專利名稱：用于卷取金屬線狀物的卷線筒及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于卷取金屬線狀物的卷線筒，它能卷取焊接用金屬線、電線等金屬線狀物，之后隨該卷取物一塊搬運，或者將該金屬線狀物供給到使用場合等。
一般來說，用于卷取線狀物的卷線筒，在其圓筒狀卷筒的兩端形成直徑較該圓筒狀卷筒大一些的圓形凸緣，線狀物以整列多層的形式卷在該圓筒狀卷筒的外周，以供實際搬運或使用。
本發(fā)明特別是關(guān)于一種適用于卷取焊接用金屬線、電線等的卷線筒，例如，在焊接金屬線的場合，是以主要卷取線徑為0.8-2.4mm程度及質(zhì)量為5-25kg的線狀物的卷線筒為對象的。
用于卷取焊接用金屬線的卷線筒，在JIS Z3391的“焊接用鋼絲卷形狀、尺寸及質(zhì)量”中作了規(guī)定，對有關(guān)卷線筒中的卷線筒種類、尺寸、卷取的金屬線質(zhì)量、形狀、電絕緣等項目作了規(guī)定。
下文示出其中一個例子。
在質(zhì)量為5-20kg的焊接用金屬絲的場合卷線筒最大外徑D＝290mm寬度W＝103±2mm軸孔徑d＝52±1mm但是，對于材質(zhì)沒有做任何規(guī)定。
關(guān)于這種卷線筒，在日本特開平5-262459號公報中，就公開了一種用于卷取以聚丙烯樹脂為主要成份的含有0.1-5.0重量百分比的滑石的焊接用金屬線卷線筒。
聚丙烯雖然便宜，但存在著回收再使用困難的問題。
此外，從已往技術(shù)可知，以聚丙烯為主要成份的卷線筒用途很廣。
但是，對于卷取線狀物的由聚苯乙烯或聚丙烯制成的卷線筒來說，因跌落而受沖擊等作用時，卷線筒的凸緣部會發(fā)生斷裂現(xiàn)象，引起卷線筒自身形狀的變化。
結(jié)果，線狀物使用后，再度向卷線筒卷取線狀物的過程中，就不能以整列層積的形式卷取，引起卷紊亂或整段滑脫現(xiàn)象(上層卷線陷入下層卷線的線之間的現(xiàn)象)發(fā)生，而在使用這樣卷得的線狀物時，線狀物難以引出(退卷)，帶來了生產(chǎn)性顯著下降、作業(yè)性低的問題。
為了解決上述問題，開發(fā)了一種在聚苯乙烯中混入耐沖擊性添加劑、例如混入3-4％的丁二烯橡膠的卷線筒。
但是，用聚苯乙烯制成的卷線筒，在用于卷取焊接用金屬線這樣有重量的金屬線狀物等的場合，耐沖擊性不是很足，無法避免上述卷線筒凸緣部的斷裂及卷線筒自身形狀的變化。
鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種以可回收再利用的聚苯乙烯為主要成份的、耐沖擊性及耐變形性強、可用于卷取金屬線狀物的卷線筒。
本發(fā)明為了使以聚苯乙烯樹脂為主要成份的用于卷取金屬線狀物的卷線筒的耐沖擊性及耐變形性得以提高，對于卷線筒的形狀及材質(zhì)作了探討。特別是，對由材質(zhì)來改善特性著重進行了研究。
即是說，為了確保作為用于卷取金屬線狀物的卷線筒的合適特性，對于其特性改善的物質(zhì)進行了探討，以達到改善特性的目的。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于卷取金屬線狀物的卷線筒，它是一種平均分子量為(18-35)×104的聚苯乙烯與含有5-15重量百分比橡膠成份的樹脂成形體。
在這種場合，前述聚苯乙烯的平均分子量最好是(25-35)×104。
此外，前述橡膠成分能提高用于卷取金屬線狀物的卷線筒的耐沖擊性。例如，可以采用聚丁二烯、丁苯橡膠、丁腈橡膠、氯丁二烯、乙丙烯、丙烯酸橡膠等的合成橡膠。
進一步，丁二烯系橡膠可以采用所謂的丁二烯橡膠。
前述成形體是適用于卷取焊接用金屬線的卷筒直徑為100-160mm、凸緣直徑為250-300mm的成形體。
本發(fā)明具有如下作用。
聚苯乙烯聚苯乙烯是苯乙烯的聚合物，可以采用各種聚合形式聚合。其拉伸強度為400-650kgf/cm2、延伸率為1-3.5％、彈性率為(4-5)×104kg/cm2，但是，根據(jù)聚合度不同其性質(zhì)有明顯差異。
聚苯乙烯是無色透明的可塑性樹脂，采用注射模塑成形法，做成表面美觀的各種精密形狀。
平均分子量未滿18×104時，其剛性及韌性大大下降，成形品易斷裂。
因此，從耐沖擊性的觀點出發(fā)，在本發(fā)明中，其平均分子量為18×104以上。
最好是25×104以上。
另一方面，平均分子量高時，其剛性、強度變高，但成形困難，成形品的內(nèi)部會發(fā)生變形、沖擊值也低。
在平均分子量為35×104左右時，各種特性可以提高的效果達到飽合，在此以上沒有多大希望提高前述效果，因此，將該平均分子量的上限設(shè)為35×104。
聚苯乙烯的平均分子量還可以根據(jù)聚苯乙烯聚合時的聚合條件來確定。
此外，聚苯乙烯的含量為80％以上，少于該含量時，就不能滿足卷線筒所要求的強度等特性，使其耐變形性劣化。
聚苯乙烯的上限為94％，橡膠、可塑劑、脫膜劑總和的含量至少為6％以上。
橡膠成份橡膠成份的含量為5-15％重量百分比。
如果增加橡膠成份的含量，成形體本身的剛性會下降。如果剛性下降，其結(jié)果是使成形品的韌性提高，具有耐沖擊性。如果聚苯乙烯的平均分子量增加，其強度及剛性同時增加。
因此，為了滿足用于卷取金屬線狀物的耐用的卷線筒具有強度及耐沖擊的相反的特性要求，必須添加有一定程度以上的橡膠成份含量。
本發(fā)明找出了滿足于這兩方面相反特性要求的橡膠成份含量，取值正好合適，因此，克服了已往用于卷取金屬線狀物的卷線筒所存在的問題。
橡膠成份的含量不滿5％重量百分比時，成形體本身的強度及剛性主要受聚苯乙烯平均分子量的影響，聚苯乙烯平均分子量小時，強度、剛性下降，平均分子量大時，強度、剛性變高。因此，僅僅通過調(diào)整聚苯乙烯的平均分子量不能滿足強度及耐沖擊性的這兩種相反特性的要求。
由此，將橡膠成份含量的下限值取為5％重量百分比。
此外，如果橡膠成份的含量超過15％重量百分比時，橡膠的粒徑變粗，其剛性降低，會產(chǎn)生卷線筒斷裂等現(xiàn)象。
因此，將橡膠成份含量的上限值取為15％重量百分比。
橡膠粒徑1-10μm作為同時滿足使用于卷曲金屬線狀物的耐用卷線筒具有強度及耐沖擊性的相反特性要求的兩個手段是，控制橡膠粒徑使其達到合適的范圍。
在橡膠粒徑為1-10μm范圍的場合，比以往的橡膠量少，可以滿足耐沖擊性的要求。進一步，由于較以往的橡膠量少，通過添加橡膠成份不會引起強度下降問題。橡膠粒徑小于1μm時，就不會得到提高特性的效果，大于10μm時，同樣會帶來強度下降。
也就是說，通過選擇適當(dāng)?shù)南鹉z粒徑，既可以不發(fā)生大的強度降低，又能提高韌性，而且還能達到耐沖擊性及耐變移性兩方面要求。
最好是，將橡膠粒徑選擇在1-5μm的范圍。
此外，作為得到該合適橡膠拉徑的制造工藝，苯乙烯的聚合時間及之后的攪拌速度非常重要，而且攪拌速度對橡膠粒徑的影響很大。
成形體制造方法樹脂用原料的加熱或熔融溫度為200-300℃。低于200℃時，樹脂用原料不能完全融化。高于300℃時，粘性會過低，變成固體后很容易發(fā)生形狀不良，此外，即使成形體的溫度超過300℃，這與加熱或熔融溫度為200-300℃的情況相比較，不會帶來特性的變化，因此，取其上限為300℃。
在本發(fā)明的卷線筒中，還采用了作為改性劑的其他成形性可塑劑及脫膜劑。可塑劑含量為0.5-5％重量百分比?？伤軇┖吭黾訒r，耐熱性降低，在高溫下，成形品易變形。可塑劑含量減少時，成形品內(nèi)部會變形，降低沖擊強度。也就是說，在添加少量可塑劑時，雖然降低了剛性，但是，添加一定量之上時，則其剛性不會降低。
此外，為了改善成形時的脫膜性能，讓作為脫膜劑的有機酸等含量在0.05-0.2％重量百分比。不論脫膜劑的添加量增減多少，都不會給物質(zhì)性能帶來太大影響，也不會影響成形品。
下文參照附圖敘述本發(fā)明的實施例。


圖1是實施例的斷面圖。
圖2是實施例的正面圖。
實施例圖1示出了用于卷取焊接用金屬線為20kg的卷線筒1實施例斷面圖，圖2是其正面圖。卷筒2的外徑為150mm，凸緣3的外徑為270mm，兩個凸緣3、3之間的間隔在凸緣面內(nèi)側(cè)中心部位附近(卷筒2的外徑部位)為90mm。兩個凸緣3、3之間的間隔在凸緣面的外側(cè)外圓部位卷取焊接金屬線之前為87mm，卷取后變?yōu)?2mm。
凸緣3備有數(shù)個放射狀的加強肋6。中心孔7在卷筒長度方向作成通孔，卷取或退卷時的支撐軸穿過該孔。孔5是操作用孔。
表1示出了卷線筒材質(zhì)的各種變化，并對沖擊特性及拉伸特性作了調(diào)查。關(guān)于沖擊特性，進行了艾氏沖擊試驗，并對沖擊強度作了評價。關(guān)于拉伸特性，進行了拉伸試驗，并對拉伸強度作了評價。
艾氏沖擊試驗方法是根據(jù)ASTMD-256[帶凹口并進行了熱處理(退火)]按以下順序進行的。
首先，利用注射模塑成形機制造出63.5mm1×12.7mmw×6.4mmt的試驗片。在距該試驗片一端為31.8mm的位置處形成深度為2.54±0.0254mm、開度角為45°、尖端為0.25R的V型凹口(切槽)，在溫度為23±2℃、相對濕度為50±5％的條件下保持16個小時。
利用60kg·cm/cm的艾氏沖擊試驗機。
在提升角度為150度條件下，根據(jù)試驗片斷裂時所需的能量求出沖擊值。
有關(guān)拉伸試驗，是根據(jù)JIS試驗方法在常溫下進行的。
表2示出了沖擊特性及拉伸特性。
No.2-4的本發(fā)明樹脂艾氏(Izod)沖擊值為9.8-14.5kgfm/cm2，與No.1的以往樹脂相比較，沖擊值非常高。
此外，No.5比較例的沖擊值雖然與No.1的以往樹脂相比較是提高了，但是，由于橡膠量增多了，拉伸強度變?yōu)?70kgf/cm2，這與No.2-4的本發(fā)明樹脂相比是比較低的。
也就是說，No.5的耐變形的拉伸強度大大地降低了，所以通常不能使用。
由此，可明顯看出，選擇適量的橡膠來添加是必要的。
另一方面，表3示出了橡膠量為8％的一定量、分散在聚苯乙烯中的分散的橡膠粒徑在3-15μm變化時，對沖擊特性及拉伸特性受橡膠粒徑的影響所作的調(diào)查結(jié)果。
從表3可以看出，當(dāng)橡膠量為一定量時，橡膠粒徑越細微，拉伸強度越不容易變化，可以提高沖擊值。因此，No.8所述的橡膠粒徑為本發(fā)明范圍之外的15μm，其沖擊值顯著下降。
表4示出了卷線筒的跌落試驗結(jié)果。
試驗方法如下文所述。
供試材料是準(zhǔn)備100個在由具有表1所示No.1-5成分的樹脂組成的圖1、2所示尺寸及形狀的用于卷取焊接金屬線的卷線筒上，卷取直徑為1.2mm焊接用金屬線(JISYGW-11)20kg的實際卷成品。
跌落試驗是在落差為500mm的高度下，以凸緣面為水平姿勢，往返三次自由下落到混凝土地板上。
之后，用肉眼觀察卷線筒斷裂及金屬線脫落的狀態(tài)。
參見表4，將由No.2-4的本發(fā)明樹脂所組成的卷線筒與No.1的以往樹脂以及No.5的比較例相比較，減少了卷線筒的斷裂及金屬線的脫落。
表1
表2
表3
表4
由于本發(fā)明由上述構(gòu)成，并以回收再利用可能性高的聚苯乙烯為主要成份，所以，能夠提供一種耐沖擊性、變形性高的具有優(yōu)良性能的卷線筒。
權(quán)利要求
1.一種耐沖擊性及耐變形性優(yōu)良的用于卷取金屬線狀物的卷線筒，其特征是，它是含有5-15％重量百分比橡膠成份的平均分子量為(18-35)×104的聚苯乙烯樹脂的成形體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐沖擊性及耐變形性優(yōu)良的用于卷取金屬線狀物的卷線筒，其特征是，平均分子量為(18-35)×104的聚苯乙烯的含量占80-94％重量百分比。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐沖擊性及耐變形性優(yōu)良的用于卷取金屬線狀物的卷線筒，其特征是，平均分子量為(18-35)×104的聚苯乙烯的含量占80-94％重量百分比，前述橡膠成份是丁二烯橡膠，并且分散在前述聚苯乙烯中的丁二烯橡膠粒徑為1-10μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐沖擊性及耐變形性優(yōu)良的用于卷取金屬線狀物的卷線筒，其特征是，平均分子量為(18-35)×104的聚苯乙烯的含量占80-94％重量百分比，前述橡膠成份是丁二烯橡膠，并且分散在前述聚苯乙烯中的丁二烯橡膠粒徑為1-10μm。
5.一種制造耐沖擊性及耐變形性優(yōu)良的用于卷取金屬線狀物的卷線筒的方法，其特征是，對于平均分子量為(18-35)×104的聚苯乙烯和含有5-15％重量百分比的橡膠成份的樹脂原料在200-300℃下加熱使其熔化，之后，注入模板內(nèi)成形。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造耐沖擊性及耐變形性優(yōu)良的用于卷取金屬線狀物的卷線筒的方法，其特征是，平均分子量為(18-35)×104的聚苯乙烯的含量占80-94％重量百分比，前述橡膠成份是丁二烯橡膠，并且分散在前述聚苯乙烯中的丁二烯橡膠粒徑為1-10μm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造耐沖擊性及耐變形性優(yōu)良的用于卷取金屬線狀物的卷線筒的方法，其特征是，平均分子量為(18-35)×104的聚苯乙烯的含量占80-94％重量百分比，前述橡膠成份是丁二烯橡膠。
全文摘要
本發(fā)明提供一種以聚苯乙烯樹脂為主要成分的用于卷取線狀物的卷線筒，并進一步改善了其性能，提高了耐沖擊性及耐變形性。它是平均分子量為(18-35)×10
文檔編號C08L25/08GK1150575SQ96112108
公開日1997年5月28日 申請日期1996年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月30日
發(fā)明者松本剛郎 申請人:川崎制鐵株式會社