CN107223150A - 彩色铅笔的笔芯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种非膨胀的可挤出的彩色铅笔的笔芯，相对于所述笔芯的总重量，其包含：25～45重量％、有利地为30～40重量％的聚烯烃；25～50重量％、有利地为30～40重量％的无色矿物填料；4～20重量％、有利地为5～15重量％的涂覆有或混合有聚烯烃蜡的颜料；0～10重量％、有利地为2～10重量％的添加剂；和10～30重量％、有利地为15～25重量％的选自硬脂酸镁、硬脂酸钙及其混合物的硬脂酸盐。本发明还涉及一种包括根据本发明的笔芯的彩色铅笔。

Description

彩色铅笔的笔芯
技术领域
本发明涉及一种具有改善的可擦除性的可挤出的彩色铅笔用聚合物基笔芯。
背景技术
难以制造具有良好可擦除性的彩色铅笔。其原因在于，一般而言，易于擦除的笔芯在载体上留下的标记与载体之间不具有令人满意的颜色强度。专利申请WO 00/00557试图通过使用可原纤化或原纤化的材料并通过避免使用蜡或蜡状材料(诸如粘附纸纤维并不易从纸纤维除去的硬脂酸盐等)来解决该问题。然而，难以使用由此获得的组合物。另外，由此获得的笔芯具有高的制造成本、在纸上产生不连续的沉积物(这与混合物的非常高的粘连相关)并且缺乏柔软性。
因此，需要找到一种解决获得具有改善的可擦除性的笔芯的问题的新方法，而该笔芯不会遇到现有技术的问题。
目前，本发明人意外地发现，可以通过使用涂覆有或混合有聚烯烃蜡的颜料、无色矿物填料、硬脂酸镁和/或硬脂酸钙和聚烯烃的精确选择的比例来获得这样的笔芯。
专利US 3409574在其实施例7中记载了包含聚乙烯、石蜡、微晶蜡、硬脂酸钙、颜料和矿物填料(滑石、高岭土)的彩色铅笔的笔芯。然而，所述组合物不包含任何聚烯烃蜡，特别地不包含在掺入组合物之前预先用聚烯烃蜡涂覆或混合的任何颜料，从而将对可擦除性产生负面影响。另外，该组合物总是包含增塑剂。目前，利用涂覆有聚烯烃蜡而不是聚烯烃的颜料，纸上的柔软性更好。此外，通过使用聚烯烃蜡涂层，混合物中的分散以及由此阴影的均匀性和活力更好。
发明内容
因此，本发明涉及一种非膨胀的可挤出的彩色铅笔的笔芯，相对于所述笔芯的总重量，其包含(有利地由以下物质组成)：
-25～45重量％、有利地为30～40重量％的聚烯烃；
-25～50重量％、有利地为30～40重量％的无色矿物填料；
-5～20重量％、有利地为5～15重量％的涂覆有或混合有聚烯烃蜡的颜料；
-0～10重量％、有利地为3～10重量％的添加剂；和
-10～30重量％、有利地为15～25重量％的选自硬脂酸镁、硬脂酸钙及其混合物的硬脂酸盐。
这种彩色铅笔的笔芯具有如下优点：良好的可擦除性和令人满意的颜色强度，同时维持足够的机械性能以防止笔芯在其使用过程中或当其被削尖时断裂。
因此，根据本发明的笔芯属于聚合物基的类别，在这种情况下为聚烯烃基彩色铅笔的笔芯。
根据本发明的笔芯是可挤出的，即，其可以通过挤出来获得。有利地，所述笔芯是挤出的。
根据本发明的笔芯是非膨胀的。因此，在其制造期间不使用膨胀剂。另外，所使用的聚烯烃是非膨胀的。
根据本发明的笔芯是一种彩色铅笔的笔芯，即，其旨在用于彩色铅笔中，特别是涂覆有木材或合成木材的彩色铅笔，所述彩色铅笔任选地包括保护中间层，特别是如专利申请WO 01/43987中记载的保护中间层。
根据本发明的彩色铅笔的笔芯包含相对于笔芯的总重量为25～45重量％的聚烯烃，有利地相对于笔芯的总重量为30～40重量％的聚烯烃，更有利地相对于笔芯的总重量为31～37重量％的聚烯烃，再更有利地相对于笔芯的总重量为32～36重量％的聚烯烃。
聚烯烃是笔芯的主要聚合物。再更有利地，笔芯不包含任何其他聚合物。有利地，聚烯烃可以是聚乙烯或聚丙烯；特别地，所述聚烯烃是聚丙烯，更特别地是聚丙烯均聚物。
聚烯烃使笔芯是可挤出的，并赋予其良好的机械性能(挠曲强度)。
此外，根据本发明的彩色铅笔的笔芯包含相对于笔芯的总重量为25～50重量％的无色矿物填料，有利地相对于笔芯的总重量为30～40重量％的无色矿物填料，更有利地相对于笔芯的总重量为31～38重量％的无色矿物填料，再更有利地相对于笔芯的总重量为33～37重量％的无色矿物填料。
在有利的实施方案中，所述无色矿物填料选自粘土、滑石、氮化硼，氧化硅、碳酸钙、云母、滑石粉及其混合物。有利地，其是层状无色矿物填料，更特别地选自粘土、氮化硼、云母和/或滑石，例如，特别地选自蒙脱土、膨润土和高岭土的粘土。更特别地，其是高岭土，特别是例如使用Micromeritics公司的机器通过沉降测量的基于质量的粒径D50为2～5μm的高岭土。
氧化硅和滑石具有赋予笔芯诸如挠曲强度和/或断裂强度等机械性能的作用。层状矿物填料具有如下作用：在书写过程中赋予柔软性并维持像石墨片那样在纸上侵蚀的结构。
根据本发明的彩色铅笔的笔芯还包含相对于笔芯的总重量为4～20重量％的涂覆有或混合有聚烯烃蜡的颜料，有利地相对于笔芯的总重量为5～15重量％的涂覆有或混合有聚烯烃蜡的颜料，更有利地相对于笔芯的总重量为5.5～13重量％的涂覆有或混合有聚烯烃蜡的颜料，再更有利地相对于笔芯的总重量为5.5～10重量％的涂覆有或混合有聚烯烃蜡的颜料。
因此，所使用的颜料或颜料混合物可以涂覆有或混合有聚烯烃蜡(例如，色母粒的形式、颜料制剂的形式或颜料在聚烯烃蜡中的分散形式)。
颜料赋予笔芯颜色，而聚烯烃蜡改善了可擦除性，原因是其防止颜料渗透其上具有用根据本发明的笔芯所作的标记的载体。因此，在将颜料加入到笔芯组合物中之前，预先使颜料涂覆有或混合有聚烯烃蜡，该组合物本身包含聚烯烃。
有利地，聚烯烃蜡的聚烯烃是聚丙烯或聚乙烯或其混合物；其有利地是聚乙烯，例如，低密度聚乙烯。
在具体的实施方案中，所述涂覆有或混合有聚烯烃蜡的颜料的颜料含量相对于所述涂覆有或混合有聚烯烃蜡的颜料的总重量为25～65重量％，有利地为30～60重量％。
在特别有利的实施方案中，用于根据本发明的笔芯的颜料是涂覆有聚烯烃蜡的颜料。有利地，在这种情况下，所述涂覆有聚烯烃蜡的颜料的颜料含量相对于所述涂覆有聚烯烃蜡的颜料的总重量为40～65重量％，有利地相对于涂覆有聚烯烃蜡的颜料的总重量为50～60重量％。
有利地，聚烯烃蜡是聚丙烯蜡或聚乙烯蜡或其混合物；所述聚烯烃蜡有利地是聚乙烯蜡，例如，低密度聚乙烯。
根据所需的笔芯颜色，颜料是红、黑、黄、橙、蓝、洋红或紫色的颜料及其混合物。
有利地，涂覆有聚烯烃蜡的颜料可以从SunChemical公司以名称PEFlush Black L47-9000、Flush Rouge 48：2L34-1209、Flush Jaune 14L74-1357、FlushBleu 15/3L49-0714、Flush Violet 23L46-4568、Orange Predisol L76P282、PredisolMagenta 122L28P213及其混合物购得。
根据本发明的彩色铅笔的笔芯还包含选自硬脂酸镁、硬脂酸钙及其混合物的硬脂酸盐(特别是硬脂酸钙)，其含量相对于笔芯的总重量为10～30重量％，有利地相对于笔芯的总重量为15～25重量％，更有利地相对于笔芯的总重量为17～20重量％。
硬脂酸钙或硬脂酸镁可以在纸上提供柔软性和助流性。
根据本发明的彩色铅笔的笔芯可以包含添加剂，其含量相对于笔芯的总重量为0～10重量％，有利地相对于笔芯的总重量为2～10重量％，更有利地相对于笔芯的总重量为3～8重量％。
所述添加剂可以选自彩色铅笔的笔芯领域的技术人员公知的添加剂，特别地选自助流剂、加工助剂、偶联剂、其他颜料(即，未混合有或涂覆有聚烯烃蜡的颜料)、分散剂、润滑剂及其混合物，有利地选自硬脂酸锌、酰胺(特别是诸如亚乙基双硬脂酰胺等硬脂酰胺)、蜡、脂肪酸、甘油及其衍生物(诸如山嵛酸甘油酯、二山嵛酸甘油酯、硬脂酸甘油酯和/或聚甘油二异硬脂酸酯等)、接枝到聚丙烯上的硅氧烷、金红石钛、马来酸酐接枝的聚丙烯及其混合物，更有利地选自硬脂酸锌、亚乙基双硬脂酰胺、金红石钛及其混合物。
有利地，根据本发明的笔芯包含硬脂酸锌，其含量相对于笔芯的总重量特别地为1～5重量％，有利地为1.5～2.5重量％。硬脂酸锌是用于根据本发明的笔芯的加工助剂。其改善了挤出的制造过程。
在另一个有利的实施方案中，根据本发明的笔芯包含酰胺(特别是诸如亚乙基双硬脂酰胺等硬脂酰胺)，其含量相对于笔芯的总重量有利地为0.5～3重量％，更有利地为1～2.5重量％。酰胺有助于填料在组合物中的分散，并且对助流性也有轻微的正面影响。
根据本发明的笔芯还可以包含金红石钛，其含量相对于笔芯的总重量有利地为0～6重量％，更有利地为1～5重量％。金红石钛向根据本发明的笔芯提供颜色。
在特别有利的实施方案中，根据本发明的彩色铅笔的笔芯不包含任何增塑剂。
在另一个有利的实施方案中，根据本发明的彩色铅笔的笔芯不包含任何棕榈油。
在另一个有利的实施方案中，根据本发明的彩色铅笔的笔芯不包含如专利申请WO00/00557中所限定和记载的任何可原纤化或原纤化的材料。
在本发明的具体实施方案中，笔芯的直径为2～3.6mm，有利地，笔芯的直径为2.8～3.2mm。
根据本发明的笔芯可以通过本领域技术人员公知的方法来制造。
例如，将所有组分混合在一起，并将所获得的混合物在合适的温度下挤出。然后，使所获得的笔芯冷却。
因此，根据本发明的笔芯具有足够的颜色强度，同时具有良好的机械性能(特别是在挠曲强度和/或冲击强度方面)，并且同时具有改善的可擦除性。另外，笔芯在纸上产生连续的沉积物并且具有一定的柔软性。
本发明还涉及一种包括根据本发明的笔芯的彩色铅笔，特别是涂覆有木材或合成木材的彩色铅笔，所述彩色铅笔任选地包括保护中间层，例如，专利申请WO 01/43987中记载的保护中间层。
有利地，彩色铅笔通过笔芯和合成木材以及任选的保护中间层的共挤出来获得。
特别地，合成木材基于苯乙烯聚合物，并且保护中间层也用作粘合层，并且可以有利地包含EVA和聚苯乙烯的混合物。
有利地，合成木材是膨胀的，以具有与天然木材相当的密度。
有利地，根据本发明的彩色铅笔可以具有六角形、圆形或三角形断面，有利地具有圆形或六角形断面。
有利地，其可以包括在铅笔的非尖锐末端的诸如橡皮擦等擦除部件。
具体实施方式
经阅读下面的作为非限制性指引给出的实施例的说明，将更清楚地理解本发明。
实施例1
下面的表格列出了根据本发明的笔芯组合物的实施例，用于获得待用于彩色铅笔中的以下特性：改善的可擦除性、良好的颜色强度和足够的机械性能。
表1

Claims (11)

1.一种非膨胀的可挤出的彩色铅笔的笔芯，相对于所述笔芯的总重量，其包含：
-25～45重量％、有利地为30～40重量％的聚烯烃；
-25～50重量％、有利地为30～40重量％的无色矿物填料；
-4～20重量％、有利地为5～15重量％的涂覆有或混合有聚烯烃蜡的颜料；
-0～10重量％、有利地为2～10重量％的添加剂；和
-10～30重量％、有利地为15～25重量％的选自硬脂酸镁、硬脂酸钙及其混合物的硬脂酸盐。
2.如权利要求1所述的彩色铅笔的笔芯，其特征在于，所述聚烯烃是聚丙烯。
3.如权利要求1或2所述的彩色铅笔的笔芯，其特征在于，所述无色矿物填料选自粘土、滑石、氮化硼、氧化硅、碳酸钙、云母、滑石粉及其混合物，有利地是粘土。
4.如权利要求3所述的彩色铅笔的笔芯，其特征在于，所述无色矿物填料是层状矿物填料，特别地是选自蒙脱土、膨润土和高岭土的粘土，有利地是高岭土。
5.如权利要求1～4中任一项所述的彩色铅笔的笔芯，其特征在于，所述涂覆有或混合有聚烯烃蜡的颜料的颜料含量相对于所述涂覆有或混合有聚烯烃蜡的颜料的总重量为25～65重量％，有利地为30～60重量％。
6.如权利要求1～5中任一项所述的彩色铅笔的笔芯，其特征在于，所述颜料涂覆有聚烯烃蜡，有利地，所述颜料含量相对于所述涂覆有聚烯烃蜡的颜料的总重量为40～65重量％。
7.如权利要求1～6中任一项所述的彩色铅笔的笔芯，其特征在于，所述聚烯烃蜡是聚乙烯蜡。
8.如权利要求1～7中任一项所述的彩色铅笔的笔芯，其特征在于，所述添加剂选自助流剂、加工助剂、偶联剂、分散剂、润滑剂、其他颜料及其混合物，有利地选自硬脂酸锌、诸如亚乙基双硬脂酰胺等酰胺、蜡、脂肪酸、甘油及诸如山嵛酸甘油酯等其衍生物、接枝到聚丙烯上的硅氧烷、金红石钛、马来酸酐接枝的聚丙烯及其混合物。
9.如权利要求1～8中任一项所述的彩色铅笔的笔芯，其特征在于，所述彩色铅笔的笔芯不包含任何增塑剂。
10.如权利要求1～9中任一项所述的彩色铅笔的笔芯，其特征在于，所述彩色铅笔的笔芯是挤出的。
11.一种包括如权利要求1～10中任一项所述的笔芯的彩色铅笔。
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