(57)【要約】【課題】光ファイバに塗布された紫外線硬化樹脂を硬化させる際に、光ファイバ１の線ぶれが生じないような紫外線硬化樹脂の硬化方法を課題とする。【解決手段】第一ＵＶ硬化炉１４本体の上下に設置された上部無酸素室３２及び下部無酸素室３３のうち、上部無酸素室３２にのみ窒素導入管（供給管）３４を設け、窒素導入管３４から窒素ガスを導入し、光ファイバ１の走行方向と同一方向に窒素ガスを流す。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバに紫外線硬化樹脂を塗布し、その後、該光ファイバを硬化炉に挿通させ紫外線を照射することによって該紫外線硬化樹脂を硬化させる紫外線硬化樹脂の硬化方法であって、
上記硬化炉を貫通し且つ上記光ファイバを挿通させる保護管を設けておき、該保護管に光ファイバを挿通させて該光ファイバに塗布された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射するときに、保護管内に実質的に無酸素状態のガスを該光ファイバの進行方向と同一方向に供給することを特徴とする紫外線硬化樹脂の硬化方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバに塗布された紫外線硬化樹脂を硬化させる紫外線硬化樹脂の硬化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年大量の情報を伝送させるための光通信が広く普及してきている。そして、その光通信に用いられる光ファイバも、その需要が増大している。光通信用の光ファイバは石英からなっているが、光ファイバの表面に傷がつくと小さな力でその傷の部分から破断してしまうため、光ファイバの表面には保護のための樹脂被覆が施されている。樹脂被覆用の樹脂には、生産性向上のため塗布後の硬化時間が短い紫外線硬化樹脂が一般的に用いられている。光ファイバを母材から線引きした直後に樹脂被覆したものを素線と呼び、素線にもう一度樹脂被覆したものを心線と呼ぶ。また、多チャンネルの信号を扱うために、複数の光ファイバ心線を平行に並べてテープ化して使用する（以下、テープ化したものを光ファイバテープ心線という）ことも通常行われている。
【０００３】
このような光ファイバテープ心線は、予め樹脂被覆された単心の光ファイバ心線を並べて紫外線硬化樹脂をテープ状に塗布後、紫外線照射により硬化させて製作する。また、光ファイバに塗布された紫外線硬化樹脂は、硬化炉内で紫外線を照射されて硬化するのであるが、紫外線を発するＵＶランプは、高温になるために冷却空気により強制冷却されている。そして、樹脂塗布してから紫外線よる硬化までに樹脂表面が酸素に晒されることを防止するため、硬化炉内には窒素ガスが供給されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特願２００２−２３１３５３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、窒素ガスの供給方向が光ファイバの進行方向と逆もしくは不規則である場合、窒素ガスが抵抗となって光ファイバが揺れてしまい、樹脂硬化時に樹脂の片側に光ファイバが寄ったり、樹脂内で位置がばらつくなどのいわゆる線ぶれが生じていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、硬化炉内に供給する窒素ガスの流す方向を光ファイバの進行方向と同一にすることで、上述の問題を解決する。
【０００７】
すなわち、請求項１に係る発明は、光ファイバに紫外線硬化樹脂を塗布し、その後、該光ファイバを硬化炉に挿通させ紫外線を照射することによって該紫外線硬化樹脂を硬化させる紫外線硬化樹脂の硬化方法であって、
上記硬化炉を貫通し且つ上記光ファイバを挿通させる保護管を設けておき、該保護管に光ファイバを挿通させて該光ファイバに塗布された紫外線硬化樹脂に紫外線を照射するときに、保護管内に実質的に無酸素状態のガスを該光ファイバの進行方向と同一方向に供給することを特徴とする。
【０００８】
従って、無酸素状態のガスを光ファイバの進行方向と同一方向に供給するようにしたから、無酸素状態のガスが抵抗となって光ファイバが揺れてしまい線ぶれが生じることを防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１に実施形態に係る紫外線硬化樹脂塗布装置１０の概略を示す。この紫外線硬化樹脂塗布装置１０は、光ファイバ１に紫外線硬化樹脂を塗布・硬化することにより被覆して光ファイバ心線３とする装置である。
【００１１】
この紫外線硬化樹脂塗布装置１０は、送出ボビン１１と、送出ボビン１１の斜め上方に設けられた第一供給シーブ１２と、その下方に順に配設された第一ダイス１３、紫外線を用いた第一ＵＶ硬化炉１４（硬化炉）と、第一ＵＶ硬化炉１４の下方に設けられた第一方向転換用シーブ１５と、その第一方向転換用シーブ１５の斜め上方に設けられた第二供給シーブ１６と、その横方向に順に配設された第二ダイス１７、紫外線を用いた第二ＵＶ硬化炉１８と、第二ＵＶ硬化炉１８の横方に設けられた第二方向転換用シーブ１９と、その第二方向転換用シーブ１９の斜め下方に設けられた巻取補助シーブ２０と、巻取補助シーブ２０の斜め上方に設けられた巻取ボビン２１とを備えている。
【００１２】
送出ボビン１１には、コアとクラッドとからなる光ファイバ１が巻かれており、巻取ボビン２１の巻き取り力によって光ファイバ１が斜め上向きに引き出される。
【００１３】
第一供給シーブ１２は、送出ボビン１１から引き出された光ファイバ１を巻き掛けて、走行方向を下向きに変える。
【００１４】
第一ダイス１３は、径が光ファイバ１の径よりも大きい孔を上下方向に備えており、第一供給シーブ１２から供給された光ファイバ１がその孔に挿通され、その挿通の間に光ファイバ１の表面に未硬化液状の着色された紫外線硬化樹脂を塗布する。
【００１５】
第一ＵＶ硬化炉１４は、未硬化液状の紫外線硬化樹脂が塗布された状態の光ファイバ１が挿通され、入り口から入って出口から出ていく間に、紫外線硬化樹脂を紫外線照射によって硬化させて一時被覆された光ファイバ素線２を形成させる。
【００１６】
第一方向転換シーブ１５は、第一ＵＶ硬化炉１４からの光ファイバ素線２が巻き掛けられ、下向きに走行していた光ファイバ心線２の走行方向を斜め上向きに変える。
【００１７】
第二供給シーブ１６は、第一方向転換シーブ１５から引き出された光ファイバ素線２を巻き掛けて、走行方向を横向きに変える。
【００１８】
第二ダイス１７は、径が光ファイバ素線２の径よりも大きい孔を左右方向に備えており、第二供給シーブ１６から供給された光ファイバ素線２がその孔に挿通され、その挿通の間に光ファイバ素線２の表面に未硬化液状の着色された紫外線硬化樹脂を塗布する。
【００１９】
第二ＵＶ硬化炉１８は、未硬化液状の紫外線硬化樹脂が塗布された状態の光ファイバ素線２が挿通され、入り口から入って出口から出ていく間に、紫外線硬化樹脂を紫外線照射によって硬化させて光ファイバ心線３を形成させる。
【００２０】
第二方向転換シーブ１９は、第二ＵＶ硬化炉１８からの光ファイバ心線３が巻き掛けられ、横向きに走行していた光ファイバ心線３の走行方向を斜め下向きに変える。
【００２１】
巻取補助シーブ２０は、第二方向転換シーブ１９から引き出された光ファイバ心線３が順に巻き掛けられ、光ファイバ心線３を巻取ボビン２１へと導く。また、光ファイバ心線３に所定荷重をかけ、光ファイバ心線３が一定張力をかけられた状態で巻取ボビン２１に巻き取られるようにする。
【００２２】
巻取ボビン２１は、巻取補助シーブ２０からの製造された光ファイバ心線３を張力がかけられた状態で巻き取る。
【００２３】
上記第一及び第二ダイス１３，１７内の紫外線硬化樹脂は、高分子のモノマーと紫外線照射により分解等して活性化する重合開始剤とを含んでおり、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系などの樹脂を好ましく使用することができる。ここで酸素が存在すると、重合開始剤の活性化が阻害され、重合が不十分または重合しないことになる。
【００２４】
次に、硬化の工程について説明をする。
【００２５】
図２は第一ＵＶ硬化炉１４の垂直断面模式図であり、図３は水平断面模式図である。第一ＵＶ硬化炉１４の内部には、石英の保護管２５が上下に貫通するように置かれ、その中を光ファイバ１が通っており、この保護管２５と平行にＵＶ（紫外線）ランプ２６が第一ＵＶ硬化炉１４内部に置かれ、保護管２５とＵＶランプ２６は反射板２７に取り囲まれている。この反射板２７は図３に示すように水平断面が楕円形であって、その二つの焦点上にＵＶランプ２６と光ファイバ１が置かれて上下に延びている。従って、ＵＶランプ２６から出た紫外線２８は直接保護管２５を通過して光ファイバ１に照射され、あるいはそれ以外の方向に発せられた紫外線２８は反射板２７で反射されて高効率且つ均等に光ファイバ１に照射され、光ファイバ１の表面に塗布された紫外線硬化樹脂を均等に硬化させる。
【００２６】
上記ＵＶランプ２６は非常に高温になるため、図２に示すように、導入管２９から第一ＵＶ硬化炉１４内に冷却空気が導入され、この冷却空気が反射板２７に開けられた多数の孔３０を通ってＵＶランプ２６を冷却し保護管２５の外側を流れた後、孔３０を通って排気管３１から排出される。光ファイバ１は保護管２５で冷却空気が触れないように保護されているので、冷却空気の流れによって揺らされることはなく、冷却空気中のゴミが付着することもない。
【００２７】
上記保護管２５は、冷却空気の影響を避けるため第一ＵＶ硬化炉１４本体の上下に設置された上部無酸素室３２及び下部無酸素室３３の中にまで延びていて、各室３２，３３内に開口している。第一ＵＶ硬化炉１４本体と上部無酸素室３２及び下部無酸素室３３とのそれぞれの境界は壁によって仕切られている。上部無酸素室３２の内部には、窒素導入管（供給管）３４から窒素ガスが導入され、内部を実質的に無酸素状態にしている。なお、窒素ガスは上部無酸素室３２から保護管２５の中にも供給され、第一ＵＶ硬化炉１４内では光ファイバ１周囲の雰囲気はほとんど窒素ガスとなっている。
【００２８】
本実施形態では、上部無酸素室３２の上面はアイリス３５となっていて、中央の孔の大きさを変えられるようにしている。このようにアイリス３５としているのは、第一ＵＶ硬化炉１４からの紫外線の外部への漏れを最小にするため、及び光ファイバ１を最初に第一ＵＶ硬化炉１４内に通したりメンテナンスの際の作業のしやすさのためである。このアイリス３５は、下部無酸素室３３にも同様に設置されている。
【００２９】
そして、保護管２５と該保護管２５が挿通する上部無酸素室３２の孔との間にＯリング３６が設置されていて、第一ＵＶ硬化炉１４内の冷却空気が上部無酸素室３２及び保護管２５の中に入ってこないようにシールされている。Ｏリング３６は下部無酸素室３３にも設置されている。
【００３０】
従って、上述の紫外線硬化樹脂の硬化方法によれば、窒素導入管３４からの窒素ガスの導入方向を図の上から下に限定しているから、光ファイバ１を紫外線硬化樹脂塗布のため図の上から下へと走行させる際に、窒素ガスが光ファイバと同一方向に流れることになり、保護管２５内で窒素ガスが抵抗となって光ファイバ１が揺れてしまい、線ぶれが生じることを防止することができる。
【００３１】
また、第二ＵＶ硬化炉１８においても、第一ＵＶ硬化炉１４と同じ窒素ガスの導入方式を用いて図の左から右に窒素ガスを導入することで、上述と同様の効果が得られる。
【００３２】
また、上記実施形態は例示であり、本発明はこの例に限定されない。窒素ガスの代わりにアルゴンガス等を用いてもよく、実質的に無酸素状態のガスであればどのようなガスであっても構わない。紫外線硬化樹脂塗布装置１０の構成・構造や工程も実施形態で示したものに限られず、別の部材や工程を挿入してもよいし、一部部材を取り除いてもよい。また、第一ＵＶ硬化炉１４の構造や形状も限定されず、例えばアイリス３５の代わりに、単に中央に孔の開いた円板を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る紫外線硬化樹脂塗布装置を横から見た模式図。
【図２】実施形態に係るＵＶ硬化炉の鉛直断面模式図。
【図３】実施形態に係るＵＶ硬化炉の水平断面模式図。
【符号の説明】
１    光ファイバ
２    光ファイバ素線
３    光ファイバ心線
１０    紫外線硬化樹脂塗布装置
１１    送出ボビン
１２    第一供給シーブ
１３    第一ダイス
１４    第一ＵＶ硬化炉
１５    第一方向転換用シーブ
１６    第二供給シーブ
１７    第二ダイス
１８    第二ＵＶ硬化炉
１９    第二方向転換用シーブ
２０    巻取補助シーブ
２１    巻取ボビン
２５    保護管
２６    ＵＶランプ
２７    反射板
２８    紫外線
２９    導入管
３０    孔
３１    排気管
３２    上部無酸素室
３３    下部無酸素室
３４    窒素導入管
３５    アイリス
３６    Ｏリング
【図１】
2004189540.tif 000003
【図２】
2004189540.tif 000004
【図３】
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