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UV-LED固化工艺在光纤着色上的应用

 吴工图书馆 2022-12-31 发布于山东

作    者:林  飚

单    位:汕头高新区奥星光通信设备有限公司

摘    要:本文主要探讨UV-LED固化工艺在光纤着色上的应用,通过材料选用、设备和工艺调试,结合生产实际应用和长期的跟踪验证,制定了一套稳定的UV-LED光纤着色固化生产工艺。

关键词:UV-LED固化装置;UV-LED固化油墨;设备;工艺;温度性

一、引言

传统的光纤着色工艺使用汞/金属卤化物灯作为光源,传统的汞灯存在寿命短、效率低、耗能高等缺点,同时使用完的汞灯对环境具有一定的汞污染。UV-LED光纤着色固化工艺具有使用寿命长(目前我司使用时间最长的UV-LED固化炉已超过2.2万小时,未更换过灯组等配件)、固化效率高(光能量高、光输出稳定)、节能(汞灯固化工艺两根灯管功率为12000W、UV-LED固化工艺只需2000W就可达到同等效果,节约耗电量84%)、环保、噪音小等特点。

二、UV-LED固化工艺

1、 UV-LED最大的特点是:发出单一波长的紫外光光谱,我司采用的UV-LED固化设备的光谱为395nm,使用专用的UV-LED固化油墨。油墨使用前需以8转/分钟的速度转动8小时以上。油墨转动前,需将油墨瓶倒置摇晃5次以上,使静置过的油墨内的各类物质更加均匀,提高搅拌效果。如图1。

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图1

2、UV-LED固化装置的生产速度按照设备生产速度设定电功率(w)。根据试验结果,生产散纤时,生产速度与设备电功率的比例不低于0.8w/1m,试验生产速度2400m/min,设备电功率设置最低1950w,取2400m/min速度段生产的着色光纤进行耐摩擦试验,使用660g配重块在耐摩擦试验机上摩擦100次,试验着色纤样品未发现褪色现象。生产并带用光纤时,生产速度与设备电功率的比例不低于1w/1m,试验生产速度2000m/min,设备电功率设置最低2000w,取2000m/min速度段生产的着色光纤进行耐摩擦试验,使用660g配重块在耐摩擦试验机上摩擦200次,试验着色纤样品未发现褪色现象,按照该生产速度和设备功率设定生产了12色全色谱光纤进行光纤带并带,所有颜色均未出现剥离差现象。已连续30个月份取两种着色工艺生产的着色光纤进行28天光纤与纤膏(纤膏温度80℃)相容性试验,所有试验样品未发现颜色迁移现象。按照以上设置,油墨层固化度检测值如表1。

表1

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3、UV-LED固化工艺对于氮气纯度的要求比汞灯高,根据多次试验结果发现,生产散纤时氮气纯度需高于99.980%。氮气纯度低于99.975%时,按照设备设置功率0.8w/1m,试验生产速度2400m/min,高速段生产的着色光纤取一段10米的样品,分为10段1米样品进行耐摩擦试验,使用660g的配重块在耐摩擦试验机上摩擦100次,4个样品出现褪色现象,不合格比例为40%。氮气纯度高于99.975%,同样采取以上方法进行试验,试验样品均未出现褪色现象,为防止生产过程中氮气纯度出现波动,将氮气纯度要求提高到98.980%以上。

生产并带用着色光纤时,氮气纯度需高于99.995%;通过分析以往空气湿度变化,特别是阴雨天时空气中含水量较高,影响制氮机的制氮效果,氮气纯度低于99.995%时生产的并带用着色纤,在并带工序易出现着色层剥离差现象。石英玻璃管的内径不大于20mm,可减少氮气的损耗,增加石英玻璃管内的氮气纯度。UV-LED固化装置的光纤进入口和出口,在保证着色光纤不会刮伤的情况下尽可能缩小出入口的尺寸,减少空气的流入和氮气流出。

三、总结

通过试验和长期生产跟踪的结果,UV-LED固化工艺可以满足光纤着色工序的工艺生产要求。UV-LED对比传统的汞/金属卤化物灯,虽然UV-LED灯组的前期投入较大,但使用寿命可超过2万小时,汞灯使用寿命仅为1000小时。并且根据以往使用汞灯的经验,汞灯灯管在连续生产并带用光纤时,使用寿命达不到1000小时,经常出现固化度不合格需要返工。使用UV-LED固化工艺,因其稳定性和后期维护成本小,减少了边际成本的产生。比传统的汞灯节约耗能84%,大大节约了生产经营成本。
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END

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