具有光亮外觀的表面的鋼絲的製作方法
2023-12-11 01:37:37
專利名稱：具有光亮外觀的表面的鋼絲的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有光亮外觀的彩色表面的塗覆鋼絲和具有光亮外觀的彩色表面的塗覆鋼絲的製備方法。
嘗試之一包括對鋼絲鍍鋅和在電鍍的鋼絲表面塗搪瓷以獲得塗漆鋼絲。這種塗漆鋼絲由於「鋅和漆」雙層而具有優異抗腐蝕性的優點和具有多種色彩的優點。然而，經驗表明在鋼絲承受高機械變形的場合，漆由於其內在的韌度不足而不能粘附在鋼絲表面。
另一個問題是漆塗層相對高的摩擦係數。這明顯地降低塗漆鋼絲下遊工藝的速度。
本發明的另一個目的是提供具有典型金屬外觀(metallic1ooking)的鋼絲。
本發明還有另一個目的是提供具有保留其透明性的透明彩色塗層的鋼絲。
本發明的再一個目的是向光亮鋼絲提供粘附塗層，而不過多地降低鋼絲初始光亮度。
本發明的又一個目的是提供使鋼絲具有光亮金屬外觀的環境友好方法。
根據本發明的第一個方面，提供光亮外觀並優選具有彩色表面的鋼絲。鋼絲覆有使鋼絲具有光亮外觀的中間塗層和進一步塗覆有選自熱塑性聚酯、聚醯亞胺、聚醯胺、聚碳酸酯、結晶聚氯乙烯和聚鄰苯二甲醯胺的聚合物。此聚合物是透明的。聚合物優選是彩色的，例如，通過包含透明著色劑，該透明著色劑可以以在相似或相同的聚合物載體中的小粒狀形式加入到所述聚合物中。著色劑可以是有機的。直接的優點是根據著色劑濃度和類型可能獲得多種實施方案。類金屬色和螢光色可以按此方法應用於鋼絲上。
與漆塗層相比，這些透明聚合物具有較高韌度和低的摩擦係數。摩擦力試驗表明尼龍塗層或聚對苯二甲酸乙二酯塗層提供比鋅塗層摩擦阻力小三倍的摩擦阻力。
聚醯亞胺類包含聚醯胺醯亞胺、聚酯醯亞胺、聚醚醯亞胺和polyanyl醯亞胺。作為一個實例，聚醯胺醯亞胺，提供良好的粘附力和高的熔點。
塗層優選熱塑性聚酯如聚對苯二甲酸乙二酯(「PET」)、聚對苯二甲酸丁二酯(「PBT」)和聚萘二甲酸乙二酯(「PEN」)。
這些實施方案中最優選的是聚對苯二甲酸乙二酯，因為其具有較好的綜合性能如高韌度、低溼氣吸收性和相對低的成本。
在本發明上下文中，術語「聚對苯二甲酸乙二酯」或「PET」不僅是指對苯二甲酸乙二酯的均聚物還包括含有不超過20％其它共聚單元例如來源於除對苯二酸之外的其它酸如間苯二甲酸或來源於乙二醇之外的其它二醇的對苯二甲酸乙二酯的共聚物。為了調整其某些特性，所述聚合物還可以包含多種聚合物的混合物。
聚對苯二甲酸乙二酯塗層超過50％是非晶的優選超過70％是非晶的。這可以通過在擠出步驟之後快速冷卻實現。與塗層的結晶結構對比，例如，非晶聚對苯二甲酸乙二酯塗層，具有更顯著的光澤和更具柔性。然而，隨著時間的進行可能發生再結晶。對比PBT塗層，聚對苯二甲酸乙二酯塗層再結晶明顯較慢。這是聚對苯二甲酸乙二酯塗層與PBT塗層相比的一個優點。
對比聚醯胺如尼龍-6(PA6)塗層，聚對苯二甲酸乙二酯塗層具有更好的粘附性和粘附保持性、更高的抗腐蝕性、更好的紫外光耐受性(＝更好的抗氣候性)和較低的水氣或溼氣吸收性，以及，因此保持較好的原始透明性和光澤。更特別地，聚對苯二甲酸乙二酯塗層在相同的環境下僅吸收尼龍-6塗層的十分之一量的溼氣。再有，聚對苯二甲酸乙二酯塗層可以以環境友好的方式應用，即，採用簡單得多的預處理而不使用其它情況下降低光亮度的鉻酸和有害於初始光亮度的底漆。
給予鋼絲初始光亮性的一個方法是採用施加中間金屬塗層如銅塗層、銅合金如青銅或黃銅塗層、鋅塗層、鋅合金如95％鋅5％鋁的合金的塗層、鎳塗層、鎳合金塗層、錫塗層或錫合金塗層。
另一個給予鋼絲初始光亮性的方法是採用施加中間塗層如硫酸銅錫塗層或硫酸銅塗層。
或者在用透明聚合物塗覆之前或者在去除透明聚合物之後根據鋼絲光亮中間塗層量化鋼絲的光亮度。該量化具有不依賴於聚合物的顏色和其厚度的優點。鋼絲光亮度還可以根據最終鋼絲量化，即塗覆了透明聚合物之後，但是，可能具有依賴於聚合物的顏色(如果有的話)和依賴於聚合物的厚度的缺點。
所述量化可以通過確定鋼絲的周邊光潔度或確定鋼絲所謂的L-值而進行。
根據本發明的第二個方面，提供具有光亮外觀的彩色表面鋼絲的方法。該方法包括以下步驟(a)提供鋼絲；(b)使用中間塗層塗覆鋼絲；(c)給予中間塗層一定的光亮度；(d)著色聚合物即在聚合物中加入著色劑，其中所述聚合物選自熱塑性聚酯、聚醯亞胺、聚醯胺、聚碳酸酯、和聚鄰苯二甲醯胺；(e)使用聚合物(16)進一步塗覆光亮鋼絲。
用中間塗層塗覆鋼絲可以通過熱浸方法或電解塗覆工藝實現。
通過在合適的潤滑劑中溼法拉拔剛剛塗覆的鋼絲以賦予中間塗層所需的光亮度。
然而，為了獲得所需的光亮度，溼法拉拔不是必需的。所需光亮度還可以在最終直徑的鋼絲上通過在鋼絲離開熱浸鍍鋅操作浴槽之後馬上適當冷卻或者通過電鍍鋼絲實現。
透明聚合物的進一步塗覆可以通過擠出工藝實現。
本發明特別地適用於經受高機械變形的鋼絲。
對於其C含量小於0.20％的低碳鋼絲，下述類型的鋼絲承受高的機械變形裝訂用鋼絲、捆箱機用硬鋼絲、金屬網用鋼絲、床墊用鋼絲、曲別針鋼絲、衣架用鋼絲、抓斗鋼絲(bucket wire)、綁紮鋼絲、燈罩鋼絲、裝飾鋼絲、編織鋼絲、縫合鋼絲(stitching wire)……裝訂鋼絲的典型直徑範圍為0.60mm～1.80mm。
對於其C大於0.25％的高碳鋼絲，輻條鋼絲可承受高的機械變形。根據本發明塗覆的和具有螢光色彩的輻條鋼絲在關於安全性方面具有特殊的優勢。
本發明優選實施方案的描述
圖1表示本發明鋼絲10的橫截面。鋼絲10包含鋼芯12，和用於獲得光亮的外觀的溼法拉拔鍍鋅(wet drawn zinc)的薄塗層14以及透明聚對苯二甲酸乙二酯的外塗層16。聚對苯二甲酸乙二酯塗層16包含一種使鋼絲10具有光亮和類金屬外觀的透明有機著色劑。
按照本發明的鋼絲可製造如下。
初始原料為直徑約5.5mm的低碳絲棒。鋼棒幹拉拔至中間直徑3.0mm。這樣拉拔後的鋼絲進行熱處理以及在中間直徑3.0mm時熱浸鍍鋅。熱浸鍍鋅的鋼絲在皂液中溼法拉拔至最終直徑1.2mm。該溼法拉拔使熱浸鍍鋅鋼絲表面具有光亮外觀。為了除去鋼絲表面上所有殘留的拉拔潤滑劑，脫脂處理溼法拉拔的鋼絲。最後，使用含有透明有機著色劑的透明聚對苯二甲酸乙二酯塗覆鋼絲。聚對苯二甲酸乙二酯塗層的厚度約35微米(μm)。方便地，這些厚度的範圍為10～200μm，優選25～50μm。應用於裝訂鋼絲的典型厚度值為35μm以及應用於輻條鋼絲的典型厚度值為50μm。
這樣獲得的本發明鋼絲適合用作裝訂鋼絲。聚對苯二甲酸乙二酯塗層與鋼絲粘附牢固，可以承受鋼絲如裝訂鋼絲正常承受的機械變形。
權利要求
1.具有光亮外觀的表面的塗覆鋼絲(10)，所述鋼絲(10)具有鋼芯(12)，所述鋼芯(12)覆有中間塗層(14)，所述鋼絲進一步被選自熱塑性聚酯、聚醯亞胺、聚醯胺、聚鄰苯二甲醯胺、結晶聚氯乙烯和聚碳酸酯的聚合物(16)塗覆，所述聚合物為透明的。
2.根據權利要求1的鋼絲，其中所述聚合物是彩色的。
3.根據權利要求1的鋼絲，所述聚合物包含透明著色劑。
4.根據前述任一項權利要求的鋼絲，其中所述聚合物是選自聚對苯二甲酸乙二酯、聚對苯二甲酸丁二酯和聚萘二甲酸乙二酯的熱塑性聚酯。
5.根據權利要求4的鋼絲，其中所述熱塑性聚酯是聚對苯二甲酸乙二酯。
6.根據前述任一項權利要求的鋼絲，其中所述著色劑是有機的。
7.根據前述任一項權利要求的鋼絲，其中所述中間塗層是金屬塗層如銅塗層、銅合金塗層、鋅塗層、鋅合金塗層、鎳塗層、鎳合金塗層、錫塗層或錫合金塗層。
8.根據權利要求1至6中任一項的鋼絲，其中所述中間塗層是例如硫酸銅錫塗層或硫酸銅塗層的塗層。
9.一種製造具有光亮外觀的彩色表面的塗覆鋼絲(10)的方法，所述方法包含如下步驟(a)提供鋼芯(12)；(b)用中間塗層(14)塗覆所述鋼芯(12)；(c)賦予所述中間塗層(14)一定的光亮度；(d)使用透明聚合物(16)，所述聚合物選自熱塑性聚酯、聚醯亞胺、聚醯胺、聚鄰苯二甲醯胺和聚碳酸酯；(e)使用所述聚合物(16)進一步塗覆所述光亮鋼絲。
10.根據權利要求9的方法，其中用所述中間塗層進行所述塗覆通過熱浸鍍實現。
11.根據權利要求9或10的方法，所述方法進一步包含著色所述聚合物步驟。
12.根據權利要求9至11中任一項的方法，其中所述賦予所述中間塗層一定的光亮度是通過溼法拉拔塗覆鋼絲實現的。
13.根據權利要求9至11中任一項的方法，其中所述用聚合物進行的進一步塗覆是通過擠出工藝實現的。
全文摘要
一種具有光亮外觀的表面優選彩色表面的塗層鋼絲(10)含有鋼芯(12)並且該鋼芯(12)塗覆有賦予鋼絲光亮性的中間塗層(14)。該鋼絲進一步使用選自熱塑性聚酯、聚醯亞胺、聚醯胺、聚碳酸酯、和聚鄰苯二甲醯胺的透明聚合物(16)塗覆,該聚合物含有透明有機著色劑。與漆塗層相比,本發明聚合物塗層具有高的韌度。
文檔編號B32B15/08GK1330726SQ99814523
公開日2002年1月9日 申請日期1999年12月9日 優先權日1998年12月15日
發明者L·阿德裡安森, A·裡普萊, G·范魯, G·范德瓦勒 申請人:貝克特股份有限公司