JPH067204B2 - 光 照 射 処 理 装 置 - Google Patents
光 照 射 処 理 装 置Info
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- JPH067204B2 JPH067204B2 JP62027428A JP2742887A JPH067204B2 JP H067204 B2 JPH067204 B2 JP H067204B2 JP 62027428 A JP62027428 A JP 62027428A JP 2742887 A JP2742887 A JP 2742887A JP H067204 B2 JPH067204 B2 JP H067204B2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
- F26B13/001—Drying and oxidising yarns, ribbons or the like
- F26B13/002—Drying coated, e.g. enamelled, varnished, wires
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
- B05D3/06—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by exposure to radiation
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- B05D3/067—Curing or cross-linking the coating
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はコーティング(coating)材料を硬化する装置
に関し、そして更に詳細にはコートしたフアイバ又はワ
イヤの如き要素を照射する装置に関する。
に関し、そして更に詳細にはコートしたフアイバ又はワ
イヤの如き要素を照射する装置に関する。
従来の技術及び発明が解決しようとする問題点 通信を含む種々の適用において伝導するのに使用される
如き光フアイバ(optical fibers)は典型的には1又はそ
れ以上の重合体の層でコートされており、これ等の層は
光フアイバを水分及び摩損から防止してミクロベンデイ
ング(microbending)損失を減少し、そしてフアイバの容
易な取扱いを許容している。
如き光フアイバ(optical fibers)は典型的には1又はそ
れ以上の重合体の層でコートされており、これ等の層は
光フアイバを水分及び摩損から防止してミクロベンデイ
ング(microbending)損失を減少し、そしてフアイバの容
易な取扱いを許容している。
光フアイバをコーテイングする典型的な方法に於いて、
液体光硬化(photocurable)重合体材料がフアイバの表面
に塗布され、それは次に例えば、紫外線の如き放射エネ
ルギーを用いてートされたフアイバを照射することによ
つて硬化される。
液体光硬化(photocurable)重合体材料がフアイバの表面
に塗布され、それは次に例えば、紫外線の如き放射エネ
ルギーを用いてートされたフアイバを照射することによ
つて硬化される。
重合体配合物及び/又はコーテイング方法を変更するこ
と、及び硬化放射線の最適波長を選択することの如き技
法によってコーテイング及び硬化のプロセスの効率を改
良しようとする試みが従来の技術において行なわれて来
た。硬化プロセスにおいて改良が行われることが出来る
ように思われた1つの領域は重合体を硬化するのに使用
される放射エネルギーのより有効な使用にある。
と、及び硬化放射線の最適波長を選択することの如き技
法によってコーテイング及び硬化のプロセスの効率を改
良しようとする試みが従来の技術において行なわれて来
た。硬化プロセスにおいて改良が行われることが出来る
ように思われた1つの領域は重合体を硬化するのに使用
される放射エネルギーのより有効な使用にある。
従つて本発明の1つの目的は放射エネルギーをこのよう
なエネルギーで処理される材料上に集中する装置を提供
することである。
なエネルギーで処理される材料上に集中する装置を提供
することである。
他の目的は光フアイバ上にコートされた液体重合体を硬
化する改良された装置を提供することである。
化する改良された装置を提供することである。
問題点を解決するための手段 本発明によれば、光源から、照射されるべき材料上に放
射される放射エネルギーを集中する3つの(3)反射鏡を
具備する集中した放射エネルギーを用いて材料を処理す
る装置が提供される。
射される放射エネルギーを集中する3つの(3)反射鏡を
具備する集中した放射エネルギーを用いて材料を処理す
る装置が提供される。
本発明では楕円の反射鏡と呼ばれる第1及び第2の反射
鏡の組合わせは第1の、又は光源焦点と、第2の、又は
物体(object)焦点とを有している楕円の表面を具備して
いる。本発明では補助反射鏡と呼ばれたいる第3の反射
鏡は凹面の反射面を備えており、且つ物体焦点の近くに
位置されていて、楕円の反射鏡の双方の焦点の方に面し
ている凹面の反射面をもつている。
鏡の組合わせは第1の、又は光源焦点と、第2の、又は
物体(object)焦点とを有している楕円の表面を具備して
いる。本発明では補助反射鏡と呼ばれたいる第3の反射
鏡は凹面の反射面を備えており、且つ物体焦点の近くに
位置されていて、楕円の反射鏡の双方の焦点の方に面し
ている凹面の反射面をもつている。
本装置は楕円の反射鏡の1つの焦点に、又はその近くに
放射され、そして他の焦点に達する光量を実質的な程度
まで増加する。
放射され、そして他の焦点に達する光量を実質的な程度
まで増加する。
楕円形状を有する反射鏡の場合に、楕円の1方の焦点か
ら放射されるすべての光線は、光源が点焦点である限り
他方の焦点に達する;しかし乍ら光線が点の光源ではな
く、事実、容積(volume)の光源であれば、光源から放射
される光の主部分は焦点において生ずるのではなく、そ
の代りに焦点から間隔をへだてられている光源の容積内
の点から生ずる。容積の光源からの光線の大部分は、そ
れ等はほぼ第2の焦点の近くを通過するが、第2の焦点
を通過しない。本発明において、硬化(curing)装置は物
体焦点の近くに配置されている凹面の反射面を具備して
いる補助反射鏡を含む。この補助反射鏡は、物体焦点の
近くを通過する光線が凹面に当たりそして物体焦点の近
く、又はそれを通過するラインに向きを変えられるよう
に方向づけされている。物体焦点内又はその近くで材料
に当たる増加した放射線は意外に大きな程度まで増加さ
れる。
ら放射されるすべての光線は、光源が点焦点である限り
他方の焦点に達する;しかし乍ら光線が点の光源ではな
く、事実、容積(volume)の光源であれば、光源から放射
される光の主部分は焦点において生ずるのではなく、そ
の代りに焦点から間隔をへだてられている光源の容積内
の点から生ずる。容積の光源からの光線の大部分は、そ
れ等はほぼ第2の焦点の近くを通過するが、第2の焦点
を通過しない。本発明において、硬化(curing)装置は物
体焦点の近くに配置されている凹面の反射面を具備して
いる補助反射鏡を含む。この補助反射鏡は、物体焦点の
近くを通過する光線が凹面に当たりそして物体焦点の近
く、又はそれを通過するラインに向きを変えられるよう
に方向づけされている。物体焦点内又はその近くで材料
に当たる増加した放射線は意外に大きな程度まで増加さ
れる。
実施例 本発明の装置は、ワイヤ状又はロツド状の材料が放射エ
ネルギーで処理されるべき材料でコートされる種々のプ
ロセスに使用されることができる。例えば、ワイヤ又は
ロツド上のペンキ又はインキを硬化(cure)又は乾燥する
に使用されることができる;しかし乍ら、本発明はここ
では光フアイバ上にコートされ、そして紫外線で処理さ
れる光硬化(photocurble)材料を硬化する場合の使用に
よつて詳細に説明する。
ネルギーで処理されるべき材料でコートされる種々のプ
ロセスに使用されることができる。例えば、ワイヤ又は
ロツド上のペンキ又はインキを硬化(cure)又は乾燥する
に使用されることができる;しかし乍ら、本発明はここ
では光フアイバ上にコートされ、そして紫外線で処理さ
れる光硬化(photocurble)材料を硬化する場合の使用に
よつて詳細に説明する。
本発明の装置は放射エネルギー源と反射鏡とを具備して
おり、この反射鏡は未硬化重合体でコートされるガラス
フアイバ上に光源が放射される光線を集中するようにな
つている。コーテイングとして有用である配合物、コー
テイング塗布方法、及び紫外線放射の使用による如きコ
ーテイングの硬化方法は当技術において公知であり、且
つ、例えば、ヴアジラニイ(Vazirani)に対する米国特許
第4,099,837号、マーチン(Martin)に対する米
国特許第4,115,087号、レビイ(Levy)に対する
米国特許第4,324,575号及びビシヨツプ(Bisho
p)等に対する米国第4,514,037号に記載されて
いる。コーテイング材料の組成及びガラスフアイバへの
コーテイング材料の塗布方法は本発明の部分を構成して
らず、そしコーテイング材料の組成及びガラスフアイバ
のコーテイング材料の塗布方法に関する上述の特許のこ
れ等の部分は引用によつてここに組入れられている。
おり、この反射鏡は未硬化重合体でコートされるガラス
フアイバ上に光源が放射される光線を集中するようにな
つている。コーテイングとして有用である配合物、コー
テイング塗布方法、及び紫外線放射の使用による如きコ
ーテイングの硬化方法は当技術において公知であり、且
つ、例えば、ヴアジラニイ(Vazirani)に対する米国特許
第4,099,837号、マーチン(Martin)に対する米
国特許第4,115,087号、レビイ(Levy)に対する
米国特許第4,324,575号及びビシヨツプ(Bisho
p)等に対する米国第4,514,037号に記載されて
いる。コーテイング材料の組成及びガラスフアイバへの
コーテイング材料の塗布方法は本発明の部分を構成して
らず、そしコーテイング材料の組成及びガラスフアイバ
のコーテイング材料の塗布方法に関する上述の特許のこ
れ等の部分は引用によつてここに組入れられている。
本発明は硬化放射線(curing radiation)性質によつて限
定されず、そして、例えば、赤外又は紫外放射線を用い
て使用されることができる。紫外放射線使用の好ましい
実施態様において、マイクロ波によつて付勢される無電
極放電ランプが利用される、従つて本発明は好ましい実
施態様の記載によつて詳細に例示されている。
定されず、そして、例えば、赤外又は紫外放射線を用い
て使用されることができる。紫外放射線使用の好ましい
実施態様において、マイクロ波によつて付勢される無電
極放電ランプが利用される、従つて本発明は好ましい実
施態様の記載によつて詳細に例示されている。
第1図はハウジング54内に取付けられており、且つマ
グネトロン50から導波管52を通りマイクロ波エネル
ギーを供給される本発明の装置を示している。無電極放
電ランプを付勢する装置は当技術において公知であり、
そして1実施態様がウリイ(Ury)に対する米国特許第
4,359,668号に記載されている。
グネトロン50から導波管52を通りマイクロ波エネル
ギーを供給される本発明の装置を示している。無電極放
電ランプを付勢する装置は当技術において公知であり、
そして1実施態様がウリイ(Ury)に対する米国特許第
4,359,668号に記載されている。
第1図及び第2図において、マイクロ波エネルギーによ
つて付勢される管状の無電極紫外線源30が、本発明で
は光源焦点(source forcus)と呼ばれている、反射鏡2
0の内部焦点26に中心を合わされ、そしてガラスフア
イバ44が、本発明では物体焦点(object fofcus)と呼
ばれている、反射鏡20の外部焦点に示されている。反
射鏡10はその焦点が反射鏡20の焦点に一致するよう
に配置される。好ましくは実質的に純粋な石英で作られ
ている透明な管40が反射鏡20の物体焦点にその軸線
方向に実質的に一致して配置されている。
つて付勢される管状の無電極紫外線源30が、本発明で
は光源焦点(source forcus)と呼ばれている、反射鏡2
0の内部焦点26に中心を合わされ、そしてガラスフア
イバ44が、本発明では物体焦点(object fofcus)と呼
ばれている、反射鏡20の外部焦点に示されている。反
射鏡10はその焦点が反射鏡20の焦点に一致するよう
に配置される。好ましくは実質的に純粋な石英で作られ
ている透明な管40が反射鏡20の物体焦点にその軸線
方向に実質的に一致して配置されている。
組合わせて、楕円形の反射鏡を形成している反射鏡10
及び20は、反射鏡10のリツプ(lip)12及び14
と、反射鏡20のリツプ22及び24とを一緒に固定し
ている。本発明の好ましい実施態様において、反射鏡2
0及び10は各々楕円の半分の断面を有している樋(tra
ugh)状の構造体である。反射鏡のこのような配置は新規
ではなく、且つ例えば1980年11月27日に発行さ
れた日本特許第55−152567号に示されている。
及び20は、反射鏡10のリツプ(lip)12及び14
と、反射鏡20のリツプ22及び24とを一緒に固定し
ている。本発明の好ましい実施態様において、反射鏡2
0及び10は各々楕円の半分の断面を有している樋(tra
ugh)状の構造体である。反射鏡のこのような配置は新規
ではなく、且つ例えば1980年11月27日に発行さ
れた日本特許第55−152567号に示されている。
本発明によれば、本装置は、管40の外面上にあるよう
に第2図に示されている補助反射鏡42を含んでいる。
この実施態様において、反射面42は管の内方部分上に
あるか又は管の外方部分にあることができるが;しかし
乍ら、反射面が管40上にある実施態様では、反射面は
好ましくは図示の如く管の外側上にある。
に第2図に示されている補助反射鏡42を含んでいる。
この実施態様において、反射面42は管の内方部分上に
あるか又は管の外方部分にあることができるが;しかし
乍ら、反射面が管40上にある実施態様では、反射面は
好ましくは図示の如く管の外側上にある。
第2図に示された如く、円筒状本体の表面に配置される
代りに、補助反射鏡は第4図に示された42aの如く独
立本体であることができる。補助反射鏡42aは支持手
段43によつて所定の位置に保持されており、この支持
手段43は反射鏡10aと10bとの間の間隙41を通つ
て延びている。この装置は管40aが不存在のとき補助
反射鏡の使用を許容することは明らかである。
代りに、補助反射鏡は第4図に示された42aの如く独
立本体であることができる。補助反射鏡42aは支持手
段43によつて所定の位置に保持されており、この支持
手段43は反射鏡10aと10bとの間の間隙41を通つ
て延びている。この装置は管40aが不存在のとき補助
反射鏡の使用を許容することは明らかである。
補助反射鏡42に対する反射材料は紫外線を反射し、そ
してマイクロ波エネルギーを吸収しない任意の物質であ
ることができる。公知の技術の技法によつて塗布される
アルミニウムで処理したコーテイングが適している。
してマイクロ波エネルギーを吸収しない任意の物質であ
ることができる。公知の技術の技法によつて塗布される
アルミニウムで処理したコーテイングが適している。
補助反射面42によつて占められている弧の形状及びそ
の方向においていくつかの変形があるが、好ましい実施
態様では、この弧は円の1部分であり、その中心は楕円
形の反射鏡の2つの焦点間に延びているライン上にあつ
て、そしてそれは約80度乃至100度、好ましくは約
90度の角度に対している。本発明の好ましい形式にお
いて、管40は実質的に物体焦点上にその軸線を有して
いる円筒状の本体である。
の方向においていくつかの変形があるが、好ましい実施
態様では、この弧は円の1部分であり、その中心は楕円
形の反射鏡の2つの焦点間に延びているライン上にあつ
て、そしてそれは約80度乃至100度、好ましくは約
90度の角度に対している。本発明の好ましい形式にお
いて、管40は実質的に物体焦点上にその軸線を有して
いる円筒状の本体である。
公知の如く、楕円の1方の焦点から放射する光線は楕円
の他方の焦点上に当たる。第2図の実施態様において、
焦点26を通過するライン上の源30から放射されるa
によつて表わされた光線は直接物体焦点の方に反射鏡2
0の内面から反射される。しかし乍ら、例えば、ライン
bによつて表わされたような源30の表面32に対しタ
ンジエントで放射される光線の如く、焦点26以外の点
で源から放射される光線は、それ等が他方の焦点の近く
を通過するが、他方の焦点に当らない。しかし乍ら、物
体焦点に直接当たらないこれ等の光線の実質的な部分は
反射鏡42によつてさえぎられて、そして、物体焦点の
方に再び反射される。反射鏡42の不存在の場合には、
これ等の光線は反射鏡10に当たり、そしてまた反射さ
れるが;しかし乍ら、一般的に、焦点26を通過するラ
イン上で生じたのではなく、且つ反射鏡10から反射さ
れるこれ等の光線は物体焦点を通過しない。
の他方の焦点上に当たる。第2図の実施態様において、
焦点26を通過するライン上の源30から放射されるa
によつて表わされた光線は直接物体焦点の方に反射鏡2
0の内面から反射される。しかし乍ら、例えば、ライン
bによつて表わされたような源30の表面32に対しタ
ンジエントで放射される光線の如く、焦点26以外の点
で源から放射される光線は、それ等が他方の焦点の近く
を通過するが、他方の焦点に当らない。しかし乍ら、物
体焦点に直接当たらないこれ等の光線の実質的な部分は
反射鏡42によつてさえぎられて、そして、物体焦点の
方に再び反射される。反射鏡42の不存在の場合には、
これ等の光線は反射鏡10に当たり、そしてまた反射さ
れるが;しかし乍ら、一般的に、焦点26を通過するラ
イン上で生じたのではなく、且つ反射鏡10から反射さ
れるこれ等の光線は物体焦点を通過しない。
本発明による補助反射鏡の使用が物体焦点を通過する光
の強さを変化する程度を決定するために、光プローブ(o
ptical probe)が第1図及び第2図に従つて構成された
システムにおける石英管内に取付けらた。その石英管は
直径約1.9cmであり、そして楕円の反射鏡は長さ約6
インチ(約152.5mm)の長軸及び長さ約4インチ(約
101.6mm)の短軸を有している。プローブは回転可
能であり、且つ360度の弧内の任意の方向からの物体
の焦点の方に向けられた光を集光するようになつてい
た。プローブに当たる光線の相対的強さは補助反射鏡の
ないシステムと、90度の弧を占めている反射鏡を備え
ていて第1図及び第2図に従つて配置された補助反射鏡
を備えた同じシステムとに対して測定された。
の強さを変化する程度を決定するために、光プローブ(o
ptical probe)が第1図及び第2図に従つて構成された
システムにおける石英管内に取付けらた。その石英管は
直径約1.9cmであり、そして楕円の反射鏡は長さ約6
インチ(約152.5mm)の長軸及び長さ約4インチ(約
101.6mm)の短軸を有している。プローブは回転可
能であり、且つ360度の弧内の任意の方向からの物体
の焦点の方に向けられた光を集光するようになつてい
た。プローブに当たる光線の相対的強さは補助反射鏡の
ないシステムと、90度の弧を占めている反射鏡を備え
ていて第1図及び第2図に従つて配置された補助反射鏡
を備えた同じシステムとに対して測定された。
得られたデータが第3図のグラフにプロツトされた。「 A」で示されている下方の線は補助反射鏡なしのシステ
ムの場合であり、「B」で示された上方の線は補助反射鏡
を備えたシステムの場合である。横座標の関連する角度
は第2図の石英管に示された如くである。
ムの場合であり、「B」で示された上方の線は補助反射鏡
を備えたシステムの場合である。横座標の関連する角度
は第2図の石英管に示された如くである。
明らかな如く、補助反射鏡は物体焦点の方に向けられた
光の強さは0度から約90度及び約270度から約36
0度に著しく増加している。この強さの増加は0度から
45度及び315度から360度の弧において約18.
5%であり、そして強さの全体の増加は約14%であつ
た。
光の強さは0度から約90度及び約270度から約36
0度に著しく増加している。この強さの増加は0度から
45度及び315度から360度の弧において約18.
5%であり、そして強さの全体の増加は約14%であつ
た。
本発明に記載された実施態様は本発明を例示するのみを
意図しており、そして添付の特許請求の範囲によつての
み限定されるべきである本発明の範囲内に入るすべての
変更を含むのが本出願人の意図である。
意図しており、そして添付の特許請求の範囲によつての
み限定されるべきである本発明の範囲内に入るすべての
変更を含むのが本出願人の意図である。
第1図は本発明の実施態様の概略的立面図である。 第2図は第1図の実施態様の平面図である。 第3図は補助反射鏡があるとき及びないときの第1図及
び第2図の実施態様に類似の装置の物体焦点の方に種々
の方向から来る光の相対的強さのグラフ的表現である。 第4図は本発明の他の実施態様の平面図である。 10、20・・・・反射鏡 40・・・・・・・管 42a・・・・・・補助反射鏡 43・・・・・・・支持手段 44・・・・・・・ガラスフアイバ 50・・・・・・・マグネトロン 52・・・・・・・導波管 54・・・・・・・ハウジング
び第2図の実施態様に類似の装置の物体焦点の方に種々
の方向から来る光の相対的強さのグラフ的表現である。 第4図は本発明の他の実施態様の平面図である。 10、20・・・・反射鏡 40・・・・・・・管 42a・・・・・・補助反射鏡 43・・・・・・・支持手段 44・・・・・・・ガラスフアイバ 50・・・・・・・マグネトロン 52・・・・・・・導波管 54・・・・・・・ハウジング
Claims (7)
- 【請求項1】断面が実質的に楕円形状で第1及び第2焦
点を有する筒状反射鏡、前記第1焦点に沿って位置させ
た長尺状光源、前記第1及び第2焦点を結ぶ長軸に対し
て直交し前記第2焦点を通る直交軸に関し前記第1焦点
が位置する空間と反対側の空間内に配置した補助反射
鏡、とを有しており、前記補助反射鏡は、前記第2焦点
に沿って位置される細長い被処理物体の前記光源と反対
側の表面上に前記筒状反射鏡のみの場合と比較して増加
された量の反射光を照射させる反射面を有することを特
徴とする光照射処理装置。 - 【請求項2】特許請求の範囲第1項において、前記筒状
反射鏡が前記第1焦点周りの第1反射鏡部分と前記第2
焦点周りの第2反射鏡部分とに分割されていることを特
徴とする光照射処理装置。 - 【請求項3】特許請求の範囲第1項又は第2項におい
て、前記第2焦点に沿って円筒状の石英管が設けられて
おり、前記被処理物体は前記石英管の内部に位置され、
且つ前記補助反射鏡が前記石英管の内側表面と前記筒状
反射鏡の表面との間に位置されていることを特徴とする
光照射処理装置。 - 【請求項4】特許請求の範囲第1項乃至第3項の内のい
ずれか1項において、前記補助反射鏡が円弧状反射面を
有することを特徴とする光照射処理装置。 - 【請求項5】特許請求の範囲第4項において、前記円弧
状表面が約80度から約100度の角度範囲にわたって
いることを特徴とする光照射処理装置。 - 【請求項6】特許請求の範囲第1項乃至第5項農地のい
ずれか1項において、前記長尺状光源がマイクロ波励起
型無電極光源であることを特徴とする光照射処理装置。 - 【請求項7】特許請求の範囲第1項乃至第6項の内のい
ずれか1項において、前記被処理物体がコーティング材
料を被覆した繊維要素であり、前記コーティング材料が
光照射により硬化処理されることを特徴とする光照射処
理装置。
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JP (1) | JPH067204B2 (ja) |
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