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EuroWire – Janvier 2009
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article technique
Un seul tube central est introduit par
le haut à travers les trois lampes UV qui
sont ensuite montées ensemble sur une
coulisse se déplaçant vers l’extérieur pour
faciliter le remplacement du tube.
La conception du système aux rayons
UV a été vérifiée au moyen d’essais et de
mesures du niveau de polymérisation
détaillées, en utilisant les séries d’encres
DSM 751 et DX-1000. Les mesures de la
polymérisation par spectroscopie (FTIR)
ont été exécutées par DSM Desotech
Inc sur des échantillons réalisés à des
vitesses différentes en utilisant deux ou
trois lampes Fusion de 600W/pouces à
pleine puissance. Les résultats RAU en
pourcentage (% RAU –
Percent Reacted
Acrylate Unsaturation
) illustrés à la
Figure 6
représentent la valeur moyenne de diverses
couleurs étant donnée la précision de ±3%
des lectures individuelles. Ces résultats
démontrent qu’il est possible de réaliser un
processus de revêtement-polymérisation
de l’acrylate à haute vitesse.
La polymérisation aux rayons UV est une
fonction de la dose de rayons UV relative,
laquelle est à son tour une fonction des
niveaux de puissance des lampes, du
nombre des lampes et de la vitesse de
la ligne. La dose relative par unité de
longueur a été tout d’abord calculée en
multipliant la puissance des lampes par
unité de longueur dans chaque lampe par
le temps de séjour correspondant dans
cette lampe. Ensuite les doses par unité
de longueur ont été sommées aux lampes
présentes dans le système.
La dose effective est significativement
inférieure et c’est une fonction du
rendement de conversion de la puissance
UV globale plus la mesure et la distribution
de l’énergie à l’intérieur du point idéal
(
sweet spot
) de la lampe.
Pour une dose équivalente d’UV, la
série DX-1000 a démontré le niveau de
polymérisation majeure. Les encres de
la série 751 ont présenté des niveaux de
polymérisation supérieurs à 84% pour des
applications de bandes jusqu’à 2500m/
min.
La série DX a montré une excellente
polymérisation à 3000m/min. avec deux
et trois lampes, en offrant ainsi des
performances de polymérisation plus
rapides. En outre, DSM a conduit des essais
de double frottement avec MEK pour
vérifier les performances effectives de
polymérisation des encres.
La totalité des échantillons a dépassé les
200 frottements, même lorsque la valeur
RAU était égale à 80%, en montrant encore
des performances de polymérisation
excellentes. En récapitulant, on a obtenu
une vitesse de coloration maximale de
3000m/min. alors que, comme reporté
au cours d’essais précédents
[4]
, la vitesse
maximale du revêtement de 0,9mm a été
égale à 900m/min.
2.3 Actionnements de la ligne
Pour améliorer la réactivité et la précision
des moteurs critiques à haute vitesse,
l’on utilise un dispositif de contrôle du
mouvement séparé pour vérifier le cabestan,
les boucles générées par la rotation du
rouleau danseur-bobine et le moteur à
avancement transversal qui contrôle le
pas d’enroulement et les inversions de la
bobine. Un API coordonne l’entière ligne au
moyen d’un système Siemens Profibus ou
Allen-Bradley DeviceNet™ pour le dispositif
de contrôle du mouvement, le système de
lampes aux rayons UV, l’unité de revêtement
et les autres composants.
Le résultat se traduit par une amélioration
de 10 à 1 dans les temps de réponse
du contrôle, qui est critique durant les
rampes d’accélération et pour assurer un
enroulement des fibres précis. En outre,
les brides des bobines sont pourvues d’un
système de correction automatique des
points d’inversion. Un algorithme varie le
pas et les points d’inversion en assurant
ainsi un enroulement uniforme.
3 Productivité
La capacité d’une ligne de coloration
est fonction de nombreuses variables
parmi lesquelles la vitesse de la ligne, les
prestations d’alimentation et d’enroulement
de la bobine et les caractéristiques de
l’acrylate.
Figure 7
▲
▲
:
Débit journalier de la ligne
La longueur de fibre alimentée et la
quantité d’encre disponible déterminent
la durée maximale d’un cycle de
production de deux configurations de la
ligne. La longueur maximale de la fibre
est limitée par la capacité de l’OTDR de
mesurer soigneusement les pertes de
fibre pour assurer que les longueurs
inférieures utilisées dans les câbles
complets répondent aux exigences des
essais finaux. Il est possible d’effectuer
des mesures à 1550nm de longueurs de
fibres monomodales de plus de 100km,
alors qu’à 1310nm l’on peut mesurer des
longueurs de fibre de 70 à 80km.
Généralement, les encres sont fournies en
bouteilles de 1 ou 2kg. Une bouteille d’1kg
est plus que suffisante pour colorer 100km
de fibre. D’autres facteurs influençant la
productivité comprennent les résidus
initiaux, les temps de préparation, le temps
d’entretien et le temps d’interférence de
l’opérateur qui est fonction de la main
d’œuvre de la ligne.
L’impact de ces facteurs sur la productivité
a été étudié en utilisant un modèle. Un
exemple est illustré à la
Figure 7
où l’on
suppose que la longueur d’alimentation
est égale à la longueur d’enroulement. L’on
peut également supposer qu’il est possible
d’effectuer plusieurs coupes du produit
obtenu avec une quantité donnée d’encre
et de fibre.
Il faut remarquer que la productivité de la
ligne est influencée significativement par
la capacité d’alimentation de la bobine au
rythme de l’augmentation de la vitesse de
la ligne.
Production de 1 jour (3 postes)
Alimentation = longueur
bobine d’enroulement
Fkm/Ligne/jour
Fkm/Ligne/jour
Spool Length-km