JPH11347479A - 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】 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】 硬化装置内に配置された紫外線透過筒状
体に付着した曇りを除去しながら紫外線硬化樹脂を硬化
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
被覆する方法を提供する。さらに、詳細には、紫外線硬
化樹脂を硬化させる硬化装置を複数設置し、そのうちの
少なくとも一つの硬化装置内の紫外線透過筒状体内を低
酸素濃度雰囲気下とし、その他の硬化装置の少なくとも
一つの硬化装置内の紫外線透過筒状体内を高酸素濃度雰
囲気下として、高酸素濃度雰囲気下とした紫外線透過筒
状体の曇りを除去しながら紫外線硬化樹脂を被覆するこ
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
る方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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８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１８を配置
し、紫外線硬化樹脂が塗布された線状体２１に該石英管
１８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１８内には、流量調節バルブ２０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１８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
１８の内壁面に付着するので、作業が進むにつれて石英
管１８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、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、該線状体に硬化装置内に配置され
た紫外線透過筒状体を通過させて該紫外線硬化樹脂を硬
化させることからなる線状体に紫外線硬化樹脂を被覆す
る方法において、該紫外線透過筒状体の内壁面に形成さ
れた曇りを除去しながら紫外線硬化樹脂を硬化すること
を特徴とする線状体に紫外線硬化樹脂を被覆する方法に
関する。

【０００７】また、本発明は上記の線状体に紫外線硬化
樹脂を被覆する方法において、その内部に配置された紫
外線透過筒状体内の酸素濃度を低下または向上すること
ができる硬化装置を複数直列に設置し、そのうちの少な
くとも一つの硬化装置内の紫外線透過筒状体内を低酸素
濃度雰囲気下とし、その他の硬化装置の少なくとも一つ
の硬化装置内の紫外線透過筒状体内を高酸素濃度雰囲気
下として、高酸素濃度雰囲気下とした紫外線透過筒状体
の内壁面に形成された曇りを除去しながら紫外線硬化樹
脂を硬化することを特徴とする線状体に紫外線硬化樹脂
を被覆する方法に関する。

【０００８】ここで、高酸素濃度とは、紫外線硬化樹脂
に紫外線を照射したときに、紫外線硬化樹脂の揮発成分
が紫外線透過筒状体に付着する速度よりも該紫外線透過
筒状体に付着した曇り成分が酸化分解される速度の方が
速く、見かけ上該紫外線透過筒状体に付着した曇りが減
衰していく範囲の酸素濃度である。好ましい高酸素濃度
値は、５％以上であり、１０％以上であるとさらに好ま
しい。

【０００９】また、低酸素濃度とは、硬化装置で紫外線
硬化樹脂を硬化させるのに支障をきたさない範囲の酸素
濃度である。複数配置した硬化装置のうちの少なくとも
一つを高酸素濃度としているので、低酸素濃度とする硬
化装置内は、通常の酸素濃度よりも低い酸素濃度が求め
られる。光ファイバの線引工程や光ファイバ心線のテー
プ化工程では、好ましい低酸素濃度値は２％以下であ
り、０．５％以下であればさらに好ましい。光ファイバ
素線を着色する工程では、好ましい低酸素濃度は１％以
下であり、０．５％以下であればさらに好ましい。

【００１０】また、本発明は、硬化装置内の紫外線透過
筒状体内を高酸素濃度雰囲気下とする時間が該硬化装置
内の紫外線透過筒状体に付着した曇りを除去するのに十
分なあらかじめ定められた時間であり、かつ各硬化装置
内の紫外線透過筒状体内を低酸素濃度雰囲気下から高酸
素濃度雰囲気下へ切り替える時点および高酸素濃度雰囲
気下から低酸素濃度雰囲気下へ切り替える時点があらか
じめ定められた時点であ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に関する。

【００１１】また、本発明は、硬化装置内の紫外線透過
筒状体を透過する紫外線量をモニターし、紫外線量が減
少してあらかじめ定められた値となった時点で該紫外線
透過筒状体内を低酸素濃度雰囲気下から高酸素濃度雰囲
気下へ切り替え、その後、紫外線量が増加してあらかじ
め定められた値になった時点で該紫外線透過筒状体内を
高酸素濃度雰囲気下から点酸素濃度雰囲気下に切り替え
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
方法に関する。

【００１２】また、本発明は、紫外線硬化樹脂が被覆さ
れた線状体の長さを測定し、あらかじめ定められた長さ
の線状体に紫外線硬化樹脂が被覆された時点で硬化装置
内の紫外線透過筒状体内を低酸素濃度雰囲気下から高酸
素濃度雰囲気下へ切り替え、その後、あらかじめ定めら
れた長さの線状体に紫外線硬化樹脂が被覆された時点で
該硬化装置内の紫外線透過筒状体内を高酸素濃度雰囲気
下から点酸素濃度雰囲気下に切り替えることを特徴とす
る線状体に紫外線硬化樹脂を被覆する方法に関する。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明者は、紫外線硬化装置内に
配置し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）に付着した紫外線硬化樹脂由来の曇り成分
に、酸素含有雰囲気下において紫外線を照射すると、該
曇り成分が酸化分解されて飛散することを見い出した。
正確に言うと、酸素含有雰囲気下では曇り成分が紫外線
透過筒状体に付着することと、該紫外線透過筒状体に付
着した曇り成分が飛散することは同時に起こっていて、
酸素濃度が高くなるにつれて飛散する量が増え、付着す
る量が減少する。したがって、ある酸素濃度以上であれ
ば、飛散する量が付着する量を上回り、見かけ上紫外線
透過筒状体に付着した曇り成分が飛散していく。本発明
では、この酸素濃度を高酸素濃度という。さらに酸素濃
度が高くなると、それにつれて単位時間あたりに飛散す
る曇り成分の量が増えるので、紫外線透過筒状体に付着
した曇り成分を飛散させつくすのに要する時間が短くな
る。

【００１４】ここで、曇り成分を飛散させることができ
る酸素濃度は、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、５％以上である
ことが好ましい。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５％以上であることが好ましい。同
条件で、酸素濃度が１０％であれば１０分間で曇り成分
を飛散させつくすことができるので、実用上十分であ
る。１０％以下であっても、見かけ上曇り成分が飛散す
るだけの酸素濃度以上であれば、本発明の方法に適用可
能である。

【００１５】ところが、紫外線透過筒状体内に酸素が存
在すると、該酸素により紫外線硬化樹脂の硬化反応が阻
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
酸素が反応してしまったり、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、前記高酸素濃度雰囲気下（例えば１０％）におい
ては、良品を生産することは大変難しい。

【００１６】そこで、本発明者は、長尺の線状体に塗布
された紫外線硬化樹脂を硬化させることにおいて、複数
の硬化装置を配置し、各硬化装置内の紫外線透過筒状体
内の酸素濃度を、該複数の硬化装置により紫外線硬化樹
脂が硬化される範囲内の酸素濃度として、少なくとも一
つの硬化装置内の紫外線透過筒状体内を該紫外線透過筒
状体に付着した曇り成分が飛散して除去されるような高
酸素濃度雰囲気下として、該曇り成分を飛散、除去した
後、該高酸素濃度雰囲気下にした紫外線透過筒状体内を
紫外線硬化樹脂の硬化に支障がないような低酸素濃度雰
囲気下とすることを、少なくとも一つのその他の硬化装
置内の紫外線透過筒状体内を低酸素濃度雰囲気下としつ
つ、各硬化装置について順に繰り返し行うことで、途中
で作業を中断することなく紫外線硬化樹脂を硬化させる
ことを可能とした。

【００１７】ここで、低酸素濃度雰囲気下として好まし
い値は、紫外線の照射量が通常の範囲であれば、光ファ
イバの線引工程や光ファイバ心線のテープ化工程では２
％以下であり、光ファイバ素線の着色工程では１％以下
である。そして、酸素濃度が低いほど好ましく、酸素を
全く含まなくしてもよい。

【００１８】次に、前記の硬化装置以外のいずれかの少
なくとも一つの硬化装置内の紫外線透過筒状体内を高酸
素濃度雰囲気下とする。ここで、高酸素濃度として好ま
しい値は、例えば、前記した紫外線照射条件であれば、
１０％あれば十分である。一方、紫外線硬化樹脂の表面
の酸化を防ぐために酸素濃度は２０％以下であることが
好ましい。

【００１９】以下に光ファイバ素線を例にして説明する
が、本発明の方法は、光ファイバ素線に着色剤を混ぜた
紫外線硬化樹脂を被覆する着色心線製造過程や前記着色
心線をテープ上にまとめて被覆するテープ心線の製造過
程はもちろん、その他の線状体の被覆についても適用可
能である。

【００２０】図３に示した光ファイバ素線製造装置にお
いて、光ファイバ母材１１を線引炉１２で溶融して所定
の外径まで細径化して光ファイバ１０とした後、冷却装
置１３で該光ファイバを冷却して、塗布装置１４により
該光ファイバに紫外線硬化樹脂を塗布して、さらに硬化
装置１により該紫外線硬化樹脂を硬化させる。こうして
紫外線硬化樹脂が被覆された光ファイバすなわち光ファ
イバ素線１５を製造して、該光ファイバ素線１５を巻取
機１６で巻き取る。

【００２１】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、硬化装置の構成例を示す図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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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調整することができる。

【００２７】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少ない
ときには、その依存性は大きい。一方、上部シャッター
穴径が５ｍｍの場合、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、それ以上の流量では、線速への依存性
はほぼ無視できる。

【００２８】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所望の値に制御
するすることが可能である。

【００２９】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。

【００３０】紫外線硬化樹脂の硬化過程における紫外線
透過筒状体を透過して光ファイバに照射される紫外線量
の変化の例を図４に示す。硬化開始後時間が経過するに
つれて紫外線透過筒状体に曇り成分が付着し、紫外線透
過筒状体を透過する紫外線量が低下していく。紫外線の
照射条件は前記した条件であり、硬化装置内の紫外線透
過筒状体内の酸素濃度は１００ｐｐｍである。紫外線透
過筒状体には、石英管を使用した。図４において、縦軸
の紫外線透過量は、曇りのない石英管を使用して硬化を
開始したときの紫外線透過筒状体を透過する紫外線量を
１として表している。なお、紫外線透過筒状体に曇り成
分が付着する速度は、樹脂にもよる。一般に着色用の紫
外線硬化樹脂は、図４に示した例よりも曇り成分が紫外
線透過筒状体に付着する速度が遅く、紫外線透過筒状体
は曇りにくい。

【００３１】硬化装置を複数（ｎ台、ただしｎは２以上
の自然数）使用した場合、それらの硬化装置全部から光
ファイバが照射される紫外線量の総和は図４のグラフの
ｎ倍で表される。硬化装置を１台使用した場合を図４に
黒丸で、硬化装置を２台使用した場合を同図に下向き白
抜き三角で、３台使用した場合を図４に白抜き四角で表
す。前記条件で、紫外線硬化樹脂を硬化させるのに必要
な紫外線量は１．３であった。したがって、図４より硬
化装置を２台使用した場合は２４０分以内に、硬化装置
を３台使用した場合は４７０分以内に、紫外線透過筒状
体に付着した曇り成分を除去して紫外線透過筒状体を透
過する紫外線量を回復させる必要があることがわかる。

【００３２】線引ライン上に硬化装置を２台設置した場
合について以下に説明する。まず、２台の硬化装置につ
いてそれぞれの装置内の酸素濃度を、低酸素濃度雰囲気
下として、線引き作業を開始する。紫外線硬化樹脂が十
分に硬化する酸素濃度は、紫外線の照射量、紫外線透過
筒状体の材質、線速によって変わるので予備的に確認し
て決定しておく。

【００３３】ここで、紫外線硬化樹脂が十分に硬化した
ことの確認方法は種々考えられるが、特に表面硬化度に
関しては紫外線硬化樹脂が硬化することは樹脂分子間の
架橋度が増すことであるという観点から、炭素原子間の
二重結合数の減少率により確認することが有効な方法の
一つである。具体的には、硬化後の紫外線硬化樹脂につ
いて、赤外線スペクトル分析し、紫外線硬化樹脂の硬化
前後でピーク強度が変化しないベンゼン環に起因するピ
ークと炭素間二重結合によるピークとの強度をそれぞれ
求め、前者で後者を除して強度比を求める。この強度比
が帰納的に求めた閾値を上回った場合は紫外線硬化樹脂
の硬化が不十分であるとすることができる。

【００３４】さて、硬化装置が２台ある場合、紫外線硬
化樹脂を塗布された光ファイバ１０は、まず１台目の硬
化装置１ａを通過し、次に２台目の硬化装置１ｂを通過
する。このとき、光ファイバに塗布された紫外線硬化樹
脂は、該光ファイバが２台目の硬化装置１ｂを通過した
ときには十分に硬化している。

【００３５】線引開始後、硬化装置１内の紫外線透過筒
状体２の内壁面には、曇り成分が除々に付着していき、
該紫外線透過筒状体を透過する紫外線量は低下してい
く。光ファイバが２台目の硬化装置１ｂを通過したにも
かかわらず該光ファイバに塗布された紫外線硬化樹脂が
十分に硬化しなくなる前に、いずれかの硬化装置１内の
紫外線透過筒状体２内の酸素濃度を該紫外線透過筒状体
２に付着した曇り成分を除去することができる値以上ま
で上昇させる。すなわち、一方の硬化装置１内の紫外線
透過筒状体２内を高酸素濃度雰囲気下にする。このと
き、高酸素濃度雰囲気下とした硬化装置１における紫外
線硬化樹脂の硬化能力は低下するがゼロになるわけでは
なく、２台の硬化装置１が紫外線硬化樹脂を硬化してい
ることに変わりはない。前記のように、ある酸素濃度で
紫外線硬化樹脂が十分に硬化するかどうかは紫外線の照
射量等の諸条件によって変わるので、高酸素濃度雰囲気
下とする紫外線透過筒状体２内の酸素濃度は、光ファイ
バに塗布された紫外線硬化樹脂が２台目の硬化装置１ｂ
を通過した後に十分に硬化する範囲の値にすることが必
要である。この範囲は、線引しようとする条件下で予備
的に確認しておけばよい。なお、その範囲内ではできる
だけ高酸素濃度とすることが、紫外線透過筒状体２の曇
り成分の除去に要する時間を短縮するという観点から好
ましい。

【００３６】高酸素濃度雰囲気下とした紫外線透過筒状
体２に付着した曇り成分を除去した後は、該紫外線透過
筒状体２内の酸素濃度を低酸素濃度まで低下させる。そ
して、他方の硬化装置１についても前記したのと同様に
して、該硬化装置内に設置した紫外線透過筒状体２に付
着した曇り成分を飛散させて除去する。

【００３７】次に、線引ライン上に硬化装置を３台設置
した場合について以下に説明する。紫外線硬化樹脂を塗
布された光ファイバは、まず１台目の硬化装置１ａを通
過し、次に２台目の硬化装置１ｂを通過し、最後に３台
目の硬化装置１ｃを通過する。線引開始後しばらくの
間、該光ファイバに塗布された紫外線硬化樹脂は、光フ
ァイバが３台目の硬化装置１ｃを通過したときには十分
に硬化している。線引開始後、各硬化装置１内の紫外線
透過筒状体２には、曇り成分が除々に付着していき、該
紫外線透過筒状体を透過する紫外線量は低下していく。
光ファイバが３台目の硬化装置１ｃを通過したにもかか
わらず該光ファイバに塗布された紫外線硬化樹脂が十分
に硬化しなくなる前に、いずれかの硬化装置１内の紫外
線透過筒状体２内の酸素濃度を低酸素濃度雰囲気下にし
たまま、他の２台の硬化装置１のうちの少なくとも１台
の硬化装置１内の紫外線透過筒状体２内の酸素濃度を、
紫外線透過筒状体２に付着した曇り成分を除去すること
ができる値以上まで上昇させる。すなわち、該紫外線透
過筒状体２内を高酸素濃度雰囲気下にする。低酸素濃度
および高酸素濃度の設定については２台の硬化装置１を
用いる場合と同様である。

【００３８】高酸素濃度雰囲気下とした紫外線透過筒状
体２に付着した曇り成分を除去した後は、該紫外線透過
筒状体２内の酸素濃度を低酸素濃度まで低下させる。そ
して、その他の硬化装置１についても、順に、前記した
のと同様にして、該装置１内に設置した紫外線透過筒状
体２に付着した曇り成分を飛散させて除去する。

【００３９】線引開始後、硬化装置１内の紫外線透過筒
状体２内の酸素濃度を低酸素濃度から高酸素濃度に切り
替える時点は、紫外線量測定器１７を用いて、紫外線透
過筒状体２を透過する紫外線量をモニターして、その測
定値が紫外線硬化樹脂の硬化に必要な紫外線量により決
定された所定の紫外線量を下回った時点にすることがで
きる。また、高酸素濃度から低酸素濃度への切り替え
は、前記紫外線量測定器１７を用いて、当該紫外線透過
筒状体を透過する紫外線量が所定の紫外線量まで回復し
た時点にすることができる。また、上記の条件を満たす
ような時点を測定によりあらかじめ求めておき、同条件
であれば、決まった時点で酸素濃度の切り替えを行うよ
うにしてもよい。

【００４０】また、紫外線硬化樹脂を被覆した量すなわ
ち被覆した線状体の長さと紫外線透過筒状体の曇り具合
の関係を求め、紫外線透過筒状体内の酸素濃度を切り替
える時点を、それまでに被覆した線状体の長さにより決
定することもできる。つまり、紫外線硬化樹脂が被覆さ
れた線状体の長さを測定し、あらかじめ定められた長さ
の線状体に紫外線硬化樹脂が被覆された時点で硬化装置
内の紫外線透過筒状体内を低酸素濃度雰囲気下から高酸
素濃度雰囲気下へ切り替え、その後、あらかじめ定めら
れた長さの線状体に紫外線硬化樹脂が被覆された時点で
該硬化装置内の紫外線透過筒状体内を高酸素濃度雰囲気
下から点酸素濃度雰囲気下に切り替えるようにしてもよ
い。

【００４１】

【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製造装置におい
て、光ファイバ母材１１を線引炉１２で溶融して所定の
外径まで細径化して光ファイバ１０として該光ファイバ
１０を冷却装置１３で冷却した後、塗布装置１４により
該光ファイバ１０に紫外線硬化樹脂を塗布し、硬化装置
１ａ、１ｂおよび１ｃにより該紫外線硬化樹脂を硬化さ
せて光ファイバ１０に紫外線硬化樹脂が被覆された光フ
ァイバ素線１５として、該光ファイバ素線１５を巻取機
１６で巻き取った。このときの巻き取り速度（線速）は
８００ｍ／分とした。紫外線透過筒状体には、石英管を
用いた。

【００４２】硬化装置は、３台直列に並べた。各硬化装
置はいずれも図５に示す構成であるものを使用した。塗
布装置１４に近い順にＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３と
番号を付けた。線引開始前は各硬化装置１ごとに、不活
性ガスには窒素を用いて、流量調整器８ａにて４０リッ
トル／分の流量に調節して送出する。こうして窒素が石
英管内１８にパージされる。線引開始後は、線引ライン
上に３台設置した各硬化装置１のガス流路における混合
箇所１９において、酸素濃度が図１のパターンとなるよ
うに空気を流量調節器８ｂにより導入した。一つの硬化
装置１についてみると、４０分のサイクルのうち１０分
間を石英管１８内の酸素濃度１０％とし、残りの３０分
間を酸素濃度１００ｐｐｍとした。最初の１０分間、３
台の硬化装置１内の石英管１８内がいずれも低酸素濃度
雰囲気下であるとき、該３台の硬化装置１により紫外線
硬化樹脂が完全に硬化されることを確認した。

【００４３】個々の硬化装置１内の石英管１８を透過す
る紫外線量の変化を図６に示す。１０％の酸素濃度雰囲
気に１０分間おくことで、石英管１８の曇りが除去さ
れ、該石英管１８を透過する紫外線量がほぼ初期値まで
回復した。３台の硬化装置１のそれぞれの内部の石英管
１８を透過する紫外線量の和を図７に示す。線引開始後
５００分経過後、紫外線硬化樹脂に照射される紫外線量
はわずかに９％程度しか減少していなかった。これか
ら、約４０００分間、長さにして３２００ｋｍの光ファ
イバを、途中で石英管１８を交換せずに線引することが
可能であると求められた。

【００４４】次に、同じ装置および諸条件で、各硬化装
置１内の酸素濃度と紫外線硬化樹脂の硬化度との関係を
調べた。表１に示す４つの酸素濃度条件で光ファイバ１
０を線引し、Ｎｏ．３硬化装置１ｃを通過したときの紫
外線硬化樹脂の硬化度を調べた。具体的には、硬化後の
紫外線硬化樹脂について、赤外線スペクトル分析し、紫
外線硬化樹脂の硬化前後でピーク強度が変化しないベン
ゼン環に起因するピークと炭素間二重結合によるピーク
との強度比（前者で後者を割った値）を求めた。この強
度比を光ファイバの硬化度として、各条件での硬化度を
表１中に示す。強度比（光ファイバの硬化度）が０．１
５〜０．３の範囲の値であるものが良品である。３台の
硬化装置１を使用する場合、前記した紫外線の照射条件
においては、２台の硬化装置１内の石英管１８内の酸素
濃度を同時に１０％とすることは、許容範囲内であるこ
とが確認された。また、Ｎｏ．１硬化装置１ａ内の酸素
濃度を高くする場合は、Ｎｏ．２硬化装置１ｂまたはＮ
ｏ．３硬化装置１ｃ内の酸素濃度を高くする場合よりも
硬化度に影響すること分かった。

【００４５】

【表１】

【００４６】（従来例）各硬化装置１内の酸素濃度を１
００ｐｐｍに保つこと以外は、装置および諸条件を前記
の実施例と同じにして光ファイバ素線を線引した。線引
開始後約４７０分経過時に紫外線硬化樹脂の硬化が十分
でなくなった。その時までに線引された光ファイバの長
さは約３８０ｋｍであった。

【００４７】

【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。

【図面の簡単な説明】

【図１】各硬化装置の酸素濃度のパターンを示す図であ
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】光ファイバ素線製造装置の構成を示す図であ
る。

【図４】紫外線硬化樹脂の硬化過程において、紫外線透
過筒状体を透過する紫外線量の変化を示す図である。

【図５】硬化装置の構成を示す図である。

【図６】個々の硬化装置内の紫外線透過筒状体を透過す
る紫外線量の変化を示す図である。

【図７】硬化装置１、２および３のそれぞれの内部の紫
外線透過筒状体を透過する紫外線量の和の変化を示す図
である。

【図８】従来の硬化装置を示す図である。

【符号の説明】

１：硬化装置 １ａ：Ｎｏ．１硬化装置 １ｂ：Ｎｏ．２硬化装置 １ｃ：Ｎｏ．３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：流量調節器 ９：吸引ポンプ １０：光ファイバ １１：光ファイバ母材 １２：線引炉 １３：冷却装置 １４：塗布装置 １５：光ファイバ素線 １６：巻取器 １７：紫外線量測定器 １８：石英管 １９：混合箇所 ２０：流量調節バルブ ２１：線状体

Claims (5)

【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、該線
   状体に硬化装置内に配置された紫外線透過筒状体を通過
   させて該紫外線硬化樹脂を硬化させることからなる線状
   体に紫外線硬化樹脂を被覆する方法において、該紫外線
   透過筒状体に付着した曇りを除去しながら紫外線硬化樹
   脂を硬化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】 請求項１に記載の線状体に紫外線硬化樹
   脂を被覆する方法において、その内部に配置された紫外
   線透過筒状体内の酸素濃度を低下または向上することが
   できる硬化装置を複数直列に設置し、そのうちの少なく
   とも一つの硬化装置の紫外線透過筒状体内を低酸素濃度
   雰囲気下とし、その他の硬化装置の少なくとも一つの硬
   化装置の紫外線透過筒状体内を高酸素濃度雰囲気下とし
   て、高酸素濃度雰囲気下とした紫外線透過筒状体に付着
   した曇りを除去しながら紫外線硬化樹脂を硬化すること
   を特徴とする線状体に紫外線硬化樹脂を被覆する方法。
3. 【請求項３】 硬化装置内の紫外線透過筒状体内を高酸
   素濃度雰囲気下とする時間が該紫外線透過筒状体に付着
   した曇りを除去するのに十分なあらかじめ定められた時
   間であり、かつ各硬化装置内の紫外線透過筒状体内を低
   酸素濃度雰囲気下から高酸素濃度雰囲気下へ切り替える
   時点および高酸素濃度雰囲気下から低酸素濃度雰囲気下
   へ切り替える時点があらかじめ定められた時点であるこ
   とを特徴とする請求項２に記載の線状体に紫外線硬化樹
   脂を被覆する方法。
4. 【請求項４】 硬化装置内の紫外線透過筒状体を透過す
   る紫外線量をモニターし、紫外線量が減少してあらかじ
   め定められた値となった時点で該硬化装置内の紫外線透
   過筒状体内を低酸素濃度雰囲気下から高酸素濃度雰囲気
   下へ切り替え、その後、紫外線量が増加してあらかじめ
   定められた値になった時点で該硬化装置内の紫外線透過
   筒状体内を高酸素濃度雰囲気下から点酸素濃度雰囲気下
   に切り替えることを特徴とする請求項２に記載の線状体
   に紫外線硬化樹脂を被覆する方法。
5. 【請求項５】 紫外線硬化樹脂が被覆された線状体の長
   さを測定し、あらかじめ定められた長さの線状体に紫外
   線硬化樹脂が被覆された時点で硬化装置内の紫外線透過
   筒状体内を低酸素濃度雰囲気下から高酸素濃度雰囲気下
   へ切り替え、その後、あらかじめ定められた長さの線状
   体に紫外線硬化樹脂が被覆された時点で該硬化装置内の
   紫外線透過筒状体内を高酸素濃度雰囲気下から低酸素濃
   度雰囲気下に切り替えることを特徴とする請求項２に記
   載の線状体に紫外線硬化樹脂を被覆する方法。