着色工艺关键控制要点

为了满足光纤着色的各项关键技术指标满足质量要求，着色质量不仅与着色油墨材料特性、模具设计、设备性能有关，而且还受操作工人操作规范性的影响，以下从几个方面对着色工艺关键控制要点进行分析。

1）着色油墨

着色油墨是一种多组分化学材料，组分主要是多官能团丙烯酸酯、单体、光引发剂、添加剂和颜料等组成。前四种的基本性质和光纤涂料一致，只是由于特性的不同，会选用不同的组分和比例，而颜料则是表征油墨的特征颜色。光纤着色油墨一般应储存在阴凉、避光环境，温度控制在（30±5）℃。

油墨在使用前必须混合均匀，最好利用滚动机混合不低于8小时，滚动速度控制在4～8rpm。也可以用玻璃棒小心搅拌，但不允许产生气泡。如果在着色过程中预先添加过着色料，则可能在料管中会产生气泡，因此在下一盘着色前应首先尽可能把油墨中存在的气泡提前排出。

2）光纤收放线及张力控制

光纤的收、放线张力影响着色光纤的性能，因此张力必须恒定控制，通常采用主动放线方式，张力大小可调。收线采用盘走式自动对中排线，排线、收线点始终保持在生产线的中心轴线上，避免不对中造成的光纤跳动，且排线节距连续可调保证不压线。张力一般控制在20g～50g，生产中舞蹈轮允许轻微抖动，但若抖动幅度较大时，可能为光纤排线不良或者设备存在故障。

3）静电消除

光纤在高速行进中与光纤之间以及其他接触面之间摩擦会产生静电，静电又会吸附空气中的细小的微尘，轻者影响着色效果，重者会堵模断纤。此外，静电也会导致光纤排线不良，着色后光纤产生附加损耗。因此，在光纤着色过程中，需要在收、放线处分别安装静电消除装置来改善光纤的着色效果。

4）压力涂覆模具

光纤油墨存在一定的粘度，在光纤涂覆过程中由于光纤的高速运行，会在涂覆杯中形成极深的漩涡而带入气泡，影响着色效果。

对于高速着色机必须采用压力涂覆，涂覆腔设有光纤导入模和导出模，着色油墨通过一定的气压将着色油墨导入压力腔内，并维持恒定的涂覆压力，可避免气泡导入，保证涂覆厚度连续均匀、无气泡。

涂覆模具：着色模具分为模套、入口模、出口模，模具尺寸要求一般入口模外径比光纤直径大15～25μm，出口模尺寸在入口模尺寸基础上小3～10μm，着色层的厚度控制在4～7μm。着色模具不管入口模具还是出口模具，一般光纤入口处比出口处的锥度大，方便生产操作，同时也容易识别模具，方便模具安装。模具材质一般采用304不锈钢，中心孔采用蓝宝石制作；生产过程中一般每100～120km需要更换或清洗一次着色模。对外径φ245μm的标准尺寸光纤，模具尺寸设计要求如表4.1.2。

表4.1.2　着色模具尺寸设计要求

图4.1.5　着色入口模（左）和出口模（右）

着色入口模和出口模示意图如图4.1.5所示。

模具正确使用方法：着色模属于精细模具，应避免损伤。清洗过程中将着色模芯和模套置于酒精中，酒精需刚好盖住模芯和模套，然后放入超声波内清洗约10分钟，倒掉烧杯内酒精，按上述方法重复清洗模具一次。

模具正确安装方法：在模具装至模座之前，必须检查模具是否清洁干净，入口模和出口模的前后顺序不能错，安装完成后最好能够进行交叉检查。

5）UV光辐照固化

着色油墨的固化主要是光引发剂的反应所致。UV固化装置由紫外光发射管、反射罩、石英管、氮气保护系统、紫外光检测系统以及风机冷却系统组成。其紫外灯管电源一般采用可调功率的电源，输出功率随着生产线速度的变化呈线性变化，生产线速度也能随紫外光灯管的强度的减小而自动降速，确保良好的着色效果。反射罩主要是提高紫外光的利用效率，将紫外光更多的聚集在固化炉通道内的光纤上。石英管主要是隔离被固化光纤，对管外排风降温，避免光纤引起风动，其次在充有氮气（N2）时避免出现还原反应。

UV光固化直接关系到光纤着色质量，对着色牢固度起着至关重要作用。着色光纤的牢固度检测，没有专用的检测仪，一般可根据经验采用脱脂棉蘸溶剂（丙酮或丁酮）来回擦拭的方法进行检验，擦拭次数控制在30～50次，以不出现颜色迁移为标准，对于并带用着色纤需要提高来回擦拭次数以更好保证并带的良好剥离性。(www.xing528.com)

6）操作阶段

着色工序操作过程前后可分三个阶段：准备阶段、设备运行阶段和收尾阶段，下面分别介绍三个不同阶段所须注意的细节。

第一阶段：准备阶段

（1）核对操作规程和工艺文件，熟悉设备操作方法，包含基本设备、工艺参数、模具尺寸和一些典型质量事故的处理方法等。

（2）在没有装光纤之前，应对生产设备进行点检（检查内容包括油墨压力、氮气流量、UV灯功率和使用时间、反射罩是否氧化、牵引皮带是否磨损、牵引皮带气压、除静电装置等），必要时启动设备试运行，检查各相关部件的运行情况，检查各类保护开关按钮是否有效。

（3）着色前检查本色光纤排线是否良好，有无压线或串线，光纤表面是否有麻点，特种光纤是否有特殊标识等。

（4）光纤收线盘的要求应与生产长度相适应，装夹光纤盘时按设备操作规程进行。

（5）未着色光纤的尾端应从先从纤盘上去掉，以防生产结束时损坏设备或拉伤光纤。

（6）着色收线盘应该无变形、盘内侧无毛刺，内壁光滑，中间芯筒海绵层完好，盘内侧无残留光纤端头等。

光纤主要成分为二氧化硅，其脆性大，受弯曲、撞击和挤压易断裂。因此，在储存、运输和生产中必须轻拿轻放，严禁碰撞和挤压。图4.1.6为光纤的持拿方法对照图。

第二阶段：设备运行阶段

（1）设定好工艺相关参数后，按光纤的行走路径穿引好光纤，不绕反或少绕圈数。

（2）启动设备后首先应低速运行3～5分钟时间，以进一步检查设备运行情况，密切注意舞蹈轮位置和张力的变化，确认无问题后再升速。

（3）加速后应及时用蘸有酒精的纸巾在收线舞蹈轮后面轻轻包住光纤，并用一定的力度捏住光纤检验着色牢固度，查看纸巾擦拭光纤后是否有颜色残留，防止固化不良而褪色，必要时进行减速。

（4）注意光纤收、放线是否抖动，排线是否良好，必要时随时调整。同时着色环境不能有严重粉尘或温度变化太大。

（5）换颜色时应对各种油墨通道和模具进行彻底清洗，模具通常采用超声波进行清洗，清洗完后用压缩空气吹干，重新装配时应注意位置和光纤走线的中心轴线。

第三阶段：收尾阶段

（1）对着色后光纤进行测试，检测光纤传输损耗和涂覆层质量。

（2）工作结束时应使冷却风机继续运行10分钟以上，充分冷却固化炉。同时清洗油墨管道和模具，并进行干燥处理以备下次顺利使用。

图4.1.6　光纤持拿方法对照图