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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Radiergummi. Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-238081 , die am 12. Dezember 2017 eingereicht wurde und durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hier aufgenommen wird.
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Stand der Technik
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Sogenannte Radiergummis sind weit verbreitet. Ein typischer Radiergummi wird durch gleichmäßiges Mischen eines Basisharzes, wie z.B. eines Vinylchloridharzes, mit einem Weichmacher, einem Füllstoff und wenn nötig z.B. einem Farbstoff hergestellt, und dann durch Formen der Mischung mit Wärme. Patentliteratur 1 offenbart ein Beispiel für einen solchen Radiergummi.
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Literaturliste
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Patentliteratur
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Patentliteratur 1: Offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr. S55-34990
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Ein Radiergummi hat vorzugsweise eine hohe Radierfähigkeit, das heißt, eine hohe Fähigkeit zum Löschen von Zeichen und Markierungen. Der Radiergummi sollte über eine ausreichende Elastizität verfügen und kann dem Greifen für einfaches Löschen standhalten. Das heißt, der Radiergummi hat vorzugsweise sowohl eine hohe Elastizität als auch eine hohe Radierfähigkeit.
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Es ist daher ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, einen Radiergummi bereitzustellen, der sowohl eine hohe Elastizität als auch eine hohe Radierfähigkeit hat.
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Lösung der Probleme
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Ein Radiergummi gemäß der vorliegenden Erfindung enthält: ein Basismaterial, das einen Weichmacher und mindestens eine Harzkomponente oder eine Elastomerkomponente enthält; und einen porösen Schaum, der aus einem Harz hergestellt und mit dem Basismaterial imprägniert ist. Der Weichmacher hat einen SP-Wert von 8,3 oder mehr und 10 oder weniger.
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Der Radiergummi hat eine Struktur, in der der harzporöse Schaum mit dem Basismaterial imprägniert ist. Da der Weichmacher einen SP-Wert von 8,3 oder mehr und 10 oder weniger hat, ist der Weichmacher mit der Harzkomponente und dem Elastomer kompatibel und ist in der Lage, eine relativ hohe Elastizität beizubehalten und gleichzeitig die notwendigen Funktionen eines Radiergummis zu erfüllen. Daher hat ein solcher Radiergummi sowohl eine hohe Elastizität als auch eine hohe Radierfähigkeit. Der Weichmacher hat vorzugsweise einen SP-Wert von 8,5 oder mehr und 9,8 oder weniger.
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Im Radiergummi ist der poröse Schaum vorzugsweise ein Melaminschaum. Der Melaminschaum ist reibungsempfindlich, hat eine angemessene Zugfestigkeit und eine hohe Affinität zum Basismaterial. Daher ist der Melaminschaum als Material zur Herstellung eines Radiergummis mit hoher Formbeständigkeit und hoher Radierfähigkeit besonders zu bevorzugen.
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Der Weichmacher enthält vorzugsweise mindestens einen von ATBC oder DOA. Sowohl ATBC als auch DOA sind Verbindungen, die keine Phthalsäure in ihrem Molekül enthalten. Daher sind ATBC und DOA im Hinblick auf die Unbedenklichkeit des Radiergummis geeignet.
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Im Radiergummi kann das Basismaterial ein Polyvinylchloridharz als Harzkomponente, einen Weichmacher, einen Füllstoff und einen Stabilisator enthalten, und der Weichmacher kann aus ATBC bestehen. Bei dieser Zusammensetzung wird ein Polyvinylchlorid mit hoher Vielseitigkeit als Harzkomponente verwendet, und der Weichmacher wird als ein Einzelmaterial verwendet, so dass ein Radiergummi unter Berücksichtigung der Unbedenklichkeit zu geringeren Kosten hergestellt werden kann.
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Im Radiergummi kann das Basismaterial ein Polyvinylchloridharz als Harzkomponente, einen Weichmacher, einen Füllstoff und einen Stabilisator enthalten, und der Weichmacher kann aus DOA bestehen. Bei dieser Zusammensetzung wird ein Polyvinylchlorid mit hoher Vielseitigkeit als Harzkomponente verwendet, und der Weichmacher wird als ein Einzelmaterial verwendet, so dass ein Radiergummi unter Berücksichtigung der Unbedenklichkeit zu geringeren Kosten hergestellt werden kann.
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Im Radiergummi beträgt der Gehalt mindestens einer der Harzkomponente oder der Elastomerkomponente 25,0 Massen-% oder mehr und 45,0 Massen-% oder weniger, und der Gehalt des Weichmachers kann 35,0 Massen-% oder mehr und weniger als 55,0 Massen-% betragen. Bei dieser Zusammensetzung ist es möglich, die Herstellung eines Radiergummis sicherzustellen, der sowohl eine hohe Elastizität als auch eine hohe Radierfähigkeit aufweist.
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Im Radiergummi hat der poröse Schaum eine Zugelastizität von vorzugsweise 0,03 MPa oder mehr und 0,8 MPa oder weniger, und noch bevorzugter 0,05 MPa oder mehr und 0,4 MPa oder weniger. Durch Einstellen der Zugelastizität des porösen Schaums innerhalb des oben beschriebenen Bereichs kann die Flexibilität und Formbeständigkeit des Radiergummis angemessen beibehalten werden.
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Im Radiergummi hat der poröse Schaum vorzugsweise eine Dichte von 3,5 kg/m3 oder mehr und 12,0 kg/m3 oder weniger. Durch Einstellung der Dichte des porösen Schaums innerhalb des oben beschriebenen Bereichs kann eine bevorzugte Form bei der Herstellung und Anwendung hergestellt werden.
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Effekte der Erfindung
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Der oben beschriebene Radiergummi hat eine Struktur, bei der der harzporöse Schaum mit dem Basismaterial imprägniert ist. Da der SP-Wert des Weichmachers hier 8,3 oder mehr und 10 oder weniger beträgt, kann das Basismaterial in den Zwischenräumen des porösen Schaums in geeigneter Weise angeordnet werden, so dass eine relativ hohe Elastizität aufrechterhalten werden kann. Darüber hinaus wird bei dem oben beschriebenen Radiergummi ein Teil des porösen Schaums und des Basismaterials beim Radieren entsprechend entfernt, so dass eine hohe Radierfähigkeit erreicht werden kann. Der oben beschriebene Radiergummi hat sowohl eine hohe Elastizität als auch eine hohe Radierfähigkeit.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die das Aussehen eines Radiergummis nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
- 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Teil des in 1 abgebildeten Radiergummis veranschaulicht.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die das Aussehen eines Radiergummis nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. 2 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht, die einen Teil des in 1 dargestellten Radiergummis veranschaulicht. Der Aufbau eines Radiergummis nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird, soweit erforderlich, unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben.
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Ein Radiergummi 10 ist teilweise zum Löschen von Zeichen und Markierungen freigelegt, und der andere Teil des Radiergummis 10 wird mit einer Abdeckung 20 z.B. aus Papier abgedeckt, um Fleckenbildung zu verhindern. Wenn sich der freiliegende Teil des Radiergummis 10 durch das Radieren abnutzt, wird die Abdeckung 20 teilweise entfernt, so dass ein neuer Teil des Radiergummis 10 zum Radieren freiliegt. Der Radiergummi 10 hat eine Struktur, bei der Zwischenräume in einem porösen Schaum 200 mit einem Basismaterial 100 imprägniert sind.
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[Basismaterial]
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Der Radiergummi 10 enthält ein Basismaterial 100 enthaltend einen Weichmacher und mindestens eine Harzkomponente oder eine Elastomerkomponente.
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Obwohl nicht spezifisch einschränkend, beinhalten Beispiele für ein Harz, das die Harzkomponente bildet, verschiedene Harze, wie z.B. ein thermoplastisches Harz, ein duroplastisches Harz, ein ultraviolett härtendes Harz, ein elektronenstrahlhärtendes Harz, ein mit mehreren Flüssigkeiten härtendes Harz, wie z.B. ein mit zwei Flüssigkeiten härtendes Harz, ein katalytisch härtendes Harz und ein Celluloseester. Unter diesen Harzen wird vorzugsweise das thermoplastische Harz verwendet. Solche Harze können in der Form verwendet werden, dass sie in einem Lösungsmittel gelöst, in einem Lösungsmittel dispergiert oder emulgiert sind.
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Bevorzugte Beispiele für das Harz sind insbesondere Harze auf Vinylchloridbasis wie Polyvinylchlorid, Harz auf Chlorid-Vinyl Acetat-Basis und Harz auf Vinylchlorid-Ethylen-Vinylacetat-Basis sowie Harze auf Vinylacetat-Basis wie Ethylen-Vinylacetat-Harz. Unter diesen Harzen ist das Harz auf Vinylchloridbasis, insbesondere Polyvinylchlorid, vorzuziehen, da solche Harze leicht mit dem Weichmacher vermischt werden können und vorzugsweise zur Herstellung eines Radiergummis mit hoher Radierfähigkeit verwendet werden.
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Beispiele für die Elastomerkomponente sind Polyisopren (Naturkautschuk), ein Styrol-basiertes Elastomer, ein Butadien-basiertes Elastomer, ein Isopren-basiertes Elastomer, ein Ethylen-Propylen-basiertes Elastomer, ein Nitril-basiertes Elastomer, ein Chloropren-basiertes Elastomer, ein Urethan-basiertes Elastomer, ein Acryl-basiertes Elastomer, ein Polyester-basiertes Elastomer und ein Olefin-basiertes Elastomer.
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Diese Harzkomponenten und Elastomerkomponenten können einzeln verwendet werden oder zwei oder mehrere dieser Komponenten können bei Bedarf in Kombination verwendet werden.
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Der Weichmacher kann entsprechend ausgewählt werden, z.B. in Abhängigkeit von einem verwendeten thermoplastischen Harz. Als Weichmacher wird ein Weichmacher mit einem Wert des Löslichkeitsparameters (SP) (Löslichkeitsparameter) von 8,3 oder mehr und 10 oder weniger gewählt. Wenn der SP-Wert kleiner als 8,3 oder größer als 10 ist, nimmt die Kompatibilität mit der Harzkomponente und einer Komponente, die das Elastomer bildet, im Allgemeinen ab und zeigt schließlich eine unzureichende Funktion als Radiergummi 10. Der Weichmacher hat vorzugsweise einen SP-Wert von 8,5 oder mehr und 9,8 oder weniger.
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Beispiele für den Weichmacher beinhalten: phthalatbasierte Weichmacher wie Phthalsäure-bis(2-ethylhexyl) (DOP) (SP-Wert: 8,9), Diisononylphthalat (DINP) (SP-Wert: 8,9) und Diundecylphthalat (DUP) (SP-Wert: 8. 6); Weichmacher auf Adipatbasis wie Di-2-Ethylhexyladipat (DOA) (SP-Wert: 8,5) und Diisononyladipat (DINA) (SP-Wert: 8,5); ein Weichmacher auf Trimellitatbasis (SP-Wert: 9. 0); ein Polyesteradipatbasierter Weichmacher (SP-Wert: 9,0 bis 9,4); ein Polyesterphthalat-basierter Weichmacher (SP-Wert: 9,3); Citrat-basierte Weichmacher wie Acetyltributylcitrat (ATBC) (SP-Wert: 9. 0); Weichmacher auf Benzoat-Basis, wie Glykolesterbenzoat (SP-Wert: 9,9); und Weichmacher auf Terephthalat-Basis, wie Bis(2-ethylhexyl)terephthalsäure (SP-Wert: 8,9). Diese Weichmacher können einzeln verwendet werden, oder zwei oder mehrere dieser Weichmacher können bei Bedarf in Kombination verwendet werden.
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In einem Fall, in dem das Basismaterial 100 z.B. Polyvinylchlorid (SP-Wert: 9,5) enthält, wird vorzugsweise ein Weichmacher auf Acetylcitratbasis wie Acetyltributylcitrat (ATBC) oder ein adipatbasierter Weichmacher wie Di-2-Ethylhexyladipat (DOA) als Weichmacher verwendet.
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Der poröse Schaum 200 wird vorzugsweise mit dem Basismaterial 100 in Form einer Sol-Zusammensetzung imprägniert, die das Harz auf Vinylchloridbasis, insbesondere Polyvinylchlorid, und einen Weichmacher enthält. Der Grund dafür ist, dass die Sol-Zusammensetzung, die das Harz auf Vinylchloridbasis und den Weichmacher enthält, bei der Imprägnierung und Absorption im porösen Schaum 200 eine Fliessfähigkeit hat und in den Zwischenräumen des porösen Schaums 200 leicht aushärtet.
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Beim Radiergummi 10 ist der Gesamtanteil der Harzkomponente und der Elastomerkomponente im Basismaterial 100 nicht besonders begrenzt. Beispielsweise enthalten 100 Masse-% des Basismaterials 100, 10 Masse-% oder mehr und 80 Masse-% oder weniger, vorzugsweise 20 Masse-% oder mehr und 70 Masse-% oder weniger von mindestens einer der Harzkomponente oder der Elastomerkomponente.
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Im Radiergummi 10 beträgt beispielsweise der Anteil des Weichmachers an 100 Masse-% des Basismaterials 100, 10 Masse-% oder mehr und 80 Masse-% oder weniger, vorzugsweise 20 Masse-% oder mehr und 70 Masse-% oder weniger (wobei der Gesamtanteil der Harzkomponente, der Elastomerkomponente und des Weichmachers 100 Masse-% oder weniger beträgt).
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Ein Gehalt an mindestens einer der Harzkomponente oder der Elastomerkomponente beträgt vorzugsweise 25,0 Masse-% oder mehr und 45,0 Masse-% oder weniger, und ein Gehalt an Weichmacher beträgt vorzugsweise 35,0 Masse-% oder mehr und weniger als 55,0 Masse-%. Bei dieser Zusammensetzung kann sichergestellt werden, dass der Radiergummi 10 sowohl eine hohe Elastizität als auch eine hohe Radierfähigkeit hat.
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Das Basismaterial 100 kann ferner einen Füllstoff wie Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Magnesiumoxid, Siliciumdioxid, Talkum, Ton, Kieselgur, gemahlenen Quarz, Aluminiumoxid, Aluminiumsilikat oder Glimmer enthalten. Der Gehalt des Füllstoffs in 100 Masse-% des Basismaterials 100 beträgt z.B. 0 Masse-% oder mehr und 70 Masse-% oder weniger, vorzugsweise 5 Masse-% oder mehr und 40 Masse-% oder weniger.
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Das Basismaterial 100 kann darüber hinaus weitere Zusätze enthalten, wie z.B. ein Poliermittel, eine Metallseife, einen Stabilisator auf Barium-Zink-Basis, einen Stabilisator auf Calcium-Zink-Basis, einen Stabilisator auf Magnesium-Zink-Basis, ein Färbungsmittel, ein Parfüm, ein Tensid und Glykole. Beispiele für das Färbungsmittel sind bekannte Pigmente, wie ein organisches Pigment, ein anorganisches Pigment und ein Fluoreszenzpigment, sowie bekannte Farbstoffe.
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Das Basismaterial 100 kann eine flüchtige Pigmentkomponente enthalten, die aus druckempfindlichen Mikrokapseln zusammengesetzt ist, die durch eine Reibekraft zerdrückt werden sollen (druckempfindliche flüchtige Pigmentkomponente) und/oder eine flüchtige Pigmentkomponente, die eine wärmeempfindliche Farbkomponente enthält, die durch eine Reibekraft entfärbt werden soll (wärmeempfindliche flüchtige Pigmentkomponente).
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[Poröser Schaum]
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Der Radiergummi 10 nach dieser Ausführungsform beinhaltet den porösen Schaum 200, der mit dem Basismaterial 100 imprägniert ist. Der poröse Schaum 200 hat vorzugsweise eine mit dem Basismaterial 100 imprägnierbare Gerüststruktur, bei der das Gerüst des porösen Schaums 200 getrennt und zusammen mit dem Abrieb des Basismaterials 100 durch eine Reibungskraft gegen eine Blattoberfläche entfernt wird.
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Beispiele für das Material für den porösen Schaum 200 beinhalten: verschiedene Harze, darunter als duroplastische Harze beispielhaft ein Harz auf Melaminbasis, ein Harz auf Epoxidbasis, ein Harz auf Urethanbasis, ein Harz auf Harnstoffbasis und ein Harz auf Phenolbasis; thermoplastische Harze beispielhaft ein Harz auf Styrolbasis, wie z.B. Polystyrol, ein Harz auf Esterbasis, wie z.B. Polyester, ein Harz auf Acrylbasis, wie z.B. Polyacrylat, ein Harz auf Olefinbasis, wie z.B. Polyethylen, und ein Harz auf Vinylchloridbasis, wie z.B. Polyvinylchlorid; und Elastomere. Es kann z.B. ein natürlicher poröser Polymerkörper wie ein Schwamm verwendet werden. Das Material für den porösen Schaum 200 kann ferner verschiedene Gummis wie Naturkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk und Nitril-Butadien-Kautschuk, Naturfasern wie Baumwolle, Seide und Hanf sowie synthetische Fasern wie Fasern auf Zellulose-, Ester-, Acryl- und Amid-Basis enthalten.
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Unter diesen Materialien ist der poröse Schaum 200 unter den Aspekten einer hohen Affinität zum Basismaterial 100, einer leichten Trennung der Struktur durch eine Reibungskraft gegen eine Blattoberfläche und einer entsprechenden Zugelastizität vorzugsweise ein aus einem Melaminharz hergestellter Melaminschaum.
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[Verfahren zum Herstellen des Radiergummis 10]
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Der Radiergummi 10 nach der vorliegenden Erfindung wird hergestellt, indem Zwischenräume im porösen Schaum 200 mit dem Basismaterial 100 imprägniert werden, so dass das Basismaterial 100 in die Zwischenräume eindringt. Das Verfahren zur Herstellung des Radiergummis ist nicht auf ein bestimmtes Verfahren beschränkt, als Beispiel kann ein nachstehend beschriebenes Verfahren verwendet werden.
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Zunächst werden Materialien für das Basismaterial 100 enthaltend, die mindestens eine der Harzkomponente oder der Elastomerkomponente, den Weichmacher und den oben beschriebenen Füllstoff sowie ein weiteres Additiv, das nach Bedarf zugegeben wird, ausreichend gerührt und gemischt, wodurch das Basismaterial 100 hergestellt wird. Im Falle der Verwendung z.B. eines Vinylchloridharzes als Harzkomponente wird z.B. ein granuläres Harz verwendet. Zusätzlich wird ein plattenförmiger poröser Schaum 200 hergestellt.
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Als nächstes wird der poröse Schaum 200 mit dem Basismaterial 100 imprägniert, wodurch Zwischenräume im porösen Schaum 200 mit dem Basismaterial 100 ausgefüllt werden. Beispielsweise wird ein nicht ausgehärtetes Basismaterial in einer Menge, mit der die Zwischenräume im porösen Schaum 200 ausreichend gefüllt sind, mit dem porösen Schaum 200 so stehen gelassen, dass das Basismaterial 100 in den Zwischenräumen zur Imprägnierung aufgenommen wird. Die Zwischenräume können mit dem Basismaterial 100 imprägniert werden, indem der poröse Schaum 200 in eine plattenförmige Form, die mit dem ungehärteten Basismaterial 100 gefüllt ist, eingetaucht wird. Der poröse Schaum 200 kann durch Pressen in einem Zustand komprimiert werden, in dem die Zwischenräume des porösen Schaums 200 mit einem nicht ausgehärteten Basismaterial 100 imprägniert sind, so dass sich das nicht ausgehärtete Basismaterial 100 über die gesamten Zwischenräume des porösen Schaums 200 ausbreitet. Die Imprägnierung kann während der Evakuierung durchgeführt werden, so dass der Radiergummi 10 keine Poren aufweist, d.h. der Radiergummi 10 keine Zwischenräume aufweist, in denen das Basismaterial 100 nicht vorhanden ist. Um die Imprägnierungsmenge des Basismaterials 100 zu vereinheitlichen und zu erhöhen, wird ein nicht ausgehärtetes Basismaterial 100 von oben weiter in den porösen Schaum 200 gegossen, der mit dem nicht ausgehärteten Basismaterial 100 imprägniert ist.
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Das Basismaterial 100 wird ausgehärtet, wobei Zwischenräume im porösen Schaum 200 mit dem nicht ausgehärteten Basismaterial 100 imprägniert werden. Um die Ergiebigkeit zu erhöhen, wird die Aushärtung vorzugsweise durch Erwärmen durchgeführt. Das Erwärmen erfolgt vorzugsweise durch Heißpressen, da das Erwärmen bis zu einem zentralen Teil des porösen Schaums 200 gleichmäßig durchgeführt werden kann. Das Heißpressen erfolgt durch Pressen des porösen Schaums 200, der mit dem Basismaterial 100 imprägniert ist, während der poröse Schaum 200 zwischen zwei Pressscheiben, die größer als der poröse Schaum 200 sind, eingebettet ist. Das Heißpressen kann sowohl als Pressen dienen, um dem Basismaterial 100 die Möglichkeit zu geben, sich über die gesamten Zwischenräume des porösen Schaums 200 auszubreiten, als auch als Pressen, um die Aushärtung durch Erwärmen zu fördern. Der Pressdruck wird bei Bedarf entsprechend eingestellt. Zum Beispiel kann der Pressdruck beim Pressen einer Radiergummibahn auf 5 kgf/cm2 (49 N/cm2) oder mehr und 150 kgf/cm2 (1470 N/cm2) oder weniger eingestellt werden.
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Die Aushärtung mit Wärme erfolgt vorzugsweise bei 100°C oder mehr und 160°C oder weniger bei einer Aufheizzeit von 5 Minuten oder mehr und 50 Minuten oder weniger. Insbesondere die Aushärtung bei 105°C oder mehr und 140°C oder weniger bei einer Aufheizzeit von 5 Minuten oder mehr und 20 Minuten oder weniger ist für die Herstellung des Radiergummis 10 bevorzugt, der sowohl eine hohe Elastizität als auch eine hohe Radierfähigkeit aufweist. Die Erwärmung erfolgt vorzugsweise unter Druck durch Pressen.
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Als Basismaterial 100 wird ebenfalls vorzugsweise ein Basismaterial 100 in einem Sol-Zustand mit einer Viskosität von 100 bis 20.000 mPals (vorzugsweise 800 bis 7.000 mPa s) unter Messbedingungen bei 20°C mit einem Viskosimeter vom B-Typ bei 6 U/min, insbesondere eine Sol-Zusammensetzung eines Polyvinylchloridharzes, als ungehärtetes Basismaterial 100 verwendet. Der Grund dafür ist, dass das Basismaterial 100 mit einer Viskosität in diesem Bereich eine Fließfähigkeit aufweist, die geeignet ist, das nicht gehärtete Basismaterial 100 in dem porösen Schaum 200 bei Raumtemperatur zu imprägnieren und zu absorbieren. Darüber hinaus kann ein solches Basismaterial 100 leicht Zwischenräume ausfüllen und kann beim Ausfüllen der Zwischenräume leicht ausgehärtet werden. Selbst bei einem nicht ausgehärteten Basismaterial 100 mit einer hohen Viskosität von mehr als 20.000 mPa s kann die Imprägnierung z.B. durch Verringerung der Viskosität mit Wärme oder durch Verringerung des Drucks erfolgen.
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Das so durch Aushärten erhaltene plattenförmige Radiergummi-Basismaterial wird nach Bedarf in eine vorbestimmte Größe geschnitten, wodurch ein Radiergummi 10 hergestellt wird.
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[Radiergummi]
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Der Radiergummi 10 hat eine Struktur, in der der poröse Schaum 200 mit dem Basismaterial 100 imprägniert ist. Im Radiergummi 10 ist der poröse Schaum 200 mit dem Basismaterial 100 imprägniert, so dass Zwischenräume im porösen Schaum 200 mit dem Basismaterial 100 gefüllt sind. In einer Beschaffenheit des Radiergummis 10 wird das Basismaterial 100 durch Erwärmen ausgehärtet und in Zwischenräumen im porösen Schaum 200 fixiert.
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Der Radiergummi 10 wird vorzugsweise so ausgestaltet, dass das Basismaterial 100 durch Reiben beim Radieren abgenutzt und vom Radiergummi 10 entfernt wird, und die Gerüststruktur des porösen Schaums 200 durch Abrieb des Basismaterials 100 aufgebrochen und entfernt wird.
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[Beispiele]
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Die vorliegende Erfindung soll nun anhand von Beispielen näher beschrieben werden. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Beschreibung von Beispielen nicht eingeschränkt.
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(Beispiel 1)
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(Herstellung des Radiergummis)
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Ein Radiergummi gemäß Beispiel 1 wurde unter Verwendung eines Basismaterials mit der unten beschriebenen Zusammensetzung und eines porösen Schaums, wie unten beschrieben, hergestellt. Die Messung einer später beschriebenen Partikelgröße wurde in Übereinstimmung mit JIS K5600-2-5; 1999 durchgeführt, und eine dritte Probe wurde mit einem 100-µm-Gleitmessgerät gemessen.
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[Basismaterial]
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- (1) Harz: 31,0 Massenteile Polyvinylchlorid (Produktname „ZEST P21“, hergestellt von SHINDAI-ICHI VINYL CORPORATION) (Partikelgröße: 55 µm, Polymerisationsgrad: 1550, K-Wert: 75,1, Viskosität 5300 (mPa s))
- (2) Weichmacher: 48,0 Massenteile Acetyltributylcitrat (ATBC)
- (3) Füllstoff: 20,5 Gewichtsteile schweres Calciumcarbonat (Produktname „LIGHTON A-4“, hergestellt von Bihoku Funka Kogyo Co., Ltd.)
- (4) Stabilisator:
- (4-1) 0,4 Masseteile eines Stabilisators auf Magnesium-Zink-Basis (Mg/Zn-Metallverbundseife) (Produktname „EMBILIZER R-23L“, hergestellt von Tokyo Fine Chemical CO., LTD.)
- (4-2) 0,1 Masseteil eines organischen Stabilisators auf Phosphorbasis (Phosphit) (Produktname „EMBILIZER TC-110S“, hergestellt von Tokyo Fine Chemical CO., LTD.)
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[Poröser Schwamm]
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Melaminschaumstoff (Produktname „Basotect (eingetragenes Warenzeichen)“ (Zugelastizität des Melaminschaumstoffs: 0,22 MPa, Dichte: 9,0 kg/m3), hergestellt von BASF)
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Komponenten, die ein Basismaterial bilden, wurden in ein Rührgefäß gegeben und verrührt um gleichmäßig zu sein, wodurch ein Basismaterial hergestellt wurde. Dann wurden 0,15 Masseteile eines plattenförmigen Melaminschaums, der in eine vorgegebene Größe (60 mm × 23 mm × 10 mm) geschnitten wurde, mit 20 Masseteilen eines Basismaterials imprägniert. Nachdem der Melaminschaum mit dem Basismaterial imprägniert worden war, wurde der Melaminschaum unter 120°C 10 Minuten lang unter einem Pressdruck von 10 kgf/cm2 (=98N/cm2) heiß gepresst, so dass das Basismaterial ausgehärtet wurde und ein Radiergummi entstand.
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(Beispiel 2)
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Die Materialien für einen Füllstoff, einen Stabilisator, einen porösen Schaum, die in Beispiel 2 verwendet wurden, waren die gleichen wie die in Beispiel 1, Polyvinylchlorid (Produktname „ZEST P22“, hergestellt von der SHINDAI-ICHI VINYL CORPORATION) (Partikelgröße: 55 µm, Polymerisationsgrad: 1060, K-Wert: 67,1, Viskosität: 3000 (mPa s)) wurde als Harz verwendet, und DOA wurde als Weichmacher eingesetzt. Ein Zusammensetzungsverhältnis ist in Tabelle 1 dargestellt. Mit der Ausnahme, dass die Temperatur des Heißpressens 135°C war, wurde ein Radiergummi gemäß Beispiel 2 durch eine ähnliche Zubereitungsmethode wie in Beispiel 1 erhalten.
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(Beispiel 3)
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Ein Radiergummi gemäß Beispiel 3 wurde durch ein ähnliches Verfahren wie in Beispiel 1 erhalten, mit Ausnahme der Verwendung von Polyvinylchlorid als Harzkomponente mit einer Teilchengröße von 45 µm mit dem in Tabelle 2 angegebenen Zusammensetzungsverhältni s.
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(Beispiel 4)
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Ein Radiergummi gemäß Beispiel 4 wurde durch ein ähnliches Verfahren wie in Beispiel 1 erhalten, mit Ausnahme der Verwendung von Polyvinylchlorid als Harzkomponente mit einer Teilchengröße von 63 µm mit dem in Tabelle 2 angegebenen Zusammensetzungsverhältni s.
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(Beispiel 5)
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Die in Beispiel 5 verwendeten Materialien für ein Harz, einen Weichmacher, einen Füllstoff, einen Stabilisator und einen porösen Schaum waren die gleichen wie die in Beispiel 1 verwendeten. Die Menge des Weichmachers betrug 34,0 Gewichtsteile, und ein Zusammensetzungsverhältnis der anderen Materialien ist in Tabelle 2 dargestellt. Abgesehen von diesen wurde ein Radiergummi nach Beispiel 5 durch eine ähnliche Zubereitungsmethode wie in Beispiel 1 hergestellt.
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(Beispiel 6)
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Die in Beispiel 6 verwendeten Materialien für ein Harz, einen Weichmacher, einen Füllstoff, einen Stabilisator und einen porösen Schaum waren die gleichen wie die in Beispiel 1 verwendeten. Die Menge des Weichmachers betrug 40,0 Gewichtsteile, und ein Zusammensetzungsverhältnis der anderen Materialien ist in Tabelle 2 dargestellt. Abgesehen von diesen wurde ein Radiergummi nach Beispiel 6 durch eine ähnliche Zubereitungsmethode wie in Beispiel 1 hergestellt.
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(Beispiel 7)
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Die in Beispiel 7 verwendeten Materialien für ein Harz, einen Weichmacher, einen Füllstoff, einen Stabilisator und einen porösen Schaum waren die gleichen wie die in Beispiel 1 verwendeten. Die Menge des Weichmachers betrug 46,0 Gewichtsteile, und ein Zusammensetzungsverhältnis der anderen Materialien ist in Tabelle 2 dargestellt. Abgesehen von diesen wurde ein Radiergummi nach Beispiel 7 durch eine ähnliche Zubereitungsmethode wie in Beispiel 1 hergestellt.
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(Beispiel 8)
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Die in Beispiel 8 verwendeten Materialien für ein Harz, einen Weichmacher, einen Füllstoff, einen Stabilisator und einen porösen Schaum waren die gleichen wie die in Beispiel 1 verwendeten. Die Menge des Weichmachers betrug 50,0 Gewichtsteile, und ein Zusammensetzungsverhältnis der anderen Materialien ist in Tabelle 2 dargestellt. Abgesehen von diesen wurde ein Radiergummi nach Beispiel 8 durch eine ähnliche Zubereitungsmethode wie in Beispiel 1 hergestellt.
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(Beispiel 9)
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Die in Beispiel 9 verwendeten Materialien für ein Harz, einen Weichmacher, einen Füllstoff, einen Stabilisator und einen porösen Schaum waren die gleichen wie die in Beispiel 2 verwendeten. Die Menge des Weichmachers betrug 40,0 Gewichtsteile, und ein Zusammensetzungsverhältnis der anderen Materialien ist in Tabelle 3 dargestellt. Abgesehen von diesen wurde ein Radiergummi nach Beispiel 9 durch eine ähnliche Zubereitungsmethode wie in Beispiel 1 hergestellt.
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(Beispiel 10)
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Die in Beispiel 10 verwendeten Materialien für ein Harz, einen Weichmacher, einen Füllstoff, einen Stabilisator und einen porösen Schaum waren die gleichen wie die in Beispiel 2 verwendeten. Die Menge des Weichmachers betrug 48,0 Gewichtsteile, und ein Zusammensetzungsverhältnis der anderen Materialien ist in Tabelle 3 dargestellt. Abgesehen von diesen wurde ein Radiergummi nach Beispiel 10 durch eine ähnliche Zubereitungsmethode wie in Beispiel 1 hergestellt.
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(Beispiel 11)
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Die in Beispiel 11 verwendeten Materialien für einen Weichmacher, einen Füllstoff, einen Stabilisator und einen porösen Schaum waren die gleichen wie die in Beispiel 2 verwendeten. Polyvinylchlorid (Produktname „ZEST P21“, hergestellt von SHINDAI-ICHI VINYL CORPORATION) (durchschnittliche Partikelgröße: 55 µm, Polymerisationsgrad: 1550, K-Wert: 75,1, Viskosität: 5300 (mPa s)) wurde als Harz verwendet, und ein Zusammensetzungsverhältnis von anderen Materialien ist in Tabelle 3 dargestellt. Abgesehen von diesen wurde ein Radiergummi nach Beispiel 11 durch eine ähnliche Zubereitungsmethode wie in Beispiel 1 erhalten.
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(Beispiel 12)
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Die in Beispiel 12 verwendeten Materialien für ein Harz, einen Füllstoff, einen Stabilisator und einen porösen Schaum waren die gleichen wie die in Beispiel 1 verwendeten. Zwei Arten des Weichmachers, ATBC und DOA, wurden verwendet. Die Menge an ATBC betrug 23,0 Massenteile, die Menge an DOA 23,0 Massenteile, und ein Zusammensetzungsverhältnis der anderen Materialien ist in Tabelle 3 dargestellt. Abgesehen von diesen wurde ein Radiergummi gemäß Beispiel 12 durch eine ähnliche Zubereitungsmethode wie in Beispiel 1 hergestellt.
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(Vergleichsbeispiel 1)
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Ein Radiergummi gemäß Vergleichsbeispiel 1 wurde durch eine ähnliche Präparationsmethode wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass kein poröser Schaum verwendet wurde, während dasselbe Harz, derselbe Weichmacher, Füllstoff und Stabilisator wie in Beispiel 1 verwendet wurden.
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(Vergleichsbeispiel 2)
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Ein Radiergummi gemäß Vergleichsbeispiel 2 wurde durch eine ähnliche Präparationsmethode wie in Beispiel 2 erhalten, außer dass kein poröser Schaum verwendet wurde, während das gleiche Harz, der gleiche Weichmacher, Füllstoff und Stabilisator wie in Beispiel 2 verwendet wurde.
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[Messung physikalischer Eigenschaften und Bewertung von Merkmalen]
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Die physikalischen Eigenschaften eines Radiergummis wurden nach einem unten beschriebenen Verfahren gemessen, und ihre Eigenschaften wurden bewertet.
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[Zugelastizität]
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Ein Radiergummi 10 wurde in eine Hantelform mit einer Messlänge von 30 mm gestanzt, wodurch ein Teststück für einen Zugversuch vorbereitet wurde. Das vorbereitete Teststück wurde für die Messung der Zugelastizität (MPa) nach einem Verfahren in Übereinstimmung mit JIS K 6251 verwendet.
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[Bewertung von Radiergummimerkmalen]
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Als nächstes wurden die Eigenschaften als typischer Radiergummi bewertet. Als Merkmal wurde eine Radierfähigkeit (%) bewertet. Die Bewertung wurde nach folgendem Verfahren durchgeführt:
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[Radierfähigkeit]
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Die Radierfähigkeit wurde nach folgendem Verfahren in Übereinstimmung mit JSI S 6050: 2002 6.4 gemessen.
- (1) Ein Radiergummi wurde in eine Plattenform mit einer Dicke von 5 mm geschnitten, und ein Abschnitt an der Spitze des Radiergummis, der mit einem farbigen Papierblatt in Kontakt kommen soll, wurde in eine Bogenform mit einem Radius von 6 mm gebracht.
- (2) Ein farbiges Papierblatt wurde mit einer Linienmaschine unter Verwendung eines HB-Bleistifts gemäß JIS S 6006 und eines holzfreien Papierblatts mit einem Flächengewicht von 90 g/m2 oder mehr und einem Weißegrad von 75% oder mehr hergestellt. Ein Teststück wurde mit dem farbigen Papierbogen so in Kontakt gebracht, dass das Teststück senkrecht zum farbigen Papierbogen und im rechten Winkel in Bezug auf eine farbige Linie stand. In dieser Beschaffenheit wurde ein Gewicht so auf das Teststück gelegt, dass die Summe der Massen des Gewichts und des Halters 0,5 kg betrug, und ein farbiger Teil wurde viermal mit einer Geschwindigkeit von 150±10 cm/min. hin- und herbewegt, um abgerieben zu werden.
- (3) Die Dichte sowohl des farbigen als auch des abgeriebenen Teils wurde mit einem Densitometer gemessen, wobei die Dichte eines nicht farbigen Teils des farbigen Papierblatts mit Null definiert wurde.
- (4) Eine Radierfähigkeit wurde mit der nachstehenden Gleichung berechnet, und es wurde ein Mittelwert aus drei Berechnungen erhalten.
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[Tabelle 1]
| | Beispiel 1 | Beispiel 2 | Vergleichsbeispiel 1 | Vergleichsbeispiel 2 |
Harzkomponente | Polyvinylchlorid | 31,0 | 33,0 | 31,0 | 33,0 |
Weichmacher | ATBC | 48,0 | - | 48,0 | - |
DOA | - | 43,0 | - | 43,0 |
Stabilisator | Mg/Zn-Metallverbundseife, etc. | 0,4 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
Phosphit | 0,1 | 0,3 | 0,1 | 0,3 |
Füllstoff | schweres Calciumcarbonat | 20,5 | 23,2 | 20,5 | 23,2 |
poröser Schaum | | vorhanden | vorhanden | nicht vorhanden | nicht vorhanden |
Radierfähigkeit (%) | | 94,5 | 93,6 | 93,6 | 92,5 |
Zugelastizität (MPa) | | 0,83 | 0,84 | 0,54 | 0,39 |
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[Tabelle 2]
| | Beispiel 3 | Beispiel 4 | Beispiel 5 | Beispiel 6 | Beispiel 7 | Beispiel 8 |
Harzkomponente | Polyvinylchlorid | 31,0 | 31,0 | 40,0 | 36,0 | 32,0 | 30,0 |
Weichmacher | ATBC | 48,0 | 48,0 | 34,0 | 40,0 | 46,0 | 50,0 |
DOA | - | - | - | - | - | - |
Stabilisator | Mg/Zn-Metall verbundseif e, etc. | 0,4 | 0,4 | 0,5 | 0,5 | 0,4 | 0,4 |
Phosphit | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
Füllstoff | schweres Calciumcarbon at | 20,5 | 20,5 | 25,4 | 23,4 | 20,5 | 19,5 |
poröser Schaum | | vorhanden | vorhanden | vorhanden | vorhanden | vorhanden | vorhanden |
(%) Radierfähigkei t | | 94,1 | 94,7 | 81,1 | 90,8 | 94,7 | 94,9 |
tensile elasticity Z ugelastizität (MPa) | | 0,72 | 0,86 | 1,59 | 0,99 | 0,82 | 0,60 |
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[Tabelle 3]
| | Beispiel 9 | Beispiel 10 | Beispiel 11 | Beispiel 12 |
Harzkomponente | Polyvinylchlorid | 36,0 | 31,0 | 32,0 | 32,0 |
Weichmacher | ATBC | - | - | - | 23,0 |
DOA | 40,0 | 48,0 | 46,0 | 23,0 |
Stabilisator | Mg/Zn-Metallverbundseife, etc. | 0,5 | 0,4 | 0,4 | 0,4 |
Phosphit | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,1 |
Füllstoff | schweres Calciumcarbonat | 23,4 | 20,5 | 21,5 | 21,5 |
poröser Schaum | | vorhanden | vorhanden | vorhanden | vorhanden |
Radierfähigkeit (%) | | 89,6 | 94,8 | 94,1 | 94,2 |
Zugelastizität (MPa) | | 1,04 | 0,60 | 0,84 | 0,62 |
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(Ergebnisse)
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Beispiel 1, Beispiel 2, Beispiel 3, Beispiel 4, Beispiel 5, Beispiel 6, Beispiel 7, Beispiel 8, Beispiel 9, Beispiel 10, Beispiel 11 und Beispiel 12 sind Beispiele für Radiergummis, die in den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen. Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 sind Beispiele für Radiergummis, die nicht zum Umfang der vorliegenden Erfindung gehören. Insbesondere entsprechen das Vergleichsbeispiel 1 und das Vergleichsbeispiel 2 dem Beispiel 1 bzw. dem Beispiel 2 und sind Beispiele, bei denen die Struktur jedes Radiergummis keinen porösen Schaum enthält.
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Unter Bezugnahme auf Beispiel 1 bis Beispiel 12 liegen die Zugelastizitäten von Beispiel 1, Beispiel 2, Beispiel 4, Beispiel 5, Beispiel 6, Beispiel 7, Beispiel 9 und Beispiel 11 bei 0,80 MPa oder mehr und die Zugelastizitäten von Beispiel 1, Beispiel 2, Beispiel 4, Beispiel 5, Beispiel 6, Beispiel 9 und Beispiel 11 liegen bei 0,83 MPa oder mehr und sind so genannte hohe Festigkeiten. Die Zugelastizitäten von Beispiel 3, Beispiel 8, Beispiel 10 und Beispiel 12 liegen ebenfalls bei 0,60 MPa oder mehr, was bedeutet, dass diese Beispiele ausreichende Festigkeiten aufweisen. Beispiel 1, Beispiel 2, Beispiel 3, Beispiel 4, Beispiel 6, Beispiel 7, Beispiel 8, Beispiel 10, Beispiel 11 und Beispiel 12 weisen ebenfalls hohe Radierfähigkeiten von 90% oder mehr auf. Beispiel 5 und Beispiel 9 haben ebenfalls ausreichend hohe Radierfähigkeiten von 80% oder mehr.
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Andererseits sind in Bezug auf Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 aufgrund des Fehlens eines porösen Schaums die Zugelastizitäten so niedrig wie 0,60 MPa oder weniger, und zwar 0,55 MPa oder weniger, obwohl die Radierfähigkeiten davon 90% übersteigen.
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Wie oben beschrieben, hat ein Radiergummi nach der vorliegenden Erfindung eine hohe Elastizität und eine hohe Radierfähigkeit.
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In Beispiel 1, Beispiel 3 und Beispiel 4 wird die Partikelgröße von Polyvinylchlorid variiert. Alle diese Beispiele haben ausgezeichnete Bewertungsergebnisse. Wenn Polyvinylchlorid hier eine zu große Partikelgröße hat, z.B. größer als 100 µm, neigt ein erhaltener Radiergummi dazu, eine niedrige Gelhärte zu haben. Als Merkmale des erhaltenen Radiergummis ist der Radiergummi weich und neigt dazu, im Gebrauch stark zu brechen. Darüber hinaus erscheinen granuläre Cluster auf der Oberfläche des erhaltenen Radiergummis, was eine Tendenz zu ungünstigem Aussehen verursacht. Andererseits, wenn Polyvinylchlorid eine zu kleine Partikelgröße hat, z.B. kleiner als 20 µm, neigt der erhaltene Radiergummi dazu, eine hohe Gelhärte zu haben. Als Charakteristik des erhaltenen Radiergummis ist der Radiergummi hart und neigt dazu, beim Gebrauch zu Pulver gebrochen zu werden. Darüber hinaus ist der Schmutz nach dem Gebrauch sehr fein und neigt dazu, die Umgebung zu kontaminieren. Außerdem neigt die Oberfläche des Radiergummis nach dem Gebrauch dazu, kontaminiert zu sein. Daher beträgt die Partikelgröße von Polyvinylchlorid vorzugsweise 20 µm oder mehr und 100 µm oder weniger. In diesem Fall kann der Radiergummi leicht in einer gewünschten Beschaffenheit hergestellt werden. Durch Einstellung der Partikelgröße des Polyvinylchlorids auf 45 µm oder mehr und 63 µm oder weniger, wie in Beispiel 1, Beispiel 3 und Beispiel 4 gezeigt, ist es möglich, die Herstellung des Radiergummis in einer gewünschten Beschaffenheit zu gewährleisten.
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Außerdem kann in Bezug auf den porösen Schaum, wenn der poröse Schaum sehr weich und grob ist, d.h. große Zwischenräume aufweist, der Effekt der Imprägnierung unter Ausnutzung einer Kapillarwirkung bei der Herstellung nicht ausreichend erreicht werden. Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass das Innere des porösen Schaums mit einer geschmolzenen Harzkomponente imprägniert wird. Darüber hinaus besitzt der Radiergummi als Eigenschaft des erhaltenen Radiergummis keine so genannte Widerstandsfähigkeit und neigt dazu, sich leicht zu verbiegen. Außerdem wird der Radiergummi im Gebrauch durch Abrieb nicht fein gebrochen und neigt dazu, grob gebrochen zu werden. Außerdem bilden sich bei dem erhaltenen Radiergummi leicht Zwischenräume. Wenn der poröse Schaum andererseits sehr hart ist und eine hohe Dichte hat, d.h. sehr kleine Zwischenräume aufweist, neigt das Innere des porösen Schaums weniger dazu, bei der Herstellung mit der geschmolzenen Harzkomponente imprägniert zu werden. Darüber hinaus ist die Abriebmenge des erhaltenen Radiergummis im Gebrauch gering, so dass eine neue Oberfläche nicht leicht erscheint, und die Radierfähigkeit dazu neigt, schlecht zu sein. So beträgt die Dichte des porösen Schaums vorzugsweise 3,5 kg/m3 oder mehr und beispielsweise 12,0 kg/m3 oder weniger. In diesem Fall kann eine bevorzugte Beschaffenheit bei der Herstellung und im Gebrauch erreicht werden.
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Es sollte verstanden werden, dass die hier offenbarten Ausführungsformen in jeder Hinsicht illustrativ und nicht einschränkend sind. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die Begriffe der Ansprüche und nicht durch die obige Beschreibung definiert und soll alle Änderungen innerhalb des Umfangs und der Bedeutung umfassen, die den Begriffen der Ansprüche entsprechen.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Ein Radiergummi nach der vorliegenden Erfindung wird vor allem dann vorteilhaft eingesetzt, wenn hohe Elastizität und hohe Radierfähigkeit gefordert sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Radiergummi,
- 20
- Abdeckung,
- 100
- Basismaterial,
- 200
- poröser Schaum.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2017238081 [0001]
- JP 55034990 [0003]