專利名稱：用于書寫、標記和/或繪圖裝置的筆芯及其制造方法
技術領域：
本發明涉及用于書寫、標記和/或繪圖裝置的筆芯及其制造方法。
技術背景此類用于書寫、標記和/或繪圖的筆芯原則上是已知的。由現有技術已知在著色(Farbabgabe)、滑動能力及蠟性方面具有高 品質的筆劃特性(Abstricheigenschaften)的彩色筆芯。此類筆芯在其干 燥之后進行浸漬，即浸入含有液體蠟的浸漬浴中并用其浸透。在此，用 蠟作為潤滑劑填充在干燥時產生的孔及中間空間。以此方式調節筆芯的 繪圖特性，例如滑動特性、蠟性和/或著色性能。此類筆芯的缺點在于， 由于制造中額外的加工步驟而產生額外的成本，為此額外的加工步驟在 時間上難以控制。浸漬之前的加工步驟也必須根據后續的浸漬而精確地 調節，例如必須注意筆芯的濕度。此外，缺點還在于，已浸漬的筆芯必須在其表面上加以清潔，從而 使在將筆芯粘入木材中時的負面效應最小化。除了這些已述的缺點以外，在制造筆芯時還由于筆芯彎曲變形而產 生更多的廢品。因為可以觀察到所謂的滲漏，還破壞經浸漬的筆芯的美觀。發明內容因此，本發明的目的在于提供一種筆芯，其不具有前述的缺點，尤 其是具有優異的滑動特性以及在著色方面非常良好的筆劃特性，目前這 些特性僅對于定性地高品質的經浸漬的筆芯是已知的。該目的是以如下方式實現的，在加工之前配制品中已經包含用于實現該目的所需的所有 筆芯組份。以下述方式表明，該系統筆芯為非常敏感的系統。已發現在例如通過提高顏料含量而嘗試使著色最優化時，設定界限， 因為無法任意地增加顏色深度，特別是在此過程中筆芯在介質上的滑動 能力明顯變差。與此無關地還提高制造成本或配制成本。僅提高蠟含量也得不到所期望的結果，因為出現了對混合過程的負 面影響，嚴重降低筆芯強度，提高碎屑特性及損害筆劃的完整性。通過降低粘結劑含量，雖然可以改善筆劃特性，但是這對筆芯強度 有影響。在實現所提出的目的時，驚人地發現，對于未經燒制的彩色筆芯，熔點高于75°C，優選高于8(TC的基于烴類的蠟和/或石蠟有助于實現該 目的。此類蠟與紙張表面的自由OH基沒有相互作用，這導致在此類或 其他書寫介質上良好的滑動作用。通過添加此類蠟不會影響筆芯所需的 強度。已經用于筆芯的配制品混合物/打底混合物的蠟只有在干燥經擠出 的筆芯時才熔化或液化，并因此已經不在混合過程中被粘結劑裝入 (eingdagert)或者被填料吸收，而是分布在孔和中間空間內。混合過程 的溫度約為70'C。有助于實現該目的的此類蠟的實例是微晶蠟或極性蠟(Polarwachs)。石蠟應理解為由烷烴即化學通式為CnH2n+2的飽和烴類組成的混合 物。若石蠟的凝固點約為8(TC，貝他稱作所謂的微晶蠟。化學式中的鏈 長度n最高為75烴。對于微晶蠟存在異鏈烷烴的結構。優選使用的蠟可以被描述為具有微晶蠟狀結構的部分分支的高分子 量的脂族烴類蠟。其凝固點為90至95-C，而油滴點高于約100'C。此外還驚人地表明，為了實現該目的需要具有層狀或薄片狀的晶體 結構和/或小的粒徑的填料，其中粒徑的上限約為20 pm，優選小于10 pm4(利用沉降圖Sedigraph5100測定)。通過小的粒徑可以實現非常好的強 度，而不會在繪圖時發出嚓嚓聲。此外，使用該以層狀構成的填料導致在書寫表面上干凈的剝落現象， 并因此導致良好的滑動作用。通過填料的數值為1的小的莫氏硬度，實現柔軟的書寫特性。此類填料的實例是滑石和氮化硼。更一般而言，柔軟、精細和/或薄 片狀構成的填料是合適的。應當依照基本配方及配制品實例更詳細地闡述根據本發明的筆芯。
具體實施方式
基本配方潤滑劑(GM) 2-10重量％粘結劑(BM) 4-10重量％蠟 5-20重量％填料(FS) 30- 70重量％顏料(FM1) 0-18重量％二氧化鈦(FM2) 0-35重量％其他添加劑 0- 5重量％配制品實例l:紅色筆芯硬脂酸鈣(GM)4重量％羧甲基纖維素鈉(BM)7重量％極性蠟10重量％滑石(FS)62重量％顏料Rot2 (FM1)10重量％顏料Rot4 (FM1)2重量％二氧化鈦(FM2)5重量％配制品實例2:藍色筆芯硬脂酸鈣(GM)4重量％羧甲基纖維素鈉(BM)7重量％微晶蠟10重量％滑石(FS)61重量％顏料Blaul5:3 (FM1)6重量％顏料Violett23 (FM1)1重量％二氧化鈦(FM2)10重量％通過本發明可以實現鉛筆特性(Stifteigenschaft)，即優異的滑動特 性以及在著色方面非常良好的筆劃特性，而不必容忍前述缺點。通過本發明的筆芯組合物，由于省略了浸漬及因此節省了至少24小 時的浸漬時間而可以實現過程簡化。這在制造過程中導致可察覺的成本 降低，特別是減少了由于彎曲變形而產生的廢品。根據本發明的筆芯具 有潔凈的表面、良好的可粘合性、更高的強度、鮮艷或飽滿的筆劃、非 常良好的滑動及繪圖特性以及高的光澤度。由現有技術已知地基本上以如下加工步驟制造根據本發明的筆芯 -在快速動作混合器內將粘結劑、潤滑劑、填料、蠟及任選存在的其他添加劑強烈混合； -通過添加水而將筆芯組合物調節至約12%的濕度； -在另一個步驟中形成所謂的筆芯初坯，然后通過擠出成型壓制 成筆芯，切割并干燥。如此制造的筆芯是未經燒制的筆芯。制造方法的優點在于，可以省 略筆芯在其制造之后的浸漬過程。
權利要求
1、用于書寫、標記和/或繪圖裝置的筆芯，其至少由至少一種填料、至少一種粘結劑及至少一種潤滑劑組成，其特征在于，該筆芯包含熔點高于75℃的基于烴類的蠟和/或石蠟，和/或該筆芯包含至少一種具有層狀或薄片狀晶體結構和/或小粒徑的填料。
2、 根據權利要求1的筆芯，其特征在于，所述蠟的熔點大于或等于 80°C。
3、 根據權利要求1的筆芯，其特征在于，所述蠟表示為化學式 CnH2n+2，其中化學式中的n可以取最高為75的數值。
4、 根據權利要求1的筆芯，其特征在于，所述填料的粒徑小于10 pm。
5、 根據前述權利要求之一的筆芯，其特征在于，該筆芯至少由2 - 10 重量％的潤滑劑(GM)、 4-10重量％的粘結劑(BM)、 5-20重量％的 蠟及30 -70重量％的填料(FS)組成。
6、 根據前述權利要求之一的筆芯，其特征在于，該筆芯未經燒制。
7、 制造根據權利要求1的筆芯的方法，其包括如下加工步驟-在混合器內將以下組份強烈混合粘結劑、潤滑劑、填料、蠟及任選存在的其他添加劑， -將水加入筆芯組合物以調節確定的濕度， -形成所謂的筆芯初坯， -通過擠出成型將該初坯壓制成筆芯， -干燥該筆芯。
全文摘要
本發明涉及用于書寫、標記和/或繪圖裝置的筆芯，其中該筆芯至少由至少一種填料、至少一種粘結劑及至少一種潤滑劑組成，其特征在于，該筆芯包含熔點高于75℃的基于烴類的蠟和/或石蠟，和/或該筆芯包含至少一種具有層狀或薄片狀晶體結構和/或小的粒徑的填料。
文檔編號C09D13/00GK101602305SQ20091014681
公開日2009年12月16日 申請日期2009年6月15日 優先權日2008年6月14日
發明者T·沃勒貝 申請人:J.S.斯達德勒兩合公司