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帝斯曼:创新涂料技术 引领高速、低氦、绿色光纤拉丝革命

时间:2016-12-29 11:29:24

 

今天我的演讲主要分成三个部分。首先,和大家简单介绍一下我们整个帝斯曼集团的一些新业务的发展情况。之后会跟大家汇报一下帝斯曼最新的一些涂料研发的一些技术和成果。最后,我将谈一谈目前光纤光缆行业一项非常热门的技术——LED技术,以及涂料、拉丝技术的一些发展。
 
帝斯曼集团的历史
 
帝斯曼拥有114年的历史,是一家专注于生命科学和材料科学两大领域的大型跨国企业。总部在荷兰,在全球五大洲,在各个重要国家都有分支机构。它以科技为立足之本,在全球健康、营养,材料和生物科技领域拥有专长,并为所有利益相关方创造可持续价值。
 
每年,帝斯曼实现约100亿欧元的年销售额,全球20750名员工。帝斯曼自成立以来,始终以技术创新为宗旨,已拥有一万五千多项专利技术,在全球有26个研发点,2200多名研发人员,占全体员工数量的比例超过了10%,这一比例在材料公司中是非常高的。
 
国际上关于可持续发展有一个公认的指标,即道琼斯可持续发展指数,帝斯曼自2004年至今,就一直在道琼斯可持续发展指数保持领先。包括在今年刚刚出来的结果,帝斯曼更是名列榜首。公司任何技术的开发,任何业务的开展,都是以可持续发展为根本,使之有利于整个社会以及人类的健康发展。
 
健康、营养和材料领域的领袖
 
整个帝斯曼集团有三大业务领域,包括健康、营养和材料。
(1)健康
饲料、食品和个人护理行业的营养配料领先供应商(包括维生素、类胡萝卜素、omega、食品和饲料酶、菌种、酵母和营养制品)
(2)材料
为汽车、电子电气、光通信和建筑行业提供可持续的高性能材料。同时,在一些新兴的行业和领域内,也秉持可持续发展的理念和原则,进入了生物医药材料、先进生物燃料、生物基化学品和太阳能系统先进表面等新兴市场。
 
中国正成为帝斯曼的本土市场
 
帝斯曼集团十分重视在中国市场的发展。早在1963年,帝斯曼就开始与中国的合作。在2015年,帝斯曼在中国年销售额达到了10.63亿美元,并且在2011-2015年,整个集团在中国进行的投资已经超过了10亿美元。目前,帝斯曼在中国已有4,310 名员工,包括21个生产场地在内的39个分支机构。我们的中国地区总部和研发中心在上海,也非常欢迎在座的各位领导和专家有机会来上海参观指导。
 
前面简单介绍了一下整个帝斯曼总体的业务领域。在光纤光缆这一块,帝斯曼也是属于40多年的老兵了。讲到帝斯曼对整个光纤光缆领域的贡献,要从40多年以前我们发明了第一代紫外(UV)光纤涂料开始说起。此前采用的固化方式都是热固化,速度非常得低,难以大规模生产光纤。随着光纤需求量的飞速增长,动辄上亿芯公里,如果采用传统固化方式,难以满足需求。因此,帝斯曼在1970年代开发出的紫外光纤固化涂料使得低损耗光纤的大范围应用成为可能。40年来,帝斯曼始终坚持创新,推动光纤光缆技术不断发展。包括我们后来在80年代研发的松套缆光纤涂料,90年代的多模光纤涂料以及2000年的紧套缆光纤涂料,低折射率光纤涂料,这些都是新型光纤光缆产品可以实现的必要基础。需要着重提一下的是在2008年,帝斯曼研发出了划时代的抗微弯光纤涂料Deslite@Supercoatings。这是一个划时代的涂料产品,应该是目前在全球范围内已经代替了上一代涂料。我们大家都知道,引起光纤衰竭的主要有两个原因,一个是宏弯,一个是微弯。那在微弯这一块的话,涂料能够发挥非常大的作用。个别的设计可以将微弯程度降到最低。这个抗微弯光纤涂料就帮助我们的很多客户实现了非常多的低损耗光纤设计,包括超低损耗光纤,以及现在大家都在研制的大有效面积光纤等等。这些新型的光纤对于微弯都是非常敏感的。在最近的五六年,帝斯曼有很多新产品的推出,我们在14年帝斯曼的新一代高性能涂料,它可以支持非常高的拉丝速度。有非常灵活的工艺。UV-LED涂料也是我们非常骄傲的一个产品,它是一种绿色环保的新型固化涂料,可以大大减少能源消耗,减少氦气使用(节省约50%的氦气),以及可以帮助我们的客户提高光纤拉丝的速度,大大提高光纤生产的效率。同时,我们仍在持续进行新产品的开发,应该说帝斯曼是业界唯一一家仍然在涂料上面进行持续研发的公司。因为要保持40年来不断领先的地位,持续的研发、持续的创新是唯一的出路。
 

下面简单和大家介绍一下我们的新型涂料技术的优势以及哪些特点可以帮助我们的客户包括运营商实现更高效率的光纤生产和应用。
 
首先是提高光纤拉丝速度。从去年到今年,整个中国的光纤需求量非常惊人,速度对于光纤厂家来说就意味着产量,重要性不言而喻。
第二,可以减少50%氦气的使用。氦气是整个光纤生产过程中不可缺少的原料。由于氦气本身也是一种不可再生的紧缺资源,如果能减少氦气的使用,就能降低成本,保护地球资源,实现未来的可持续发展。
第三是LED固化。新的UV-LED能够大大减少能源的消耗。经过去年的开始商用以及今年的规模化商用,帝斯曼验证了LED技术可以节省80%的用电量。并且,LED技术不会用到汞,比较环保,没有噪声,改善生产环境,大大利于工人的健康。通过更新配方,涂料的固化速度得到了大大的提高,通过与客户的合作,帮助客户达到了超过2800米/分钟的拉丝速度,属于业界领先水平。
 
今年,帝斯曼在5个客户的拉丝设备进行了不同的LED固化设备灯的性能对比试验,挑选了4种不同的LED商用灯,在不同的拉丝塔上进行验证,以下是帝斯曼对于UV-LED涂料的最新试验及结果。
 

不同LED固化设备在不同拉丝塔上的评估

                                                                                                                     

LED固化设备提供商
UV-LED 固化设备 1
Lamp A
UV-LED 固化设备 2
Lamp B
UV-LED 固化设备 3
Lamp C
UV-LED 固化设备 4
Lamp D
传统汞灯
Lamp MW
                                                       

从图中我们可以看到,相比传统汞灯,LED固化设备可省电超过80%以上。另外,在速度上,达到3000m/min的速度,我们需要的汞灯数量非常多,而使用LED灯,需要的数量相对会少一些。据我们推算:改造20条线,每年可以节省约一百万美金。我们可以看到,中国的大型光纤光缆厂家线路非常多,如果在未来进行LED灯的改造的话,节省下来的费用将非常可观。

 

总体电源消耗 vs 拉丝速度

 
下面通过一张图简单对比一下不同的LED固化设备的固化效率,我们发现,目前由于各家的LED固化设备上的芯片、光学和透镜设计等各方面的设计存在差异,LED灯的使用效率也是不同的。从图中可以看出,A和B的固化效率比C和D高。
 

不同LED固化系统的效率
(固化度92-100%)
 
另外,我们也比较了不同LED固化系统内层和外层涂料的固化性能。
 

内层和外层涂料固化性能比较
(配合不同的LED固化系统)
 
最后,和大家分享一下UV-LED试验结论,经过试验和研究,我们非常有信心地宣布,
 
和传统汞灯相比,LED固化系统可以节能至少80%
LED固化系统的性能和效率取决于:涂料配方,灯的功率,照射强度,峰值波长,光学和透镜设计等。
先进的LED涂料技术和固化设备,可以帮助光纤制造业提高生产效率和光纤性能。
 
未来,帝斯曼将继续秉承持续创新的理念,和我们的终端客户一起,用高性能的涂料技术来,提高光纤生产效率,实现卓越的光纤性能。


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