光纤光缆制造工艺及设备(9)

颜料涂覆系统：主要有去静电装置、涂覆模具、颜料供应容器、冷却风机、固化炉、光纤外径测量仪等设备。它是着色机的核心部分。着色的工艺质量与着色层的厚度、不圆度、同心度均由其的操作决定。是着色机最关键部位。

颜料:兰 桔 绿 棕 灰 白 红 黑 黄 紫 粉红 青绿

牵引装置：采用轮式牵引机，牵引光纤在设备上的移动，通常，牵引速度即为生产线的线速度。

收排线装置：主要由收线排线传感器、光纤收线盘、收线张力测量仪、牵引张力测量轮、收线张力调节轮等设备组成。基本的功能是对已经着色光纤收卷成盘，为下一道工序做准备。要求收线张力和排线节距合理科学，排线节距为0.29±0.02mm。

主控柜和辅助设备的设计可参阅5-3-1中控制系统相关内容。

5.4.2.2.着色工艺生产中主要控制参数

评价一台着色机的性能的最关键的指标是：在保证不损害光纤的各种性能和一定颜料固化度的前提下的最高生产速度

1）.放线、收线张力控制和排线质量

要严格控制收放线张力值，在选择张力值时应考虑两个因素：一方面应保证光纤在移动传输过程中平稳不抖动、不松驰、不拉紧，另一方面应保证光纤在收线盘具上排线质量。

通常光纤放线张力控制在50-60±5g，收线张力控制在60-70±5g。排线节距为0.29±0.02mm。

2）.着色速度的要求

光纤在着色时，其着色生产线线速度的控制与时间之间应遵循这样的关系：

①以缓慢速率（上升速率应为均速）将着色机线速自0升到V0初始速度，所需时间为t0； ②当着色机线速升至V0时，以30~50m/min的慢速升到正常的生产速度Vt=1000~2100m/min。

在此期间，当速度升到Vi=100m/min时，向着色涂覆器和紫外固化炉内充入氮气（N2），Vi 对应的时间为ti，而到达生产速度的时间是tt；

③以正常生产速度Vt运行设备，着色操作进入正常的程序；

④着色工艺结束时，应将生产线速度以均匀的速率降低，而最终速度应控制在适当范围内，否则如生产线的速度过快，光纤将受到拉伤，促使裂纹增大甚至使光纤断裂。

在着色光纤运行结束时，最终速度最佳控制在0m/min。但在实际生产中，为了不浪费光纤，使光纤全部被绕到收线盘上，一般最终速度保持在100m/min以下即可。

3）.模座温度和着色模尺寸规定：

模座温度主要根据油墨粘度特性、生产速度等因素调节。模座温度过高，使油墨粘度过低，产生回流现象严重，且会出现过早固化现象，而模具孔也会有残留硬物出现，此时，光纤在穿过模具时，表面会受到刮伤；温度过低，油墨流动性变差，在高速着色操作时，影响油墨供给，会出现间歇着色现象，光纤表面着色不均。因此，针对不同型号及不同颜色的油墨必须找出与生产线速度V匹配的的最佳温度点。一般情况下，当生产线速度为1000-2100m/min时，着色模座温度在30-65℃.

随着光纤拉丝工艺的成熟与发展，光纤外径的均匀性也得到很大的改善。着色模直径尺寸由原来较粗大（ 275 um）向着更精确发展，对于普通通信用的多模和单模光纤的着色层而言，现已控制在 258um，甚至精确到 252um。着色模直径尺寸大小与光纤外径有着密切的关系，着色模直径过大，会使光纤着色层偏厚，一方面浪费油墨，另一方面会因膜层过厚出现固化不良现象；而直径过小，一次涂覆光纤在模具中受阻严重，会导致光纤断裂。因此，着色模直径尺寸一定要根据光纤的外径要求进行正确的选择。

4）.着色油墨（着色剂）

传统光纤着色剂有两类，表印油墨和丙烯酸基油墨。经多年研究，目前推荐使用的着色剂是后一种，即丙烯酸基油墨，为了保证油墨的质量，油墨必须储存在30℃以下，干燥无日光照射环境下。为保证着色层色泽均匀，使用前应搅拌油墨。若未进行搅拌或搅拌不均匀，会出现颜料与基料分离或有沉淀物产生，导致着色时，光纤着色层颜色不鲜明或无颜色。

严格控制油墨的压力， 2.4bar或2.1bar,可根据生产线的速度和油墨的粘度进行调节，压力过高时，会使回流严重，造成油墨浪费，过低，在高速情况下，油墨供给不足，着色量过少，产生间歇染色现象严重。油墨加热温度应控制在40～65℃。

5）.烘干速度：

着色剂固化烘干由UV紫外灯固化完成，烘干速度由UV紫外灯光功率大小决定。而UV灯光功率的大小则由生产线的运行速度决定。一般烘干速度应与生产线速度同步。

6）．环境条件：

着色工序对环境有着较高的要求，环境温度应控制在１５～３０℃，同时，光纤高速运动下带有静电，会吸附空气中的尘埃，经过着色板时会堵塞着色模口，导致光纤受力甚至光纤断裂。因此，要保证工作环境的干燥,清洁，并定期对光纤导轮、导孔、模具、瓷钩、过滤网、石英管等部位进行清洗并且保持清洁。

5.5光纤二次涂覆或套塑工艺

光纤二次涂覆工艺，有时又称之为套塑工艺，它是对经过一次涂覆着色后光纤进行的第二层保护操作。经一次涂覆后的光纤，其机械强度仍较低，如不经进一步的增强仍是无法使用的。众所周知，光纤在实际使用中不可避免的要受到外部张应力或压应力或剪切力的作用，外力作用不仅会影响光纤传输性能，对其机械特性的影响会更大，同时，当外部环境温度发生变化时，由于一次涂覆光纤的温度特性差，也会影响光纤的传输特性。为此，为滿足光纤在成缆、挤护套等后序各工序以及运输、？设、实际使用时对其传输特性和机械特性的要求，

必须对一次涂覆着色后光纤进行进一步保护，使光纤具有足够的机械强度和更好的温度传输特性。套塑操作的目的就是要保护光纤的一次涂覆层，增加光纤的机械强度，改善光纤的传输特性与温度特性。套塑工艺操作可分为松套、紧套、成带三种工艺方式。松套工艺是在一次涂覆光纤的外表面，再挤包上有一定直径一定厚度的松套缓冲塑料管，简称松套管，一次涂覆光纤在松套缓冲塑料管中可以自由移动，松套管内充有阻水石油膏，根据套松管内光纤结构的形态可以分为二种：普遍松套光纤套塑，此时，管内光纤可以是一根，也可以是一束多根；光纤带松套套塑，松套管内光纤为光纤带；紧套光纤，顾名思义就是将经过一次涂覆的光纤外层再紧紧的挤包一层同心丙烯酸酯、尼龙或聚乙烯等高分子聚合物层，二次涂层紧贴在一次涂覆层上，光纤在二次涂层不能自由移动；所谓光纤成带就是将若干根，如：2X2、4X4、6X6、8X8、12X12、16X16、24X24，着色光纤按照一定的规律，有顺序的平行排列在一起，并且用聚乙烯等高分子材料粘结成带状光纤后再叠带的工艺操作过程，而排列、粘结的工艺过程称之为成带，又称并带。下面分别进行论述。

5.5.1光纤紧套工艺

为了保护光纤不受外部影响而在光纤涂覆层外直接挤上一层合适的塑料紧包缓冲层的过程，称之为光纤套紧工艺。目前生产紧套光纤常用的方法有两种：一种适用外径为250μm的一次涂覆光纤，将其直接套塑至900μm；另一种是采用二层涂层完成 ，先将外径为250μm的一次涂覆着色光纤涂覆一层缓冲层，缓冲层直径在 350～ 400μm，然后再紧套至900μm，缓冲层材料一般采用硅酮树脂，。两种方法各有利弊。第一种方法工艺简单，但是由于涂层过厚， ＝650μm，给涂料的固化带来不便并且在固化过程中，由于温度变化和残留应力作用，使光纤传输性能受到影响；第二种方法可以缓解第一种方法的不足，并且由于缓冲层使用硅酮树脂，可以更好地改善光纤温度特性，但是其工艺相对复杂，设备投资增加，工序增多。

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