JPH11342369A - 線状体に紫外線硬化樹脂を被覆する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 硬化装置内に配置した紫外線透過筒状体が曇
りにくくなるようにし、一回の紫外線硬化樹脂被覆作業
で、より長尺の線状体に、途中で作業を中断することな
く、紫外線硬化樹脂を被覆すること。 【解決手段】 紫外線透過筒状体内の酸素濃度を０．０
５％以上とし、かつ被覆後の紫外線硬化樹脂表面に粘着
性が実質的に残らない程度とすることを特徴とする長尺
の線状体に紫外線硬化樹脂を被覆する方法。さらに、紫
外線硬化樹脂が着色インクを含有する紫外線硬化樹脂で
ある場合、紫外線透過筒状体内の酸素濃度を０．０５％
以上１％以下とすることを特徴とする長尺の線状体に紫
外線硬化樹脂を被覆する方法。また、紫外線硬化樹脂が
テープ心線用の紫外線硬化樹脂である場合、紫外線透過
筒状体内の酸素濃度を０．０５％以上５％以下とするこ
とを特徴とする長尺の線状体に紫外線硬化樹脂を被覆す
る方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、長尺の線状体に紫
外線硬化樹脂を被覆する方法に関する。具体的には、硬
化装置内に配置した紫外線透過筒状体内の酸素濃度を制
御することにより該紫外線透過筒状体が曇りにくくなる
ようにすることを特徴とする長尺の線状体に紫外線硬化
樹脂を被覆する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光ファイバ素線、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）に紫外線硬化樹脂を被覆する
ことは、所定の粘度に調製した紫外線硬化樹脂を塗布装
置に充填し、線状体に該塗布装置を通過させることによ
り該線状体に紫外線硬化樹脂を塗布し、該紫外線硬化樹
脂に紫外線を照射して該紫外線硬化樹脂を硬化させる方
法により行われている。

【０００３】紫外線硬化樹脂を硬化させる方法は、例え
ば特公平６−８４０１５号公報に記載されている方法を
挙げることができる。この方法を図５を参照して説明す
ると、硬化装置１内に紫外線を透過させる筒状体（以
下、紫外線透過筒状体という）として石英管１６を配置
し、紫外線硬化樹脂が塗布された線状体１０に該石英管
１６の中を通過させ、石英管外の紫外線バルブ４から紫
外線を線状体に塗布された紫外線硬化樹脂に照射して該
紫外線硬化樹脂を硬化させることが行われていた。この
とき、石英管１６内には、流量調節バルブ１７で流量を
制御された不活性ガスがパージされ、同時に吸引ポンプ
９により石英管１６内のガスは排気されていた。これに
もかかわらず、紫外線硬化樹脂の一部が揮発して石英管
１６に付着するので、作業が進むにつれて石英管１６の
曇りが増し、石英管の紫外線透過率が低下していた。そ
の結果、線状体に到達する紫外線量が減少するので、紫
外線硬化樹脂の硬化度が低下し、やがては品質的な問題
が生じるまでになる。

【０００４】この問題を回避するため、石英管を透過す
る紫外線量を測定し、該紫外線量が紫外線硬化樹脂を十
分に硬化させることができる基準値まで低下した時点で
石英管を曇りのないものに交換することがなされてい
た。実際には、一本の線状体の紫外線硬化樹脂被覆が終
わった時点で、石英管を透過する紫外線量を測定し、次
の線状体の紫外線硬化樹脂被覆作業の途中で石英管を透
過する紫外線量が不足することが予想される場合に、石
英管を交換することが行われていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】作業効率の向上のた
め、一回の作業で扱う線状体をより長尺のものにするこ
とが進められるにつれ、一回の作業あたりの石英管の曇
り具合も増加するようになってきた。その結果、たとえ
曇りのない石英管を使用して紫外線硬化樹脂被覆作業を
開始しても、その作業の途中で石英管が曇ってしまい、
紫外線硬化樹脂を十分硬化させることができなくなると
いう問題が生じるようになった。紫外線硬化樹脂被覆作
業の途中で作業を中断して石英管を交換することは甚だ
作業効率が悪いので、一回の作業では、中断なくその作
業を終えられるだけの長さの線状体しか扱えないという
ことになり、前記した作業効率の向上が頭打ちとなって
いた。硬化装置の数を増やしておき、石英管が曇れば次
の硬化装置を稼働させる方法がこの対策として考えられ
るが、設備のスペースおよびコストが増大するので、こ
の方法にはデメリットも大きい。本発明は、上記の事情
に鑑み、硬化装置内に配置した紫外線透過筒状体が曇り
にくくなるようにし、一回の紫外線硬化樹脂被覆作業
で、より長尺の線状体に、途中で作業を中断することな
く、紫外線硬化樹脂を被覆することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、線状体に紫外
線硬化樹脂を塗布した後、該線状体を硬化装置内に配置
した紫外線透過筒状体を通過させ、該紫外線透過筒状体
の外から紫外線を該紫外線硬化樹脂に照射して該紫外線
硬化樹脂を硬化させることにより長尺の線状体に紫外線
硬化樹脂を被覆する方法であって、紫外線透過筒状体内
の酸素濃度を０．０５％以上とし、かつ被覆後の紫外線
硬化樹脂表面に粘着性が実質的に残らない程度とするこ
とを特徴とする長尺の線状体に紫外線硬化樹脂を被覆す
る方法に関する。

【０００７】また、本発明は、紫外線硬化樹脂が着色イ
ンクを含有する紫外線硬化樹脂であり、紫外線透過筒状
体内の酸素濃度を０．０５％以上１％以下とすることを
特徴とする前記線状体に紫外線硬化樹脂を被覆する方法
に関する。

【０００８】また、本発明は、紫外線硬化樹脂がテープ
心線用の紫外線硬化樹脂であり、紫外線透過筒状体内の
酸素濃度を０．０５％以上５％以下とすることを特徴と
する前記線状体に紫外線硬化樹脂を被覆する方法に関す
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明者は、硬化装置内に配置さ
れた紫外線透過筒状体（例えば、前記した石英管が使用
される）内の酸素濃度を制御することで該紫外線透過筒
状体が曇りにくくなるようにすることが可能であること
を見いだした。ここで、酸素濃度は、紫外線硬化樹脂を
硬化させるために照射される紫外線量が通常の範囲であ
れば、０．０５％以上であることが必要である。例え
ば、光源として３ｋＷの紫外線バルブ（フュージョン社
製）を使用して、かつ該紫外線バルブおよび紫外線透過
筒状体の周囲を反射鏡で覆った状態では、酸素濃度が
０．０５％以上であることが必要である。

【００１０】しかしながら、紫外線が照射されて紫外線
硬化樹脂の硬化反応が進行する際に酸素が存在すると、
該酸素により硬化反応が阻害される。より詳細に言う
と、紫外線硬化樹脂には重合開始剤が含まれており、紫
外線が照射されると、該重合開始剤はラジカルとなって
紫外線硬化樹脂の重合すなわち硬化が始まるのである
が、酸素が存在すると、酸素と接触する該紫外線硬化樹
脂の表面近傍では、ラジカルと酸素が反応したり、架橋
反応の途中にある開裂した−Ｃ−Ｃ−結合手と酸素が反
応してしまい硬化反応が阻害されるので、表面が十分に
は硬化しない。したがって、酸素濃度があまりに高くな
ると紫外線硬化樹脂の硬化が不十分となり、被覆後の紫
外線硬化樹脂表面に粘着性が実質的に残るため、良品を
生産することは難しい。例えば、紫外線硬化樹脂被覆し
た光ファイバ素線に、着色インクを含有するいわゆる着
色用の紫外線硬化樹脂をさらに被覆する場合、紫外線透
過筒状体内の酸素濃度の上限は１％である。また、いく
つかの光ファイバ心線を一括して、光ファイバテープ心
線用の紫外線硬化樹脂を被覆する場合、紫外線透過筒状
体内の酸素濃度の上限は５％である。

【００１１】着色用の紫外線硬化樹脂を硬化するときに
１％以上の酸素濃度とすると紫外線硬化樹脂が未硬化と
なり、後工程で光ファイバテープ心線とするときにテー
プ用の紫外線硬化樹脂と密着する強度が強くなりすぎて
しまう。そのため、光ファイバテープ心線を単心に分離
するときにテープ用紫外線硬化樹脂だけでなく着色用の
紫外線硬化樹脂層までが剥がれてしまい心線の色による
識別ができなくなる問題が生じる。

【００１２】テープ用の紫外線硬化樹脂を硬化するとき
に５％以上の酸素濃度とすると紫外線硬化樹脂が未硬化
となり、ボビンに巻き取られた状態で光ファイバテープ
心線同士がくっついてしまう。そして、該ボビンから光
ファイバテープ心線が繰り出されるときに、くっついた
部分が引っ張られ、テープ用の紫外線硬化樹脂とその内
に密着している着色用の紫外線硬化樹脂とが剥離してし
まう問題が生じる。

【００１３】以上から、長尺の線状体に紫外線硬化樹脂
を塗布して、該紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して該紫
外線硬化樹脂を硬化させるには、紫外線硬化樹脂の硬化
を酸素濃度が０．０５％以上とする紫外線硬化樹脂の被
覆方法が提供される。上限は、着色の場合は１％、テー
プ化の場合は５％であることが望ましい。

【００１４】酸素濃度を前記範囲に保つことは、不活性
ガス、上下シャッターの開度または排気圧を調整するこ
とにより行える。あるいは、不活性ガスに酸素を混入さ
せたガスを紫外線透過筒状体内に送り込んでもよい。

【００１５】紫外線透過筒状体内の酸素濃度の制御につ
いて、光ファイバに塗布された紫外線硬化樹脂を硬化す
る場合を例として、図２を参照して以下に説明する。硬
化装置１内には、紫外線透過筒状体２と紫外線バルブ４
が配置されている。紫外線透過筒状体２はその中心軸を
光ファイバ１０が通過する位置に配置される。また、紫
外線透過筒状体２と紫外線バルブ４の周囲に、それらを
取り囲むように反射鏡３が配置されている。紫外線透過
筒状体２と紫外線バルブ４は反射鏡３の焦点に位置する
ように配置されているので、紫外線バルブ４から照射さ
れた紫外線は、反射鏡３で反射されて、効率よく紫外線
透過筒状体２に照射される。

【００１６】流量調節器８により、不活性ガスを、流量
を調節して紫外線透過筒状体２内にパージする。紫外線
透過筒状体２内は入口５または出口６を通じて空気と連
通しているので、紫外線透過筒状体２内は不活性ガスが
パージされることにより、空気と不活性ガスの混合気体
雰囲気となる。不活性ガスの流量が増えると紫外線透過
筒状体２内は、不活性ガス濃度が高くなり、酸素濃度が
低くなる。不活性ガスは、費用の点からＮ₂ が好まし
い。

【００１７】不活性ガスの流量と酸素濃度の関係をあら
らじめ求めておき、所望の酸素濃度となる不活性ガスを
パージすればよい。また、紫外線透過筒状体内に酸素濃
度センサーを配置し、該センサーの信号をフィードバッ
ク制御装置に送り、該フィードバック制御装置により不
活性ガスのパージ量を調節して、紫外線透過筒状体内が
所望の酸素濃度になるようにすることもできる。

【００１８】また、硬化装置１の入口５または出口６に
シャッター７を設け、その開度を調節することによって
も紫外線透過筒状体２内の酸素濃度を制御することがで
きる。シャッター７の開度を小さくすると紫外線透過筒
状体内の酸素濃度は低くなる。

【００１９】シャッターの開度と酸素濃度の関係をあら
らじめ求めておき、所望の酸素濃度となるようにシャッ
ターの開度を調節すればよい。また、紫外線透過筒状体
内に酸素濃度センサーを配置し、該センサーの信号をフ
ィードバック制御装置に送り、該フィードバック制御装
置によりシャッターの開度を調節して、紫外線透過筒状
体内が所望の酸素濃度になるようにすることもできる。

【００２０】また、排気系に吸引ポンプ９を設け、紫外
線透過筒状体内の気体を能動的に排気することで紫外線
透過筒状体内の酸素濃度を下げることができる。

【００２１】なお、紫外線透過筒状体内の酸素濃度は光
ファイバの線速に依存することがある。例えば、不活性
ガスを紫外線透過筒状体２内にパージする流量が２０ｓ
ｌｍであれば、線速が速くなるほど紫外線透過筒状体内
の酸素濃度は高くなる。不活性ガスの流量が４０ｓｌｍ
程度では、紫外線透過筒状体内の酸素濃度の線速への依
存性はあまりなく、６０ｓｌｍ以上では線速への依存性
はほぼ無視できる。したがって、不活性ガスパージ量が
比較的少ない場合は、線速上昇後の定常状態での紫外線
透過筒状体内の酸素濃度が前記範囲の値となることが好
ましい。

【００２２】前記の各要因を総合的に調節することによ
って、紫外線透過筒状体内の酸素濃度を好みの値に制御
するすることが可能である。

【００２３】また、あらかじめ酸素と不活性ガスを混合
して、目的とする酸素濃度に調整した混合気体を紫外線
透過筒状体内にパージしてもよい。ただし、このとき線
速の影響を受けて、紫外線透過筒状体内の酸素濃度がパ
ージする酸素濃度の値とは異なる場合があることに注意
すべきである。

【００２４】

【実施例】以下に実施例を示し、さらに詳細に本発明を
説明する。図３に示した光ファイバ素線着色装置におい
て、光ファイバ素線１１を繰り出しリール１２から繰り
出し、塗布装置１３により該光ファイバ素線に着色用の
紫外線硬化樹脂（ウレタンアクリレート樹脂）を塗布し
た後、硬化装置１で該着色用の紫外線硬化樹脂を硬化さ
せて、該着色用の紫外線硬化樹脂が被覆された光ファイ
バ素線１１を巻取機１４で巻き取った。このときの巻き
取り速度（線速）は１０００ｍ／分とした。

【００２５】このときの硬化装置の構成を図４に示す。
本実施例では、紫外線透過筒状体として石英管を使用し
た。図４において、図３と共通する部分は同じ符号を付
し、その説明を省略する。不活性ガスとして窒素を使用
した。窒素と空気をそれぞれ流量調節器８ａおよび８ｂ
にて流量を調節して送出し、混合箇所１５にて混合し
て、流路を経由して紫外線硬化装置１内に送り、石英管
１６内にパージした。

【００２６】窒素の流量と空気の流量を表１に示したよ
うに調節して石英管１６内の酸素濃度が０．００５％、
０．０３％または０．２％となるようにした。いずれの
場合も、硬化装置１の入口５および出口６にシャッター
７を設け、それらの直径を６ｍｍとした。また、吸引ポ
ンプ９により、６０ｓｌｍの排気を行った。これらの３
つの場合において、紫外線硬化樹脂が被覆された光ファ
イバ素線に、さらに着色用の紫外線硬化樹脂を被覆する
ことを行った。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１の各場合について、１００ｋｍ当たり
の石英管の曇り度を表２および図１に示す。ここで、石
英管の曇り度とは、石英管を透過する紫外線量を、石英
管に曇りがない時点で該石英管を透過する紫外線量を１
００として表した相対値である。

【００２９】

【表２】

【００３０】図１より、石英管の雲り度の許容値を２０
％とした場合、紫外線透過筒状体内の酸素濃度が０．０
０５％では１５０ｋｍ、０．０３％では３５０ｋｍ、
０．２％では１０００ｋｍの連続着色が可能である。ま
た、図１から０．０５％では約４５０ｋｍの連続着色が
可能であることが分かる。従来、一回の紫外線硬化樹脂
被覆作業で被覆された光ファイバ素線はせいぜい４００
ｋｍであったので、紫外線透過筒状体内の酸素濃度が
０．０５％以上であれば、十分長尺の光ファイバ素線を
被覆することができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明の方法によれば、一回の紫外線硬
化樹脂被覆作業で、より長尺の線状体に、途中で作業を
中断することなく、紫外線硬化樹脂を被覆することが可
能となる。しかも、本発明の方法によれば、作業終了時
の紫外線量を確保するための硬化装置または紫外線光源
の数を最小限とすることができるため、設備のスペース
およびコストを最小限とすることができる。また、必要
以上に酸素濃度を低下させることがなくなるので、紫外
線透過筒状体内にパージする不活性ガスの量も節約でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】石英管内の酸素濃度と石英管の曇り度との関係
を示すグラフである。

【図２】硬化装置の構成を示す図である。（ａ）は光フ
ァイバの進行方向に平行な面における断面図であり、
（ｂ）は、図ａ中の一点鎖線Ａ−Ａでの断面図である。

【図３】光ファイバ素線着色装置を示す図である。

【図４】硬化装置の構成を示す図である。

【図５】従来の硬化装置を示す図である。

【符号の説明】

１：硬化装置 ２：紫外線透過筒状体 ３：反射鏡 ４：紫外線バルブ ５：入口 ６：出口 ７：シャッター ８：流量量調節器 ８ａ：流量量調節器 ８ｂ：流量量調節器 ９：吸引ポンプ １０：光ファイバ １１：光ファイバ素線 １２：繰り出しリール １３：塗布装置 １４：巻取機 １５：混合箇所 １６：石英管 １７：流量調節バルブ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 線状体に紫外線硬化樹脂を塗布した後、
   該線状体を硬化装置内に配置した紫外線透過筒状体を通
   過させ、該紫外線透過筒状体の外から紫外線を該紫外線
   硬化樹脂に照射して該紫外線硬化樹脂を硬化させること
   により長尺の線状体に紫外線硬化樹脂を被覆する方法で
   あって、紫外線透過筒状体内の酸素濃度を０．０５％以
   上とし、かつ被覆後の紫外線硬化樹脂表面に粘着性が実
   質的に残らない程度とすることを特徴とする線状体に紫
   外線硬化樹脂を被覆する方法。
2. 【請求項２】 紫外線硬化樹脂が着色インクを含有する
   紫外線硬化樹脂であり、紫外線透過筒状体内の酸素濃度
   を０．０５％以上１％以下とすることを特徴とする請求
   項１に記載の線状体に紫外線硬化樹脂を被覆する方法。
3. 【請求項３】 紫外線硬化樹脂がテープ心線用の紫外線
   硬化樹脂であり、紫外線透過筒状体内の酸素濃度を０．
   ０５％以上５％以下とすることを特徴とする請求項１に
   記載の線状体に紫外線硬化樹脂を被覆する方法。