BR112017012789B1 - Grafite de lápis de cor e lápis de cor - Google Patents

Abstract

a presente invenção refere-se a um grafite de lápis de cor extrusável, não expandido, compreendendo, em peso, em relação ao peso total de um grafite: - entre 25 e 45%, e vantajosamente entre 30 e 40%, de uma poliolefina; - entre 25 e 50%, e vantajosamente entre 30 e 40%, de um agente de enchimento mineral incolor; - entre 4 e 20%, e vantajosamente entre 5 e 15%, de um pigmento revestido com, ou misturado com uma cera de poliolefina; - entre 0 e 10%, e vantajosamente entre 2 e 10%, de um aditivo, e - entre 10 e 30%, e vantajosamente entre 15 e 25%, de estearato escolhido de estearato de magnésio, estearato de cálcio e a mistura dos mesmos. ela ainda trata do lápis de cor compreendendo um grafite, de acordo com a invenção.

Description

[0001] A presente invenção refere-se aos grafites baseados em po límero para lápis de cor extrusável, que têm uma capacidade de apagar melhorada.

[0002] É difícil manufaturar grafites de lápis de cor ("colour pencil lead") que têm boa capacidade de apagar. O motivo para isso é que, em geral, grafites que são fáceis de apagar, não têm intensidade de cor satisfatória entre a marca deixada no suporte e o suporte. O pedido de Patente WO 00/00557 tenta solucionar esse problema usando um material fibrilável ou fibrilado, e evitando o uso de ceras ou materiais tipo ceras, tais como estearatos que aderem e resistem à remoção de fibras de papel. No entanto, a composição desse modo obtida é difícil de usar. Além disso, o grafite (mina) desse modo obtido tem um alto custo de manufatura, produz um depósito descontínuo sobre o papel, que é ligado a uma coesão muito alta da mistura, e não tem maciez.

[0003] É desse modo necessário encontrar uma nova maneira de solucionar o problema de obter grafites com capacidade de apagar melhorada, sem que isto leve a encontrar os problemas da técnica anterior.

[0004] Agora, os inventores descobriram, surpreendentemente, que é possível obter tal grafite usando proporções astutamente escolhidas, de pigmento revestido ou misturado com uma cera de poliolefina, de agente de enchimento mineral incolor, de estearato de magnésio e/ou cálcio e de poliolefina.

[0005] A Patente Norte Americana 3409574 descreve, em seu exemplo 7, um grafite de lápis de cor compreendendo polietileno, cera de parafina, cera microcristalina, estearato de cálcio, um pigmento e um agente de enchimento mineral (talco, caolim). No entanto, a dita composição não compreende nenhuma cera de poliolefina e, em particular, qualquer pigmento revestido ou misturado de antemão com uma cera de poliolefina, antes da sua incorporação na composição, o que terá um impacto negativo sobre a capacidade de apagar. Além disso, a composição sempre compreende um plastificante. Agora, a maciez no papel é melhor com um pigmento revestido com uma cera de poliolefina, em vez de com uma poliolefina. Além do mais, a dispersão na mistura e, desse modo, a homogeneidade e a vivacidade da tonalidade, são melhores com o uso de um revestimento de cera de poliolefina.

[0006] A presente invenção desse modo refere-se à um grafite de lápis de cor não expandida, extrusável, compreendendo, vantajosamente, ser constituída por em uma base de peso em relação ao peso total do grafite: - entre 25 e 45%, vantajosamente entre 30 e 40%, de uma poliolefina; - entre 25 e 50%, vantajosamente entre 30 e 40%, de um agente de enchimento mineral incolor; - entre 5 e 20%, vantajosamente entre 5 e 15%, de um pigmento revestido ou misturado com uma cera de poliolefina; - entre 0 e 10%, vantajosamente entre 3 e 10%, de um aditivo, e - entre 10 e 30%, vantajosamente entre 15 e 25%, de estea- rato escolhido de estearato de magnésio, estearato de cálcio, e uma mistura dos mesmos.

[0007] Tal grafite de lápis de cor tem a vantagem da boa capacidade de apagar e intensidade de cor satisfatória, enquanto ao mesmo tempo mantem propriedades mecânicas suficientes para prevenir o grafite de quebrar durante seu uso, ou quando apontado.

[0008] O grafite, de acordo com a presente invenção, desse modo cai dentro da categoria de baseado em polímero, nesse caso baseado em poliolefina, grafites de lápis de cor.

[0009] O grafite, de acordo com a presente invenção, é perfilável, isto é, ele pode ser obtido por extrusão. Ele é vantajosamente perfilado.

[00010] O grafite, de acordo com a presente invenção, é não expandido. Desse modo, nenhum agente de expansão é usado durante o seu processo de manufatura. Além disso, a poliolefina usada não é expandida.

[00011] O grafite, de acordo com a presente invenção, é um grafite de lápis de cor, isto é, ele é destinado a ser usado em lápis de cor, em particular em lápis de cor revestidos com madeira ou com material de madeira sintética, opcionalmente compreendendo uma camada intermediária protetora, em particular como descrito no pedido de patente WO 01/43987.

[00012] O grafite de lápis de cor, de acordo com a presente invenção, compreende entre 25 e 45% em peso de uma poliolefina, em relação ao peso total do grafite, vantajosamente entre 30 e 40% em peso de uma poliolefina em relação ao peso total do grafite, mais vantajosamente entre 31 e 37% em peso de uma poliolefina, em relação ao peso total do grafite, ainda mais vantajosamente entre 32 e 36% em peso de uma poliolefina, em relação ao peso total do grafite.

[00013] A poliolefina é o polímero principal do grafite. Ainda mais vantajosamente, o grafite não compreende quaisquer outros polímeros. Vantajosamente, a poliolefina pode ser polietileno ou polipropileno; em particular, é polipropileno, mais particularmente homopolímero de poli- propileno.

[00014] A poliolefina torna o grafite extrusável e lhe dá boas propriedades mecânicas de resistência flexural.

[00015] O grafite de lápis de cor, de acordo com a presente invenção, além do mais, compreende entre 25 e 50% em peso de um agente de enchimento mineral incolor, em relação ao peso total do grafite, vantajosamente entre 30 e 40% em peso de um agente de enchimento mineral incolor, em relação ao peso total do grafite, mais vantajosamente entre 31 e 38% em peso de um agente de enchimento mineral incolor, em relação ao peso total do grafite, ainda mais vantajosamente entre 33 e 37% em peso de um agente de enchimento mineral incolor em relação ao peso total do grafite.

[00016] Em uma modalidade vantajosa, o agente de enchimento mineral incolor é escolhido de uma argila, talco, nitreto de boro, sílica, carbonato de cálcio, mica, pó de esteatita, e misturas dos mesmos. Vantajosamente, é um agente de enchimento mineral incolor lamelar, mais particularmente escolhido de uma argila, nitreto de boro, mica e/ou talco, por exemplo, uma argila escolhida em particular de montmorillonita, bentonita e caolim. Mais particularmente, ele é caolim, em particular ca- olim com um tamanho de partícula baseada em massa D50, medido por sedimentação, por exemplo, usando uma máquina Sedigraph® da companhia Micromeritics, de entre 2 e 5 μm.

[00017] Silica e talco têm o papel de dar propriedades mecânicas de cromo, tais como resistência flexural e/ou resistência a quebra. Os agentes de enchimento mineral lamelar têm o papel de dar maciez durante a escrita, e de manter uma estrutura que desgasta sobre o papel como folhinhas de grafite.

[00018] O grafite de lápis de cor, de acordo com a presente invenção, também compreende entre 4 e 20% em peso de um pigmento revestido com, ou misturado com uma cera de poliolefina em relação ao peso total do grafite, vantajosamente entre 5 e 15% em peso de um pigmento revestido com, ou misturado com uma cera de poliolefina, em relação ao peso total do grafite, mais vantajosamente entre 5,5 e 13% em peso de um pigmento revestido com, ou misturado com uma cera de poliolefina, em relação ao peso total do grafite, ainda mais vantajosamente entre 5,5 e 10% em peso de um pigmento revestido com, ou misturado com uma cera de poliolefina, em relação ao peso total do grafite.

[00019] O pigmento ou a mistura de pigmento usado pode, desse modo, ser revestido com uma, ou misturado com uma cera de poliolefina (por exemplo na forma de um masterbatch, uma preparação pigmentá- ria, ou uma dispersão de pigmento em uma cera de poliolefina).

[00020] O pigmento dá a cor do grafite, enquanto que a cera de poli- olefina melhora a capacidade de apagar, uma vez que ela evita que o pigmento penetre no suporte em que a marca é feita com o grafite, de acordo com a presente invenção. O pigmento é desse modo revestido ou misturado de antemão com uma cera de poliolefina, antes de ser adicionado à composição do grafite, essa composição mesma compreendendo uma poliolefina.

[00021] Vantajosamente, uma poliolefina da cera de poliolefina é po- lipropileno ou polietileno, ou uma mistura dos mesmos; é vantajosamente polietileno, por exemplo, polietileno de densidade baixa.

[00022] Em uma modalidade particular, o teor de pigmento do pigmento revestido com, ou misturado com uma cera de poliolefina, é entre 25 e 65% em peso, vantajosamente entre 30 e 60% em peso, em relação ao peso total do pigmento revestido com, ou misturado com uma cera de poliolefina.

[00023] Em uma modalidade particularmente vantajosa, o pigmento usado no grafite, de acordo com a presente invenção, é pigmento revestido com uma cera de poliolefina. Vantajosamente, neste caso, o teor de pigmento do pigmento revestido com uma cera de poliolefina, é entre 40 e 65% em peso, em relação ao peso total do pigmento revestido com uma cera de poliolefina, vantajosamente entre 50 e 60% em peso, em relação ao peso total do pigmento revestido com uma cera de poliole- fina.

[00024] Vantajosamente, a cera de poliolefina é uma cera de polipro- pileno ou polietileno, ou uma mistura das mesmas; ela é vantajosamente uma cera de polietileno, por exemplo, polietileno de densidade baixa.

[00025] Dependendo da cor do grafite desejada, o pigmento é um pigmento vermelho, preto, amarelo, laranja, azul, cor de magenta ou violeta, e misturas das mesmas.

[00026] Vantajosamente, o pigmento revestido com uma cera de po- liolefina é comercialmente disponível da companhia SunChemical, sob o nome Sunfast® PE Fluxo Preto L47-9000, Fluxo Vermelho 48 :2 L34- 1209, Fluxo Laranja 14 L74 - 1357, Fluxo Azul 15/3 L49 -0714, Fluxo Violeta 23 L46-4568, Orange Predisol L76P282, Predisol Magenta 122 L28P213, e misturas dos mesmos.

[00027] O grafite de lápis de cor, de acordo com a presente invenção, também compreende estearato escolhido de estearato de magnésio, estearato de cálcio e uma mistura dos mesmos, em particular estearato de cálcio, em um teor de entre 10 e 30% em peso, em relação ao peso total do grafite, vantajosamente entre 15 e 25% em peso em relação ao peso total do grafite do grafite, mais vantajosamente em um teor de entre 17 e 20% em peso em relação ao peso total do grafite.

[00028] Estearato de cálcio ou magnésio confere maciez e deslizamento ao papel.

[00029] A carga de lápis de cor, de acordo com a presente invenção, pode compreender um aditivo, em um teor de entre 0 e 10% em peso, em relação ao peso total do grafite, vantajosamente entre 2 e 10% em peso em relação ao peso total do grafite, mais vantajosamente em um teor de entre 3 e 8% em peso em relação ao peso total da carga.

[00030] Esse aditivo pode ser escolhido de aditivos que são conhecidos daqueles versados na técnica, o campo de grafites de lápis de cor, em particular de glidantes, agentes de processamento, agentes de acoplamento, outros pigmentos (isto é, pigmentos não misturados ou revestidos com uma cera de poliolefina), dispersantes, lubrificantes, e misturas dos mesmos, vantajosamente de estearato de zinco, uma amida, em particular uma estearamida tais como etilenobiestearamida, ceras, ácidos graxos, gliceróis e derivados dos mesmos, tais como beenato de glicerol, dibeenato de glicerol, estearato de glicerol e/ou diisoestearato de poliglicerol, siloxano grafitado em polipropileno, titânio de rutilo, poli- propileno grafitado de anidrido maleico, e misturas dos mesmos, mais vantajosamente estearato de zinco, etilenobiestearamida, titânio de rutilo, e misturas dos mesmos.

[00031] Vantajosamente, a carga de acordo com a presente invenção, compreende estearato de zinco, em particular em um teor de entre 1 e 5% em peso, vantajosamente entre 1,5 e 2,5% em peso, em relação ao peso total de uma carga. Estearato de zinco é um agente de processamento para uma carga, de acordo com a presente invenção. Ele melhora o processo de manufatura por extrusão.

[00032] Em outra modalidade vantajosa, uma carga de acordo com a presente invenção, compreende uma amida, em particular uma este- aramida, tal como etilenobiestearamida, vantajosamente em um teor de entre 0,5 e 3% em peso, vantajosamente entre 1 e 2,5% em peso, em relação ao peso total de uma carga. A amida ajuda a dispersão dos agentes de enchimento na composição, e também tem um efeito ligeiramente positivo sobre a glidância.

[00033] A carga de acordo com a presente invenção, pode também compreender titânio de rutilo, vantajosamente em um teor de entre 0 e 6% em peso, mais vantajosamente entre 1 e 5% em peso, em relação ao peso total de uma carga. Titânio de rutilo confere cor para um grafite, de acordo com a presente invenção.

[00034] Em uma modalidade particularmente vantajosa, o grafite de lápis de cor, de acordo com a presente invenção, não compreende qualquer plastificante.

[00035] Em outra modalidade vantajosa, o grafite de lápis de cor, de acordo com a presente invenção, não compreende qualquer óleo de palma.

[00036] Em uma outra modalidade vantajosa, o grafite de lápis de cor, de acordo com a presente invenção, não compreende qualquer material fibrilável ou fibrilado, como definido e descrito no pedido de patente WO 00/00557.

[00037] Em uma modalidade particular da presente invenção, um grafite tem um diâmetro entre 2 e 3,6 mm, e é vantajosamente um grafite com um diâmetro entre 2,8 e 3,2 mm.

[00038] O grafite de acordo com a presente invenção pode ser manufaturado através de processos que são bem conhecidos daqueles versados na técnica.

[00039] Por exemplo, todos os componentes são misturados juntos e a mistura obtida é extrusada a temperaturas apropriadas. Um grafite obtido é depois refrigerado.

[00040] O grafite de acordo com a presente invenção, desse modo, tem intensidade de cor suficiente, enquanto ao mesmo tempo tem boas propriedades mecânicas, em particular em termos de resistência flexural e/ou resistência ao impacto, e enquanto tem capacidade de apagar melhorada. Além disso, o grafite produz um depósito contínuo sobre o papel e tem uma certa maciez.

[00041] A presente invenção também se refere a um lápis de cor compreendendo um grafite, de acordo com a presente invenção, em particular um lápis de cor revestido com madeira ou material de madeira sintética, opcionalmente compreendendo um camada protetora intermediária, por exemplo, como descrito no pedido de patente WO 01/43987.

[00042] Vantajosamente, o lápis de cor é obtido pela coextrusão de um grafite e do material de madeira sintética, e opcionalmente da camada intermediária protetora.

[00043] Em particular, o material de madeira sintética é baseado em polímero de estireno, e a camada intermediária protetora também atua como uma camada de adesão e pode vantajosamente compreender uma mistura de EVA e poliestireno.

[00044] Vantajosamente, o material de madeira sintética é expandido, de maneira a ter uma densidade equivalente àquela da madeira natural.

[00045] Vantajosamente, o lápis de cor de acordo com a presente invenção, pode ter um corte transversal hexagonal, redondo ou triangular, vantajosamente redondo ou hexagonal.

[00046] Vantajosamente, ele pode compreender um meio de apagar, tal como uma borracha, em uma extremidade do lápis não adelgaçada.

[00047] A invenção será compreendida mais claramente na leitura da descrição dos exemplos a seguir, que são dados como um guia não limitante. Exemplo 1

[00048] A tabela abaixo confere exemplos de composições de grafite, de acordo com a presente invenção, para obter as características de melhoramento da capacidade de apagar, boa intensidade de cor e propriedades mecânicas suficientes para ser usadas nos lápis de cor.

Claims (11)

1. Grafite de lápis de cor não expandido, extrusável, caracterizado pelo fato de que compreende, em uma base de peso, em relação ao peso total de um grafite: - entre 25 e 45% de uma poliolefina; - entre 25 e 50% de um agente de enchimento mineral incolor; - entre 4 e 20% de um pigmento revestido ou misturado com uma cera de poliolefina; - entre 0 e 10% de um aditivo, e - entre 10 e 30% de estearato escolhido de estearato de magnésio, estearato de cálcio, e uma mistura dos mesmos.

2. Grafite de lápis de cor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a poliolefina é polipropileno.

3. Grafite de lápis de cor, de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que o agente de enchimento mineral incolor é escolhido de uma argila, talco, nitreto de boro, sílica, carbonato de cálcio, mica, pó de esteatita, e misturas dos mesmos.

4. Grafite de lápis de cor de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o agente de enchimento de mineral incolor é um agente de enchimento de mineral lamelar.

5. Grafite de lápis de cor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o teor de pigmento do pigmento revestido com, ou misturado com uma cera de poliolefina, é entre 25 e 65%, em relação ao peso total do pigmento revestido com, ou misturado com uma cera de poliolefina.

6. Grafite de lápis de cor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o pigmento é revestido com uma cera de poliolefina, vantajosamente em que o teor de do pigmento é entre 40 e 65% em peso, em relação ao peso total do pigmento revestido com uma cera de poliolefina.

7. Grafite de lápis de cor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a cera de poliolefina é uma cera de polietileno.

8. Grafite de lápis de cor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o aditivo é escolhido de glidantes, agentes de processamento, agentes de acoplamento, dis- persantes, lubrificantes, outros pigmentos, e misturas dos mesmos, van-tajosamente de estearato de zinco, uma amida tal como etilenobiestea- ramida, ceras, ácidos graxos, gliceróis e derivados dos mesmos, tais como beenato de glicerila, siloxano grafitado em polipropileno, titânio de rutilo, polipropileno grafitado de anidrido maleico, e misturas dos mesmos.

9. Grafite de lápis de cor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que ele não compreende nenhum plastificante.

10. Grafite de lápis de cor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que ele é extrusado.

11. Lápis de cor, caracterizado pelo fato de compreende um grafite como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10.