尼龍護套電線印字缺陷分析及改進措施
摘要：闡述了尼龍護套電線印字過程中經(jīng)常出現(xiàn)的幾種缺陷，并對產(chǎn)生這些缺陷的原因進行了分析，尤其詳細和深入的分析了印字拖印問題，并提出了一系列的改進措施。
關(guān)鍵詞：尼龍護套電線，印字缺陷，原因分析，改進措施
尼龍以其本身具有較高的機械強度、良好的耐化學藥品性能、熔點高、耐磨性好，以及具有良好的自潤滑性等特點，越來越多被應(yīng)用于建筑、電氣設(shè)備等領(lǐng)域，用作電線的護套。由于尼龍護套電線通常外徑較小，因此印字相對困難，而基本上所有的電線電纜標準均對需要印字產(chǎn)品的表面印字都有"字跡清晰"的要求。
1.印字缺陷的種類
尼龍表面印字較困難，且印字油墨成本高出印制聚氯乙烯（PVC）油墨數(shù)倍，而尼龍本身是無色透明的，因此，這類電線基本上都在內(nèi)層PVC絕緣的表面上印字。
生產(chǎn)過程中尼龍護套電線經(jīng)常出現(xiàn)的印字缺陷有：字體不完整、字跡不清晰、線面有墨跡、印字拖印等。由于絕緣線芯印字之后，還需通過尼龍護套擠包，據(jù)統(tǒng)計所有印字缺陷中又以油墨拖印現(xiàn)象最為嚴重，是其它印字缺陷總和的10倍以上。
2.產(chǎn)生缺陷的原因及改進措施
2.1 字體不完整
由于絕緣線芯外徑較小，為達到字跡清晰的要求，一般字高約為絕緣線芯外徑的三分之一左右。如果電線和印字輪的相對位置不理想或不穩(wěn)定，將出現(xiàn)字體不完整情況。要避免這種情況，比較有效的方法是在印字輪的上方適當位置加一個表面開槽的壓輪。壓輪可以通過螺桿進行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同外徑電線的印字要求。為使絕緣線芯和印字輪相對位置的穩(wěn)定，壓輪開槽不宜過大。
2.2 字跡不清晰
出現(xiàn)字跡不清晰的原因主要有兩個：油墨濃度的選擇和字輪的質(zhì)量。
油墨濃度較稀時，因外層有尼龍護套，所以成品印字字跡將比生產(chǎn)過程中更淡、更不清晰。為克服因油墨濃度稀而造成的字跡不清晰，要求在開機前調(diào)整好油墨濃度，又因油墨稀釋劑是易揮發(fā)物質(zhì)，要保證生產(chǎn)過程中油墨濃度滿足要求，就需適當添加稀釋劑。通?？梢栽谟湍咨霞右粋€裝有稀釋劑的滴定瓶，滴定速度可以根據(jù)周圍環(huán)境加以調(diào)節(jié)。
在字輪磨損比較嚴重的情況下，也會產(chǎn)生字跡不清晰的現(xiàn)象，通過增加對印字效果的檢查頻次來解決這一問題；字輪磨損太嚴重時，要更換印字輪。
2.3 線面有墨跡
出現(xiàn)這一現(xiàn)象的幾率比較小，解決起來也比較簡單，可以通過給油墨缸加上蓋板或使用封閉式油墨缸加以解決。
2.4 印字拖印
尼龍護套電線表面印字最嚴重、最難解決的問題就是印字拖印，且嚴重的拖印將連續(xù)出現(xiàn)在整盤電線表面。要解決這一問題，首先需要確定拖印發(fā)生在擠包PVC絕緣及印字工序，還是出現(xiàn)在擠包尼龍護套的工序中，其次再分析產(chǎn)生拖印的原因，接下來才能采取措施并檢驗措施后的有效性。
2.4.1確定拖印發(fā)生的位置
由于拖印是印字缺陷問題，所以要確定是擠包絕緣及印字工序中印字質(zhì)量缺陷，還是在擠包尼龍護套二次加工造成。為此進行了如下實驗：
（1）選擇一臺擠出設(shè)備（帶固定的印字設(shè)備），采用同樣的PVC絕緣料及工藝條件，分別進行絕緣擠包及印字工藝，按兩種不同檢驗頻次在線檢查是否有拖印現(xiàn)象，前者采用1次/5min的頻次檢驗，后者采用常規(guī)頻次檢驗，均未發(fā)生拖印現(xiàn)象。
（2）將上述印字完畢的絕緣線芯在同一臺設(shè)備上分別擠包尼龍護套，結(jié)果均出現(xiàn)拖印現(xiàn)象（見圖1）。這說明拖印現(xiàn)象發(fā)生在擠包尼龍護套工序中，而且主要集中在擠包尼龍護套的幾處模具處。從圖1中可知，拖印現(xiàn)象發(fā)生率大約在2.0%~6.0%。
圖1 擠包尼龍護套時拖印發(fā)生率
1-1次/5min 2-常規(guī)檢驗頻次
2.4.2原因分析及改進措施
從上述可知，托因現(xiàn)象出現(xiàn)在尼龍護套擠出工序中的幾處模具處，可能與線芯和模芯之間摩擦有關(guān)。為此，進行了如下試驗：（1）當護套擠出機停機時，即模具處于室溫下，將通過檢驗印字良好的絕緣線芯按通常的生產(chǎn)牽引速度通過擠出模具，觀察未發(fā)現(xiàn)拖印現(xiàn)象；（2）將上述同一盤絕緣線芯，以相同的牽引速度進行尼龍護套的擠制（模具處于高溫時），即發(fā)現(xiàn)拖印現(xiàn)象。這說明拖印現(xiàn)象的產(chǎn)生與尼龍護套擠制工序密切相關(guān)，它不僅僅和線芯與模芯之間摩擦、模具處于高溫有關(guān)，而且還和其他工藝條件有關(guān)。
根據(jù)理論綜合分析：我們認為造成拖印的原因通常有以下幾個：絕緣線芯的抖動、擠出模具損壞或模具中存在其他異物，以及其他德一些原因，為此進行了如下分析和驗證。
（1）如果是絕緣線芯抖動引起的，因絕緣線芯的抖動是無規(guī)律的，所以出現(xiàn)拖印也應(yīng)隨機分布，但實際上觀察到的拖印卻是連續(xù)的。因此可以排除這種推論。
（2）如果是模具損壞引起的，則會對絕緣線芯或尼龍護套表面產(chǎn)生不來能夠的影響。但是，幾乎所有拖印出現(xiàn)時芯子線和尼龍表面都未發(fā)現(xiàn)外傷，且每周更換模具時也未發(fā)現(xiàn)模具有缺陷，因此，可認為拖印是由其他原因所引起的。
（3）其他原因之一可能是模具內(nèi)存在著異物。尼龍擠包溫度較高（N6最高溫度達260℃左右），生產(chǎn)時尼龍?zhí)幱诹鲬B(tài)，而模具采用近似半擠壓式，當絕緣線芯放線完畢后，其尾端通過模具時，由于模具內(nèi)壓力突然下降，流態(tài)尼龍可能倒流進入模芯內(nèi)孔的孔道并焦燒結(jié)塊，粘附在管壁內(nèi)，形成硬性的異物，待下一盤絕緣線芯擠包護套時，導致絕緣表面摩擦增加并刮削絕緣表面，從而引起其表面發(fā)生連續(xù)的拖印現(xiàn)象，為此可以從兩個方面解決這一問題：防止護套料的倒流和及時清理管壁內(nèi)的異物。具體方法是：①當生產(chǎn)中絕緣線芯快要放完時，即放線盤中僅剩20米左右線芯時，先將主機停止，然后逐漸停止牽引，并立即將一段裸銅線頂著絕緣線芯的尾端一起進入模具的導管，這樣能減少護套料的倒流量；②將導管中的銅線按放線方向抽出，并用干凈棉布在模芯的導管內(nèi)擦洗，這樣能基本清理導管壁上的異物。通過采用這一措施后，拖印現(xiàn)象發(fā)生率可以從原來未改進前的2.0%~6.0%下降到1.0%~3.0%（見圖2），這些措施仍不能完全、徹底消除導管內(nèi)異物。
圖2 異物清理后拖印發(fā)生率
（4）印字標志的耐擦性是否是拖印現(xiàn)象產(chǎn)生的另一個重要原因，因為油墨若受熱熔化或絕緣線芯表面存在著低熔點物質(zhì)時，同樣會由于耐擦性差而引起拖印現(xiàn)象。為此進行了分析和驗證：通常當環(huán)境溫度為40℃時，絕緣線芯的表面溫度約為80℃，而普通油墨的耐溫等級為100℃，應(yīng)該說不存在這問題，但為了驗證這一結(jié)論，我們采用了耐溫等級為200℃的油墨，并進行比較，但試驗結(jié)果表明兩者基本一致，可見拖印與油墨本身無關(guān)。試驗結(jié)果見圖3。圖中曲線1為耐溫等級100℃的油墨、曲線2為耐溫等級200℃的油墨。
圖3 不同油墨產(chǎn)生拖印的情況
（5）聚氯乙烯絕緣料的材質(zhì)是否是拖印產(chǎn)生的另一個重要原因。經(jīng)調(diào)查，尼龍護套電線的絕緣采用耐溫105℃PVC電纜料，其通常用耐溫60℃石蠟作潤滑劑，生產(chǎn)過程中容易析出于絕緣線芯表面，從而使油墨直接印在石蠟上。我們曾進行試驗，將已印字的絕緣線芯放置于65℃烘箱中，然后立即用棉布輕擦，結(jié)果很快將表面印字標志擦掉。當環(huán)境溫度在20℃以上時，印字的絕緣線芯通過護套擠出模具時約有40℃的溫升，此時的絕緣線芯表面溫度基本上已達到石蠟的熔化溫度60℃，這種情況下，只要電線表面稍有摩擦，就會引起拖印，這就是造成拖印的另一個主要原因。圖4為不同環(huán)境溫度下絕緣線芯表面拖印情況：
圖4 不同環(huán)境溫度下產(chǎn)生拖印的情況
從圖4可知，當環(huán)境溫度在18℃以下時，拖印現(xiàn)象基本上不發(fā)生，可達到理想狀態(tài)。
因此，要解決拖印現(xiàn)象可從以下方面進行：加強對模具的管理，經(jīng)常進行維護和保養(yǎng)；進行一些減少倒料和清理模芯的導管等必要的操作工作，保持導管內(nèi)壁清潔，盡可能減少異物；選擇采用80℃以上潤滑劑的聚氯乙烯絕緣料。前兩種方法對解決拖印問題有一定幫助，而后一種方法可能完全解決拖印的問題。
3、結(jié)束語
尼龍護套因為本身的特性，除了出現(xiàn)印字缺陷以外，還會出現(xiàn)其他的缺陷，比如尼龍焦粒、護套破損以及低溫時尼龍起皮等，這就需要針對每種缺陷產(chǎn)生的原因，采取相應(yīng)的措施加以解決。另外本文不僅僅對尼龍護套電線，同樣對其他類型電線電纜的聚氯乙烯絕緣或護套的印字工藝，均有一定的參考價值和指導意義。
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