ЭМАЛЬ ДЛЯ ЦВЕТОВОЙ КОДОВОЙ МАРКИРОВКИ ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ
ENAMEL FOR COLOUR CODE MARKING OF ELECTRONIC TECHNOLOGY

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано, преимущественно, для цветовой кольцевой маркировки при изготовлении непроволочных цилиндрических резисторов.
Известны маркировочные краски, состоящие из естественных и синтетических пленкообразователей, пигментов, наполнителей и органических растворителей. Однако эти краски не обладают достаточной адгезией маркировочных знаков к поверхности деталей и стойкостью к органическим растворителям.
С целью увеличения адгезии и стойкости к органическим растворителям в состав маркировочной краски [1], состоящей из естественных и синтетических пленкообразователей, пигментов, наполнителей и органических растворителей, введены диглицидиловый эфир гидрохинона в количестве 1-5 вес.ч. и метилтетрагидрофталевый ангидрид в количестве 2-10 вес.ч. на 100 вес.ч. краски.
Однако эту маркировочную краску нельзя использовать для цветовой кольцевой маркировки, в частности, при изготовлении непроволочных цилиндрических резисторов по следующим причинам:
- краски не содержат набора пигментов, которые позволили бы в сочетании с пленкообразующими получить цветовую гамму, необходимую для нанесения кодированного маркировочного обозначения цилиндрических резисторов в виде цветовых полос (12 цветов);
- метод нанесения красок - офсетная печать предполагает ограниченную во времени способность к нанесению маркировки вследствие их высыхания на промежуточных валиках и клише, периодическое обновление краски в узле маркировки, что создает дополнительную трудоемкость;
- краски не обеспечивают требуемую для производства резисторов способность к высыханию - 1-1,5 мин при температуре +200°С.
Наиболее близким к заявляемому решению по совокупности признаков является эмаль МЛ-5265 для кодовой маркировки [2] изделий электронной техники, выпускаемая сторонней организацией и поставляемая нам как комплектующие по ТУ 2312-223-21743165-2002. Эмаль МЛ-5265 характеризуется признаками: «полуфабрикат эмали, представляющий собой суспензию пигментов в смеси синтетических смол», «кислотный отвердитель - 10% раствор серной кислоты в бутиловом спирте» и «кремнийорганический лак КО-945». Разбавляется эмаль тетралином, циклогексаноном и их смесью в соотношении 1:1.
Эмаль МЛ-5265 обеспечивает получение цветовой кольцевой маркировки, например, на резисторах, выполненных в изолированном и неизолированном исполнениях, эксплуатируемых в диапазоне температур от -60°С до +155°С, пригодных для ручной и автоматизированной сборки (монтажа) аппаратуры.
Недостатком известной эмали для кодовой маркировки, например, резисторов является низкое качество маркировки, связанное с наличием таких дефектов, как неравномерность цветовых колец, непрокрас колец (волосяные пробелы), разрывы колец, рваные края колец, недостаточная яркость, что в конечном итоге снижает выход годных резисторов. Процент дефектов по причине некачественной маркировки на операции «Сортировка готовой продукции» достаточно велик. В процессе нанесения цветовых колец на цилиндрический резистор при погружении вращающихся вокруг своей оси плоских дисков в открытые ванночки с эмалью для переноса эмали с дисков на резистор при поступательно-вращательном движении резистора по транспортной цепи линии конструктивно предполагается увеличение вязкости эмалей во времени за счет испарения находящихся в них растворителей - тетралина и циклогексанона. Поэтому в течение смены приходится неоднократно снижать вязкость эмалей, добавляя непосредственно в ванночку «на глазок» смесь указанных растворителей и каждый раз после этого проводя подстройку качества маркировки.
Задачей изобретения являлось создание эмали, обеспечивающей повышенное качество цветовой кольцевой маркировки изделий электронной техники.
Техническим результатом данного изобретения является создание эмали оптимального состава, гарантирующее требуемое качество маркировки.
Технический результат достигается тем, что эмаль для кодовой маркировки изделий электронной техники, включающая полуфабрикат эмали, представляющий собой суспензию пигментов в смеси синтетических смол, кислотный отвердитель - 10% раствор серной кислоты в бутиловом спирте и кремнийорганический лак КО-945, характеризуется тем, что она дополнительно содержит органический высокотемпературный растворитель пропиленкарбонат при следующем количественном соотношении компонентов вес.ч.:
полуфабрикат эмали
- 100
указанный кислотный отвердитель
- 4
кремнийорганический лак КО-945
- 20-26
пропиленкарбонат
- 5-10
В зависимости от пигментной составляющей полуфабриката кремнийорганический лак КО-945 составляет 20-26 вес.ч.
Дополнительное введение пропиленкарбоната в состав маркировочных красок позволяет повысить их технологичность до получения требуемого качества маркировки и практически полностью исключить дефектность. При добавлении припиленкарбоната на цилиндрический резистор наносятся цветовые полосы яркие, равномерные по ширине, без разрывов, пробелов, раздвоенности, рваных краев, непрокраса и слияний, что в конечном итоге способствует повышению выхода годных резисторов.
Сущность изобретения выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата. В заявляемом изобретении один отличительный от прототипа признак - это новый ингредиент - пропиленкарбонат.
Таким образом, по сравнению с прототипом и аналогом была получена эмаль, обеспечивающая повышенное качество цветовой кольцевой маркировки резисторов. Это наглядно подтверждает наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом.
В результате проведенного информационного поиска не обнаружено эмали для кодовой маркировки изделий электронной техники, содержащей все упомянутые ингредиенты в указанных соотношениях, что позволяет сделать вывод о ее новизне.
Ниже приводятся конкретные примеры, подтверждающие возможность получения указанного технического результата.
Для нанесения цветовой кольцевой маркировки на резисторы было приготовлено 12 смесей (3 варианта по 4 смеси) эмалей различных цветов (12 цветов в каждой смеси) с разным содержанием пропиленкарбоната (см. таблицу). В первые четыре смеси (1 вариант) пропиленкарбонат вводился непосредственно в основу эмали (полуфабрикат). Смесь тщательно перемешивалась шпателем. В дальнейшем в полуфабрикат с пропиленкарбонатом вводили предварительно приготовленную смесь лака и кислотного отвердителя, также тщательно перемешивая компоненты.
В другие четыре смеси (второй вариант) пропиленкарбонат вводился в смесь лака и кислотного отвердителя. Смесь перемешивалась и вливалась в полуфабрикат эмали.
В последние 4 смеси (третий вариант) пропиленкарбонат вводился в смесь всех трех компонентов - полуфабриката, лака и кислотного отвердителя. До рабочей вязкости эмали доводились смесью растворителей - тетралина и циклогексанона в соотношении 1:1.
Получение кольцевых цветовых полос из приготовленных вариантов эмалей проводилось на высокопроизводительной автоматизированной линии СОТ - 1280-01 в режимах:
температура сушки - 195-200°С;
время сушки - 1 мин 04 сек.
Режимы задавались на пульте управления секции маркировки линии. Маркировались резисторы С2-33АИ-0,125 Вт общим количеством 14772 шт., из них
2535 шт. номиналом 10,5 Ом±2%
(5 полос - коричневое, черное, зеленое, золотистое, красное)
3570 шт. номиналом 178 кОм±2%
(5 полос - коричневое, фиолетовое, серое, оранжевое, красное)
5547 шт. номиналом 249 Ом±1%
(4 полосы - красное, желтое, белое, коричневое)
1070 шт. номиналом 910 кОм±5%
(4 полосы - белое, коричневое, желтое, золотистое)
2050 шт. номиналом 1,5 МОм±10%
(4 полосы - коричневое, зеленое, голубое, серебристое)
Приготовленные к работе эмали различных цветов последовательно, в зависимости от требуемого номинального значения и допускаемого отклонения (класса точности) резисторов в соответствии с цветовым кодом, помещались в ванночки маркировки, устанавливались на штативы в секции маркировки линии и закреплялись винтами. Проводилась регулировка положения дисков, с помощью которых наносятся полосы, и пластин для снятия излишков эмали регулировочными винтами. Регулировалась скорость вращения дисков потенциометром на пульте управления линии. Регулировка проводилась для обеспечения возможности нанесения цветовых полос требуемой ширины и требуемого расположения полос по отношению друг к другу.
Количество наносимых полос в зависимости от номинала - 3 или 4, для обозначения допускаемого отклонения - 1 полоса.
Знак приемки и ключ к чтению - широкие полосы, остальные полосы - в 1,5 раза уже.
Процесс маркировки каждой приготовленной смеси эмалей проводился на автоматизированной линии в следующей последовательности:
- электрическая тренировка повышенной мощностью с замером номинального значения;
- нанесение четырех слоев покровного лакокрасочного материала с последующей сушкой каждого слоя в секции сушки;
- маркировка, заключающаяся в нанесении на каждый окрашенный резистор четырех или пяти цветовых кодовых полос с последующим отверждением полос в секции сушки.
Метод нанесения цветовых полос - погружение вращающихся вокруг своей оси плоских дисков в открытые ванночки с эмалью для переноса эмали с дисков на резистор при поступательно-вращательном движении резистора по транспортной цепи линии;
- электропроверка по технологическим допускам;
- упаковка резисторов в липкую ленту.
Проверка прочности отвержденных цветовых полос проводилась путем их протирки тканью, смоченной смесью растворителей - тетралин и циклогексанон в соотношении 1:1, протирки спиртонефрасовой смесью.
Для определения уровня качества маркировки резисторов проводилась 100% визуальная оценка резисторов партии по внешнему виду маркировки.
Результаты оценки маркированных резисторов эмалями с различным содержанием компонентов (по составу и процентному соотношению компонентов) приведены в таблице.
Данные таблицы показывают преимущество предлагаемого маркировочного материала при проведении цветовой кольцевой маркировки цилиндрических резисторов по сравнению с прототипом, позволяют определить оптимальное количество пропиленкарбоната на различных стадиях приготовления эмалей к работе, а именно 5-10 вес.ч. независимо от стадии введения - в полуфабрикат, смесь лака и отвердителя или на конечной стадии в смесь всех трех компонентов.
Повышенное качество маркировочной эмали, обеспечивающей высокие технологические свойства, стабильность достигнутого уровня качества маркировки во времени без проведения коррекции вязкости смесей во время работы и при хранении, свидетельствуют о возможности использования материала для маркировки непроволочных цилиндрических резисторов в серийном производстве со значительным повышением качества по сравнению с прототипом.
Предлагаемый маркировочный материал обеспечивает изготовление резисторов с цветовой кольцевой маркировкой, практически не содержащих дефектов по внешнему виду маркировки, что в конечном итоге повышает выход годных резисторов.
В партиях, изготавливаемых на материале прототипа, основную долю дефектов по внешнему виду составляет некачественная маркировка.
Исходные компоненты в маркировочном материале
Содержание компонентов маркировочного материала, вес.ч.
Номер смеси (варианта)
Прототип
1
2
3
а
б
в
г
а
б
в
г
а
б
в
г
Полуфабрикат эмали (суспензия пигментов в смеси синтетических смол)
1 0 0
100,0
Кислотный отвердитель (10% р-р серной кислоты в бутиловом спирте)
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
4,0
Кремнийорганический лак КО-945
20,0 - белый, желтый, оранжевый, красный цвет; 22,0 - голубой, серый, фиолетовый, золотистый, серебристый цвет; 24,0 - зеленый, коричневый цвет; 26,0 - черный цвет
Пропиленкарбонат, введенный в полуфабрикат
3,5
5,0
10,0
12,0
-
-
-
-
-
-
-
-
Пропиленкарбонат, введенный в смесь лака КО-945 и кислотного отвердителя
-
-
-
-
3,5
5,0
10,0
12,0
-
-
-
-
-
Пропиленкарбонат, введенный в смесь полуфабриката, лака КО-945 и кислотного отвердителя
-
-
-
-
-
-
-
-
3,5
5,0
10,0
12,0
Литература
[1] Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №296793, МПК C09d 3/48, опубл. 20.04.1971 г.
[2] Эмаль МЛ-5265 различных цветов, трехкомпонентная маркировочная горячей сушки ТУ 2312 - 223-21743165-2002.