JPH01203245A - 線材の樹脂被覆方法及びそれに用いる照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、高速で走行する線材の表面に塗布されたエネ
ルギー線硬化型樹脂をエネルギー線の照射によって硬化
させる線材の！Ｍ＃被覆方法及びそれに用いる照射装置
に関する。

〈従来の技術〉 光通信に用いる光ファイバにおいては、光学ガラスファ
イバ、石英系ガラスファイバに限らず、いずれもファイ
バ化しな後直ちにその外周にプラスチック被覆を施こす
ことが好ましいとされている。これは、ファイバ化され
ることにより発生するファイバ表面のキズや、裸ファイ
バの状態で空気中に曝されることによるクラックの成長
で、ファイバの強度が劣化するのを防ぐためである。こ
のようなプラスチック層としては、一般に熱硬化型のシ
リコーン樹脂、紫外線硬化型樹脂（以下ｒｕｖＵＶ樹脂
いう）、放射線硬化型樹脂等のエネルギー線硬化型樹脂
が用いられており、近年はとのＵＶ樹脂被覆ファイバの
需要が増大している。

このようなＵＶ樹脂被覆光ファイバの製造方法を第６図
をもとに説明する。同図に示すように、図示しないプリ
フォーム供給装置により加熱炉０１内に供給されたプリ
フォーム０２は、該加熱炉０１内でヒータ０３により溶
融され、光ファイバ０４として線引きされろ。この線引
きされた光ファイバ０４は、冷却筒０５内を通ってコー
ティングダイス０６に達し、例えばＵＶ樹脂が塗布され
、その後紫外線照射装置０７内を通過することで紫外線
の照射を受けて、該ＵＶ樹脂による光ファイバの一次被
覆の形成がなされる。この−次被覆された光ファイバ素
８！Ｉ０４’は、更に、例えばＵＶ樹脂等による二次被
覆が施されて光フアイバ心線となって巻取装置（図示せ
ず）に巻き取られるようになっている。

ここで、−次被覆に用いられる紫外線照射装置は、例え
ば、特開昭６０−１９１０３８号公報に開示されており
、その概略を第７図に示す。同図に示すように紫外線照
射装置（以下ｒＵＶ装置」という）０７は、装置本体０
８の内部に紫外線を発生させるＵＶランプ０９と、その
紫外線を光フアイバ上に集光するためのミラー０１０と
、この紫外線の集光位置にＵＶ樹脂を塗布した光ファイ
バ０４′を挿通させる円筒形の管材０１１とからなって
いる。また、この管材０１１の下端には紫外線によって
開始されるラジカル反応を阻害する酸素を除去するため
、Ｎ２ガス等のパージガスを導入する導入管０１２が接
続されている。これに伴って管材０１１の上端部には、
　　くパージガスの流出を少なくするためにシャッター
０１３が設けられている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、従来のＵＶ装置０７において、紫外線を
照射してＵＶ樹脂を硬化するに際して、多量の紫外線及
びこれに伴なう赤外線の照射を受けるために、ＵＶ樹脂
の一部が揮発して、管材０１１の内表面に付着物が付着
して、しまう。この付着物はＵＶｌ５４脂由来のもので
紫外線を吸収してしまうので、その結果、管材０１１の
透過率が低下してしまい、光ファイバに塗布したＵＶ樹
脂を硬化するための十分な光量を得るのに時間がかかっ
てしまうという問題がある。

以上述べた事情に鑑み、本発明は走行する線材に塗布し
た硬化型樹脂を長時間に亘って安定して硬化させること
ができる線材の樹脂被覆方法及びそれに用いろ照射装置
を提供することを目的とする。

二課題を解決するための手段〉 本発明者らは、上記管材の内表面に付着する付着物のほ
とんどは線引き開始時の低線速状態でかつ多量にエネル
ギー線が照射される時に発生したものであることを知見
した。かかる知見に基づき、本発明者らは高速で走行す
る線材を停止することなくかつ該付着物の影響を受ける
ことなく、線材へのエネルギー線による樹脂被覆を効率
よく行う方法及びこの方法を実施するエネルギー線照射
装置の発明を完成した。

かかる本発明の線材の樹脂被覆方法の構成は、走行する
線材の外周面に管材を介してエネルギー線を照射するこ
とにより硬化樹脂を被覆硬化させるに際し、該走行開始
時の低線速の状態から一定線速の状態に至るまでは走行
する線材方向に移動可能な管材を介してエネルギー線を
照射し、その後該管材を線材の走行方向いずれかに移動
させて、上記一定線速度に達するまでに照射範囲内に位
置していた管材の照射部分を照射範囲外に移動させるこ
とを特徴とする。

また、本発明の第１の照射装置の構成は、走行する線材
が挿通するよう設けた管材と、この管材を介して線材に
エネルギー線を照射する照射線源とを有し、該走行する
線材の外周面に塗布された硬化樹脂を上記エネルギー線
を照射することにより硬化させるエネルギー線照射装置
において、該管材が軸方向、に移動可能であることを特
徴とし、一方、本発明の第２の照射装置の構成は、走行
する線材が挿通するよう設けた管材と、この管材を介し
て線材にエネルギー線を照射する照射！Ｓ源とを有し、
該走行する線材の外周面に塗布された硬化性樹脂を上記
エネルギー線を照射することにより硬化させるエネルギ
ー線照射装置において、該管材を少な（とも二重以上の
管とし、少なくとも最も内側の管が線引き方向のいずれ
かの照射範囲外へ移動可能であることを特徴とする。

く作　　　用〉 締引き開始時の低Ｓ″１Ｍ状態から一定線速の状態まで
の間にエネルギー線照射の影響でエネルギー線硬化型樹
脂より揮発する付着物を管材の一部又は多重管のうちの
内側の管に付着させ、上記一定線速の状態となった後に
、該管材又は内側の管を光ファイバの押入方向のいずれ
かで、かつエネルギー線照射範囲外へ移動させて、付着
物のない状態の管材を通してエネルギー線を照射しエネ
ルギー線硬化型樹脂を硬化させる。

く実　施　例〉 以下、本発明方法を実施する好適な実施例について説明
する。

第１図には本発明方法を実施する第１実施例にかかる紫
外線照射装置を示す。同図に示すように、紫外線照射装
置（以下ｒＵＶ装置」という）ＩＡにおいて、光ファイ
バ２を挿通する管材３は、装置本体４の上下を貫通し、
かつ垂直方向に移動可能となっている。この管材３の軸
方向の長さは、装置本体４の縦方向の長さの少なくとも
°約３倍以上の長さを有し、移動前の状態は、装置本体
４の上端部と管材３の上端部とがほぼ同位置で装置本体
の下方に長く管材３の下端部を設けである。また、該管
材３の下端部には従来と同様に管材３内を不活性ガスで
満たすためのガス導入管５が設けられている。また上端
部にはガス流出を防ぐためにシャッタ６が設けられてい
る。

また＼従来と同様にこの本体４の内部には紫外線ランプ
（以下「ランプ」という）７が設けられており、ここか
ら照射される紫外線はランプ７の周囲に設けられたミラ
ー８により集光されて、管材３内を挿通する光ファイバ
２に塗布したＵＶ樹脂を硬化させている。

このようなＵＶ装置ＩＡにおいては、光ファイバの線引
き開始時の口出し時における低線速状態から一定線速状
態に達した後に、上記移動自在の管材３を装置本体４内
に位置していた部分が装置本体４の外部に位置するまで
上方（図中Ｚ方向）に移動させて、照射範囲内に位置す
る管材の内表面を汚れのないようにしている。

また長時間に亘って引き続き線引きを行う場合、低線速
時から一定線速度に達して前述した大幅な移動を行い、
その後は線引き時間及び管材の内表面の付着物の汚れの
度合に応じて上方へ徐々に管材３を移動させれば、管材
の照射範囲内の内表面を汚れのないようにさらに長期間
に亘って維持できる。

なお、本実施例においては、前述したように該管材３を
一定時間の経過後に管材内の汚れた部分を装置の外部へ
位置するまで移動させ、その後徐々に動かすようにした
ので、該管材３の長さを装置本体４の縦方向の長さの約
３倍程度必要とした。しかしながら、一定時間経過後）
ζ汚れた照射範囲内の部分をその範囲外へ動かした後、
徐々に管材を動かすことを行なわない場合には、該長さ
は約２倍程度あればよ（、また２倍以下の場合でも、管
材を動かした分だけ照射量は向上することになる。

第２図には本発明方法を実施する第２実施例にかかる照
射装置を示す。なお、本実施例は第１実施例の移動可能
な管材の代わりに従来例で説明した固定された管材の内
側に装置本体の外部に移動し且つその状態で保持可能な
内筒管を設けたもので第１実施例と同一部材については
同符号を付してその説明を省略する。

同図に示すように本実施例の紫外線照射装置ＩＢにおい
て、装置本体４の上下を貫通する管材３の内側には光フ
ァイバを挿通し、かつ上方へ移動可能で本体４の外部に
移動して保持できる内筒管１０が設けられている。この
内筒管１０の上端部には、管材内に充満されているパー
ジガスの流出を防ぐためにシャッタ１１が設けられてい
る。この内筒管１０は・その上端部フランジ部１０ａが
管材３の上部開口部３ａに当接されており、またその先
端が管材３の下端部近傍まで延びるように設けられてい
る。また管材３の下端部には第１実施例と同様に管材３
内を不活性ガスで満たすためガス導入管５が設けられて
いる。また管材３の上端部においては、内筒管１０のフ
ランジ部１０ａにより塞がれているが、前述したように
該内筒管１０を管材３の上端部の上方へ移動させた場合
は、該管材の開口部３ａはシャッタ（図示せず）により
再び塞がれてガスの流出を防止している。

このようなＵｖ装置ＩＢにおいて、光ファイバの線引き
開始時に低線速の状態から一定の線速度になるまでの間
、該抜き取り可能な内筒管１０にＵＶ樹脂からの付着物
を付着させ、その後該内筒管だけを上方へ抜き取るよう
にすれば、汚れのない管材３を通して紫外線が照射され
ろことになる。なお、本実施例において長時間の使用を
行う場合には、極く微量の付着物が付着することは避け
ることができないが、短時間の線引きであれば全く問題
はない。

なお、本実施例においては、管材３の内側には内筒管１
０を−っだけ設けたが、これを二重、三２１ζ設ければ
、ＵＶ樹脂硬化を長時間に亘って行うことができる。す
なわち、時間の経過とともに汚れた内筒管を内側から一
つづつ紫外線の照射範囲外へ移動させることにより常に
新しい管材及び内筒管を介して照射することが可能とな
る。

く試験例〉 次に本発明の効果を示す試験例を以下に説明する。

本試験例においては実施例１で開示した紫外線照射装置
ＩＡを用いて線速と付着物量との関係を第１表に示す条
件のもとで試験を行なった。

第　１　表（条件） 第１表に示す条件において、各設定速度に達して安定し
た状態となった時に、管材の新しい内表面を介して、１
時間に亘って紫外線を照射し、走行する光ファイバに塗
布したＵＶ樹脂を硬化させ、その際発生する樹脂からの
揮発物を付着させた。

このときの管材内における付着物の付着量を測定した。

同様に１０〜Ｌｏｏｍ／分の線速についても行なった。

このとき管材３を速度を変化させる毎に上方にスライド
させて各速度において常に新しい内表面が装置本体４内
に位置するようにしｔこ。試験後、各速度における１時
間当りの管材３内の付着物の付着量を測定した。

その結果を第２表及び第３図に示す。

照射時間：　１時間 第２表、第３図に示すように線速が２０ｍ／分以下の低
線速の場合、管材内表面に付着する付着量が圧倒的に多
いことが判明した。

また、実際の光ファイバの綿引き開始時における口出し
から一定線速度となって良品取りを行うまでの線速と時
間との関係を第４図に示す。同図に示すように、口出し
から良品取りの線速度（１００ｍ７分）に達するまでの
時間は約０．９時間前後と１時間以内であった。

これらの試験結果より、紫外線照射によってＵＶ樹脂が
硬化されずに揮発して管材内に付着する付着物は、口出
し時に約２００　ｐ　ｇ／ｃｌ　。

良品取り時に約３３μｇ　／　ｃｉと推定でき、口出し
時の付着物の付着量が圧倒的に大であった。

次に、実施例１のＵＶ装ｆｉｌＡを用い、口出し時を経
過した（約０．９ｈｒ）後、装置本体４内で紫外線によ
り照射されていた管材の照射部分を装置本体４の上方に
移動させて紫外線の照射範囲外とし、その後は時間の経
過に従い徐々に管材３を移動させて実際の光ファイバに
塗布したＵＶ樹脂の硬化を行なった。

このときの時間に対するゲル分率（硬化率）を測定した
。

なお、ゲル分率の測定は、紫外線照射後の光フアイバ被
覆層を約６０℃のメチルエチルケトンに浸漬させ、被覆
層の浸漬前後の重量を比較して求めた。

同様に実施例２のＵＶ装置ＩＢを用い、口出し時を経過
した後に円筒ＩＩｉ！：１０を上方へ引き取って光ファ
イバに塗布しなＵＶ樹脂の硬化を行ない、その後ゲル分
率を測定した。

比較のため従来の装置を用いて、同様に光ファイバに塗
布したＵＶ樹脂の硬化を行ない、その後ゲル分率を測定
した。

以上のゲル分率の測定結果を第５図（ａ）　（ｂ）　（
ｃｌに示す。

同図に示すように、本実施例１及び実施例２においては
、０．９ｈｒ付近でゲル分率が大きく元に戻っている。

この変化部分は実施例１では管材を大幅に動かした時並
びに実施例２では内筒管１０を引き抜いた時に相当する
。

以後実施例１においては全（変動が見られない。また実
施例２においても実施例１と同様であり、長時間（４ｈ
ｒ）を経過しｔこ後に徐々にゲル分率が下る程度で硬化
に支障を期たすものではない。

また、従来例においては０．５ｈｒ〜１．Ｏｈｒの間に
おいてゲル分率が大幅に低下しているが、これは管材の
内周面に付着した付着物の吸光により照射光強度が減衰
したことと、線引きの線速度の上昇が重なったために照
射時間が短かくなったことのため、緬照射光量が小とな
り硬化状態が低くなったためと考えられる。

以上述べた結果より、本発明方法によれば口出し時の付
着物の付着物を一定期間付看させた後取り除くか移動さ
せて、管材の紫外線吸収の障害となった付着物を除いた
ため従来装置で紫外線照射を行うよりは実質的に紫外線
の照射量が増加することとなる。これにより本発明方法
においては光ファイバの線速度を速（しても紫外線の照
射量が大となっているのでＵＶ＠脂を十分硬化させるこ
とができる。なお、低線速度で光ファイバのＵＶ樹脂を
硬化する場合においては、実施例１で用いた装置ＩＡを
用いることにより線速度、付着量に合わせて管材をスラ
イドさせれば長時間に亘って線引きしてＵＶ樹脂を硬化
させることが可能となる。

〈発明の効果〉 以上実施例とともに詳しく説明したように、本発明によ
れば腺引き開始時の口出しの低線速の状態から一定線速
の状態になるまでの間にエネルギー線照射によって分解
された分解物を付着した管材又は内側の管をその照射範
囲外に移動させることで付着物による影響がなくなり、
一定線速状態での紫外線照射を安定して行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施する第１実施例にかかる紫外
線照射装置の要部切欠き斜視図、第２図は第２実施例に
かかる紫外線照射装置の要部断面図、第３図は第１実施
例における光ファイバの付着物と線速との関係を示すグ
ラフ、第４図は第１実施例の装置にかかる線速と時間と
の関係を示すグラフ、第５図（ａ）〜（Ｃ）は第１実施
例第２実施例及び従来例の装置によって硬化されｔコ樹
脂の各々のゲル分率と時間との関係を示すグラフ、第６
図はＵＶＶＪ４脂被覆光ファイバの製造方法を表す概念
図、第７図は従来の紫外線照射装置の要部切欠き斜視図
である。 図　　面　　中、 ＩＡ、ＩＢは紫外線照射装置、 ２は光ファイバ、 ３．１０は管材、 ４は装置本体、 ７は紫外線ランプである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）走行する線材の外周面に管材を介してエネルギー線
   を照射することにより硬化樹脂を被覆硬化させるに際し
   、該走行開始時の低線速の状態から一定線速の状態に至
   るまでは走行する線材方向に移動可能な管材を介してエ
   ネルギー線を照射し、その後該管材を線材の走行方向い
   ずれかに移動させて、上記一定線速度に達するまでに照
   射範囲内に位置していた管材の照射部分を照射範囲外に
   移動させることを特徴とする線材の樹脂被覆方法。 ２）走行する線材が挿通するよう設けた管材と、この管
   材を介して線材にエネルギー線を照射する照射線源とを
   有し、該走行する線材の外周面に塗布された硬化樹脂を
   上記エネルギー線を照射することにより硬化させるエネ
   ルギー線照射装置において、該管材が軸方向に移動可能
   であることを特徴とする照射装置。 ３）走行する線材が挿通するよう設けた管材と、この管
   材を介して線材にエネルギー線を照射する照射線源とを
   有し、該走行する線材の外周面に塗布された硬化性樹脂
   を上記エネルギー線を照射することにより硬化させるエ
   ネルギー線照射装置において、該管材を少なくとも二重
   以上の管とし、少なくとも最も内側の管が線引き方向の
   いずれかの照射範囲外へ移動可能であることを特徴とす
   る照射装置。