JPH0380744B2 - - Google Patents

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JPH0380744B2
JPH0380744B2 JP59043185A JP4318584A JPH0380744B2 JP H0380744 B2 JPH0380744 B2 JP H0380744B2 JP 59043185 A JP59043185 A JP 59043185A JP 4318584 A JP4318584 A JP 4318584A JP H0380744 B2 JPH0380744 B2 JP H0380744B2
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Kozo Arai
Katsutoshi Igarashi
Juji Naito
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高速で走行する糸状物の表面に塗布
された紫外線被照射物である紫外線硬化型樹脂塗
料を紫外線の照射によつて硬化させる紫外線照射
装置に関するもので、さらに詳言すれば、糸状に
線引きされた光フアイバー上に灘布された紫外線
硬化型樹脂の硬化と、糸状に線引きされた光フア
イバーを数本から数十本たばねたものへ塗布され
た紫外線硬化型樹脂の硬化を効率よくせしめるこ
とを目的とした紫外線硬化装置に関する。
近年、急速に発展している光フアイバーに関し
て、その製造コストのダウンと、高速生産を目的
として、光フアイバーの被覆材料は、熱硬化型か
ら紫外線硬化型へと代わつてきている。
この光フアイバー表面にコーテイングされた紫
外線硬化型塗料を硬化する目的で開発された紫外
線照射装置の実用化されているものの基本的な構
造は、内面を鏡面とした楕円筒形状の反射鏡の第
１焦点軸心位置に、紫外線発生源としての空冷式
高圧水銀灯または水銀と水銀以外の金属とを封入
した空冷式金属蒸気放電灯（以下、単にUVラン
プと記す）を、更に第２焦点軸心位置に、紫外線
被照射物が通過するための通路を形成する紫外線
透過型中空管をそれぞれ配置固定したものとなつ
ている。従来この種の装置は被照射物である光フ
アイバー上にコーテイングされた紫外線硬化型樹
脂表面上に対し、照射される紫外線のエネルギー
の角度依存性があり、またエネルギー収束が充分
でないため、硬化性に対して不均一となり、硬化
スピードが比較的低速度である欠点があつた。
そのため、複数の光源を用い、それぞれの角度
調整を行なつたり、反射鏡に特殊なコーテイング
を施し反射率を向上させたり、またUVランプの
発光管径を必要以上に細くして、その紫外線の集
光効率を高める等の特別な工夫を必要とした。し
かしながら、装置の重量、容積等の制約が、装置
の価格、あるいはUVランプの寿命安定性等に問
題があり、満足できる紫外線照射装置ではなかつ
た。
本発明は、上記した従来例における欠点および
不都合を解決すべく創案された紫外線照射装置を
提供するものである。
以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら
説明する。
本発明による紫外線照射装置は、鏡面をなす楕
円筒状内周面を有する楕円反射鏡３の内周面、す
なわち鏡面の第１の焦点軸中心を含むその周囲或
いはその軸上に、空冷式高圧水銀灯或いは水銀と
水銀以外の金属とを封入した空冷式金属蒸気放電
灯を使用した紫外線発生源（以下、単にUVラン
プ２と記す）を、そして第２焦点軸中心を含むそ
の周囲或いはその軸上に、紫外線被照射物の通路
を形成する紫外線透過型中空管１をそれぞれ配置
固定し、前記楕円反射鏡３の内周面の楕円形状
が、長短径比が1.02以上であると共に1.35以下で
あるようにして構成されている。
また、より高い紫外線の集光率と紫外線照射エ
ネルギーとの良好なバランスを得るべく、UVラ
ンプ２の発光管７の直径が12mm以上で24mm以下で
あるように設定し、またこの発光管７の発光長を
15cm以上であるようにした。
すなわち、第１図に示す如く、UVランプ２
は、発光管７の両端に固定ベース８を取付けると
共に、この固定ベース８にリード線９を接続した
構成となつているが、このUVランプ２の主要構
成部分である発光管７の直径ｄを12mm以上で24mm
以下に設定すると共に、この発光管７の有効発光
長Ｌを15cm以上に設定したのである。
本発明による紫外線照射装置は、第２図および
第３図図示実施例の場合、箱体１０内に楕円反射
鏡３を組付け固定し、箱体１０の一側面にエアー
フイルタ４を有する開口部を形成すると共に排気
ダクト６を設けておく。
箱体１０内に取付けられた楕円反射鏡３は、そ
の長軸に沿つて２分割された構造となつていて、
この２分割された両部分は狭い間隙をあけて対向
配置され、エアーフイルタ４から箱体１０内に入
つた冷却用空気が、前記した一方の間隙（第２図
において上方）から楕円反射鏡３内に侵入して
UVランプ２を冷却すると共に中空管１を冷却し
て排気ダクト６から箱体１０外、すなわち本発明
装置外に排出されるよう構成されている。
なお、被照射物である紫外線硬化型樹脂塗料を
安定した状態で安全に冷却すべく、第３図に示す
如く、箱体１０の下方に突出した中空管１の端部
に冷却用の窒素ガスをこの中空管１内に流入させ
るための窒素ガスパージ用ブロツク５を取付けて
いる。
それゆえ、この窒素ガスパージ用ブロツク５を
介して冷却用の窒素ガスを中空管１内に供給する
ことによつて、高速移動している紫外線被照射物
を安全にかつ円滑に冷却することができる。
本発明者によれば、内面が鏡面をなす楕円筒状
の反射鏡３において、楕円の長短比と、被照射物
である光フアイバー上にコーテイングされた紫外
線硬化型樹脂表面上の紫外線エネルギーの角度に
対する分布との特別な関係があることを見いだし
た。
すなわち、楕円の長短径比を1.02以上1.35以下
となる楕円反射鏡３を用いることで、紫外線エネ
ルギーの分布を均一にすることができた。
この楕円の長短径の比が1.35より大きいと光フ
アイバー表面の紫外線エネルギーが角度に対して
大きく強弱の不均な分布差を持ち、硬化度に対し
て異方性が発生してしまう。
また、楕円の長短径比が1.02を下まわると、第
１焦点と第２焦点が接近してしまうため、直射光
成分が異常に上昇することや、紫外線硬化時の熱
エネルギーの影響が大きくなり、光フアイバー上
にコーテイングされた紫外線硬化型樹脂の劣化や
炭化が発生してしまう。
更に、高速で中空管１内を通過する光フアイバ
ーの表面にコーテイングされた紫外線硬化型樹脂
表面上には、強力な紫外線を照射する必要があ
る。このためには、前記楕円筒状反射鏡３による
紫外線の集光効率を高くするため、UVランプ２
の発光管径を細くする必要がある。本発明装置
は、このUVランプ２の発光管径ｄを12mm≦ｄ≦
24mm、発光長Ｌを15cm≦Ｌとすることにより良好
の結果を得た。
これはUVランプ２の発光管７径ｄをｄ＜12mm
なる関係とした場合、発生した紫外線の集光効率
は高くなるものの、その反面UVランプ２の発光
管７である石英管が失透し、短寿命となり、これ
を防止するためには、UVランプ２の入力電力を
低下させなければならず、結果的には、紫外線照
射エネルギーは低下してしまつた。
逆に、UVランプ２の発光管７径ｄをｄ＞24mm
の関係においては発生した紫外線の集光効率が低
下し、このため被照射物である紫外線硬化型樹脂
の硬化が効率よく達成することができなかつた。
また、UVランプ２の発光長Ｌが、Ｌ＜15cmな
る関係においては、交流点灯であるUVランプ２
の光リツプルにより、連続的な硬化作用を得るこ
とができなかつた。
また、比較的低速度における紫外線硬化型樹脂
の硬化においては、すなわち、光フアイバーを数
本から数十本たばねたものへコーテイングされた
紫外線硬化型樹脂は、そのコーテイング厚さが厚
膜状となるため、低速度硬化となつてしまう場合
において、従来の紫外線照射装置においては、照
射される紫外線エネルギーの他に、熱エネルギー
の影響により樹脂が劣化、又は炭化、気化してし
まう。そこで、本発生装置に、UVランプ２への
入力電力を可変せしめる調光装置を附加して、常
に適性エネルギーを照射できるようにし、UVラ
ンプ２への入力エネルギーを約１／２に調光する
ことで、樹脂の劣化等を防止することができる。
本発明の例として、内面が鏡面をなす楕円筒状
の反射鏡３の長径方向の寸法を130mm、短径方向
の寸法を120mm、すなわち楕円の長短径比を1.083
とし、この反射鏡３の第１焦点軸上に、発光管７
径15mm、発光長25cmのUVランプ２としての金属
蒸気放電灯を使用し、又第２焦点軸上に、光フア
イバー通過用の石英製の中空管１を配置固定し、
更に紫外線硬化型樹脂の酸化防止あるいは冷却等
を目的としてN2ガスを下方より流し入れ、線引
きされたφ125μの光フアイバー上にコーテイング
した紫外線硬化型樹脂を硬化させてみた。又この
樹脂のコーテイングは２段にコーテイングをほど
こし、プライヤーコート後に前記紫外線照射装置
を１灯使用し、２段目のトツプコートには、コー
テイング後前記紫外線照射装置を２台直列に使用
した。その結果、500m／分の高速度にて通過す
る光フアイバー上にコーテイングされた紫外線硬
化型樹脂を完全に硬化させることが可能であり、
更にコーテイング厚を厚くした１層の紫外線硬化
型樹脂の硬化においても、UVランプの入力電力
を1.8KWまで調光することにより、30m／分の低
速度においても、紫外線硬化型樹脂の着色、劣
化、炭化、気化がまつたくない状態において、し
かも完全硬化することができた。
以上の説明から明らかな如く、本発明による紫
外線照射装置は、光フアイバーのコーテイング材
である紫外線硬化型樹脂のコーテイング厚に無関
係に、高速度から低速度にいたるまで、安定かつ
高効率に硬化を可能にし、光フアイバーの生産コ
ストダウンや高速生産を可能にした。
【図面の簡単な説明】
第１図は、金属蒸気放電灯の代表的な外観構成
例を示す正面図である。第２図は、本発明装置の
基本的構成の説明に供するための簡略図である。
第３図は、本発明装置の実施例を示す、一部破断
した全体斜視図である。 符号の説明、１：中空管、２：UVランプ、
３：楕円反射鏡、４：エアーフイルター、５：窒
素ガスパージ用ブロツク、６：排気ダクト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 鏡面をなす楕円筒状内周面を有する反射鏡の
    前記内周面の第１焦点軸中心を含むその周囲或い
    はその軸上に空冷式高圧水銀灯或いは水銀と水銀
    以外の金属とを封入した空冷式金属蒸気放電灯を
    使用した紫外線発生源を、そして第２焦点軸中心
    を含むその周囲或いはその軸上に、紫外線被照射
    物の通路を形成する紫外線透過型中空管をそれぞ
    れ配置固定し、前記楕円状反射鏡の内周面の楕円
    形状が長短径比が1.02以上であると共に1.35以下
    であることを特徴とする光フアイバー用紫外線照
    射装置。 ２ 前記紫外線発生源である空冷式高圧水銀灯或
    いは空冷式金属蒸気放電灯の発光管の直径が12mm
    以上24mm以下とし、発光長を15cm以上であること
    を特徴とした請求項１に記載の紫外線照射装置。
JP59043185A 1984-03-07 1984-03-07 紫外線照射装置 Granted JPS60191038A (ja)

Priority Applications (2)

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US06/708,578 US4591724A (en) 1984-03-07 1985-03-05 Curing apparatus

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JP59043185A JPS60191038A (ja) 1984-03-07 1984-03-07 紫外線照射装置

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JPS60191038A JPS60191038A (ja) 1985-09-28
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