JPH0684015B2 - 紫外線硬化樹脂の硬化方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 『産業上の利用分野』 本発明は紫外線硬化樹脂（UV樹脂）を硬化する方法に関
する。

『従来の技術』 周知の通り、紫外線硬化樹脂（UV樹脂）は、不活性ガス
雰囲気内において、紫外線エネルギを照射することによ
り硬化（架橋）させる。

この際の雰囲気形成ガスとしては窒素が汎用されてお
り、紫外線硬化樹脂の硬化に際しては、その雰囲気内の
窒素量を経験則に基づいて調整している。

上記雰囲気内の窒素量を調整する理由は、紫外線エネル
ギを照射する雰囲気内の酸素濃度により当該樹脂の硬化
状態が変動するからである。

ちなみに、不活性ガス雰囲気に保持された上記雰囲気内
の酸素濃度が低いとき、樹脂の硬化性が高まるが、その
酸素濃度が高くなると、樹脂の硬化性が低くなる傾向が
現れる。

『発明が解決しようとする問題点』 上述した従来例では、不活性ガス雰囲気内の窒素量を調
整するといえども、経験則に基づいて窒素量を変化させ
るだけであるので、上記雰囲気内の酸素量と正確に対応
した窒素量の制御が実現できず、酸素量、窒素量の割合
が安定しない。

そのため、例えば、光ファイバの外周に塗布されて定速
走行する長尺の紫外線硬化樹脂を上記不活性ガス雰囲気
内に通して、当該樹脂を硬化させるとき、その硬化状態
にバラツキが生じ、長手方向に品質の一定した製品が得
られなくなる。

本発明は上記の問題点に鑑み、紫外線硬化樹脂を硬化す
る際の雰囲気制御性を高めて、硬化後の樹脂品質を一定
にすることがきる方法を提供しようとするものである。

『問題点を解決するための手段』 本発明は所期の目的を達成するため、不活性ガスを含有
する雰囲気内に未硬化の紫外線硬化樹脂を入れ、当該未
硬化紫外線硬化樹脂に紫外線エネルギを照射してこれを
硬化させる方法において、前記雰囲気に通じる排気系に
はガスセンサを備えておき、当該雰囲気内の酸素濃度と
の相対関係からその雰囲気内の不活性ガス濃度を検出す
るにあたり、前記ガス排気系でのガス中に含まれる酸素
濃度を前記ガスセンサにより測定してこれと相対的に前
記雰囲気内の不活性ガス濃度を検出し、その検出値に基
づき、当該雰囲気内の不活性ガス濃度を調整して、前記
紫外線硬化樹脂の硬化を制御することを特徴とする。

『作 用』 不活性ガスを含有する雰囲気内において、紫外線エネル
ギ照射により紫外線硬化樹脂を硬化するとき、かかる雰
囲気内の酸素濃度は、紫外線硬化樹脂の硬化に大きな影
響を及ぼす。

すなわち、その酸素濃度の増加にともなって紫外線硬化
樹脂の硬化状態が変動するとともに、一定濃度以上の酸
素含有雰囲気では、当該樹脂の硬化性が悪化する。

本発明方法の場合、既述のとおり、樹脂硬化雰囲気から
排気されるガス中の酸素濃度をその排気系のガスセンサ
により測定してこれと相対的に前記雰囲気内の不活性ガ
ス濃度を検出し、その検出値に基づいて、当該雰囲気内
の不活性ガス濃度を調整する。

すなわち、樹脂硬化雰囲気内の酸素濃度が一定値以下と
なるよう、その雰囲気内の不活性ガス濃度を一定値以上
に保持するから、紫外線硬化樹脂が硬化するときの変動
が抑制され、当該樹脂の硬化状態が悪化することもなく
なる。

特に、本発明方法の場合、樹脂硬化雰囲気内において不
活性ガス濃度を直接検出するのでなく、その雰囲気の排
気系において排気ガス中の酸素濃度を測定するという相
対的かつ間接的な検出手段で樹脂硬化雰囲気内の不活性
ガス濃度を検出するから、つぎの点でも望ましい。

その一つは、ガスセンサが、樹脂硬化雰囲気内でなく排
気系に備えられていることであり、そのために、紫外線
エネルギがガスセンサにより妨げられることなく紫外線
硬化樹脂に照射され、紫外線硬化樹脂の各部が均一に硬
化される。

他の一つは、排気系にあって酸素濃度を測定するガスセ
ンサが、前記雰囲気内からの紫外線（樹脂硬化エネル
ギ）を殆ど受けないことであり、そのために、ガスセン
サによる酸素濃度の測定精度が安定し、ガスセンサ自体
の寿命も高まる。

かくして紫外線硬化樹脂は、一定の品質に硬化される。

『実施例』 以下、本発明方法の実施例につき、図面を参照して説明
する。

図において、樹脂硬化装置１のケーシング２内における
左側部には、上下に相対向する二つのチャンバ３、４が
設けられており、その一方のチャンバ４には流量調整バ
ルブ（電磁弁）５を有するガス供給系６が機械的に接続
され、その他方のチャンバ３にはガスセンサ７を有する
排気系８が機械的に接続され、かつ、流量調整バルブ５
およびセンサ７が制御機器９と電気的に接続されてい
る。

なお、排気系８には必要に応じて吸引型のポンプが備え
られることがある。

図において、紫外線ランプからなる紫外線照射器10と石
英パイプからなる透明管１とは、互いに平行して上記ケ
ーシング２内に内装され、かつ、紫外線照射器10からの
紫外線硬化エネルギが透明管11に向けて照射されるよう
になっている。

これら紫外線照射器10、透明管11のうち、紫外線照射器
10は、図示しない常套手段を介してケーシング２内に支
持されており、透明管11は、その両端が二つのチャンバ
３、４内に挿入されて支持されている。

さらにケーシング２の上面、下面には、透明管11の下端
口、上端口と対応して入口12、出口13が設けられ、これ
ら入口12、出口13を介して上記両チャンバ３、４が開口
されている。

図において、樹脂硬化装置１の上位にはダイス型のコー
ティング器14が配置され、そのコーティング器14の上位
には光ファイバ用の紡糸装置15が配置されている。

かかる紡糸装置15は、上下動自在な母材ホルダ16とリン
グ状の電気炉17とを備えてなる。

図中、18は石英系の光ファイバ母材、19は光ファイバ、
20は紫外線硬化樹脂である。

以下、光ファイバの外周に形成された樹脂被覆層の硬化
例を図に基づいて説明する。

はじめ、母材ホルダ16により保持された光ファイバ母材
18を電気炉17内に低速挿入し、軟化した当該母材18の下
端を高速で引きとることにより、光ファイバ19を紡糸す
る。

つぎに、紡糸直後の光ファイバ19を、液状（未硬化＝未
架橋）の紫外線硬化樹脂２が収容されたコーティング器
14内に引き通す。

かかるコーティング器14内を光ファイバ19が通過したと
き、その光ファイバ19の外周には、液状の紫外線硬化樹
脂20による未硬化樹脂被覆層21が形成される。

その後、未硬化樹脂被覆層21を有する光ファイバ19は、
樹脂硬化装置１のケーシング２内に進入してそのケーシ
ング２外に出る。

すなわち、未硬化樹脂被覆層21付の光ファイバ19は、入
口12、チャンバ３、透明管11、チャンバ４、出口13の各
部を走行しながら通過し、当該光ファイバ19が透明管11
内を通る間、未硬化樹脂被覆層21は紫外線照射器10から
の紫外線エネルギを受けて硬化される。

かかる樹脂硬化時、透明管11内にはガス供給系６からチ
ャンバ３を経て供給される不活性ガス、例えばN₂、He、
Arなどの任意不活性ガスにより雰囲気形成されてお、し
たがって、未硬化樹脂被覆層21は、その不活性ガス雰囲
気内で硬化されて硬化樹脂被覆層22となる。

この際、透明管11内は排気系８を介して排気されてお
り、その排気ガス中の所定成分がガスセンサ７を介して
測定される。

すなわちガスセンサ７は、透明管11からの排気ガス中に
含まれる酸素の濃度を測定して、その測定値（電気信
号）を制御機器９に入力する。

かかる測定値を受けた制御機器９は、その測定値を電気
的ないし電子的に演算処理して、酸素濃度との相対関係
から透明管11内の不活性ガス濃度を検出する。

制御機器９は、上記検出結果に基づいて、透明管11内の
不活性ガス濃度が所定のレベルにあるか否かを判定し、
その不活性ガス濃度が所定値以下のとき、換言すれば、
透明管11内の酸素濃度が所定値（例えば15%）以上のと
きは、透明管11内の不活性ガス濃度を所定値まで高める
べく、流量調整バルブ５の開度を大きくし、ガス供給系
６から透明管11内への不活性ガス供給量を多くする。

もちろん、透明管11内の不活性ガス濃度が所定値のと
き、制御機器９は流量調整バルブ５の開度をそのまま保
持し、透明管11内の不活性ガス濃度が所定値以上のと
き、制御機器９は流量調整バルブ５の開度を小さくす
る。

かくて、透明管11内の不活性ガス濃度が所定値に保持さ
れることにより、光ファイバ19の未硬化樹脂被覆層21は
硬化状態が一定した硬化樹脂被覆層22となる。

なお、上述した実施例は、１本の光ファイバ19の外周に
形成された未硬化樹脂被覆層を硬化する例であるが、複
数本の光ファイバからなる光ファイバ集合体に未硬化の
紫外線硬化樹脂被覆層（一括被覆層）を形成してこれを
硬化する場合、あるいは線条、管状などの長尺体形状を
有する未硬化の紫外線硬化樹脂を硬化する場合も、上記
と同様に雰囲気制御して硬化することができる。

本発明方法により硬化できる樹脂としては、紫外線硬化
性ウレタンアクリレート樹脂のほか、公知の紫外線硬化
樹脂があげられる。

なお、排気系８に接続されたガスセンサ７を介して測定
された酸素濃度は、樹脂硬化雰囲気内の酸素濃度とほぼ
一致するが、より正確に前記不活性ガス濃度を検出する
必要がある場合は、一例として、つぎのような手段で酸
素濃度を求める。

すなわち、あらかじめ、排気系８、樹脂硬化雰囲気内の
両方で同時に酸素濃度を測定して両者の関係を把握して
おき、これらの濃度に差があるとき、これを較正して所
要の酸素濃度を求める。

『発明の効果』 本発明の方法によるときは、つぎのような効果が得られ
る。

不活性ガスを含有する雰囲気内に未硬化の紫外線硬
化樹脂を入れ、当該未硬化紫外線硬化樹脂に紫外線エネ
ルギを照射してこれを硬化させるとき、前記雰囲気内に
おける不活性ガス濃度を、その雰囲気内の酸素濃度との
相対関係から検出し、その検出値に基づき、当該雰囲気
内の不活性ガス濃度を調整して樹脂の硬化を制御するの
で、一定に品質の硬化された紫外線硬化樹脂を得ること
ができる。

酸素濃度測定用のガスセンサが、樹脂硬化雰囲気内
でなく排気系に備えられているので、前記雰囲気内にお
いて紫外線エネルギがガスセンサにより妨げられること
なく樹脂に照射されるようになり、この点でも、紫外線
硬化樹脂の各部が均一に硬化される。

前記排気系に備えられた酸素濃度測定用ガスセンサ
にまで前記雰囲気内の紫外線が到達することは殆どな
く、紫外線照射に起因したガスセンサのトラブルが発生
しない。

したがって、ガスセンサによる酸素濃度の測定精度が安
定し、ガスセンサ自体の寿命が高まるほか、所要の測
定、検出に要するメンテナンスの負担も軽減される。

排気系にガスセンサが備えられているので上流側の
部品、例えば雰囲気形成用の透明管11が破損したりして
装置の気密が破れたりすれば、下流側である排気系に備
えられたガスセンサでそのことを検出できる。このよう
に上流側で起こった透明管11の破損等の異常事態を、前
記透明管11等を分解して調べることなく検出できる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明方法の一実施例を略示した説明図である。 １……樹脂硬化装置 ２……樹脂硬化装置のケーシング ３……チャンバ ４……チャンバ ５……流量調整バルブ ６……ガス供給系 ７……ガスセンサ ８……排気系 ９……制御機器 10……紫外線照射器 11……雰囲気形成用の透明管 12……ケーシングの入口 13……ケーシングの出口 20……液状の紫外線硬化樹脂 21……未硬化樹脂被覆層 22……硬化樹脂被覆層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審判の合議体 審判長 堀 泰雄 審判官 仁木 由美子 審判官 増山 剛 (56)参考文献 特開 昭61−107977（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−235793（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】不活性ガスを含有する雰囲気内に未硬化の
   紫外線硬化樹脂を入れ、当該未硬化紫外線硬化樹脂に紫
   外線エネルギを照射してこれを硬化させる方法におい
   て、前記雰囲気に通じる排気系にはガスセンサを備えて
   おき、当該雰囲気内の酸素濃度との相対関係からその雰
   囲気内の不活性ガス濃度を検出するにあたり、前記ガス
   排気系でのガス中に含まれる酸素濃度を前記ガスセンサ
   により測定してこれと相対的に前記雰囲気内の不活性ガ
   ス濃度を検出し、その検出値に基づき、当該雰囲気内の
   不活性ガス濃度を調整して、前記紫外線硬化樹脂の硬化
   を制御することを特徴とする紫外線硬化樹脂の硬化方
   法。