EoW January 2009

article technique

[20kpsi], équivalent à 20% des niveaux de 0,69GPa [100kpsi] obtenus durant les essais démonstratifs. Cette tension modérée réduit au minimum l’amplitude des vibrations de la fibre au sein du système de lampes UV. En outre, la conception simple facilite le nettoyage de la filière et l’enfilage. 2.2 Polymérisation aux rayons UV

Tensions maximales

Tensions de la filière

Viscosité relative

Rétroaction

Température °C

Figure 4 ▲ ▲ : Comparaison des viscosités des encres

L’étude porte sur le contrôle de l’atmosphère inerte et sur la recherche d’un système de lampes pour polymérisation UV efficace et puissant. Le nouveau système d’alimentation électronique Light Hammer® 10 de Fusion UV Systems fournit une puissance variable de courant continu constante de 35% à 100%, et offre une longévité supérieure du magnétron et des lampes ainsi qu’une réduction significative du poids du système d’alimentation en facilitant ainsi l’entretien. Des instruments sont utilisés pour mesurer le flux de l’azote, le niveau de l’oxygène et l’intensité des rayons ultraviolets à travers le tube central, pour signaler la nécessité de remplacer ce dernier et assurer une polymérisation correcte. À 3000m/min., trois lampes de 600W/ pouce et d’une longueur de 10 pouces avec des ampoules de type D ont été utilisées pour obtenir une profondeur de polymérisation optimale. En option, l’on peut remplacer un bulbe D avec un bulbe H pour améliorer la polymérisation superficielle. L’utilisation de trois lampes séparées permet également d’obtenir un niveau de puissance des rayons ultraviolets allant de 10 à 1 durant la phase d’accélération pour atteindre la dose de UV requise à une vitesse spécifique.

Figure 3 ▲ ▲ : Tension par rapport à la vitesse durant la coloration

Le défi consistait à créer une pression adéquate à l’intérieur de l’unité de revêtement pour sceller l’entrée de la filière tout en maintenant des niveaux de tension de la fibre acceptables. Pour démontrer les performances de la ligne, des encres de la série DSM Desotech Cablelite® 751 et DX-1000 ont été utilisées avec différents paramètres opérationnels. Les résultats ont été ensuite comparés aux modèles théoriques. Les tensions de la filière, de l’enrouleur de la fibre ou rétroactives et les tensions totales ou maximales sont représentées à la Figure 3 pour la moyenne des encres 751 et DX-1000. Il faut remarquer que les tensions de la filière ne subissent aucune augmentation significative au rythme de l’augmentation de la vitesse. Cela est dû à la fluidification par cisaillement ( shear thinning) et à la chaleur de cisaillement ( shear heating) du polymère à hautes vitesses. À remarquer également que la série DX-1000 est traitée à des tensions légèrement supérieures du fait d’une majeure viscosité (comme illustré à la Figure 4 ) qui fournit une bonne stabilité en réduisant la sédimentation durant le stockage et entre un cycle de production et l’autre. Le modèle d’Arrhenius a été utilisé pour adapter les données de la viscosité. Remarquons que les températures d’exploitation supérieures à 10-15°C pour les encres DX-1000 produisent des viscosités similaires à celles des encres 751.

des dimensions intérieures de la filière. Le modèle assume un flux Newtonien dans toute section transversale donnée, mais permet de varier la viscosité en fonction de la variation du taux de cisaillement moyen dans la même section. Un modèle Carreau-Yasuda associé à l’équation d’Arrhenius a été utilisé pour définir la viscosité en fonction de la température et du taux de cisaillement. Ensuite, la tension de la fibre et la pression à l’intérieur de la filière ont été calculées (comme illustré à la Figure 5 ), pour certaines valeurs spécifiques de diamètre de la fibre colorée, de vitesse de la ligne et de la température. Remarquer l’accumulation de tension supplémentaire à l’intérieur de la matrice de sortie avec l’accélération de l’acrylate de la part de la fibre et la génération de haute pression, entraînant la formation de forces de centrage pour assurer un revêtement uniforme. La longueur du distributeur était inférieure à celle utilisée dans le revêtement de la fibre, mais supérieure à celle utilisée dans une filière de coloration conventionnelle pour augmenter la recirculation de l’encre, l’uniformité de la température et pour créer une tension modérée de la fibre aux vitesses élevées. La tension maximale de 1,7N à 3000m/min. expose la fibre seulement à une sollicitation de 0,14GPa

Figure 5 ▼ ▼ : Caractéristiques de la filière

Figure 6 ▼ ▼ : Percent Cure via FTIR vs Relative Dose

Des ont été colorées durant le test haute vitesse pour consentir d’effectuer des mesures de l’atténuation à 1310nm et 1550nm. Les augmentations de l’atténuation sont résultées inférieures à 0,01dB/km à 3000m/min. pour les encres 751 et DX-1000. Un modèle du flux de la filière monodimensionnel a été créé pour permettre l’optimisation fibres optiques

Tension effective de la filière

Pour bandes

Moyenne % RAU

Tensions de la filière-[N]

Pour tubes Loose

filière

Collecteur

Entrée filière

Sortie filière

Position axiale relative

Dose relative/Unité de longueur

69

EuroWire – Janvier 2009