뉴스 - 케이블 코팅 공정 | 인라인 점도 제어

자동화된 인라인 점도 측정 및 제어는 전선 코팅 공정에서 코팅 제형 및 도포 점도를 제어하는 데 매우 중요합니다. 일관되고 균일한 고품질 코팅을 보장하기 위해 공정 흐름 전체에 걸쳐 점도 변화를 실시간으로 모니터링하고, 단순히 절대값을 측정하는 것이 아니라 기준선으로부터 측정값을 도출합니다.

케이블 코팅이란 무엇인가요?

케이블 코팅은 전선과 케이블에 보호 또는 절연층을 적용하여 내구성, 전기적 성능 및 환경 요인에 대한 저항성을 향상시키는 공정입니다. 여기에는 에나멜 전선 코팅이 포함되는데, 이는 구리나 알루미늄과 같은 전도성 전선에 폴리머 기반 에나멜과 같은 얇은 절연 재료 층을 도포하여 단락을 방지하고 습기, 마모 및 화학 물질로부터 보호하는 것입니다. 코팅 점도의 품질은 균일한 코팅 두께를 달성하는 데 매우 중요하며, 이를 통해 전기 모터에서 통신에 이르기까지 다양한 응용 분야에서 일관된 절연 성능과 전반적인 제품 신뢰성을 보장합니다.

코팅 공정의 목적

케이블 코팅 공정은 전선과 케이블에 전기 절연 및 기계적 보호 기능을 제공하는 등 여러 가지 필수적인 기능을 수행합니다. 이 공정을 통해 생산된 전선은 습기, 열, 화학 물질 및 마모와 같은 환경적 위험으로부터 최적의 특성을 유지하고 수명을 연장하며 다양한 산업 분야에서 안전한 작동을 보장합니다.

이 공정은 권선을 습기 흡수 및 오일, 산, 화학 물질, 열, 곰팡이 증식과 같은 파괴적인 영향으로부터 보호하는 동시에 전선과 절연체를 견고하고 응집력 있는 덩어리로 접합하여 충격, 진동 및 기계적 스트레스에 대한 저항력을 높입니다. 또한 절연체의 전기적 특성을 향상시켜 고온 및 저온 환경에서도 성능을 유지합니다. 이 공정은 단락, 기계적 손상 및 환경적 열화를 방지하는 동시에 색상이나 표시를 통해 식별을 용이하게 합니다. 전반적으로 모터, 변압기 및 고전압 케이블에 적용되는 내구성, 유연성, 내마모성, 내열성 및 내화학성을 향상시킵니다.

케이블 코팅 공정은 어떻게 진행되나요?

케이블 코팅 공정은 균일한 절연층을 형성하기 위해 여러 단계를 거치며, 코팅 점도는 유동성과 접착력을 제어하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 일반적으로 나선을 세척하고, 에나멜이나 폴리머로 코팅한 후 경화시켜 테스트합니다. 이 공정은 준비 및 세척 단계에서 시작되는데, 이 단계에서는 전선의 오염 물질을 제거하여 최적의 접착력을 확보합니다.

다음 단계는 재료 도포입니다. 전선이 에나멜 욕조 또는 압출 다이를 통과하면서 용융된 재료가 접착되고, 인라인 점도 측정 장치를 통해 유량을 모니터링하여 균일한 두께의 코팅이 이루어집니다. 그 후 경화 공정이 진행됩니다. 코팅된 전선을 오븐에서 가열하여 용매를 증발시키고 코팅층을 경화시키는데, 더 두꺼운 절연층을 얻기 위해 여러 번 반복하는 경우도 있습니다. 이후 냉각 및 권선 공정이 진행됩니다. 전선이 냉각되어 코팅이 안정화된 후 릴에 감깁니다. 마지막으로 품질 관리가 이루어지며, 인라인 점도계를 통해 실시간으로 매개변수를 조정하여 일관된 에나멜 전선 코팅을 유지합니다.

케이블 코팅에는 어떤 재료가 사용되나요?

케이블 코팅에는 전기 절연성, 유연성, 환경 저항성 등 적용 요구 사항에 따라 다양한 재료가 선택됩니다. 일반적인 재료로는 폴리머와 에나멜이 있으며, 고형분 함량은 8%에서 60%까지, 점도는 30에서 60,000mPas 사이입니다.

주요 옵션으로는 높은 절연 강도와 습기 및 화학 물질 저항성을 제공하는 폴리에틸렌(PE)이 있으며, 유연성을 위한 LDPE 및 내구성을 위한 HDPE와 같은 변형도 있습니다.

폴리염화비닐(PVC)은 비용 효율적이고 난연성이 뛰어나며 유연하여 일반 케이블에 이상적입니다. 가교 폴리에틸렌(XLPE)은 열경화성 소재로 고전압 용도에 적합한 우수한 내열성, 내마모성 및 내화학성을 제공합니다.

폴리우레탄(PUR)은 열악한 환경에서 내마모성을 제공하며 납땜성이 우수합니다. 폴리에스터이미드(PEI)와 THEIC 변성 폴리에스터(TPE)는 자석 와이어의 하도 코팅에 자주 사용되는 내열성 에나멜입니다.

폴리아미드이미드(PAI)는 높은 열 안정성을 제공하며 기계적 및 화학적 성능 향상을 위한 상도 코팅으로 사용됩니다. 실리콘 고무는 내열성이 뛰어나 고온 케이블에 안정적입니다. 폴리비닐포름(PVF)과 같은 기타 에나멜 및 에폭시 기반과 같은 자가 접착형 에나멜은 특정 접착 요구 사항을 충족합니다.

전선 코팅 공정의 측정 지점

균일한 두께의 코팅을 보장하기 위해 코팅 점도를 모니터링하는 데 측정 지점은 매우 중요합니다. 이러한 측정 지점에는 원료가 혼합되는 에나멜 혼합 탱크 또는 욕조가 포함됩니다.인라인 점도계초기 점도를 감지합니다. 다음으로 도포기로 연결되는 공급 라인이 있으며, 이를 통해 다이 또는 욕조에 투입하기 전에 공급 점도를 조절할 수 있습니다. 경화 후 단계에서는 두께와 접착력에 대한 품질 검증이 이루어집니다. 전체 공정 과정에서 연속적인 인라인 점도 측정을 통해 온도 또는 전단력으로 인한 실시간 변화를 포착합니다.

점도 제어의 현재 문제점

케이블 코팅의 점도 제어는 여러 가지 어려움에 직면하며, 이로 인해 에나멜 와이어 코팅이 고르지 못한 경우가 많습니다. 특히 오프라인 테스트에 의존하는 것은 큰 문제인데, 실험실 샘플은 점도가 온도와 전단력에 따라 변하기 때문에 오프라인 테스트 과정에서 지연과 부정확성을 초래하기 때문입니다.

용매 증발, 습도, 온도 변화와 같은 환경적 요인은 코팅 점도를 예측할 수 없이 변화시킵니다. 에나멜의 비뉴턴적 특성은 문제를 더욱 복잡하게 만드는데, 전단력 하에서 점도가 변하기 때문에 유출컵과 같은 기존 도구를 사용한 측정은 번거롭고 재현성이 떨어집니다.

장비의 한계 또한 중요한 역할을 하는데, 패들 점도계는 증발 오차가 발생하기 쉽고 수동 방식은 동적 변화를 포착하지 못해 가동 중지 시간과 유지 보수 필요성이 증가합니다.

점도 불일치로 인한 부정적인 영향

코팅 점도가 일정하지 않으면 케이블 성능을 저하시키고 비용을 증가시키는 결함이 발생합니다. 이는 절연이 고르지 않게 되어 미세한 구멍, 기포 또는 과도한 두께 증가를 초래하고, 결과적으로 단락 및 고장을 일으킵니다.

점도가 너무 높거나 낮아 코팅이 끈적거리거나 처지는 등 품질 저하가 발생하며, 이로 인해 밀폐성, 유연성 및 기계적 특성이 저하됩니다.

폐기물 증가 또한 또 다른 결과이며, 여기에는 불량률 증가, 용제 사용량 증가, 재작업 증가 등이 포함되어 수익 마진과 환경 규정 준수에 영향을 미칩니다.

운영상의 위험 또한 증가하여, 내구성이 떨어지고 건조가 제대로 되지 않아 제품 리콜, 규정 위반, 시장 수용도 저하로 이어질 수 있습니다.

실시간 점도 모니터링의 필수 요소

실시간 모니터링을 통해인라인 점도계이러한 문제를 해결하기 위해서는 지속적인 데이터 제공이 필수적이며, 이를 통해 용매와 온도를 즉시 조정하여 안정적인 코팅 점도를 유지할 수 있습니다. 샘플링 오류를 제거하고 기준 측정값을 기반으로 균일한 코팅 두께를 보장함으로써 변동성을 줄입니다. 또한, 자동화된 제어를 통해 불량률, 가동 중단 시간 및 빠른 속도의 생산 환경에서의 규정 준수 위험을 최소화하여 효율성을 향상시킵니다.