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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(shí)別，管理維護(hù)，后期追溯。印字內(nèi)容包括：型號(hào)、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(dāng)下盛行的激光雕刻，為了節(jié)約成本的同時(shí)，打標(biāo)技術(shù)也在不斷的發(fā)展。

印字采用方式有壓印機(jī)壓印和噴碼儀噴印方式。壓印方式優(yōu)點(diǎn)印字牢固，不易磨損；缺點(diǎn)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(diǎn)印字牢固度較差。

2 光纜標(biāo)志耐磨損試驗(yàn)方法

GB/T 7424.2-2008光纜總規(guī)范第二部分光纜基本實(shí)驗(yàn)方法中E2B對(duì)光纜標(biāo)志耐磨損有詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方法。

（1）堅(jiān)硬標(biāo)志實(shí)驗(yàn)方法

裝置應(yīng)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(biāo)志。擦磨刃口來回各移動(dòng)一處構(gòu)成一個(gè)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(biāo)志直接處于擦磨刃口下施行實(shí)驗(yàn)。然后，應(yīng)以重物對(duì)擦磨刃口加載，在光纜上產(chǎn)生詳細(xì)規(guī)范中規(guī)定的力，同時(shí)要避免沖撞光纜。然后，施行詳細(xì)規(guī)范中規(guī)定的循環(huán)次數(shù)的擦磨。

圖1 標(biāo)志耐磨實(shí)驗(yàn)方法1

（2）其他標(biāo)志實(shí)驗(yàn)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(biāo)志的光纜試樣放在用水浸透的兩塊羊毛氈之間。然后，應(yīng)把詳細(xì)規(guī)范中規(guī)定的標(biāo)稱力（F）施加到在100mm上前后移動(dòng)的試樣標(biāo)志上，施行詳細(xì)規(guī)范中規(guī)定的擦磨循環(huán)次數(shù)。

圖2 標(biāo)志耐磨實(shí)驗(yàn)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(jié)在護(hù)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(gè)至十幾電子伏特，大于聚合物材料的結(jié)合鍵能（幾個(gè)至十幾電子伏特），完全可以破裂有機(jī)大分子的化學(xué)鍵而形成新鍵，但遠(yuǎn)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(xué)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(tuán)（羥基、羧基）,這些基團(tuán)對(duì)各類涂敷材料具有促進(jìn)其粘合的作用，有利于粘結(jié)、涂覆和印刷,不需其他機(jī)器、化學(xué)處理等強(qiáng)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(jié)構(gòu)的原理，處理后光纜表面能與帶電的油墨分子有較強(qiáng)的粘合力，使其不易被擦除，提高噴碼質(zhì)量。

（3）室外光纜對(duì)標(biāo)志耐磨的要求

YD/T 901-2009 層絞式通信用室外光纜對(duì)標(biāo)志耐磨要求為:負(fù)載20N,循環(huán)次數(shù)不少于10次,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用目力仍可辨認(rèn)外套標(biāo)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(chǎng)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(hù)套料的材質(zhì)的差異

PE護(hù)套料的差異也會(huì)影響噴碼印字附著力，護(hù)套表面越光滑，噴碼印字附著力越差，護(hù)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(hù)套料生產(chǎn)成光纜后，護(hù)套表面都會(huì)呈現(xiàn)細(xì)微的凸起和凹陷狀（只有在高倍顯微鏡下才能觀察到）護(hù)套表面越粗糙的光纜凸起和凹陷的狀更明顯，護(hù)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(xì)小顆粒就粘附在凸起和凹陷的光纜表面，當(dāng)耐磨試驗(yàn)羊毛氈來回磨損過程中，羊毛氈就會(huì)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(hù)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(hù)套料在高倍顯微鏡下的護(hù)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(hù)套表面有細(xì)小的凸起和凹陷狀且比較均勻，機(jī)頭進(jìn)行加溫處理的普通護(hù)套料表面凸起和凹陷狀較少，機(jī)頭沒有進(jìn)行加溫處理的普通護(hù)套料凸起和凹陷狀較多。此三種護(hù)套表面耐磨試驗(yàn)結(jié)果為：全新料耐磨試驗(yàn)極限次數(shù)在150次；機(jī)頭加溫處理的耐磨極限次數(shù)在20次，機(jī)頭沒有加溫處理的耐磨極限次數(shù)在600次。

（3）護(hù)套表面吹干作用

護(hù)套在生產(chǎn)過程中吹干不充分，對(duì)噴碼印字附著力也存在一定的影響。原因?yàn)椋鹤o(hù)套表面水分吹干不充分，護(hù)套表面就存在細(xì)小的水滴，油墨噴印時(shí)直接噴印到這些水滴上，沒有完全噴印到光纜表面，最終導(dǎo)致印字附著力較差。

（4）等離子機(jī)電離作用

等離子對(duì)護(hù)套表面的電離作用后對(duì)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(dāng)，經(jīng)過多次的驗(yàn)證等離子電離噴頭離光纜表面距離小于10mm時(shí)，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(duì)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(duì)多種廠家油墨進(jìn)行耐磨試驗(yàn)驗(yàn)證，選擇油墨附著力最好的投入生產(chǎn)。經(jīng)過多次驗(yàn)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(duì)設(shè)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(hù)套料的選擇

護(hù)套料廠家的多樣性和各種護(hù)套料的差異會(huì)導(dǎo)致各機(jī)臺(tái)噴碼印字附著力的差異，工藝上改變護(hù)套外觀來保證噴碼印字附著不可取。

（3）護(hù)套表面干燥程度

對(duì)護(hù)套吹干器的改善，某些護(hù)套設(shè)備吹干器已改善好，效果良好其他護(hù)套設(shè)備也在陸續(xù)的改進(jìn)中。

圖6 護(hù)套吹干

（4）等離子處理的使用情況

制定等離子機(jī)電離噴頭離光纜表面距離嚴(yán)格的工藝要求，控制要點(diǎn)已在機(jī)臺(tái)張貼，并已對(duì)員工培訓(xùn)。

圖7 培訓(xùn)、警示

（5）增加噴碼印字吹干裝置

在機(jī)臺(tái)再增加一個(gè)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(dǎo)輪磨損掉。

圖8 印字吹干裝置

6 結(jié)束語

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