专利名称：用于书写、标记和/或绘图装置的笔芯及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用于书写、标记和/或绘图装置的笔芯及其制造方法。
技术背景此类用于书写、标记和/或绘图的笔芯原则上是已知的。由现有技术已知在着色(Farbabgabe)、滑动能力及蜡性方面具有高 品质的笔划特性(Abstricheigenschaften)的彩色笔芯。此类笔芯在其干 燥之后进行浸渍，即浸入含有液体蜡的浸渍浴中并用其浸透。在此，用 蜡作为润滑剂填充在干燥时产生的孔及中间空间。以此方式调节笔芯的 绘图特性，例如滑动特性、蜡性和/或着色性能。此类笔芯的缺点在于， 由于制造中额外的加工步骤而产生额外的成本，为此额外的加工步骤在 时间上难以控制。浸渍之前的加工步骤也必须根据后续的浸渍而精确地 调节，例如必须注意笔芯的湿度。此外，缺点还在于，已浸渍的笔芯必须在其表面上加以清洁，从而 使在将笔芯粘入木材中时的负面效应最小化。除了这些已述的缺点以外，在制造笔芯时还由于笔芯弯曲变形而产 生更多的废品。因为可以观察到所谓的渗漏，还破坏经浸渍的笔芯的美观。发明内容因此，本发明的目的在于提供一种笔芯，其不具有前述的缺点，尤 其是具有优异的滑动特性以及在着色方面非常良好的笔划特性，目前这 些特性仅对于定性地高品质的经浸渍的笔芯是已知的。该目的是以如下方式实现的，在加工之前配制品中已经包含用于实现该目的所需的所有 笔芯组份。以下述方式表明，该系统笔芯为非常敏感的系统。已发现在例如通过提高颜料含量而尝试使着色最优化时，设定界限， 因为无法任意地增加颜色深度，特别是在此过程中笔芯在介质上的滑动 能力明显变差。与此无关地还提高制造成本或配制成本。仅提高蜡含量也得不到所期望的结果，因为出现了对混合过程的负 面影响，严重降低笔芯强度，提高碎屑特性及损害笔划的完整性。通过降低粘结剂含量，虽然可以改善笔划特性，但是这对笔芯强度 有影响。在实现所提出的目的时，惊人地发现，对于未经烧制的彩色笔芯，熔点高于75°C，优选高于8(TC的基于烃类的蜡和/或石蜡有助于实现该 目的。此类蜡与纸张表面的自由OH基没有相互作用，这导致在此类或 其他书写介质上良好的滑动作用。通过添加此类蜡不会影响笔芯所需的 强度。已经用于笔芯的配制品混合物/打底混合物的蜡只有在干燥经挤出 的笔芯时才熔化或液化，并因此已经不在混合过程中被粘结剂装入 (eingdagert)或者被填料吸收，而是分布在孔和中间空间内。混合过程 的温度约为70'C。有助于实现该目的的此类蜡的实例是微晶蜡或极性蜡(Polarwachs)。石蜡应理解为由烷烃即化学通式为CnH2n+2的饱和烃类组成的混合 物。若石蜡的凝固点约为8(TC，贝他称作所谓的微晶蜡。化学式中的链 长度n最高为75烃。对于微晶蜡存在异链烷烃的结构。优选使用的蜡可以被描述为具有微晶蜡状结构的部分分支的高分子 量的脂族烃类蜡。其凝固点为90至95-C，而油滴点高于约100'C。此外还惊人地表明，为了实现该目的需要具有层状或薄片状的晶体 结构和/或小的粒径的填料，其中粒径的上限约为20 pm，优选小于10 pm4(利用沉降图Sedigraph5100测定)。通过小的粒径可以实现非常好的强 度，而不会在绘图时发出嚓嚓声。此外，使用该以层状构成的填料导致在书写表面上干净的剥落现象， 并因此导致良好的滑动作用。通过填料的数值为1的小的莫氏硬度，实现柔软的书写特性。此类填料的实例是滑石和氮化硼。更一般而言，柔软、精细和/或薄 片状构成的填料是合适的。应当依照基本配方及配制品实例更详细地阐述根据本发明的笔芯。
具体实施方式
基本配方润滑剂(GM) 2-10重量％粘结剂(BM) 4-10重量％蜡 5-20重量％填料(FS) 30- 70重量％颜料(FM1) 0-18重量％二氧化钛(FM2) 0-35重量％其他添加剂 0- 5重量％配制品实例l:红色笔芯硬脂酸钙(GM)4重量％羧甲基纤维素钠(BM)7重量％极性蜡10重量％滑石(FS)62重量％颜料Rot2 (FM1)10重量％颜料Rot4 (FM1)2重量％二氧化钛(FM2)5重量％配制品实例2:蓝色笔芯硬脂酸钙(GM)4重量％羧甲基纤维素钠(BM)7重量％微晶蜡10重量％滑石(FS)61重量％颜料Blaul5:3 (FM1)6重量％颜料Violett23 (FM1)1重量％二氧化钛(FM2)10重量％通过本发明可以实现铅笔特性(Stifteigenschaft)，即优异的滑动特 性以及在着色方面非常良好的笔划特性，而不必容忍前述缺点。通过本发明的笔芯组合物，由于省略了浸渍及因此节省了至少24小 时的浸渍时间而可以实现过程简化。这在制造过程中导致可察觉的成本 降低，特别是减少了由于弯曲变形而产生的废品。根据本发明的笔芯具 有洁净的表面、良好的可粘合性、更高的强度、鲜艳或饱满的笔划、非 常良好的滑动及绘图特性以及高的光泽度。由现有技术已知地基本上以如下加工步骤制造根据本发明的笔芯 -在快速动作混合器内将粘结剂、润滑剂、填料、蜡及任选存在的其他添加剂强烈混合； -通过添加水而将笔芯组合物调节至约12%的湿度； -在另一个步骤中形成所谓的笔芯初坯，然后通过挤出成型压制 成笔芯，切割并干燥。如此制造的笔芯是未经烧制的笔芯。制造方法的优点在于，可以省 略笔芯在其制造之后的浸渍过程。
权利要求
1、用于书写、标记和/或绘图装置的笔芯，其至少由至少一种填料、至少一种粘结剂及至少一种润滑剂组成，其特征在于，该笔芯包含熔点高于75℃的基于烃类的蜡和/或石蜡，和/或该笔芯包含至少一种具有层状或薄片状晶体结构和/或小粒径的填料。
2、 根据权利要求1的笔芯，其特征在于，所述蜡的熔点大于或等于 80°C。
3、 根据权利要求1的笔芯，其特征在于，所述蜡表示为化学式 CnH2n+2，其中化学式中的n可以取最高为75的数值。
4、 根据权利要求1的笔芯，其特征在于，所述填料的粒径小于10 pm。
5、 根据前述权利要求之一的笔芯，其特征在于，该笔芯至少由2 - 10 重量％的润滑剂(GM)、 4-10重量％的粘结剂(BM)、 5-20重量％的 蜡及30 -70重量％的填料(FS)组成。
6、 根据前述权利要求之一的笔芯，其特征在于，该笔芯未经烧制。
7、 制造根据权利要求1的笔芯的方法，其包括如下加工步骤-在混合器内将以下组份强烈混合粘结剂、润滑剂、填料、蜡及任选存在的其他添加剂， -将水加入笔芯组合物以调节确定的湿度， -形成所谓的笔芯初坯， -通过挤出成型将该初坯压制成笔芯， -干燥该笔芯。
全文摘要
本发明涉及用于书写、标记和/或绘图装置的笔芯，其中该笔芯至少由至少一种填料、至少一种粘结剂及至少一种润滑剂组成，其特征在于，该笔芯包含熔点高于75℃的基于烃类的蜡和/或石蜡，和/或该笔芯包含至少一种具有层状或薄片状晶体结构和/或小的粒径的填料。
文档编号C09D13/00GK101602305SQ20091014681
公开日2009年12月16日 申请日期2009年6月15日 优先权日2008年6月14日
发明者T·沃勒贝 申请人:J.S.斯达德勒两合公司