CN102471626B - 用于书写装置、标记装置和/或绘图装置的笔芯 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于书写装置、标记装置或绘图装置的聚合物粘结的笔芯，尤其是铅笔或彩色铅笔的笔芯，其包含至少一种聚合物粘合剂、至少一种蜡和至少一种填料，其特征在于，所述笔芯还额外具有0.1至5重量％的棕榈仁油和/或椰子脂和/或椰子油和/或油酸。
Description
技术领域
本发明涉及用于书写装置、标记装置和/或绘图装置的聚合物粘结的笔芯(writing substance)。
背景技术
此类用于书写、标记和/或绘图的笔芯原则上是已知的。聚合物粘结的基于石墨的用于书写、标记和/或绘图的笔芯一方面理解为牢固地引入木材或其他可削尖的材料中的笔芯，另一方面理解为以可移动的方式保持在抗弯刚性外壳中的笔芯。其例子包括木杆铅笔以及机械铅笔例如所谓的按压铅笔(Druckbleistifte)或自动铅笔(Fallstifte)的笔芯。在此情况下，笔芯通常具有在约0.3mm至6mm范围内的外径。
例如DE 38 27 968 C1公开了聚合物粘结的石墨笔芯。此类未经焙烧的笔芯包含聚合物粘合剂、润滑剂和填料。
制造此类笔芯中的缺点是，在高于50重量％的高填料含量的情况下，虽然其书写特性和绘图特性非常好，但是在挤出期间笔芯组合物的粘度非常高，并由此在模具中和在挤出机中所需的挤出压力达到非常高的数值。挤出头压力为约350bar。这是不利的，因为需要更大尺寸的挤出机和复杂的构造。设备和模具的使用寿命也由于该高的挤出压力而大幅缩短。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供用于书写、标记和/或绘图的笔芯，其不具有前述的缺点，并且可以低的挤出压力制造。
该目的是通过用于书写装置、标记装置或绘图装置的聚合物粘结的笔芯，尤其是铅笔或彩色铅笔的笔芯而实现的，其包含至少一种聚合物粘合剂、至少一种蜡和至少一种填料，该笔芯还额外具有0.1至5重量％的棕榈仁油和/或椰子脂和/或椰子油和/或油酸。
出人意料地发现，通过针对性地添加棕榈仁油和/或椰子脂和/或椰子油和/或油酸作为笔芯成分，将内部润滑剂添加至配制品，由此使挤出机中的挤出压力显著降低。将棕榈仁油和/或椰子脂和/或椰子油和/或油酸添加至笔芯组合物中，从而尤其是在挤出时使在挤出机的挤出嘴(Mundstück)或挤出头处的挤压压力或挤出压力显著降低。在此，相对于传统的可挤出的笔芯组成，该压力随着棕榈仁油和/或椰子油和/或椰子脂和/或油酸的添加量的增加而降低，其中该压力降低了至少30％，尤其是降低了至少50％。
已表明，虽然其他天然或合成的油同样使挤出机中的压力降低，但是以过大的比例损害挤出的笔芯的强度。出人意料地，在使用棕榈仁油和/或椰子脂和/或椰子油和/或油酸时则并非如此，因为挤出机中的压力低，但仍然具有所需程度的笔芯强度。
此外，添加棕榈仁油和/或椰子脂和/或椰子油和/或油酸还提供笔芯的具有更强烈的色觉效果的笔划，并改善其在书写时的滑动特性。在铅笔芯的情况下显示出具有高的黑色度的深浓的笔划，而彩色铅笔芯则显示出深浓的、强烈明亮色调的笔划。
棕榈仁油和/或椰子脂和/或椰子油和/或油酸在笔芯组合物中的含量在0.1至5重量％的范围内，尤其是在0.5至2.5重量％的范围内。若棕榈仁油和/或椰子脂和/或椰子油和/或油酸的含量超过5重量％的前述界限，则以过大的比例降低笔芯强度，于是笔芯在使用时倾向于破碎或断裂。
所用的蜡在20℃下是可捏和的，固态至脆硬，具有粗至细晶结构，在颜色方面是透明至不透明的，但不是玻璃状的及在40℃以上熔化时不会分解。其在稍微高于熔点时可以自由流动，并且具有严格取决于温度的稠度和溶解性。
根据本发明的聚合物粘结的笔芯是未经焙烧的笔芯，其在挤出之后可以立即使用，无需进一步的热处理或浸渍。
除了铅笔芯和彩色铅笔芯以外，还涉及特殊笔芯，例如用于所谓的木匠笔的笔芯。
具体实施方式
由从属权利要求给出有利的实施方案。
已证明有利的是，聚合物粘结的笔芯具有
10至30重量％ 聚合物粘合剂
2至25重量％ 蜡
0.1至5重量％ 棕榈仁油和/或椰子脂和/或椰子油和/或油酸
余量 一种或多种填料。
特别优选的是，聚合物粘结的笔芯具有
15至25重量％ 粘合剂
4至20重量％ 蜡
0.5至2.5重量％ 棕榈仁油和/或椰子脂和/或椰子油和/或油酸
余量 一种或多种填料。
已证明适用的是，至少一种粘合剂由至少一种选自以下组中的聚合物形成：聚苯乙烯(PS)、苯乙烯-丙烯腈(SAN)、苯乙烯-丁二烯(SB)、聚烯烃(PO)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。
还可以使用由两种或更多种粘合剂组成的混合物。
此外已证明适用的是，至少一种蜡是至少一种选自以下组中的蜡：硬脂酸盐、褐煤蜡、酰胺蜡和石蜡。
还可以使用由两种或更多种蜡组成的混合物。
在此，特别优选的是，至少一种蜡由硬脂酸钙形成或者包含硬脂酸钙。
有利的是，至少一种填料由至少一种选自以下组中的填料形成：石墨、炭黑、六方氮化硼、层状硅酸盐、白垩、重晶石、有色颜料和无色颜料。
在此，对于铅笔芯，特别优选将石墨或者石墨连同炭黑作为发色填料。对于彩色铅笔芯，诸如六方氮化硼、层状硅酸盐等的白色或无色填料与诸如偶氮颜料、酞菁、二噁嗪、喹吖啶酮、铁的氧化物、炭黑、石墨、群青或铁的氰络合物的发色颜料的组合被证明是适用的。
铅笔芯的一个优选的组成包含：
15至25重量％ 粘合剂
4至12重量％ 蜡
0.5至2重量％ 棕榈仁油和/或椰子脂和/或椰子油和/或油酸
余量 石墨或者石墨与炭黑。
铅笔芯尤其是具有：
15至25重量％ 聚苯乙烯(PS)
4至12重量％ 硬脂酸钙
0.5至2重量％ 棕榈仁油和/或椰子脂和/或椰子油和/或油酸
余量 石墨或者石墨与炭黑。
铅笔芯的示例性配制品1包含：
聚苯乙烯(PS) 21重量％
硬脂酸钙 6重量％
油酸 1.0重量％
石墨 余量。
铅笔芯的示例性配制品2包含：
聚苯乙烯(PS) 20.5重量％
硬脂酸钙 6重量％
椰子油 1.5重量％
石墨 余量。
在以下的表中可以看出，与根据现有技术挤出的铅笔芯相比，在根据配制品1制造根据本发明的铅笔芯时降低了挤出头中的挤出压力。
| 铅笔芯配制品1和2 | 根据现有技术的笔芯 | |
| 挤出头中的压力(巴) | ＜200 | 350-450 |
在此可以清楚地看出，按照根据本发明的组成制成的笔芯需要明显更低的挤出压力以进行制造。延长了设备和模具的使用寿命，并简化了设备的设计。
铅笔芯的示例性配制品3包含：
苯乙烯-丙烯腈(SAN) 15重量％
硬脂酸铝 10重量％
椰子脂 2重量％
石墨 余量。
铅笔芯的示例性配制品4包含：
彩色铅笔芯的一个优选的组成包含：
彩色铅笔芯尤其是具有：
挤出被证明是适用于制造根据本发明的聚合物粘结的笔芯的方法。
根据本发明的笔芯尤其是通过实施如下所述的步骤制造的：
-将笔芯的所有配制品成分混合及粒化成为笔芯颗粒；
-在130至200℃的范围内的温度下将笔芯颗粒在挤出机上通过合适的挤出嘴挤出成为无尽的笔芯线；
-使无尽的笔芯线冷却和硬化；及
-将无尽的笔芯线切割成最终长度，尤其是切割成所需的铅笔长度；
取决于挤出头，笔芯截面可以采用任意的形状-圆形、正方形或其组合。此外，可以通过多重共挤出法将不同的笔芯配制品在一个挤出头中组合成为多组分的笔芯。
Claims (9)
1.用于书写装置、标记装置或绘图装置的聚合物粘结的笔芯，其包含至少一种聚合物粘合剂、至少一种蜡和至少一种填料，其特征在于，所述笔芯还额外具有棕榈仁油和/或椰子脂和/或椰子油和/或油酸，所述笔芯含有15至25重量％的粘合剂、4至20重量％的蜡、0.5至2.5重量％的棕榈仁油和/或椰子脂和/或椰子油和/或油酸以及作为余量的一种或多种填料，所述至少一种粘合剂由至少一种选自以下组中的聚合物形成：聚苯乙烯（PS）、苯乙烯/丙烯腈（SAN）、苯乙烯/丁二烯（SB）、聚烯烃（PO）和丙烯腈/丁二烯/苯乙烯（ABS）。
2.根据权利要求1的笔芯，其特征在于，所述至少一种蜡由至少一种选自以下组中的蜡形成：脂肪酸、硬脂酸盐、褐煤蜡、酰胺蜡和石蜡。
3.根据权利要求1或2的笔芯，其特征在于，所述至少一种蜡由硬脂酸钙形成或者包含硬脂酸钙。
4.根据权利要求1或2的笔芯，其特征在于，所述至少一种填料包括至少一种选自以下组中的填料：石墨、炭黑、六方氮化硼、层状硅酸盐、白垩、重晶石、有色颜料和/或无色颜料。
5.根据权利要求1或2的笔芯，其特征在于，所述笔芯是铅笔芯，并且具有：
6.根据权利要求4的笔芯，其特征在于，所述笔芯是铅笔芯，并且具有：
7.根据权利要求1或2的笔芯，其特征在于，所述笔芯是彩色铅笔芯，并且具有：
8.根据权利要求7的笔芯，其特征在于，所述笔芯是彩色铅笔芯，并且具有：
9.用于制造根据权利要求1至8之一的聚合物粘结的笔芯的方法，其特征在于，通过挤出形成所述笔芯。
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