[发明专利]具有厚聚合物覆层的钢丝

说明书

技术领域

本发明涉及具有可挤出聚合物覆层的钢丝。

背景技术

具有可挤出聚合物覆层例如聚氯乙烯覆层的钢丝是通常所知道的，美国专利4107370对这种钢丝进行了介绍。

已知通过增大钢丝的直径来极大地改进钢丝的许多机械性能。但是，随之而来的缺点是：由于钢的高密度，较大直径钢丝的重量也大大增加。

另一方面，也存在只由可挤出聚合物构成的丝，即不具有钢芯。这种丝的优点是重量轻和高弹性。例如，当这些聚合物丝呈螺旋线形以用作书装订线时，这些丝受到横向力的作用后会反弹或回弹到原始形状。另一方面，这些聚合物丝有各种各样的缺点。一个缺点是它们的制造工艺慢，最终形状是螺旋型时尤其如此。另一缺点涉及到前述的高弹性，这种特性并非总是优点，当用作呈螺旋型的书装订线时，端部会很尖锐并会伤及使用者。由于高弹性，不经过热处理是不可能将这些端部弯曲成危险程度较小的形状。

发明内容

本发明的目的是提供一种结合了已有的聚合物覆层钢丝的优点和聚合物丝的优点的丝。

本发明的目的是提供重量大大减轻同时又不影响一些关键机械参数的丝。

根据本发明，较细的钢芯上设有基本上厚的可挤出聚合物覆层，因此覆层钢丝的总直径基本上增加了。但是，由于聚合物的密度相比钢而言更低，本发明的钢丝具有低重量。

钢芯通常呈圆横截面。

术语“可挤出聚合物”指各种类型的热塑性塑料，它们可以被挤出并包括各种聚合物，例如聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯......。从经济的角度来看，采用聚氯乙烯有利，因为它易于获得并相对便宜。

本发明的覆层钢丝的特征在于钢丝的直径至少是0.2mm，并且覆层的厚度至少是钢丝直径的50％。

本发明的覆层钢丝的第一个优点是：它比相同直径的钢丝要轻得多。

第二个优点是：由于一些聚合物例如聚氯乙烯的成本价低，因此制造这种覆层钢丝的成本是非常可接受的。

通过大量试验，令人惊奇的发现是，本发明的这种覆层钢丝的机械性能得到了极大的提高。

附图说明

下面将通过一些机械试验并参考附图对本发明进行更详细的描述，其中：

图1所示是本发明的覆层钢丝的横向截面；

图2所示是在盘卷横向上进行压缩试验的示意图；

图3说明将本发明的丝用作书装订线；

图4说明将本发明的丝用作曲别针。

具体实施方式

进行机械试验，以将本发明的试样1和试样2与现有技术的试样3比较。

图1所示是试样1和试样2的横截面，或本发明的覆层钢丝10的横截面。覆层钢丝10包括钢丝12和聚氯乙烯(PVC)的外部覆层14，在钢丝12和外部覆层之间可具有底漆或粘附促进层(未显示)。

试样1由直径0.50mm的低碳含量(重量比小于0.20％wt.)的拉拔光亮钢丝12以及0.50mm厚的PVC覆层构成，或者说由直径1.50mm的覆层钢丝10构成。这意味着PVC覆层的厚度基本上是钢丝12直径的100％。

试样2由直径0.40mm的高碳含量(碳含量大于0.25％wt.且小于1％wt.)的光亮钢丝12以及0.525mm厚的PVC覆层构成，或者说由直径1.45mm的覆层钢丝10构成。这意味着PVC覆层14的厚度基本上是钢丝12直径的130％。

试样3由直径0.80mm低碳含量的光亮钢丝12构成，没有任何覆层。

试样1、2、3的钢丝12的横截面比例是25∶16∶64。

用试样1、2和3制作了大量螺旋弹簧16以进行机械试验。该螺旋弹簧16可用作书的装订线。

利用试样1、2、3的已成形的盘卷或螺旋弹簧进行下面的试验。

A)盘卷轴向上抗拉(拉伸)载荷的滞后试验。

在该试验中，在盘卷或弹簧上加载，直至达到特定值(上反向点)，然后卸载，直至达到预载荷值。试验条件如下：

-预载荷：下反向点：2牛顿(N)

-预载荷速度：200mm/min

-1次循环

-上反向点：6N，8N，10N，12N

-循环速度：200mm/min

-夹持间距：4圈

测量总变形、弹性变形和塑性变形，结果统计如下表：

弹性变形等于总变形与塑性变形之差。

表中的每个数据都是至少三次试验的平均值。