JPH10236849A - 線状体に紫外線硬化樹脂被覆層を形成する方法及びその形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産能率の高い、光ファイバテープ心線等の
線状体に紫外線硬化樹脂被覆層を形成する方法及びその
形成装置を提供する。 【解決手段】 複数の光ファイバ心線（１）を繰り出
し、これら光ファイバ心線を横方向に相互に密着させて
テープ状に配列させ、この配列の表面に塗布装置（６
ａ）により紫外線硬化樹脂（２５ａ）を一括して塗布
し、一括被覆層を形成した後に紫外線を照射（３５）し
て前記一括被覆層の紫外線硬化樹脂を硬化させて光ファ
イバテープ心線（９）を製造する方法において、塗布装
置（６ａ）と紫外線照射装置（８）との間に、紫外線硬
化樹脂が一括して塗布された光ファイバテープ心線を取
り囲み外気を遮断するとともに、一括被覆層の雰囲気中
の酸素濃度を制御し、塗布装置のコーテイングダイスの
目詰まりを防止できることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本願発明は、光ファイバテ
ープ心線等の線状体に紫外線硬化樹脂被覆層を形成する
方法及びその形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ファイバ心線、電線、鋼線、
紐、綱等の線状体、これらをテープ状に配列した光ファ
イバテープ心線等のテープ状線状体、又は各種プラスチ
ック、金属等のテープ（以下、これらを総称して線状体
という。）に紫外線硬化樹脂被覆層を形成する場合は、
塗布装置に所定の粘度に調整した紫外線硬化樹脂を充填
し、コーテイングダイスの開口から線状体を紫外線硬化
樹脂とともに通過させることにより紫外線硬化樹脂被覆
層を形成し、紫外線を照射して紫外線硬化させる方法に
より行なわれる。

【０００３】例えば、図３に例示する光ファイバテープ
心線は、光ファイバ心線を複数本平行に並べた状態で紫
外線硬化樹脂を塗布装置により塗布して全体を一括被覆
し、紫外線を照射して紫外線硬化させることにより製造
される。以下光ファイバテープ心線を例に取り、図２及
び図３に基づき具体的に説明する。

【０００４】Ｎ本の光ファイバ心線１に１層の一括被覆
層２５を形成する場合（図３（ａ）参照（Ｎ＝４の場
合））、光ファイバ心線１が巻かれたリール２をＮ個備
えた繰り出し用サプライ３からＮ本の光ファイバ心線１
を繰り出す。このとき、光ファイバ心線１には数十グラ
ムの張力がダンサーローラ４を介して与えられている。
繰り出されたＮ本の光ファイバ心線１はそれぞれ溝を付
けられたガイドローラ５を介して集線装置１５に送られ
る。

【０００５】集線装置１５から塗布装置６の間で、Ｎ本
の光ファイバ心線１を横方向に密着整列させてテープ状
とした状態で塗布装置６に送られる。塗布装置６では、
紫外線硬化樹脂からなる一括被覆材が加圧式のタンク７
から供給されてＮ本の光ファイバ心線１に一括して塗布
され、紫外線照射装置８をそれぞれ通過させると、紫外
線硬化樹脂塗布層が硬化する。

【０００６】図２は、本願発明の、光ファイバテープ心
線の紫外線硬化樹脂被覆層の形成装置を示す図であり、
塗布装置６と紫外線照射装置８との間に酸素濃度調整缶
１６が設けられている点のみが、従来の装置と異なるの
で、この間の工程以外は図２を利用して従来技術を説明
する。尚、従来技術においてこの間の工程は酸素を含ま
ない希ガスの雰囲気に維持されている。

【０００７】このようにして製造されたＮ本の光ファイ
バ心線１からなる光ファイバテープ心線９は、更にガイ
ドローラ１０、送り出しキャプスタン１１、巻き取り張
力制御ダンサーローラ１２を経て、巻き取り装置１３に
よって、巻き取り張力が数十乃至数百グラムに設定され
た所定のリール１４に巻き取られる。以上のようにし
て、Ｎ本の光ファイバ心線の上に紫外線硬化樹脂が一括
して被覆された光ファイバテープ心線が製造される。

【０００８】紫外線照射装置８においては、紫外線が塗
布層に照射され紫外線硬化樹脂の硬化反応が促進され
る。この場合において雰囲気中に酸素が存在すると、紫
外線により塗布層中に生じた硬化反応を促進させるラジ
カルがこの酸素と反応して消費されるので、硬化が阻害
される。従って、この部分の雰囲気中の酸素は少ないほ
ど好適とされ、窒素などの酸素を含まない不活性ガスで
置換され排除される。

【０００９】具体的には、紫外線照射装置８の内部で、
石英管などの透明な円管に不活性ガスを充填して酸素を
排除し、この中を通過させながら紫外線を照射して硬化
を行わせる方法が採用されている。

【００１０】またこの場合、紫外線が照射された塗布層
から揮発成分が発生し、周囲の透明な石英円管３５の内
壁に付着して紫外線の透過を阻害するので、これを避け
るために不活性ガスを紫外線照射装置８のガス流入口か
ら一定量以上の流速で強制的に流入させ、石英円管の内
部を光ファイバテープ心線９の進行方向と反対方向に流
動させ、他端のガス排気口から揮発成分とともに排出さ
せる方法が採られる。

【００１１】特に酸素の存在により、紫外線硬化樹脂の
硬化が遅れるとこの影響が顕著となるので、従来より塗
布工程から紫外線照射工程までの間の雰囲気から酸素を
排除する方法が多く採られている（特開平１ー２８６９
４１号公報、特開平６ー１５７０７７号公報、特開平４
ー３７６３３号公報）。 塗布工程から紫外線照射工程
までの間について、低温の窒素ガス、空気等を光ファイ
バテープ心線と同じ方向に流して、温度を下げて酸素の
影響を抑制する方法も提案されている（特公平３ー８０
７４２号公報）。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光ファ
イバテープ心線の生産速度を高め、又製造装置を小型化
するために紫外線塗布装置と照射装置とを位置的に接近
させる場合には、紫外線照射装置から漏洩する紫外線に
より塗布装置のコーテイングダイスの開口部近傍で紫外
線硬化が進み、コーテイングダイスの目詰まりを起こす
という問題を生ずるが、前記の従来の、紫外線塗布装置
と照射装置との間の雰囲気中の酸素を排除する方法では
この問題を解決できない。

【００１３】また、紫外線照射装置からの紫外線の漏洩
を遮断する方法で解決しようとすると、紫外線硬化樹脂
は紫外線に極めて鋭敏であるので、完全に紫外線を遮断
しなければならないが、これは若干振動しながら高速で
移動する光ファイバテープ心線の通路を確保する必要上
から困難である。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に記載の
発明は、線状体の表面に塗布装置により紫外線硬化樹脂
を塗布して紫外線硬化樹脂被覆層を形成し、紫外線硬化
装置により紫外線を照射し、前記紫外線硬化樹脂層の紫
外線硬化樹脂を硬化させて紫外線硬化樹脂被覆線状体を
形成する方法において、前記塗布後で前記紫外線照射前
に、前記線状体の紫外線硬化樹脂被覆層を酸素濃度が５
モル％乃至１５モル％のガス中を通過させることを特徴
とする。

【００１５】即ち、本発明は、塗布装置と紫外線照射装
置との間について、塗布された紫外線硬化樹脂層の雰囲
気中に紫外線硬化樹脂の硬化反応を阻害する一定量の酸
素の存在を５モル％以上でかつ１５モル％以下の範囲で
許容して、塗布装置のコーテイングダイスの目詰まり防
止するとともに、紫外線照射装置での紫外線硬化の遅れ
とこれに伴う石英管の内壁の曇り等の悪影響をも回避す
ることを特徴とする。

【００１６】本願の請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明を、光ファイバ心線をテープ状に並べた状
態の表面に一括して紫外線硬化樹脂被覆層を形成し、光
ファイバテープ心線を製造する方法に適用したものであ
る。

【００１７】本願の請求項３に記載の発明は、前記光フ
ァイバ心線等の線状体に紫外線硬化樹脂被覆層を形成す
る方法に用いる、線状体の紫外線硬化樹脂被覆層の形成
装置の発明であって、塗布装置と紫外線照射装置との間
に酸素濃度を制御するための装置である酸素濃度調整缶
を具備することを特徴とする。

【００１８】即ち、光ファイバ心線等の線状体の紫外線
硬化樹脂被覆層を形成する装置において、前記塗布装置
と前記紫外線照射装置との間に設ける酸素濃度調整缶
が、その入口部平面と出口部平面に光ファイバ心線等の
線状体を通過させるための開口を有し、その側面にガス
供給口とガス排出口を有し、かつ前記塗布装置のコーテ
イングダイスの開口部周辺と前記入口部平面、及び前記
出口部平面と前記紫外線照射装置の光ファイバテープ心
線の入口部の開口部周辺とがそれぞれ気密に接続されて
いることを特徴とする。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下本願発明の、線状体に紫外線
硬化樹脂被覆層を形成する方法及びその形成装置の実施
の形態を、図１乃至図３に基づいて説明する。尚、図面
の説明において同一の要素には同種の符号を付し、重複
する説明を省略する。

【００２０】（実施例１）線状体が、光ファイバテープ
心線である場合に紫外線硬化樹脂被覆層を形成する装置
を図２に示す。この装置の一部で本願発明の特徴部分で
ある酸素濃度調整缶１６の詳細を図１に示す。図２に示
す他の装置部分は、前記従来技術において既に説明した
ので、以下この酸素濃度調整缶１６を中心に説明する。

【００２１】この酸素濃度調整缶１６は、塗布装置６の
コーテイングダイス６ａの開口から紫外線照射装置８の
線状体９の入口までの間の空間を外気から遮断するとと
もに、紫外線硬化樹脂が塗布された線状体９の雰囲気中
の酸素濃度を制御することを目的とするものである。

【００２２】このため、この酸素濃度調整缶１６は、外
径３０ｃｍ、高さ２０ｃｍのステンレス板から成り、図
示しない酸素濃度調整用のガス供給口及びガス排出口を
有する。また、この酸素濃度調整缶１６は、その入口平
面に、線状体９を通過させるための、直径２０ｍｍの開
口１６ａを、その出口平面に同じサイズの開口１６ｂを
有する。

【００２３】また開口１６ａの周辺には、塗布装置６の
コーテイングダイス６ａの出口との間の気密を維持する
ために、ゴム製の厚さ５ｍｍ、内径１０ｃｍ、外径１５
ｃｍのＯリング３２ａが接合され、また開口１６ｂの周
辺には、紫外線照射装置８の入口部の開口周辺との間の
気密を維持するために、 Ｏリング３２ａと同じ材質、
同じサイズのリング３２ｂが接合されている。

【００２４】図１より明らかなように、酸素濃度調整缶
１６と紫外線照射装置８の内部は、線状体が通過するた
めの通路により空間が連続し気密ではないが、酸素濃度
調整缶１６により紫外線照射装置８と別個に酸素濃度を
制御することは充分可能である。

【００２５】前記酸素濃度調整缶１６は、線状体９の装
着及び脱着作業を容易とするために分割できる半割構造
であってもよい。また全体の形状は、前記実施例のよう
に円筒状に限定されず、立方体状であっても良い。

【００２６】また前記開口１６ａ、１６ｂは、円形とし
たがこれに限定されるものではなく、紫外線照射装置８
からこれら開口を介して漏洩してくる紫外線、紫外線照
射装置８との間で、開口１６ｂを介して流入、漏洩する
ガス量、作業性などを考慮して任意に選択できる。また
ガス供給口、ガス排出口には、開閉弁、流量計、流量調
整弁などを取り付けることもできる。

【００２７】前記Ｏリング３２ａ、３２ｂは、ゴム製に
限定されず、金属製であっても良い。また、形状もＯリ
ングに限定されるものではなく、他の形状であっても良
い。

【００２８】（実施例２）酸素濃度調整缶１６を備え
た、図２に示す光ファイバテープ心線の製造装置により
光ファイバテープ心線９を製造した。

【００２９】まず、外径１２５ミクロンのシングルモー
ド光ファイバの裸ガラス２１にウレタンアクリレート系
の紫外線硬化樹脂層２１及び２２を被覆し、更に紫外線
硬化樹脂から成る着色層２４を被覆し、外径２５０ミク
ロンの光ファイバ心線１を製造した。この光ファイバ心
線１を４本配列して、図３（ａ）に示す光ファイバテー
プ心線９を常温常圧下において線速６００ｍ／分の速度
で１０時間製造した。

【００３０】この場合、酸素濃度調整缶１６の図示しな
い上部ガス供給口から酸素７モル％、窒素９３モル％の
混合ガスを流量１ｌ／分の割合で流した。紫外線照射装
置８のガス流入口３６には、窒素ガスを流量１０ｌ／分
の割合で流した。

【００３１】紫外線照射装置８は、その石英管３５の長
さが２５０ｍｍ、内径１９ｍｍ、外径２２ｍｍで、ほぼ
同じ長さの出力１０ｋＷの紫外線照射ランプ２本が対称
的に石英管３５の両側に配置されているものを用いた。

【００３２】この場合の、酸素濃度調整缶１６の塗布装
置６のコーテイングダイス６ａの開口部近傍の酸素濃度
は７モル％、紫外線照射装置３４の石英管３５の内部の
平均酸素濃度は３モル％であった。尚、他の製造条件は
前記従来法に準じた。

【００３３】この結果、塗布装置６のコーテイングダイ
ス６ａの開口が、紫外線硬化樹脂の硬化により目詰まり
を生ずることはなかった。これは前記のように酸素濃度
調整缶１６により紫外線硬化を抑制する酸素を適当に存
在させたためである。また紫外線照射装置８の石英管３
５の内壁に紫外線硬化樹脂の揮発成分による曇りを生ず
ることもなかった。

【００３４】（実施例３）実施例２の場合よりも酸素濃
度が高い、酸素濃度１３モル％、窒素８７モル％の混合
ガスを酸素濃度調整缶１６に流入させ、同じ条件で光フ
ァイバテープ心線９を製造した場合も実施例２と同様な
結果が得られた。この場合の、酸素濃度調整缶１６の塗
布装置６のコーテイングダイス６ａの開口部近傍の酸素
濃度は１３モル％、紫外線照射装置３４の石英管３５の
内部の平均酸素濃度は３．５モル％であった。

【００３５】（比較例１）実施例２の場合よりも酸素濃
度が低い、酸素３モル％、窒素９７モル％の混合ガスを
酸素濃度調整缶１６に流入させ、他は実施例２と同じ条
件で、光ファイバテープ心線を製造した。

【００３６】結果は塗布装置のコーテイングダイス６の
開口６ａに紫外線硬化樹脂の硬化による目詰まりを生
じ、３時間ごとに製造を停止してコーテイングダイスの
清掃を要した。酸素濃度が低くなり過ぎ、コーテイング
ダイス６ａの開口での紫外線硬化を阻止できなかったた
めである。但し、紫外線照射装置８の石英管３５の曇り
は生じなかった。この場合の、酸素濃度調整缶１６の塗
布装置６のコーテイングダイス６ａの開口部近傍の酸素
濃度は３モル％、紫外線照射装置３４の石英管３５の内
部の平均酸素濃度は１モル％であった。

【００３７】（比較例２）実施例３よりも更に酸素濃度
が高い、空気と同等の酸素２０モル％、窒素８０モル％
の混合ガスを酸素濃度調整缶１６に流入させ、他は実施
例２と同じ条件で、光ファイバテープ心線を製造した。

【００３８】結果は塗布装置のコーテイングダイス６ａ
の開口に紫外線硬化樹脂の硬化による目詰まりは生じな
かったが、紫外線照射装置８の石英管３５の内壁に曇り
を生じた。酸素濃度が高すぎ、コーテイングダイス６ａ
での目詰まりは、阻止できたが、紫外線照射装置８での
紫外線硬化反応を阻害し、揮発成分が発生し石英管３５
の内壁に付着したためである。この場合の、酸素濃度調
整缶１６の塗布装置６のコーテイングダイス６ａの開口
部近傍の酸素濃度は２０モル％、紫外線照射装置３４の
石英管３５の内部の平均酸素濃度は６モル％であった。

【００３９】酸素濃度調整缶１６の内部の許容できる酸
素濃度の下限としては、温度の季節変動、塗布装置と紫
外線照射装置との間の距離、線速、さらには工程のばら
つきなどを考慮するとかなり変動すると考えられる。極
端な場合には１モル％以下でも０モル％でなければ有効
な条件はあり得る。しかし、前記実施例２、３、比較例
１、２にから判断して推奨範囲としては５モル％であ
る。

【００４０】酸素濃度調整缶１６の内部の許容できる酸
素濃度の上限は、前記酸素濃度の下限の場合と同様の事
情で種々変動する。極端な場合には空気中の酸素濃度以
下のいづれの濃度でも有効な条件はあり得る。しかし、
前記実施例２、３、比較例１、２から判断して推奨でき
る酸素濃度の上限は１５モル％である。

【００４１】なお、前記実施例では、酸素濃度調整缶１
６のガス供給口へ酸素濃度が一定の混合ガスを流入させ
たが、本願発明はこれに限定されるものではない。紫外
線照射装置８の石英管３５の、光ファイバテープ心線９
の入口の開口から漏洩し、流入してくるガスと、酸素濃
度調整缶１６の開放したガス供給口から流入する空気と
の混合により生じた、酸素濃度調整缶１６中の、混合ガ
スの酸素濃度が５モル％以上乃至１５モル％以下の範囲
であっても良い。

【００４２】また、前記実施例では、光ファイバテープ
心線９の一括被覆層が１層の場合について説明したが、
本願発明はこれに限定されるものでなく、図３（ｂ）に
例示するように複数の一括被覆層を被覆する場合にも適
用できる。勿論他の線状体にも適用できる。

【００４３】

【発明の効果】線状体、即ち、光ファイバ心線、電線、
鋼線、紐、綱等の線状体、これらをテープ状に配列した
光ファイバテープ心線等のテープ状線状体、又は各種プ
ラスチック、金属等のテープ等に紫外線硬化樹脂を塗布
し、紫外線照射装置により紫外線を照射して紫外線硬化
樹脂被覆層を形成する場合において、塗布装置のコーテ
イングダイスの目詰まりを防止して生産能率を向上でき
る。

【００４４】例えば、複数の光ファイバ心線を繰り出
し、これら光ファイバ心線を横方向に相互に密着させて
テープ状に配列させ、この配列の表面に塗布装置により
紫外線硬化樹脂を一括して塗布し、一括被覆層を形成し
た後に紫外線を照射して前記一括被覆層の紫外線硬化樹
脂を硬化させて光ファイバテープ心線を製造する方法に
おいて、塗布装置のコーテイングダイスの目詰まりを防
止して光ファイバテープ心線の生産能率を向上できる。
同時に紫外線照射装置の石英管の内壁の曇りをも防止す
ることができる。

【００４５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の、光ファイバテープ心線等の線状体
の紫外線硬化樹脂被覆層の形成装置の主要構成である酸
素濃度調整缶を示す図である。

【図２】本願発明の、光ファイバテープ心線の紫外線硬
化樹脂被覆層の形成装置を示す図である。

【図３】線状体の例として光ファイバテープ心線を示す
図である。

【符号の説明】

１:光ファイバ心線等の線状体 ６：塗布装置 ６ａ：塗布装置のコーテイングダイス ７：加圧式樹脂タンク ８：紫外線照射装置 ９：光ファイバテープ心線等の、紫外線硬化樹脂被覆層
を形成した線状体 １５：集線装置 １６：酸素濃度調整缶 １６ａ：調整缶上部開口 １６ｂ：調整缶下部開口 ２１：石英系ガラスファイバ ２５：一括被覆層 ２６：外層一括被覆層 ３１：紫外線硬化樹脂原料 ３２ａ：調整缶上部Ｏリング ３２ｂ：調整缶下部Ｏリング ３５：石英円筒 ３６：紫外線照射装置のガス流入口 ３７：紫外線照射装置のガス排気口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥野 薫 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 ▲高▼橋 健 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 岡 涼英 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 大久保 將之 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 線状体の表面に塗布装置により紫外線硬
   化樹脂を塗布して紫外線硬化樹脂被覆層を形成し、紫外
   線照射装置により紫外線を照射し、前記紫外線硬化樹脂
   層の紫外線硬化樹脂を硬化させて紫外線硬化樹脂を被覆
   した線状体を形成する方法において、前記塗布後で前記
   紫外線照射前に、前記線状体の紫外線硬化樹脂被覆層を
   酸素濃度が５モル％乃至１５モル％のガス中を通過させ
   ることを特徴とする線状体の紫外線硬化樹脂被覆層の形
   成方法
2. 【請求項２】 複数の光ファイバ心線を繰り出し、これ
   ら光ファイバ心線を横方向に相互に密着させてテープ状
   に配列させ、この配列の表面に塗布装置により紫外線硬
   化樹脂を一括して塗布して一括被覆層を形成し、紫外線
   照射装置により紫外線を照射し、前記一括被覆層の紫外
   線硬化樹脂を硬化させて光ファイバテープ心線を形成す
   る方法において、前記塗布後で前記紫外線照射前に、前
   記光ファイバテープ心線の一括被覆層を酸素濃度が５モ
   ル％乃至１５モル％のガス中を通過させることを特徴と
   する請求項１に記載の線状体の紫外線硬化樹脂被覆層の
   形成方法
3. 【請求項３】 前記塗布装置と前記紫外線照射装置との
   間に設けた酸素濃度調整缶が、その入口部平面と出口部
   平面に線状体を通過させるための開口を有し、その側面
   にガス供給口とガス排出口を有し、かつ前記塗布装置の
   コーテイングダイスの開口部周辺と前記入口部平面、及
   び前記出口部平面と前記紫外線照射装置の線状体の入口
   部の開口部周辺とがそれぞれ気密に接続されていること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の線状体の紫外線硬
   化樹脂被覆層の形成方法に用いる線状体の紫外線硬化樹
   脂被覆層の形成装置