MXPA04000792A - Goma de borrar. - Google Patents

Abstract

Una composicion de goma de borrar que comprende 22-41% en peso de copolimero en bloque de estireno-etileno/butileno-estireno, 5-15% en peso de copolimero de etileno/propileno, 30-50% en peso de carbonato de calcio, 10-25% en peso de factice, 0.1-7% en peso de tierra pomez y 0.1-1% en peso de dioxido de titanio; la composicion para goma de borrar tiene una dureza de 70 a 85 Shore A.

Description

GOMA DE BORRAR CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a composiciones para goma de borrar y más específicamente a gomas de borrar termoplásticas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Son conocidas generalmente las gomas de borrar de hule natural y las gomas de borrar de plástico. La goma de borrar de hule natural utiliza el hule natural como matriz junto con un factice y un rellenador. Se terminan a menudo las gomas de borrar, vulcanizándolas ligeramente con azufre. La goma de borrar de plástico es generalmente un tipo polimerizado con emulsión de matriz de resina dicloruro de vinilo que se mezcla con un rellenador y se termina mediante tratamiento con vapor concentrado o similar. Se han desarrollado muchas gomas de borrar a base de plástico. Un ejemplo de gomas de borrar de la técnica anterior aparece expuesto en la patente de E.U.A No. 4,918,130, la cual expone una goma de borrar constituida de una matriz de elastómero termoplástico de estireno, que contiene una poliolefina y una resina de hidrocarburo. La goma de borrar expuesta en esta patente incluye el uso de ciertos aditivos, cuando se necesiten. Una de tales aditivos expuestos es el carbonato de calcio, añadido como rellenador. Aparece expuesto también de reblandecedores tales como aceites de elaboración y polibutileno. La goma de borrar de esta patente está relacionada específicamente con el borrado de marcas de crayón de plástico. La patente de E.U.A No. 4,374,225 expone un método para fabricar una goma de borrar que contiene un elastomero termopiástico de poliolefina cristalizare y, como los describe la patente, hules sintéticos normales que no tienen segmento duro para entrelazarse. Algunos ejemplos de estos elastómeros, de acuerdo con la patente, incluyen polietileno clorado, terpolímero de etileno-propileno, acrilato de etilenetilo y hule de estireno-butadieno. Se afirma que la goma de borrar expuesta en esta patente exhibe propiedades física similares a las de un hule vulcanizado, pero sin operación de vulcanización y el entrelazamiento subsiguiente. La goma de borrar incluye un factice, un rellenador y un pigmento. La patente de E.U.A No. 4,796,328 expone una goma de borrar que tiene una estructura integral de muchas piezas de goma de borrar, cada una de las diferentes piezas teniendo diferentes durezas y abrasividades. De acuerdo con la disposición, las piezas blandas de goma de borrar dentro de la goma de borrar se deforman de conformidad con cualesquiera irregularidades diminutas sobre la superficie de papel, lo cual da lugar al contacto estrecho de la goma de borrar entera con el papel. En tal caso, se presiona el material abrasivo fuertemente contra la superficie de papel mediante las piezas más duras de goma de borrar para raspar la pintura adheridas sobre la superficie de papel.

Generalmente, las gomas de borrar de la técnica anterior están relacionadas con el raspado por fricción de la marca que se ha de borrar. Tal enfoque da lugar al desarrollo de gomas de borrar, el uso de las cuales da por resultado a menudo la abrasión de la superficie (típicamente papel) y la destrucción o el desgarramiento concorde no deseado de la superficie. Siendo así, existe una necesidad de una goma de borrar, la cual sea eficaz para quitar una marca de una superficie, pero que no tienda a raspar o dañar de otra manera la superficie.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención provee una goma de borrar, a fin de resolver los problemas con la técnica anterior. Se ha descubierto que una goma de borrar comprende 22-41 % en peso de copolímero en bloque de estireno-etileno/butileno-estireno, 5-15% en peso de etileno/propileno, 30-50% en peso de carbonato de calcio, 10-25% en peso de factice, y 0.1-7% en peso de piedra pómez. La goma de borrar puede contener opcionalmente hasta 1 % en peso de dióxido de titanio. Preferiblemente, la composición terminada para goma de borrar debe tener una dureza de 70 a 85 Shore A. Preferiblemente, el carbonato de calcio debe molerse en seco y tener un tamaño medio de partícula de 6 a 20 mieras, prefiriéndose de 12 mieras. El intervalo preferido de piedra pómez debe ser de 2 a 3% en peso.

Una composición preferida de 22-41 % en peso de copolímero en bloque de estireno-etileno/butileno-estireno, 7-9% en peso de copolímero de etileno/propileno, 30-50% en peso de carbonato de calcio, 17-19% en peso de factice, 0.1-7% en peso de tierra pómez y 0.1-1 % en peso de dióxido de titanio.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La presente invención provee una composición para goma de borrar que está constituida de 22-41 % en peso de copolímero en bloque de estireno-etileno/butileno-estireno, 5-15% en peso de copolímero de etileno/propileno, 30-50% en peso de carbonato de calcio, 10-25% en peso de factice y 0.1-7% en peso de piedra pómez. La composición puede contener opcionalmente hasta 1 % en peso de dióxido de titanio. Preferiblemente, la composición para goma de borrar debe tener una dureza de 70 a 85 Shore A, prefiriéndose más una dureza de 70 a 80 Shore A. Preferiblemente, el carbonato de calcio debe molerse en seco y tener un tamaño medio de partícula de 6 a 20 mieras, prefiriéndose más de 12 mieras. El intervalo preferido de tierra pómez debe ser de 2 a 3% en peso. Una composición preferida está constituida de 22-41 % en peso de copolímero en bloque de estíreno-etileno/butileno-estireno, 7-9% en peso de copolímero de etileno/propileno, 30-50% en peso de carbonato de calcio, 17-19% en peso de factice, 0.1-7% en peso de tierra pómez y 0.1-1 % en peso de dióxido de titanio. Las gomas de borrar hechas con la composición para goma de borrar de la presente invención exhiben eficacia excelente para quitar muchos tipos de marca, incluyendo lápiz, lápiz de color, crayón y marcas de tinta. La goma de borrar funciona frotando la marca con la goma de borrar. A diferencia de las gomas de borrar convencionales, sin embargo, la goma de borrar de la presente invención forma así una película que se adhiere a la marca frotada. Se quita luego esta película y la marca que queda adherida a la misma, enrollando, cepillando o pelando, como tiras o películas más grandes que se han incorporado al material borrado. Si se tiene la intención de usar la composición terminada para goma de borrar como goma de borrar para lápiz y si la aplicación deseada de la goma de borrar será solo una marca de lápiz aplicada a papel, la dureza de la goma de borrar es particularmente importante. El material de goma de borrar debe ser mayor que -70 Shore A, ya que debajo de esa dureza no se puede aboquillar la goma de borrar apropiadamente sobre el lápiz. Con esta aplicación, la dureza de la composición terminada para goma de borrar debe ser menor que -80 Shore A, ya que la goma de borrar puede dañar la superficie del papel, si es demasiada dura. Como se discute anteriormente en general, la composición para goma de borrar de la presente invención deja una película polímérica sobre una superficie, cuando se presiona el material contra la superficie y se mueve a lo largo de la misma. La película depositada se levanta rápida y fácilmente de la superficie en varias piezas grandes o incluso en una pieza. Las superficies contra las cuales se forma la película incluye papel, vidrio, madera y otras superficies domésticas típicas. Se cree que la capacidad de formación de película del material para goma de borrar ¡nteractúa con la marca, cuando se frota la goma de borrar contra la marca que se ha de quitar y aquélla "captura" eficazmente la marca de la matriz, del material para goma de borrar. Se quita fácilmente la marca, una vez "capturada". Cuando se mueve la goma de borrar de un lado a otro varias veces sobre una marca, como se hace durante un movimiento típico de borrado, se forma la película, pero se desprende inmediatamente de nuevo, conforme la goma de borrar se mueve de un lado a otro. Se ve más fácilmente la eficacia de la capacidad de formación de película, cuando se aplica el material de goma de borrar a al superficie y se frota solamente en una dirección. Lo que queda es una película visible, con la consistencia del hule, que se puede quitar fácilmente pelando. Aunque no se puede entender por completo la razón de la eficacia de la composición para goma de borrar, se ha hallado que la combinación apropiada de ingredientes ha producido una goma de borrar capaz de quitar muchas marcas. La composición está constituida de 22-41 % en peso de copolímero en bloque de estireno-etileno/butileno-estireno, 5-15% en peso de copolímero de etileno/propileno, 30-50% en peso de carbonato de calcio, 10-25% en peso de factice y 0.1-7% en peso de piedra pómez. Una composición preferida está constituida de 22-41 % en peso de copolímero en bloque de estireno-etileno/butileno-estireno, 7-9% en peso de copolímero de etíleno/propileno, 30-50% en peso de carbonato de calcio, 17-19% en peso de factice, 0.1 -7% en peso de piedra pómez y 0.1 -1 % en peso de dióxido de titanio. Un copolímero ejemplar en bloque de estireno-etileno/butileno-estireno es obtenible comercialmente como Kraton®, siendo Kraton G-1726 un polímero preferido. ("Kraton" es una marca comercial registrada de Kraton Corporation). Otros copolímeros de estireno-butadieno-estireno (SBS) podrían ser eficaces, siempre que se satisfagan los criterios apropiados a dureza. El copolímero en bloque de estireno-etileno/butileno-estireno actúa como el principal aglutinante con consistencia de hule. La dureza preferida para el copolímero moldeado está dentro del intervalo de 55 a 65 Shore A, prefiriéndose principalmente de aproximadamente 60 Shore A. Se aumenta la dureza de este copolímero mediante la adhesión de un rellenador, como se discute posteriormente. Los copolímeros usados en la presente invención están caracterizados por baja fuerza cohesiva (lo cual significa que se raspan fácilmente) y baja viscosidad de fusión (lo cual ayuda a la formación de película). El intervalo preferido del copolímero en bloque de estireno-etileno/butileno-estireno es de 22 a 41 % en peso, prefiriéndose principalmente de 32% en peso. Muchos carbonatos de calcio podrían ser eficaces como rellenadores, incluyendo Omyacarb®, preferiblemente Omyacarb #14, o Snow White® 12 ("Omyacarb" y "Snow White" son marcas comerciales registradas de Omya Corporation). Se pueden usar carbonatos de calcio con mayor tamaño de partícula, pero si el tamaño de partícula se hace demasiado grande, la goma de borrar hecha con la composición tiene una sensación "rasposa" y tiende a dañar un substrato, particularmente papel, más fácilmente durante su uso. Los carbonatos de calcio preferidos para su uso con la presente invención son carbonatos de calcio molidos en seco con un tamaño medio de partícula entre 6 y 20 mieras, prefiriéndose principalmente de aproximadamente 12 mieras. Este cumple con varias funciones, incluyendo aumentar la dureza, actuar como elemento de abrasión y hacer que la resina raspe más fácilmente la marca que se ha de borrar. El intervalo preferido del carbonato de calcio es de 30 a 50% en peso, prefiriéndose principalmente de 39.3% en peso. Como se menciona, los carbonatos de calcio molidos en seco tienden a ser más abrasivos que los molidos en húmedo. Al mismo tiempo, incluso el carbonato de calcio molido en seco es un material abrasivo moderado y tiende a no dañar un sustrato debido a su blandura. Los términos "molidos en seco" y "molidos en húmedo" se refieren a los métodos mediante los cuales se ha molido el carbonato de calcio. Los grados de molienda en húmedo son usualmente más blanco, más puro, menos abrasivo y más fino. Los grados de molienda en húmedo podrían ser eficaces también, pero se prefieren los grados de molienda en seco a causa de su abrasividad más alta. El tamaño de partícula de las partículas del carbonato calcio es importante, porque el uso de los carbonatos de calcio que tienen una distribución insuficientemente grande de tamaños de partícula da por resultado una goma de borrar que es generalmente ineficaz. Además de ser un rellenador, el carbonato de calcio actúa también como reforzador de la mezcla y el tamaño de partícula más grande da como resultado un compuesto más abrasivo que puede dañar el sustrato que se frote. Siendo así, la selección apropiada del tamaño de partícula es importante para la funcionalidad de la composición para goma de borrar. El factice cumple con varias funciones en la composición final para goma de borrar, incluyendo actuar como plastificador y también como aditivo para reducir la resistencia a la abrasión. Un factice es un aceite vulcanizado. Un factice preferido es un aceite vegetal vulcanizado. Un factice ejemplar es vendido por Akrochem Corporation con el nombre Akrofax®. Los grados preferidos de Akrofax incluyen Akrofax 9970, 758, y 57. Se podría usar otro factice, incluyendo factice WO obtenible de Harwick Chemical Mfg. Corp. El factice sirve de plastificador, haciendo más blando, más ligero y más fácilmente procesado el material para goma de borrar. El factice ayuda también a reducir la fuerza cohesiva del compuesto. Esta reducción de fuerza cohesiva sirve para permitir la mejor formación de película sobre la superficie frotada durante el borrado y también para reducir la resistencia a la abrasión de la goma de borrar misma. Mediante la reducción de la resistencia a la abrasión, el material para goma de borrar se desprende de sí mismo durante el frotado, de manera que se puede quitar por tracción la marca de la goma de borrar del sustrato junto con el material que se quita frotando. Si el matenal para goma de borrar exhibiera alta resistencia a la abrasión, la marca se adheriría al material para goma de borrar, pero el material para goma de borrar se quedaría adherido al resto de la goma de borrar. El resultado sería una goma de borrar cuya superficie se cubriría rápidamente con marcas. El intervalo preferido del factice es de 10 a 25% en peso, prefiriéndose más el intervalo de factice de 17 a 19% en peso. Se prefiere principalmente 17.8% en peso de factice. El copolímero de etileno/propileno está presente para mejorar la "sensación" del producto de goma de borrar y ayudar también a reducir al mínimo el daño al papel, cuando se frota la goma de borrar contra una marca. Cualquier copolímero adecuado de etileno/propileno será eficaz para este propósito, un copolímero ejemplar de etileno/propileno siendo Vistalon® de Exxon. Generalmente, se cree que la presencia del copolímero de etileno/propileno aumenta la pegajosidad y mejora por lo tanto la adhesión entre la marca que se está borrando y la película formada por la goma de borrar. Ayuda también a la adhesión de la película de goma de borrar a sí misma, permitiendo la mejor capacidad de formación de película del material para goma de borrar y finalmente mejor desprendimiento de la marca después de borrar. El intervalo preferido del copolímero de etileno/propileno es de 5 a 15% en peso, prefiriéndose más de 7 a 9% en peso y prefiriéndose principalmente de 7.7% en peso. Se podrían usar muchos materiales de piedra pómez, incluyendo Pumice FFFF, obtenible de CR inerals Corp. La piedra pómez es un material abrasivo agresivo y se usa solamente en cantidades pequeñas. Mejora la abrasión de la marca que se ha de borrar (y subsiguientemente el desprendimiento por el copolímero de formación de película), ayudando a fragmentar físicamente y quitar las partículas que serían difíciles de quitar en otras circunstancias. Si se usa demasiada piedra pómez, la goma de borrar dañará el sustrato que contiene la marca. El intervalo preferido de piedra pómez es de entre 0.1 y 7% en peso, prefiriéndose más una cantidad de entre 2 y 3% en peso. La cantidad más preferida es de 2.2% en peso. La presencia de dióxido de titanio sirve de blanqueador. El uso de dióxido de titanio es opcional y la cantidad preferida del dióxido de titanio es de 0 a 1 % en peso. Se desarrollaron y analizaron varias gomas de borrar ejemplares. Estas gomas de borrar están provistas en el cuadro siguiente.

MATERIAL % en peso Dureza Shore A Copolímero en bloque de etileno/etileno/butileno- estireno 32.3 Carbonato de calcio 39.8 Factice 18 76 Piedra pómez 2.2 Copolímero de etileno/propileno 7.7 Copolímero en bloque de etileno/etileno/butileno- estireno 36.3 Carbonato de calcio 35 Factice 18.5 80 Piedra pómez 2.2 Copolímero de etileno/propileno 8.0 Copolímero en bloque de etileno/etileno/butileno- estireno 41 Carbonato de calcio 30.4 Factice 18.4 78 Piedra pómez 2.2 Copolímero de etileno/propileno 8.0 Copolímero en bloque de etileno/etileno/butileno- estireno 26.9 Carbonato de calcio 45.1 Factice 18 83 Piedra pómez 2.2 Copolímero de etileno/propileno 7.8 Copolímero en bloque de etíleno/etileno/butileno- estireno 22.6 Carbonato de calcio 49.7 Factice 17.8 77 Piedra pómez 2.1 Copolímero de etileno/propileno 7.7 Como puede verse, todas las gomas de borrar que tienen una dureza Shore A dentro del intervalo de 70-80, con la excepción del cuarto ejemplo, el cual mostró una dureza de 83 Shore A. Con la excepción de este cuarto ejemplo, todas esas formulaciones serían muy eficaces como gomas de borrar para lápices. El cuarto ejemplo sería eficaz sobre papel, pero su dureza la haría más adecuada para su uso sobre superficies más duras tales como madera. Se puede formar la composición para goma de borra de la presente invención mediante técnicas conocidas de extrusión u otras de moldeo con configuraciones convencionales de goma de borrar. Se pueden extruir barras cilindricas y cortar para convertirlas en gomas de borrar para lápices; se pueden formar bloques y vender como goma de borrar manuales individuales. Se usó un aparato de Brabender con accesorio de cabezal mezclador para el desarrollo de la composición inventada. Se añadieron los elementos al cabezal mezclador a 40 rpm y 50°C, y se aumentó luego la velocidad a 120 rpm durante aproximadamente 3 minutos. Se retiró luego la composición mezclada del cabezal mezclador y se moldeó por compresión como un bloque de 0.635 cm x 5.08 cm x 5.08 cm sobre una pieza de moldear por compresión Wabash a la misma temperatura durante 8 minutos. Se enfrió luego el bloque a temperatura ambiente y se retiró del molde. Aunque se ha descrito la presente invención particularmente en relación con las modalidades preferidas específicas, es evidente que muchas alternativas, modificaciones y variaciones serán manifiestas para los expertos en la técnica. Se contempla por lo tanto que las reivindicaciones anexadas abarcaran cualquiera de tales alternativas, modificaciones y variaciones, que caen dentro del alcance y el espíritu de la presente invención.

Claims (2)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1- Una composición para goma de borrar, caracterizada porque comprende: 2

2-41 % en peso de copolímero en bloque de estireno-etileno/butileno-estireno; 7-9% en peso de copolímero de etileno/propileno; 30-50% en peso de carbonato de calcio; 10-25% en peso de factice; y 0.1-7% en peso de tierra pómez. 2.- La composición para goma de borrar de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque comprende adicionalmente hasta 1 % en peso de dióxido de titanio. 3. - La composición para goma de borrar de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicha composición tiene una dureza de 70 a 85 Shore A. 4. - La composición para goma de borrar de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicho carbonato de calcio está molido en seco. 5. - La composición para goma de borrar de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicho carbonato de calcio tiene un tamaño medio de partícula de 6 a 20 mieras. 6. - La composición para goma de borrar de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicho carbonato de calcio tiene un tamaño medio de partícula de 12 mieras. 7. - La composición para goma de borrar de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicha piedra pómez está presente de 2 a 3% en peso. 8. - Una composición para goma de borrar, caracterizada porque comprende: 22-41 % en peso de copolímero en bloque de estireno-etileno/butileno-estireno; 7-9% en peso de copolímero de etileno/propileno; 30-50% en peso de carbonato de calcio; 17-19% en peso de factice; 0.1 -7% en peso de tierra pómez y 0.1 -1 % en peso de dióxido de titanio. 9. - La composición para goma de borrar de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque dicha composición tiene una dureza de 70 a 85 Shore A. 10.- La composición para goma de borrar de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque dicho carbonato de calcio está molido en seco. 1 1. - La composición para goma de borrar de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque dicho carbonato de calcio tiene un tamaño medio de partícula de 6 a 20 mieras. 12. - La composición para goma de borrar de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque dicho carbonato de calcio tiene un tamaño medio de partícula de 12 mieras. 13. - La composición para goma de borrar de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque dicha piedra pómez está presente de 2 a 3% en peso. . - Una composición para goma de borrar, caracterizada porque comprende: 32% en peso de copolímero en bloque de estireno-etileno/butileno-estireno; 7.7% en peso de copolímero de etileno/propileno; 39.3% en peso de carbonato de calcio; 17.8% en peso de factice; 2.2% en peso de tierra pómez y 1% en peso de dióxido de titanio. 15. - La composición para goma de borrar de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque dicha composición tiene una dureza de 70 a 85 Shore A. 16 - La composición para goma de borrar de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque dicho carbonato de calcio está molido en seco. 17.- La composición para goma de borrar de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque dicho carbonato de calcio tiene un tamaño medio de partícula de 6 a 20 mieras. 18.- La composición para goma de borrar de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque dicho carbonato de calcio tiene un tamaño medio de partícula de 12 mieras.