JP2016210668A - Ultraviolet lamp device for manufacturing optical fiber - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ファイバ製造用紫外線照射装置に関する。 The present invention relates to an ultraviolet irradiation apparatus for manufacturing an optical fiber.
光ファイバ素線は、高速で線引きされる石英ファイバの外周に紫外線硬化性のコート材（特許文献１〜３）を塗布しつつ、高出力のメタルハライドランプや高圧水銀ランプ等のＨＩＤランプ（high intensity dischargeランプ）の紫外線を照射して、コート材の硬化反応を進行させることにより、製造されていた。
近年、紫外線領域に発光波長を有し強力な紫外線を発生させることができる紫外線発光ダイオード（紫外線ＬＥＤ；以下、単に「ＬＥＤ」という。）が開発されたことから、よりエネルギー効率が高く（発熱が少ない）、長寿命であるＬＥＤを光源に用いて光ファイバ素線又は光ファイバ心線（以下、総称して「光ファイバ」ともいう。）を製造するための検討が進められている。
従来、ＬＥＤから発せられた光を効率良く石英ファイバに照射するための検討がなされ、光が石英ファイバに集中する構造の紫外線照射装置が検討されている（特許文献４）。
An optical fiber strand is a high-intensity metal halide lamp, high-pressure mercury lamp or other HID lamp (high intensity) while an ultraviolet curable coating material (Patent Documents 1 to 3) is applied to the outer periphery of a quartz fiber drawn at high speed. It was manufactured by irradiating ultraviolet rays from a discharge lamp) to advance the curing reaction of the coating material.
In recent years, ultraviolet light emitting diodes (ultraviolet LEDs; hereinafter simply referred to as “LEDs”) having a light emission wavelength in the ultraviolet region and capable of generating strong ultraviolet rays have been developed. Studies are underway to produce optical fiber strands or optical fiber core wires (hereinafter also collectively referred to as “optical fibers”) using LEDs having a long life as a light source.
Conventionally, studies have been made to efficiently irradiate a quartz fiber with light emitted from an LED, and an ultraviolet irradiation device having a structure in which light is concentrated on the quartz fiber has been studied (Patent Document 4).
本発明は、面発光の光源から発せられた光を効率良く石英ファイバに照射することができる光ファイバ製造用紫外線照射装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an ultraviolet irradiation apparatus for manufacturing an optical fiber that can efficiently irradiate a quartz fiber with light emitted from a surface-emitting light source.
本発明者らは、特定構造の反射部と導光部を有する紫外線照射装置が、面発光の光源から発せられた光を効率良く石英ファイバに照射できることを見出し、本発明を完成した。 The present inventors have found that an ultraviolet irradiation device having a reflecting portion and a light guiding portion having a specific structure can efficiently irradiate a quartz fiber with light emitted from a surface-emitting light source, and completed the present invention.
すなわち、本発明は、少なくとも、面発光である光源部と、高速で線引きされる石英ファイバを中心にして概ね３６０度の反射板からなる反射部と、その反射部の一部に光源部から発せられた光を導入する導光部を有してなる光ファイバ製造用紫外線照射装置を提供するものである。
また、本発明は、当該光ファイバ製造用紫外線照射装置を用いて光ファイバ素線又は光ファイバ心線を製造する方法を提供するものである。
That is, the present invention emits from the light source unit at least to a light source unit that emits surface light, a reflection unit that includes a reflection plate of approximately 360 degrees centering on a quartz fiber drawn at high speed, and a part of the reflection unit. The present invention provides an ultraviolet irradiating device for producing an optical fiber having a light guide portion for introducing the light.
Moreover, this invention provides the method of manufacturing an optical fiber strand or an optical fiber core wire using the said ultraviolet irradiation apparatus for optical fiber manufacture.
本発明の光ファイバ製造用紫外線照射装置は、紫外線を効率良く石英ファイバに照射することができ、石英ファイバに塗布された紫外線硬化性コート材の硬化を効率的に進めることができる。 The ultraviolet irradiation apparatus for producing an optical fiber according to the present invention can efficiently irradiate the quartz fiber with ultraviolet rays, and can efficiently cure the ultraviolet curable coating material applied to the quartz fiber.
本発明において、光ファイバ素線とは、石英ファイバの表面に接して柔軟な一次被覆層を設け、その外側に剛性の高い二次被覆層を設けた多層被覆構造を有するものをいう。
また、光ファイバ心線とは、光ファイバ素線のほか、光ファイバ素線の外側に着色層を設けた光ファイバ着色素線、複数の光ファイバ着色素線を束ねてテープ層でテープ状にした光ファイバテープを含むものである。
In the present invention, the optical fiber means a layer having a multilayer coating structure in which a flexible primary coating layer is provided in contact with the surface of the quartz fiber and a highly rigid secondary coating layer is provided on the outside thereof.
In addition to the optical fiber strand, the optical fiber core wire is an optical fiber pigmented wire provided with a colored layer on the outside of the optical fiber strand, and a plurality of optical fiber pigmented wires are bundled into a tape shape with a tape layer. Optical fiber tape.
本発明の光ファイバ製造用紫外線照射装置は、少なくとも、光源部、反射部、導光部を有してなるものである。
光源部では、ＬＥＤ等の面発光の光源により紫外線が照射される。ＬＥＤは、シリコン製やサファイア製のウエハ上に半導体層を形成してから単一の光源を形成する大きさに切り出して製造されるものであるため、その切り出された大きさの大小にかかわらず、本質的に面発光の光源である。面発光の光源としては、ＬＥＤの他にも、同じくウエハ上に形成してから切り出して製造される有機ＥＬなどを挙げることができる。一方、光ファイバ製造用に用いられてきたメタルハライドランプや高圧水銀ランプ等のＨＩＤランプ（high intensity dischargeランプ）は、面発光の光源ではない。
The ultraviolet irradiation apparatus for producing an optical fiber of the present invention has at least a light source part, a reflection part, and a light guide part.
In the light source unit, ultraviolet rays are irradiated by a surface-emitting light source such as an LED. An LED is manufactured by forming a semiconductor layer on a silicon or sapphire wafer and then cutting it into a size that forms a single light source, regardless of the size of the cut out size. It is essentially a surface emitting light source. As the surface light source, in addition to the LED, an organic EL similarly manufactured by cutting out after being formed on a wafer can be used. On the other hand, HID lamps (high intensity discharge lamps) such as metal halide lamps and high-pressure mercury lamps that have been used for manufacturing optical fibers are not surface emitting light sources.
反射部は、高速で線引きされる石英ファイバを中心にして概ね３６０度の反射板からなるもので、反射部と導光部の接続部には、入射口があり、ここから、光が反射部へと導入される。入射口の形状は、導光部からの光を導入できれば良く、スリット形状のほか、任意の窓形状などいずれでも良い。ここで、概ね３６０度とは、厳密な角度で規定されるものではないが、上限は、導光部に占められる角度を除いた残り全周であることが好ましく、下限は、３００度以上が好ましく、３１５度以上がさらに好ましく、３３０度以上が好ましい。
反射部では、導光部から入射口を通して導入された紫外線を、直接又は反射して、中心の石英ファイバに照射する。反射部の形状は、光の反射効率が良いことから、円柱状が好ましい。また、入射口の形状は、導光部からの光を導入できれば良く、スリット形状のほか、任意の窓形状などいずれでも良い。反射部の内面は、光を反射する鏡面であるのが好ましい。
反射部の中心には、石英ファイバが位置するが、その外周囲には、石英管等で製造された透明な光ファイバカバーが設置されていても良い。
The reflection part consists of a reflection plate of approximately 360 degrees centering on a quartz fiber drawn at high speed, and there is an entrance at the connection part between the reflection part and the light guide part, from which light is reflected. Introduced into The shape of the entrance is only required to be able to introduce light from the light guide unit, and may be any shape such as an arbitrary window in addition to the slit shape. Here, approximately 360 degrees is not defined by a strict angle, but the upper limit is preferably the remaining entire circumference excluding the angle occupied by the light guide, and the lower limit is 300 degrees or more. Preferably, 315 degrees or more is more preferable, and 330 degrees or more is preferable.
In the reflection part, the ultraviolet light introduced from the light guide part through the incident port is directly or reflected to irradiate the central quartz fiber. The shape of the reflecting portion is preferably a columnar shape because the light reflection efficiency is good. Further, the shape of the entrance is only required to be able to introduce light from the light guide unit, and may be any shape such as an arbitrary window besides the slit shape. The inner surface of the reflecting portion is preferably a mirror surface that reflects light.
A quartz fiber is located at the center of the reflecting portion, but a transparent optical fiber cover made of a quartz tube or the like may be provided around the outer periphery thereof.
導光部は、光源部から発せられた光を反射部に導入するため、光源部と反射部を接続するように構成される。導光部の形状は限定されないが、光源部から反射部へテーパー状に形成したり、光源部の中心と入射口の中心を焦点とする楕円状に形成するのが好ましい。
導光部も、内面が光を反射する鏡面である反射板で構成されるのが好ましい。
The light guide unit is configured to connect the light source unit and the reflection unit in order to introduce light emitted from the light source unit to the reflection unit. The shape of the light guide unit is not limited, but it is preferably formed in a tapered shape from the light source unit to the reflection unit, or in an elliptical shape with the center of the light source unit and the center of the entrance opening as a focal point.
It is preferable that the light guide unit is also formed of a reflecting plate whose inner surface is a mirror surface that reflects light.
本発明の光ファイバ製造用紫外線照射装置は、光源部、反射部、導光部に加えて、光源部に電力を供給する電源部と、該電源部に制御信号を供給する制御部等を有していてもよい。 In addition to the light source unit, the reflection unit, and the light guide unit, the ultraviolet irradiation apparatus for manufacturing an optical fiber of the present invention includes a power source unit that supplies power to the light source unit, a control unit that supplies a control signal to the power source unit, and the like. You may do it.
本発明の光ファイバ製造用紫外線照射装置を用いれば、光を効率良く石英ファイバに照射することができ、石英ファイバに塗布された紫外線硬化性コート材の硬化を効率的に進め、光ファイバ素線又は光ファイバ心線を、効率良く製造することができる。
すなわち、石英ファイバ又は光ファイバ素線の外周に紫外線硬化性のコート材を塗布し、紫外線を照射して、コート材を硬化させて光ファイバ素線又は光ファイバ心線を製造する際、本発明の光ファイバ製造用紫外線照射装置を用いて紫外線照射を行うものである。
By using the ultraviolet irradiation apparatus for manufacturing an optical fiber according to the present invention, it is possible to efficiently irradiate the quartz fiber with light, and to efficiently cure the ultraviolet curable coating material applied to the quartz fiber. Or an optical fiber core wire can be manufactured efficiently.
That is, when manufacturing an optical fiber strand or an optical fiber core wire by applying an ultraviolet curable coating material to the outer periphery of a quartz fiber or an optical fiber strand, irradiating the ultraviolet ray to cure the coating material, The ultraviolet irradiation is performed using the ultraviolet irradiation apparatus for manufacturing optical fiber.
本発明において、光ファイバ素線とは、石英ファイバの表面にまず柔軟な一次被覆層を設け、その外側に剛性の高い二次被覆層を設けた多層被覆構造を有するものをいう。
また、光ファイバ心線とは、光ファイバ素線のほか、光ファイバ素線の外側に着色層を設けた光ファイバ着色素線、複数の光ファイバ着色素線を束ねてテープ層でテープ状にした光ファイバテープを含むものである。
In the present invention, the optical fiber means one having a multilayer coating structure in which a flexible primary coating layer is first provided on the surface of a quartz fiber and a highly rigid secondary coating layer is provided on the outside thereof.
In addition to the optical fiber strand, the optical fiber core wire is an optical fiber pigmented wire provided with a colored layer on the outside of the optical fiber strand, and a plurality of optical fiber pigmented wires are bundled into a tape shape with a tape layer. Optical fiber tape.
紫外線硬化性のコート材は、光ファイバの被覆に通常用いられるものであればいずれでも良く、このような紫外線硬化性コート材は、石英ファイバ又は光ファイバ素線の外周に塗布され、本発明の光ファイバ製造用紫外線照射装置を用いて紫外線照射されて、硬化され、光ファイバ素線又は光ファイバ心線を製造することができる。
照射出力や照射時間等は、適宜選択して行うことができる。
The UV curable coating material may be any material that is usually used for coating optical fibers, and such UV curable coating material is applied to the outer periphery of a quartz fiber or an optical fiber strand. An optical fiber strand or an optical fiber core can be manufactured by irradiating with an ultraviolet ray using an ultraviolet ray irradiating apparatus for producing an optical fiber and curing.
Irradiation output, irradiation time, and the like can be selected as appropriate.
次に実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は何らこれら実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these Examples at all.
実施例１
図１は、本発明の光ファイバ製造用紫外線照射装置１の一実施例を示す。
ＬＥＤからなる光源部２から照射された光は導光部４を通り、直接又は反射部３で反射され、光ファイバ５に照射されるように構成されている。光ファイバ５の周囲には、石英管等で製造された透明な光ファイバカバー６が設けられている。
反射部３は、内面が光を反射する鏡面である反射板で構成されている。反射部３の形状は、光の反射効率が良いことから、円柱状に形成されている。
導光部４は、光源部２から発せられた光を反射部３に導入するもので、光源部２から反射部３へテーパー状に形成されている。導光部４も、内面が光を反射する鏡面である反射板で構成されている。反射部３と導光部４の接続部には、スリット形状の入射口７があり、光が反射部３へと導入される。
入射口７は、図２に示すように、スリット形状のほか、任意の窓形状とすることができる。
Example 1
FIG. 1 shows an embodiment of an ultraviolet irradiation apparatus 1 for manufacturing an optical fiber according to the present invention.
The light emitted from the
The
The
As shown in FIG. 2, the
実施例２
図３は、本発明の光ファイバ製造用紫外線照射装置１の一実施例を示す。
ＬＥＤからなる光源部２から照射された光は導光部４を通り、直接又は反射部３で反射され、光ファイバ５に照射されるように構成されている。光ファイバ５の周囲には、石英管等で製造された透明な光ファイバカバー６が設けられている。
光源部２及び反射部３は、実施例１と同様である。
導光部４は、光源部２から発せられた光を反射部３に導入するもので、光源部２の中心と入射口の中心を焦点とする楕円状に形成されている。その他は、実施例１と同様である。
Example 2
FIG. 3 shows an embodiment of the ultraviolet irradiation apparatus 1 for manufacturing an optical fiber of the present invention.
The light emitted from the
The
The
１：光ファイバ製造用紫外線照射装置
２：光源部
３：反射部
４：導光部
５：石英ファイバ
６：光ファイバカバー
７：入射口
1: UV irradiation device for optical fiber production 2: Light source unit 3: Reflection unit 4: Light guide unit 5: Quartz fiber 6: Optical fiber cover 7: Entrance
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Applications Claiming Priority (2)
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| JP2015092201 | 2015-04-28 | ||
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|---|---|---|---|---|
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| JP2019003107A (en) * | 2017-06-16 | 2019-01-10 | ウシオ電機株式会社 | Light irradiation device, light irradiation method |
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