CN102099414B - 木材替代材料及其用途 - Google Patents
木材替代材料及其用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102099414B CN102099414B CN200980127736.2A CN200980127736A CN102099414B CN 102099414 B CN102099414 B CN 102099414B CN 200980127736 A CN200980127736 A CN 200980127736A CN 102099414 B CN102099414 B CN 102099414B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pencil
- substitute material
- wood substitute
- timber
- purposes
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002983 wood substitute Substances 0.000 title claims abstract description 58
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 claims abstract description 16
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 10
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 20
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 17
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 17
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 14
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 9
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims description 7
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 claims description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 239000012463 white pigment Substances 0.000 claims description 4
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 3
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004712 Metallocene polyethylene (PE-MC) Substances 0.000 claims description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004902 Softening Agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000012963 UV stabilizer Substances 0.000 claims description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 2
- 229910000275 saponite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 21
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 8
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 5
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 4
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 2
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 2
- MKYLOMHWHWEFCT-UHFFFAOYSA-N Manthidine Natural products C1C2=CC=3OCOC=3C=C2C2C3=CC(OC)C(O)CC3N1C2 MKYLOMHWHWEFCT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SNFRINMTRPQQLE-JQWAAABSSA-N Montanin Chemical compound O[C@H]([C@@]1(CO)O[C@H]1[C@H]1[C@H]2O3)[C@]4(O)C(=O)C(C)=C[C@H]4[C@]11OC3(CCCCCCCCCCC)O[C@@]2(C(C)=C)C[C@H]1C SNFRINMTRPQQLE-JQWAAABSSA-N 0.000 description 1
- SNFRINMTRPQQLE-OFGNMXNXSA-N Montanin Natural products O=C1[C@@]2(O)[C@@H](O)[C@@]3(CO)O[C@H]3[C@@H]3[C@H]4[C@@]5(C(=C)C)O[C@](CCCCCCCCCCC)(O4)O[C@@]3([C@H](C)C5)[C@@H]2C=C1C SNFRINMTRPQQLE-OFGNMXNXSA-N 0.000 description 1
- 241000863032 Trieres Species 0.000 description 1
- QTZPBQMTXNEKRX-UHFFFAOYSA-N Voacristine pseudoindoxyl Natural products N1C2=CC=C(OC)C=C2C(=O)C21CCN(C1)C3C(C(C)O)CC1CC32C(=O)OC QTZPBQMTXNEKRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001587 Wood-plastic composite Polymers 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000000843 anti-fungal effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 239000011155 wood-plastic composite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
- C08L97/02—Lignocellulosic material, e.g. wood, straw or bagasse
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
- B27N—MANUFACTURE BY DRY PROCESSES OF ARTICLES, WITH OR WITHOUT ORGANIC BINDING AGENTS, MADE FROM PARTICLES OR FIBRES CONSISTING OF WOOD OR OTHER LIGNOCELLULOSIC OR LIKE ORGANIC MATERIAL
- B27N1/00—Pretreatment of moulding material
- B27N1/02—Mixing the material with binding agent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
- B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
- B43K19/00—Non-propelling pencils; Styles; Crayons; Chalks
- B43K19/14—Sheathings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
- B43K—IMPLEMENTS FOR WRITING OR DRAWING
- B43K19/00—Non-propelling pencils; Styles; Crayons; Chalks
- B43K19/16—Making non-propelling pencils
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B43—WRITING OR DRAWING IMPLEMENTS; BUREAU ACCESSORIES
- B43L—ARTICLES FOR WRITING OR DRAWING UPON; WRITING OR DRAWING AIDS; ACCESSORIES FOR WRITING OR DRAWING
- B43L19/00—Erasers, rubbers, or erasing devices; Holders therefor
- B43L19/0056—Holders for erasers
- B43L19/0068—Hand-held holders
- B43L19/0075—Hand-held holders of the pencil type
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L51/06—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于木材包裹的铅笔的木材替代材料，其包含下述成分：15wt％-30wt％的至少一种聚合物粘合剂、50wt％-80wt％的至少一种有机填料、0wt％-20wt％的至少一种无机填料、0.5wt％-5wt％的至少一种助粘剂、1wt％-30wt％的至少一种蜡、0wt％-10wt％的至少一种颜料、以及0wt％-10wt％的至少一种添加剂，并且所述至少一种助粘剂在至少一种聚合物粘合剂和至少一种有机填料之间形成化学键，至少一种助粘剂与至少一种蜡的比例为1∶2至1∶6，以及有机填料和无机填料的总量不超过80wt％。
Description
本发明涉及一种用于木材包裹的铅笔的木材替代材料及其用途，所述木材包裹的铅笔例如是铅笔、彩色铅笔或带有释放颜色的铅芯的化妆笔，以及各种其它类型的带有由例如橡皮材料等制成的铅芯的铅笔。
铅笔上用于包裹铅芯的木材被木材替代材料所取代。
长期以来，铅芯被天然生长的木材所环绕或包覆的木材包裹的铅笔为人们所知。近年来，木材资源的匮乏造成高质量木材价格的上涨，直接影响了铅笔的制造成本。此外，铅笔的制造消耗了相当大量的天然木材储备。
由于上述原因，多年来在其它商业领域人们不断尝试用更节省成本的木材替代材料来取代天然木材，并保持天然木材的外观。
其中一种木材替代材料为“木材塑料复合材料”，其是具有不同比例的木材、塑性材料和添加剂的热塑性可加工材料，并通过热塑成型工艺例如挤出、注塑或模压而进行加工。
所述添加剂优化了相应的预期应用所必需的特性，并对其造成显著的影响。因此使用例如用来改善木塑粘结性的助粘剂，用来保证加工性的蜡，用来产生色彩的颜料，以及保证抗紫外性、耐候性、抗虫性和抗真菌性的添加剂。
其应用领域包括，尤其是天井地板、苗木箱、覆盖层、地表面、家具或汽车工业中的内部配件。
除了其它性能，目前市场上使用的木材替代材料已经被优化使其具有最高可能的强度性能，例如弯曲强度或耐磨性。
然而，这种类型的木材替代材料并不适合取代在木材包裹的铅笔中的木材，或者仅在一定程度上适合，因为这种类型的铅笔不能用常规的手持式卷笔刀削尖，或者难以削尖。
已知发泡塑料或无机填充塑料也用作木材替代材料。
发泡塑料具有低的弹性模量，因此通常富有弹性。由于高弹性，发泡塑料不太适合作为铅笔的木材替代材料，因为对传统铅芯的弹性包覆，缺乏对铅芯的必要支持作用，导致铅笔使用时铅芯可能断裂。尽管可通过铅芯的相应弹性构造来防止这种现象的发生，铅芯却表现出较差的书写性能。
因此，本发明的目的是提供一种可削尖的并适合于包覆铅笔芯的木材替代材料，来替代天然木材。该目的通过权利要求1所述的技术特征来实现。
根据本发明的木材替代材料由下述成分形成：
15-30wt％的至少一种聚合物粘合剂、
50-80wt％的至少一种有机填料、
0-20wt％的至少一种无机填料、
0.5-5wt％的至少一种助粘剂、
1-30wt％的至少一种蜡、
0-10wt％的至少一种颜料、以及
0-10wt％的至少一种添加剂，
所述至少一种助粘剂在所述至少一种聚合物粘合剂和至少一种有机填料之间形成化学键，所述至少一种助粘剂与至少一种蜡的比例为1∶2-1∶6，以及所述有机填料和无机填料的总量不超过80wt％。
上述类型的蜡和助粘剂的组合使得木材替代材料能够被削尖，并且特别地，可替代木材包裹的铅笔中的天然木材来包覆铅芯。现有技术已知的木材替代材料不能这样。根据本发明的木材替代材料的特征在于，用其制造的铅笔，其中铅芯被该木材替代材料代替木材来包覆，展现出已知的木材包裹的铅笔的所有常规性能。
因此，上述原料的组合产生了在特定程度上适用于制备可削尖的铅芯外壳的材料，以形成书写工具和/或化妆笔。
因此，根据本发明的木材替代材料特别适合在铅笔制造中用作铅芯外壳，因为用其制造的铅笔可在不花费大力气的情况下使用常规的持式卷笔刀进行削尖，并且同时铅笔展现出用作书写工具所需的弯曲强度。此外，该木材替代材料还具有相对高的弹性模量，所以弹性差的以及富有弹性的铅芯均能被包覆。
为了评价上述木材替代材料的可削性及其用于铅笔制造的适用性，将其制成固体并进行削尖。适合削尖的木材替代材料的使用使得用其制造的铅笔能在花费很小力气的情况下被削尖。在这种情况下，在测试或削尖过程中具有低于10Ncm的“削尖力矩”的铅笔以及，特别是木材替代材料，被归类为具有低能量消耗的可削性。在为此目的而设计的试验机中测定削尖力矩，其中将铅笔或固体形式的测试样品连续削20s。该铅笔或固体由木材替代材料制成。削尖力矩被认为是削尖过程中所确定的平均扭矩(单位为Ncm)，需要在带有新刀片的常规卷笔刀中，以事先预备好的锥顶点，即事先指向期望角度，以43rpm的速度对直径为7.6±0.2mm的测试样品进行持续削尖。
图1示出了用于测量削尖力矩的设备的工作原理。卷笔刀1固定在支架3上，该支架3与扭矩测量设备2相连。将测试样品5置于旋转支座4中，并放入卷笔刀1中。使用供应装置6将旋转的测试样品5靠空气作用朝卷笔刀1的方向送入，所述供应装置6对测试样品5的支座4施加20N的力(见图中右边的箭头)。在测试样品5的削尖过程中通过扭矩测量设备2测定的扭矩在测试周期上进行平均，以确定削尖力矩。
用作铅笔芯外壳的木材替代材料的弯曲强度，特别为至少50MPa。弹性模量优选为至少5000MPa。根据DIN52186(木材试验；弯曲试验)的三点弯曲试验来测量弯曲强度和弹性模量。
图2显示了一种用于进行上述类型的三点弯曲试验的测量装置。使用直径为7.6±0.2mm以及长度为180±5mm的由木材替代材料制成的铅笔或固体形式的圆柱形测试样品7。将测试样品7放置在轴承跨距为100mm(滚柱8的中心点之间的距离)的可移动滚柱8上。用测试柱塞9在中心施加力。滚柱8和测试柱塞9均具有15mm的半径。在测试过程中对测试样品7均匀施加载荷，直到测试样品7断裂。从所需的断裂力以及在递增的载荷下所测得的测试样品7的挠曲来确定测试样品7的弯曲强度和弹性模量。
下面将阐述根据本发明的木材替代材料的有利配置。
当至少一种助粘剂与至少一种蜡的比例为1∶2.5至1∶4.5时，木材替代材料在强度和可削性上是特别有利的。
而且，已经发现用下述组成获得特别好的可削性、强度和加工性：
20-25wt％的至少一种聚合物粘合剂、
65-75wt％的至少一种有机填料、
1-5wt％的至少一种无机填料、
1-2wt％的至少一种助粘剂、
2-12wt％的至少一种蜡、
1-4wt％的至少一种颜料、以及
0-5wt％的至少一种添加剂。
如果所述至少一种蜡选自酰胺蜡、脂肪酸如硬脂酸和棕榈酸、褐煤蜡、硬脂酸盐、脂肪酸酯和石蜡，对于可削性是有利的。
对于可削性，特别有利的是，所述至少一种蜡由酰胺蜡和/或硬脂酸形成。
对于可削性，最有利的是，所述至少一种蜡由比例为1∶0.5至1∶2的酰胺蜡和硬脂酸的组合形成。
为了更好的理解本发明，下表将木材替代材料和现有技术的材料进行了对比。用于对比的测试样品显示了相同的横截面几何形状，并均具有7.6±0.2mm的直径。
出于收益率和易获得性考虑，所述至少一种聚合物粘合剂选自聚烯烃是有利的。
为了使木材替代材料达到类似于木材的特性，有利的是，所述至少一种有机填料由木材和/或纤维素形成。
为了粘结具有极性表面的木材和具有非极性表面的聚合物粘合剂例如聚烯烃，助粘剂是必需的。由于用于聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)的助粘剂可通过商购获得，因此有利的是，所述至少一种聚合物粘合剂由聚乙烯(PE)和/或聚丙烯(PP)形成。
对于粘结木材和PE，由马来酸酐接枝的聚乙烯(PE)形成的助粘剂经证明是有效的。
为了达到大于50MPa的弯曲强度和大于5000MPa的弹性模量，特别有利的是，所述至少一种聚合物粘合剂由高密度聚乙烯(PEHD)形成。
图3示意性地阐述了助粘剂结合木材和PE的工作原理。
图3的上部表示马来酸分子的基本结构。图的中部表示带有羟基形式的极性表面的木材，以及与木材表面接近的以带有接枝PE的改性马来酸酐分子形式存在的助粘剂分子。在上下文和实施例中，“改性”意味着聚乙烯(PE)被接枝到马来酸上。
图3的下部显示了改性马来酸酐分子与木材极性表面的连接。然后助粘剂中接枝PE结合到PE形式的聚合物粘合剂上，使得在木材和PE之间实现良好的粘合。
而且已经证明所述至少一种助粘剂由乙烯-马来酸酐共聚物(与马来酸酐接枝的茂金属聚乙烯蜡)形成是有利的。
上面已经提到，为了使木材替代材料达到类似于木材的特性，优选至少一种有机填料由木材和/或纤维素形成。
对于可削性，特别有利的是，所述至少一种有机填料由最大粒径为250μm，特别是100μm的填料颗粒形成。
为了提亮木材替代材料的色调，木材替代材料包含1-3wt％的白色颜料经证明是有效的。
为了提亮色调，经证明是有利的是，所述白色颜料由二氧化钛(TiO2)形成。
为了调节所需的色调，有利的是，木材替代材料包含0.1-5wt％的有色颜料。
为了调节脆性和削尖过程中的滑动特性，有利的是，所述至少一种无机填料选自层状硅酸盐、硫酸钙、碳酸钙、氮化硼、皂石和石墨。
为了达到特殊的性能以及满足特殊需要，有利的是，所述至少一种添加剂选自润滑剂、增塑剂、表面活性剂、热稳定剂和紫外稳定剂。
已经被证明是有效的两种木材替代材料的配方实例如下所示：
配方实例1
高密度聚乙烯(PEHD)25.0wt％
木尘65.0wt％
马来酸酐接枝的聚乙烯2.0wt％
酰胺蜡3.0wt％
硬脂酸3.0wt％
二氧化钛2.0wt％
配方实例2
聚丙烯(PP)20.0wt％
木尘70.0wt％
马来酸酐接枝的聚丙烯1.0wt％
酰胺蜡3.0wt％
硬脂酸1.0wt％
氮化硼5.0wt％
使用根据本发明的木材替代材料来制造木材包裹的铅笔，特别是铅笔、彩色铅笔或包含释放颜色的铅芯和木质铅芯外壳的化妆笔是理想的，所述木质外壳被由木材替代材料制成的外壳替代。在这种情况下，特别使用具有聚合物粘合的铅芯。
而且，使用按照本发明的木材替代材料来制造包含由橡皮材料制成的铅芯和木质铅芯外壳的木材包裹的铅笔是理想的，所述木质外壳被由木材替代材料制成的外壳替代。
当形成带有释放颜色的铅芯或由橡皮材料制成的铅芯的木材包裹的铅笔时，特别优选外壳由木材替代材料通过挤出成型。特别地，铅芯也通过挤出成型。挤出是一种连续的制造方法，因此特别适合于具有成本效应的大批量的铅笔制造。
特别地，具有由聚合物粘合的木材替代材料制成的外壳和聚合物粘合的铅芯的铅笔通过共挤出方法进行制造。铅芯和外壳在挤出机中原位成型，并按照各自所需的几何图形经由喷嘴一起制造成连续线，然后该连续线分成单独的铅笔。
另外一种可能性是对事先提供的铅芯包上外壳，这也可通过挤出来实现。挤出方法的优势在于，可生产基本上所有横截面几何形状的铅笔。
Claims (12)
1.木材替代材料在制造木材包裹的铅笔中的用途，所述木材包裹的铅笔是包含释放颜色的铅芯和用于所述铅芯的木质外壳的铅芯铅笔、彩色铅笔或化妆笔，其中所述木质外壳被由所述木材替代材料制备的外壳所取代，所述木材替代材料由下述成分形成：
15-30wt％的至少一种聚合物粘合剂、
50-80wt％的至少一种有机填料、
0-20wt％的至少一种无机填料、
1-2wt％的至少一种助粘剂、
1-30wt％的至少一种蜡、
0-10wt％的至少一种颜料、以及
0-10wt％的至少一种添加剂，
其中所述至少一种聚合物粘合剂选自聚烯烃，
其中所述至少一种有机填料由木材和/或纤维素形成，
其中所述至少一种助粘剂由马来酸酐接枝的聚乙烯形成，或者所述至少一种助粘剂由马来酸酐接枝的聚丙烯形成，或者所述至少一种助粘剂由与马来酸酐接枝的茂金属聚乙烯蜡的乙烯-马来酸酐共聚物形成，
其中所述至少一种助粘剂在所述至少一种聚合物粘合剂和所述至少一种有机填料之间形成化学键，
其中所述至少一种助粘剂与所述至少一种蜡的比例为1:2.5至1:6，
其中所述有机填料和无机填料的总量不超过80wt％，
其中所述至少一种有机填料由最大粒径为100μm的填料颗粒形成，
其中所述至少一种蜡由酰胺蜡和硬脂酸的组合形成，并且
其中酰胺蜡与硬脂酸的比例为1:0.5至1:2。
2.根据权利要求1所述的木材替代材料在制造木材包裹的铅笔中的用途，其特征在于，所述至少一种助粘剂与所述至少一种蜡的比例为1:2.5至1:4.5。
3.根据权利要求1或2所述的木材替代材料在制造木材包裹的铅笔中的用途，其特征在于，其中所述木材替代材料包含：
20-25wt％的至少一种聚合物粘合剂、
65-75wt％的至少一种有机填料、
1-5wt％的至少一种无机填料、
1-2wt％的至少一种助粘剂、
2-12wt％的至少一种蜡、
1-4wt％的至少一种颜料、以及
0-5wt％的至少一种添加剂。
4.根据权利要求1或2所述的木材替代材料在制造木材包裹的铅笔中的用途，其特征在于，其中所述至少一种聚合物粘合剂由聚乙烯和/或聚丙烯形成。
5.根据权利要求4所述的木材替代材料在制造木材包裹的铅笔中的用途，其特征在于，其中所述至少一种聚合物粘合剂由高密度聚乙烯形成。
6.根据权利要求1或2所述的木材替代材料在制造木材包裹的铅笔中的用途，其特征在于，其中所述木材替代材料包含1-3wt％的白色颜料。
7.根据权利要求6所述的木材替代材料在制造木材包裹的铅笔中的用途，其特征在于，其中所述白色颜料由二氧化钛形成。
8.根据权利要求1或2所述的木材替代材料在制造木材包裹的铅笔中的用途，其特征在于，其中所述木材替代材料包含0.1-5wt％的有色颜料。
9.根据权利要求1或2所述的木材替代材料在制造木材包裹的铅笔中的用途，其特征在于，所述至少一种无机填料选自层状硅酸盐、硫酸钙、碳酸钙、氮化硼、皂石和石墨。
10.根据权利要求1或2所述的木材替代材料在制造木材包裹的铅笔中的用途，其特征在于，其中所述至少一种添加剂选自润滑剂、增塑剂、表面活性剂、热稳定剂和紫外稳定剂。
11.根据权利要求1或2所述的木材替代材料在制造木材包裹的铅笔中的用途，其中所述木材包裹的铅笔包含由橡皮材料制备的铅芯和用于所述铅芯的木质外壳，其中所述木质外壳被由所述木材替代材料制备的外壳所取代。
12.根据权利要求11所述的用途，其特征在于，所述外壳由所述木材替代材料通过挤出而成型。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102008034013.8 | 2008-07-15 | ||
| DE102008034013A DE102008034013B4 (de) | 2008-07-15 | 2008-07-15 | Verwendung eines Holzersatzwerkstoff |
| PCT/EP2009/005051 WO2010006743A1 (de) | 2008-07-15 | 2009-07-11 | Holzersatzwerkstoff sowie dessen verwendung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102099414A CN102099414A (zh) | 2011-06-15 |
| CN102099414B true CN102099414B (zh) | 2016-04-13 |
Family
ID=41338631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200980127736.2A Active CN102099414B (zh) | 2008-07-15 | 2009-07-11 | 木材替代材料及其用途 |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8188175B2 (zh) |
| EP (1) | EP2313462B2 (zh) |
| JP (1) | JP5280533B2 (zh) |
| KR (1) | KR101223169B1 (zh) |
| CN (1) | CN102099414B (zh) |
| AU (1) | AU2009270550B2 (zh) |
| BR (1) | BRPI0914595B1 (zh) |
| CA (1) | CA2730848C (zh) |
| DE (1) | DE102008034013B4 (zh) |
| EG (1) | EG26691A (zh) |
| ES (1) | ES2400755T5 (zh) |
| HK (1) | HK1158241A1 (zh) |
| MX (1) | MX2011000502A (zh) |
| MY (1) | MY153858A (zh) |
| RU (1) | RU2476462C2 (zh) |
| WO (1) | WO2010006743A1 (zh) |
| ZA (1) | ZA201008355B (zh) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006046491B4 (de) * | 2006-09-29 | 2017-03-16 | Staedtler Mars Gmbh & Co. Kg | Schreib-, Zeichen-, Mal- und/oder Kosmetikstift |
| DE102011109178A1 (de) | 2011-07-28 | 2013-01-31 | J. S. Staedtler Gmbh & Co. Kg | Wabenkörper und Verfahren zu deren Herstellung |
| DE102012000269B4 (de) | 2011-07-28 | 2023-11-02 | Staedtler Mars Gmbh & Co. Kg | Schreib-, Zeichen-, Mal- oder Kosmetikgerät umfassend einen Wabenkörper sowie Verfahren zur Herstellung des Wabenkörpers oder des Gerätes umfassend einen Wabenkörper |
| DE202011103995U1 (de) | 2011-07-28 | 2012-11-15 | J. S. Staedtler Gmbh & Co. Kg | Schreib-, Zeichen-, Mal- oder Kosmetikgerät umfassend einen Wabenkörper |
| DE202011103993U1 (de) | 2011-07-28 | 2012-11-15 | J. S. Staedtler Gmbh & Co. Kg | Wabenkörper |
| DE102012010966A1 (de) | 2012-05-29 | 2013-12-05 | J. S. Staedtler Gmbh & Co. Kg | Eingabegerät für berührungsempfindliche, kapazitive Displays |
| DE202012005460U1 (de) | 2012-05-29 | 2013-09-02 | J. S. Staedtler Gmbh & Co. Kg | Eingabegerät für berührungsempfindliche, kapazitive Displays |
| DE202012005461U1 (de) | 2012-05-29 | 2013-09-02 | J. S. Staedtler Gmbh & Co. Kg | Eingabegerät für berührungsempfindliche, kapazitive Displays |
| DE102012010965A1 (de) | 2012-05-29 | 2013-12-05 | J. S. Staedtler Gmbh & Co. Kg | Eingabegerät für berührungsempfindliche, kapazitive Displays |
| DE102013001495B4 (de) * | 2013-01-23 | 2023-11-02 | Staedtler Mars Gmbh & Co. Kg | Schreib-, Zeichen-, Mal- und/oder Kosmetikstift, umfassend eine Komponente zur Aufnahme von mindestens einem Auftragsmedium, sowie Verfahren zu deren Herstellung |
| TWI633160B (zh) * | 2013-02-18 | 2018-08-21 | 百樂股份有限公司 | Solid-state notebook |
| US9243162B1 (en) | 2014-08-28 | 2016-01-26 | Exxonmobil Research And Engineering Company | Wax coating composition for cellulosic surfaces |
| CN105131628A (zh) * | 2015-08-27 | 2015-12-09 | 蚌埠市神龙笔业有限公司 | 一种能源再利用环保铅笔 |
| DE102015118940A1 (de) * | 2015-11-04 | 2017-05-18 | Eisen Gmbh | Stift |
| FR3052705B1 (fr) * | 2016-06-21 | 2018-07-13 | Conte | Crayon a ecrire ou a colorier |
| WO2018020866A1 (ja) * | 2016-07-27 | 2018-02-01 | 三菱鉛筆株式会社 | 鉛筆芯 |
| DE202018000862U1 (de) * | 2018-02-19 | 2018-03-06 | Weimako GmbH | Stifthülse |
| WO2019225781A1 (ko) * | 2018-05-24 | 2019-11-28 | 주식회사 썬라이즈 | 색칠 기능을 갖는 공작용 점토 조성물 및 그 제조방법 |
| CN110272634B (zh) * | 2019-07-03 | 2022-03-29 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种农林废弃物基高强度易卷削木塑铅笔笔杆及其制备方法 |
| DE102022114169A1 (de) | 2022-06-03 | 2023-12-14 | Staedtler Mars Gmbh & Co. Kg | Stift mit PLA/PBS-Schaftgrundmaterial |
| DE202022103174U1 (de) | 2022-06-03 | 2023-10-17 | Staedtler Mars Gmbh & Co. Kg | Stift mit PLA/PBS-Schaftgrundmaterial |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101208384A (zh) * | 2005-07-28 | 2008-06-25 | 科聚亚公司 | 纤维素-热塑性塑料复合材料及其制备方法 |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4833181A (en) * | 1986-07-25 | 1989-05-23 | Tonen Sekiyukagaku Kabushiki Kaisha | Polyolefin composition containing cellulose fibers and a deodorizer |
| SU1708276A1 (ru) * | 1989-06-27 | 1992-01-30 | Харьковский политехнический институт им.В.И.Ленина | Способ изготовлени косметического карандаша |
| RU2028952C1 (ru) * | 1991-07-12 | 1995-02-20 | Валерий Александрович Семочкин | Карандаш |
| KR0181373B1 (ko) * | 1996-03-23 | 1999-05-15 | 홍영근 | 생분해성 플라스틱 제조방법 및 인조목재 |
| DE19855325C2 (de) * | 1997-12-02 | 2002-11-21 | Faber Castell A W | Ummantelung für Farb-, Blei- und Kosmetikminen |
| DE19936002A1 (de) * | 1999-07-30 | 2001-02-08 | Faber Castell A W | Verbundwerkstoff |
| US6617376B2 (en) † | 2001-03-30 | 2003-09-09 | Crane Plastics Company Llc | Flexible wood composition |
| US20030100634A1 (en) * | 2001-04-16 | 2003-05-29 | Heath Richard B. | Composite compositions |
| CN1288198C (zh) * | 2002-02-21 | 2006-12-06 | 旭化成株式会社 | 木质合成树脂组合物 |
| CA2426230C (en) † | 2002-04-18 | 2012-04-10 | Lonza, Inc. | Extruded non-wood fiber plastic composites |
| US6942829B2 (en) † | 2003-04-30 | 2005-09-13 | Ferro Corporation | Polymer-wood composites and additive systems therefor |
| US20060084729A1 (en) * | 2004-10-14 | 2006-04-20 | Honeywell International Inc. | Composite compositions, structural articles and production thereof |
| US7587904B2 (en) * | 2005-06-30 | 2009-09-15 | Premark Feg L.L.C. | Refrigeration system with spring rod |
| US20070213238A1 (en) * | 2006-03-13 | 2007-09-13 | Sigworth William D | Lubricant composition for cellulosic-thermoplastic composite |
| JP2008019355A (ja) * | 2006-07-13 | 2008-01-31 | Chisso Corp | 熱可塑性樹脂組成物とその成形品 |
| DE102006046491B4 (de) | 2006-09-29 | 2017-03-16 | Staedtler Mars Gmbh & Co. Kg | Schreib-, Zeichen-, Mal- und/oder Kosmetikstift |
| EP1918329B1 (de) * | 2006-10-31 | 2009-12-09 | Faber-Castell AG | Thermoplastische Formmasse und daraus hergestellter Formkörper |
-
2008
- 2008-07-15 DE DE102008034013A patent/DE102008034013B4/de not_active Revoked
-
2009
- 2009-07-11 EP EP09777130.7A patent/EP2313462B2/de active Active
- 2009-07-11 US US13/054,054 patent/US8188175B2/en active Active
- 2009-07-11 JP JP2011517789A patent/JP5280533B2/ja active Active
- 2009-07-11 RU RU2011105399/05A patent/RU2476462C2/ru active
- 2009-07-11 KR KR1020117003504A patent/KR101223169B1/ko active IP Right Grant
- 2009-07-11 MY MYPI2010005735A patent/MY153858A/en unknown
- 2009-07-11 BR BRPI0914595-8A patent/BRPI0914595B1/pt active IP Right Grant
- 2009-07-11 WO PCT/EP2009/005051 patent/WO2010006743A1/de active Application Filing
- 2009-07-11 AU AU2009270550A patent/AU2009270550B2/en active Active
- 2009-07-11 ES ES09777130.7T patent/ES2400755T5/es active Active
- 2009-07-11 MX MX2011000502A patent/MX2011000502A/es active IP Right Grant
- 2009-07-11 CA CA2730848A patent/CA2730848C/en active Active
- 2009-07-11 CN CN200980127736.2A patent/CN102099414B/zh active Active
-
2010
- 2010-11-22 ZA ZA2010/08355A patent/ZA201008355B/en unknown
-
2011
- 2011-01-12 EG EG2011010080A patent/EG26691A/en active
- 2011-11-24 HK HK11112729.0A patent/HK1158241A1/zh unknown
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101208384A (zh) * | 2005-07-28 | 2008-06-25 | 科聚亚公司 | 纤维素-热塑性塑料复合材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BRPI0914595A2 (pt) | 2015-12-15 |
| KR101223169B1 (ko) | 2013-01-17 |
| ES2400755T3 (es) | 2013-04-12 |
| DE102008034013A1 (de) | 2010-01-21 |
| CA2730848A1 (en) | 2010-01-21 |
| RU2011105399A (ru) | 2012-08-20 |
| CN102099414A (zh) | 2011-06-15 |
| ZA201008355B (en) | 2012-05-30 |
| EP2313462A1 (de) | 2011-04-27 |
| US20110172332A1 (en) | 2011-07-14 |
| DE102008034013B4 (de) | 2011-04-28 |
| RU2476462C2 (ru) | 2013-02-27 |
| US8188175B2 (en) | 2012-05-29 |
| JP2011528046A (ja) | 2011-11-10 |
| EG26691A (en) | 2014-06-10 |
| AU2009270550B2 (en) | 2012-03-15 |
| AU2009270550A1 (en) | 2010-01-21 |
| MY153858A (en) | 2015-03-31 |
| EP2313462B1 (de) | 2012-12-19 |
| EP2313462B2 (de) | 2016-10-26 |
| WO2010006743A1 (de) | 2010-01-21 |
| JP5280533B2 (ja) | 2013-09-04 |
| HK1158241A1 (zh) | 2012-07-13 |
| BRPI0914595B1 (pt) | 2019-03-12 |
| CA2730848C (en) | 2014-01-28 |
| ES2400755T5 (es) | 2017-05-17 |
| KR20110042313A (ko) | 2011-04-26 |
| MX2011000502A (es) | 2011-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102099414B (zh) | 木材替代材料及其用途 | |
| CN102099201B (zh) | 书写、制图、绘画或化妆铅笔 | |
| US6271286B1 (en) | Erasable colored pencil lead | |
| CA2303842A1 (en) | Ligneous fibrous filler/olefinic plastic composite sheet for bonding | |
| Gao et al. | Effects of moisture content, wood species, and form of raw materials on fiber morphology and mechanical properties of wood fiber‐HDPE composites | |
| DE202008009751U1 (de) | Schreib-, Zeichen-, Mal- oder Kosmetikstift | |
| RU2581979C2 (ru) | Письменная, чертежная, рисовальная или косметическая принадлежность, содержащая ячеистое тело, а также способ для изготовления ячеистого тела или принадлежности, содержащей ячеистое тело | |
| CN111363288A (zh) | 改性hips塑料、及其制备方法与应用及改性hips塑料笔杆 | |
| CN110467775A (zh) | 一种含氧化硅螺旋管的聚丙烯复合材料 | |
| DE202008009752U1 (de) | Holzersatzwerkstoff |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: DE Ref document number: 1158241 Country of ref document: HK |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160517 Address after: Nuremberg Patentee after: J.S. STAEDTLER GmbH & Co.KG Address before: Nuremberg Patentee before: J.S. STAEDTLER GmbH & Co.KG |
|
| REG | Reference to a national code |
Ref country code: HK Ref legal event code: GR Ref document number: 1158241 Country of ref document: HK |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231226 Address after: Nuremberg, Germany Patentee after: Stadler AG Address before: Nuremberg, Germany Patentee before: J.S. STAEDTLER GmbH & Co.KG |