專利名稱：具有光亮外觀的表面的鋼絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有光亮外觀的彩色表面的涂覆鋼絲和具有光亮外觀的彩色表面的涂覆鋼絲的制備方法。
嘗試之一包括對(duì)鋼絲鍍鋅和在電鍍的鋼絲表面涂搪瓷以獲得涂漆鋼絲。這種涂漆鋼絲由于“鋅和漆”雙層而具有優(yōu)異抗腐蝕性的優(yōu)點(diǎn)和具有多種色彩的優(yōu)點(diǎn)。然而，經(jīng)驗(yàn)表明在鋼絲承受高機(jī)械變形的場(chǎng)合，漆由于其內(nèi)在的韌度不足而不能粘附在鋼絲表面。
另一個(gè)問題是漆涂層相對(duì)高的摩擦系數(shù)。這明顯地降低涂漆鋼絲下游工藝的速度。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供具有典型金屬外觀(metallic1ooking)的鋼絲。
本發(fā)明還有另一個(gè)目的是提供具有保留其透明性的透明彩色涂層的鋼絲。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是向光亮鋼絲提供粘附涂層，而不過多地降低鋼絲初始光亮度。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供使鋼絲具有光亮金屬外觀的環(huán)境友好方法。
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供光亮外觀并優(yōu)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涂層和進(jìn)一步涂覆有選自熱塑性聚酯、聚酰亞胺、聚酰胺、聚碳酸酯、結(jié)晶聚氯乙烯和聚鄰苯二甲酰胺的聚合物。此聚合物是透明的。聚合物優(yōu)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(jī)的。直接的優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)著色劑濃度和類型可能獲得多種實(shí)施方案。類金屬色和熒光色可以按此方法應(yīng)用于鋼絲上。
與漆涂層相比，這些透明聚合物具有較高韌度和低的摩擦系數(shù)。摩擦力試驗(yàn)表明尼龍涂層或聚對(duì)苯二甲酸乙二酯涂層提供比鋅涂層摩擦阻力小三倍的摩擦阻力。
聚酰亞胺類包含聚酰胺酰亞胺、聚酯酰亞胺、聚醚酰亞胺和polyanyl酰亞胺。作為一個(gè)實(shí)例，聚酰胺酰亞胺，提供良好的粘附力和高的熔點(diǎn)。
涂層優(yōu)選熱塑性聚酯如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(“PET”)、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯(“PBT”)和聚萘二甲酸乙二酯(“PEN”)。
這些實(shí)施方案中最優(yōu)選的是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯，因?yàn)槠渚哂休^好的綜合性能如高韌度、低濕氣吸收性和相對(duì)低的成本。
在本發(fā)明上下文中，術(shù)語“聚對(duì)苯二甲酸乙二酯”或“PET”不僅是指對(duì)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于除對(duì)苯二酸之外的其它酸如間苯二甲酸或來源于乙二醇之外的其它二醇的對(duì)苯二甲酸乙二酯的共聚物。為了調(diào)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(duì)苯二甲酸乙二酯涂層超過50％是非晶的優(yōu)選超過70％是非晶的。這可以通過在擠出步驟之后快速冷卻實(shí)現(xiàn)。與涂層的結(jié)晶結(jié)構(gòu)對(duì)比，例如，非晶聚對(duì)苯二甲酸乙二酯涂層，具有更顯著的光澤和更具柔性。然而，隨著時(shí)間的進(jìn)行可能發(fā)生再結(jié)晶。對(duì)比PBT涂層，聚對(duì)苯二甲酸乙二酯涂層再結(jié)晶明顯較慢。這是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯涂層與PBT涂層相比的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
對(duì)比聚酰胺如尼龍-6(PA6)涂層，聚對(duì)苯二甲酸乙二酯涂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)和較低的水氣或濕氣吸收性，以及，因此保持較好的原始透明性和光澤。更特別地，聚對(duì)苯二甲酸乙二酯涂層在相同的環(huán)境下僅吸收尼龍-6涂層的十分之一量的濕氣。再有，聚對(duì)苯二甲酸乙二酯涂層可以以環(huán)境友好的方式應(yīng)用，即，采用簡(jiǎn)單得多的預(yù)處理而不使用其它情況下降低光亮度的鉻酸和有害于初始光亮度的底漆。
給予鋼絲初始光亮性的一個(gè)方法是采用施加中間金屬涂層如銅涂層、銅合金如青銅或黃銅涂層、鋅涂層、鋅合金如95％鋅5％鋁的合金的涂層、鎳涂層、鎳合金涂層、錫涂層或錫合金涂層。
另一個(gè)給予鋼絲初始光亮性的方法是采用施加中間涂層如硫酸銅錫涂層或硫酸銅涂層。
或者在用透明聚合物涂覆之前或者在去除透明聚合物之后根據(jù)鋼絲光亮中間涂層量化鋼絲的光亮度。該量化具有不依賴于聚合物的顏色和其厚度的優(yōu)點(diǎn)。鋼絲光亮度還可以根據(jù)最終鋼絲量化，即涂覆了透明聚合物之后，但是，可能具有依賴于聚合物的顏色(如果有的話)和依賴于聚合物的厚度的缺點(diǎn)。
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(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)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)使用中間涂層涂覆鋼絲；(c)給予中間涂層一定的光亮度；(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、聚酰亞胺、聚酰胺、聚碳酸酯、和聚鄰苯二甲酰胺；(e)使用聚合物(16)進(jìn)一步涂覆光亮鋼絲。
用中間涂層涂覆鋼絲可以通過熱浸方法或電解涂覆工藝實(shí)現(xiàn)。
通過在合適的潤(rùn)滑劑中濕法拉拔剛剛涂覆的鋼絲以賦予中間涂層所需的光亮度。
然而，為了獲得所需的光亮度，濕法拉拔不是必需的。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后馬上適當(dāng)冷卻或者通過電鍍鋼絲實(shí)現(xiàn)。
透明聚合物的進(jìn)一步涂覆可以通過擠出工藝實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明特別地適用于經(jīng)受高機(jī)械變形的鋼絲。
對(duì)于其C含量小于0.20％的低碳鋼絲，下述類型的鋼絲承受高的機(jī)械變形裝訂用鋼絲、捆箱機(jī)用硬鋼絲、金屬網(wǎng)用鋼絲、床墊用鋼絲、曲別針鋼絲、衣架用鋼絲、抓斗鋼絲(bucket wire)、綁扎鋼絲、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范圍為0.60mm～1.80mm。
對(duì)于其C大于0.25％的高碳鋼絲，輻條鋼絲可承受高的機(jī)械變形。根據(jù)本發(fā)明涂覆的和具有熒光色彩的輻條鋼絲在關(guān)于安全性方面具有特殊的優(yōu)勢(shì)。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的描述

圖1表示本發(fā)明鋼絲10的橫截面。鋼絲10包含鋼芯12，和用于獲得光亮的外觀的濕法拉拔鍍鋅(wet drawn zinc)的薄涂層14以及透明聚對(duì)苯二甲酸乙二酯的外涂層16。聚對(duì)苯二甲酸乙二酯涂層16包含一種使鋼絲10具有光亮和類金屬外觀的透明有機(jī)著色劑。
按照本發(fā)明的鋼絲可制造如下。
初始原料為直徑約5.5mm的低碳絲棒。鋼棒干拉拔至中間直徑3.0mm。這樣拉拔后的鋼絲進(jìn)行熱處理以及在中間直徑3.0mm時(shí)熱浸鍍鋅。熱浸鍍鋅的鋼絲在皂液中濕法拉拔至最終直徑1.2mm。該濕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(rùn)滑劑，脫脂處理濕法拉拔的鋼絲。最后，使用含有透明有機(jī)著色劑的透明聚對(duì)苯二甲酸乙二酯涂覆鋼絲。聚對(duì)苯二甲酸乙二酯涂層的厚度約35微米(μm)。方便地，這些厚度的范圍為10～200μm，優(yōu)選25～50μm。應(yīng)用于裝訂鋼絲的典型厚度值為35μm以及應(yīng)用于輻條鋼絲的典型厚度值為50μm。
這樣獲得的本發(fā)明鋼絲適合用作裝訂鋼絲。聚對(duì)苯二甲酸乙二酯涂層與鋼絲粘附牢固，可以承受鋼絲如裝訂鋼絲正常承受的機(jī)械變形。
權(quán)利要求
1.具有光亮外觀的表面的涂覆鋼絲(10)，所述鋼絲(10)具有鋼芯(12)，所述鋼芯(12)覆有中間涂層(14)，所述鋼絲進(jìn)一步被選自熱塑性聚酯、聚酰亞胺、聚酰胺、聚鄰苯二甲酰胺、結(jié)晶聚氯乙烯和聚碳酸酯的聚合物(16)涂覆，所述聚合物為透明的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的鋼絲，其中所述聚合物是彩色的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的鋼絲，所述聚合物包含透明著色劑。
4.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的鋼絲，其中所述聚合物是選自聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚對(duì)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(jù)權(quán)利要求4的鋼絲，其中所述熱塑性聚酯是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。
6.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的鋼絲，其中所述著色劑是有機(jī)的。
7.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的鋼絲，其中所述中間涂層是金屬涂層如銅涂層、銅合金涂層、鋅涂層、鋅合金涂層、鎳涂層、鎳合金涂層、錫涂層或錫合金涂層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的鋼絲，其中所述中間涂層是例如硫酸銅錫涂層或硫酸銅涂層的涂層。
9.一種制造具有光亮外觀的彩色表面的涂覆鋼絲(10)的方法，所述方法包含如下步驟(a)提供鋼芯(12)；(b)用中間涂層(14)涂覆所述鋼芯(12)；(c)賦予所述中間涂層(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、聚酰亞胺、聚酰胺、聚鄰苯二甲酰胺和聚碳酸酯；(e)使用所述聚合物(16)進(jìn)一步涂覆所述光亮鋼絲。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中用所述中間涂層進(jìn)行所述涂覆通過熱浸鍍實(shí)現(xiàn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的方法，所述方法進(jìn)一步包含著色所述聚合物步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)的方法，其中所述賦予所述中間涂層一定的光亮度是通過濕法拉拔涂覆鋼絲實(shí)現(xiàn)的。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)的方法，其中所述用聚合物進(jìn)行的進(jìn)一步涂覆是通過擠出工藝實(shí)現(xiàn)的。
全文摘要
一種具有光亮外觀的表面優(yōu)選彩色表面的涂層鋼絲(10)含有鋼芯(12)并且該鋼芯(12)涂覆有賦予鋼絲光亮性的中間涂層(14)。該鋼絲進(jìn)一步使用選自熱塑性聚酯、聚酰亞胺、聚酰胺、聚碳酸酯、和聚鄰苯二甲酰胺的透明聚合物(16)涂覆,該聚合物含有透明有機(jī)著色劑。與漆涂層相比,本發(fā)明聚合物涂層具有高的韌度。
文檔編號(hào)B32B15/08GK1330726SQ99814523
公開日2002年1月9日 申請(qǐng)日期1999年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月15日
發(fā)明者L·阿德里安森, A·里普萊, G·范魯, G·范德瓦勒 申請(qǐng)人:貝克特股份有限公司