用等離子清洗機(jī)對光纜護(hù)套進(jìn)行等離子表面處理后印字效果淺析

當(dāng)前國內(nèi)光纜工程施工主要是采用人工布放光纜常常會造成光纜表面標(biāo)志磨 損 、護(hù)套劃傷 。 然而 , 光纜表面標(biāo)志磨損對于整個(gè)光纜線路的使用和維護(hù)與光纖衰減等問題同樣重要。 光纜線路表面標(biāo)志磨損缺失將導(dǎo)致后期同一路由中線路識別困難,對于問題點(diǎn)的查找難度增加 。比如: 由于光纜護(hù)套表面標(biāo)志的缺失,在光纜線路遷移 、 維護(hù) 、 搶修割接時(shí)將不應(yīng)斷幵的光纜斷開、將不應(yīng)斷開的方向斷 開 、將不應(yīng)斷開的纖芯斷開等問題,在切換光纜時(shí)錯(cuò)誤地切斷了正在運(yùn)行的光纜等。

目前,以聚乙烯(PE)為代表的的聚烯烴類高分子材料,因具有優(yōu)良的電氣性能、物理力學(xué) 性能、化學(xué)穩(wěn)定性、低毒性、原料豐富、加工工藝簡單、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)、而被廣泛用作光纜電線的絕緣材料和護(hù)套材料。但是、聚乙烯表面能低、親水性和粘接性差,使得在光纜 電纜表面噴涂的標(biāo)志(型號、規(guī)格、長度等)很容易被磨損掉。因此需要對該類材料表面的 物理化學(xué)性能進(jìn)行改善,以增強(qiáng)護(hù)套表面與噴涂墨水的粘結(jié)性和相互滲透性。

當(dāng)前光纜保護(hù)套表面標(biāo)志制作主要以熱壓印法和噴碼為主。目前熱壓印法存在以下缺點(diǎn):

( 1)根據(jù)客戶要求需加工專用字頭,字頭的成本高、不同批次字頭大小不一供貨效率低。同 時(shí)影響光纜制造廠商的供貨效率;(2)印字帶的成本相對較高,且容易造成白色污染;(3 )印字帶在生產(chǎn)中經(jīng)常斷帶、印字質(zhì)量差;(4)設(shè)備速度低,影響整條生產(chǎn)線的速度;(5 )印字后破壞了光纜線表面護(hù)套,甚至有可能壓扁套管,造成OTDR上測試曲線出現(xiàn)臺階;( 6)印字間距受限,且錯(cuò)印后重新補(bǔ)打難度大、效率低。

另一種方法即在光纜表面直接噴碼,其成本低、效率高、印字內(nèi)容及字體大小可隨時(shí)調(diào)整; 印字清晰美觀,即使出現(xiàn)噴碼錯(cuò)誤時(shí)也易于重新噴印、而且印字不會對光纜線本身性能造成 影響;唯一的缺點(diǎn)就是粘結(jié)性能差,表面噴碼內(nèi)容容易被磨損掉。

光纜護(hù)套表面難粘原因分析:

聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚四氟乙烯(PTFE)等在光纜及電線電 纜中得到廣泛應(yīng)用,但除PVC外其他三種均屬于難粘性高分子材料。該類難粘材料較難與其 他材料膠接、難粘貼的主要原因有以下幾個(gè)方面;

表面能低,接觸角大,印墨、粘合劑不能充分潤濕基材,從而不能很好粘附在基材上。 結(jié)晶度高、化學(xué)穩(wěn)定性好,當(dāng)溶劑型膠粘劑(或印墨、溶劑)涂在其表面時(shí),很難發(fā)生高聚 物分子鏈成鏈或互相擴(kuò)散纏結(jié),不能形成較強(qiáng)的粘附力。

聚烯烴屬于非極性高分子材料,聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯分子上基本不帶任何極性基團(tuán) ,是非極性高分子。印墨、膠粘劑吸附在被粘材料表面是由范德華力(分子間作用力)所引 起的,范德華力包括取向力、誘導(dǎo)力和色散力。對于極性高分子材料表面,不具備形成取向 力和誘導(dǎo)力的條件,而只能形成較弱的色散力,因而粘附性能較差。

聚烯烴類材料本身含有低分子量物質(zhì),以及在加工過程中加入的添加劑(如增塑劑、抗防老 劑、潤滑劑等),這類小分子物質(zhì)極容易析出、匯集于材料表面、形成強(qiáng)度很低的薄弱界面 層,從而表現(xiàn)出粘附性差,不利于印刷、復(fù)合和粘接等后加工。

低溫等離子清洗機(jī)表面改性原理:

等離子體作為物質(zhì)的(除固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之外)第四種狀態(tài),是氣體部分或完全電離產(chǎn)生 的非凝聚體系,一般都包含自由電子、離子、自由基和中性粒子等、體系內(nèi)正負(fù)電荷數(shù)量相 等,宏觀上呈電中性。

在材料表面改性中,主要是利用低溫等離子體轟擊材料表面,是材料表面分子的化學(xué)鍵被打 開,并與等離子體中的自由基結(jié)合,在材料表面形成極性基團(tuán),這首先需要低溫等離子體中 的各類離子具有足夠的能量以斷開材料表面的舊化學(xué)鍵。除離子外,低溫等離子體中絕大多 數(shù)粒子的能量均高于這些化學(xué)鍵的鍵能。但其能量又遠(yuǎn)低于高能放射性射線,因而只涉及材 料表面(幾納米到幾微米之間),不影響材料基體的性能。但在實(shí)際使用中過高的能量、或 是長時(shí)間作用會使材料表面損傷,甚至傷及材料基體的固有性質(zhì)。

通過低溫等離子表面處理,材料表面發(fā)生多重的物理、化學(xué)變化、或產(chǎn)生刻蝕而使表面粗糙 ,形成致密的交聯(lián)層,或引入含氧極性集團(tuán),使親水性、粘接性、可染色性、生物相容性得 到改善,這種表面處理主要針對于如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等高分子結(jié)構(gòu)高度對稱的 非極性高分子材料 。

低溫等離子清洗機(jī)表面改性特點(diǎn):

與傳統(tǒng)的化學(xué)表面處理、火焰處理、電暈處理等方法相比,低溫等離子體表面改性具有以下明顯優(yōu)點(diǎn):

1、處理時(shí)間短、節(jié)約能耗、縮短工藝流程;
2、反應(yīng)環(huán)境溫度低、工藝簡單、操作方便;
3、處理深度僅為幾個(gè)納米到微米,不影響材料基體的固有性質(zhì);
4、對所處理的材料具有普遍適應(yīng)性,可處理形狀較復(fù)雜的材料;
5、可采用不同的氣體介質(zhì)處理,對材料表面化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有較好的可控性。

隨著光纖通信行業(yè)的快速發(fā)展,光纜用量急劇增長,致使現(xiàn)有路由中的光纜數(shù)量劇增,而在同一路由中,唯一可以區(qū)分不同運(yùn)營商光纜線路的就只有光纜表面標(biāo)志。根據(jù)行業(yè)快速發(fā)展 需求,光纜制造商需采用一種經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)保、噴印效果好的噴印設(shè)備、由于光纜表面噴 碼成本低、效率高、印字內(nèi)容清洗可調(diào)等,而且經(jīng)等離子體處理后,表面噴碼油墨滲入到護(hù) 套表層,表現(xiàn)出良好的耐磨損性能。因而,將等離子體清洗設(shè)備與噴碼設(shè)備結(jié)合使用,將是 未來光纜制造商的一種理想選擇。

等離子清洗機(jī)