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EuroWire – Gennaio 2009
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articolo tecnico
L’utilizzo di 3 lampade separate consente
inoltre di ottenere un livello da 10 a 1
di potenza delle radiazioni ultraviolette
durante la fase di accelerazione per
raggiungere la dose di UV richiesta ad
una determinata velocità.
Un tubo centrale singolo viene inserito
dall’alto attraverso tutte e tre le lampade
UV, che vengono quindi montate assieme
su di una slitta che si muove verso l’esterno
per facilitare la sostituzione del tubo.
La concezione del sistema a raggi UV
è stata verificata mediante prove e
misurazioni del livello di polimerizzazione
dettagliate, utilizzando la serie di inchiostri
DSM 751 e DX-1000.
Le misurazioni della polimerizzazione
mediante spettroscopia
(
FTIR) sono state
eseguite da DSM Desotech Inc su campioni
realizzati a diverse velocità utilizzando due
o tre lampade Fusion da 600W/pollice a
piena potenza.
Irisultati RAU in percentuale (% RAU -
Percent Reacted Acrylate Unsaturation
)
illustrati nella Figura 6 rappresentano la
media di vari colori data la precisione di
±3% delle singole letture. Questi risultati
dimostrano che è possibile realizzare un
processo di rivestimento-polimerizzazione
dell’acrilato ad alta velocità.
La polimerizzazione a raggi UV è una
funzione della dose di raggi UV relativa,
la quale è a sua volta funzione dei livelli
di potenza delle lampade, del numero di
lampade e della velocità della linea.
La dose relativa per unità di lunghezza è
stata calcolata innanzi tutto moltiplicando
la potenza delle lampade per unità di
lunghezza in ciascuna lampada per il
tempo di permanenza corrispondente in
quella lampada.
Quindi le dosi per unità di lunghezza
sono state sommate alle lampade
presenti nel sistema. La dose effettiva è
significativamente inferiore e dipende
dall’efficienza di conversione della potenza
UV totale più la misura e la distribuzione
dell’energia all’interno del punto ideale
(
sweet spot
) della lampada.
Per una dose equivalente di UV, la
serie DX-1000 ha dimostrato il livello di
polimerizzazione maggiore. Gli inchiostri
della serie 751 hanno evidenziato livelli
di polimerizzazione oltre l’84% per
applicazioni di nastri con velocità fino a
2500m/min.
La serie DX ha evidenziato un’eccellente
polimerizzazione a 3000m/min. sia con
due che con tre lampade, offrendo
pertanto prestazioni di polimerizzazione
più rapide.
Inoltre DSM ha condotto delle prove
di doppio strofinamento con MEK per
verificare le effettive prestazioni di
polimerizzazione degli inchiostri.
Tutti i campioni hanno superato oltre 200
strofinamenti, anche quando il valore
RAU era pari all’80%, evidenziando ancora
eccellenti prestazioni di polimerizzazione.
Riassumendo, è stata raggiunta una
velocità di colorazione massima di
3000m/min. mentre, come riportato in
prove precedenti
[4]
, la velocità massima
del rivestimento da 0,9mm è stata pari a
900m/min.
2.3 Azionamenti della linea
Per migliorare la reattività e la precisione
dei motori critici ad alte velocità, viene
utilizzato un dispositivo di controllo del
movimento separato per controllare il
cabestano, le anse generate dalla rotazione
del ballerino-bobina ed il motore ad
avanzamento trasversale che controlla il
passo di avvolgimento e le inversioni della
bobina.
Un PLC coordina l’intera linea mediante un
sistema Siemens Profibus o Allen-Bradley
DeviceNet™ per il dispositivo di controllo
del movimento, il sistema di lampade
UV, l’unità di rivestimento e gli altri
componenti.
Il risultato è un miglioramento da 10 a 1 nei
tempi di risposta del controllo, che è critico
durante le rapide rampe di accelerazione e
per assicurare un accurato avvolgimento
delle fibra.
Inoltre, le flangie delle bobine sono
provviste di un sistema di correzione
automatica dei punti di inversione. Un
algoritmo varia sia il passo sia i punti di
inversione per assicurare un avvolgimento
uniforme.
3 Produttività
La capacità di una linea di colorazione è
funzione di numerose variabili fra cui la
velocità della linea, la capacità della bobina
di alimentazione e di avvolgimento e le
caratteristiche dell’acrilato.
La lunghezza della fibra alimentata e
la quantità di inchiostro disponibile
determinano la durata massima di un ciclo
di produzione da due allestimenti della
linea.
La lunghezza massima della fibra è limitata
dalla capacità del riflettometro OTDR di
misurare accuratamente le perdite della
fibra per assicurare che le lunghezze
inferiori utilizzate nei cavi completi
rispondano ai requisiti delle prove finali.
È possibile effettuare misurazioni a
1550nm di lunghezze consistenti di fibre
monomodali di oltre 100km, mentre a
1310nm si possono misurare lunghezze
di fibra da 70 a 80km.
Generalmente, gli inchiostri sono forniti
in bottiglie da 1 o 2kg. Una bottiglia da
1kg è più che sufficiente per colorare
100km di fibra.
Figura 7
▲
▲
:
Produttività giornaliera della linea
Produzione di 1 giorno (3 turni)
Alimentazione = lunghezza bobina
di avvolgimento
Fkm/Linea/giorno
Fkm/Linea/giorno
Lunghezza bobina-km