1、本文檔如對你有幫助，請幫忙下載支持!光纜制造培訓教材第二章光纖著色工藝江蘇中利電纜有限責任公司技術部光纖著色工藝學目錄第一節概述第二節光纖著色設備第三節光纖著色工藝第四節光纖著色的質量控制第五節光纖著色的缺陷和預防第一節概述傳統的電線已采用色標來辨別它們在電纜中的位置，這樣用色標區分后就可以正確地接線，而不至于將電線的任何一端接錯。光纖也需要同一的辨認方法。實用中，絕大多數光纖安裝好后是沒有通向光纖兩端的入口的，這就使查找辨認光纖更加困難。而且光纖又無法用電氣設備做連通試驗，因此用于辨認光纖的色標比電線的色標要求還要嚴格。為了便于光纖的識別和光纜敷設過程中的光纖接續，使光纖具有不同的顏色標志。

2、光纖著色就是利用著色機將油墨均勻地涂覆在光纖的表面。早期光纖著色工作是簡單地用電纜著色設備把溶液性油墨涂到光纖上，然后讓光纖通過烘干箱將色墨烘干固化。由于這些材料是溶液性的，污染嚴重，抗磨性差，抗光纜油膏的能力也是一個難解決的問題。現在研制的UV本文檔如對你有幫助，請幫忙下載支持!固化油墨就基本上解決了上述問題?，F在試驗的涂覆用油墨是一種光纖專用油墨，它含有一定的紫外光交聯劑，一般要求與光纖有很好的結合力，并且與光纜中的其他材料有較好的相容性，同時它與溶液性涂料非常類似，具有顏料的淀積性能。著色的顏色為十二種，即藍、桔、綠、棕、灰、白、紅、黑、黃、紫、粉紅、青綠。每種顏色它的光譜有所不同，因而

3、在相同工藝條件下其固化度也有所不同。目前，已經有人將著色工序結合到了拉絲的工序中，即將顏料涂覆在第一層與第二層包層之間，這樣就可以省掉一道工序，并且不存在固化不好而引起退色問題。當工廠不具備制棒和拉絲能力時，光纖著色一般是光纜制造廠的光纜制造的第一道工序。因此它雖然操作比較簡單，但也有一定的技術含量和操作技巧。第二節光纖著色設備光纖著色一般是制造光纜的第一道工序，且光纖本身是一個非常脆弱的元件。因此，著色設備的性能可為下一工序的質量提供保證，同時高生產能力可節約公司的資源配置。如進口機產量是國產機的三倍，換句話說買三臺國產機不如買一臺進口機。光纖著色的主要設備是著色機，可以進行著色和復繞兩種功

4、能。一般國產的著色機的生產速度為200500m/min,進口設備的線速度可以達到1500m/min,并能進行光纖的緊套工藝。一、著色機的主要組成部分著色機主要有機架、主動放線架、收放線張力裝置、涂覆系統、UV固化爐、牽引計米裝置和收排線裝置組成。著色機的工作原理1、主動放線架本文檔如對你有幫助，請幫忙下載支持!主動放線架是一懸臂軸式的放線裝置，由一寬調速直流電機通過齒形帶傳動，使光纖盤軸旋轉，從而實現光纖的主動放線。有些還可以自動對中移動。2、收放線張力控制收放線張力控制采用舞蹈器結構。該結構中裝有精密電位器，其作用是控制光纖的收放線速度，并能自動跟蹤，光纖上的張力大小可通過調節機構來進行調節

5、。3、涂覆裝置涂覆裝置分為壓力式涂覆和開放式涂覆兩種。一般由涂覆模、恒溫裝置、儲料罐、氣路、壓力調節裝置等組成。4、UV固化爐UV固化爐是著色機的心臟，由抽氣罩、爐體、反射鏡、高壓汞燈、石英玻璃管、紫外光檢測器等組成。5、牽引計米裝置牽引是由一寬調速電機通過一同步齒形帶一一定的減速比帶動牽引輪，并且通過平形帶和牽引輪之間的摩擦來達到牽引光纖的目的。計米由數字計米器、光電碼盤和光電轉換器組成。6、收排線裝置采用懸臂軸式結構。收線由一寬調速電機通過一同步齒形帶以一定減速比帶動收線盤轉動。排線由寬調速直流電機經過一同步齒形帶以一定減速比帶動滾軸絲桿，使收線架往復運動，換向由光電開關執行，位置可調，或

6、采用線盤對中往復運動來進行排線。第三節光纖著色工藝著色其實是一項顏料涂覆加工過程，與電纜行業中生產漆包線有些類似。著色的過程是將著色油墨經過涂覆、紫外光照射形成固體薄膜，從理論上來本文檔如對你有幫助，請幫忙下載支持！講溶液狀態的油墨變成高聚物本體，這是一個復雜的物理和化學過程。液體油墨其所以能涂覆在光纖上而形成均勻光滑的涂層薄膜，這個問題涉及到液體表面張力、濕潤角等特征參數、油墨溶劑蒸發特性以及油墨交聯特性等。一、粘性液體流動理論1、表面張力落在荷葉上的雨滴與野草上的露珠，都形成球形，這說明液體表面是“一張有收縮趨勢的張緊的薄膜”，這種現象可用液體分子間的相互引力來解釋。在液體內部的每個分子的

7、周圍都存在著其他分子，這些分子之間產生的引力能達到暫時的平衡；而在液體表面的情況就不同了，處于液體表面層的分子一方面受到液相方面分子的引力，其作用力垂直于液面而指向液體深處；在液體表面的另一相則是氣體，其分子與液體分子相比，數量既少，距離也較遠，因此液體的分子受到液相內部的吸引力就大，而受到氣相方面的吸引力較小，所以不能產生與之相平衡的引力，因而液體表面有一個收縮的趨勢。這就是液體具有表面引力的原因。表面張力的表現就是液體力求表面積收縮到最小為止。因為相同體積的幾何形狀中，球的表面積最小，所以液體不受任何其他力的作用，在表面張力的作用下它將變成球形。表面張力的方向與液面邊界垂直。表面張力f大小

8、與液面邊界的長度成正比f=(TL式中。為液體表面邊界單位長度上的表面張力系數，單位dyn/cm表面張力系數。與下列因素有關：(1)不同的液體，表面張力系數不同；(2)同一種液體隨溫度的升高，表面張力系數而減小;本文檔如對你有幫助，請幫忙下載支持!(3)與液體純度有關。液體中含有雜質，尤其表面上的雜質使表面張力系數發生變化。(4)與液體表面相接觸的氣體種類有關。通常表面張力系數是在液體的飽和蒸汽壓力與空氣相接觸的情況而測得的。利用表面張力規律可以解釋著色時的一些現象。油墨中包含的氣泡(存在時將造成著色層表面不光滑或脫節)是由于油墨在攪拌加料過程中夾雜了空氣，空氣的浮力使其上升到表面。但由于油墨的

9、表面張力，使空氣不能沖破油墨表面而留在油墨中，形成氣泡。這種現象可以在涂覆杯中可以看到，有大量的氣泡在翻滾，如果氣泡小于光纖與模具的間隙，氣泡就被光纖帶走。如下圖，氣泡A的浮力等于B處的油墨表面張力，所涂的油墨層容易起粒，表面不光潔，因此盡量避免油墨中有氣泡。由于表面張力的作用，液面在凸起時，其下層液體將產生一個附加壓強P,其值為：P=2(t/R式中：(T為表面張力系數R:該點的曲率半徑當液面凹下時，也將產生數值相同的附加壓強，但值為負值。當光纖從模具出來后，油墨在較厚處的曲率半徑最小，產生了一個很大的附加壓強，促使油墨向薄的地方流去，直至相等，起到使油墨層拉圓的作本文檔如對你有幫助，請幫忙下

10、載支持!用。如果光纖本身成橢圓形，著色時在附加壓強作用下，油墨則在橢圓長軸的兩端變薄，而在短軸的兩端偏厚，形成顯著的不均勻現象，所以，光纖的橢圓度應符合要求，當然，橢圓度主要的影響是光纖的傳輸性能和熔接性。2、濕潤現象當液體和固體接觸時，通常用濕潤程度來表示它們之間的關系。表面清潔的光纖通過涂覆模后，光纖上就會覆蓋上一層油墨。如果光表面沾有油污或水份，就不能涂上油墨，這是因為油墨能濕潤光纖而不能濕潤油類物質。濕潤現象也是分子力作用的一種表現，如果液體表面張力大于固體與液體間的附著力，則液體就縮成球形，在這種情況下油墨就涂不到光纖上。如果固體與液體的附著力大于液體的表面張力，液體就能在固體表面展

11、開成為一個薄層。這種情況就能使油墨很好地涂覆在光纖上。液體與固體接觸所夠成的角度叫做接觸角。當處在濕潤的情況下，其接觸角是銳角，否則是鈍角。如下圖：接觸角和表面張力的關系如下圖，由圖表明，接觸角大（cos。），則表現張力小，油墨的拉圓作用差。因此，接觸角應取一定的范圍。上述油墨特性參數之間存在內在聯系，粘度、表面張力和接觸角的值都要具有針對性都要調整。在著色過程中，油墨的粘度、固化能量、表面張力和接觸角都是內因，溫度、速度、固化燈功率等因素是外因。內因是外因的根據，外因則是變化的條件，外因通過內因起作用，相互之間是有影響的，整個光纖著色過程要調整好其相互的關系。本文檔如對你有幫助，請幫忙下載支

12、持！二、著色過程的成膜光纖經涂覆模后，進入固化爐，主要經歷了油墨的涂覆拉圓和紫外固化過程，這個過程對光纖的著色質量十分重要。為了便宜理解，分兩個方面來講。1、 著色油墨的涂覆過程前面已經講到，著色是利用油墨的表面張力來進行成膜的，而表面張力取決于著色油墨的質量情況。不同顏色、不同的產地其油墨的粘度也不同，因此其表面張力也不同。如下表是DMS的著色油墨，顏色不同，其粘度也不同，綠色油墨粘度為1010Mpa.S,而棕色則要2630Mpa.So粘度越小，其表面張力也越小，流動性也好，可以提高涂覆速度。顏色配方編號粘度30C,Mpa.S密度g/cm3紅色369-16-117051.13黃色369-17

13、-116401.12綠色369-14-110101.12蘭色349-303-110301.14白色369-15-113501.19黑色369-10-121501.11粉紅369-59-112851.14紫色369-18-119801.13橙色369-13-117701.13棕色369-11-126301.13灰色369-12-113501.19青綠349-304-218121.15涂覆模具一般都比光纖外徑大0.10.2mm。如光纖白直徑為0.245mm,本文檔如對你有幫助，請幫忙下載支持！而涂覆模具的孔徑取0.260mm,涂覆后的光纖直徑只能達到0.2500.256mmo這是為什么呢？其實這個

14、問題前面已經講到，光纖在涂覆過程中有一個拉伸的過程（對涂覆層而言），在拉伸的過程中使涂層變薄而外徑變小。光纖在通過涂覆模時，其涂層外形不一定是正規的圓形，可能出現下圖形狀，通過拉伸和表面張力是作用使其變圓，并促使厚薄均勻。當油墨的粘度較小時，所需的拉圓時間就越少。在粘度很大時，有時表面張力不能克服油墨的內摩擦力的作用，則將造成涂層的不均勻。也就是利用油墨的表面張力使油墨涂層拉圓，保證涂覆厚度的一致性。當帶著油墨的光纖出模具后，在涂層的拉圓過程中還有一個重力作用的問題。若拉圓的作用時間很短，則重力對其影響很小，涂層均勻。若拉圓的時間很長，這時由于重力作用涂層就會向下流淌，使局部涂層增厚。當然重力

15、問題跟油墨的粘度也有直接關系，粘度很高時，油墨內摩擦力很高，流動性差，也就是說重力對其影響較小，反之則反之。2、油墨的固化經過涂覆模的油墨仍然是液體狀態，要取得著色層很好的使用特性，必須使其變成固體并能與光纖本身有良好的結合，同時要有一定的壽命。光纖著色油墨是一種含有紫外光交聯劑的顏料、樹脂混合體，當有涂層的光纖通過固化爐后，一方面油墨受紫外光照射，交聯劑與油墨中高分子材料反應，促使其生成網狀固相結構，另一方面，油墨涂層在固化爐內受熱，將油墨中的揮發物蒸發。固化的質量與油墨本身的固化能量、粘度和線速度以及固化燈功率有密切的關系。下面分別對其相互關系進行探討。如果油墨本身需要的固化能量很小，那么

16、當固化燈功率和線速度一定時，其固化質量越好，甚至可以進一步提高生產線速度但是如果固化過頭,本文檔如對你有幫助，請幫忙下載支持！也可能使油墨裂解，影響使用性能。當油墨的粘度很高時，則其表面張力很大，也就是說在涂覆模與固化爐距離一定時，粘度高的油墨具涂層厚度要比粘度小的要厚一些（在同等速度下），所以其固化的時間要相對長一點。當固化燈功率很小時，而帶有油墨涂層的光纖在固化爐內停留的時間又一定，所以會帶來固化不完全，造成退色或涂層脫落。當固化燈的功率很高,光纖在爐內接受紫外線照射的時間較長，可能使丙烯酸樹脂產生裂解，使油墨性能嚴重惡化。在固化燈功率、油墨固化能量及粘度一定時，線速度高于固化時間時，就會

17、出現固化質量下降，造成涂層退色或脫落。但當線速度下降時，光纖在固化爐內停留時間較長，則使油墨受紫外線長期照射而產生高分子裂解，破壞油墨原有性能。三、著色固化要求和控制前面已經提到固化度的問題，固化不夠會出現退色或涂層脫落，固化過頭會出現高分子樹脂裂解。一般著色油墨的固化度有很大的安全余量，只要不過分固化過頭，就不會出現裂解現象，因此，著色的固化質量主要是固化不夠。那么怎樣去檢測和評判固化質量呢？一般在著色工序中檢測固化度，不需要復雜的儀器，根據油墨的特性，采用沾有丙酮的脫脂棉在著色好的光纖上來回擦拭100次，棉球上應無肉眼可見的明顯顏色，即可判定固化合格或滿足要求。當出現有退色時，可以適當降低

18、線速度后再重新檢測，直至合格為止。當然也可以增加固化等功率的方式來實現。對于一些短時間的過期油墨，可通過上述方式來生產。對于一些涂層脫落的缺陷，不完全的固化的質量問題，其可能是裸光纖上有水分所致。在實際生產中要加以區分、識別缺陷類型和原因本文檔如對你有幫助，請幫忙下載支持！四、著色過程張力的影響光纖的主要材料是二氧化硅，按其特性強度是很高的，其楊氏模量為71000N/mm2。光纖的篩選強度為0.7GPa,而光纖在實際使用中其受力應不大于篩選力的1/31/5左右。因此在整個著色過程中收放纖的張力一般為30100g,張力過小會使光纖抖動或收纖不緊密。張力過大，會使光纖的微裂紋增加，可能引起斷纖和由

19、于應力的產生而影響使用壽命?？傊扛策^程看似十分簡單，卻有相當的學問，其間的關系錯綜復雜，有高分子理論、有粘流體的變形理論等。這里我們只要大家了解一些基本的概念和原理，掌握實際生產中各因素的相互關系。第四節光纖著色的質量控制光纖著色工序對其他工序來說，它只是將油墨通過特殊模具涂在光纖表面，因此其工藝控制要求相對簡單。但前面已經提到光纖是非常嬌嫩的元件，一不小心就會使光纜不合格。光纖的著色工序過程的質量控制一般分為三個階段，即準備階段、運行階段和完工階段。一、準備階段的質量控制1、 在未裝光纖之前，應根據設備點檢表的要求，檢查設備情況。必要時啟動設備進行試運行，檢查各相關部件的運行情況，各類保

20、護開關按鈕是否有效。2、 檢查領用的光纖和油墨是否符合工藝規定和生產指令的要求，如光纖的種類、產地，油墨的產地和保質期等。3、 按工藝要求設定光纖的放線和收纖的張力，以及將油墨按要求進行搖勻。4、 按要求將沖洗潔凈的模具裝配好，同時檢查壓縮空氣和痰氣的壓力和質量。本文檔如對你有幫助，請幫忙下載支持!5、 光纖收線盤的要求應與生產長度相適應，裝夾光纖盤時按設備操作規程進行。二、運行階段的質量控制1、 設定好生產線速度以及一些相關參數后，按光纖的走線路徑穿引好光纖，不能繞反或少繞幾圈。2、 未著色光纖的尾端應從纖盤上去掉，以防損壞設備或拉傷光纖。3、 啟動后低速運行一段時間，以進一步檢查設備情況，

21、同時密切注意舞蹈輪位置和張力的變化，確認無問題后加速運行。4、 加速后應及時用酒精棉檢驗光纖的色勞度以防固化不良而退色。必要時進行減速。5、 注意光纖的抖動情況和排線情況，隨時調整。6、 運行過程中嚴禁用臟手觸摸未著色光纖，或其他運行部件。7、 注意環境條件，不能有嚴重粉塵或溫度變化太大。8、 換顏色時應對各油墨通道和模具進行徹底清洗，并用壓縮空氣吹干。重新裝配時應注意位置和光纖走線的中心軸線。三、完工階段的質量控制1、 工作結束時應使冷卻風機繼續運行十分鐘以上，以便冷卻固化爐。2、 清洗油墨管道和模具，并進行干燥處理。3、 對著色后光纖進行光纖傳輸損耗和涂覆層質量檢查，以確認產品的合格性。4

22、、 認真填寫各類報表記錄，并作好每盤的盤號標記。5、 清除和回倉現場多余物料，以防下一班用錯。第五節光纖著色的缺陷和預防任何生產工藝都不可能十全十美，光纖著色雖然工藝簡單，但在整個生本文檔如對你有幫助，請幫忙下載支持!產過程中，都不能避免一些人為的、材料的、設備的或工藝本身的因素對著色質量的影響。一般著色的常見缺陷有光纖損耗檢測時有臺階或損耗大、著色層退色或剝落、斷纖等。下面就一些常見缺陷進行簡單的探討。1、光纖抖動原因：(1)光纖有粘絲現象。(2)放纖盤或收纖盤嚴重晃動。(3)光纖運行路線不在導輪的中心線上。(4)著色模內有異物卡住或位置偏移。排除方法：如果光纖粘絲可放慢速度或者適當加大放纖的張力(允許范圍內)。檢查放纖盤或收纖盤晃動的原因，是由于軸孔偏大還是線盤本身問題，還是線盤緊固螺母沒有擰緊。調整光纖運行線路在V型導輪的中心。如果光纖在著色模與放纖舞蹈輪后的轉向導輪之間抖動，則應停機檢查模具并清洗，或者調整涂覆杯中心位置。2、排線不平整，有壓線原因：(1)排線節距調整不合理。(2)收線盤晃動。(3)排線擋距與線盤不符。排除方法：調整排線節距，一般以光纖的1.5倍左右。檢查線盤安裝情況和線盤質量。調整排線擋距，一般略小于線盤的實際寬度。3、傳輸損耗增加，但無臺階原因：(1)收放纖的張力太大。本文檔如