DE2845078A1

DE2845078A1 - Schreibstift und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2845078A1
Application number: DE19782845078
Authority: DE
Inventors: Werner Handl
Original assignee: FA J S STAEDTLER; JS Staedtler GmbH and Co KG
Current assignee: J S Staedtler & Co 8500 Nuernberg De GmbH
Priority date: 1978-10-17
Filing date: 1978-10-17
Publication date: 1980-04-24
Also published as: DE2845078C2

Description

Schreibstift und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft einen Schreibstift, bestehend aus einem Mantel und einer emulgatorhaltigen Mine, wobei zwischen Mantel und Mine eine Klebeverbindung besteht, sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Schreibstifte.

Bei Schreibstiften, die aus einem Mantel» vorzugsweise aus Holz, und einer Mine bestehen, muß zwischen Mantel und Mine eine Klebeverbindung erzeugt werden, welche die Mine mit dem Mantel innig verkleben soll. ATs Kleber wird hier üblicherweise eine Polyvinylacetatdispersion verwendet. Dies ist beispielsweise beschrieben in der GB-PS 956 119.

Schwierigkeiten bei der Erzeugung einer Klebeverbindung entstehen, wenn die Mine fetthaltig ist. Um hier eine Klebeverbindung zu erhaTten, ist es aus der DE-AS 12 30

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bekannt, die Minenoberflache vor Herstellung der Klebeverbindung zu entfetten. Aus der DE-AS 12 30 329 ist es bekannt, die fettfreie Mine mit einem mikroporösen Überzug aus Leim zu versehen, danach die Mine mit Fett zu präparieren, um schließlich vor dem Verleimen mittels Polyvinylacetat das Fett von dem mikroporösen Überzug zu entfernen. Ein ähnliches Verfahren ist in der US-PS 25 15 118 beschrieben, wo die Herstellung eines gitterartigen Überzugs aus Leim auf der Minenoberfläche beschrieben ist.

Die vorerwähnten Maßnahmen versagen jedoch, sobald es sich um emulgatorhaltige Minen handelt. Emulgatorhaltige Minen sind beispielsweise Aquarell- oder Wachsminen, bei denen die Minenabstriche wasserlöslich sind. Diese Minen sind anstelle von Fetten oder ölen mit Emulgatoren imprägniert oder die Emulgatoren werden bereits bei der Herstellung des Minenstrangs in diesen eingearbeitet. Die Emulgatoren haben hierbei die Aufgabe, den Minenabstrich wasser lös 1ich zu machen und eine feine Verteilung von festen oder wasserlöslichen Stoffen der Mine in Wasser zu bewirken. Neben den Emulgatoren weisen solche Minen üblicherweise Füllstoffe, wasserlösliche Wachse und wasserlösliche und/oder wasserunlösliche Farbpigmente auf.

Sollen derartige emulgatorhaltige Minen mit dem Mantel mittels eines wässrigen Dispersionsklebstoffs, wie z.B. mittels einer Polyvinylacetatdispersion verklebt werden, entsteht der Nachteil, daß die Minen aufweichen. Durch die hohe EmuIgatorkonzentration an der Minenoberfläche ist zudem eine Adhäsion unmöglich.

Auch die Anwendung der eingangs genannten Maßnahme, um beispielsweise die Minenoberfläche durch Harz- oder

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Kunststoff überzüge zu isolieren, bringen bei emulgatorhaltigen Minen nur unbefriedigende Ergebnisse, wobei zudem die Verfahrensweise sehr umständlich ist.

Es besteht daher die Aufgabe, die Schreibstifte der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß eine innige Klebeverbindung zwischen Mine und Mantel besteht. Es besteht weiterhin die Aufgabe, solche Schreibstifte auf einfache Weise herstellen zu können.

Gelöst wird die erstgenannte Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche 1 bis 6. Ein vorteilhaftes Herstellverfahren ist in den nachfolgenden Ansprüchen beschrieben.

Das wasserlösliche Copolymer aus Methyl vinyläther und Maleinsäureanhydrid mit der Formel

OCH₃

- CH - CH - CHI
η

O = C C = O

findet bevorzugt Anwendung bei Minen, deren Emulgatoren aus Addukten des Äthylendioxyds bestehen. Typische und geeignete Gruppen sind hierbei:

Fettalkoholpolyglykoläther R-O(CH₂CH₂O)_nH Alkylphenolpolyglykoläther R-'C )0(ChpCHg0) H Polyäthylenglykol HO CH₂(Ch₂CH₂O)_nCH₂OH Fettsäurepolyglykolmonoester R-COO CH₂(CH₂CH₂O)_nCH₂OH Fettsäuremonoäthanol amid R-CONH CH₂CH₂OH Fettsäurediäthanolamid

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Fettsäure amidpolyglykοlather

R - CON ^ 2 2 y

(y bzw. ζ = Mol Äthylenoxid) Fettaminpolyglykoläther ,-. -., _Q. „

(y bzw. ζ = Mol Äthylenoxid) Äthylenoxi d-Additionsprodukte HO(CH₂CH₂OJ_x(CH₂CH₂CH₂O)

(CH₂CH₂O)_xH (y = MoI Propylenoxid und χ = Mol Äthylenoxid)

Aus dem Copolymerisat wird eine wässrige Lösung hergestellt, deren Viskosität durch die Konzentration und/ oder durch das Molekulargewicht des verwendeten Copolymerisats und/oder durch partielle Neutralisation der freien Säure der wässrigen Lösung eingestellt werden kann. Vorzugsweise wird eine etwa 30 bis 50 %ige wässrige Lösung verwendet, deren Viskosität etwa IO QOO cp (rvach Brookfield) liegt.

Beschleunigt durch Wärmezufuhr läuft zwischen dem Copolymer und den Emulgatoren eine chemische Reaktion ab, welche eine sehr große Adhäsion zur Minenaberflache bewirkt. Gleichzeitig tritt dur.ch Wasserentzug eine Sol-Gelumwarrdlung ein, die eine starke Adhäsion zur Oberfläche des Mantels bewirkt. Der Mantel besteht üblicherweise aus Holz. Die Adhäsion zur Holzoberfläche ist überwiegend eine mechanische Adhäsion, hervorgerufen einerseits djirch das starke Eindringen des flüssigen Klebstoffes in das Holz, welches als Verdübelung oder Verzahnung wirkt, und zum anderen durch zwischenmolekulare Kräfte zwischen dem Klebstoff und einigen Bestandteilen des Holzes. Es wird samit eine optimale Verankerung der Mine im Holzmantel sichergestelIt.

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Anstelle eines Mantels aus Holz können jedoch auch andere Mantel werkstoffe Verwendung finden. Besteht der Mantel beispielsweise aus Kunststoff, dann ist dafür Sorge zu tragen, daß die Nut im Mantel, in welche die Mine eingebracht wird, eine aufgerauhte Oberfläche aufweist. Wird ein beispielsweise aus Papier bestehender Mantel verwendet , ist es möglich, diesen mit den vorerwähnten Emulgatoren zu imprägnieren, wodurch eine große Adhäsion zur Manteloberfläche bewirkt wird. Es ist auch möglich, bei Verwendung eines Holzmantels die Oberfläche der Nut, in welche die Mine eingebracht wird, mit den vorerwähnten Emulgatoren zu imprägnieren, um bevorzugt eine chemisch bedingte Adhäsion zur Nutoberfläche zu bewirken.

Beispiele der Herstellung von Schreibstiften werden nachfolgend erläutert.

Zuerst wird eine wässrige Lösung des Copolymers aus Methylvinyläther und Maleinsäureanhydrid bereitet. Das Copolymer löst sich durch Hydrolyse unter Bildung von freier Säure, so daß der pH-Wert etwa 2 beträgt. Die Viskosität wird wie vorerwähnt eingestellt. In die Nuten eines genuteten Holzbretts wird diese wässrige Lösung jeweils fadenförmig eingebracht. Die Stege zwischen den Muten werden sodann mit einer wässrigen Polyvinyl acetatdispersion bestrichen, Anschließend werden die Minen in die Nuten geTegt_r wodurch die Fäden der wässrigen Copolymer Tö sungr jeweils zwischen der halben MinenofierfTäcHe und de-r N"utoberfTäche verteilt werden. In die Nuten eines zurr HoTzbrett symmetrischen Decfcbretts wird die wässrige Copoly-(iterlösung ebenfalls fadenförmig eingetragen und sodann dieses Deckbrett auf das Holzbrett aufgelegt und beide Bretter zusammengepreßt, so daß sich die Fäden in den Nuten des Deckbretts nunmehr zwischen der anderen Hälfte der Minenoberfläche und der Nutoberfläche des Deckbretts

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vertei Ten.

Dem so gebildeten Leimling wird nunmehr Wärme zugeführt. Als besonders geeignet hat sich ein hochfrequentes Wechselfeld erwiesen, wobei ein oder mehrere Leimlinge zwischen die Platten eines Kondensators eingebracht wird, der an einer Frequenz von etwa 4 bis 40 MHz liegt. Auch die Anwendung von Mikrowellen hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wobei deren Frequenzen bevorzugt zwischen 1000 und 2500 MHz liegen. Sowohl bei der Anwendung von Hochfrequenz als auch bei der Anwendung von Mikrowellen werden bei normaler Holzfeuchtigkeit nahezu nur die Leimfugen erwärmt. Dies beruht auf der Tatsache, daß der Klebstoff eine ausgesprochen gute Leitfähigkeit und gegenüber Holz sehr große dielektrische Verluste aufweist.

In einem Ausführungsbeispiel wurden in 10 Gewichtsteile Wasser mit 6O⁰C 2,5 Gewichtsteile des Copolymers mit einem Molekulargewicht von ca. 10 000 gelöst. Die Voskosität der Lösung betrug etwa 10 000 cp. Diese Lösung wurde verarbeitet zur Herstellung von Schreibstiften mit einem zweigeteilten Holzmantel und mit Minen, welche mit Fettalkohol-Polyglykoläther imprägniert waren. Die Erwärmung erfolgte durch ein hochfrequentes Wechselfeld. Die Arbeitsvorgänge waren die gleichen wie vorbeschrieben. Die erzielte Verleimung war ausgezeichnet. .

In einem weiteren Beispiel wurde die vorerwähnte Lösung verwendet zum Verkleben von mit Polyäthylenglykol imprägnierten Minen mit einem zweigeteilten Holzmantel. Die Hitzeentwicklung erfolgte durch Mikrowellen. Auch hier war die erzielte Verleimung ausgezeichnet.

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Claims

Patentansprüche

1. jSchreibstift, bestehend aus einem Mantel und einer

\ / emulgatorhaitigen Mine, wobei zwischen Mantel und

Mine eine Klebeverbindung besteht, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die Klebeverbindung gebildet wird aus einem Reaktionsprodukt des Emulgators mit einem Copolymer aus Methylvinyläther und Maleinsäureanhydrid.

2. Schreibstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymer die Formel

aufwei st.

- CH - CH -

O = C C = O

3. Schreibstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulgator aus mindestens einem Addukt des Äthylenoxyds besteht.

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ORIGINAL INSPECTED

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4. Schreibstift nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulgator einzeln oder aus einer Mischung von Fettalkoholpolyglykoläther, Äthylenphenolpolyglyköläther, Polyäthylenglykol, Fettsäurepolyglykolmonoester, Fettsäuremonoäthanol amid, Fettsäurediäthanol amid, Fettsäureamidpolyglykol· äther, Fettaminpolyglykoläther und Äthylenoxyd-Additionsprodukten besteht.

5. Schreibstift nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel aus Holz besteht.

6. Schreibstift nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebeverbindung zwischen den beiden Mantelhälften durch Polyvinylacetat gebildet wird.

7. Verfahren zur Herstellung von Schreibstiften nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zwischen dem Mantel und der Mine ein Auftrag einer wässrigen Lösung eines Copolymers aus Methylvinyläther und Maleinsäureanhydrid erzeugt und danach Wärme zugeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine etwa 20 bis 50 %ige wässrige Lösung verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Viskosität der wässrigen Lösung etwa 10 000 cp beträgt.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung durch ein hoch-

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frequentes Wechselfeld erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Wechselfeldes zwischen etwa 4 und 40 MHz liegt.

12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung durch ein Mikrowellenfeld erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch g e k e η η zei chnet , daß die Frequenz der Mikrowellen zwischen etwa 1000 und 2500 MHz liegt.

14. Verfahren zur Herstellung von Schreibstiften mit einem zweiteiligen HolzmanteT nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in die Nut der einen Holzmantelhälfte die wässrige Lösung des Copolymers fadenförmig eingebracht wird und die Stirnflächen zur anderen Holzmantelhälfte mit einer wässrigen Polyvinylacatatdispersion bestrichen werden, danach die Mine in die Nut eingelegt und die andere Holzmantelhälfte aufgelegt wi>d, in deren Nut zuvor die wässrige Lösung des Copolymers fadenförmig eingebracht wurde und letztlich vor der Wärmezufuhr der so gebildete Leimung zusammengepreßt und während der Wärmezufuhr im zusammengepreßten Zustand gehalten wird.

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