用于書寫、制圖和/或繪畫裝置的鉛筆芯及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于書寫、制圖和/或繪畫裝置，特別用于鉛筆或彩色鉛筆的聚合物粘結(jié)的筆芯，包含至少一種粘結(jié)劑、至少一種蠟、至少一種著色劑和至少一種填料，所述鉛筆芯包含至少一種表面活性劑。
【專利說(shuō)明】用于書寫、制圖和/或繪畫裝置的鉛筆芯及其生產(chǎn)方法
[0001] 本發(fā)明涉及用于書寫、制圖和/或繪畫裝置的基于聚合物粘結(jié)劑的筆芯，及其生產(chǎn) 方法。
[0002] 用于書寫、制圖和/或繪畫的基于源于原油的聚合物的聚合物粘結(jié)的筆芯基本上 是已知的。
[0003] 術(shù)語(yǔ)"用于書寫、制圖和/或繪畫的彩色的或石墨基聚合物粘結(jié)的筆芯"應(yīng)當(dāng)理解 為表示一方面，已經(jīng)牢牢固定于能被削尖的木材或其它材料的筆芯，以及另一方面，可置換 的安裝在硬鞘里的筆芯。與此有關(guān)的實(shí)施例是木制鉛筆和用于自動(dòng)鉛筆的筆芯，例如那些 已知的可伸縮鉛筆或掉落式鉛筆。在這種情況中，筆芯通常具有大約〇.3mm-6mm范圍的外 徑。此類型的筆芯還包括那些已知的無(wú)木鉛筆，所述無(wú)木鉛筆是沒(méi)有鞘的筆芯。
[0004] 因此，由WO 2010/006742A1已知例如聚合物粘接的彩色和石墨筆芯。此類型的筆 芯包含聚合物粘接劑、蠟、棕櫚油和填料。
[0005] 在此類型的筆芯中使用蠟意味著一方面書寫性能受到影響，以及另一方面在生產(chǎn) 該筆芯時(shí)擠出壓力降低。
[0006] 此類型的筆芯的缺點(diǎn)是添加蠟對(duì)筆芯的比強(qiáng)度有負(fù)面影響。已經(jīng)顯示該比強(qiáng)度隨 著蠟含量的增加而有規(guī)則的下降。
[0007] 可以認(rèn)為蠟對(duì)聚合物基體內(nèi)填料的潤(rùn)濕具有負(fù)面影響。
[0008] 因而，本發(fā)明的目的是提供用于書寫、制圖和/或繪畫的筆芯，其不具有上述缺點(diǎn) 以及特別是在蠟的存在下具有高比強(qiáng)度。
[0009] 本發(fā)明的另一目的是由提供生產(chǎn)此類型筆芯的方法組成。
[0010] 該目的是通過(guò)向筆芯復(fù)合物中添加表面活性劑實(shí)現(xiàn)的。以此方式提供一種聚合物 粘結(jié)的筆芯，其用于書寫、制圖和/或繪畫裝置，特別是用于鉛筆和/或彩色鉛筆，該筆芯包 含至少一種聚合物粘結(jié)劑、至少一種蠟、至少一種著色劑、至少一種填料和至少一種作為潤(rùn) 濕劑的表面活性劑。
[0011] 該表面活性劑(是潤(rùn)濕劑或表面活性物質(zhì))改善了熔融聚合物對(duì)填料的潤(rùn)濕性，由 此降低了該混合物的單個(gè)組分之間的極性差異，因此形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)以及因而增加了比強(qiáng) 度。
[0012] 已經(jīng)令人驚奇地顯示，通過(guò)向筆芯復(fù)合物中添加至少一種表面活性劑，由此生產(chǎn) 的筆芯的強(qiáng)度提高了 15%。
[0013]此外，已經(jīng)令人驚奇地顯示，用根據(jù)本發(fā)明的筆芯產(chǎn)生的筆跡具有良好的平滑性 以及良好的可擦性。
[0014] 對(duì)于鉛筆和彩色筆芯都已經(jīng)觀察到這些令人驚奇的效果。
[0015] 該至少一種表面活性劑在筆芯組合物中的比例在高于零到6重量％的范圍內(nèi)，優(yōu) 選在0.2%_3重量％的范圍。
[0016]該表面活性劑可以是陽(yáng)離子、陰離子和/或非離子表面活性劑。
[0017] 非離子表面活性劑的例子是選自脂肪酸酯的表面活性劑。
[0018] 陽(yáng)離子表面活性劑的例子是銨化合物。
[0019] 陰離子表面活性劑的一個(gè)例子是烷基磺酸鈉。
[0020] 優(yōu)選的，該至少一種表面活性劑包含至少一種選自脂肪酸酯和/或季銨化合物的 化合物。
[0021] 有利的，該聚合物粘結(jié)的筆芯包含： 10重重量％ 聚合物粘結(jié)劑 高于摹6重S% 表面活性劑
[0022] 2重量°/0,25重量％ 蠟和/或油類 0-30重量％ 著色劑 余量 填料
[0023] 特別優(yōu)選的，該聚合物粘結(jié)的筆芯包含： 12重量％-30重量％ 聚合物粘結(jié)劑 0.2重量％-3重量％ 表面活性劑
[0024] 4 sa%-2〇 ss% 蠟和/或油類 余量填料
[0025] 該聚合物粘結(jié)的筆芯可以是鉛筆芯和/或彩色鉛筆芯。
[0026] 有利的，該至少一種填料是選自下列組中的至少一種填料:石墨、六方氮化硼、層 狀硅酸鹽、白堊、重晶石、彩色顏料和/或消色顏料。
[0027]優(yōu)選的，具體的，將石墨或者石墨與炭黑的組合用作鉛筆鉛芯的著色填料。
[0028] 對(duì)于彩色鉛筆鉛芯，已經(jīng)證明諸如六方氮化硼、層狀硅酸鹽等的白色或消色填料 與諸如偶氮顏料、酞菁類、二噁嗪類、喹吖啶酮類、鐵氧化物、炭黑、石墨、群青類、鐵-氰絡(luò)合 物的彩色顏料的組合是有利的。
[0029] 用于鉛筆鉛芯優(yōu)選的組合物包含下述： 12重量％-3〇童量％ 聚合物粘結(jié)劑 0.2重*%-3重fi% 表面活性劑
[0030] 2重S%-20重量％ 蠟和/或油 余量 石墨或者石墨和炭黑
[0031 ]用于鉛筆鉛芯的配方實(shí)施例1包含： 苯乙烯丙烯腈（SAN) 20重-M% POE脂肪銨乙氧硫酸鹽 1重1% 「 ^硬脂酸鈣 8重量：％
[0032] 掠桐油 1重-ft% 石墨 .6:6重量％ 炭黑 4M%
[0033] 用于鉛筆鉛芯的配方實(shí)施例2包含： 聚苯乙烯（PS) 18重量°/〇 POE脂肪銨乙氧硫酸鹽 1重1%
[0034] 脂肪醇聚乙二醇醚 1熏:量0/?: 石墨 69重量％ 硬脂酸鋁 11重S%
[0035] 列于實(shí)施例中的石墨可以作為鉛筆鉛芯的著色劑。然而類似的，也可以使用石墨 和炭黑的組合。
[0036] 用于彩色鉛筆筆芯的組合物包含下述： 10重量％-30 fi'fi% 粘結(jié)劑
[0037] 5重量％-20重量％ 蠟和/或油餾分 大于摹6重S% 麵活性劑
[0038] 余量 層4犬鞋酸鹽和/或六方氮化硼以及至少 一種彩色顏料和/或至少一種消色顏料
[0039] 用于彩色鉛筆筆芯的配方實(shí)施例3包含： 聚苯乙烯（PS) 16童fi% 亞乙基雙硬脂酰胺 13:重量％ 二萘嵌苯 2.0重量％
[0040] 脂肪酸酯 4重量％ 酞菁 8 Mm% 層搬腿 62 SS%
[0041] 彩色和/或消色顏料可以用作成彩色鉛筆筆芯中的著色劑。此類型顏料的例子是 偶氮顏料、酞菁類、二噁嗪類、喹吖啶酮類、鐵氧化物、炭黑、石墨、群青類、鐵-氰絡(luò)合物。 [0042]該至少一種聚合物粘結(jié)劑由選自下列組中的至少一種聚合物形成：聚苯乙烯 (PS)、苯乙烯/丙烯腈(SAN)、聚丙交酯(PLA)、苯乙烯/ 丁二烯(SB)、聚烯烴(P0)和丙烯腈/ 丁 二烯/苯乙烯(ABS)。
[0043] 該至少一種蠟可以使用選自下列組中的至少一種蠟:脂肪酸、硬脂酸鹽、褐煤蠟、 酰胺蠟和石蠟。
[0044] 下面的表比較了是否具有表面活性劑含量情況下筆芯的抗彎強(qiáng)度。所用筆芯復(fù)合 物是按照配方實(shí)施例2(鉛筆鉛芯）的物質(zhì)，然而為了比較，從配方實(shí)施例2的化合物中省略 了表面活性劑或表面活性劑混合物。
[0046]可以從表中清楚地看到，包含至少一種表面活性劑的筆芯與沒(méi)有表面活性劑的筆 芯相比強(qiáng)度測(cè)量提高大約15%。
[0047] 按照DIN 52186通過(guò)3點(diǎn)彎曲測(cè)試進(jìn)行上述測(cè)量，其中測(cè)試了具有3mm直徑和170mm 長(zhǎng)度的圓柱測(cè)試片/筆芯。在該情況下，把該測(cè)試片安放在跨度50mm的可移動(dòng)滾輪上。通過(guò) 一個(gè)測(cè)試頭施加力。該滾輪和測(cè)試沖頭具有2mm的半徑距離。
[0048]已經(jīng)顯示擠出方法是用于制備根據(jù)本發(fā)明的聚合物粘結(jié)筆芯的有利的方法。
[0049] 具體而言，根據(jù)本發(fā)明的筆芯是通過(guò)實(shí)施下述步驟來(lái)制備的：
[0050] -混合并?；摴P芯配方的所有組分，以形成筆芯顆粒
[0051 ]-在擠出機(jī)中通過(guò)合適的模具在120 °C-200 °C的范圍內(nèi)擠出該筆芯顆粒以形成連 續(xù)的芯桿
[0052]-冷卻和固化該連續(xù)的芯桿，以及
[0053]-把該連續(xù)的芯桿切割到最終長(zhǎng)度，特別是該鉛筆芯的所需長(zhǎng)度。
[0054]取決于該擠出頭，該筆芯的橫截面可以是任何形狀-圓形、方形或其組合。此外，為 了粘結(jié)多組分筆芯，可以在一個(gè)擠出頭中進(jìn)行各種筆芯配方的復(fù)合共擠出。
[0055]此外，可以使用合適的共擠出方法以擠出具有其他聚合物粘結(jié)材料的筆芯顆粒， 以便形成完整的鉛筆芯。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于書寫、制圖和/或繪畫工具的聚合物粘結(jié)的筆忍，其包含：至少一種聚合物 粘結(jié)劑、至少一種蠟和/或油饋分、至少一種著色劑和至少一種填料， 其特征在于該筆忍包含至少一種表面活性劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1的筆忍，其特征在于筆忍中所述至少一種表面活性劑的量為大于零- 6重量％，優(yōu)選0.2重量％ -3重量％。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的筆忍，其特征在于所述至少一種表面活性劑是陰離子、陽(yáng)離子 和/或非離子表面活性劑。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3之一的筆忍，其特征在于所述筆忍包含： …重量％-40董量％ 聚合物粘結(jié)劑 高于攀6重燃； 表面活性劑 。重；S%-25重*%: 蠟和/或油 0-30重*% 著色劑 余量福。5. 根據(jù)前述權(quán)利要求之一的筆忍，其特征在于所述筆忍是鉛筆筆忍并包含： 巧重量％-30董S% 聚合物粘結(jié)劑 0.2重量5名-3董量％ 表面活性劑 1重量·％-20軍5% 蠟和/或油 余量 石墨或者石墨和炭黑。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-4之一的筆忍，其特征在于所述筆忍是彩色鉛筆忍并包含： 10重量％-30重量％ 粘結(jié)劑 大于霧6重量％ 表面活性劑 5重量％-20重量％ 蠟和/或油饋分 余量 層狀裙酸鹽和/或六方氮化測(cè)W及至少 一種彩色顏料和/或至少一種消色顏料。7. 根據(jù)權(quán)利要求1、4、5或6之一的筆忍，其特征在于所述至少一種聚合物粘結(jié)劑由選自 下列組中的至少一種聚合物形成:聚苯乙締(PS)、苯乙締/丙締臘(SAN)、聚丙交醋(PLA)、苯 乙締/下二締(SB)、聚締控(P0)和丙締臘/下二締/苯乙締(ABS)。8. -種制備根據(jù)權(quán)利要求1的聚合物粘結(jié)的筆忍的方法，其特征在于所述筆忍是通過(guò) 擠出形成的。
【文檔編號(hào)】C09D13/00GK105980492SQ201480065244
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2014年11月7日
【發(fā)明人】J·赫因博爾施米爾
【申請(qǐng)人】斯達(dá)德勒火星兩合公司