DE3330119A1 - PEN OR CHALK AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents
PEN OR CHALK AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOFInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Stifte oder Kreiden, die aus einem Schaft und aus einer mit diesem fest verbundenen Mine bestehen und bei denen die feste Verbindung zwischen Mine und Schaft sowie ggf. auch der Schaftteile miteinander - sofern der Schaft aus Halbschalen oder mehreren Einzelteilen zusammengesetzt ist durch Verkleben bewirkt wird. Außerdem betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung derartiger Stifte. Als derartige Stifte oder Kreiden sind insbesondere Schreib-, Mal-, Kosmetik-Radier- und ähnliche Stifte und/oder Kreiden mit festen Schaftoder Griffstücken zu verstehen.The invention relates to pens or chalks which consist of a shaft and a lead permanently connected to this and where the fixed connection between mine and shaft and possibly also the shaft parts with one another - provided the shaft composed of half-shells or several individual parts is effected by gluing. The invention also relates to Process for the manufacture of such pens. As such pens or chalks are in particular writing, painting, cosmetic erasers and similar pens and / or chalks with fixed shafts or grips.
Mittels Verklebung hergestellte Schreib- 'oder Malst,ifte sowie Verfahren zu deren Herstellung sind beispielsweise aus DE-AS 19 53 985 bekannt. Hierbei wird zum Einleimen der Mine ein Polyvinylacetat (PVAc)-Dispersionskleber und zum Verkleben der Schafthälften bzw. Brettchen ein Schmelzkleber verwendet, um auf ein Erwärmen zum Aushärten der Schaftverleimung verzichten zu können.Writing or painting, ifte and processes produced by means of gluing 19 53 985 are known, for example, from DE-AS 19 53 985 for their production. Here, a polyvinyl acetate is used to glue the lead (PVAc) dispersion adhesive and a hot melt adhesive used to glue the shaft halves or boards in order to allow for heating to be able to dispense with the hardening of the gluing of the shaft.
Aus GB-PS 956 119 sind Stifte und Verfahren bekannt, wonach die Verleimung der Mine und der Schaftteile mit Vinylharz-Klebern — beispielsweise mit Polyvinylacetat und unter Hitzeeinwirkung - erfolgen soll.From GB-PS 956 119 pens and methods are known, according to which the glueing of the lead and the shaft parts with vinyl resin adhesives - For example with polyvinyl acetate and under the action of heat - should be done.
Nach DE-PS 28 45 078 wird eine Verklebung von Stiften mit Minen derart vorgeschlagen, daß die Klebeverbindung zwisahen Mine und Schaft aus einem in der Mine enthaltenen Emulgator und aus einem Copolymer von Methylvinyläther und Maleinsäureanhydrid gebildet wird.According to DE-PS 28 45 078 a gluing of pins with leads is proposed in such a way that the adhesive connection between the two Lead and shaft made from an emulsifier contained in the lead and from a copolymer of methyl vinyl ether and maleic anhydride is formed.
Die Schaftteile selbst werden auch hierbei durch eine PoIyvinylacetatdispersion miteinander verklebt. Außerdem erfolgt die Verklebung insgesamt hierbei zwingend unter Hitzeeinwirkung - vorzugsweise unter Verwendung von Hochfrequenzoder Microwellen-Heizsystemen.The shaft parts themselves are also made up of a polyvinyl acetate dispersion glued together. In addition, the overall bonding takes place under the action of heat - preferably using high frequency or microwave heating systems.
Die Nachteile bei den bekannten Stiften und Verfahren bestehen insbesondere darin, daß es erforderlich ist, die Nuten für die Minen maßlich in engen Toleranzgrenzen zu halten sowie sauber und mit gleichmäßiger und relativThe disadvantages of the known pins and methods are in particular that it is necessary to use the Keep grooves for the mines dimensionally within tight tolerance limits as well as clean and with even and relative
glatter Oberfläche auszuführen, da die benutzten Klebstoffe sonst nicht in ausreichender Menge oder andererseits in zu dicker Schicht aufgetragen werden und dadurch keine genügend feste Verbindung zwischen Mine und Schaft ergeben oder eine relativ harte Klebstoffschicht als Kruste um die Mine bilden. Beides kann besonders das Nachspitzen der Stifte beeinträchtigen und auch bei der Benutzung selbst zu häufigem Minenbruch führen.run smooth surface because of the adhesives used otherwise not applied in sufficient quantity or, on the other hand, in a layer that is too thick and therefore not sufficient result in a firm connection between the lead and the shaft or form a relatively hard layer of adhesive as a crust around the lead. Both of these can affect the sharpening of the pencils in particular and lead to frequent lead breakage during use to lead.
Zudem ist es erforderlich, entweder Heizsysteme zum Aushärten der Verleimung oder zwei verschiedene Klebstoffe zu verwenden, um das Verfestigen der Klebeschichten in wirtschaftlich vertretbarer Zeit zu erreichen.It is also necessary to use either heating systems to harden the glue or two different adhesives, to achieve the solidification of the adhesive layers in an economically justifiable time.
Bei der Verleimung von wasserlöslichen Minen - beispielsweise für Aquarellstifte - ist zudem eine ergänzende Isolierung der Mine als Schutzmaßnahme oder die Benutzung besonderer Klebstoffsysteme und entsprechender Heizanlagen erforderlich, damit die Mine nicht bereits durch die i.d.R. stark wässrigen PVAc-Dispersionskleber bzw. durch die hierin u.U. enthaltenen Weichmacher während der Verklebungsphase angelöst bzw. angegriffen wird, wodurch sich u.U. keine feste Verklebung mehr erzielen ließe oder wodurch eins relativ harte Klebstoffschicht entsteht.When gluing water-soluble leads - for example for watercolor pencils - the Mine as a protective measure or the use of special adhesive systems and corresponding heating systems are required so that the mine is not already affected by the usually highly aqueous PVAc dispersion adhesive or partially dissolved or attacked by the plasticizers they may contain during the bonding phase as a result of which it may no longer be possible to achieve a firm bond or which creates a relatively hard adhesive layer.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ,,Stifte und Kreiden der genannten Art, bzw,eine Verleimung hierfür sowie geeignete Verfahren zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht oder in nur sehr geringem Umfang auftreten. Insbesondere sollen durch die Erfindung preiswerte und qualitativ hochwertige Stifte oder Kreiden geschaffen werden, deren Minen auch ohne Schutzisolierung sicher im Schaft verankert sind, deren Minen-Nuten in relativ großen Toleranzbereichen und ggf. mit rauher Oberfläche gefertigt werden können - ohne hierdurch die Haltbarkeit der Verleimung oder die Qualität der Stifte hinsichtlich der Spitzbarkeit und der verleimungsbedingten Bruchfestigkeit zu beeinträchtigen - bei denen wahlweise nur die Minen, nur die Schaftteile oder die Minen und die Schaftteile mit ein und demselben Klebstoff fest verbunden werden können und bei denen ein in weiten Grenzen modifizierbarer, im wesentlichen aberIt is therefore the object of the present invention, pencils and chalks of the type mentioned, or a gluing for this, as well as suitable processes to create, whereby the disadvantages mentioned do not occur or only to a very limited extent. In particular, through the invention creates inexpensive and high quality pens or chalks, the leads of which without protective insulation are securely anchored in the shaft, their mine grooves in relatively large tolerance ranges and possibly with a rough surface can be manufactured - without affecting the durability of the glue or the quality of the pens the sharpening and the gluing-related breaking strength - with which optionally only the leads, only the Shaft parts or the leads and the shaft parts can be firmly connected with one and the same adhesive and in which a Modifiable within wide limits, but essentially
gleichartiger bzw. einheitlicher Klebstoff benutzt werden kann, der eine relativ weiche Klebstoffschicht ergeben kann und dennoch an der Mine und am Schaftmaterial sehr gut haftet.similar or uniform adhesive can be used, which can result in a relatively soft adhesive layer and yet still adheres very well to the lead and to the shaft material.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Klebstoff ausschließlich oder zusätzlich das Produkt einer Polyreaktion eines Isocyanats mit einer Verbindung, die reaktiven Wasserstoff enthält, verwendet wird. Dieses Produkt wird weiterhin als Reaktionsklebstoff bezeichnet.This object is achieved in that as Adhesive exclusively or additionally the product of a polyreaction of an isocyanate with a compound that is reactive Contains hydrogen is used. This product will continue to be referred to as a reactive adhesive.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen umfaßt.Advantageous refinements and developments of the invention are included in the further claims.
Es ist zwar bekannt, daß Polyurethan (PU), ein durch Polyaddition aus Isocyanat und funktionellen Hydroxylgruppen gebildeter Kunststoff, u.a. seit langem auch zur Herstellung von Klebstoffen verwendet wird (s.a. Kunststoff-Handbuch, Bd. VII, "Polyurethane", Carl Hanser Verlag, München 1966, S. 24 und 719-735). Derartige PU-Klebstoffe finden bereits in großem Umfang in der Möbelindustrie zur Holzverleimung oder zum Verbinden von Holz und Kunststoff- oder Keramikteilen Anwendung.It is known that polyurethane (PU), a polyaddition formed from isocyanate and functional hydroxyl groups Plastic, among other things, has been used for a long time for the production of adhesives (see also Kunststoff-Handbuch, Vol. VII, "Polyurethane", Carl Hanser Verlag, Munich 1966, p. 24 and 719-735). Such PU adhesives are already widely used in the Furniture industry for gluing wood or for joining wood and plastic or ceramic parts.
Obwohl somit erf indungs gemäß teilweise kein absolut neuer Klebstoff vorgeschlagen wird, lag es nicht nahe, daß sich Produkte aus PoIyreaktionen von Isocyanat und reaktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindungen ausgesprochen gut für die Verleimung von Stiften oder Kreiden eigneni Dagegen spricht vor allem die Tatsache, daß die entstehende Klebstoffschicht in gewissen Grenzen in Schaumstruktur vorliegt und demzufolge offenbar bisher als nicht ausreichend stabil angesehen wurde. Denn gerade durch das Spitzen der Stifte werden erhebliche Anforderungen an die Festigkeit der Klebeverbindungen gestellt, sowohl zwischen Mine und Schaft, als auch bei den Schaftteilen gegenseitig.Although therefore according to the invention in part not an absolutely new adhesive is proposed, it was not obvious that they contain products from polyreactions of isocyanate and reactive hydrogen Connections are extremely suitable for gluing pens or chalks together. One of the main arguments against is the fact that the resulting adhesive layer in certain There are limits in the foam structure and consequently has apparently not been viewed as sufficiently stable up to now. Because it is precisely because of the sharp point of the pencils that considerable demands are placed on the strength of the adhesive connections, both between the lead and the shaft, as well as mutually with the shaft parts.
Insgesamt bestand bisher die vorherrschende Meinung, daß eine derartige Verklebung eine relativ harte oder feste Schicht bilden muß und daß sich hierfür ein elastischer oder gar poröser Klebstoff-Film nicht eignet. - 9 -Overall, the prevailing opinion so far was that such a bond is a relatively hard or firm layer must form and that an elastic or even porous adhesive film is not suitable for this. - 9 -
Überraschenderweise zeigte es sich, daß trotz dieser Bedenken und der bekannten Probleme gerade aus Isocyanat und reaktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindungen entstandene Reaktionsprodukte als Klebstoff (Reaktionsklebstoff) für Stifte eine sehr gute und in weiten Grenzen variable Verleimung ergeben .Surprisingly, it was found that, despite these concerns and the known problems, isocyanate and reactive Hydrogen-containing compounds formed reaction products as adhesives (reaction adhesives) for pens result in a very good and widely variable gluing.
Als besonders geeignet haben sich dabei solche Reaktionsprodukte erwiesen, die aus feuchtigkeitsreaktivem Isocyanat entstehen, sowie solche, die sich aus Isocyanat und funktionelle Hydrolxylgruppen aufweisenden Verbindungen bilden und solche, die aus einer blockierten I so cyanat verbindung und einer Kunststoff dispersion gebildet werden, wobei z.B. eine wässrige Polyvinylacetat-Dispersion und vorzugsweise ein Präpolymer, z. B. mit einem Diphenylmethandiisocyanat, den Klebstoff bilden bzw. die entsprechenden Klebstoffkomponenten ergeben.Reaction products that arise from moisture-reactive isocyanate have proven to be particularly suitable: as well as those that are formed from isocyanate and compounds containing functional hydrolxyl groups and those that which consists of a blocked I so cyanate compound and a plastic dispersion, e.g. an aqueous polyvinyl acetate dispersion and preferably a prepolymer, z. B. with a diphenylmethane diisocyanate to form the adhesive or result in the corresponding adhesive components.
Wird feuchtigkeitsreaktives Isocyanat verwendet, so kann die zur Polymerisation erforderliche Menge Wasser in der Mine, im Schaftmaterial- oder in einem Imprägnierungsmittel enthalten sein. Besteht der Schaft aus Holz, so können die Brettchen im Bedarfsfall eine erhöhte Restfeuchtigkeit aufweisen. Ebenso können ggf. die Minen - z.B. Farbminen - grün, d. h. nicht oder nicht vollständig vorgetrocknet sein oder wasser- bzw. emulsionshaltiges Imprägnierungsmittel enthalten. Wird ein Polyurethan als Polyreaktionsprodukt aus funktioneilen Hydroxylgruppen und entsprechendem Isocyanat gebildet, so können die Hydroxylgruppen entweder ebenfalls als Bestandteile der Mine, des Imprägnierungsmittels oder des Schaftmaterials vorliegen oder mittels einer zweiten Komponente getrennt^werden. Als derartige Komponente können vorzugsweise Polyätherpolyole oder Polyesterpolyole in Betracht kommen, wobei diese Komponente eine Hydroxylzahl aufweisen sollte, die zwischen 20 und 400 liegt.If moisture-reactive isocyanate is used, the The amount of water required for polymerisation is contained in the lead, in the shaft material or in an impregnating agent be. If the shaft is made of wood, the boards can have increased residual moisture if necessary. Likewise, if necessary, the mines - e.g. colored mines - can be green, i. H. not or not completely pre-dried or water- or contain emulsion-containing impregnation agent. If a polyurethane is formed as a polyreaction product from functional hydroxyl groups and the corresponding isocyanate, so can the hydroxyl groups either also as components of the lead, the impregnation agent or the shaft material exist or be separated by means of a second component. As such component, polyether polyols or polyester polyols can preferably come into consideration, these being Component should have a hydroxyl number between 20 and 400.
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'/ zugegeben '/ admitted
Stattdessen können aber auch vorteilhafte Polyreaktionsprodukte aus Isocyanat und reaktiven Wasserstoff enthaltendem Polyaminotriazol, Polyethylenamin, Polycarbonsäure, Polyesteramid und/oder Polyätheramin als Klebstoff für die Stifte gebildet werden.Instead, however, advantageous polyreaction products made from isocyanate and containing reactive hydrogen can also be used Polyaminotriazole, polyethylene amine, polycarboxylic acid, polyester amide and / or polyether amine can be formed as an adhesive for the pens.
Die für die Ausführung der Erfindung bevorzugten Isocyanatkomponenten sollen einen Isocyanatgehalt von 8 bis 55 Gew.-% aufweisen. Als eine derartige Komponente eignet sich beispielsweise besonders 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, Toluylendiisocyanat , Naphtylen-l-5-Diisocyanat oder 4,4',4''-Triphenylmethantriisocyanat. The preferred embodiment of the invention for the isocyanate components are an isocyanate 8-55 wt -.% Have. A particularly suitable component of this type is, for example, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, naphthylene-1-5 diisocyanate or 4,4 ', 4 "- triphenylmethane triisocyanate.
Je nach Art des Isocyanate und je nach den gegebenen Verarbeitungsbedingungen kann dem Reaktionsgemisch eine metallorganische Verbindung, ein Metallsalz und/oder ein Amin oder eine Verbindung mit acidem Wasserstoff oder ein sonstiger Katalysator bzw. Beschleuniger zugegeben werden, um den zeitlichen Ablauf der Polymerisation in gewünschtem Rahmen zu halten. Depending on the type of isocyanate and the given processing conditions can the reaction mixture an organometallic compound, a metal salt and / or an amine or a compound with acidic hydrogen or another catalyst or accelerator can be added to the temporal To keep the course of the polymerization within the desired framework.
Ebenso ist bei den ggf. verwendeten blockierten Isocyanatverbindungen,·die den Wasserzutritt zum Isocyanat verhindernde bzw. verzögernde Substanz, z. B. ein langsam verdunstendes Lösungsmittel, auf die bestehenden Arbeitsbedingungen einzustellen bzw. dementsprechend auszuwählen.Likewise with the blocked isocyanate compounds that may be used, · the the access to water to the isocyanate preventing or retarding substance, z. B. a slowly evaporating Solvent to adjust to the existing working conditions or to be selected accordingly.
Zur Herstellung erfindungsgemäßer Stifte oder Kreiden können prinzipiell die bekannten Verfahren und Vorrichtungen Anwendung finden.In principle, the known methods and devices can be used to produce pencils or chalks according to the invention Find application.
Hier wird lediglich statt des sonst üblichen Klebstoffs, je nachdem, Isocyanat oder Isocyanat + Reaktionskomponente oder Isocyanat + Kunststoffdispersion, getrennt oder vermischt, aufgetragen .Instead of the usual adhesive, isocyanate or isocyanate + reaction component or Isocyanate + plastic dispersion, separately or mixed, applied .
Wenn lediglich die Minen mit erfindungsgemäßem Reaktionsklebstoff eingeleimt werden sollen, wird das Isocyanat in dosierterIf only the leads with the reactive adhesive according to the invention are to be glued in, the isocyanate is added in doses
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Menge beispielsweise in die Nuten des Schaftmaterials, z. B. der Brettchen aus Holz, eingebracht, dann werden die Minen eingelegt, jeweils zwei Brettchen zusammengelegt und zusammengepreßt, bis die Klebstoffschicht fest ist.Amount, for example, in the grooves of the shaft material, e.g. B. the boards made of wood, introduced, then put in the leads, put two small boards together and press them together until the adhesive layer is firm is.
In diesem Fall wären die Stege der Brettchen selbst mit einem anderen Klebstoff (z. B. mit PVAc-Leim) vor dem Zusammendrücken gesondert zu bestreichen.In this case, the ridges of the boards themselves would be with a different adhesive (e.g. with PVAc glue) before being pressed together to be coated separately.
Vorzugsweise kann aber die Minen- und die Brettchenverleimung einheitlich mit Reaktionsklebstoff vorgenommen werden. Die Wahl der jeweils geeignetsten Verfahrensweise richtet sich hauptsächlich nach den Anforderungen des Fertigungsprozesses bzw. nach den vorhandenen Anlagen. Eine beim Aushärtungsprozeß ggf. zusätzlich verwendete Beheizung kann diese Phase der Fertigung zeitlich beeinflussen, d. h. in der Regel verkürzen. Grundsätzlich ist ein Beheizen zum Verfestigen der Verklebung aber nicht erforderlich, da die besondere- Reaktionsfreudigkeit der Isocyanate mit reaktivem Wasserstoff bzw. mit funktionellen Hydroxylgruppen oder mit Wasser schlechthin, eine vollständige und relativ schnelle Polymerisation und somit Aushärtung bewirkt. Dabei wird beispielsweise Polyurethan aus polyfunktionellen Reaktanten nach folgender Reaktion gebildet :Preferably, however, the lead and board gluing can be done uniformly with reactive adhesive. The choice of the most suitable procedure in each case depends mainly on the requirements of the manufacturing process or the existing systems. Any additional heating used during the curing process can influence this phase of production in terms of time. d. H. usually shorten. In principle, however, heating to solidify the bond is not necessary because the particular reactivity of isocyanates with reactive hydrogen or with functional hydroxyl groups or with water par excellence, a complete and relatively fast polymerization and thus curing causes. For example, polyurethane is formed from polyfunctional reactants by the following reaction:
HO-R-OH + OCN - R1 - NCOHO-R-OH + OCN - R 1 - NCO
Hierbei bedeutet :Here means:
R = ein Rest der hydroxylgruppenhaltigen Komponente R1 = ein Rest des IsocyanatsR = a residue of the hydroxyl-containing component R 1 = a residue of the isocyanate
HO bzw. OH = Hydroxyl-GruppeHO or OH = hydroxyl group
- NCO bzw. OCN - = Isocyanat-Gruppe- NCO or OCN - = isocyanate group
- 0 - CO -NH- = Urethan-Gr.uppe- 0 - CO -NH- = urethane group
N = Stickstoff; C = Kohlenstoff; 0 = Sauerstoff;N = nitrogen; C = carbon; 0 = oxygen;
Wird ein feuchtigkeitsreaktives Isocyanat und Wasser verwendet, so erfolgt die Verklebung bzw. die Polymerisation und Aushärtung der Klebstoffschicht, nachdem das Isocyanat aufgetragen worden ist, durch die Feuchtigkeit der Mine oder des Holzes.If a moisture-reactive isocyanate and water are used, the bonding or the polymerization takes place and Curing of the adhesive layer after the isocyanate is applied has been caused by the moisture in the mine or in the wood.
Um die Reaktionszeit so abzustimmen, daß die Minen eingelegt werden können, ist ggf. der Feuchtigkeitsgehalt der einzelnen Teile entsprechend einzustellen.In order to adjust the reaction time so that the leads can be inserted, the moisture content of the individual Adjust parts accordingly.
Außerdem kann dem Isocyanat ein Verzögerer oder ein Beschleuniger beigemischt werden, um die geeignetste Reaktionszeit zu erhalten. Die Reaktionsfeuchtigkeit oder die ggf. für andere Isocyanate zur Reaktion erforderlichen reaktiven Wassterstoffgruppen bzw. die funktionellen Hydroxylgruppen, können in der Mine oder im Schaftmaterial oder in einem geeigneten Imprägnierungsmittel für die Mine oder für den Schaft oder in einer zusätzlich aufzutragenden oder dem Isocyanat unmittelbar vor dem Auftragen beizumischenden weiteren Komponente enthalten sein.In addition, a retarder or an accelerator can be added to the isocyanate to achieve the most suitable reaction time to obtain. The moisture in the reaction or the reactive hydrogen groups that may be required for the reaction for other isocyanates or the functional hydroxyl groups, can in the mine or in the shaft material or in a suitable impregnating agent for the mine or for the shaft or in an additional component to be applied or to be admixed with the isocyanate immediately before application be included.
Wird der Reaktionsklebstoff aus Isocyanat und aus einer v/eiteren Komponente gebildet, so kann zunächst hieraus eine homogene Mischung hergestellt werden, die dann in geeigneter Weise aufgetragen wird.The reactive adhesive is made from isocyanate and from a further Component formed, a homogeneous mixture can first be produced from this, which is then suitably Way is applied.
Es ist jedoch aber auch möglich, beide Komponenten getrennt voneinander aufzutragen.However, it is also possible to apply both components separately from one another.
Stets sind die Reaktionszeiten den Gegebenheiten bzw. den Erfordernissen anzupassen. Dies kann durch Auswahl und/oder Modifizierung des Isocyanats oder der Arbeitsbedingungen oder durch entsprechende Zusätze erreicht werden.The response times must always be adapted to the circumstances or requirements. This can be done by selecting and / or Modification of the isocyanate or the working conditions or can be achieved by appropriate additives.
In sinngemäß gleicher Weise wie die im folgenden näher beschriebene Fertigung erfindungsgemäßer Stifte oder Kreiden als Schreib- oder Malstifte, lassen sich auch Kosmetikstifte, Radier- oder sonstige Korrekturstifte, Anreißstifte u. ä. Stifte oder Kreiden mit verleimtem Griffstück oder ähnlichem Schaft oder Schaftteil herstellen. - 13 -In the same way as the one described in more detail below Manufacture of pens or chalks according to the invention as pens or crayons, cosmetic pens, Eraser or other correction pens, scribing pens, etc., pens or chalks with a glued handle or the like Manufacture shaft or shaft part. - 13 -
Anhand einiger Ausführungsbeispiele wird die Erfindung
nachfolgend nochmals in Verbindung mit einer zeichnerischen Darstellung näher erläutert.
Die Abbildungen zeigen hierbei :The invention is explained in more detail below using a few exemplary embodiments in conjunction with a graphic representation.
The figures show:
Fig. 1 : ein erstes Brettchen 1 mit Nuten 3 und dazwischenliegenden Stegen 5, wobei Klebstoff 7 über die Düsen 13 in die Nuten 3 eingebracht und weiterer Klebstoff 8 über Walzen 14 auf die Stege 5 aufgetragen wurde. In einigen Nuten 3 befinden sich zudem bereits Minen 11;Fig. 1: a first board 1 with grooves 3 and intervening Web 5, with adhesive 7 introduced into the grooves 3 via the nozzles 13 and further adhesive 8 was applied to the webs 5 via rollers 14. In some grooves 3 there are also already mines 11;
Fig. 2 : ein zweites Brettchen 2, das als Deckbrettchen bezeichnet werden kann und ohne Minen (11), aber mit in die Nuten 4 eingebrachtem Klebstoff 7 und auf die Stege 6 aufgetragenem Klebstoff 8 versehen ist undFig. 2: a second board 2, which is referred to as the cover board can be and without leads (11), but with adhesive 7 and incorporated into the grooves 4 the webs 6 applied adhesive 8 is provided and
Fig. 3 : einen aus den Brettchen 1 und 2 gebildeten Leimung 12, der durch Preßteile 15 zusammengepreßt wird und der in den Nuten 3 und 4 die Minen 11 , umgeben von einer Klebstoffschicht 9, enthält, während zwischen den Stegen 5 und 6 eine weitere Klebstoffschicht 10 die Verbindung der Schaftteile miteinander bewirkt.Fig. 3: a glue formed from the boards 1 and 2 12, which is pressed together by pressing parts 15 and which in the grooves 3 and 4, the mines 11, surrounded by an adhesive layer 9, while between the webs 5 and 6 contains another Adhesive layer 10 causes the connection of the shaft parts to one another.
Die folgenden Ausführungsbeispiele nehmen im jeweils zur Verdeutlichung notwendigen Umfang auf die Positionen der Abbildungen Bezug. Als Klebstoffe 7, 8 sind hierbei ggf. auch die einzelnen Klebstoff-Komponenten anzusehen.The following exemplary embodiments are each used for clarification necessary scope with reference to the positions in the figures. The individual adhesives 7, 8 may also be used here View adhesive components.
In die vorgefertigten Nuten 3 eines Holzbrettchens 1 als Schaftmaterial wird 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat als Klebstoffkomponen te 7 mittels Düsen 13 eingebracht.In the prefabricated grooves 3 of a wooden board 1 as shaft material 4,4'-diphenylmethane diisocyanate is introduced as adhesive components 7 by means of nozzles 13.
Die Stege 5 zwischen den Nuten bzw. die kontaktierenden Schaftflä chen werden mit wässrigem PVAc-Dispersionsleim als Klebstoff mittels einer Walze 14 bestrichen.The webs 5 between the grooves or the contacting shaft surfaces are made with aqueous PVAc dispersion glue as an adhesive coated by means of a roller 14.
Dann werden die Minen 11 in die Nuten 3 des Brettchens 1 eingelegt und mit einem zweiten Brettchen 2 abgedeckt, in dessen Nuten 4 ebenfalls Isocyanat (7) aufgetragen wurde.Then the leads 11 are inserted into the grooves 3 of the board 1 and covered with a second board 2, in whose grooves 4 isocyanate (7) was also applied.
Während die Brettchen 1, 2 als sogenannte Leimlinge 12 nun durch Preßteile 15 gegenseitig aneinandergepreßt werden? erfolgt die Bildung des Reaktionsklebstoffes (9) bzw. die Polymerisation und Erhärtung des Isocyanats durch die im Holz und zusätzlich in dem PVAc-Leim (8) enthaltene Feuchtigkeit. Die Minen 11 werden hierdurch fest eingeleimt, während die Schafthälften durch eine herkömmliche PVAc-Klebstoffschicht verbunden werden. Anschließend werden die Leimlinge 12 in bekannter Weise gesägt und die Schäfte der Stifte geformt sowie ggf. lackiert und angespitzt.While the boards 1, 2 as so-called glue pieces 12 are now pressed against one another by pressing parts 15 ? the formation of the reactive adhesive (9) or the polymerization and hardening of the isocyanate takes place through the moisture contained in the wood and additionally in the PVAc glue (8). The leads 11 are thereby firmly glued in, while the shaft halves are connected by a conventional PVAc adhesive layer. The glue pieces 12 are then sawn in a known manner and the shafts of the pins are shaped and, if necessary, painted and sharpened.
In die vorgefertigten Nuten 3, 4 entsprechender Holzbrettchen 1, und auf deren Stegen 5, 6 zwischen den Nuten 3, 4 wird 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat als Klebstoff-Komponente 7, 8 aufgetragen. Nach dem Einlegen der Minen 11 in das erste Brettchen 1 und dem Auflegen des gleichermaßen bestrichenen zweiten Brettchens 2 wird der Leimung 12 gepreßt.In the prefabricated grooves 3, 4 corresponding wooden boards 1, and on their webs 5, 6 between the grooves 3, 4 is 4,4'-diphenylmethane diisocyanate applied as an adhesive component 7, 8. After inserting the leads 11 in the first board 1 and the Placing the equally coated second board 2 on the glue 12 is pressed.
Die Aushärtung bzw. die Bildung der Klebstoffschichten 9 , 10 erfolgt hierbei durch die Reaktion des Isocyanats mit der im Holz und/oder in den Minen 11 enthaltenen Feuchtigkeit. Die weitere Verarbeitung erfolgt wie in Beispiel 1.The hardening or the formation of the adhesive layers 9, 10 takes place here by the reaction of the isocyanate with the moisture contained in the wood and / or in the mines 11. The further processing takes place as in example 1.
Die Herstellung und Behandlung der Leimlinge 12 erfolgt gemäß Beispiel 2. Die Minen 11 werden jedoch vor dem Einlegen mit einem Polyätherpolyol imprägniert, das eine Viscosität von 800- lOOOmPa.s und eine OH-Zahl von 160 aufweist.The production and treatment of the glue pieces 12 takes place according to Example 2. The leads 11 are, however, before being inserted with a Impregnated polyether polyol, which has a viscosity of 800- lOOOmPa.s. and has an OH number of 160.
Die Aushärtung der aus Reaktionsklebstoff gebildeten Klebstoffschicht 9 zwischen der Mine Hund dem Holz erfolgt hierbei durch die Reaktion des Isocyanats mit den Hydroxylgruppen des PoIyätherpolyols, während die Verklebung der Schafthälften - der Holzteile miteinander also - durch die aus der Reaktion der im Holz enthaltenen Feuchtigkeit mit dem Isocyanat gebildete Klebstoffschicht 10 erfolgt. Der besondere Vorteil bei dieser Verklebungsweise besteht u.a. darin, daß die Härte der Verklebung durch die Auswahl entsprechender Imprägnierungsmittel in breiten Grenzen variabel ist. _ 15 _The hardening of the adhesive layer formed from reactive adhesive 9 between the mine dog and the wood takes place here through the reaction of the isocyanate with the hydroxyl groups of the polyether polyol, while the gluing of the shaft halves - the wooden parts to one another - by the reaction of the wood contained moisture with the isocyanate formed adhesive layer 10 takes place. The particular advantage of this type of bonding is, among other things, that the hardness of the bond by the selection of the appropriate impregnation agent within wide limits is variable. _ 15 _
Hierdurch kann somit ggf. eine stets der Minenart oder -härte angepaßte oder auf das Schaftmaterial abgestimmte Härte des Reaktionsklebers bzw. der Klebstoffschichten und 10 gewählt werden.In this way, if necessary, one can always be adapted to the type or hardness of the lead or matched to the shaft material Hardness of the reaction adhesive or the adhesive layers and 10 can be selected.
Aus zwei verschiedenen Behältern A und B werden Toluylendiisocyanat (A) und Polyesterpolyol (B) mit einer Viscosität von 700 bis 900 m Pa.s und einer OH-Zahl von 90 über getrennte Leitungen in einen Zweikomponenten-Niederdruck-Mischkopf gepumpt und dort innig vermischt. Die hieraus enthaltene Mischung AB wird als Klebstoff (7,8) in die Nuten 3,4 der Brettchen 1,2 eingebracht und auf die Stege 5,6 aufgetragen.Toluylene diisocyanate is made from two different containers A and B (A) and polyester polyol (B) with a viscosity of 700 to 900 m Pa.s and an OH number of 90 Pumped through separate lines into a two-component low-pressure mixing head and mixed there intimately. the Mixture AB contained therefrom is introduced as an adhesive (7,8) into the grooves 3.4 of the boards 1.2 and onto the webs 5.6 applied.
Die Verklebung erfolgt während des Zusammenpressensder Leimlinge 12 durch die Vernetzungsreaktion des Isocyanats mit dem Polyester bzw. den funktioneilen Hydroxylgruppen des Polyesters.The gluing takes place during the pressing together of the Glues 12 through the crosslinking reaction of the isocyanate with the polyester or the functional hydroxyl groups of the polyester.
90 Gew.-Teile einer 50 %±gen wässrigen Polyvinylacetat-Dispersion mit einer Viscosität von 6000 m Pa.s werden mit 10 Gew.-Teilen eines blockierten Diphenylmethandiisocyanat-Präpolymers verrührt. Diese Mischung wird wie in den Beispielen 2 oder 3 aufgetragen bzw. weiterverarbeitet. Die Verklebung erfolgt hierbei durch die Reaktion des Präpolymers und durch die· Aushärtung des Polyvinylacetats.90 parts by weight of a 50 % aqueous polyvinyl acetate dispersion with a viscosity of 6000 m Pa.s are stirred with 10 parts by weight of a blocked diphenylmethane diisocyanate prepolymer. This mixture is applied or further processed as in Examples 2 or 3. The bonding takes place here through the reaction of the prepolymer and through the curing of the polyvinyl acetate.
80 Gew.-Teile einer 20 #igen wässrigen Polyacrylsäure-Lösung werden mit 20 Gew.-Teilen eines inhibierten 4,4·,4''-Triphenylmethantriisocyanat-Präpolymers verrührt.80 parts by weight of a 20 # aqueous polyacrylic acid solution are with 20 parts by weight of an inhibited 4.4.4 "-triphenylmethane triisocyanate prepolymer stirred.
Die Weiterverarbeitung erfolgt wie in Beispiel 2, wobei die Aushärtung des Reaktionsklebstoffs bzw. der Klebstoffschichten 9, 10 durch die Reaktion des Präpolymers mit dem Acrylat und dem Wasser der Polyacryl siiure-Lösung erfolgt .The further processing takes place as in Example 2, with the curing of the reactive adhesive or the adhesive layers 9, 10 takes place through the reaction of the prepolymer with the acrylate and the water of the polyacrylic acid solution.
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Zur Herstellung von Stiften wie in Beispiel 3 werden die Minen 11 mit einem Polyethylenimin imprägniert, das eine Viscosität von 600 bis 1000 m Pa.s aufweist. Hierbei erfolgt die Aushärtung des Reaktionsklebstoffes durch die Reaktion des Isocyanats mit den Imingruppen des Imprägnierungsmittels.To produce pencils as in Example 3, the leads 11 are impregnated with a polyethyleneimine that has a viscosity from 600 to 1000 m Pa.s. The curing of the reactive adhesive takes place here by the reaction of the isocyanate with the imine groups of the impregnating agent.
Zur Imprägnation der bereits mit Nuten 3,4 versehenen Brettchen 1,2 wird eine gesättigte Lösung von Polyaminotriazol auf diese aufgebracht. Nach dem Auftragen des Isocyanats als Klebstoffkomponente 7,8 und dem Einlegen der Mine 11 erfolgt die Verklebung während des Verpressens der Leimlinge 12 durch die Reaktion des Isocyanats mit den Aminogruppen des Impragnationsmittels. A saturated solution of polyaminotriazole is used to impregnate the boards 1,2 already provided with grooves 3,4 this applied. After applying the isocyanate as an adhesive component 7, 8 and the insertion of the lead 11, the gluing takes place during the pressing of the glue pieces 12 by the Reaction of the isocyanate with the amino groups of the impregnation agent.
Aufgrund einer i. d. R. stattfindenden Kohlendioxidabspaltung während der" Vernetzungsreaktion erhält der erfindungsgemäß vorgeschlagene Klebstoff eine microporöse Schaumstruktur. Due to an i. d. Usually taking place carbon dioxide elimination During the "crosslinking reaction, the adhesive proposed according to the invention receives a microporous foam structure.
Unter anderem dadurch bleibt die ausgehärtete -Schicht des Reaktionsklebers in gewissen Grenzen elastisch und relativ weich.This, among other things, keeps the hardened layer of the Reaction adhesive elastic and relatively soft within certain limits.
Aus diesem Grunde können die Nuten in den Brettchen ggf. größer als erforderlich, d. h. in größeren Toleranzbereichen bzw. mit größeren Plustoleranzen, gefertigt werden, als bisher, ohne nachteilige, zu harte Klebstoffschichten um die Mine oder zwischen den Schaftteilen zu erhalten. Durch die hohe Affinität des vorgeschlagenen Reaktionsklebstoffes zu dem Schaftmaterial und zu der Mine einerseits sowie der Urethan-Molekiile zueinander andererseits, weist die erhaltene poröse Klebstoffschicht stets gute bzw. ausreichende Festigkeit auf und bewirkt eine sichere Verbindung zwischen der Mine und dem Schaftmaterial.For this reason, the grooves in the boards may be larger than necessary, i. H. in larger tolerance ranges or with larger plus tolerances than before, without disadvantageous, excessively hard adhesive layers to get the lead or between the shaft parts. Due to the high affinity of the proposed reactive adhesive to the shaft material and to the lead on the one hand and the urethane molecules to one another on the other hand the resulting porous adhesive layer always has good or sufficient strength and produces a secure connection between the mine and the shaft material.
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Als Schaitmaterial kann außer Holz auch Kunststoff oder Metall in Betracht kommen.In addition to wood, plastic or Metal come into consideration.
Ebenso können die Schäfte auch anders, als aus Brettchen bzw. aus zusammengeklebten Halbschalen gebildet werden. So sind beispielsweise aus vorzugsweise thermoplastischem Kunststoff einstückig gespritzte oder extrudierte Schäfte verwendbar, in die lediglich die Minen mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Reaktionsklebstoff eingeleimt werden. Auch hierbei können die Klebstoffkomponenten gemeinsam oder getrennt auf die Mine oder in die Schaftbohrung aufgetragen bzw. eingebracht werden.Likewise, the shafts can also be formed other than from boards or from half-shells glued together. For example, shafts which are preferably made of thermoplastic material are injection-molded or extruded in one piece can be used, in which only the leads are glued with the reactive adhesive proposed according to the invention. Here, too, the adhesive components can be used together or be applied or introduced separately on the mine or in the shaft bore.
Natürlich können die Schäfte auch aus mehr als zwei Teilen zusammengesetzt sein.Of course, the shafts can also be composed of more than two parts.
Erfindungsgemäße Stifte oder Kreiden können sowohl ausschließlich Reaktionsklebstoff aus Isocyanat und reaktiven Wasserstoff enthaltenden Verbindungen aufweisen, als auch - neben unterschiedlichen, getrennt vorliegenden Klebstoff-Systemen - über aus Klebstoffmischungen bestehende Klebstoffschichten verfügen, wobei die Klebstoffmischung nur einen bestimmten Anteil Reaktionsklebstoff enthalten kann.Pens or chalks according to the invention can be both exclusively reactive adhesives made from isocyanate and reactive adhesives Have hydrogen-containing compounds, as well as - in addition to different, separately present adhesive systems - Have adhesive layers consisting of adhesive mixtures, the adhesive mixture only one may contain a certain proportion of reactive adhesive.
Zur Einstellung der Härte des Reaktionsklebstoffes ist neben oder außer einem ggf. vorhandenen Imprägnierungsmittel die Auswahl der Reaktionskomponente für das Isocyanat von besonderer Bedeutung.To set the hardness of the reactive adhesive, in addition to or in addition to an impregnating agent that may be present, the Selection of the reaction component for the isocyanate is of particular importance.
Ebenso kann der jeweilige Isocyanat-Typ die Härte und die Festigkeit der Klebstoffschicht beeinflussen.Likewise, the respective isocyanate type, the hardness and the Affect the strength of the adhesive layer.
Üblicherweise besteht der vorgeschlagene Reaktionsklebstoff praktisch aus zwei Komponenten, wobei eine (erste)"Grundkomponente" Isocyanat enthält und eine (zweite) "Reaktionskomponente" reaktiven Wasserstoff bzw. reaktionsfähigen Wasserstoff bzw. funktioneile Hydroxylgruppen bzw. Wasser aufweist oder direkt dieserart vorliegt. . The proposed reactive adhesive usually consists practically of two components, a (first) "basic component" containing isocyanate and a (second) "reactive component" having reactive hydrogen or reactive hydrogen or functional hydroxyl groups or water or being present directly in this way. .
Bei blockierten Präpolymeren kann die Reaktionskomponente und die Grundkomponente bereits vermischt und ggf. als wässrige Dispersion vorliegen.In the case of blocked prepolymers, the reaction component and the basic component can already be mixed and, if necessary, as aqueous dispersion are present.
Hier entsteht die Vernetzung in der Regel erst durch zusätzliche Erhitzung oder durch Zugabe einer dritten, u. U. isocyanathaltigen, Komponente.In this case, the crosslinking usually only arises through additional heating or the addition of a third one, under certain circumstances. isocyanate-containing, component.
Liegen die Klebstoff-Komponenten getrennt vor, so ist zu beachten, daß das Mischungsverhältnis zwischen der isocyanathaltigen Grundkomponente und einer funktionelle Hydroxylgruppen enthaltenden Reaktionskomponente so gewählt wird, daß stets ein Überschuß an Isocyanat vorhanden ist, so daß alle Hydroxylgruppen mit Sicherheit gebunden werden. Die überschüssigen Isocyanatgruppen können ggf. auch mit vorhandener Luftfeuchtigkeit reagieren.If the adhesive components are present separately, it is closed Note that the mixing ratio between the isocyanate-containing basic component and a functional Hydroxyl-containing reaction component is chosen so that an excess of isocyanate is always present is so that all hydroxyl groups are bound with certainty. The excess isocyanate groups can optionally also react with existing humidity.
Schäfte aus Metall können u. U. als reine Griffstücke z. B. für dicke Minen oder für Kreide ausgebildet sein, bei denen ein Nachspitzen nicht vorgesehen ist.Shafts made of metal can, under certain circumstances, be used purely as grips, e.g. B. be designed for thick leads or for chalk, which do not need to be sharpened.
Mit den erfindungsgemäßen Stiften oder Kreiden sind, außer allen mit farbabgebenden Minen versehenen Schreib-, Mal-, Kosmetik-Stiften oder -Kreiden, auch diejenigen Stifte umfaßt, deren Minen keine farbabgebende Substanz aufweisen. So liegen außer Radierstiften, bei denen als Mine ein Radiergummistrang aus Kunststoff oder aus Kautschuk oder ähnlichem in einem HoIz-^ oder Kunststoffsehaft eingeleimt ist, die ebenso vorteilhaft mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Reaktionsklebstoff hergestellt werden können, auch solche Stifte im Rahmen der Erfindung, deren Mine z. B. als Anreißnadel ausgebildet ist und aus Metall oder sonstigem harten Werkstoff besteht, oder deren Mine eine in feste Substanzen gebundene, chemisch wirkende Korrekturmasse, z. B. für Schultinte od.ä. enthält.With the pens or chalks according to the invention, except for all writing, painting, Cosmetic pencils or chalks, including those pencils whose leads do not contain any color-releasing substance. In addition to eraser pens, the lead is an eraser strand made of plastic or rubber or the like is glued in a wood or plastic shank, which is also advantageously with the reactive adhesive proposed according to the invention can be produced, including those pens within the scope of the invention whose mine z. B. as a scriber is formed and consists of metal or other hard material, or the mine is a solid substance bound, chemically acting correction mass, z. B. for school ink or similar contains.
In bestimmten Fallen können Minen oder Kreiden auch nur eine Überzugsschicht aus Reaktionsklebstoff aufweisen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Hierbei stellt dann die Überzugsschicht gleichzeitig den Schaft des Stiftes dar.In certain cases, leads or chalks can only have a coating layer of reactive adhesive, without the frame to leave the invention. In this case, the coating layer also represents the shaft of the pen.
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