減少光纖面板纖維破損工藝研究

摘 要：文章分析了暗點成因，研究皮層厚度、操作對纖維破損的影響。對細化工藝操作提出了要求，從減少光纖面板纖維破損方面，減少暗點，對改善光纖面板產品品相起到一定的借鑒作用。

關鍵詞：光纖面板；纖維破損；暗點；品相

1 暗點與纖維破損的關系

1.1 暗點定義

暗點：任何小于面板平均漫射透過率70%的區域。對于單纖維直徑為5.5±0.5μm和3.0±0.3μm的面板，透過率低于70%的區域，相連接的纖維寬度大于24μm作暗點計。現在對于暗點的要求越來越嚴格，文章把超過3根單纖維組成的點計做暗點。如圖1，中心區域發暗纖維約5-7根，互為相鄰，暗點產生在復絲界面。

1.2 暗點成因

暗點多產生于光纖面板復絲界面，光纖面板原材料、環境濕度、拉絲溫度在傳統的拉絲工藝下，已經得到較好控制，但由于人員操作的差異化，控制起來沒那么容易，是可以深入挖掘的因素。下文將對纖維皮層厚度、人員操作具體分析。

2 皮層厚度與纖維破損的關系

2.1 光纖傳光原理

光纖面板是由芯料、皮料和光吸收玻璃三種材料經過單纖拉制、復合棒排列、復合光纖拉制、熱熔壓、冷加工等主要工序形成的光學纖維透鏡，其中芯料的主要作用是傳遞能量和圖像信息，皮料的主要作用是保證圖像信息在光纖中以全反射的方式進行傳遞，如圖2。光線在光纖芯皮界面全反射時，光波將透入皮層一定深度，并沿平行界面的方向傳播一段距離，再返回芯料，透入皮層的這個波叫倏逝波。倏逝波在皮層傳播的距離一般為一個波長，進入深度則取決于光波波長和入射角度。當光纖皮層厚度小于光波透入深度時，光波將從皮層逃逸，影響光纖的透過率和成像質量。如果某根纖維皮層在拉絲排屏過程中受到碰撞、摩擦，導致最終的皮層厚度減小，可能造成漏光，影響纖維透過率，產生暗點。

2.2 增加皮層厚度工藝摸索

根據上述分析，文章進行了工藝試驗。試驗2是在試驗1的基礎上增加單絲及一次復絲絲徑，分別是試驗1的1.4倍和1.3倍。實現了皮層厚度分別為1.4倍和1.3倍。兩個試驗的其他工藝保持相同。圖3、圖4為試驗1和試驗2的產品內部暗點對比圖。試驗2增加了皮層厚度后，從而增加了纖維耐磨性。在同等工藝前提下，可以彌補由操作帶來的纖維破損，從而減少暗點。

3 人員操作與纖維破損的關系

3.1 光纖拉制、排列工藝簡述

傳統光纖面板一般經過兩次復合光纖拉制、排列，熔壓后制成。在光纖拉制、排列過程中包含二十幾道小工序，其中管棒組合、撿絲、擺絲、挑絲等都是人工操作。目前，國內生產光纖面板還未能實現自動化替代人工，因為機械始終替代不了人工的精細。但隨著產量增加，人員增加，人工操作的劣勢也逐漸顯現。所有員工的操作不能夠做到整齊劃一，操作過程對光纖的摩擦會帶來光纖表面的破損。一次復絲和二次復絲表面的破損很容易形成暗點。

3.2 操作細節要求

經過長時間的摸索，文章對拉絲排屏操作進行了更加細化的研究，對操作細節提出更高的要求，進一步減少纖維破損。文章設計了金屬模具，金屬模具具有精度高，耐磨損的特點，同時對模具進行了工藝處理，使光纖與模具接觸并不會損害絲。使用文章模具，可以實現光纖一層一層順序排列（圖5）。

工藝操作細化要求如下：（1）管棒組合：輕拿輕放，減少芯、皮表面磨損；（2）復合光纖拉制：控制撿絲頻率，減少復絲磨損；（3）光纖擺放：擺放過程盡量避免絲與絲碰撞或摩擦；（4）光纖清潔：絲與絲分散開，不堆積；（5）復合光纖排列：一層一層順序排列，避免絲與絲之間摩擦，做好人的皮膚和屏段的隔離等。

4 取得的成果

通過上述試驗研究，使產品內部暗點明顯減少。圖6、圖7是提高操作要求和改良拉絲排屏模具工藝摸索前后的產品內部質量對比情況。

圖6中，顏色發暗的纖維明顯多于圖7。圖7是工藝摸索后產品品相，看上去很舒服。在光纖面板生產過程中，追求的是精細化操作，一根纖維發暗，它與周圍光纖相互作用，就會形成暗點，嚴重者導致產品報廢，引起產品合格率的波動。文章進行研究的意義就是將暗點控制在萌芽中，遏制其進一步影響產品質量。

5 結論

（1）增加單絲及一次復絲皮層厚度可以增加纖維耐磨性，彌補不良操作帶來的纖維破損；（2）從工藝操作上提高要求，可以減少光纖拉制、排列過程中帶來的纖維碰撞和摩擦，減少纖維破損；（3）合適的模具可以輔助光纖拉制、排列。減少纖維的磨損絲的碰撞，減少纖維破損；（4）以上研究內容可以有效減少光纖面板纖維破損，從而減少暗點，提升產品品相。

參考文獻

[1]西北輕工學院.玻璃工藝學[M].輕工業出版社，1982.

作者簡介：任曉嬌（1987-），女，吉林白城人，碩士研究生，從事技術工作，研究方向：材料物理與化學。