완충 튜브의 초과 길이는 연선 제조에서 중요한 매개변수입니다.광섬유 케이블, 기계 성능,-장기적 안정성 및 광 신호 무결성에 직접적인 영향을 미칩니다.
기능광섬유 완충관
버퍼 튜브는 일반적으로 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT)로 만들어지며 케이블 코어의 광섬유에 대한 주요 보호 피복 역할을 합니다. PBT는 내열성, 기계적 인성 및 피로 저항이 높은 반-결정성 열가소성 수지입니다. PBT의 특성은 신속한 결정화를 가능하게 하여 상대적으로 낮은 온도에서 최대 40%의 결정화도를 달성하므로 케이블 제조 시 고속-압출 공정에 이상적입니다.
제조 공정 중 버퍼링 공정에는 유색 광섬유를 용융된 PBT로 코팅하여 튜브를 형성하는 작업이 포함됩니다. 이 연선 케이블 장치의 품질에 영향을 미치는 가장 중요한 매개변수는 버퍼 튜브의 "초과 길이"입니다. 초과 길이는 코팅된 광섬유가 튜브 자체보다 약간 더 길다는 사실을 의미합니다. 이러한 길이 차이는 케이블의 비틀림, 늘어남, 굽힘 및 압축과 같은 응력 하에서 광섬유가 응력을 받지 않게 유지하고 온도 사이클링 테스트 중에 안정적인 성능을 유지하도록 보장합니다. 궁극적으로 케이블 수명 전반에 걸쳐 과도한 광 감쇠를 방지합니다.
광섬유 완충관 프로세스 개요그리고핵심원리
PBT 펠렛은 압출기에서 용융되어 점성 용융물을 형성하며, 이는 사이징 다이를 통해 압출되는 동시에 충전재로 채워진 광섬유를 피복하여 PBT 느슨한 튜브를 형성합니다.
일반적인 생산 라인은 페이{0}}스탠드 → 정전기 제거기 → 압출 및 크기 조정 → 온수 탱크 → 메인 캡스턴 → 1차 냉각 → 2차 냉각 → 직경 게이지 → 프린터 → 테이크{1}}릴로 구성됩니다.
EL(초과 길이) 안정성을 결정하는 임계 구간은 온수 탱크 출구와 메인 캡스턴 사이에 위치합니다. 이 섹션에서는 결정화가 충분히 발달했는지, 내부 응력이 적절하게 방출되었는지, 수축 후 문제가 발생하는지 여부를 다룹니다.-
광섬유 완충관 핵심원리
(온수조 내) 열연신시 배향형성 및 잔류 내부응력
온수 탱크에서 튜브는 고온으로 신장되고 비정질 배향된 상태-입니다. 폴리머 분자 사슬이 정렬되어 상당한 수축(수축) 내부 응력이 생성됩니다.
(메인 캡스턴 주위의 고온-에서-냉간 전환) 결정화 수축으로 응력이 해제되고 EL이 설정됩니다.
튜브가 주 캡스턴 영역으로 들어가면 여전히 유리 전이 온도(Tg) 이상을 유지하면서 온도 강하를 경험합니다. 이 조건에서 핵 생성과 결정 성장이 일어날 수 있고 PBT가 결정화되기 시작합니다. 결정화 공정에서는 잔류 응력이 해제되고 결정화 수축이 발생하여 튜브와 섬유 사이의 상대적인 길이 차이가 발생하고 이것이 최종 초과 길이(EL)가 됩니다. 온도가 너무 빨리 떨어지면 결정화가 중단되고 결정화가 진행되기 전에 구조가 "동결"되어 튜브에 잔류 응력이 유지됩니다.
불완전한 결정화 → 냉각에 의한 잔류 응력 동결 → 사후-수축
캡스턴 전이 영역의 냉각 강도나 체류 시간이 충분하지 않으면 결정화가 불완전한 상태로 유지되고 잔류 응력이 완전히 완화되지 않습니다. 냉수 탱크(Tg보다 훨씬 낮은 Tg, 일반적으로 14~20도)에 들어간 후 분절 이동성이 심각하게 제한되고 결정화가 대부분 중단됩니다. 그러나 잔류 응력은 "고정"됩니다. 권취 후- 이 잔류 응력은 시간이 지남에 따라 계속 완화되어 추가 튜브 수축을 일으키고 이는 시간이 지남에 따라 EL이 점진적으로 증가하는 것으로 나타납니다.
추가 효과: 가이드 휠의 중심을 벗어난-광섬유 라우팅으로 인해 발생하는 일시적인 음의 EL
버퍼링된 섬유가 가이드 휠 위를 통과할 때 장력으로 인해 섬유가 튜브 내부 중앙에서 벗어나-단기간 -음성 EL의 기하학적 조건이 생성될 수 있습니다. 후속 결정화 수축은 먼저 이 음의 EL을 제거한 다음 안정적인 양의 EL을 확립합니다.
핵심 프로세스 노하우는{0}}제조 과정에서 더 높은 수준의 결정성을 달성하여 뜨거운-인장 잔류 응력을 온라인으로 방출하고 사후 수축을 최소화하는 것입니다.- 이로 인해 더 작고, 더 안정적이며, 예측 가능한 EL이 생성됩니다. 즉, 냉수 탱크는 "결과물을 동결"시키는 반면, 메인 캡스턴 주변의 고온-에서-냉각 전환이 "결과의 품질"을 결정합니다.
광섬유 완충관 주요 영향 요인
우리는 광섬유 케이블의 초과 길이에 영향을 미치는 가장 중요한 요인이 본질적으로 두 가지에 관련되어 있다고 믿습니다.
① PBT 튜빙의 인라인 결정화 및 수축 정도는-튜빙이 얼마나 짧아지는지를 결정합니다.
② 제조과정에서 광섬유와 튜빙 사이의 장력이나 경로 차이에 따라 광섬유가 늘어나는 정도와 경로의 길이가 결정됩니다.
이를 위해서는 네 가지 핵심 요소에 초점을 맞춰야 합니다.
긴장-을 해소하세요
페이오프 장력이 높을수록 섬유는 더 직선으로 유지되고 튜브에 더 기계적으로 결합되는 경향이 있어 큰 초과 길이를 생성하기가 더 어려워집니다. 결과적으로 최종 초과 길이는 일반적으로 작아집니다.
테이크-업 / 캡스턴 텐션
메인 캡스턴과 테이크업 시스템에 의해 부과되는 장력은{0}}전체 라인 장력과 섬유와 튜브 사이의 기계적 상호 작용에 영향을 미칩니다. 테이크{2}}장력이 높을수록 섬유와 튜브 사이의 상대적인 미끄러짐을 억제하는 경향이 있으며, 이는 일반적으로 달성 가능한 초과 길이를 줄이고 수축 중에 튜브가 초과 길이를 "해제"할 수 없게 만듭니다.
핫-에서-콜드 전환으로의 열 프로필
튜브의 열 이력, 특히 중합체가 유리 전이 온도 이상으로 유지되는 동안의 냉각 거동 및 체류 시간은 결정화 발달 및 잔류 응력 완화 정도를 좌우합니다. 제조 과정에서 결정화가 더 완전해지면 잔류 수축 응력이 최소화되고 결과로 발생하는 초과 길이가 더 안정적이고 예측 가능해지며 생산 후 증가가 줄어듭니다.-
충전재 점도
화합물의 점도가 낮으면 섬유가 더 자유롭게 움직일 수 있어 초과 길이를 쉽게 설정하고 조정할 수 있습니다. 점도가 높으면 섬유 이동이 제한되고 초과 길이가 형성되기 어려워지며 공정이 장력 변동에 더욱 민감해집니다. 따라서 가변성을 최소화하고 반복 가능한 초과 길이 제어를 달성하려면 압출 전반에 걸쳐 안정적이고 일관된 점도를 유지하는 것이 필수적입니다.
EL에 대한 압출 및 다이 매개변수의 결합 효과
용융 온도
용융 온도는 세 가지 주요 메커니즘을 통해 EL에 영향을 미칩니다.
점도 및 방향성 응력 수준
용융 온도가 낮을수록 점도가 증가하고 다이와 사이징 영역의 전단 응력이 높아집니다. 이는 더 강한 분자 배향을 촉진하고 더 많은 잔류 응력을 유지합니다. 잔류 응력이 높을수록 오프라인 수축의 여지가 더 많아지고-EL은 시간 의존적 드리프트에 더 취약해집니다.-
잠금 지점의 열 이력
용융 온도는 튜브가 다이에서 나올 때 튜브의 초기 열 에너지를 결정하여 운반 섹션 전후의 온도 프로필을 형성합니다-. 잠금 지점은 튜브-섬유 결합이 상대 미끄러짐을 억제할 만큼 충분히 강해질 때 발생합니다. 이 잠금 지점의 온도와 위치에 따라 잠금 후에도 결정화 및 수축이 발생할 수 있는 정도가 결정됩니다. 용융 온도가 높을수록 잠금 지점은 나중에 발생하고 튜브 온도도 높아지는 경향이 있습니다. 잠금 후에 더 많은 결정화 수축이 발생하여 EL 평균값이 더 높아지고 하류 냉각 조건에 대한 민감도가 높아질 수 있습니다.
압출 압력 및 변동 원인
용융 온도가 낮을수록 압출 압력이 증가하고 스크류 및 다이 헤드의 교란에 더욱 민감해지며, 이로 인해 출력 및 치수 변동이 발생할 수 있습니다. 치수 변화는 섬유와 튜브 사이의 마찰 상호 작용을 변경하며, 종종 더 높은 단기- EL 변동으로 나타납니다. 안정적인 용융-온도 범위를 사용하면 일반적으로 EL 변동성을 억제하기가 더 쉽습니다.
광섬유 완충관~의감소율
드로우다운 비율은 튜브 형성 중에 부과되는 축 신장을 결정하며 EL 안정성에 가장 영향력 있는 감도 증폭기 중 하나입니다.
방향 및 사후-수축
드로우다운 비율이 높을수록 튜브가 목표 치수에 도달하기 위해 축 신장에 더 많이 의존하여 축 방향이 더 강해지고 잔류 응력이 높아진다는 의미입니다. 반결정질 폴리머의 경우 배향과 응력 상태는 결정화 동역학과 후속 이완 거동에 큰 영향을 미칩니다. 결과적으로, 수축 추진력은 권취 후에도 지속되어-시간이 지남에 따라 EL이 증가할 가능성이 높아집니다(수축 후 드리프트).
유효 결정화 시간의 변화
라인 속도가 높을수록 온수 탱크와 전이 영역의 체류 시간이 줄어들고 라인 내 결정화를 충분히 달성할 가능성이 감소합니다.- 불완전한 결정화는 응력 완화가 완료되지 않았으며 냉각 중에 급속히 "동결"됨을 의미합니다. 이후의 이완 및 수축은 보관 또는 테스트 중에 발생하여 EL의 시간 안정성을 저하시킵니다.
튜브-섬유 결합 상태의 변화
드로우다운 비율의 변화는 전체 라인 장력 분포와 섬유와 튜브 사이의 마찰 결합 강도도 수정합니다. 결합력이 강할수록 상대적인 미끄러짐이 줄어들어 섬유가 튜브에 의해 운반될 가능성이 높아집니다. 이로 인해 효과적인 초과 길이를 설정하기가 더 어려워지고 EL 평균값이 낮아지고 장력 교란에 대한 민감도가 높아집니다. 약한 결합은 더 많은 슬라이딩을 허용하여 EL 형성을 더 쉽게 만들지만 충전-화합물 점도 안정성 및 섬유 경로 교란에 대한 의존도도 증가합니다.
광섬유 완충관~의크기 조정 방법
EL에 대한 사이징 방법의 주요 영향은 단순히 직경 제어 기능이 아니라 냉각 시작 모드와 마찰 항력의 크기입니다. 이러한 요소는 튜브가 고온에서 추가적인 축 제약을 받는지 여부와 빠른 표피 형성이 조기에 잔류 응력에 고정되는지 여부를 결정합니다.
접점 크기
접촉 크기 조정은 강력한 치수 제약을 제공하지만 튜브와 금속 교정기 사이의 직접적인 마찰로 인해 추가적인 축 방향 끌림이 발생하여 뜨거운 상태 방향과 잔류 응력이 증가합니다-. 또한, 높은 열-전달 효율은 표피 형성을 가속화하여 잔류 응력이 갇힐 가능성을 더 높입니다. 일반적인 결과는 치수 안정성이 향상되지만 EL 변동이 증가하고 수축 후 드리프트 위험이 더 높습니다.-
비접촉 크기-
비접촉 크기 조정은 마찰 항력을 줄여 잔류 응력을 낮추고 -장기적인 EL 안정성을 향상시킵니다. 그러나 물-막 연속성, 진공 변동 및 냉각 균일성에 더 민감합니다. 수막이나 부압의 작은 교란은 치수 및 냉각{5}}속도 변화로 해석되어 튜브-섬유 마찰 조건을 더욱 변화시킬 수 있습니다. 이는 종종 더 높은 단기-EL 노이즈와 더 빈번한 일시적인 "음성 EL" 동작으로 나타납니다.
하이브리드 사이징
하이브리드 사이징은 강력한 치수 제어와 낮은 마찰 저항을 모두 달성하는 것을 목표로 하여 안정성과 변동 억제가 모두 요구되는 고속 조건에 적합합니다. 성능은 크기 설계와 진공 및/또는 수막 제어의 효율성에 따라 달라집니다.{2}}
광섬유 완충관~의진공 수준
EL에 대한 진공 수준의 영향은 주로 두 가지 경계 조건, 즉 튜브-에서 교정기 접촉으로의 마찰 항력과 피부 형성 및 응력 동결을 제어하는 열{2}}전달 강도를 반영합니다.
고진공에서의 일반적인 특성
튜브가 사이징 장치에 더 단단히 접착되어 치수 안정성이 향상됩니다. 그러나 접촉 압력이 높을수록 마찰 항력이 증가하고 뜨거운 상태에서 축 구속이 높아져 잔류 응력이 높아집니다. 또한 열 전달이 강해지면 피부 형성이 가속화되어 결정화 및 이완 과정이 더 일찍 동결됩니다. 이는 잔류 응력이 오프라인으로 방출될 가능성을 높입니다-. 결과는 일반적으로 더 "견고한" EL 평균값이지만 시간-의존 드리프트 위험이 더 높습니다.
저진공에서의 일반적인 특성
마찰 저항이 감소하면 잔류 응력이 낮아지고 수축 후 드리프트가-완화됩니다. 그러나 치수 안정성은 튜브의 자체 지지 기능과 수막 또는 분무 냉각의 안정성에 따라 더욱 달라집니다. 타원형 및 벽-두께 변동이 증가할 가능성이 높아져 EL 노이즈가 높아집니다. 전반적으로 드리프트는 작지만 단기-변동성은 더 큽니다.