a spot diameter of about 1 mm or about 1 mm wide × 12 mm long on a two-layer resin coating. In order to cure the ultraviolet curable resin, the irradiation intensity of the irradiated ultraviolet light is preferably 5000 to 7000 mW / cm 2 .

半導体発光素子35は、自身の発熱によりかなりの高温(〜100℃)となり、高温劣化により照射強度が低下し、且つ自身の寿命を大きく減少させる。これを防ぐため、半導体発光素子35は、これが固定されるマウント用基台36、及び基台36に固定された放熱金属板33Mを介して、放熱フィン33Fに熱的に接続されている。放熱フィン33Fは、必要に応じて水冷してもよい。なお、放熱金属板33M、放熱フィン33F及び基台36に用いることができる金属としては、CuやAlが列挙される。放熱フィン33Fにより、半導体発光素子35において発生した熱を、マウント用基台36及び放熱金属板33Mを介して奪い、半導体発光素子35の温度を約50℃に保持することが可能となる。これにより、半導体発光素子35も長寿命化する。   The semiconductor light emitting element 35 has a considerably high temperature (˜100 ° C.) due to its own heat generation, the irradiation intensity is reduced due to the high temperature deterioration, and the life of the semiconductor light emitting element 35 is greatly reduced. In order to prevent this, the semiconductor light emitting element 35 is thermally connected to the heat radiating fins 33F via the mounting base 36 to which the semiconductor light emitting element 35 is fixed and the heat radiating metal plate 33M fixed to the base 36. The heat dissipating fins 33F may be water-cooled as necessary. In addition, Cu and Al are listed as metals that can be used for the heat radiating metal plate 33M, the heat radiating fins 33F, and the base 36. With the heat radiation fins 33F, the heat generated in the semiconductor light emitting element 35 can be removed through the mount base 36 and the heat radiating metal plate 33M, and the temperature of the semiconductor light emitting element 35 can be maintained at about 50 ° C. Thereby, the life of the semiconductor light emitting element 35 is also extended.

放熱フィン33Fは紫外線が照射される向きとは反対に取り付け、包囲管31の外に出るように取り付ける。包囲管31の外壁が薄い場合には、図示の如く放熱フィン33Fは、包囲管31の周囲に放射状に広がる。包囲管31の外壁が厚い場合には、紫外線光源の全体が包囲管31内に埋め込まれるようになるが、この場合には、包囲管31の貫通孔を介して、放熱フィン33Fが包囲管31の外に露出するように構成する。包囲管31に開けた貫通孔から内部を流れるガスが漏れないように、包囲管31に設けられた貫通孔と集光レンズ34との間は樹脂等で密封するのが好ましい。   The radiating fins 33F are attached so as to be opposite to the direction in which the ultraviolet rays are irradiated, and are attached so as to go out of the surrounding tube 31. When the outer wall of the surrounding tube 31 is thin, the radiation fins 33F spread radially around the surrounding tube 31 as shown in the figure. When the outer wall of the envelope tube 31 is thick, the entire ultraviolet light source is embedded in the envelope tube 31. In this case, the radiation fins 33F are connected to the envelope tube 31 through the through holes of the envelope tube 31. It is configured to be exposed outside. It is preferable to seal the through hole provided in the surrounding tube 31 and the condenser lens 34 with a resin or the like so that the gas flowing through the through hole opened in the surrounding tube 31 does not leak.

半導体発光素子35であるUV−LEDは、単一で狭い(±5nm)発光波長を有するが、本システムの紫外線照射装置UVAには、発光スペクトルのピーク値を与える波長(中心波長)が異なる2種類以上の半導体発光素子35を、一つの紫外線照射装置UVAに同時に搭載している。例えば、図面の上から奇数番目の半導体発光素子35の発光スペクトルが第1の発光スペクトルであり(第1の半導体発光素子)、偶数番目の半導体発光素子35の発光スペクトルが第2の発光スペクトルである(第2の半導体発光素子)。なお、複数の紫外線照射装置UVAを光ファイバの走行方向に沿って配置した場合には、第1の紫外線照射装置UVAに、第1の半導体発光素子35を搭載し、第2の紫外線照射装置UVAに、第2の半導体発光素子35を搭載してもよい。   The UV-LED that is the semiconductor light emitting element 35 has a single and narrow (± 5 nm) emission wavelength, but the wavelength (center wavelength) that gives the peak value of the emission spectrum is different in the ultraviolet irradiation device UVA of this system. More than one type of semiconductor light emitting elements 35 are simultaneously mounted on one ultraviolet irradiation device UVA. For example, the emission spectrum of the odd-numbered semiconductor light-emitting element 35 from the top of the drawing is the first emission spectrum (first semiconductor light-emitting element), and the emission spectrum of the even-numbered semiconductor light-emitting element 35 is the second emission spectrum. Yes (second semiconductor light emitting device). When a plurality of ultraviolet irradiation devices UVA are arranged along the traveling direction of the optical fiber, the first ultraviolet light irradiation device UVA includes the first semiconductor light emitting element 35 and the second ultraviolet irradiation device UVA. In addition, the second semiconductor light emitting element 35 may be mounted.

より具体的には、第1及び第2スペクトルのピーク値を与える波長λ1、λ2は、それぞれ、紫外線硬化型樹脂に含まれる光重合開始剤の吸収スペクトルのピーク値を与える波長λ3±10nmの範囲内、又は吸収スペクトルのショルダー値を与える波長λ4±10nmの範囲内に存在する。すなわち、これらは以下の関係式を有している。
・λ3−10nm≦λ1≦λ3+10nm
・λ3−10nm≦λ2≦λ3+10nm
・λ4−10nm≦λ1≦λ4+10nm
・λ4−10nm≦λ2≦λ4+10nm
図9は、光重合開始剤の種類と、ピーク値を与える波長λ3及びショルダー値を与える波長λ4を示す表である。
More specifically, the wavelengths λ1 and λ2 that give the peak values of the first and second spectra are ranges of wavelengths λ3 ± 10 nm that give the peak value of the absorption spectrum of the photopolymerization initiator contained in the ultraviolet curable resin, respectively. Or within the range of the wavelength λ4 ± 10 nm giving the shoulder value of the absorption spectrum. That is, they have the following relational expression.
・ Λ3-10nm ≦ λ1 ≦ λ3 + 10nm
・ Λ3-10nm ≦ λ2 ≦ λ3 + 10nm
・ Λ4-10nm ≦ λ1 ≦ λ4 + 10nm
・ Λ4-10nm ≦ λ2 ≦ λ4 + 10nm
FIG. 9 is a table showing the types of photopolymerization initiators, the wavelength λ3 giving a peak value, and the wavelength λ4 giving a shoulder value.

なお、実用的には、ピークの波長が365nmより長波長側のLEDを用いた場合、発光出力が大きくなる。   Practically, when an LED having a peak wavelength longer than 365 nm is used, the light emission output is increased.

例えば、樹脂中に光重合開始剤としてI−819が用いられている場合、その吸収波長のピーク位置λ3は280〜300nm、ショルダー位置λ4は365nmであるから、半導体発光素子35としては、(A)290±10nm、(B)365±10nmの範囲に発光波長のピーク位置λ1、λ2を有する2種類のUV−LEDを用いればよい。   For example, when I-819 is used as the photopolymerization initiator in the resin, the peak position λ3 of the absorption wavelength is 280 to 300 nm, and the shoulder position λ4 is 365 nm. Two types of UV-LEDs having emission wavelength peak positions λ1 and λ2 in the range of 290 ± 10 nm and (B) 365 ± 10 nm may be used.

このようなUV−LEDは、以下のような材料から構成することができる。
(A)290nm±10nm
活性層:InAlGaN、InGaN、AlGaN、GaN、C、等
基板:Al、GaN、SiC、Si、等
(B)365nm±10nm
活性層:InAlGaN、InGaN、AlGaN、GaN、C、等
基板:Al、GaN、SiC、Si、等
また、内層C1および外層C2の樹脂中にI−819という光重合開始剤が用いられている場合には、中心波長λ1、λ2が、それぞれ(C)365±5nm及び(D)395±5nmのLEDを使用してもよい。
Such a UV-LED can be composed of the following materials.
(A) 290 nm ± 10 nm
Active layer: InAlGaN, InGaN, AlGaN, GaN, C, etc. Substrate: Al 2 O 3 , GaN, SiC, Si, etc. (B) 365 nm ± 10 nm
Active layer: InAlGaN, InGaN, AlGaN, GaN, C, etc. Substrate: Al 2 O 3 , GaN, SiC, Si, etc. A photopolymerization initiator I-819 is used in the resin of the inner layer C1 and the outer layer C2. In this case, LEDs having center wavelengths λ1 and λ2 of (C) 365 ± 5 nm and (D) 395 ± 5 nm, respectively, may be used.

このようなUV−LEDは、以下のような材料から構成することができる。
(C)365nm±5nm
活性層:InAlGaN、InGaN、AlGaN、GaN、C、等
基板:Al、GaN、SiC、Si、等
(D)395nm±5nm
活性層:InAlGaN、InGaN、AlGaN、GaN、C、等
基板:Al、GaN、SiC、Si、等
上述のように、一つのLEDから出る波長の幅が狭いので、一種類のLEDを使用するのでは樹脂の硬化性が不十分であるが、二種類以上のLEDを使用して紫外線硬化型樹脂の吸収ピーク波長の近くのある程度幅のある波長の光を照射すると、紫外線硬化型樹脂を十分に硬化させることができる。
Such a UV-LED can be composed of the following materials.
(C) 365 nm ± 5 nm
Active layer: InAlGaN, InGaN, AlGaN, GaN, C, etc. Substrate: Al 2 O 3 , GaN, SiC, Si, etc. (D) 395 nm ± 5 nm
Active layer: InAlGaN, InGaN, AlGaN, GaN, C, etc. Substrate: Al 2 O 3 , GaN, SiC, Si, etc. As described above, the width of the wavelength emitted from one LED is narrow. The resin has insufficient curability when used, but when two or more kinds of LEDs are used and irradiated with light having a certain width near the absorption peak wavelength of the ultraviolet curable resin, the ultraviolet curable resin is used. Can be cured sufficiently.

半導体発光素子35は、樹脂が塗布された光ファイバを中心として複数個配置されている。外層C2上でスポット径φ1mm程度または1mm幅×12mm長くらいのラインビーム形状に集光するので、光ファイバの周囲全てに紫外線を照射するには、周囲方向に複数点から紫外線を照射する必要がある。例えば、図1に示した例では、1つの水平面内において、3個の半導体発光素子35が配置される(図2参照)。なお、水平面は光ファイバの走行方向(長手方向)に垂直である。この3個の光源を1セットとし、一つの紫外線照射装置UVAには、光ファイバの走行方向に沿って数セットの光源が並べて配置されている。   A plurality of semiconductor light emitting elements 35 are arranged around an optical fiber coated with resin. Since the light is condensed into a line beam shape having a spot diameter of about 1 mm or about 1 mm wide × 12 mm long on the outer layer C2, it is necessary to irradiate ultraviolet rays from a plurality of points in the peripheral direction in order to irradiate the entire periphery of the optical fiber. is there. For example, in the example shown in FIG. 1, three semiconductor light emitting elements 35 are arranged in one horizontal plane (see FIG. 2). The horizontal plane is perpendicular to the traveling direction (longitudinal direction) of the optical fiber. These three light sources are set as one set, and several sets of light sources are arranged side by side along the traveling direction of the optical fiber in one ultraviolet irradiation device UVA.

図1には、5セットの光源が描かれているが、セット数は照射される紫外線エネルギーの総量により決定される。5セットとは限らない。これより多くのセット数を並べても、少ないセット数を並べても構わない。2種類以上の紫外線光源を一つの紫外線照射装置に同時に搭載する場合には、このセット毎に、発光波長のピーク位置が異なる紫外線光源を交互に並べて配置することができる。   Although five sets of light sources are depicted in FIG. 1, the number of sets is determined by the total amount of ultraviolet energy to be irradiated. It is not necessarily 5 sets. A larger number of sets or a smaller number of sets may be arranged. When two or more types of ultraviolet light sources are simultaneously mounted on one ultraviolet irradiation device, ultraviolet light sources having different emission wavelength peak positions can be alternately arranged for each set.

反対側の半導体発光素子35に紫外線UVが当たると、その半導体発光素子35の温度が上昇したり、不要な発振が生じることで、照射量が減り、かつ寿命が短くなるので、好ましくない。そこで、図2に記載のように、光ファイバを挟んで反対側に半導体発光素子35が位置しないように、半導体発光素子35を配置する。例えば図2のように、1つの水平面内において、120°間隔で半導体発光素子35を配置する。すなわち、紫外線UVの出射方向は、水平面内において、120度の角度を成している。換言すれば、1つの水平面内の第1、第2及び第3の半導体発光素子35は、自身以外の半導体発光素子35の光出射面に向けて紫外線を出射しないように配置されている。   When the ultraviolet light UV hits the semiconductor light emitting element 35 on the opposite side, the temperature of the semiconductor light emitting element 35 rises or unnecessary oscillation occurs, so that the irradiation amount is reduced and the life is shortened. Therefore, as illustrated in FIG. 2, the semiconductor light emitting element 35 is arranged so that the semiconductor light emitting element 35 is not positioned on the opposite side across the optical fiber. For example, as shown in FIG. 2, the semiconductor light emitting elements 35 are arranged at intervals of 120 ° in one horizontal plane. That is, the emission direction of the ultraviolet rays UV forms an angle of 120 degrees in the horizontal plane. In other words, the first, second, and third semiconductor light emitting elements 35 in one horizontal plane are arranged so as not to emit ultraviolet rays toward the light emitting surface of the semiconductor light emitting element 35 other than itself.

半導体発光素子の集光スポット径は1mmであり、これは光ファイバの直径よりも大きく、包囲管の反対側に一部分の紫外線が到達するが、かかる配置により、半導体発光素子の寿命を延ばすことができる。   The condensing spot diameter of the semiconductor light emitting element is 1 mm, which is larger than the diameter of the optical fiber, and a part of the ultraviolet rays reach the opposite side of the surrounding tube. However, this arrangement may extend the life of the semiconductor light emitting element. it can.

図3は、上記光源の分解斜視図である。   FIG. 3 is an exploded perspective view of the light source.

長方形のセラミクスからなるマウント基台36は、すり鉢状の凹部を有しており、この凹部の底面上に半導体発光素子35が固定されている。半導体発光素子35上には、半導体発光素子35を収容する凹部を有する集光レンズ34が設けられており、集光レンズ34はマウント基台36の凹部内に嵌っている。マウント基台36の凹部の内面には必要に応じてAgやAlなどからなる反射膜が形成されることが好ましい。
(第2実施形態)
図4は、線引き時の光ファイバの走行方向に沿った紫外線照射装置UVAの縦断面図であり、図5は図4に示した紫外線照射装置UVAのV−V矢印水平断面図である。なお、図4は、図5におけるIV−IV矢印線に沿って切った装置の断面図を示している。
The mount base 36 made of rectangular ceramics has a mortar-shaped recess, and the semiconductor light emitting element 35 is fixed on the bottom surface of the recess. On the semiconductor light emitting element 35, a condensing lens 34 having a concave portion for accommodating the semiconductor light emitting element 35 is provided, and the condensing lens 34 is fitted in the concave portion of the mount base 36. A reflective film made of Ag, Al, or the like is preferably formed on the inner surface of the recess of the mount base 36 as necessary.
(Second Embodiment)
4 is a longitudinal sectional view of the ultraviolet irradiation device UVA along the traveling direction of the optical fiber at the time of drawing, and FIG. 5 is a horizontal sectional view of the ultraviolet irradiation device UVA shown in FIG. 4 shows a cross-sectional view of the device taken along the line IV-IV in FIG.

この実施形態に係る装置の第1実施形態の装置との相違点は、半導体発光素子35の配置のみである。図5に示した例では、1つの水平面内において、4個の半導体発光素子35が配置される。この4個の光源を1セットとし、一つの紫外線照射装置UVAには、光ファイバの走行方向に沿って数セットの光源が並べて配置されている。   The difference between the device according to this embodiment and the device according to the first embodiment is only the arrangement of the semiconductor light emitting element 35. In the example shown in FIG. 5, four semiconductor light emitting elements 35 are arranged in one horizontal plane. These four light sources are set as one set, and several sets of light sources are arranged side by side along the traveling direction of the optical fiber in one ultraviolet irradiation device UVA.

図4には、5セットの光源が描かれているが、セット数は照射される紫外線エネルギーの総量により決定される。5セットとは限らない。これより多くのセット数を並べても、少ないセット数を並べても構わない。2種類以上の紫外線光源を一つの紫外線照射装置に同時に搭載する場合には、このセット毎に、発光波長のピーク位置が異なる紫外線光源を交互に並べて配置することができる。   In FIG. 4, five sets of light sources are depicted, but the number of sets is determined by the total amount of ultraviolet energy irradiated. It is not necessarily 5 sets. A larger number of sets or a smaller number of sets may be arranged. When two or more types of ultraviolet light sources are simultaneously mounted on one ultraviolet irradiation device, ultraviolet light sources having different emission wavelength peak positions can be alternately arranged for each set.

反対側の半導体発光素子35に紫外線UVが当たると、その半導体発光素子35の温度が上昇したり、不要な発振が生じることで、照射量が減り、かつ寿命が短くなるので、好ましくない。そこで、図4に記載のように、半導体発光素子35を水平面に対して傾けて、反対側の半導体発光素子35に紫外線UVが当たらないようにしてある。換言すれば、図5に示したように、1つの水平面内の第1、第2、第3及び第4の半導体発光素子35は、自身以外の半導体発光素子35の光出射面に向けて紫外線を出射しないように配置されている。   When the ultraviolet light UV hits the semiconductor light emitting element 35 on the opposite side, the temperature of the semiconductor light emitting element 35 rises or unnecessary oscillation occurs, so that the irradiation amount is reduced and the life is shortened. Therefore, as shown in FIG. 4, the semiconductor light emitting element 35 is inclined with respect to the horizontal plane so that the ultraviolet light UV does not strike the semiconductor light emitting element 35 on the opposite side. In other words, as shown in FIG. 5, the first, second, third, and fourth semiconductor light emitting elements 35 in one horizontal plane are ultraviolet rays toward the light emitting surface of the semiconductor light emitting element 35 other than itself. It is arrange | positioned so that it may not radiate | emit.

次に、本実施形態に用いられる光ファイバ素線の製造装置について図6及び図7を用いて説明する。なお、図6又は図7において、符号6,7,10,11,12は紫外線照射装置を示しており、図1又は図4に示した紫外線照射装置UVAは、これらの紫外線照射装置の代表として示されている。   Next, an optical fiber manufacturing apparatus used in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6 or 7, reference numerals 6, 7, 10, 11, and 12 indicate ultraviolet irradiation devices, and the ultraviolet irradiation device UVA shown in FIG. 1 or 4 is representative of these ultraviolet irradiation devices. It is shown.

図6は、光ファイバ素線を製造する第1の製造装置を示す図である(タンデムコーティング方式)。   FIG. 6 is a view showing a first manufacturing apparatus for manufacturing an optical fiber (tandem coating method).

この製造装置は、プリフォーム1を収容する線引炉2、強制冷却装置3、外径測定器4、第1の塗布装置5、紫外線照射装置6,7、外径測定器8、第2の塗布装置9、紫外線照射装置10,11,12、外径測定器13、気泡センサ14、ガイドローラ15、キャプスタン16、巻き取りボビン17を、光ファイバの通過経路に沿う順番に備えている。   The manufacturing apparatus includes a drawing furnace 2 that accommodates the preform 1, a forced cooling device 3, an outer diameter measuring device 4, a first coating device 5, ultraviolet irradiation devices 6 and 7, an outer diameter measuring device 8, a second The coating device 9, the ultraviolet irradiation devices 10, 11 and 12, the outer diameter measuring device 13, the bubble sensor 14, the guide roller 15, the capstan 16, and the take-up bobbin 17 are provided in order along the optical fiber passage path.

図7は、光ファイバ素線を製造する第2の製造装置を示す図である(デュアルコーティング方式)。   FIG. 7 is a diagram showing a second manufacturing apparatus for manufacturing an optical fiber (dual coating method).

この製造装置は、プリフォーム1を収容する線引炉2、強制冷却装置3、外径測定器4、第1の塗布装置5、第2の塗布装置9、偏肉測定器20、紫外線照射装置6,7,10,11、外径測定器13、気泡センサ14、ガイドローラ15、キャプスタン16、巻き取りボビン17を、光ファイバの通過経路に沿う順番に備えている。   This manufacturing apparatus includes a drawing furnace 2 that accommodates the preform 1, a forced cooling device 3, an outer diameter measuring device 4, a first coating device 5, a second coating device 9, an uneven thickness measuring device 20, and an ultraviolet irradiation device. 6, 7, 10, 11, an outer diameter measuring device 13, a bubble sensor 14, a guide roller 15, a capstan 16, and a take-up bobbin 17 are provided in order along the optical fiber passage path.

上述の製造装置においては、プリフォーム1から引き出された光ファイバFの走行方向は鉛直方向に設定されている。線引炉2は、石英ガラスを主成分とするプリフォーム1を線引きして裸光ファイバF1(光ファイバF)を形成するための装置である。線引炉2は、線引炉2内にセットされるプリフォーム1を挟んで(或いは囲んで)配置されるヒーターを有している。プリフォーム1は、その端部がヒーターにより加熱されて溶融し、線引きされて光ファイバFとなる。線引きされた光ファイバFは、所定の走行方向に沿って移動する。   In the manufacturing apparatus described above, the traveling direction of the optical fiber F drawn from the preform 1 is set to the vertical direction. The drawing furnace 2 is an apparatus for drawing a preform 1 mainly composed of quartz glass to form a bare optical fiber F1 (optical fiber F). The drawing furnace 2 has a heater arranged with (or enclosing) the preform 1 set in the drawing furnace 2. An end of the preform 1 is heated and melted by a heater, and is drawn to form an optical fiber F. The drawn optical fiber F moves along a predetermined traveling direction.

強制冷却装置3は、線引きされた光ファイバFを冷却するための装置である。強制冷却装置3は、光ファイバFを十分に冷却するために所定の走行方向に沿って所定の長さを備えている。強制冷却装置3は、光ファイバFを冷却するために例えば図示しない吸気口及び排気口を備え、この吸気口及び排気口から冷却用ガスを導入することによって光ファイバFを冷却する。   The forced cooling device 3 is a device for cooling the drawn optical fiber F. The forced cooling device 3 has a predetermined length along a predetermined traveling direction in order to sufficiently cool the optical fiber F. In order to cool the optical fiber F, the forced cooling device 3 includes, for example, an intake port and an exhaust port (not shown), and cools the optical fiber F by introducing a cooling gas from the intake port and the exhaust port.

塗布装置5,9は、裸光ファイバに樹脂を塗布するための装置である。塗布装置5,9には紫外線によって硬化する2種類の液状の樹脂が保持されており、塗布装置の樹脂中を裸光ファイバが通過することによって裸光ファイバの表面に内層樹脂(プライマリ樹脂5A)と外層樹脂(セカンダリ樹脂9A)が塗布される。   The coating devices 5 and 9 are devices for applying a resin to the bare optical fiber. The coating devices 5 and 9 hold two types of liquid resins that are cured by ultraviolet rays, and the inner optical resin (primary resin 5A) is formed on the surface of the bare optical fiber by passing the bare optical fiber through the resin of the coating device. The outer layer resin (secondary resin 9A) is applied.

図6に示した例では、これらの樹脂が異なる時期に塗布してから順次硬化され(タンデムコーティング)、図7に示した例では、これらの樹脂が同時に塗布されてから同時に硬化される(デュアルコーティング)。但し、タンデムコーティング方式の場合はデュアルコーティング方式に比べてスペース効率が悪くなる。   In the example shown in FIG. 6, these resins are applied at different times and then sequentially cured (tandem coating), and in the example shown in FIG. 7, these resins are simultaneously applied and then simultaneously cured (dual coating). However, in the case of the tandem coating method, the space efficiency is worse than that in the dual coating method.

紫外線照射装置6,7,10,11,12は、裸光ファイバの表面に塗布された2種類の樹脂に紫外線を照射して硬化させるための装置である。表面に2種類の樹脂が塗布された裸光ファイバが紫外線照射装置を通過することによって、裸光ファイバ及び2層の被覆層を有する光ファイバ素線が形成される。   The ultraviolet irradiation devices 6, 7, 10, 11, and 12 are devices for irradiating and curing two types of resins applied to the surface of the bare optical fiber by applying ultraviolet rays. A bare optical fiber having two types of resins coated on the surface passes through an ultraviolet irradiation device, whereby an optical fiber having a bare optical fiber and two coating layers is formed.

ガイドローラ15は、2種類の樹脂が塗布された光ファイバが所定の走行方向に沿って移動するように光ファイバを案内するための装置である。光ファイバ素線は、ガイドローラ15により走行方向が変更されて、キャプスタン16に引き取られ、巻き取りボビンへ17送られる。巻き取りボビン17は、完成した光ファイバ素線を巻き取るための装置である。   The guide roller 15 is a device for guiding the optical fiber so that the optical fiber coated with two types of resins moves along a predetermined traveling direction. The traveling direction of the optical fiber is changed by the guide roller 15, taken up by the capstan 16, and sent 17 to the winding bobbin. The winding bobbin 17 is a device for winding the completed optical fiber.

上述の構成では、樹脂被覆の表層部から内部まで十分な硬化特性を持たせることが可能となり、ファイバの品質を良好に保つことができる。特に、短波長側の紫外線が樹脂表面の硬化を促進する。例えば、光重合開始剤がI−819の場合、280〜300nmの範囲内にピークを有する紫外線を各半導体発光素子から照射すると、紫外線硬化型樹脂の表面がまず硬化する。先に表面を硬化させて、その後に別の紫外線照射装置で、例えば、365±10nmの範囲内にピークを有する紫外線を各半導体発光素子から照射し、紫外線硬化型樹脂の内部を硬化させることができる。   In the above-described configuration, it is possible to provide sufficient curing characteristics from the surface layer portion to the inside of the resin coating, and it is possible to keep the fiber quality favorable. In particular, ultraviolet rays on the short wavelength side accelerate the curing of the resin surface. For example, when the photopolymerization initiator is I-819, when each semiconductor light emitting element is irradiated with ultraviolet light having a peak in the range of 280 to 300 nm, the surface of the ultraviolet curable resin is first cured. First, the surface is cured, and thereafter, with another ultraviolet irradiation device, for example, ultraviolet rays having a peak within a range of 365 ± 10 nm are irradiated from each semiconductor light emitting element to cure the inside of the ultraviolet curable resin. it can.

樹脂の表面が硬化していればガイドローラで方向を光ファイバの走行方向を変えることができるので、後から紫外線を照射する紫外線照射装置は、図6又は図7において縦に並んでいる紫外線照射装置10,11,(12)の一部を、ガイドローラ15の下流でキャプスタン16の直前までに、配置することができる。例えば、図6のタンデムコート型のシステムの場合、紫外線照射装置10,11,12の一部をガイドローラ15の下流に設置すると、その分のスペースは冷却装置を延長するなど光ファイバの冷却にあてることができ、冷却長を延長することにより、光ファイバの線速を上げることができる。   If the surface of the resin is hardened, the direction of travel of the optical fiber can be changed by the guide roller. Therefore, the ultraviolet irradiation device that irradiates ultraviolet rays later is arranged in the vertical direction in FIG. 6 or FIG. Part of the devices 10, 11, (12) can be arranged downstream of the guide roller 15 and immediately before the capstan 16. For example, in the case of the tandem coat type system shown in FIG. 6, if a part of the ultraviolet irradiation devices 10, 11 and 12 is installed downstream of the guide roller 15, the space for that is used to cool the optical fiber, for example, by extending the cooling device. By extending the cooling length, the linear velocity of the optical fiber can be increased.

また、紫外線照射装置は、光ファイバの樹脂被覆層の硬化状態に応じて何台使用しても良い。また、図6及び図7では光ファイバの線引の例を示したが、ボビンに巻き取られた光ファイバを繰り出して、その上にさらに紫外線硬化型樹脂を被覆する場合も、紫外線を照射して前記紫外線硬化型樹脂を硬化することは同様にできる。   Further, any number of ultraviolet irradiation devices may be used depending on the cured state of the resin coating layer of the optical fiber. 6 and 7 show examples of drawing an optical fiber. However, when an optical fiber wound around a bobbin is drawn out and further coated with an ultraviolet curable resin, ultraviolet rays are irradiated. The UV curable resin can be cured in the same manner.

また、上述のように、実施形態にかかる光ファイバの被覆形成方法は、紫外線硬化型樹脂が塗布された光ファイバに対して紫外線を照射して硬化させる光ファイバの被覆形成方法において、紫外線硬化型樹脂に、ピーク波長の異なる少なくとも2種類の紫外線を照射する工程とを備えており、紫外線硬化型樹脂の硬化が促進される。ピーク波長の異なる2種類の紫外線は、同時に照射されることが好ましいが、別々に照射されてもよく、また、連続光であっても、パルス光であってもよい。なお、パルス光の場合には、各パルスの紫外線照射タイミングをずらすことも可能である。   In addition, as described above, the optical fiber coating forming method according to the embodiment is an ultraviolet curable type optical fiber coating forming method in which an optical fiber coated with an ultraviolet curable resin is irradiated with ultraviolet rays to be cured. And a step of irradiating the resin with at least two types of ultraviolet rays having different peak wavelengths, and curing of the ultraviolet curable resin is promoted. Two types of ultraviolet rays having different peak wavelengths are preferably irradiated simultaneously, but may be irradiated separately, and may be continuous light or pulsed light. In the case of pulsed light, it is possible to shift the ultraviolet irradiation timing of each pulse.

以下実施例に基づき本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on examples, but the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist.

図1の紫外線照射装置を用いたデュアルコーティング方式の線引法により、二層被覆光ファイバを製造した。得られた二層被覆光ファイバは、外径125μmφのガラスファイバ外周に、内層200μmφ、外層240μmφの二層の紫外線硬化型樹脂を塗布硬化させた。   A two-layer coated optical fiber was manufactured by a dual coating method drawing method using the ultraviolet irradiation device of FIG. The obtained two-layer coated optical fiber was obtained by applying and curing a two-layer ultraviolet curable resin having an inner layer of 200 μmφ and an outer layer of 240 μmφ on the outer periphery of a glass fiber having an outer diameter of 125 μmφ.

内層樹脂に含まれる光重合開始剤はI−819の一種類、外層樹脂に含まれる光重合開始剤も、I−819の一種類を用いた。これらの被覆樹脂の組合せに対して、紫外線光源として、一つの紫外線照射装置に紫外線発光ダイオード(UV−LED)を2種用いて硬化させた。すなわち、内層及び外層樹脂に含まれる光重合開始剤の吸収波長のピーク位置、又はショルダー位置の前後±10nmの範囲に入る発光波長のピーク位置を持つ2種類の紫外線光源を採用した(例:355nm,365nm)。   The photopolymerization initiator contained in the inner layer resin was one kind of I-819, and the photopolymerization initiator contained in the outer layer resin was also one kind of I-819. The combination of these coating resins was cured using two ultraviolet light emitting diodes (UV-LEDs) in one ultraviolet irradiation device as an ultraviolet light source. That is, two kinds of ultraviolet light sources having a peak position of the absorption wavelength of the photopolymerization initiator contained in the inner layer resin and the outer layer resin, or a peak position of emission wavelength that falls within a range of ± 10 nm before and after the shoulder position were employed (example: 355 nm). 365 nm).

包囲管の材質はステンレス鋼であり、包囲管の内径は30mm、長さは250mmである。包囲管内に導入される冷却用の不活性ガスとしては窒素ガスを用いた。その際の硬化性を表面摩擦力にて評価した。内層及び外層の樹脂の材料としては、それぞれウレタンアクリレートを用いた。   The material of the envelope tube is stainless steel, and the inner diameter of the envelope tube is 30 mm and the length is 250 mm. Nitrogen gas was used as an inert gas for cooling introduced into the surrounding tube. The curability at that time was evaluated by the surface friction force. As materials for the inner layer and outer layer resins, urethane acrylate was used.

ここで、表面摩擦力の測定方法について説明する。   Here, a method for measuring the surface friction force will be described.

図8は表面摩擦力の測定工程を示す模式図である。先ず、直径6mmの円柱状の棒100に、図7に示す製造装置で製造された光ファイバ素線Fの一部を100回密に1層巻き付け、ファイバ群FBを形成する。光ファイバ素線Fの他の部分(長さ約1000mm)を、光ファイバ素線Fが巻かれた棒100と滑車101とにかける。この際、滑車101と棒100とは、それらの間の光ファイバ素線がほぼ水平になるように配置しておく。また、滑車101と棒100とに掛けられた光ファイバ素線の一端にはロードセル102を取り付け、他端には約3.4gの重り103を取り付ける。重り103が付けられてつり合っている状態で、ロードセル102に係る荷重を基準値としてのゼロとする。次に、500mm/min.の速さで矢印Mに沿ってロードセル102を200mm引き上げる(この際、重りも引き上げられる)。   FIG. 8 is a schematic diagram showing a surface friction force measurement process. First, a part of the optical fiber F manufactured by the manufacturing apparatus shown in FIG. 7 is wound 100 times densely on a cylindrical rod 100 having a diameter of 6 mm to form a fiber group FB. The other part (length: about 1000 mm) of the optical fiber F is applied to the rod 100 and the pulley 101 around which the optical fiber F is wound. At this time, the pulley 101 and the rod 100 are arranged so that the optical fiber between them is substantially horizontal. A load cell 102 is attached to one end of the optical fiber hung on the pulley 101 and the rod 100, and a weight 103 of about 3.4 g is attached to the other end. With the weight 103 attached and balanced, the load on the load cell 102 is set to zero as a reference value. Next, 500 mm / min. The load cell 102 is pulled up 200 mm along the arrow M at the speed of (the weight is also lifted at this time).

この時、ロードセル102で測定される荷重を0.02秒間隔で取得する。ロードセル102が20mmから120mmまで移動する間に取得されたデータを、ロードセル102の移動距離10mm毎に、10の区間に分け、それらの区間の最大値を平均して被覆層の表面摩擦力、言い換えれば光ファイバ素線の表面摩擦力とする。この値が0.4Nより大きい場合、樹脂(表面)は未硬化になる傾向があり、良品の光ファイバを製造しにくくなる場合が生じやすい。表面摩擦力が0.4Nより大きいと、ボビンに巻かれた状態で光ファイバ同士がくっついて、ボビンから光ファイバを繰り出せなくなることがある。0.4N以下ではそういう問題がない。また0.2Nより小さい場合も、必要以上に紫外線が樹脂に照射されているため、石英管内に曇りが生じやすくなる。これらの結果を図10に示す。   At this time, the load measured by the load cell 102 is acquired at intervals of 0.02 seconds. The data acquired while the load cell 102 moves from 20 mm to 120 mm is divided into 10 sections for every 10 mm of travel distance of the load cell 102, and the surface frictional force of the coating layer, in other words, averages the maximum value of these sections. For example, the surface frictional force of the optical fiber. When this value is larger than 0.4N, the resin (surface) tends to be uncured, and it may be difficult to manufacture a good optical fiber. If the surface friction force is greater than 0.4 N, the optical fibers may stick to each other while being wound around the bobbin, and the optical fiber may not be drawn out from the bobbin. There is no such problem below 0.4N. In the case where it is smaller than 0.2N, since the resin is irradiated with ultraviolet rays more than necessary, the quartz tube tends to be clouded. These results are shown in FIG.

図10に示す図表の結果から明らかなように、内壁に紫外線光源を配置した円筒管内部に不活性ガス層流を流すと(実施例1、実施例2)、0.2Nと表面摩擦の好ましい被覆が形成されていた。また、紫外線光源の温度も下げることが出来た。紫外線光源であるLEDの寿命は、LEDの温度が70℃であれば10000時間、LEDの温度が50℃であれば30000時間(推定)であるので、放熱フィンがある場合(実施例1)は、紫外線光源の寿命が30000時間以上であり、放熱フィンなしの場合(実施例2)は10000時間〜2000時間程度であると推定される。なお、上記の寿命とは照度変化率が初期の−20%になるまでの時間である。   As is clear from the results of the chart shown in FIG. 10, when an inert gas laminar flow is caused to flow inside a cylindrical tube having an ultraviolet light source disposed on the inner wall (Examples 1 and 2), 0.2 N is preferable for surface friction. A coating was formed. Moreover, the temperature of the ultraviolet light source could be lowered. The lifetime of the LED, which is an ultraviolet light source, is 10,000 hours if the LED temperature is 70 ° C, and 30000 hours (estimated) if the LED temperature is 50 ° C. In the case where the lifetime of the ultraviolet light source is 30000 hours or more and no heat radiating fin is used (Example 2), it is estimated that the life is about 10,000 hours to 2000 hours. In addition, said lifetime is time until an illumination intensity change rate will be -20% of initial stage.

それに対し、不活性ガス層流無しの場合(比較例)、光ファイバを製造している間に、揮発成分が紫外線光源(集光レンズ)に付着して紫外線光源の表面が揮発成分の付着で曇ったために、照射強度が減少し、100km線引した時点で紫外線硬化型樹脂が硬化不十分となり、表面摩擦は0.6N以上となった。   In contrast, when there is no inert gas laminar flow (comparative example), the volatile component adheres to the ultraviolet light source (condenser lens) and the surface of the ultraviolet light source adheres to the volatile component while the optical fiber is manufactured. Since it became cloudy, the irradiation intensity decreased, and the ultraviolet curable resin became insufficiently cured at the time when 100 km was drawn, and the surface friction was 0.6 N or more.

なお、光重合開始剤の吸収波長のピーク位置、又はショルダー位置±10nmの範囲に入る発光波長のピーク位置を持つ1種類の紫外線光源を採用した場合(例:365nm)、ガス流を流した場合においても、表面摩擦力はやはり0.6Nとなった。この場合は線引き開始時点から硬化不十分であった。   In addition, when one kind of ultraviolet light source having a peak position of the absorption wavelength of the photopolymerization initiator or a peak position of the emission wavelength that falls within the range of the shoulder position ± 10 nm is employed (example: 365 nm), when a gas flow is made to flow The surface frictional force was still 0.6N. In this case, curing was insufficient from the start of drawing.

また、LEDが向き合わないように、光ファイバの周囲方向の120°間隔で配置し、かつ放熱フィンがあることにより、紫外線光源の温度は100℃以上から約50℃にまで冷却されており、高温による劣化を防ぎ、照射強度の低下(寿命の低下)を抑制できた。すなわち、UV−LDやUV−LEDなどの光源を樹脂部材内に封止している場合、光源自体が高温になるため、これを封止している樹脂部材やキャビティが劣化し、UV光の光ファイバ被覆樹脂への照射強度が低下し、しがたって、UV光硬化型樹脂の光硬化性が低下するが、上記冷却構造を採用することで、この高温化によるUV−LED自体の寿命の低下を抑制することができる。特に、本実施形態では、複数のUV−LEDが、自身以外の半導体発光素子の光出射面に向けて紫外線を出射しないように、紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射しているので、その温度上昇などが抑制されている。   Moreover, the temperature of the ultraviolet light source is cooled from 100 ° C. or more to about 50 ° C. by arranging at 120 ° intervals in the peripheral direction of the optical fiber so that the LEDs do not face each other, and having the radiation fins. It was possible to prevent deterioration by irradiation and to suppress a decrease in irradiation intensity (a decrease in life). That is, when a light source such as UV-LD or UV-LED is sealed in a resin member, the light source itself becomes high temperature, so that the resin member or cavity sealing the light source deteriorates, and UV light The irradiation intensity to the optical fiber coating resin is lowered, and thus the photocurability of the UV photocurable resin is lowered. However, by adopting the cooling structure, the lifetime of the UV-LED itself due to this high temperature is reduced. The decrease can be suppressed. In particular, in this embodiment, since the plurality of UV-LEDs irradiate the ultraviolet curable resin with ultraviolet rays so as not to emit ultraviolet rays toward the light emitting surface of the semiconductor light emitting element other than itself, the temperature rises. Etc. are suppressed.

本例では、半導体発光素子は1段に3個のセットを5段有し、合計15個の半導体発光素子を使用しているが、図4に示すように1段に4個の半導体発光素子セットを4段有する構造にして、合計16個の半導体発光素子を使用しても略同様の結果が得られる。   In this example, the semiconductor light emitting element has five sets of three sets in one stage and uses a total of 15 semiconductor light emitting elements. However, as shown in FIG. 4, there are four semiconductor light emitting elements in one stage. Even if a total of 16 semiconductor light emitting elements are used in a structure having four sets, substantially the same result can be obtained.

上記実施例では、一つの紫外線照射装置に複数の発光波長のピークを持つ紫外線発光ダイオードを搭載する場合を説明したが、紫外線照射装置毎に異なる発光波長のピークを持つ紫外線発光ダイオードを搭載することも出来る。また、UV−LEDに代えて、UV−LDを用いることも可能である。また、被覆された光ファイバの上にさらに樹脂を被覆する場合にも上記形態を適用することが可能である。さらに、光ファイバを束ねてテープ化する場合の樹脂被覆にも上記形態は適用することができる。このように、上記光ファイバは、素線に限らず、オーバーコートされてなる光ファイバ心線や、樹脂被覆された光ファイバなどの多様な形態の光ファイバを含んでいる。一旦、巻き取った光ファイバを再度繰り出して、樹脂被覆を行う場合にも、上述の装置は適用することができる。   In the above embodiment, a case where an ultraviolet light emitting diode having a plurality of emission wavelength peaks is mounted on one ultraviolet irradiation device is described. However, an ultraviolet light emitting diode having a different emission wavelength peak is mounted on each ultraviolet irradiation device. You can also. Moreover, it is also possible to use UV-LD instead of UV-LED. Also, the above-described embodiment can be applied when a resin is further coated on the coated optical fiber. Furthermore, the above embodiment can also be applied to resin coating when optical fibers are bundled into a tape. As described above, the optical fiber is not limited to a strand, and includes various types of optical fibers such as an overcoated optical fiber core and a resin-coated optical fiber. The above-described apparatus can also be applied to the case where the once wound optical fiber is drawn out again to perform resin coating.

線引き時の光ファイバの走行方向に沿った紫外線照射装置UVAの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the ultraviolet irradiation device UVA along the traveling direction of the optical fiber at the time of drawing. 図1に示した紫外線照射装置UVAのII−II矢印水平断面図である。It is the II-II arrow horizontal sectional view of the ultraviolet irradiation device UVA shown in FIG. 光源の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a light source. 線引き時の光ファイバの走行方向に沿った紫外線照射装置UVAの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the ultraviolet irradiation device UVA along the traveling direction of the optical fiber at the time of drawing. 図4に示した紫外線照射装置UVAのV−V矢印水平断面図である。It is the VV arrow horizontal sectional view of the ultraviolet irradiation device UVA shown in FIG. 光ファイバ素線を製造する第1の製造装置を示す図である。It is a figure which shows the 1st manufacturing apparatus which manufactures an optical fiber strand. 光ファイバ素線を製造する第2の製造装置を示す図である。It is a figure which shows the 2nd manufacturing apparatus which manufactures an optical fiber strand. 表面摩擦力の測定工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the measurement process of surface frictional force. 光重合開始剤の種類と、ピーク値を与える波長λ3及びショルダー値を与える波長λ4を示す図表である。It is a graph which shows the kind of photoinitiator, wavelength (lambda) 3 which gives a peak value, and wavelength (lambda) 4 which gives a shoulder value. 実験結果を示す図表である。It is a chart which shows an experimental result. 化学構造式を示す図である。It is a figure which shows a chemical structural formula. 化学構造式を示す図である。It is a figure which shows a chemical structural formula.

符号の説明Explanation of symbols

F1・・・光ファイバ、C1・・・内層、C2・・・外層、35・・・半導体発光素子、34・・・集光レンズ、36・・・基台。   F1 ... optical fiber, C1 ... inner layer, C2 ... outer layer, 35 ... semiconductor light emitting element, 34 ... condensing lens, 36 ... base.

Claims (7)

光ファイバの表面に塗布された紫外線硬化型樹脂に、紫外線を照射して前記紫外線硬化型樹脂を硬化させる紫外線照射装置において、
前記光ファイバを囲むと共に内部にガスが流れる管と、その管の側面に設けられた紫外線透過用の貫通孔を通して、前記紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射可能な位置に設けられた少なくとも第1及び第2半導体発光素子とを備え、
前記第1及び第2半導体発光素子は紫外線を発し、それらのピーク波長が異なる、
ことを特徴とする紫外線照射装置。
In the ultraviolet irradiation device that cures the ultraviolet curable resin by irradiating the ultraviolet curable resin applied to the surface of the optical fiber with ultraviolet rays,
A tube that surrounds the optical fiber and through which gas flows, and at least a first and a second portion provided at a position where the ultraviolet curable resin can be irradiated with ultraviolet rays through a through hole for transmitting ultraviolet light provided on a side surface of the tube. A second semiconductor light emitting device,
The first and second semiconductor light emitting elements emit ultraviolet rays and have different peak wavelengths.
An ultraviolet irradiation device characterized by that.
前記第1及び第2半導体発光素子は、放熱フィンに熱的に接続されていることを特徴とする、請求項1に記載の紫外線照射装置。   The ultraviolet irradiation apparatus according to claim 1, wherein the first and second semiconductor light emitting elements are thermally connected to a radiation fin. 前記第1及び第2半導体発光素子は、自身以外の半導体発光素子の光出射面に向けて紫外線を出射しないように配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の紫外線照射装置。   3. The ultraviolet ray according to claim 1, wherein the first and second semiconductor light emitting elements are arranged so as not to emit ultraviolet rays toward a light emitting surface of a semiconductor light emitting element other than the first and second semiconductor light emitting elements. Irradiation device. 紫外線硬化型樹脂が塗布された光ファイバに対して紫外線を照射して硬化させる光ファイバの被覆形成方法において、
前記光ファイバに前記光ファイバを囲む管を通過させつつ、前記管内にガスを供給すると共に、第1及び第2半導体発光素子が、前記紫外線硬化型樹脂に、ピーク波長の異なる紫外線をそれぞれ照射する工程、
を備えることを特徴とする光ファイバの被覆形成方法。
In the optical fiber coating forming method of irradiating and curing an ultraviolet ray to an optical fiber coated with an ultraviolet curable resin,
Gas is supplied into the optical fiber while passing the optical fiber through the tube surrounding the optical fiber, and the first and second semiconductor light emitting elements respectively irradiate the ultraviolet curable resin with ultraviolet rays having different peak wavelengths. Process,
An optical fiber coating forming method comprising:
前記ガスに含まれる酸素含有率が0.5Vol%未満である、
ことを特徴とする請求項4に記載の光ファイバの被覆形成方法。
The oxygen content contained in the gas is less than 0.5 Vol%,
The method for forming a coating of an optical fiber according to claim 4.
前記第1及び第2半導体発光素子は、放熱フィンに熱的に接続されていることを特徴とする、請求項4又は請求項5に記載の光ファイバの被覆形成方法。   The optical fiber coating forming method according to claim 4, wherein the first and second semiconductor light emitting elements are thermally connected to a heat radiating fin. 前記第1及び第2半導体発光素子は、自身以外の半導体発光素子の光出射面に向けて紫外線を出射しないように、前記紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射することを特徴とする請求項4〜請求項6のいずれか1項に記載の光ファイバの被覆形成方法。   The first and second semiconductor light emitting elements irradiate the ultraviolet curable resin with ultraviolet rays so as not to emit ultraviolet rays toward a light emitting surface of a semiconductor light emitting element other than the first and second semiconductor light emitting elements. The method for forming a coating of an optical fiber according to claim 6.
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