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尼龍護(hù)套電線印字缺陷分析及改進(jìn)措施

摘要：闡述了尼龍護(hù)套電線印字過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的幾種缺陷，并對(duì)產(chǎn)生這些缺陷的原因進(jìn)行了分析，尤其詳細(xì)和深入的分析了印字拖印問(wèn)題，并提出了一系列的改進(jìn)措施。
關(guān)鍵詞：尼龍護(hù)套電線，印字缺陷，原因分析，改進(jìn)措施
    尼龍以其本身具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、良好的耐化學(xué)藥品性能、熔點(diǎn)高、耐磨性好，以及具有良好的自潤(rùn)滑性等特點(diǎn)，越來(lái)越多被應(yīng)用于建筑、電氣設(shè)備等領(lǐng)域，用作電線的護(hù)套。由于尼龍護(hù)套電線通常外徑較小，因此印字相對(duì)困難，而基本上所有的電線電纜標(biāo)準(zhǔn)均對(duì)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(wú)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(guò)程中尼龍護(hù)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(guò)尼龍護(hù)套擠包，據(jù)統(tǒng)計(jì)所有印字缺陷中又以油墨拖印現(xiàn)象最為嚴(yán)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(jìn)措施
2.1 字體不完整
    由于絕緣線芯外徑較小，為達(dá)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(duì)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(dāng)位置加一個(gè)表面開(kāi)槽的壓輪。壓輪可以通過(guò)螺桿進(jìn)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(duì)位置的穩(wěn)定，壓輪開(kāi)槽不宜過(guò)大。
2.2 字跡不清晰
    出現(xiàn)字跡不清晰的原因主要有兩個(gè)：油墨濃度的選擇和字輪的質(zhì)量。
    油墨濃度較稀時(shí)，因外層有尼龍護(hù)套，所以成品印字字跡將比生產(chǎn)過(guò)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(kāi)機(jī)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(guò)程中油墨濃度滿足要求，就需適當(dāng)添加稀釋劑。通�？梢栽谟湍�缸上加一個(gè)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(yán)重的情況下，也會(huì)產(chǎn)生字跡不清晰的現(xiàn)象，通過(guò)增加對(duì)印字效果的檢查頻次來(lái)解決這一問(wèn)題；字輪磨損太嚴(yán)重時(shí)，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(lái)也比較簡(jiǎn)單，可以通過(guò)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(hù)套電線表面印字最嚴(yán)重、最難解決的問(wèn)題就是印字拖印，且嚴(yán)重的拖印將連續(xù)出現(xiàn)在整盤(pán)電線表面。要解決這一問(wèn)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(hù)套的工序中，其次再分析產(chǎn)生拖印的原因，接下來(lái)才能采取措施并檢驗(yàn)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(wèn)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(hù)套二次加工造成。為此進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
（1）選擇一臺(tái)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(jìn)行絕緣擠包及印字工藝，按兩種不同檢驗(yàn)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(yàn)，后者采用常規(guī)頻次檢驗(yàn)，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(tái)設(shè)備上分別擠包尼龍護(hù)套，結(jié)果均出現(xiàn)拖印現(xiàn)象（見(jiàn)圖1）。這說(shuō)明拖印現(xiàn)象發(fā)生在擠包尼龍護(hù)套工序中，而且主要集中在擠包尼龍護(hù)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(hù)套時(shí)拖印發(fā)生率
1-1次/5min  2-常規(guī)檢驗(yàn)頻次
2.4.2 原因分析及改進(jìn)措施
    從上述可知，托因現(xiàn)象出現(xiàn)在尼龍護(hù)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(jìn)行了如下試驗(yàn)：（1）當(dāng)護(hù)套擠出機(jī)停機(jī)時(shí)，即模具處于室溫下，將通過(guò)檢驗(yàn)印字良好的絕緣線芯按通常的生產(chǎn)牽引速度通過(guò)擠出模具，觀察未發(fā)現(xiàn)拖印現(xiàn)象；（2）將上述同一盤(pán)絕緣線芯，以相同的牽引速度進(jìn)行尼龍護(hù)套的擠制（模具處于高溫時(shí)），即發(fā)現(xiàn)拖印現(xiàn)象。這說(shuō)明拖印現(xiàn)象的產(chǎn)生與尼龍護(hù)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(rèn)為造成拖印的原因通常有以下幾個(gè)：絕緣線芯的抖動(dòng)、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(jìn)行了如下分析和驗(yàn)證。
（1）如果是絕緣線芯抖動(dòng)引起的，因絕緣線芯的抖動(dòng)是無(wú)規(guī)律的，所以出現(xiàn)拖印也應(yīng)隨機(jī)分布，但實(shí)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(huì)對(duì)絕緣線芯或尼龍護(hù)套表面產(chǎn)生不來(lái)能夠的影響。但是，幾乎所有拖印出現(xiàn)時(shí)芯子線和尼龍表面都未發(fā)現(xiàn)外傷，且每周更換模具時(shí)也未發(fā)現(xiàn)模具有缺陷，因此，可認(rèn)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(dá)260℃左右），生產(chǎn)時(shí)尼龍?zhí)幱诹鲬B(tài)，而模具采用近似半擠壓式，當(dāng)絕緣線芯放線完畢后，其尾端通過(guò)模具時(shí)，由于模具內(nèi)壓力突然下降，流態(tài)尼龍可能倒流進(jìn)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(pán)絕緣線芯擠包護(hù)套時(shí)，導(dǎo)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(gè)方面解決這一問(wèn)題：防止護(hù)套料的倒流和及時(shí)清理管壁內(nèi)的異物。具體方法是：①當(dāng)生產(chǎn)中絕緣線芯快要放完時(shí)，即放線盤(pán)中僅剩20米左右線芯時(shí)，先將主機(jī)停止，然后逐漸停止?fàn)恳�，并立即將一段裸銅線頂著絕緣線芯的尾端一起進(jìn)入模具的導(dǎo)管，這樣能減少護(hù)套料的倒流量；②將導(dǎo)管中的銅線按放線方向抽出，并用干凈棉布在模芯的導(dǎo)管內(nèi)擦洗，這樣能基本清理導(dǎo)管壁上的異物。通過(guò)采用這一措施后，拖印現(xiàn)象發(fā)生率可以從原來(lái)未改進(jìn)前的2.0%~6.0%下降到1.0%~3.0%（見(jiàn)圖2），這些措施仍不能完全、徹底消除導(dǎo)管內(nèi)異物。

      圖2 異物清理后拖印發(fā)生率
（4）印字標(biāo)志的耐擦性是否是拖印現(xiàn)象產(chǎn)生的另一個(gè)重要原因，因?yàn)橛湍�若受熱熔化或絕緣線芯表面存在著低熔點(diǎn)物質(zhì)時(shí)，同樣會(huì)由于耐擦性差而引起拖印現(xiàn)象。為此進(jìn)行了分析和驗(yàn)證：通常當(dāng)環(huán)境溫度為40℃時(shí)，絕緣線芯的表面溫度約為80℃，而普通油墨的耐溫等級(jí)為100℃，應(yīng)該說(shuō)不存在這問(wèn)題，但為了驗(yàn)證這一結(jié)論，我們采用了耐溫等級(jí)為200℃的油墨，并進(jìn)行比較，但試驗(yàn)結(jié)果表明兩者基本一致，可見(jiàn)拖印與油墨本身無(wú)關(guān)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。圖中曲線1為耐溫等級(jí)100℃的油墨、曲線2為耐溫等級(jí)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(gè)重要原因。經(jīng)調(diào)查，尼龍護(hù)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(rùn)滑劑，生產(chǎn)過(guò)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?cè)�進(jìn)行試驗(yàn)，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(biāo)志擦掉。當(dāng)環(huán)境溫度在20℃以上時(shí)，印字的絕緣線芯通過(guò)護(hù)套擠出模具時(shí)約有40℃的溫升，此時(shí)的絕緣線芯表面溫度基本上已達(dá)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(huì)引起拖印，這就是造成拖印的另一個(gè)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(dāng)環(huán)境溫度在18℃以下時(shí)，拖印現(xiàn)象基本上不發(fā)生，可達(dá)到理想狀態(tài)。
因此，要解決拖印現(xiàn)象可從以下方面進(jìn)行：加強(qiáng)對(duì)模具的管理，經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)；進(jìn)行一些減少倒料和清理模芯的導(dǎo)管等必要的操作工作，保持導(dǎo)管內(nèi)壁清潔，盡可能減少異物；選擇采用80℃以上潤(rùn)滑劑的聚氯乙烯絕緣料。前兩種方法對(duì)解決拖印問(wèn)題有一定幫助，而后一種方法可能完全解決拖印的問(wèn)題。
3、結(jié)束語(yǔ)
    尼龍護(hù)套因?yàn)楸旧淼奶匦裕�除了出現(xiàn)印字缺陷以外，還會(huì)出現(xiàn)其他的缺陷，比如尼龍焦粒、護(hù)套破損以及低溫時(shí)尼龍起皮等，這就需要針對(duì)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(duì)尼龍護(hù)套電線，同樣對(duì)其他類型電線電纜的聚氯乙烯絕緣或護(hù)套的印字工藝，均有一定的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。