CN1611374A

CN1611374A - 橡皮擦组成物

Info

Publication number: CN1611374A
Application number: CN 200310103698
Authority: CN
Inventors: 柯茂实; 柯齐容
Original assignee: MIRONG INDUSTRY Co Ltd TAIWAN
Current assignee: MIRONG INDUSTRY Co Ltd TAIWAN
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2005-05-04

Abstract

一种橡皮擦组成物，其利用热塑性塑料为主的材料，特别是以热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer；TPE)取代现有的聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride；PVC)材料，来制造橡皮擦。其中橡皮擦组成物至少包含热塑性弹性体、聚烯羟系(Polyolefin)高分子、无机填充物以及有机添加物。然后，橡皮擦组成物经压出或射出成型以形成橡皮擦。

Description

橡皮擦组成物

技术领域

本发明涉及一种橡皮擦组成物，且特别是涉及一种热塑性橡皮擦组成物。

背景技术

写字时，铅笔的碳粉颗粒抓住且纠缠在纸纤维中而留下字迹。若欲除去碳粉留下的字迹，就需借助橡皮擦了。最初人们是以面包擦掉铅笔字迹，到1770年，英国化学家Joseph Priestley已发现橡胶可以擦拭错字，但直到1839年橡皮擦才真正出现。约在30年前，科学家从石油中提炼出聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride；PVC)树脂制造橡皮擦，并加入塑化剂(Plasticizer)使橡皮擦具有足够的弹性进入纸纤维当中，再加以碳酸钙提供粘性将铅笔的碳粉颗粒粘起，在擦掉字迹后，碳粉颗粒随着橡皮屑一起清除。

一般常见的橡皮擦通常是由天然橡胶或软质聚氯乙烯为主的材料所制成的。天然橡胶与碳酸钙及硫磺混炼后，在压出后加热或热压成型，即可得橡皮擦。然而，以天然橡胶为主的材料所制成的橡皮擦质感较硬，擦拭性差，且字迹的污垢易附着于橡皮擦上而影响橡皮擦的干净度。此外，以天然橡胶为主的材料所制成的橡皮擦也因硫化而不易回收。

因此，业界利用软质PVC为主的材料来制造橡皮擦。PVC粉、邻苯二甲酸二辛酯(Dioctyl Phthatlate；DOP)、碳酸钙与安定剂混合后，在适当条件下进行胶化以制造橡皮擦，此为本技术领域一般技术人员所熟知，故不再赘述。接着，利用例如压出法可以较快的生产速率制造橡皮擦。如此，以PVC为主的材料所制成的橡皮擦材质较软，擦拭性佳。

不过，以PVC为主的材料所制成的橡皮擦在环保上有一些缺点。首先，由于在较高的温度下(例如200℃)PVC容易分解，并产生酸性的氯化氢气体，因此，以PVC为主的材料所制成的橡皮擦并不利于回收。再者，比较经济又有效的方式是焚化，但PVC含有氯元素，在燃烧时会产生有毒化合物，甚至会产生二恶英(Dioxin)污染。另外，DOP在橡皮擦制造过程中作为塑化剂，80年代美国国家环境卫生部科学研究所毒性试验组用大量动物试验证明，DOP产品可引起动物发生肝组织病变和癌变。目前虽被世界卫生组织(World Health Organization；WHO)所属的国际癌症研究所宣布为非人类致癌物质，但由于PVC的滥用与二恶英的污染息息相关，因此国际上环保人士仍持续的关注DOP有关的安全问题。

以下介绍几个橡皮擦组成物的现有技术。

在美国专利公告号6,441,091 B1中揭露一种橡皮擦的组成物，其包含22至41重量百分比(Weight Percentage；wt％)的苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(Styrene-Ethylene/Butylene-Styrene；SEBS)的块状共聚物(Block Copolymer)、5至15重量百分比的乙烯/丙烯(Ethylene/Propylene)共聚物、30至50重量百分比的碳酸钙(Calcium Carbonate)、10至25重量百分比的硫磺油膏(Factice)、以及0.1至7重量百分比的浮石(Pumice)。而此橡皮擦的组成物可视情况加入不超过1重量百分比的二氧化钛(Titanium)作为漂白用。此橡皮擦的组成物可经压出或射出成型以形成橡皮擦，其较佳的萧式(Shore A)硬度范围由70至80。

在美国专利公告号4,350,787中揭示一种热弹性橡皮擦，其至少包含10至20重量百分比的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(Styrene-Isoprene-Styrene；SIS)、0.5至5重量百分比的聚冰片烯(Polynorbornene)以及1至25重量百分比的聚丁二烯(Polybutadiene)，并加入5至20重量百分比的硫磺油膏或环烷羟油(Naphthenic Oil)或1至20重量百分比的石蜡油(Paraffinic Oil)使橡皮擦软化。

在美国专利公告号4,578,420中揭露一种具有热弹性粘结剂(Binder)的橡皮擦，其中此橡皮擦以合成性橡胶为主体，而其热弹性粘结剂则由至少包含苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(Styrene-Butadiene-Styrene；SBS)的块状共聚物、5至25重量百分比的聚丁二烯、以及1至20重量百分比的聚冰片烯所组成，其中SBS的块状共聚物中丁二烯占10至40重量百分比。

上述关于橡皮擦组成物的现有技术中，其橡皮擦组成物以热塑性弹性体(TPE)取代PVC，并加入粘结剂使热塑性弹性体软化而容易进行混合，并使橡皮擦组成物软化。不过在现有技术中，由于热塑性弹性体的材质较软，一般模收缩率偏低，使得脱模性不佳，造成本身不易脱模及射出成形。再者，部分加入的粘结剂中含有硫，所制成的橡皮擦也因硫化而不易回收。

综上所述，有必要发展不含PVC材料的橡皮擦组成物，以满足环保、生产速率及加工上的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种橡皮擦组成物，其利用热塑性塑料为主的材料，特别是以热塑性弹性体取代现有的PVC材料，来制造橡皮擦，不仅具有低污染性并可回收，更能减少环境的负担。

本发明的另一目的在于提供一种橡皮擦组成物，可通过压出或射出成型制造橡皮擦，不仅增加生产速率，且加工容易。

本发明的又一目的在于提供一种橡皮擦组成物，由于擦拭性佳且消耗量低，因此可增长使用寿命。

根据上述目的，本发明提出一种橡皮擦组成物，其至少包含热塑性弹性体、聚烯羟系(Polyolefin)高分子、无机填充物以及有机添加物。

依照本发明一较佳实施例，热塑性弹性体的填充比例介于15至88重量百分比，聚烯羟系高分子的填充比例介于1至8重量百分比，无机填充物的填充比例介于0.1至74重量百分比，以及有机添加物的填充比例介于10至50重量百分比。

本发明还提出一种橡皮擦组成物，其至少包含热塑性弹性体、聚烯羟系(Polyolefin)高分子以及有机添加物。

依照本发明另一较佳实施例，热塑性弹性体的填充比例介于15至88重量百分比，聚烯羟系高分子的填充比例介于1至8重量百分比，以及有机添加物的填充比例介于10至50重量百分比。

再者，依照本发明一较佳实施例，其中橡皮擦组成物可视情况而定再添加色粉及/或香料，以增加橡皮擦的美观及香味，其中色粉及/或香料的填充比例不多于5重量百分比。

本发明的橡皮擦组成物在经加热及搅拌混合后，可利用压出机或射出成型机，来加工成任意造型的橡皮擦，例如长方形、正方形、圆形、甚至任意造型等。

本发明具有以下有益效果：由于该热塑性弹性体在常温下具有加硫橡胶的特性，因此不需加硫，可回收使用，属于环保性塑料。热塑性弹性体射出成型周期仅需一般橡胶射出周期的二十分之一的时间，可大幅缩短生产时间。加入较高结晶度的聚烯羟系高分子，可改善橡皮擦组成物的模收缩率，以提高其脱模性。该无机填充物有助于提供橡皮擦的擦拭性，更可降低橡皮擦的成本。

具体实施方式

鉴于上述的以天然橡胶为主的材料所制造的橡皮擦，其擦拭性差且不易回收。以软质PVC为主的材料所制造的橡皮擦则有不易回收、且燃烧时会产生有毒化合物例如二恶英的问题，会造成环境污染。

因此本发明橡皮擦组成物利用热塑性塑料为主的材料，特别是以热塑性弹性体取代现有的PVC材料，来制造橡皮擦，其中橡皮擦组成物至少包含热塑性弹性体、聚烯羟系高分子、无机填充物以及有机添加物。

其中热塑性弹性体主要目的在于提供橡皮擦的弹性及擦拭性。由于热塑性弹性体在常温下具有加硫橡胶的特性，因此不需加硫，可回收使用，属于环保性塑料。此外，在高温下又可以热塑成型，并具有多种介于塑料和橡胶中间的特征，尤其热塑性弹性体射出成型周期仅需一般橡胶射出周期的二十分之一的时间，可大幅缩短生产时间。不过由于热塑性弹性体的材质较软，一般模收缩率偏低，使得脱模性不佳，造成本身不易脱模及射出成形。因此，加入较高结晶度的聚烯羟系高分子，可改善橡皮擦组成物的模收缩率，以提高其脱模性。

再者，根据本发明所述的橡皮擦组成物，其中无机填充物有助于提供橡皮擦的擦拭性，更可降低橡皮擦的成本。然而，部分热塑性弹性体不易与聚烯羟系高分子及无机填充物兼容，因此必须加入有机添加物例如软化油(Processing Oil)作为粘结剂来改进，使热塑性弹性体软化而容易进行混合。

值得一提的是，本发明的橡皮擦组成物可视情况不添加无机填充物，以制造橡皮擦，其中橡皮擦组成物至少包含热塑性弹性体、聚烯羟系高分子以及有机添加物。利用不添加无机填充物的橡皮擦组成物可制造出透明的橡皮擦。

此外，本发明的橡皮擦组成物在经加热及搅拌混合后，可利用压出机或射出成型机，来加工成任意造型的橡皮擦，例如长方形、正方形、圆形、甚至任意造型等。

所以，本发明所述的橡皮擦组成物至少包含15至88重量百分比的热塑性弹性体、1至8重量百分比的聚烯羟系高分子、0.1至74重量百分比的无机填充物以及10至50重量百分比的有机添加物。

根据本发明所述的橡皮擦组成物，其中热塑性弹性体可选择苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(Styrene-Ethylene/Butylene-Styrene；SEBS)、苯乙烯-丁二烯(Styrene-Butadiene；SB)、苯乙烯-乙烯/丙烯(Styrene-Ethylene/Propylene；SEP)、苯乙烯-乙烯/丁烯(Styrene-Ethylene/Butylene；SEB)、聚烯系热塑性弹性体(Thermoplastic Polyolefin；TPO)、聚二烯系热塑性弹性体(RB)、氯化聚乙烯系(Chlorinated Polyethylene；CM)热塑性弹性体、聚氯乙烯系热塑性弹性体(Thermoplastic Polyvinyl Chloride；TPVC)、聚酯系热塑性弹性体(Thermoplastic Ester Elastomer；TPEE)、聚醯胺系热塑性弹性体(Thermoplastic Polyamide；TPA)、PU系热塑性弹性体(ThermoplasticPolyurethane；TPU)以及其任意混合物。

根据本发明所述的橡皮擦组成物，其中聚烯类高分子可选择聚乙烯、聚丙烯、乙烯/丙烯共聚物、石蜡以及其任意混合物。

根据本发明所述的橡皮擦组成物，其中无机填充物可选择碳酸钙、碳化钨、氧化铝、二氧化硅、粘土以及其任意混合物。当然，橡皮擦组成物还可视情况再添加色粉及/或香料，以增加橡皮擦的美观及香味，其中色粉及/或香料的填充比例不多于5重量百分比。

根据本发明所述的橡皮擦组成物，其中有机添加物可选择白蜡油、氢化石油树脂、乙烯/醋酸共聚物、抗氧化剂、紫外线吸引剂、硬脂酸以及其任意混合物。

下文特列举几个实施例，用来说明本发明的橡皮擦组成物，然下述的实施例并非用来限定本发明的范围，本发明的范围当视后附的权利要求所界定为准。

实施例一

本发明的橡皮擦组成物的成分为20重量百分比的热塑性SBS、5重量百分比的热塑性SEBS、50重量百分比的碳酸钙、15重量百分比的白蜡油、4重量百分比的PE、2重量百分比的EVA、以及4重量百分比的氢化石油树脂。此外，视情况而定，可再添加少许色粉或香料并适时调整碳酸钙的量，以增加橡皮擦的美观及香味。在经加热及搅拌混合后，形成橡皮擦组成物。然后，通过压出或射出成型以形成橡皮擦。

与市售的环保橡皮擦相较而言，本发明的橡皮擦的擦拭度好，施力点较柔，橡皮屑少且成散条状，表示橡皮擦的消耗量少。同时橡皮擦本身的干净度较佳，硬度较软，且外观平滑。而市售的环保橡皮擦拭度不一，有好有坏，施力点虽柔，但橡皮屑较多。

实施例二

本发明的橡皮擦组成物的成分为21重量百分比的热塑性SBS、3重量百分比的热塑性SEBS、50重量百分比的碳酸钙、5重量百分比的PP、2重量百分比的EVA以及19重量百分比的白蜡油。此外，视情况而定，可再添加少许色粉或香料并适时调整碳酸钙的量，以增加橡皮擦的美观及香味。经加热及搅拌混合后，形成橡皮擦组成物。然后，通过压出或射出成型以形成橡皮擦。

与市售的环保橡皮擦相较而言，本发明的橡皮擦的擦拭度好，施力点较柔，橡皮屑少且成散条状，表示橡皮擦的消耗量少，同时橡皮擦本身的干净度较佳，硬度较软，且外观平滑。而市售的环保橡皮擦拭度不一，有好有坏，施力点虽柔，但橡皮屑较多。

实施例三

本发明的橡皮擦组成物的成分为44重量百分比的热塑性SBS、5重量百分比的热塑性TPU、40重量百分比的碳酸钙、5重量百分比的PP以及6重量百分比的氢化石油树脂。此外，视情况而定，可再添加少许色粉或香料并适时调整碳酸钙的量，以增加橡皮擦的美观及香味。经加热及搅拌混合后，形成橡皮擦组成物。然后，通过压出或射出成型以形成橡皮擦。

综合上述，本发明所述的橡皮擦组成物，利用热塑性塑料为主的材料，特别是以热塑性弹性体取代现有的PVC材料，来制造橡皮擦，因此，由上述本发明较佳实施例可知，应用本发明所述的橡皮擦组成物由于不含PVC，不仅具有低污染性并可回收，更能减少环境的负担的优点。

由上述本发明较佳实施例可知，应用本发明的橡皮擦组成物，可通过压出或射出成形制造橡皮擦，不仅增加生产速率，更具有加工容易的优点。

由上述本发明较佳实施例可知，应用本发明的橡皮擦组成物，不仅擦拭性佳且消耗量低，更具有增加使用时间的优点。

Claims

1.一种橡皮擦组成物，其至少包含一热塑性弹性体，其特征在于：该橡皮擦组成物还包括一聚烯羟系高分子、一无机填充物以及一有机添加物。

2.根据权利要求1所述的橡皮擦组成物，其特征在于：该热塑性弹性体的填充比例介于15至88重量百分比之间。

3.根据权利要求2所述的橡皮擦组成物，其特征在于：该热塑性弹性体选自于由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯、苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-乙烯/丙烯、苯乙烯-乙烯/丁烯、聚烯系热塑性弹性体、聚二烯系热塑性弹性体、氯化聚乙烯系热塑性弹性体、聚氯乙烯系热塑性弹性体、聚酯系热塑性弹性体、聚醯胺系热塑性弹性体、PU系热塑性弹性体以及其任意混合物所组成的一族群。

4.根据权利要求1所述的橡皮擦组成物，其特征在于：该聚烯羟系高分子的填充比例介于1至8重量百分比之间。

5.根据权利要求4所述的橡皮擦组成物，其特征在于：该聚烯类高分子选自于由聚乙烯、聚丙烯、乙烯/丙烯共聚物、石蜡以及其任意混合物所组成的一族群。

6.根据权利要求1所述的橡皮擦组成物，其特征在于：该无机填充物的填充比例介于0.1至74重量百分比之间。

7.根据权利要求6所述的橡皮擦组成物，其特征在于：该无机填充物选自于由碳酸钙、碳化钨、氧化铝、二氧化硅、粘土以及其任意混合物所组成的一族群。

8.根据权利要求1所述的橡皮擦组成物，其特征在于：该有机添加物的填充比例介于10至50重量百分比之间。

9.根据权利要求8所述的橡皮擦组成物，其特征在于：该有机添加物选自于由白蜡油、氢化石油树脂、乙烯/醋酸共聚物、抗氧化剂、紫外线吸引剂、硬脂酸以及其任意混合物所组成的一族群。

10.根据权利要求1所述的橡皮擦组成物，其特征在于：该橡皮擦组成物可形成任意造型的一橡皮擦。