DE2803206C3 - Verschäumbares Gemisch - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein verschäumbares Gemisch, das sich für die Ummantelung von Minen in der Bleistiftfertigung eignet

Es ist bekannt, daß Bleistifte, um ihre Schneideigenschaften zu verbessern, außer als klassische, d. h. hölzerne, auch unter Verwendung verschiedener Kunststoffgemische und Treibmittel gefertigt werden. Nachceile der Bleistifte, die aus den heute bekannten Gemischen gefertigt werden, sind ihre relativ geringe Biegefestigkeit und die nicht immer gleichmäßige Struktur der stranggepreßten Bleistifte.

Weitere Nachteile der bisher verwendeten Gemische sind auch die nicht immer gute Beschneidbarkeit der Preßprofile in Verbindung mit einer genügend hohen Biegefestigkeit und einer guten Struktur des Preßprofils und die nicht immer gute Haftverbindung des Kunststoffmantels mit der Mine bei einer womöglich raschen und billigen Fertigung.

Eine erhöhte Biegefestigkeit wird durch Zugabe eines geeigneten Füllstoffes, wie z. B. von Sägemehl, gehackten Glasfasern, und außerdem durch Fertigung des gewünschten Profils durch Verbindung vieler Stränge u. ä. erreicht. Dies liefert jedoch nicht immer zufriedenstellende Ergebnisse.

Andererseits ist ein verstärktes, schäumbares, thermoplastisches Material nebst Herstellungsverfahren bekannt (CH-PS 5 68 347), das als erste Komponente ein verstärkende Fasern, z. B. Glasfasern, enthaltendes thermoplastisches Harz, z. B. Polystyrol, und als zweite Komponente ein ein Schäummittel, z. B. Azodikarbonamid, enthaltendes thermoplastisches Harz, z. B. Poly äthylcn, enthält und dem außerdem Talk zugesetzt sein kann. Die Herstellung erfolgt durch Einarbeiten der Fasern in das erste Harz, Überführen desselben in Partikelform, Einarbeiten eines Schäummittels in das zweite Harz, Überführen desselben in Partikelform und Mischen der beiden partikelförmigen Harze, wonach die Mischung cxtrudierbar oder spriizgieBbar ist, um geformte Gegenstände herzustellen. Auf die Probleme der Bleistiftfertigung wird in dem Zusammenhang nicht eingegangen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein insbesondere für die Ummantelung von Bleistiftminen geeignetes verschäumbares Gemisch zu entwickeln, das außer einer guten Biegefestigkeit eine gleichmäßige Struktur, eine gute Haftverbindung mit dem ummantel-

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hfl ten Gut und eine verbesserte Beschneidbarkeit der Produkte ermöglicht

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist ein verschäumbares Gemisch, bestehend aus 100 Gewichtsteilen eines vinylaromatischen Polymerisates, 1—9^ Gewichtsteilen Polyäthylen oder 1 —30 Gewichtsteilen Polypropylen oder Polyvinylchlorid oder Polyvinylazetat oder ihrer Gemische, ferner aus 1—20 Gewichtsteilen Talk, 5—50 Gewichtsteilen gehackter Glasfasern, 03—2,0 Gewichtsteilen eines Treibmittels mit einem Zersetzungspunkt bei 170—240°C und 03—2 Gewichtsteilen eines Treibmittels mit einem Zersetzungspunkt bei 100— 160⁰C.

Dieses Gemisch kann anstelle von 03—2 Gewichtsteilen eines Treibmittels mit einem Zersetzungspunkt bei 100—160⁰C 1—20 Gewichtsteile eines schaumbildenden Kunststoffes enthalten.

Gegenstand der Erfindung ist außerdem die Verwendung des verschäumbaren Gemisches für die Ummantelung von Minen.

Das erfindungsgemäße Gemisch wird hierfür mit einer Strangpresse ausgepreßt, die mit einem Querspritzkopf versehen ist

In diesen wird gleichzeitig und kontinuierlich die plastische Mine dosiert oder mittels einer weiteren Strangpresse herausgedrückt Das herausgedrückte Sechskantprofil wird in einer Kalibriereinrichtung kalibriert und nachher auf die entsprechende Länge des klassischen Bleistifts zugeschnitten. Die Oberfläche der auf diese Art erzeugten Bleistifte kann durch einen Lackanstrich verbessert werden, oder es wird ein dreifacher Spritzkopf angewandt und die Oberfläche wird mit einer dünnen dekorativen Schicht aus einem steifen Kunststoff überzogen.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Gemisches besteht in der Schaffung einer mikroporösen Struktur im wesentlichen in zwei anschließenden Stufen. Die zweistufige Schaumbildung ist das Ergebnis der Anwesenheit von zwei Treibmitteln mit verschiedenen Zersetzungspunkten. Die Struktur der Preßprofile kann vorzugsweise durch Einstellung eines geeigneten technologischen Bereichs der angewandten Strangpresse oder durch Benützung einer Spezialschnecke geregelt werden.

Dem Gemisch können ferner mit Vorteil antistatische Reagenzmittel hinzugefügt werden, die eine elektrische Ladung der Bleistifte vermindern. Dies ist besonders beim Spitzen mit elektrischen Schneidgeräten nötig.

Ferner ist es vorteilhaft, das verw/Nidete Gemisch durch Beimengung von Farbzusätzen und Pigmenten auf <:inen Farbton zu färben, so daß es dem gefärbten Zedernholz, besonders Incense-Zedernholz, ähnelt.

Als vinylaromatisches Polymerisat können mit Vorzug Akrylnitril-Butadien-Styrol-Kunststoffe und andere Polystyrolkunststoffe, wie z. B. normale und zähe Polystyrole, Styrol-Akrylnitrile und ähnliche Kunststoffe, verwendet werden. Im Falle der Verwendung verschiedener Kunststofftypen muß die Dosierung unbedingt auf geeignete Art den übrigen Komponenten des Gemisches angepaßt werden.

Komponenten, die die Beschneidbarkeit der Bleistiftpreßprofile verbessern, sind Hochdruck- und Niederdruckpolyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylazetat oder geeignet zubereitete Gemische dieser Kunststoffe.

Zur Verbesserung der Biegefestigkeit trägt eine entsprechende Talkmenge bei, die gleichzeitig die Struktur des porösen Profils verbessert.

Eine Hauptkomponente, die dem Gemisch hinzugefügt wird, um die Biegefestigkeit zu verbessern, sind gehackte Glasfasern, die mittels eines geeigneten Aminosilantyps aufbereitet werden. Es ist empfehlenswert, Glasfasern einer Länge von 2—12 mm zu verwenden.

Als Treibmittel mit einem Zersetzungspunkt von 100 bis 160⁰C kann Azo-Bis-Isobutyronitril und als Treibmittel mit einem Zersetzungspunkt von 170 bis 240⁰C kann Azodikarbonamid verwendet werden.

Als schaumbildender Kunststoff können schaumbildendes Polystyrol, schaumbildendes Polyäthylen, schaumbildendes Styrol-Akrylnitril- Kopolymerisa t, schaumbildendes Akrylnitril-Butadien-Styrol-Kopolymerisat u. ä. verwendet werden.

Das erfindungsgemäBe Gemisch eignet sich besonders für ummantelte Minen in der Bleistiftfertigung, für sechskantige und runde Minen und auch für Pastellfarbstifte. Die aus Δτη erfindungsgemäßen Gemisch gefertigten Bleisäfte zeichnen sich durch gute Beschneidbarkeit aus, sie haben eine große Biegefestigkeit und weisen bei einer nachträglichen Oberflächenbehandlung durch Lackierung oder bei gleichzeitiger Ummantelung mit einer dünnen dekorativen Kunststoffschicht eine gute Oberflächenausführung auf.

Die Bleistiftfertigung aus dem angerührten Gemisch ist im Vergleich zur klassischen Fertigung sehr vorteilhaft, da es beinahe keinen Abfall gibt. Die Fertigung ist äußerst einfach, die Kosten für die nötige Einrichtung und den Raum sind geringer, und der Arbeitsraum ist verbessert Die Einführung des erfindungsgemäßen Gemisches i:i die 21eistiftfertigung ergibt erhebliche Ersparnisse an Holz, das immer knapper wird. Auch die Ersparnis an Arbeitskräften für die Bedienung der Einrichtung ist wesentlich.

Beispiel 1
Es wurde ein Gemisch zubereitet, das aus 100 der üblichen Fertigung, 5 Gewichtstellen Polyäthylen, 40 Gewichtsteilen gehackter, mit Aminosilan zubereiteter Glasfasern von 6 mm Länge und 5 Gewichtsteilen Talk bestand. Dieses Gemisch wurde mittels einer Strangpresse mit einer Zugabe von Farbstoffen und Pigmenten ausgepreßt, die für die Färbung des Gemisches auf den

Farbton des Incense-Zedernholzes nötig sind. Das

ausgepreßte Gemisch wurde dann granuliert

100 Gewichtsteilen des so gewonnenen granulierten

ίο Stoffes wurden in einer langsam laufenden Mischvorrichtung nach Zugabe von 03 Gewichtsteilen Medizinalöls 5 Gewichtsteile Talk, 5 Gewichtsteile schaumbildendes Polystyrol und 0,5 Gewichtsteile Azodikarbonamif* hinzugemischt

Das gewonnene Gemisch wurde mittels einer Strangpresse mit Querspritzkopf ausgepreßt, wobei in den Querspritzkopf kontinuierlich klassische Minen dosiert wurden. Es kann auch eine plastische Mine ausgepreßt werden, die mit dem Gemisch ähnlich ummantelt wird, wie dies bei der Ummantelung von

Kabeln erfolgt Das herausgedrückte Profil wird dann

kalibriert und auf die gewünschte Bleistiftlänge zugeschnitten.

Das auf diese Art gefertigte Bleistiftprofil hatte eine Beschneidbarkeit die mindestens so gut wie die der

klassischen Bleistifte war., und der Elastizitätsmodul für

Biegebeanspruchung betrug 372 653 N/cm² (38 000 kp/

cm²).

Durch praktische Prüfungen wurde bewiesen, daß bei

der üblichen Anwendung ein Biege-Elastizitätsmodul von 294 200-392 266 N/cm² (30-40 000 kp/cm²) vollkommen hinreichend ist

In der folgenden Tabelle sind Beispiele 2—8 von erfindungsgemäßen Gemischen und ihre Auswertung

J₃ angeführt Die Beschneidbarkeit aller Proben war zumindest so gut wie die Beschneidbarkeit der klassisch gefertigten Bleistifte aus Zedernholz oder aus Incenseholz.

Gewichtsteilen Akrylnitnl- Butadien-Styrol- Kunststoff	und ihre Auswertung	Nr. (Gewichtsteile)	_	4	—	5	_	6	7	—	8	—
Beispiele 2 bis 8 der Gemische	Gemisch	3	-	100	-	100	100	-
	2	-	-	100	-	-	100
	100	100	-	-	-	-	-
Polystyrol	-	5	-	9,5	-	-	-
Polystyrol	-	5	10	-	5	-	-
Styrol-Akrylnitril	-	-	-	-	-	-	10
Akrylnitril-Butadien-Styrol	9,5	-	-	-	5	10	-
Polyäthylen	-	40	30	30	-	35	30
Polypropylen	-	10	10	5	20	10	5
Poly vinylaze tat	-	-	10	-	5	-	-
Polyvinylchlorid	30	-	-	-	-	10	10
Gehackte Glasfasern	5	0,5	-	0,5	-	-	-
Talk	5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
Schaumbildendcs Polystyrol	-	0,2	0,2	0,2	0,5	0,2	0,2
Schaumbildendes Polyäthylen	-	36,3	35,3	37,3	0,2	38,2	36,3
Azo-Bis-Isobutyronitril	0,5				39,2
Azodikarbonumid	0,2
Medizinalöl	34,3
Elastizitätsmodul für Biegung
XlO-'N/cm2

Beispiel 9

Im Beispiel 9 ist zum Vergleich die Auswertung eines thermoplastischen Bleistifts angeführt, der in Japan erzeugt wurde.

Dieses Gemisch hatte folgende Zusammensetzung: 100 Gewichtsteile des Standard-Polystyrols, 35 Gewichtsteile gehackter Glasfasern, 25 Gewichtsteile eines Hochdruck-Polystyrols, 0,8 Gewichtsteile Polyäthylen-

glykol, 0,35 Gewichtsteile Talk und 0_r5 Gewichtsteile Azodikarbonamid, Das Gemisch wi. ie mittels finer Strangpresse durch einen Querspritzkopf gedrückt, wobei die herausgedrückte Mine gleichzeitig ummantelt 5 wurde.

Die aus diesem Gemisch gefertigten Bleistifte hatten einen Biege-Elastizitätsmodul von 294 200 N/cm² (30 000 kp/cm²). Dies ist ein geringerer Biege-Elastizitätsmodul, als in den Beispielen 1 —8 angeführt ist.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verschäumbares Gemisch, bestehend aus 100 Gewichtsteilen eines vinylaromatischen Polymerisates, 1—9,5 Gewichtsteilen Polyäthylen oder 1—30 Gewichtsteilen Polypropylen oder Polyvinylchlorid -. oder Polyvinylazetat oder ihrer Gemische, ferner aus 1 —20 Gewichtsteilen Talk, 5—50 Gewichtsteilen gehackter Glasfasern, 03—2,0 Gewichtsteilen eines Treibmittels mit einem Zersetzungspunkt bei 170-240⁰C und 03—2 Gewichtsteilen eines Treibmittels mit einem Zersetzungspunkt bei 100—160⁰C.

2. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es anstelle von 03—2,0 Gewichtsteilen eines Treibmittels mit einem Zersetzungspunkt bei 100—160°C 1-20 Gewichtsteile eines schaumbildenden Kunststoffes enthält.

3. Verwendung des verschäumbaren Gemisches nach Anspruch 1 oder 2 für die Ummantelung von Minen.

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