专利名称：绕线筒的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过含纸浆的塑料的注射成型形成的塑料绕线筒和一种制造该绕线筒的方法。
一种在其上绕有线状材料的卷筒已被广泛使用于一种自动机器，使在许多技术领域里将线状材料重绕以待由自动机器处理。这样的绕线筒一般由金属、塑料、纸张之类制造的。但是，通常使用塑料或纸质的绕线筒，因为当工厂里用完了绕在该筒上的线材后就将该筒丢弃，所以，通常是使用塑料或纸质的绕线筒。使用塑料绕线筒的问题是制造成本较高，当焚烧该筒时会产生大量有毒气体。另外，对于塑料绕线筒来说，为了减少静电荷，在其内包含一种碳作为抗静电添加剂，以减小表面电阻。但是，调节待混入的碳量是困难的。
另一方面，纸质绕线筒尽管其制造成本较便宜，但其弱点是强度差。另外，由于它容易产生尘土，故在半导体制造工厂等的干净房间内就被限制使用。纸质绕线筒使用后通常被焚烧掉。但是，需要焚烧设备，另一问题是由于纸浆的燃烧而产生氯二笨并喔星(dioxin)。
本发明的目的是提供一种塑料绕线筒和一种制造该绕线筒的方法，该种方法有许多优点，使通过注射成型一种含纸浆的塑料而可大规模生产，同时具有高强度；运输和组装均方便；该塑料绕线筒具有自燃特性而在使用后为了丢弃也不需要较大的焚烧设备，同时使产生的氯二笨并喔星(dioxin)被抑制得较少；被使用的纸可被再次利用，以减少制造成本，同时达到资源循环的目的。
按照本发明的一个方面，提供一塑料绕线筒，该绕线筒包括一作为缠绕芯子的圆柱形套管和作为法兰固定于该圆柱形套管的两侧面的两圆盘，其中，该套管和该圆盘由含纸浆材料制成；其外径小于套管的内径的一环形突出部形成在每个圆盘的一侧表面上；以及，诸啮合部分形成在每个环形突出部上在套管的两边缘的附近的诸位置上，使诸圆盘啮合于该套管。
按照本发明的另一方面，提供一种制造一塑料绕线筒的方法，其中的该绕线筒包括一作为缠绕芯子的圆柱形套管和作为法兰固定于该圆柱形套管的两侧面的两圆盘，其中，圆柱形套管和圆盘由注射成型用一种纸浆材料分别形成，该纸浆材料由一种聚合物和纸浆组成，使其外径小于套管的内径的一环形突出部形成在每个圆盘的一侧表面上，以及，诸啮合部分形成在每个环形突出部上在套管的两边缘的附近的诸位置上，从而使两圆盘啮合于该套管。
在附图中
图1是按照本发明的塑料绕线筒的一实施例的立体图；图2是图1所示的塑料绕线筒的侧视图；图3是图1所示的塑料绕线筒的纵向剖面图；图4A是表示一啮合开口与一啮合棘爪之间的啮合状态的横剖面图；图4B是表示啮合开口与啮合棘爪间的关系的一平面图图5是表示在一圆盘的中心部分形成的一支撑轴插入孔的放大的正视图；图6是表示与圆盘整体形成的一引线的放大的横剖面图；图7是表示该塑料绕线筒的一实施例的横剖面图，其中形成有一环形突出部，它具有一U形横截面；图8是表示一套管的一实施例的正视图，其中形成有诸裂缝，以连通诸啮合开口与该套管的两端；图9A是表示套管中的一啮合开口与图8所示的圆盘里的一啮合棘爪之间的啮合状态的放大的横剖面图；以及图9B是表示啮合开口与啮合棘爪间的关系的一平面视图。
下面将结合诸附图描述按照本发明的塑料绕线筒的诸最佳实施例。
图1至6表示本发明的塑料绕线筒的一实施例。一塑料绕线筒包括作为一圆柱形芯子的一套管1和作为与该套管1的里侧相连接的凸缘的两圆盘2、2。套管1和圆盘2通过注射成型一种含纸浆的塑料(后面称此为含纸浆塑料)而形成。
最好使用纸浆作为浆液。尤其是，当使用从废弃的报纸回收的用过的纸质浆液时，对于资源循环是有用的。例如，作为一种制备用过的纸质纸浆的方法，用水使用过的纸张膨胀；除去杂质；添加一种阻止在纸浆里的纸纤维间的连接的添加剂，然后，对纸浆脱水以调节纸浆材料中的水份含量。然后，将该纸浆材料放入一制粒机以形成一种粒化的纸浆材料。将该粒化纸浆材料与一聚合物，如聚丙烯、聚氯乙烯之类混合。在该混合物被搅拌后，将该材料放入一注射成型机以分别形成诸套管和圆盘。再将如此形成的一套管1和两圆盘2组合以形成一塑料绕线筒。
或者，预先混合一种粒化纸浆材料和一种粒化塑料，然后将它们熔解，再将该熔解的混合物放入一粒化机，以获得一种纸浆与塑料的粒化的混合物。然后，再使该粒化的材料熔解，将该熔解的材料分别注射成型为套管1和圆盘2。
纸浆与聚合物的最佳比例是纸浆占30％-70％重量比。上述比例范围提供了一种具有高抗拉强度、高抗弯强度和自燃特性的塑料绕线筒。自燃特性意味着塑料绕线筒能被用一点火器如火柴点火燃着。
当纸浆比例小于30％重量比时，在塑料绕线筒燃烧中产生的熔解的塑料液滴被凝固，难以获得完全的焚烧。另一方面，当纸浆比例大于70％重量比时，含纸浆塑料在注射成型时的流动性减小了。另外，存在一种在注射成型前对材料加热的过程中使含纸浆塑料燃烧的危险。在使用上述比例范围制备套管和圆盘时，注射成型是在压力为700公斤/厘米2-1200公斤/厘米2，可取的为800公斤/厘米2-900公斤/厘米2和温度为160℃-200℃，可取的为175℃-180℃的条件下进行的。
在作为一圆柱形绕线芯子的套管1的两端孔的附近位置以一个90°的角度间隔成诸圆形啮合孔3。每个作为法兰的圆盘具呈基本上的八角形，其中，至少相对于圆盘2的中心的相对两侧有一直线。另外，在圆盘2的两侧形成诸波纹肋4，以提高圆盘的机械强度。在每个圆盘2的一侧面上形成一其外径小于套管1的内径的环状突出部5(如图3所示)。成型的每个圆盘2的壁厚从该环状突出部的根部向圆盘2的外周边逐渐减小。在环状突出部5上形成了多个啮合棘爪6，每个啮合棘爪6具有一其上设有一爪或钩的自由端，在套管1的两端孔附近位置上形成多个与诸啮合棘爪6对应的啮合孔3。每个啮合棘爪6和每个圆形啮合孔3组成一啮合部分(如图4A和4B所示)。
如图2所示，在每个圆盘2的一中心部分上形成一支撑轴插入孔7。围绕着该支撑轴插入孔7形成有四个呈半圆形状的间隙槽8以提供一总的圆横截面形状(如图5所示)。在该间隙槽8的凹部形成注射含纸浆塑料用的、以虚线表示的浇口9。在注射成型后就去掉这些浇口9。由于诸浇口形成在凹部，去掉浇口的操作就较容易。为了提高支撑轴插入孔7四周的强度，支撑轴插入孔7和间隙槽8四周的壁厚加大以形成一厚壁部分14。另外，如图2所示，在支撑轴插入孔7的四周形成有6个椭圆形手指孔10。这些手指孔10方便于将圆盘2连接于套管1的组装工作和搬运该塑料绕线筒。
每个圆盘2在环形突出部5之外形成有诸圆孔11。用来连接一待绕在塑料绕线筒上的线状材料的一前导端的一根引线12的一端被嵌在一个圆孔11附近的位置上，而该引线12的另一端被拉过该圆孔11朝着套管1的侧面延伸。引线12的材料可为与圆盘相同的，如聚丙烯。在每个圆盘2的一外周边部分上形成有多个固定线状材料的一前导端的孔13(如图1所示)。
在通过注射成型生产圆盘2时，由于围绕着支撑轴插入孔7在间隙槽8中设置了四个在图5中用虚线表示的浇口9，含纸浆塑料就注射通过浇口9并沿径向进入成型圆盘2用的金属模内。也就是说，含纸浆塑料从具平板形的圆盘2的一中心部分通过多个浇口，从而被注射的材料均匀流入该金属模，使能获得一种具有所希望指定的高机械强度的模制产品。
在注射成型后必须除去诸浇口9。但是，由于诸浇口形成得不会影响其内插入一支撑塑料绕线筒的杆的支撑轴插入孔7，因此不必完全除去诸浇口9上的烧班。另外，由于形成了如图2所示的6个手指孔10，就能形成注射材料用的径向路径，从而在短时间内能均匀分布被注射的材料。其结果是，能获得具有高机械强度的圆盘2。
本发明的该塑料绕线筒具有三件式结构，其中，套管1和圆盘2是用注射成型分布形成的。因此，它们两者能在拆开和叠置的状态下运输，由此能减小运输过程中的总体积，故也能减少在运输过程中对诸零件损害的危险性。
在组装套管1和圆盘2时，先将套管垂直支撑，将圆盘2水平保持在套管1的上方，并通过将环形突出部5推入套管1的内径，使形成在环形突出部5上的诸啮合棘爪6能推入配合于形成在套管1上的诸圆形啮合孔3(如图4A所示)，如此，确保了一种牢固的配合，这样，就将该圆盘2连接于套管1。以与上述同样的方式可将另一圆盘2固定于套管1的相对的另一端。
每个啮合孔具有如图4B所示的圆形。所以，能减小由啮合棘爪6施加的应力的集中。
当预先制造出具有不同宽度的诸套管1后，能在一个工厂内组装一个具有所需宽度的塑料绕线筒。由于在每个圆盘2的两表面上形成有诸波纹肋4，就能将数个塑料绕线筒套叠在一起，使诸凹部吻合于诸突出部，这样，即使在运送它们时也能减小套叠的诸绕线筒滑掉的可能性。
当将一种线状材料，如保持半导体用的电线、绳索、带子和支撑件绕在本发明的塑料绕线筒上时，其另一端被牢固连接于一圆盘2的引线12的自由端紧固于被绕上的线状材料的一前导端。由于在注射成型中该引线12的另一端被牢固地连接于圆盘2，就不必固定该引线12。所以，线状材料的缠绕操作较容易，紧固亦可靠。
当要将其上绕有线状材料的塑料绕线筒装到一自动机器上时，搬运是容易的，因为操作者的手指能插入在圆盘2上形成的诸手指插入孔10内。另外，这些手指插入孔10的周边构置有一厚壁部分，在该厚壁部分上角部是圆的，就给诸手指插入孔提供了足够的强度，并确保了对操作者手指的保护。另外，由于每个圆盘2为大致的八角形，其中该圆盘2的周边的至少一对相对侧面有一直边，即使将该绕线筒放在一倾斜面上也不会使它滚动。
如上所述，该塑料绕线筒内含有含纸浆塑料，纸浆里的纸纤维用作一种增强材料，本发明的塑料绕线筒的抗拉强度和抗弯强度高于一种只用塑料形成的塑料绕线筒的。
在对通过注射成型包括50％重量比的纸浆和50％重量比的聚丙烯的含纸浆塑料而形成的塑料绕线筒的物理特性的测量中，发现抗拉强度为452公斤/厘米2；抗弯强度为737公斤/厘米2，并且，用一根火柴就可容易地将它燃着，在焚烧中无熔解材料的液滴。另一方面，在只用聚丙烯注射成型，发现抗拉强度为240公斤/厘米2；抗弯强度为370公斤/厘米2，如要使它焚烧则需对它强烈地加热，其中有熔解材料的液滴产生。
如上所述，圆盘2具有波纹肋4和厚壁部分14，该圆盘的壁厚从环形突出部5的根部向圆盘2的外周边部分逐渐减小。因此，当一负荷加于圆盘2的外周边部分时，从环形突出部5到外周边部分均匀分布了施加的应力，从而能明显减小了由于弯曲力或冲击力使之断裂的危险性。如果任一圆盘2断裂了，通过从啮合孔3拆下啮合突出部6就可容易地更换该断裂的圆盘(如图4所示)。
另外，在待被注射成型的混合材料中的纸浆比例在30％-70％重量比的范围内，该塑料绕线筒能被容易地焚烧而不需要大的焚烧设备。另外，本发明的塑料绕线筒具有自燃特性。因此，用一打火机就能将它容易地点燃，并且不可能使熔解的塑料凝固。另外，能明显减少由于纸浆燃烧产生的氯二笨并喔星(dioxin)，并能获得完全的焚烧。焚烧后留下的灰呈粉末状，易于丢弃，还有一种如烧纸质的情况一样产生黑灰的小的可能性。
另外，在通过埋置的方法处理塑料绕线筒的情况下，该塑料绕线筒的腐败速度较快，因为它包括了纸浆。另外，由于因腐败而使纸浆本身消失，故容易将其丢弃。此外，由于引线12的材料与套管1和圆盘2的相同，就不必为了资源回收而从塑料筒体上分离出引线12。
为使塑料绕线筒具有一种抗静电特性，套管和圆盘可在提高含纸浆塑料的熔解温度的条件下进行注射成型。在这样的情况下，材料中的纸浆纤维部分被燃烧，以提供一种碳化状态，由此能减小该塑料绕线筒的电阻。在这种情况下，就不必在含纸浆塑料内混合碳的过程中作传统的调节操作。
图7本身本发明的塑料绕线筒的另一实施例。在图7所示的该实施例中，插入套管1的一开孔的圆盘2的环形突出部5的横截面是U形横截面。正是考虑到下述优点才采用了该U形横截面的造型。也就是说，当突然掉落一塑料绕线筒时，并且圆盘2与地面相撞，一大的应力集中在固定于套管1的开孔的环形突出部5的四周。但是，当环形突出部5的横截面是U形横截面时，该U形部分就变形以吸收应力，从而能防止在这一部位发生断裂。
图8和9表示本发明的又一实施例，其中形成有一裂缝15，使在套管1的两端孔的附近在一90°角范围形成的每个圆形啮合孔3与套管1的每个自由端连通。在组装套管和圆盘2时，当迫使在环形突出部5上形成的啮合突出部6进入啮合孔3时，该裂缝15就使该啮合突出部6易于插入啮合孔3。
在图5所示的实施例中，在支撑轴插入孔7的四周形成有四个间隙槽8。但是，可形成一适当数量，如3或5个间隙槽。
权利要求
1.一种塑料绕线筒，它包括一作为缠绕芯子的圆柱形套管和作为法兰固定于该圆柱形套管的两侧面的两圆盘，其特征在于，该套管和该圆盘由含纸浆塑料制成；其外径小于套管的内径的一环形突出部形成在每个圆盘的一侧表面上；以及，诸啮合部分形成在每个环形突出部上在套管的两边缘的附近的诸位置上，使诸圆盘啮合于该套管。
2.如权利要求1所述的塑料绕线筒，其特征在于，环形突出部的横截面为U形横截面。
3.如权利要求1或2所述的塑料绕线筒，其特征在于，使诸圆盘啮合于套管的每个啮合部分包括一形成在环形突出部的外周壁上的一啮合棘爪和形成在套管的一边缘附近的位置上的啮合孔。
4.如权利要求3所述的塑料绕线筒，其特征在于，形成了一裂缝以将该啮合孔与套管的一自由端连通。
5.如权利要求1或2所述的塑料绕线筒，其特征在于，用于连接待绕在塑料绕线筒上的线状产品的一前导端的一引线的一端，被嵌在一圆盘的一侧表面内在环形突出部的附近的一位置上。
6.如权利要求1或2所述的塑料绕线筒，其特征在于，套管和圆盘具有碳化部分。
7.一种制造一塑料绕线筒的方法，其中的绕线筒包括一作为缠绕芯子的圆柱形套管和作为法兰固定于该圆柱形套管的两侧面的两圆盘，其特征在于，圆柱形套管和圆盘由注射成型用一种纸浆材料分别形成，该纸浆材料由一种聚合物和纸浆组成，使其外径小于套管的内径的一环形突出部形成在每个圆盘的一侧表面上，以及，诸啮合部分形成在每个环形突出部上并在套管的两边缘的附近的诸位置上，从而使两圆盘啮合于该套管。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，注射纸浆材料的诸浇口形成在每个圆盘的中心并在一支撑轴插入孔的一内周边上。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，用于套管和圆盘的纸浆材料在一提高温度的条件下被注射成型，使含在套管和圆盘里的纸浆部分碳化。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，纸浆和聚合物的比例是，使其中的纸浆占30％-70％重量比。
全文摘要
一种塑料绕线筒包括一作为缠绕芯子的圆柱形套管1和作为法兰固定于该圆柱形套管的两侧面的两圆盘2，其中，套管1和圆盘2由含纸浆材料制成；其外径小于套管1的内径的一环形突出部5形成在每个圆盘2的一侧表面上；以及，每个用于使圆盘2啮合于套管1的啮合部分包括一形成在环形突出部5的外周壁上的啮合棘爪6和一形成在套管1的附近一位置上的啮合孔3。
文档编号B65H75/14GK1239068SQ9812274
公开日1999年12月22日 申请日期1998年11月30日 优先权日1998年6月12日
发明者竹内忍 申请人:模帝科技株式会社