DE102004021048A1 - Pencil for writing, marking, artwork or cosmetic applications, comprises a lead containing polyolefin and coloring material inside a coextruded casing based on polyolefin material - Google Patents

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Abstract

A pencil with a lead inside a casing, in which the lead (1) consists of polyolefin(s) with a coloring additive and the casing (2) consists of extrudable material containing polyolefin(s). Independent claims are also included for (1) pencil lead (1) in which the additives comprise flow improvers, lubricants, stabilisers, fillers, reinforcing agents, plasticisers, waxes and/or stiffeners (2) a method for the production of pencils as described above by coextrusion.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stift zum Schreiben, Zeichnen, Malen oder Ähnlichem, wie etwa auch einen Kosmetikstift.The The invention relates to a pen for writing, drawing, Painting or something similar, like a cosmetic pencil.

Übliche Blei- und Buntstifte bestehen aus einer Mine, welche gesintert bzw. gebrannt werden muss, und aus einem Holzstück, welches geschnitten, gefräst und anschließend um die Mine verklebt und im Anschluss gegebenenfalls noch lackiert wird.Usual lead and crayons consist of a mine which is sintered must be, and from a piece of wood, which is cut, milled and then to glued the mine and then possibly painted becomes.

Die Herstellung herkömmlicher Bleistifte erfolgt somit durch Einlegen einer Mine in eine Holzummantelung, welche anschließend verklebt bzw. verleimt wird. Auch die Herstellung der Mine ist aufwendig und technisch anspruchsvoll. Die Komponenten zur Herstellung der Mine müssen im ersten Arbeitsgang zuerst nass gemischt, anschließend getrocknet und gebrannt werden. Der durch diesen Prozess auftretende Volumenschrumpf verursacht bei nicht optimaler Herstellung Risse, welche das Produkt erheblich beeinträchtigen können. Auch ist das so hergestellte Minenmaterial extrem brüchig.The Production of conventional Pencils are thus made by inserting a mine in a wooden casing, which subsequently glued or glued. The production of the mine is complicated and technically demanding. The components for the production of Mine must first mixed wet in the first operation, then dried and be burned. The volume shrinkage that occurs through this process if not optimally produced causes cracks which the product significantly affect can. Also, the mine material thus produced is extremely brittle.

Um dieser Problematik zu entgehen, wurde vorgeschlagen ( US 3262904 und DE 3827968 C1 ), Styrolacrylnitrilcopolymere eventuell auch in Kombination mit HDPE zu verwenden. Eine andere Lösung ( DE 4230792 C2 ) empfiehlt Polystyrol in Kombination mit Calciumsterat und Stearinsäure als Minenbindemittel. Hierdurch wurde es möglich, einen Minenstrang kontinuierlich ohne Brennvorgang herzustellen. In einer anderen Lösung (AT 284996 B) werden Propfcopolymerisate aus Ethylen-Vinylacetat und PVC und anderen Copolymere auf Acrylat-, Styrol- und Acrylnitrilbasis vorgeschlagen. Diese Rezepturen machten es möglich, einen Minenstrang mit einem Feststoffanteil von bis zu 90% kontinuierlich, z.B. mittels eines Extruders, herzustellen. Der Nachteil der so produzierten Mine ist, dass bei der Herstellung des Stiftes die so erzeugte Mine immer noch diskontinuierlich mit dem Ummantelungsmaterial (z.B. Holz) verklebt werden muss.To avoid this problem, it has been proposed ( US 3262904 and DE 3827968 C1 ), Styrene-acrylonitrile copolymers may also be used in combination with HDPE. Another solution ( DE 4230792 C2 ) recommends polystyrene in combination with calcium stearate and stearic acid as mine binder. This made it possible to produce a mine strand continuously without burning. In another solution (AT 284996 B) Propfcopolymerisate of ethylene-vinyl acetate and PVC and other copolymers based on acrylate, styrene and acrylonitrile are proposed. These formulations made it possible to produce a mine strand with a solids content of up to 90% continuously, for example by means of an extruder. The disadvantage of the mine thus produced is that during the production of the pin, the mine thus produced must still be bonded discontinuously with the sheathing material (eg wood).

Auch wurde verschiedentlich vorgeschlagen, die so hergestellte thermoplastische Minenmasse in einen Hohlkörper einzuspritzen. Diese Verfahren konnten sich allerdings nicht durchsetzen, da immer wieder Inhomogenitäten im Minenmaterial auftreten. In der DE-PS 2030578 wird ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung und/oder Umhüllung von Stangenprofilen, wie Bleistiftminen, beschrieben. Es zeigte sich aber, dass sich das Polymer nicht mit der Mine verbindet und sich somit keine gute Haftung zwischen Minenmaterial und dem Ummantelungsmaterial ergibt.Also has been proposed variously, the thermoplastic thus produced Mine mass in a hollow body inject. However, these procedures could not prevail, there are always inhomogeneities occur in the mining material. In DE-PS 2030578 a method for continuous production and / or wrapping of bar profiles, like pencil leads. It turned out, however, that the polymer does not bond with the mine and thus no good Adhesion between mine material and the cladding material results.

In der WO 01/43987 und der DE 69200023 T2 wird vorgeschlagen, dieses Problem mit einer Haftvermittlungsschicht zu lösen. Mit dieser Technik ist es möglich geworden, Blei- und Buntstifte kontinuierlich herzustellen. Hierbei wurden vor allem ( DE 4109322 C1 , WO 00/1994006875 A1 und DE 4230792 C2 ) polystyrolund polyethylenhaltige Kunststoffe erwähnt.In WO 01/43987 and the DE 69200023 T2 It is proposed to solve this problem with a primer layer. With this technique it has become possible to produce lead and colored pencils continuously. In particular, DE 4109322 C1 , WO 00/1994006875 A1 and DE 4230792 C2 ) polystyrene and polyethylene-containing plastics mentioned.

Die US 2988784 befasst sich mit Stiftummantelungen auf der Grundlage von Holzmehl und chlorierten Naphtalenwachsen bzw. Polyvinylchloriden. Zusätzlich sind Ummantelungsmassen aus Papier-Harzmischungen ( EP 0518018 A1 ), thermoplastische Harzbindemittel mit faserhaltigen Füllstoffen oder auch Mischungen mit biologisch abbaubaren Biopolymeren, z.B. auf Stärkebasis, vorgestellt worden.The US 2988784 deals with pen coatings based on wood flour and chlorinated naphthalene waxes or polyvinyl chlorides. In addition, coating compositions of paper-resin mixtures ( EP 0518018 A1 ), thermoplastic resin binders with fibrous fillers or also mixtures with biodegradable biopolymers, eg starch-based.

Insgesamt ist festzustellen, dass thermoplastische Harzbindemittel aus Styrol-Acrylnitril-Harze, Acrylnitril-Butadien-Harze, kautschukmodifizierte schlagfeste Polystyrolharze, Ethylcellulose und andere Celluloseester-Harze sowie Homound Copolymere von Vinylharzen in Ummantelungsmassen vorgeschlagen werden. Das Problem bei diesen Ummantelungsmassen ist allerdings die schlechte Anspitzbarkeit der daraus hergestell ten Stifte. Zur Verbesserung der Anspitzbarkeit wurden deshalb Treib- und Schäumungsmittel empfohlen. Dadurch soll die Dichte der Ummantelungsmasse auf unter 0,6 g/cm3 gesenkt werden, damit diese im Bereich der bei üblichen Bleistiften verwendeten Holzsorten liegt und so gut anspitzbar ist.Overall, it is to be noted that thermoplastic resin binders of styrene-acrylonitrile resins, acrylonitrile-butadiene resins, rubber-modified impact polystyrene resins, ethyl cellulose and other cellulose ester resins, and homo-copolymers of vinyl resins in coating compositions are proposed. The problem with these sheathing masses, however, is the poor Anspitzbarkeit of her forth th pins. To improve the Anspitzbarkeit therefore propellants and foaming agents were recommended. As a result, the density of the sheathing mass is to be reduced to below 0.6 g / cm 3 , so that it is in the range of the types of wood used in conventional pencils and is so easy to sharpen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stift der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher bei einfachem Aufbau, guter Funktionsfähigkeit und kostengünstiger Herstellbarkeit die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.Of the Invention is based on the object, a pin of the aforementioned Art to create, which with a simple structure, good functionality and cheaper Manufacturability avoids the disadvantages of the prior art.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombination des Hauptanspruchs gelöst, die Unteransprüche sowie die nebengeordneten Ansprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.According to the invention the object is achieved by the feature combination of the main claim, the Subclaims and the independent claims show further advantageous embodiments of the invention.

Die Erfindung bezieht sich somit auf das Material und den Aufbau von Schreib-, Mal-, Zeichen- und Kosmetikstiften, z.B. Blei- und/oder Buntstiften aller Art mit unterschiedlichen Härtegraden mit mindestens zwei oder mehreren übereinander liegenden extrudierbaren Schichten. Der erfindungsgemäße Stift besteht aus einer Mine, einer auf dieser mittels Mehrschichtextrusion aufgebrachten, polyolefinhaltigen, anspitzbaren Ummantelung, welche wiederum (optional) mit einer auf dieser Schicht mittels Mehrschichtextrusion aufgebrachten polyolefinhaltigen, elastischen, eventuell angefärbten Beschichtung mit guter Haptik besteht. Optional besteht die Möglichkeit, an den Stift an einem Ende das gleiche oder ein weiteres, thermoplastisches Elastomer als Radierelement aufzuspritzen.The The invention thus relates to the material and the structure of Writing, painting, drawing and cosmetic pencils, e.g. Lead and / or Crayons of all kinds with different degrees of hardness with at least two or more than one above the other lying extrudable layers. The pen according to the invention consists of a mine, one on this by means of multi-layer extrusion applied, polyolefinhaltigen, Anspitzbaren sheath, which again (optionally) with one on this layer by means of multi-layer extrusion applied polyolefin-containing, elastic, possibly colored coating with good feel. Optionally there is the possibility to connect to the pen one end the same or another thermoplastic elastomer as an eraser spray.

Die Erfindung betrifft somit auch eine Mine eines üblichen Bleistifts, Zeichenstifts, Mal- oder Kosmetikstifts, welche sich durch das Bindemittel auf Basis von Polyolefinen (umweltfreundlich, recyclebar, preiswert und leicht zu verarbeiten) auszeichnet.The Invention thus also relates to a refill of a conventional pencil, crayon, Painting or cosmetic pencil, which is characterized by the binder Base of polyolefins (environmentally friendly, recyclable, inexpensive and easy to process).

Das Minenmaterial besteht erfindungsgemäß aus einer Mischung eines oder mehrerer thermoplastischer, extrudierbarer Polyolefine aus der Gruppe der Homo- bzw. Copolymeren als Neuware aber insbesondere auch als Recyclat (als Beispiel seien genannt: PP-homo, PP block, PP random, PE, PB und Ähnliche) mit einem oder mehreren thermoplastischen Elastomeren (im Allgemeinen TPE's genannt, mit und ohne Weichkomponenten, z.B. Öle und dergleichen), bei der die Härte der Mine durch das Verhältnis von Polyolefin, Elastomer und/oder Weichmacher nach Wunsch einstellbar ist. Das Minenmaterial kann darüber hinaus als farbgebende Komponente einzelne oder eine Kombination aller gängigen Farbstoffe (z.B. Blau-, Rot-, Grünpigmente,...) als auch Schwarz- und/oder Weißpigmente (z.B. Titandioxid) enthalten. Ein geeignetes Schwarzpigment ist z.B. eine Kombination aus Grafit und Ruß.The Mine material according to the invention consists of a mixture of or more thermoplastic extrudable polyolefins the group of homo- or copolymers as a new product but in particular also as recyclate (as an example: PP-homo, PP block, PP random, PE, PB and similar) with one or more thermoplastic elastomers (in general Called TPE's, with and without soft components, e.g. oils and the like) in which the hardness the mine by the ratio of polyolefin, elastomer and / or plasticizer as desired adjustable is. The mine material can over it as a coloring component, single or a combination all common Dyes (e.g., blue, red, green pigments, ...) as well as black and / or white pigments (e.g., titanium dioxide). A suitable black pigment is e.g. a combination of graphite and carbon black.

Die erfindungsgemäße Mine umfasst zusätzlich verschiedene Hilfs- und Zusatzstoffe, welche die Verarbeitung bzw. die gewünschten Eigenschaften (Bruchfestigkeit, Anspitzbarkeit, Härte usw.) verbessern, enthalten. Diese sind z.B. Verlaufsadditive, Gleitmittel, Stabilisatoren, Füllstoffe, Weichmacher, Wachse und Verstärker.The mine according to the invention includes additionally various auxiliaries and additives, which the processing or the desired Properties (breaking strength, sharpenability, hardness, etc.) improve, included. These are e.g. Flow additives, lubricants, Stabilizers, fillers, Plasticizers, waxes and reinforcements.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Mine ist, dass durch den Gehalt an Polyolefin und Elastomer die Mine extrudierbar, d.h. kostengünstig herstellbar und insbesondere durch die Verwendung dieser Polyolefincompounds als Matrixwerkstoff eine sehr hohe Bruchfestigkeit aufweist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der erfindungsgemäße Minenwerkstoff und somit die Mine selbst durch einen Stranggießprozess, Extrusionsprozess oder Ähnliches in beliebiger Form hergestellt werden kann, ohne dass diese beim Gebrauch bricht, wie das bei herkömmlichen Minen leicht der Fall ist.Of the Advantage of the mine according to the invention is that by the content of polyolefin and elastomer the mine extrudable, i. economical producible and in particular by the use of these polyolefin compounds as matrix material has a very high breaking strength. One Another advantage is that the mine material according to the invention and thus the mine itself through a continuous casting process, extrusion process or similar can be produced in any form, without this at Use breaks, as is the case with conventional mines easily is.

Als farbgebendes Material für eine erfindungsgemäße Bleistiftmine dient eine Mischung aus Grafit und Ruß, wobei der optima le Rußanteil von dem Anteil an Grafit abhängt. Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, kann man mit einer Mine, die als farbgebendes Mittel nur Ruß enthält, nicht den gewünschten Bleistiftschreibeffekt erzielen. Eine Mine, welche nur Grafit als farbgebendes Mittel enthält, muss demgegenüber einen sehr hohen Anteil an Grafit enthalten, da sonst die Schreibbarkeit stark eingeschränkt ist. Bei Verwendung eines sehr hohen Anteils an Grafit leidet allerdings die mechanische Festigkeit der Mine.When coloring material for a pencil lead according to the invention serves a mixture of graphite and soot, with the optima le soot depends on the proportion of graphite. As is known in the art, you can use a mine, containing as coloring agent only carbon black, not the desired Achieve pencil writing effect. A mine, which only graphite as contains coloring matter, must be in contrast contain a very high proportion of graphite, otherwise the writability highly limited is. However, using a very high proportion of graphite suffers the mechanical strength of the mine.

Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Mischung von Grafit, Ruß und Polyolefin kann die Schreibbarkeit und die mechanische Festigkeit optimiert werden, um die optimale Funktionalität der Mine zu gewährleisten. Im Stand der Technik wird nur ein Gehalt von ca. 1% an Ruß verwendet, da sonst Probleme bei der Verarbeitung auftreten, welche die Mine beschädigen könnten. Dies tritt bei der Verwendung von Polyolefinen als Bindemittel für das Minenmaterial nicht auf.By the use of the mixture according to the invention of graphite, soot and Polyolefin can improve the writability and mechanical strength be optimized to ensure the optimal functionality of the mine. In the prior art, only a content of about 1% of carbon black is used, otherwise there will be processing issues with the mine to damage could. This occurs with the use of polyolefins as a binder for the lead material not up.

Erfindungsgemäß ist es besonders günstig, wenn der Gehalt an Grafit zwischen 60 und 80 Gew.% und der Gehalt an Ruß zwischen 5 und 20 Gew.% liegen. Für die Schreibbarkeit der Mine ist es vorteilhaft, wenn bei steigendem Grafitgehalt auch der für die Schreibbarkeit der Mine erforderliche Rußgehalt entsprechend ansteigt.It is according to the invention very cheap, if the content of graphite between 60 and 80 wt.% And the content at soot between 5 and 20 wt.% Are. For the writability of the mine, it is advantageous when rising Graphite content also for the writability of the mine required soot content increases accordingly.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Mine mit optimaler Schreibbarkeit wird bei einem Polyolefincompound bei einem Grafitgehalt von 65 bis 80 Gew.% in Kombination mit einem Rußgehalt von 10 bis 20 % erreicht. Im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit der Mine ist es bevorzugt, wenn der Gehalt an Grafit zwischen 70 und 75 Gew.% liegt, kombiniert mit einem Anteil von 15 bis 20 Gew.% Ruß.One preferred embodiment the mine according to the invention with optimal writability will contribute to a polyolefin compound a graphite content of 65 to 80 wt.% in combination with a carbon black content reached from 10 to 20%. With regard to the processability of Mine it is preferable if the content of graphite is between 70 and 75% by weight, combined with a proportion of 15 to 20% by weight. Soot.

Als Beispiele für die Rezeptur einer schwarzen Mine können folgende Zusammensetzungen genannt werden: Rezeptur 1: Polyolefin 20 Gew.% Grafit 65 Gew.% Ruß 15 Gew.% Rezeptur 2: Polyolefin 12 Gew.% Grafit 70 Gew.% Ruß 18 Gew.% Rezeptur 3: Polyolefin 6 Gew.% Grafit 73 Gew.% Ruß 21 Gew.% Rezeptur 4: Polyolefin 12 Gew.% TPE* 3 Gew.% Grafit 68 Gew.% Ruß 17 Gew.% Rezeptur 5: Polyolefin 15 Gew.% TPE 5 Gew.% Grafit 62 Gew.% Ruß 8 Gew.% As examples of the recipe of a black mine, the following compositions can be mentioned: Formulation 1: polyolefin 20% by weight graphite 65% by weight soot 15% by weight Recipe 2: polyolefin 12% by weight graphite 70% by weight soot 18% by weight Recipe 3: polyolefin 6% by weight graphite 73% by weight soot 21% by weight Recipe 4: polyolefin 12% by weight TPE * 3% by weight graphite 68% by weight soot 17% by weight Recipe 5: polyolefin 15% by weight TPE 5% by weight graphite 62% by weight soot 8% by weight

Als Beispiel für die Rezeptur von farbigen Minen können folgende Zusammensetzungen genannt werden: Stift mit grüner Farbmine: Polyolefin: 12% Füllstoff (Talk, Kreide) 60% grüner Farbstoff Solvent grün 28 (Antrachinonderivat) 8% Titandioxid 20% Stift mit roter Farbmine: Polyolefin: 11% Füllstoff (Talk, Kreide) 71,5% Eisenoxidpigment 2,8% Rot-Pigment (Pigment rot 176/12515/ CAS12225.06.8) 3,8% Ruß 0,4% Titandioxid 10,5% Stift mit blauer Farbmine: Polyolefin: 12% Füllstoff (Talk, Kreide) 78% Blauer Farbstoff (Solvent blau 78 Antrachinonderivat) 10% As an example of the recipe of colored mines the following compositions can be mentioned: Pen with green color lead: polyolefin: 12% Filler (talc, chalk) 60% green dye solvent green 28 (antraquinone derivative) 8th% Titanium dioxide 20% Pen with red color lead: polyolefin: 11% Filler (talc, chalk) % 71,5 iron oxide pigment 2.8% Red pigment (pigment red 176/12515 / CAS12225.06.8) 3.8% soot 0.4% Titanium dioxide 10.5% Pen with blue ink refill: polyolefin: 12% Filler (talc, chalk) 78% Blue dye (solvent blue 78 antraquinone derivative) 10%

Auch kann erfindungsgemäß durch den Einsatz von Polyolefinen, die in allen aus dem Stand der Technik bekannten Minen eine hohe Dosierung an Weichmachern wie Siliconöl, Phtalsäure- oder Glycerolderivate erheblich reduziert bzw. sogar ganz auf diese verzichtet werden. Zusätzlich werden häufig im Stand der Technik Stearinsäure und/oder verschiedenste Derivate bzw. Salze dieser Säure für die Minenproduktion als wichtige Inhaltsstoffe verwendet. Diese Chemikalien brauchen bei der erfindungsgemäßen Mine nicht verwendet werden, da die mit diesen Stoffen zu erfüllende Funktion vom eingesetzten Polyolefin übernommen wird. Das Polyolefin hat zudem noch den Vorteil, dass es eine außerordentlich gute Kompatibilität zum Material der Ummantelung besitzt.Also can according to the invention the use of polyolefins, in all of the prior art known mines a high dosage of plasticizers such as silicone oil, phthalic acid or Glycerol derivatives significantly reduced or even completely waived this become. additionally become common in the prior art stearic acid and / or various derivatives or salts of this acid for mine production used as important ingredients. These chemicals need at the mine according to the invention not be used because the function to be fulfilled with these substances taken from the polyolefin used becomes. The polyolefin also has the advantage that it is an extraordinary good compatibility possesses the material of the sheath.

Um die Mine zusätzlich flexibler zu gestalten, können einige Prozente sogenannter thermoplastischer Elastomere TPE's (EPDM, SEBS, Polybutadien, Polyisopren...), welche mit dem übrigen Minenmaterial vermischbar sind, zugegeben werden. Das so hergestellte Minenmaterial ist vollkommen recyclebar (thermisch, aber insbesondere auch durch Wiederaufbereitung) und auch in der Entsorgung völlig unproblematisch, da keine giftigen Stoffe freigesetzt werden oder sich in der Nahrungskette anreichern können.Around the mine in addition can make it more flexible a few percent of so-called thermoplastic elastomers TPE's (EPDM, SEBS, polybutadiene, Polyisoprene ...), which with the rest Mine material are miscible, can be added. The so produced Mine material is completely recyclable (thermal, but in particular also by reprocessing) and also in the disposal completely unproblematic, because no toxic substances are released or are in the food chain can enrich.

Die zweite Schicht als Ummantelung besteht aus einer extrudierbaren, nicht extra geschäumten, thermoplastischen polyolefinhaltigen (Neuware bzw. Recyclat) Schicht, welche Idealerweise, aber nicht notwendigerweise, aus einem holzhaltigen Polyolefincompound (Holzcompound) besteht. Als Beispiel für eine erfindungsgemäße Ummantelung seien vorzugsweise folgende Compoundwerkstoffe genannt: Polypropylen, welches mit Holzmehl und/oder Fasern in einer Konzentration von größer 50%, Idealerweise von 65 – 75%, da diese Compounds eine sehr gute Spitzbarkeit aufweisen. Durch die Verwendung zweier aufeinander extrudierbarer polyolefinhaltiger Schichten (Mine und Ummantelung) ist eine zusätzliche Haftvermittlungsschicht, wie sie in der WO 01/43987 A1 beschrieben wird, nicht erforderlich. Auch enthält die zweite Schicht (Ummantelung) kein Polystyrol, kein Methacrylat oder deren Copolymere, noch ein Schäumungsmittel, wie es in der DE 4109322 C1 beschrieben ist, um die Haftung der Ummantelungsmasse mit der Mine nicht zu beeinträchtigen. Der entscheidende Vorteil der erfindungsgemäßen Ummantelung ist, dass diese eine sehr gute Haftung zum oben beschriebenen Minenmaterial besitzt, gut anspitzbar ist, sowie der damit erzeugte Stift einfacher und kostengünstiger mittels Mehrschichtenextrusion auf die Mine aufextrudiert bzw. mitextrudiert werden kann.The second layer as a sheath consists of an extrudable, not extra foamed, thermoplastic polyolefin (virgin or recycled) layer, which ideally, but not necessarily, consists of a wood-containing polyolefin compound (wood compound). As an example of a casing according to the invention, the following compound materials are preferably mentioned: polypropylene, which contains wood flour and / or fibers in a concentration of greater than 50%, ideally 65-75%, since these compounds have a very good sharpenability. By using two mutually extrudable polyolefin-containing layers (mine and sheathing), an additional adhesion-promoting layer, as described in WO 01/43987 A1, is not required. Also, the second layer (sheath) contains no polystyrene, no methacrylate or their copolymers, nor a foaming agent, as in the DE 4109322 C1 described in order not to affect the adhesion of the sheathing mass with the mine. The decisive advantage of the casing according to the invention is that it has a very good adhesion to the above-described lead material, is easy to sharpen, and the pin thus produced can be extruded or coextruded more easily and cost-effectively by means of multi-layer extrusion on the lead.

Optional kann auf der Ummantelung mittels Mehrschichtextrusion eine dritte Schicht (Beschichtung), welche eine gute Haptik besitzt, aufgebracht werden. Diese Beschichtung kann erfindungsgemäß aus einem thermoplastischen, polyolefinhaltigen (z.B. PP und PE Homo- und Copolymere) elastischen Material (TPE) bestehen, welches mit Hilfs- und Füllstoffen versetzt werden kann, wobei dieses Compound dem Stift unterschiedliche haptische Eigenschaften verleiht (rutschfest, lederartig, warm, gummiartig,...).optional can on the shell by means of multi-layer extrusion a third Layer (coating), which has a good feel, applied become. This coating can according to the invention consist of a thermoplastic, polyolefin-containing (e.g., PP and PE homo- and copolymers) elastic Material (TPE) exist, which with auxiliaries and fillers can be offset, this compound the pen different gives haptic properties (non-slip, leathery, warm, rubbery, ...).

Die Beschichtung kann optional wiederum mit beliebigen Farbstoffen oder Pigmenten oder Kombinationen dieser eingefärbt werden. Die Beschichtung besitzt bevorzugt keine Griffflächen oder Griffnoppen, wie sie in der WO 00/68023 beschrieben werden, für die Verbesserung der Haptik (in diesem Falle Rutschfestigkeit), um die Beschichtung durch Extrusion aufbringen zu können und somit die Herstellung des gesamten Stifts einfach und kostengünstig zu gestalten. Durch den Gehalt an Polyolefinen ist auch bei dieser äußeren Beschichtung eine gute Haftung zur darunterliegenden Schicht, ohne einer weiteren haftungsvermittelnde Schicht, gegeben.The Coating can optionally turn with any dyes or Pigments or combinations of these are colored. The coating preferably has no gripping surfaces or handle knobs, as described in WO 00/68023, for the Improved the feel (in this case skid resistance) to the To be able to apply coating by extrusion and thus the production the entire pen simple and inexpensive. By the Polyolefin content is also good for this outer coating Adhesion to the underlying layer, without another adhesion-promoting layer, given.

Der erfindungsgemäße Aufbau des Stifts beruht somit darauf, dass aus zwei oder mehreren thermoplastisch verarbeitbaren Compounds (Polymermischungen aus Neuware oder Recyclingmaterial mit Additiven, Hilfs- und Zusatzstoffen) der Stift in einer Mehrschichtenextrusion ohne Zwischenschritte direkt in einem Arbeitsgang, mittels eines entsprechenden Werkzeugs, hergestellt werden kann. Die erste, innere Schicht stellt die Mine des Stiftes dar, die zweite Schicht dient als Ummantelung für die Mine, während eine dritte Schicht (Beschichtung) optional für eine gute Haptik sorgt. Der Vorteil des Aufbaues des erfindungsgemäßen Stiftes liegt darin, dass eine kontinuierliche Herstellung, die erhebliche produktionsspezifische und kostenrelevante Vorteile bietet, möglich ist, wobei insbesondere auf Haftvermittler zwischen den einzelnen Schichten und auf Schäumungsmittel, sowie im Vergleich zu Polyolefinen artfremde polymere Werkstoffe zur Einstellung der Härte, Spitzbarkeit und Haptik, verzichtet werden kann. Durch den Einsatz von Polyolefinen, insbesondere von PP als Bindemittel, sowohl in dem Minenwerkstoff als auch in der Ummantelungsschicht, kann eine gute Haftung zwischen den einzelnen Schichten, ohne zusätzliche Haftvermittlungsschicht, erzielt werden. Auch dies ist ein entscheidender Vorteil des Aufbaues dieses Stiftes, insbesondere wird somit ein einfaches Recycling möglich.The inventive construction of the pin is thus based on that of two or more thermo plastically processable compounds (polymer blends of virgin or recycled material with additives, auxiliaries and additives) of the pin in a multi-layer extrusion without intermediate steps directly in one operation, by means of a corresponding tool, can be produced. The first, inner layer represents the pencil of the pencil, the second layer serves as a sheath for the mine, while a third layer (coating) optionally provides a good feel. The advantage of the structure of the pen according to the invention is that a continuous production, which offers considerable production-specific and cost-relevant advantages, is possible, in particular on adhesion promoters between the individual layers and on foaming agents, as well as polyolefins foreign to the art polymeric materials for adjusting the hardness , Toughness and feel, can be dispensed with. Through the use of polyolefins, in particular of PP as a binder, both in the lead material and in the cladding layer, a good adhesion between the individual layers, without additional adhesion-promoting layer, can be achieved. Again, this is a crucial advantage of the structure of this pen, in particular, thus a simple recycling is possible.

Durch die Verwendung von Polyolefinen als Bindemittel ist es weiterhin möglich, optional ohne zusätzliche Hilfsmittel ein Radierelement, z.B. aus einem thermoplastischen Elastomer (z.B. EPDM) in einem weiteren Arbeitsschritt mittels eines Spritzgießvorgang auf den extrudierten Stift aufzuspritzen. Somit sind die aus dem Stand der Technik bekannten Metallteile als Verbinder von Stift (Bleistift) zu Radierelement nicht mehr erforderlich. Der als Radierelement vorgesehene Werkstoff kann ohne Anwendungseinschränkung zur Gänze verbraucht werden.By the use of polyolefins as a binder is still there possible, optional without additional Auxiliaries an eraser, e.g. from a thermoplastic Elastomer (e.g., EPDM) in a further step by means of a injection molding to spray on the extruded pen. Thus, those from the The prior art known metal parts as a connector of pin (Pencil) to eraser no longer required. The as eraser provided material can be used without limitation Whole consumed become.

Als Vorteil der Erfindung ist somit hervorzuheben, dass:

  • • die Mine sehr gut recyclierbar ist,
  • • die Mine durch den Gehalt an Polyolefinen, welche eine relativ zähe elastische weiche Matrix bilden, bruchfest ist,
  • • die einzelnen Schichten zueinander eine hervorragende Haftung haben,
  • • der gesamte Stift sehr gut recyclierbar ist (thermisch, aber insbesondere auch durch Wiederaufbereitung),
  • • die Mine, bzw. der gesamte Stift durch handelsübliche Anspitzgeräte, aber auch mit einem einfachen Messer (siehe "Baubleistifte") ausgezeichnet zu spitzen ist, und
  • • als polymerer Basiswerkstoff auch ein Recyclat aus Polyolefinen verwendet werden kann.
An advantage of the invention is thus to emphasize that:
  • • the mine is very well recyclable,
  • The mine is break-resistant by the content of polyolefins, which form a relatively tough elastic soft matrix,
  • • the individual layers have excellent adhesion to each other,
  • • the entire pen is highly recyclable (thermally, but especially by reprocessing),
  • • the mine, or the entire pen is priced by commercial Anspitzgeräte, but also with a simple knife (see "pencils") is pointed, and
  • • It is also possible to use a recyclate made from polyolefins as the polymeric base material.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der einzigen Figur beschrieben. Dabei ist ein erfindungsgemäßer Stift in stark vereinfachter Form im Schnitt dargestellt. Es ergibt sich, dass zentrisch eine Mine 1 vorgesehen ist, welche von einer Ummantelung 2 umgeben ist, um die übliche Form eines Bleistifts, Buntstifts oder ähnlichem zu erzeugen. Die Außenfläche der Ummantelung 2 ist mit einer Beschichtung 4 versehen. Am stirnseitigen Ende des Stifts ist ein Radierelement 3 befestigt.In the following the invention will be described with reference to an embodiment in conjunction with the single figure. In this case, an inventive pin is shown in a greatly simplified form in section. It turns out that centric a mine 1 is provided, which of a sheath 2 is surrounded to produce the usual shape of a pencil, crayon or the like. The outer surface of the casing 2 is with a coating 4 Mistake. At the front end of the pen is an eraser 3 attached.

11
Mine mine
22
Ummantelungjacket
33
RadierelementRadierelement
44
Beschichtungcoating

Claims (34)

Stift mit einer Mine und einer diese umhüllenden Ummantelung, dadurch gekennzeichnet, dass die Mine (1) aus zumindest einem Polyolefin und einem farbgebenden Zusatz besteht und dass die Ummantelung (2) aus einem extrudierbaren Material besteht, welches zumindest ein Polyolefin umfasst.Pen with a mine and a sheathing surrounding it, characterized in that the mine ( 1 ) consists of at least one polyolefin and a coloring additive and that the sheath ( 2 ) consists of an extrudable material comprising at least one polyolefin. Stift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Ummantelung (2) nicht geschäumt ist.Pin according to claim 1, characterized in that the material of the sheath ( 2 ) is not foamed. Stift nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Ummantelung (2) aus einem holzhaltigen Polyolefincompound besteht.Pin according to one of claims 1 or 2, characterized in that the material of the sheath ( 2 ) consists of a wood-containing Polyolefincompound. Stift nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der Ummantelung (2) aus einer Mischung aus Polypropylen und Holzmehl und/oder Holzfasern besteht.Pin according to one of claims 1 to 3, characterized in that the material of the sheath ( 2 ) consists of a mixture of polypropylene and wood flour and / or wood fibers. Stift nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung mehr als 50 Gew.% Holzmehl und/oder Holzfasern umfasst .A pencil according to claim 4, characterized in that the mixture contains more than 50% by weight of wood flour and / or wood fibers. Stift nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung 65 bis 75 Gew.% Holzmehl und/oder Holz-Fasern umfasst.Pen according to claim 4, characterized in that the mixture comprises 65 to 75% by weight of wood flour and / or wood fibers. Stift nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Mine (1) und der Ummantelung (2) keine Haftvermittlungsschicht aufgebracht ist.Pin according to one of claims 1 to 6, characterized in that between the mine ( 1 ) and the sheath ( 2 ) no bonding layer is applied. Stift nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stift an einem Ende mit einem unmittelbar mit diesem verbundenen Radierelement (3) versehen ist.A pencil according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the pin at one end with an eraser directly connected to this ( 3 ) is provided. Stift nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Radierelement (3) aus einem thermoplastischen Elastomer gefertigt ist.A pencil according to claim 8, characterized in that the eraser element ( 3 ) is made of a thermoplastic elastomer. Stift nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (2) mit einer Beschichtung (4) versehen ist.Pin according to one of claims 1 to 9, characterized in that the sheath ( 2 ) with a coating ( 4 ) is provided. Stift nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (4) aus einem thermoplastischen, polyolefinhaltigen elastischen Material besteht.Pen according to claim 10, characterized in that the coating ( 4 ) consists of a thermoplastic, polyolefin-containing elastic material. Stift nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (4) aus einer Mischung aus einem thermoplastischen, Polyolefin-haltigen, elastischen Material und zumindest einem Hilfs- und/oder Füllstoff besteht.Pen according to claim 11, characterized in that the coating ( 4 ) consists of a mixture of a thermoplastic, polyolefin-containing elastic material and at least one auxiliary and / or filler. Stift nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (4) einen farbgebenden Zusatz mit einzelnen Farbpigmenten bzw. Farbstoffen oder einer Kombination von Farbpigmenten bzw. Farbstoffen umfasst.Pen according to claim 11 or 12, characterized in that the coating ( 4 ) comprises a coloring additive with individual color pigments or dyes or a combination of color pigments or dyes. Stift nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Ummantelung (3) und der Beschichtung (4) keine Haftvermittlungsschicht aufgebracht ist.A pin according to any one of claims 11 to 13, characterized in that between the sheath ( 3 ) and the coating ( 4 ) no bonding layer is applied. Stift nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mine (1) thermoplastische Elastomere umfasst.Pin according to one of claims 1 to 14, characterized in that the mine ( 1 ) comprises thermoplastic elastomers. Stift nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyolefin der Mine (1) ein Polypropylen ist.A pencil according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the polyolefin of the mine ( 1 ) is a polypropylene. Stift nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyolefin der Mine (1) ein Polyethylen ist.A pencil according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the polyolefin of the mine ( 1 ) is a polyethylene. Stift nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mine (1) aus einem thermoplastischen, extrudierbaren Polyolefin als Matrix-Werkstoff besteht.Pin according to one of claims 1 to 17, characterized in that the mine ( 1 ) consists of a thermoplastic, extrudable polyolefin as a matrix material. Stift nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Mine (1) aus einer Mischung mehrerer thermoplastischer, extrudierbarer Polyolefine als Matrix-Werkstoff besteht.Pin according to one of claims 1 to 17, characterized in that the mine ( 1 ) consists of a mixture of several thermoplastic, extrudable polyolefins as a matrix material. Stift nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mine (1) Weichmacher umfasst.Pin according to one of claims 1 to 19, characterized in that the mine ( 1 ) Plasticizer. Stift nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Mine (1) einen Füllstoff, Verstärkungsstoff oder Synergisten enthält.Pin according to one of claims 1 to 20, characterized in that the mine ( 1 ) contains a filler, reinforcing agent or synergist. Stift nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff, der Verstärkungsstoff oder der Synergist aus der Gruppe der Silikat-, Sulfat-, und/oder der Carbonathaltigen Mineralstofffamilie stammt (Z.B.: Talkum, Glimmer, Bariumsulfat, Kreide,...).A pen according to claim 21, characterized that the filler, the reinforcing material or the synergist from the group of silicate, sulfate, and / or derived from the carbonate-containing mineral family (e.g., talc, mica, Barium sulfate, chalk, ...). Stift nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der farbgebende Zusatz der Mine (1) einzelne Farbmittel oder eine Kombination von Farbmitteln umfasst.A pencil according to any one of claims 1 to 22, characterized in that the coloring additive of the mine ( 1 ) comprises individual colorants or a combination of colorants. Stift nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbmittel der Mine (1) aus einer Mischung von Grafit und Ruß bestehen.Pen according to claim 23, characterized in that the colorants of the mine ( 1 ) from a mixture of graphite and carbon black. Stift nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mine (1) zwischen 60 und 80 Gew.% Grafit und zwischen 5 und 20 Gew.% Ruß enthalten sind.Pen according to claim 24, characterized in that in the mine ( 1 ) between 60 and 80% by weight of graphite and between 5 and 20% by weight of carbon black. Stift nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mine (1) zwischen 65 und 80 Gew.% Grafit und zwischen 10 und 20 Gew.% Ruß enthalten sind.Pen according to one of claims 24 or 25, characterized in that in the mine ( 1 ) between 65 and 80% by weight of graphite and between 10 and 20% by weight of carbon black. Stift nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mine (1) zwischen 70 und 75 Gew.% Grafit und zwischen 15 und 20 Gew.% Ruß enthalten sind.Pen according to one of claims 24 or 25, characterized in that in the mine ( 1 ) between 70 and 75% by weight of graphite and between 15 and 20% by weight of carbon black. Stift nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Mine (1) Zusatzstoffe umfasst.A pencil according to any one of claims 1 to 27, characterized in that the mine ( 1 ) Additives. Stift nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbmittel aus der Gruppe der anorganischen und organischen Pigmente, Farbstoffe, beschichteten und unbeschichteten Metallbronzen und anderen (z.B. verlackte Farbmittel) bestehen.A pencil according to any one of claims 1 to 28, characterized that the colorants from the group of inorganic and organic Pigments, dyes, coated and uncoated metal bronzes and other (e.g., laked colorants). Stift nach einem der Ansprüche 1 bis 29, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung (Gew.%) der Mine: Polyolefin: 4-90% Füllstoff, Synergisten bzw. Verstärkungsmittel: 0-80% Farbmittel: 5-96% Zusatzstoffe (z.B. Additive) 0-15%
A pencil according to any one of claims 1 to 29, characterized by the following composition (% by weight) of the mine: polyolefin: 4-90% Filler, synergists or Reinforcing agent: 0-80% Colorants: 5-96% Additives (eg additives) 0-15%
Mine nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzstoffe Verlauf-Additive, Gleitmittel, Stabilisatoren, Füllstoffe und Verstärkungsstoffe, Weichmacher, Wachse und/oder Verstärker umfassen.Mine according to one of claims 28 to 30, characterized that the additives flow-additives, lubricants, stabilizers, fillers and reinforcing materials, Plasticizers, waxes and / or enhancers include. Verfahren zur Herstellung eines Stifts nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass dieser koextrudiert ist.Method for making a pencil after a the claims 1 to 31, characterized in that it is coextruded. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Mine (1) und die Ummantelung (2) koextrudiert werden.Method according to claim 32, characterized in that the mine ( 1 ) and the sheath ( 2 ) are coextruded. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Mine (1), die Ummantelung (2) und die Beschichtung (4) koextrudiert werden.Method according to claim 32, characterized in that the mine ( 1 ), the sheath ( 2 ) and the coating ( 4 ) are coextruded.
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