的几何形状及光纤在涂层中最终的中心定位。为保证光纤在模具中易于定位,再涂覆器中靠近模具的地方放置一根引导管,内充满涂覆液。这种结构的涂覆器有三个优点:(1)光纤中心定为容易;(2)涂覆液通过引导管时,本身可起到润滑作用,保护光纤不受损伤;(3)因为这种模具无压力特性,避免了在有压力存在的挤压过程中出现的横向压力差问题。
采用无压力模具/引导管涂覆器时,产生的唯一压力是来自光纤运动时所引起的液体流动时产生的压力。对柱形光纤而言,这种压力只会将光纤推向引导管的中心,其可用潤滑理论解释这一现象。这种方法所用涂层材料通常是乙烯-醋酸乙烯共聚物,简称EVA。一般为热溶液涂覆。材料配方实例:溶解指数为8,醋酸乙烯为18%级,溶于1,1,1-三氯乙烷,得到单位容积重量百分比为28.3%的溶液。涂覆温度为51ºC,在有模具条件下,溶液冷却并形成凝胶的时间约为1秒钟,此时,胶体坚韧的程度足可经受拉丝牵引轮的牵引力,而不会受到损伤。涂覆光纤在不受力的情况下,从牵引轮收到收线盘上,溶剂在收线盘上蒸发、固化。由于溶剂的蒸发,使得最终涂层厚度较最初凝胶层厚度减小一半。因此,要得到一定厚度涂层,模具直径必须大于实际涂层的直径尺寸才可以,然而,当模具直径增大时,流体产生的定心力就会减小,影响光纤的中心定位。
3.自动定心涂覆器
这种结构的涂覆器的自动定位原理是:利用涂覆液的液体动力的作用,当光纤穿过模具时,依靠涂覆液流体动力使光纤移向模具中心,位移量的大小取决于所设计的模具结构和流体的特性。但是由于一般的涂覆液的流体动力都是非常小的,只要模具对光纤的自由路径稍不对准,就会使定心破坏,导致涂层出现很大的偏心,影响光纤传输的质量。
为解决偏心问题可以采取两种方法:(1)设计具有最大流体定心动力的模具;(2)使涂覆模具保持精确的对准。经大量的研究,人们发现,定心力对模具出口直径和光纤直径之比是非常敏感的,可以由对定心力的测量调整模具装置的侧面移动度,这已由实验得到验证。在这类涂覆器中,模具和光纤自由路径的对准受机械方面变化的影响很小。
自动定心涂覆器最常用的涂覆结构有二种:无外部加压开口杯式和压力涂覆器,如图5-3-16。采用简单的无外部加压开口杯式涂覆器,移动中的光纤会粘附一些液体涂料,并穿过一个使涂料在光纤上自对中可调模具口,涂层厚度由模具口大小和光纤直径决定。但这种结构涂覆器,在高速拉丝时(V>1000m/s)得不到均匀涂敷层。因此,现在实际应用更普遍的是压力涂敷器。这种结构涂覆器最适合用于高速拉丝,而且不会在涂料中搅起气泡。
压力涂敷器树脂涂敷速度与下列因素有关:(1)液体的粘度 ;(2)涂层厚度;(3)烘干速度;(4)光纤离开加热区的冷却速度。
5.3.2.2.紫外固化工艺
紫外固化工艺主要设备是紫外固化炉,它是由一组对放的半椭圆形紫外灯组成,一般有3-7个紫外灯。基本固化原理是采用紫外光照固化,以特定频率的紫外灯光(简称UV)照射对该频段UV有敏感的涂料,(如丙烯酸酯)即Eg=hυ,且满足一定时间和强度要求,使涂层固化。
UV灯的光功率大小由拉丝速度决定,而拉丝速度又由UV灯的型号、功率大小和灯的
数量决定。目前使用的UV灯有D型和H型,H型灯泡可满足高速固化的要求(1—7灯泡)。在速度一定的条件下,功率过低,会使涂层得不到充分固化,出现表面发粘现象,而功率过高又会引起过固化并缩短灯泡的使用寿命。因此在涂覆工艺中,必须要找出UV灯光功率与拉丝速度的最佳比值,即“光固化因子”。?所谓光固化因子是指照射某种液体物质的总光功率值W与在此光功率作用下该液体物质固化速度V的比。根据光固化因子设定光功率与拉丝速度。而拉丝时的光功率则可由下式得出:
W V W0 (5-3-15) V0
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