用等离子清洗机对光缆护套进行等离子表面处理后印字效果浅析

当前国内光缆工程施工主要是采用人工布放光缆常常会造成光缆表面标志磨 损 、护套划伤 。 然而 , 光缆表面标志磨损对于整个光缆线路的使用和维护与光纤衰减等问题同样重要。 光缆线路表面标志磨损缺失将导致后期同一路由中线路识别困难,对于问题点的查找难度增加 。比如: 由于光缆护套表面标志的缺失,在光缆线路迁移 、 维护 、 抢修割接时将不应断幵的光缆断开、将不应断开的方向断 开 、将不应断开的纤芯断开等问题,在切换光缆时错误地切断了正在运行的光缆等。

目前,以聚乙烯(PE)为代表的的聚烯烃类高分子材料,因具有优良的电气性能、物理力学 性能、化学稳定性、低毒性、原料丰富、加工工艺简单、生产效率高等特点、而被广泛用作光缆电线的绝缘材料和护套材料。但是、聚乙烯表面能低、亲水性和粘接性差,使得在光缆 电缆表面喷涂的标志(型号、规格、长度等)很容易被磨损掉。因此需要对该类材料表面的 物理化学性能进行改善,以增强护套表面与喷涂墨水的粘结性和相互渗透性。

当前光缆保护套表面标志制作主要以热压印法和喷码为主。目前热压印法存在以下缺点:

( 1)根据客户要求需加工专用字头,字头的成本高、不同批次字头大小不一供货效率低。同 时影响光缆制造厂商的供货效率;(2)印字带的成本相对较高,且容易造成白色污染;(3 )印字带在生产中经常断带、印字质量差;(4)设备速度低,影响整条生产线的速度;(5 )印字后破坏了光缆线表面护套,甚至有可能压扁套管,造成OTDR上测试曲线出现台阶;( 6)印字间距受限,且错印后重新补打难度大、效率低。

另一种方法即在光缆表面直接喷码,其成本低、效率高、印字内容及字体大小可随时调整; 印字清晰美观,即使出现喷码错误时也易于重新喷印、而且印字不会对光缆线本身性能造成 影响;唯一的缺点就是粘结性能差,表面喷码内容容易被磨损掉。

光缆护套表面难粘原因分析:

聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚四氟乙烯(PTFE)等在光缆及电线电 缆中得到广泛应用,但除PVC外其他三种均属于难粘性高分子材料。该类难粘材料较难与其 他材料胶接、难粘贴的主要原因有以下几个方面;

表面能低,接触角大,印墨、粘合剂不能充分润湿基材,从而不能很好粘附在基材上。 结晶度高、化学稳定性好,当溶剂型胶粘剂(或印墨、溶剂)涂在其表面时,很难发生高聚 物分子链成链或互相扩散缠结,不能形成较强的粘附力。

聚烯烃属于非极性高分子材料,聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯分子上基本不带任何极性基团 ,是非极性高分子。印墨、胶粘剂吸附在被粘材料表面是由范德华力(分子间作用力)所引 起的,范德华力包括取向力、诱导力和色散力。对于极性高分子材料表面,不具备形成取向 力和诱导力的条件,而只能形成较弱的色散力,因而粘附性能较差。

聚烯烃类材料本身含有低分子量物质,以及在加工过程中加入的添加剂(如增塑剂、抗防老 剂、润滑剂等),这类小分子物质极容易析出、汇集于材料表面、形成强度很低的薄弱界面 层,从而表现出粘附性差,不利于印刷、复合和粘接等后加工。

低温等离子清洗机表面改性原理:

等离子体作为物质的(除固态、液态、气态之外)第四种状态,是气体部分或完全电离产生 的非凝聚体系,一般都包含自由电子、离子、自由基和中性粒子等、体系内正负电荷数量相 等,宏观上呈电中性。

在材料表面改性中,主要是利用低温等离子体轰击材料表面,是材料表面分子的化学键被打 开,并与等离子体中的自由基结合,在材料表面形成极性基团,这首先需要低温等离子体中 的各类离子具有足够的能量以断开材料表面的旧化学键。除离子外,低温等离子体中绝大多 数粒子的能量均高于这些化学键的键能。但其能量又远低于高能放射性射线,因而只涉及材 料表面(几纳米到几微米之间),不影响材料基体的性能。但在实际使用中过高的能量、或 是长时间作用会使材料表面损伤,甚至伤及材料基体的固有性质。

通过低温等离子表面处理,材料表面发生多重的物理、化学变化、或产生刻蚀而使表面粗糙 ,形成致密的交联层,或引入含氧极性集团,使亲水性、粘接性、可染色性、生物相容性得 到改善,这种表面处理主要针对于如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等高分子结构高度对称的 非极性高分子材料 。

低温等离子清洗机表面改性特点:

与传统的化学表面处理、火焰处理、电晕处理等方法相比,低温等离子体表面改性具有以下明显优点:

1、处理时间短、节约能耗、缩短工艺流程;
2、反应环境温度低、工艺简单、操作方便;
3、处理深度仅为几个纳米到微米,不影响材料基体的固有性质;
4、对所处理的材料具有普遍适应性,可处理形状较复杂的材料;
5、可采用不同的气体介质处理,对材料表面化学结构和性质有较好的可控性。

随着光纤通信行业的快速发展,光缆用量急剧增长,致使现有路由中的光缆数量剧增,而在同一路由中,唯一可以区分不同运营商光缆线路的就只有光缆表面标志。根据行业快速发展 需求,光缆制造商需采用一种经济、高效、环保、喷印效果好的喷印设备、由于光缆表面喷 码成本低、效率高、印字内容清洗可调等,而且经等离子体处理后,表面喷码油墨渗入到护 套表层,表现出良好的耐磨损性能。因而,将等离子体清洗设备与喷码设备结合使用,将是 未来光缆制造商的一种理想选择。

等离子清洗机

 

 

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