光纜噴碼印字附著力問題探討

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光纜噴碼印字附著力問題探討

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1 前言

光纜表面印字是光纜本身重要的組成部分，是每根光纜的身份信息，便于光纜施工識別，管理維護，后期追溯。印字內容包括：型號、規(guī)格、長度、生產(chǎn)日期等。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，光纜印字由最初的熱壓印到噴碼印字，再到當下盛行的激光雕刻，為了節(jié)約成本的同時，打標技術也在不斷的發(fā)展。

印字采用方式有壓印機壓印和噴碼儀噴印方式。壓印方式優(yōu)點印字牢固，不易磨損；缺點工藝控制較難，且印字成本高；噴印方式工藝控制簡單，印字成本低，缺點印字牢固度較差。

2 光纜標志耐磨損試驗方法

GB/T 7424.2-2008光纜總規(guī)范第二部分光纜基本實驗方法中E2B對光纜標志耐磨損有詳細的實驗方法。

（1）堅硬標志實驗方法

裝置應能在40mm的長度上，以（55±5）循環(huán)/分的頻率，摩擦平行于光纜縱軸的光纜標志。擦磨刃口來回各移動一處構成一個循環(huán)。擦磨刃口影視一根鋼針，其直徑為1mm，如圖1 所示。

用光纜夾把長度約750mm的試樣緊固在支撐板上，使試樣標志直接處于擦磨刃口下施行實驗。然后，應以重物對擦磨刃口加載，在光纜上產(chǎn)生詳細規(guī)范中規(guī)定的力，同時要避免沖撞光纜。然后，施行詳細規(guī)范中規(guī)定的循環(huán)次數(shù)的擦磨。

圖1 標志耐磨實驗方法1

（2）其他標志實驗方法

裝置如圖所示，把力通過羊毛氈施加到受試光纜上。把帶標志的光纜試樣放在用水浸透的兩塊羊毛氈之間。然后，應把詳細規(guī)范中規(guī)定的標稱力（F）施加到在100mm上前后移動的試樣標志上，施行詳細規(guī)范中規(guī)定的擦磨循環(huán)次數(shù)。

圖2 標志耐磨實驗方法2

3 噴碼印字的工作原理

（1）噴碼流程

如今大多數(shù)光纜廠商都在使用噴碼印字，為了是油墨能更好的粘結在護套表面，噴碼印字前增加等離子處理，印字流程如下：

圖3 噴碼流程

（2）等離子處理工作原理

低溫等離子體中的粒子能量一般約為幾個至十幾電子伏特，大于聚合物材料的結合鍵能（幾個至十幾電子伏特），完全可以破裂有機大分子的化學鍵而形成新鍵，但遠低于高能放射性射線，只涉及材料表面，不影響基體的性能。通過低溫等離子體表面處理，材料表面發(fā)生多種的物理、化學變化，或產(chǎn)生刻蝕而粗糙，或形成致密的交聯(lián)層，或引入含氧極性基團（羥基、羧基）,這些基團對各類涂敷材料具有促進其粘合的作用，有利于粘結、涂覆和印刷,不需其他機器、化學處理等強烈作用成份來增加粘合性。光纜噴碼印字前的等離子處理就是根據(jù)等離子體能改變物體表面結構的原理，處理后光纜表面能與帶電的油墨分子有較強的粘合力，使其不易被擦除，提高噴碼質量。

（3）室外光纜對標志耐磨的要求

YD/T 901-2009 層絞式通信用室外光纜對標志耐磨要求為:負載20N,循環(huán)次數(shù)不少于10次,實驗結束后用目力仍可辨認外套標志。

4 噴碼印字油墨附著力的研究分析

（1）油墨本身原因

目前市場中使用的噴碼儀和油墨較多，如：依瑪士、多米諾、美創(chuàng)力等，各種油墨本身附著力的差異，將直接影響噴碼印字附著力的差異。

（2）各種護套料的材質的差異

PE護套料的差異也會影響噴碼印字附著力，護套表面越光滑，噴碼印字附著力越差，護套表面越毛糙，噴碼印字附著力越好。簡要分析如下：所有的PE護套料生產(chǎn)成光纜后，護套表面都會呈現(xiàn)細微的凸起和凹陷狀（只有在高倍顯微鏡下才能觀察到）護套表面越粗糙的光纜凸起和凹陷的狀更明顯，護套表面越光滑凸起和凹陷狀越不明顯。噴碼儀正常噴字后，油墨等細小顆粒就粘附在凸起和凹陷的光纜表面，當耐磨試驗羊毛氈來回磨損過程中，羊毛氈就會磨損的凸起表面的油墨，凹陷表面的油墨就無法磨掉，光纜表面越粗糙，殘留的油墨就越多，所以耐磨性就越好；護套表面越光滑，殘留的油墨就越少，耐磨性就越差。以下是三種護套料在高倍顯微鏡下的護套外觀狀況，在分別放大30倍、100倍、300倍后發(fā)現(xiàn)某公司的全新料護套表面有細小的凸起和凹陷狀且比較均勻，機頭進行加溫處理的普通護套料表面凸起和凹陷狀較少，機頭沒有進行加溫處理的普通護套料凸起和凹陷狀較多。此三種護套表面耐磨試驗結果為：全新料耐磨試驗極限次數(shù)在150次；機頭加溫處理的耐磨極限次數(shù)在20次，機頭沒有加溫處理的耐磨極限次數(shù)在600次。

（3）護套表面吹干作用

護套在生產(chǎn)過程中吹干不充分，對噴碼印字附著力也存在一定的影響。原因為：護套表面水分吹干不充分，護套表面就存在細小的水滴，油墨噴印時直接噴印到這些水滴上，沒有完全噴印到光纜表面，最終導致印字附著力較差。

（4）等離子機電離作用

等離子對護套表面的電離作用后對噴碼印字耐磨性有很好的改善作用，但等離子電離噴頭與光纜表面距離需控制恰當，經(jīng)過多次的驗證等離子電離噴頭離光纜表面距離小于10mm時，既不能提高印字附著力反而效果更差（如圖 4）。

圖4 等離子處理

5 解決辦法

（1）油墨的選擇

對于油墨原因造成的噴碼印字附著力差目前主要采取的方式，對多種廠家油墨進行耐磨試驗驗證，選擇油墨附著力最好的投入生產(chǎn)。經(jīng)過多次驗證，某公司油墨附著力效果最好，極限次數(shù)在200次以上，而且比較穩(wěn)定，對設備影響也較小。

圖5 30N來回200次磨損后印字仍舊清晰可辨

（2）護套料的選擇

護套料廠家的多樣性和各種護套料的差異會導致各機臺噴碼印字附著力的差異，工藝上改變護套外觀來保證噴碼印字附著不可取。

（3）護套表面干燥程度

對護套吹干器的改善，某些護套設備吹干器已改善好，效果良好其他護套設備也在陸續(xù)的改進中。

圖6 護套吹干

（4）等離子處理的使用情況

制定等離子機電離噴頭離光纜表面距離嚴格的工藝要求，控制要點已在機臺張貼，并已對員工培訓。

圖7 培訓、警示

（5）增加噴碼印字吹干裝置

在機臺再增加一個吹干裝置，安裝在噴碼儀噴頭后面，油墨噴印后使其快速干燥，避免快速生產(chǎn)過程中噴碼印字被牽引皮帶或過線導輪磨損掉。

圖8 印字吹干裝置

6 結束語

噴碼儀噴印方式越來越多的被運用到光電纜行業(yè)，護套表面印標的優(yōu)劣將直接影響產(chǎn)品的質量，因印標不良造成客戶投訴影響了公司的聲譽，通過以上簡單的原因分析和解決方法對于噴碼印字附著力有一定的改善作用。