專利名稱：用于寫字、繪畫、繪圖和化妝目的的木材包裹的鉛筆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于寫字、繪畫、繪圖和化妝目的的木材包裹的鉛筆。這種鉛筆具有保護(hù)性包封層，在包封層的中央存放筆芯。然而鉛筆還應(yīng)指用于筆芯的銷釘狀夾具。木材包裹的鉛筆通常具有由漆涂層構(gòu)成的光滑的表面。所以，鉛筆的握住需要用較大的力，這在長期使用時引起疲勞。
從EP 1 177 108獲知一種本文開頭所述種類的鉛筆，其中，用于操作的表面具有由塑料材料制成的構(gòu)成筆柄面或筆柄粒結(jié)的突起結(jié)構(gòu)。鉛筆的手握性能單是由于有這種突起結(jié)構(gòu)就得以提高。手握性能或感觸性能的進(jìn)一步改善可通過選擇相應(yīng)的塑料材料而達(dá)到。對于這種已知的鉛筆，突起結(jié)構(gòu)首先以可流動的塑料物料形式涂覆到鉛筆的表面，在此，這種可流動的塑料物料隨后固化或是可固化的。塑料物料的主要成分是水性的、防水的經(jīng)硬化的聚合物分散體，或這樣的分散體的混合物。
從JP-A-09/039467獲知由塑料或金屬制成的鉛筆鞘，在其表面上以上述的方法和方式涂覆突起結(jié)構(gòu)。首先可流動的塑料制劑是由聚氨酯樹脂、多元醇和至少一種用于聚氨酯樹脂的硬化劑組成的混合物。在絲網(wǎng)印刷中涂覆到鉛筆鞘上的結(jié)構(gòu)在80℃以上的溫度下時效硬化。這樣的溫度對于經(jīng)上漆的木制鉛筆是有害的，這種鉛筆常常還含有易壞的筆芯，以致于從上述文獻(xiàn)獲知的粒結(jié)不能用于木材包裹的鉛筆。
本發(fā)明的任務(wù)是，提出一種具有由替代材料制成的突起結(jié)構(gòu)的木材包裹的鉛筆。
本發(fā)明的任務(wù)不僅根據(jù)權(quán)利要求1得以解決，而且根據(jù)權(quán)利要求9也得以解決。根據(jù)權(quán)利要求1，所涂覆的制劑是不含水的，而含有可輻射硬化，特別是可UV硬化的塑料，其在時效硬化后形成突起結(jié)構(gòu)。根據(jù)權(quán)利要求9，制劑也是不含水的，然而含有作為主要成分的有機(jī)溶劑和在溶劑中含有的塑料，在此，這種混合物經(jīng)物理干燥，也就是蒸發(fā)掉溶劑，并形成一層由在制劑中含有的塑料構(gòu)成的薄膜或突起結(jié)構(gòu)。
兩種鉛筆方案的主要優(yōu)點(diǎn)是基于制劑不含水，這使得制備簡單化。在由EP 1 177 108 B1獲知的鉛筆的制備中，其必須在涂覆水性的聚合物分散體后在干燥室中存放最多至兩天。相應(yīng)地，為了能夠進(jìn)行兩天的連續(xù)生產(chǎn)，就需要大的干燥室，這就與高的生產(chǎn)成本相關(guān)聯(lián)。由于水性塑料分散體的水的緩慢的蒸發(fā)速度而導(dǎo)致長的干燥時間。即使通過溫度的提高也不能顯著縮短干燥時間，因?yàn)殂U筆的木材包封層和常常是在其中所含有的筆芯經(jīng)受不住。鉛筆包封層可能由于從木材中太快的脫水而變形或扭曲。已知木材包封層是由經(jīng)縱向膠合的兩半制備而成的。在應(yīng)用高溫時，如在JP-09/039467A中所給出的溫度時，存在的危險(xiǎn)是，膠合松脫開。與此相反，對于根據(jù)權(quán)利要求1的鉛筆，根本不再需要單獨(dú)的干燥室。鉛筆可在涂覆塑料制劑后被移交到UV-輻照站，在此，在最多幾秒鐘內(nèi)，突起結(jié)構(gòu)就固化在鉛筆的木材包封層上。對于溶劑基的塑料制劑，干燥時間由于有機(jī)溶劑相對于水具有較高的蒸汽壓而縮短了，以致于在此為在涂覆制劑后將鉛筆干燥，具有較小的空間容量的干燥室就足夠了。
在所討論類型的鉛筆的制備中，另一個問題是對可流動的塑料制劑在直至涂覆到鉛筆表面上之前的操作。對于水性的塑料分散體存在的危險(xiǎn)是，由于水的蒸發(fā)而導(dǎo)致制劑的濃縮，從而導(dǎo)致塑料薄膜的沉積。當(dāng)這種薄膜在噴嘴區(qū)域形成，或在用絲網(wǎng)印刷法涂覆時在絲網(wǎng)處形成時，就需要費(fèi)力的清除，這造成生產(chǎn)設(shè)備的停工。在此特別的缺點(diǎn)在于，聚合物薄膜不能再用水溶解。這在根據(jù)權(quán)利要求9的溶劑基制劑的情況下不同。假如在此在工具和裝置上形成沉積，那么可以簡單的方式用溶劑再次將其溶解。對于根據(jù)權(quán)利要求1的制劑，其中薄膜的形成是由于UV-硬化而進(jìn)行，有機(jī)溶劑是根本不需要的或最多只需要很少量的，使得減小了經(jīng)固化的沉積物的形成趨勢，或完全不再存在。
最后，兩種鉛筆方案還具有的優(yōu)點(diǎn)是，由于不含水而不必?fù)?dān)心與制劑相接觸的裝置部件的腐蝕。
對于基于可UV-硬化的塑料的制劑，當(dāng)制劑不含溶劑時是有利的。由此排除了在制備方法過程中制劑粘度由于溶劑的蒸發(fā)而提高的可能性。在制備過程中制劑粘度的改變可能導(dǎo)致所形成的突起結(jié)構(gòu)的形狀隨著制劑的粘度的增加而改變。另外有利的是，在UV-硬化前不必進(jìn)行干燥，以去除還在突起結(jié)構(gòu)中存在的溶劑。
制劑的優(yōu)選的框架配方(Rahmenrezeptur)預(yù)計(jì)為，存在有40-98重量％的可UV-硬化的塑料，0.1-30重量％的光敏引發(fā)劑，0-60重量％的著色劑，0-60重量％的填料，0-10重量％的添加劑和0-40重量％的有機(jī)溶劑。特別優(yōu)選的制劑含有70-80重量％的丙烯酸酯低聚物，4-12重量％的丙烯酸酯單體，2-8重量％的二苯酮，5-12重量％的共引發(fā)劑，1-2重量％的流平劑和潤滑劑，0.5-1.5重量％消泡劑。
一種非常合適的可UV-硬化的制劑含有至少一種丙烯酸酯衍生物，在此其可指一種單體或一種低聚物或它們的混合物。作為低聚物，優(yōu)選使用芳族的和脂肪族的環(huán)氧-丙烯酸酯，聚酯-聚氨酯-、醚類低聚物-和胺改性的醚類低聚物-丙烯酸酯。
對于溶劑基的物理干燥的制劑，許多塑料都是合適的，即聚酯、酚醛樹脂、尿素樹脂、蜜胺樹脂、多萜樹脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯基類分散體、PVC、聚乙烯醚、聚丙酸乙烯酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯-共聚物、聚苯乙烯、聚烯烴、苯并呋喃-茚-樹脂、聚乙內(nèi)酰脲樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂、萘樹脂、甲醛樹脂和呋喃樹脂，烴樹脂、芳族化物-甲醛樹脂、氨基甲酸樹脂、氨磺酰樹脂、氯三聯(lián)苯樹脂、聚酰胺樹脂、硝化纖維素、乙酸纖維素、乙酰丁酸纖維素、乙酰丙酸纖維素、乙基纖維素、芐基纖維素、羧甲基纖維素、羧乙基纖維素、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、乙基羥乙基纖維素和羥乙基纖維素，橡膠和橡膠衍生物如氯化橡膠、天然橡膠、解聚天然橡膠、環(huán)化橡膠和合成橡膠，聚氨酯和環(huán)氧樹脂。然而，更特別合適的制劑是含有PVC-共聚物和/或硝化纖維素的制劑。對于制劑的一種合適的框架配方含有40-90重量％有機(jī)溶劑、5-40重量％塑料成分、0-40重量％的著色劑、0-50重量％的填料、0-20重量％的蠟和0-10重量％的添加劑。在此和上述的配方中，添加劑是指常用的助劑如濕潤劑、消泡劑和類似的試劑。特別合適的制劑含有40-45重量％的乙酸丁酯、10-20重量％的乙酸甲氧基丙酯、2-8重量％的甘醇酸正丁酯、20-30重量％的硝化纖維素、0.2-0.8重量％的增稠劑、0.2-0.8重量％的蠟、0.4-0.12重量％的消泡劑和流平劑。
不僅對于根據(jù)權(quán)利要求1的鉛筆，而且對于根據(jù)權(quán)利要求9的鉛筆，其制劑都可含有填料，該填料優(yōu)選選自高嶺土、滑石、硫酸鋇、鈦白、碳酸鈣和云母。通過加入這樣的填料，突起結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性可以在寬的范圍內(nèi)變化，該突起結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性自然也由所應(yīng)用的塑料的種類產(chǎn)生。為了影響突起結(jié)構(gòu)表面的感觸性能，特別合適的填料選自硅酸鋁-空心球，膨脹的空心球，聚氨酯-柔軟感-小球，微粉化的塑料如聚丙烯或PTFE-和PA-蠟。
現(xiàn)根據(jù)附圖所示的一個實(shí)施例以及根據(jù)用于塑料物料的組成實(shí)施例來進(jìn)一步解釋本發(fā)明。


圖1示出了一種具有木材包封層1和鉛筆芯2的鉛筆。該鉛筆具有六角形輪廓形狀。從各個六角形面3，基本上沿徑向突起粒結(jié)4。代替粒結(jié)，也可在鉛筆表面上涂覆其他結(jié)構(gòu)，例如沿鉛筆的縱向方向伸展的條狀、點(diǎn)狀或任意的其他結(jié)構(gòu)。還可以想到的是，突起結(jié)構(gòu)環(huán)繞著鉛筆周邊成環(huán)形伸展。突起結(jié)構(gòu)或粒結(jié)不僅可以涂覆到空白的或未經(jīng)著色的木材表面上，也可以涂覆到已有漆涂層的木材表面上。
下面給出一些用于塑料制劑的示例性配方。百分比數(shù)值是以可流動的，也即還未經(jīng)硬化的起始狀態(tài)的塑料物料計(jì)的。所有百分比數(shù)值是重量百分比，只要沒有另外說明。
實(shí)施例1用于木材包裹的鉛筆的透明的或無色的表面結(jié)構(gòu)的可UV-交聯(lián)的體系。
丙烯酸酯低聚物(Ebecryl 600/35 OT)76.5％丙烯酸酯單體(Ebecryl 40) 8％
二苯酮(光敏引發(fā)劑) 4％反應(yīng)活性的叔胺(共引發(fā)劑)8％羥基-環(huán)己基-苯基酮(共引發(fā)劑)1％流平劑和潤滑劑 1.5％消泡劑 1％可UV-硬化的丙烯酸酯Ebecryl 600/35 OT和Ebecryl 40可從UCBChemie GmbH公司(50170 Kerpen，DE)購買到。所用的叔胺例如由CIBASpezialittenchemie(68632 Lampertheim，DE)制備。在將結(jié)構(gòu)涂覆到木材包裹的鉛筆上之后，用UV-光進(jìn)行輻照以交聯(lián)。TEGO Glide440用作流平劑和潤滑劑，和TEGO Airex 900用作消泡劑，兩者都是TEGOChemie Service GmbH(45139 Essen，DE)的產(chǎn)品。
在絲網(wǎng)印刷中將制劑涂覆到木材包封的鉛筆上。在制劑涂覆后不久，將鉛筆輸送到UV-輻照站，在此，在UV-輻照后幾乎立即發(fā)生硬化。除了UV以外，也可用電子輻射。在此不需要光敏引發(fā)劑。
實(shí)施例2不含溶劑的、用于著黑色的表面結(jié)構(gòu)的可UV-交聯(lián)的體系。
聚酯丙烯酸酯(Laromer LR 9004，BASF) 93.6％顏料制劑 3.4％(黑色550920/N50，Coates Screen Inks)α-羥基酮-光敏引發(fā)劑 2.0％(Darocure 1173，Ciba)?；趸?光敏引發(fā)劑1.0％(Lucirin TPO，BASF)將其涂覆到鉛筆包封層上和時效硬化的過程如實(shí)施例1中進(jìn)行。
實(shí)施例3溶劑基體系乙酸丁酯(溶劑) 45％
乙酸甲氧基丙酯(溶劑) 15％甘醇酸正丁酯(溶劑)5％硝化纖維素(塑料) 24％碳酸鈣(填料) 9％增稠劑，Aerosil 200，Degussa 0.5％蠟添加劑 0.5％消泡劑0.8％流平劑0.2％硝化纖維素可例如以片屑的形式，以名稱H-24，從Hagedorn AG(49808 Lingen，DE)購買，蠟可從Lawter International Belgium，N.V.公司，以名稱Polysperse E購買。由Brlocher公司制備的產(chǎn)品“No air flüssig”用作消泡劑，Dow Corning 57用作流平劑。后者是Dow Jones公司(65201 Wiesbaden，DE)的產(chǎn)品。制劑也在絲網(wǎng)印刷法中涂覆。隨后干燥鉛筆，以從突起結(jié)構(gòu)中去除溶劑。
權(quán)利要求
1.一種用于寫字、繪畫、繪圖和化妝目的的木材包裹的鉛筆，從所述鉛筆的用于操作的表面突出有由塑料材料制成的構(gòu)成筆柄面或筆柄粒結(jié)的突起結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)以首先為可流動，然后固化成突起結(jié)構(gòu)的，含有至少一種塑料的制劑形式涂覆，其特征在于，該制劑是不含水的制劑，其含有可輻射硬化的塑料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的鉛筆，其特征在于，所述制劑是不含溶劑的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的鉛筆，其特征在于，所述制劑含有可UV-硬化的塑料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的鉛筆，其特征在于，所述制劑含有作為光敏引發(fā)劑的二苯酮和/或二苯酮衍生物。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4的鉛筆，其特征在于，在所述制劑中存在有增強(qiáng)光敏引發(fā)劑的作用的共引發(fā)劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5之一的鉛筆，其特征在于，所述制劑具有下面的框架配方(重量％)可UV-硬化的塑料 40-98％有機(jī)溶劑 0-40％光敏引發(fā)劑0.1-30％著色劑0-60％填料 0-60％添加劑0-10％。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的鉛筆，其特征在于，所述制劑含有丙烯酸酯單體和/或丙烯酸酯低聚物，其中后者選自芳族的和脂肪族的環(huán)氧樹脂，聚酯-、聚氨酯-、醚類低聚物-、胺改性的醚類低聚物和多元醇-丙烯酸酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的鉛筆，其特征在于下面的組成(重量％)丙烯酸酯低聚物 70-80％丙烯酸酯單體4-12％二苯酮 2-8％共引發(fā)劑 5-12％流平劑和潤滑劑 1-2％消泡劑 0.5-1.5％。
9.一種用于寫字、繪畫、繪圖和化妝目的的木材包裹的鉛筆，從所述鉛筆的用于操作的表面突出有由塑料材料制成的構(gòu)成筆柄面或筆柄粒結(jié)的突起結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)以首先為可流動，然后固化成突起結(jié)構(gòu)的，含有至少一種塑料的制劑形式涂覆，其特征在于，該制劑是不含水的、物理干燥的、含有作為主要成分的有機(jī)溶劑和塑料的制劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的鉛筆，其特征在于，所述制劑含有至少一種選自下組的塑料聚酯、酚醛樹脂、尿素樹脂、蜜胺樹脂、多萜樹脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯基類分散體、PVC、聚乙烯醚、聚丙酸乙烯酯、聚(甲基)丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯-共聚物、聚苯乙烯、聚烯烴、苯并呋喃-茚-樹脂、聚乙內(nèi)酰脲樹脂、聚酰胺酰亞胺樹脂、萘樹脂、甲醛樹脂和呋喃樹脂，烴樹脂、芳族化物-甲醛樹脂、氨基甲酸樹脂、氨磺酰樹脂、氯三聯(lián)苯樹脂、聚酰胺樹脂、硝化纖維素、乙酸纖維素、乙酰丁酸纖維素、乙酰丙酸纖維素、乙基纖維素、芐基纖維素、羧甲基纖維素、羧乙基纖維素、甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、乙基羥乙基纖維素和羥乙基纖維素，橡膠和橡膠衍生物如氯化橡膠、天然橡膠、解聚天然橡膠、環(huán)化橡膠和合成橡膠，聚氨酯和環(huán)氧樹脂。
11.根據(jù)權(quán)利要求11的鉛筆，其特征在于，所述制劑含有PVC-共聚物和/或硝化纖維素。
12.根據(jù)權(quán)利要求9、10或11的鉛筆，其特征在于，所述制劑具有下面的框架配方(重量％)有機(jī)溶劑40-90％塑料成分5-40％著色劑 0-40％填料0-50％蠟 0-20％添加劑 0-10％。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的鉛筆，其特征在于，所述制劑具有下列組成(重量％)乙酸丁酯 40-45％乙酸甲氧基丙酯 10-20％甘醇酸正丁酯 2-8％硝化纖維素 20-30％填料 5-15％增稠劑 0.2-0.8％蠟 0.2-0.8％消泡劑 0.4-0.12％流平劑 0.1-0.3％。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13之一的鉛筆，其特征在于，所述制劑含有至少一種選自下組的填料高嶺土、滑石、硫酸鋇、鈦白、碳酸鈣和云母。
15.根據(jù)權(quán)利要求1-14之一的鉛筆，其特征在于，所述制劑含有至少一種選自下組的填料硅酸鋁-空心球，膨脹的空心球，聚氨酯-柔軟感-小球，微粉化的塑料如聚丙烯或PTFE，和PE-蠟。
16.根據(jù)權(quán)利要求1-15之一的鉛筆，其特征在于，在絲網(wǎng)印刷法中涂覆所述的突起結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于寫字、繪畫、繪圖和化妝目的的木材包裹的鉛筆，從所述鉛筆的用于操作的表面突出有由塑料材料制成的構(gòu)成筆柄面或筆柄粒結(jié)的突起結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)以首先為可流動，然后固化成突起結(jié)構(gòu)的，含有至少一種塑料的制劑形式涂覆。在第一種方案中，制劑是不含水的而含有可輻射硬化的塑料。在第二種方案中，制劑也是不含水的，然而它的固化是基于物理干燥。為此目的，它除了含有塑料以外，還含有有機(jī)溶劑。
文檔編號B43K19/14GK1593941SQ2004100431
公開日2005年3月16日 申請日期2004年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月12日
發(fā)明者烏多·貝克, 格哈德·盧格特, 瓦爾特·厄特爾 申請人:費(fèi)伯-卡斯特爾股份公司