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EuroWire – Januar 2009
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technischer artikel
2.1 Ziehsteinausführung
Ein neuer Farbapplikator wurde für
Betriebsgeschwindigkeiten bis zu 3000m/
min entwickelt und geprüft.
Die Herausforderung bestand darin
den geeigneten Druck in der Beschicht-
ungsmaschine zu schaffen, um den
Ziehsteineintritt abzudichten während
annehmbare
Faserspannungsniveaus
erhalten blieben.
Die Anlagenleistung wurde mit Einsatz
der Tinten der Baureihen DSM Desotech
Cablelite® 751 und DX-1000 für eine
breite Auswahl an Betriebsparametern
nachgewiesen. Die Ergebnisse wurden
dann
mit
theoretischen
Modellen
verglichen. Die Ziehsteinspannungen,
die
Faserabwicklerspannungen
oder
die Bremszüge sowie die Gesamt- bzw.
Höchstspannungen sind in
Bild 3
für den
Durchschnittswert der 751- und DX-1000
Farben dargestellt.
Zu
bemerken
ist,
daß
die
Ziehsteinspannungen nicht wesentlich
mit den Geschwindigkeiten gestiegen
sind. Hervorgerufen wird dies durch
die Strukturviskosität (shear thinning)
sowie
durch
die
Schererwärmung
(shear heating) des Polymers bei hohen
Geschwindigkeiten. Zu bemerken ist auch,
daß die Baureihen DX-1000 mit etwas
höheren Spannungen arbeiten.
Dies wurde durch deren hohe
Viskosität hervorgerufen, wie in
Bild 4
dargestellt.
Die höhere Viskosität bietet
Stabilität indem die Ablagerung
während der Lagerung und
zwischen einen Ablauf und den
anderen reduziert wird.
Ein Arrhenius-Modell wurde
eingesetzt, um die Visko-
sitätsdaten anzupassen.
Es ist dabei zu beachten,
daß
10-15°C
höhere
Verarbeitungstemperaturen
für DX-1000 Tinten, Viskositäten erzeugen
würden, die 751-Tinten ähnlich sind.
Einige Lichtwellenleiter wurden während
Hochgeschwindigkeitsproben
gefärbt,
um Dämpfungsmessungen bei 1310nm
und 1550nm zu ermöglichen. Die
Dämpfungserhöhungen
lagen
unter
0,01dB/km bei 3000m/min für die 751- und
DX-1000-Tinten.
Um
die
Innenabmessungen
der
Ziehsteine
optimieren
zu
können,
wurde ein eindimensionales Ziehstein-
Ablaufmodell
erzeugt.
Das
Modell
übernimmt den Newtonischen Fluss
bei jedem vorgegebenen Querschnitt,
ermöglicht jedoch der Viskosität mit der
durchschnittlichen Schergeschwindigkeit
im selben Querschnitt zu variieren.
Benutzt wurde einCarreau-Yasuda-Modell in
Kombinationmit einer Arrhenius-Gleichung,
um die Viskosität abhängig von der
Temperatur und der Schergeschwindigkeit
zu bestimmen. Die Faserspannung und
der Druck im Ziehstein wurden danach,
wie in
Bild 5
dargestellt, für einen
bestimmten gefärbten Faserdurchmesser,
die
Liniengeschwindigkeit
und
die
Temperatur gemessen.
Zu bemerken ist die Ansammlung
von
Extraspannung
innerhalb
des
Auslaufziehsteins, während die Faser
das Acryl beschleunigt und
den Hochdruck erzeugt, was
wiederum
Zentrierkräfte
bietet, um eine einheitliche
Beschichtung
sichern
zu
können.
Die Verteilerlänge war kür-
zer, als jene die bei der
Faserbeschichtung eingesetzt
wird, jedoch länger als jene
die
bei
einem
typischen
Färbziehsteinen
eingesetzt
wird, um ein Tintenumlaufen
und Temperatureinheitlichkeit
zu erzielen sowie eine mäßige
Faserspannung
bei
hohen
Geschwindigkeiten zu erzeugen.
Die höchste 1,7N Spannung bei 3000m/
min setzt die Faser nur einer 0,14GPa
[20kpsi] Beanspruchung aus, was 20%
des typischen 0,69GPa [100kpsi] Proof-
Testniveaus entspricht. Diese mäßige
Spannung minimiert die Amplitude der
Faserschwingungen im UV-Lampensystem.
Die einfache Ausführung erleichtert auch
die Reinigung des Ziehsteins und das
Einfädeln.
2.2 UV -Härtung
Die Entwicklung hat sich auf die Steuerung
der Inertatmosphäre und die Verfolg-
ung eines effizienten leistungsfähigen
Lampensystems
zur
UV-Härtung
konzentriert.
Die neue Light Hammer® 10 Strom-
versorgung von Fusion UV Systems bietet
kontinuierlich variablen Gleichstrom von
35% bis 100%.
Das Ergebnis ist eine längere Magnetron-
und Lampenlebensdauer, neben dem
wesentlich reduzierten Gewicht der
Stromversorgung,
was
die Wartung
erleichtert.
Ausrüstungen werden vorgesehen, umden
Stickstoffdurchsatz, das Sauerstoffniveau
und die UV-Intensität durch das Mittelrohr
zu messen, um den Bedarf eines Ersetzens
Bild 3
▲
▲
:
Spannung gegen Geschwindigkeit bei der Färbung
Bild 4
▲
▲
:
Vergleich zwischen den Tintenviskositäten
Maximale Spannungen
Ziehstein-Spannungen
Rückspannung
Relative Viskosität
Temperatur °C
Bild 6
▼
▼
:
Prozentsatz Härtung mittels FTIR gegen Relative Dosis
Effektive
Ziehsteinspannung
Ziehstein-Auslauf
Ziehstein
Verteiler
Relative axiale Position
%RAU Durchschnittswert
Relative Dosis/Einheitslänge
Ziehstein-Einlauf
Für Bänder
Für Hohlader
Ziehstein-Spannungen [N]
Bild 5
▼
▼
:
Ziehsteinmerkmale
Faser
Schmelzung
Schmelzung
Schmelzung