JPH069249A - 紫外線硬化型樹脂硬化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 紫外線ランプの温度上昇を抑制し、紫外線硬
化型樹脂の硬化速度の向上を図る。 【構成】 紫外線ランプ２３を有し、その内部に紫外線
硬化型樹脂液を塗布した光ファイバ２５を通し、紫外線
ランプ２３からの紫外線の照射により光ファイバ２５に
塗布された紫外線硬化型樹脂液を硬化させるようにした
紫外線硬化型樹脂硬化装置において、前記紫外線ランプ
２３の周囲に外管２４ａと内管２４ｂとからなる二重ジ
ャケット２４を設け、これの空隙部２７に赤外光吸収体
２８として水蒸気を流した。 【効果】 紫外線硬化型樹脂硬化装置内に線状体を挿通
させる速度の高速化が可能となり、製品のコストダウン
が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバなどの線状体
の表面に塗布された紫外線硬化型樹脂液に紫外線を照射
して硬化させる紫外線硬化型樹脂硬化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ファイバの表面に塗布された紫
外線硬化型樹脂液に紫外線を照射して硬化させ、紫外線
硬化型樹脂からなる被覆層を形成する紫外線硬化型樹脂
硬化装置は図４に示した構成になっている。図４中、符
号１０は紫外線硬化型樹脂硬化装置である。この紫外線
硬化型樹脂硬化装置１０は、内壁に鏡面が形成されてい
る横断面の形状が楕円状の外筒１と、この外筒１内に設
けられている紫外線に対して透明性の高い材質からなる
二重ジャケット２と、紫外線ランプ３とから概略構成さ
れている。二重ジャケット２は、全体として筒状に形成
されて、その中心に紫外線硬化型樹脂液が塗布された光
ファイバ４を走行させようになっており、底部には二重
ジャケット２内に赤外光吸収体６を供給するための供給
管７が接続され、上部には二重ジャケット２内から赤外
光吸収体６を排出するための排出管８が接続されてい
る。紫外線ランプ３は、これから出射される紫外線が二
重ジャケット２の中心部に通される光ファイバ４に照射
するようになっている。赤外光吸収体６は、紫外光は透
過するが、赤外光は吸収するものであって、水、水蒸気
等が用いられている。このような赤外光吸収体６を用い
るのは、紫外線硬化型樹脂液の硬化に寄与する光線は、
紫外光のみであるので、紫外線ランプ３から紫外光を出
射するときこの紫外光と共に出射される不要な赤外光を
遮断して、光ファイバ４に効率良く紫外光のみを照射で
きるようにするためである。

【０００３】ところが、このような紫外線硬化型樹脂硬
化装置１０を用いる場合は、光ファイバ４に照射される
光線のうち、赤外光のものは遮断できるものの、紫外線
ランプ３の温度が上昇し過ぎてしまうという欠点があっ
た。これは、外筒１の内壁が鏡面となっているので、赤
外光がこの鏡面及び二重ジャケット２に反射して紫外線
ランプ３に戻ってしまうからである。このように紫外線
ランプ３の温度が上昇し過ぎると、紫外線ランプ３の発
光パワーが低下し、紫外線量が低下してしまい、この結
果として紫外線硬化型樹脂液の硬化速度が低下してしま
う。

【０００４】ところで、光ファイバの課題としては低コ
スト化が望まれており、これには光ファイバの紡糸線速
の高速化が有効であるとされているが、上述のような紫
外線硬化型樹脂液の硬化速度の低下があると、光ファイ
バ４の紡糸線速を高速化すると被覆層の硬化度が不足し
てしまうという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明における課題
は、紫外線ランプの温度上昇を抑制して、線状体に塗布
された紫外線硬化型樹脂の硬化速度の向上を図ることが
可能な紫外線硬化型樹脂硬化装置を得ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる課題は、紫外線ラ
ンプを有し、その内部に紫外線硬化型樹脂液を塗布した
線状体を通し、紫外線ランプからの紫外線の照射により
線状体に塗布された紫外線硬化型樹脂液を硬化させるよ
うにした紫外線硬化型樹脂硬化装置において、紫外線ラ
ンプの周囲に赤外光吸収体を流す赤外光吸収手段を設け
ることで解決される。

【０００７】

【作用】本発明の紫外線硬化型樹脂硬化装置では、紫外
線ランプの周囲に赤外光吸収体を流す赤外光吸収手段を
設けているので、紫外線ランプから出射される赤外光が
紫外線ランプの近傍で赤外光吸収体によって吸収され、
赤外光が装置内の鏡面及びジャケット管に反射して紫外
線ランプに戻ることが防止され、紫外線ランプの温度上
昇を抑制することができ、紫外線ランプの発光パワーの
低下を防ぐことができる。このため紫外線量の減少が小
さくなって、線状体に塗布された紫外線硬化型樹脂液の
硬化効率が向上し、紫外線硬化型樹脂液を塗布した線状
体を紫外線硬化型樹脂硬化装置内に高速で通しても被覆
層の硬化度が不足することが少なくなる。

【０００８】

【実施例】以下に実施例をあげて本発明を具体的に説明
するが、もちろん本発明の主旨および適用範囲は、これ
らの実施例により制限されるものではない。図１は、本
発明の紫外線硬化型樹脂硬化装置の一実施例を示した図
である。図１中符号２０は、この紫外線硬化型樹脂硬化
装置である。この紫外線硬化型樹脂硬化装置２０は、内
壁に鏡面が形成されている横断面の形状が楕円状の外筒
２１と、この外筒２１内に設けられている透明性の高い
材質からなる管２２と、紫外線ランプ２３と、この紫外
線ランプ２３を取り囲む透明性の高い材質からなる二重
ジャケット２４とから概略構成されており、これら管２
２と紫外線ランプ２３とは、ほぼ外筒２１の楕円の角焦
点位置に配置されている。

【０００９】上記管２２は、例えば石英からなり、その
中心に紫外線硬化型樹脂液が塗布された光ファイバ２５
が挿通されるようになっている。上記二重ジャケット２
４は、例えば石英からなる外管２４ａと、石英からなる
内管２４ｂとの底部および頂部をそれぞれ密閉するよう
に一体に成形してなるものであり、外管２４ａと内管２
４ｂとの間には空隙部２７が形成され、この空隙部２７
には、赤外光吸収体２８が充填されている。そして、二
重ジャケット２４の中心部には上記紫外線ランプ２３が
設けられている。

【００１０】また、二重ジャケット２４の底部付近に
は、空隙部２７内に赤外光吸収体２８を供給するための
供給管２９が接続され、頂部付近には上記空隙部２７か
ら赤外光吸収体２８を排出するための排出管３０が接続
されており、空隙部２７内を赤外光吸収体が流動するよ
うになっている。ここで、二重ジャケット２４の空隙部
２７内に赤外光吸収体２８を流動させるのは、紫外線ラ
ンプ２３から出射される赤外光を外筒２１の鏡面に到達
させることなく紫外線ランプ２３の近傍で赤外光吸収体
２８によって吸収するためである。

【００１１】上記赤外光吸収体２８としては、紫外光は
透過するが、赤外光は吸収するものであって、水、水蒸
気等が好適に用いられるが、水蒸気を用いるのがより好
ましい。これは、水蒸気の場合は、水に比べて大流量を
確保することが容易であるからであり、例えば、水の場
合は、二重ジャケット２４の構造にもよるが、１０リッ
トル／分程度が限度であるのに対して、水蒸気の場合
は、数百リットル／分にすることもでき、特に３０リッ
トル／分以上にすることが効果的である。

【００１２】このような紫外線硬化型樹脂硬化装置を用
いて光ファイバ２５の表面に紫外線硬化型樹脂からなる
被覆層を形成するには、以下の工程による。まず、光フ
ァイバ２５を紫外線硬化型樹脂液が充填された樹脂コー
タ（図示略）に挿通して、その表面に紫外線硬化型樹脂
液を塗布する。ついで、この紫外線硬化型樹脂液が塗布
された光ファイバ２５を紫外線硬化型樹脂硬化装置２０
の管２２の中心軸上に一定速度で走行させる。このとき
二重ジャケット２４の供給管２９から赤外光吸収体２８
を二重ジャケット２４の空隙部２７内に供給するととも
にこの赤外光吸収体２８を排出管３０から吸引して、赤
外光吸収体２８を空隙部２７内で所定の流量で流動させ
る。

【００１３】ついで、紫外線ランプ２３から紫外光を出
射すると、この紫外光と共に出射される赤外光が空隙部
２７内の赤外光吸収体２８に吸収され、一方、紫外光の
みが二重ジャケット２４を透過して、外筒２１内面の鏡
面に反射し、さらに管２２を透過して光ファイバ４に照
射され、紫外線硬化型樹脂液の硬化が開始する。

【００１４】この紫外線硬化型樹脂硬化装置２０では、
紫外線ランプ２３の周囲に赤外光吸収体２８を流す二重
ジャケット２４を設けているので、紫外線ランプ２３か
ら出射される赤外光が紫外線ランプ２３の近傍で赤外光
吸収体２８によって吸収され、赤外光が外筒２１の鏡面
に反射して紫外線ランプ２３に戻ることが防止され、紫
外線ランプ２３の温度上昇を抑制することができ、紫外
線ランプ２３の発光パワーの低下を防ぐことができる。
このため紫外線量の減少が小さくなり、紫外線硬化型樹
脂液の硬化効率が向上し、紫外線硬化型樹脂液を塗布し
た光ファイバ２５を紫外線硬化型樹脂硬化装置２０に高
速で挿通しても被覆層の硬化度が不足することが少なく
なる。従って、紫外線硬化型樹脂硬化装置２０内に紫外
線硬化型樹脂液が塗布された光ファイバ２５を挿通させ
る線速の高速化が可能となり、光ファイバのコストダウ
ンが実現できる。

【００１５】（実施例１）図１と同様の紫外線硬化型樹
脂硬化装置２０において、二重ジャケット２４の外管２
４ａの内径３０ｍｍ、外径３３ｍｍ、内管２４ｂの内径
２２ｍｍ、外径２５ｍｍとした。そして、二重ジャケッ
ト２４の空隙部２７内に、赤外光吸収体２８として水蒸
気を流量５０リットル／分で供給した。この時、水蒸気
の流量は、マスフローコントローラで制御した。尚、こ
の条件の場合、二重ジャケット２４の空隙部２７の横断
面Ａの面積が２．１５ｃｍ²であるので、１ｃｍ²当たり
２３．３リットル／分に相当する。

【００１６】（実施例２）実施例１と同様の紫外線硬化
型樹脂硬化装置２０を作製した。そして、二重ジャケッ
ト２４の空隙部２７内に、赤外光吸収体２８として水を
流量５リットル／分で供給した。この時、水の流量は、
流量計で制御した。

【００１７】（比較例）実施例１の紫外線硬化型樹脂硬
化装置２０において、二重ジャケット２４を設けない以
外は同様にして紫外線硬化型樹脂硬化装置を得た。ま
た、紫外線硬化型樹脂硬化装置内には赤外光吸収体２８
は何も供給しなかった。

【００１８】ついで、径１２５μｍの光ファイバ２５の
表面に厚さ約２００μｍの一次被覆層を形成した後、さ
らにこれの表面にウレタン−アクルレート系紫外線硬化
型樹脂液を塗布し、この光ファイバ２５を上記実施例
１、２および比較例の紫外線硬化型樹脂硬化装置に種々
の紡糸線速で走行させ、紫外線硬化型樹脂液を硬化させ
て厚さ約２５０μｍの二次被覆層を形成し、この時の紡
糸線速（ｍ／分）と二次被覆層のヤング率（Ｋｇ／ｍｍ
²）との関係を調べた。その結果を図２に示す。図２
中、曲線は実施例１の紫外線硬化型樹脂硬化装置に挿
通した光ファイバ２５の二次被覆層、曲線は実施例２
の紫外線硬化型樹脂硬化装置に挿通した光ファイバ２５
の二次被覆層、曲線は比較例の紫外線硬化型樹脂硬化
装置に挿通した光ファイバ２５の二次被覆層を表す。

【００１９】図２に示した結果から明らかなように、紡
糸線速２００（ｍ／分）までは、曲線ないしの傾き
はあまり差はないが、紡糸線速が高速化するにつれて曲
線およびは、曲線に比較してヤング率の低下が少
ないことが確認できる。従って、実施例１および２の紫
外線硬化型樹脂硬化装置２０を用いた光ファイバ２５の
二次被覆層の方が比較例の紫外線硬化型樹脂硬化装置を
用いた光ファイバ２５の二次被覆層に比べて高速線引き
時における被覆層の硬化度が優れており、特に赤外光吸
収体２８として水蒸気を用いたものが効果的であること
が判る。

【００２０】メタルハイライド型の紫外線ランプの場合
であると、図３に示すように、発光パワーが紫外線ラン
プの温度が５００〜７００℃の範囲で相対値が大きいこ
とが知られており、上記実施例１の紫外線硬化型樹脂硬
化装置であると、水蒸気の流量が６０〜７０リットル／
分（１ｃｍ²当り２７〜３２リットル／分）で紫外線ラ
ンプ２３の温度を５００〜７００℃に制御することがで
きる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の紫外線硬化
型樹脂硬化装置では、紫外線ランプの周囲に赤外光吸収
体を流す赤外光吸収手段を設けているので、紫外線ラン
プから照射される赤外光が紫外線ランプの近傍で赤外光
吸収体によって吸収され、赤外光が装置内の鏡面に反射
して紫外線ランプに戻ることが防止され、紫外線ランプ
の温度上昇を抑制することができ、紫外線ランプの発光
パワーの低下を防ぐことができる。このため紫外線量の
減少が小さくなり、紫外線硬化型樹脂液の硬化効率が向
上し、紫外線硬化型樹脂液が塗布された線状体を紫外線
硬化型樹脂硬化装置内に高速で挿通しても被覆層の硬化
度が不足することが少なくなる。従って紫外線硬化型樹
脂硬化装置内に線状体を挿通させる速度の高速化が可能
となり、製品のコストダウンが実現できるという利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例の紫外線硬化型樹脂硬化装
置の縦断面図および横断面図である。

【図２】 紡糸線速と二次被覆層のヤング率との関係を
示したグラフである。

【図３】 紫外線ランプの発光パワーと温度との関係を
示したグラフである。

【図４】 従来の紫外線硬化型樹脂硬化装置の一例を示
した縦断面図および横断面図である。

【符号の説明】

２１・・・外筒、２２・・・管、２３・・・紫外線照射ランプ、
２４・・・二重ジャケット、２４ａ・・・外管、２４ｂ・・・内
管、２５・・・光ファイバ、２７・・・空隙部、２８・・・赤外
光吸収体、２９・・・供給管、３０・・・排出管、Ａ・・・横断
面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 11:00 4Ｆ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紫外線ランプを有し、その内部に紫外線
   硬化型樹脂液を塗布した線状体を通し、紫外線ランプか
   らの紫外線の照射により線状体に塗布された紫外線硬化
   型樹脂液を硬化させるようにした紫外線硬化型樹脂硬化
   装置において、 前記紫外線ランプの周囲に赤外光吸収体を流す赤外光吸
   収手段を設けたことを特徴とする紫外線硬化型樹脂硬化
   装置。
2. 【請求項２】 赤外光吸収体が水または水蒸気であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の紫外線硬化型樹脂硬化装
   置。