Полимерная оболочка для покрытия грифелей Советский патент 1992 года по МПК B43K19/14 

сл С

Использование: в производстве пишущих средств, в частности оболочек для грифелей в карандашах различного назначения (цветных, косметических и т.д.). Сущность изобретения: полимерная оболочка для грифелей включает полимерную основу, наполнитель - тальк, пластификатор, пигмент и структурирующую добавку. В качестве полимерной основы содержит нитрат целлюлозы и синтетический нитрильный каучук, в качестве пластификатора - дибутилфталат и масло нетоксол, в качестве структурирующей добавки - тетрафторэтилен. Оболочка также содержит мел и стеарат цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%: нитрат целлюлозы 21-29; синтетический нитрильный каучук (СКН-26) 1-3; дибутилфталат 10-16; мел 20-40; тальк 15-30; масло нетоксол 1.0-2,8; стеарат цинка 0,2- 0,6; тетрафторэтилен 1,0-3,0; пигмент 0,1- 5.0.

Предлагаемое техническое решение относится к производству пишущих средств, в частности оболочек для грифелей в карандашах различного назначения (цветных, косметических и т.д.).

Оболочкой классического карандаша является древесина. Предлагаются также покрытия из воска, например пчелиного или парафинового. Такие оболочки недостаточно прочны и не вполне эстетичны.

Известны также затачиваемые карандаши, грифель в которых покрыт полимерной оболочкой.

Такой оболочкой может служить пласти- фицированний поливинилхгорид, нанесенный на стержень методом тиснения.

Фирма Тодзин Лимите/ (Япония) предлагает пластмассовый карандаш, оболочка которого состоит, главный образом, из

вспененного полистирола, армированною стекловолокном.

Однако переработка такой композиции производится при высоких температурах (до-180°С), нанесение ее на пишущий стержень требует применения оригинального,- довольно сложного аппаратурного оформления.

Прототипом предлагаемого технического решения является полимерная композиция для покрытия грифелей, которая включает в себя винилароматический полимер, поливинилацетат, полиэтилен, наполнители (стекловолокно и тальк), порофоры, пластификатор и пигменты.

Недостатком прототипа являются определенные трудности при его изготовлении, связанные с применением порофоров двух типов - с температурой разложения 170XJ00

ся о VI

40°С и с температурой разложения 109- 160°С, которые в композиции выполняют оль структурирующих добавок.

Цель изобретения - упрощение техноогии изготовления путем снижения температуры переработки композиции для полимерной оболочки при сохранении прочности и эластичности последней,

Поставленная цель достигается путем введения ногвЪх комТп огнентов и изменения количественного соотношения ингредиен- Ов.

Сущность предлагаемого технического решения состоит в том, что заявляется полимерная оболочка для грифелей, включающая полимерную основу, наполнитель - альк, пластификатор, пигмент и структурирующую добавку, отличающаяся тем, что в качестве полимерной основы содержит нитрат целлюлозы и синтетический нитриль- ный каучук, в качестве пластификатора - Дибутилфталат и масло нетоксол, в качестве структурирующей добавки - тетрафторзти- лен и дополнительно мел и стеарат цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Нитрат целлюлозы21-29

Синтетический

нитрильный каучук (СКН-26) 1-3 Дибутилфталат10-16

Мел20-40

Тальк15-30

Масло нетоксол1,0-2,8

Стеарат цинка0,2-0.6

Тетрафторэтилен

(фторопласт Ф-4)1,0-3,0

Пигмент0.1-5,0

Использование пластифицированных нитратов целлюлозы, наполненных мелом и тальком и модифицированных тетрафторэ- тиленом в пределах указанных соотношений дает возможность перерабатывать композицию при 65-85°С и получать обо- лочку с достаточной прочностью, эластичностью и хорошей затачиваемостью, так как при этом соблюдается реологически оптимальное соотношение полимер-пластификатор-наполнитель, с одной стороны, и оптимальная рыхлость структуры (которая объединяется термодинамической несовместимостью нитрата целлюлозы и фторопласта), с другой стороны.

Нитрат целлюлозы целесообразно вводить в пределах указанных соотношений, так как и увеличение его содержания выше 29% и снижение ниже 21 % приводит к снижению физико-механических свойств. Кроме того, увеличение содержания нитратов целлюлозы ведет к повышению горючести оболочки. Каучук СКН-26 в пределах 1-3%

придает некоторую гибкость оболочке, препятствующую хрупкому разрушению.

Дибутилфталат и масло нетоксол целесообразно вводить в пределах указанных

соотношений, т.к. в этом случае обеспечивается возможность переработки всей композиции при температуре 65-85°С.

Дополнительный наполнитель мел целесообразно вводить в пределах указанных

0 соотношений, т.к. увеличение содержания мела ведет к его высыпанию из материала оболочки, а снижение - к нежелательному увеличению гибкости оболочки. Фторопласт целесообразно вводить в рецептуру в коли5 честве 1-3%, т.к. снижение его содержания ниже 1 % ухудшает затачиваемость оболочки, увеличение выше 3% делает структуру материала слишком волокнистой и плохо перерабатываемой по гидропрессовой тех0 пологий,

Таким образом, положительный эффект достигается от использования всей совокупности отличительных и известных признаков в целом.

5 Пример конкретного изготовления обо- - ломки.

Для изготовления оболочки в лабораторных условиях в смеситель, снабженный мешалкой(заливается вода (модуль по отно0 шснию к нитрату целлюлозы 5:1), затем загружаются компоненты в следующей последовательности: 23 в.ч, нитрата целлюлозы, 2 в.ч. каучука, предварительно измельченного н а небольшие кусочки ( 3x3x3 мм).

5 После перемешивания ( 15 мин) по каплям прикапывают 12 в.ч. дчбутилфталата и 1,0 в.ч. нетоксола. Затем загружают 2 в.ч, фто- ропласта-4, 38 в,ч. мела, 21,4 в.ч. талька, 0,5 в.ч, стеарата цинка и 0,1 в.ч. пигмента. Про0 должительность перемешивания при комнатной температуре 1 ч. Затем масса отжимается от аоды на воронке Бюхнера (или в центрифуге) и вальцуется при температуре 70°С на вальцах с роздвигом валков

5 0,1-0,3 мм. Полученное полотно измельчают и загружают в изложницу гидравлического пресса. Прессование проводят при 65-85°С и удельном давлении прессования 20-40 МПа. Использование формующей

0 матрицы с различными размерами выходного отверстия позволяет получать карандашные оболочки с различным внешним диаметром и различным диаметром внут- , реннего канала. Оболочке можно придать

5 6-тигранный профиль, затем разрезать до соответствующей длины классического карандаша. Пластичный грифель можно дозировать в оболочку одновременно с ее выдавливанием или заполнять оболочки с помощью шприц-устройства впоследствии.

Поверхность такого карандаша можно улучшить путем нанесения лакового покрытия. Эти карандаши отличаются хорошей разре- заемостью, изготовление их очень выгодно, т.к. технология не требует сложного обору- дования, экономится дефицитная древесина.

Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет снизить максимальную температуру изготовления полимерной оболочки с 240 до 85°С (на 155°), при сохранении прочности эластичности и затачиваемости последней, что также будет иметь определенный экономический эффект (экономический эффект не оцени- вался).

Формула изобретения Полимерная оболочка для покрытия грифелей, включающая полимерную осно- ву, наполнитель - тальк, пластификатор, пигмент и структурирующую добавку, о.т - личающаяся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления путем снижения температуры переработки при

сохранении прочности и эластичности, она содержит в качестве полимерной основы нитрат целлюлозы (целлулоидный или коллоксилины) кинопленочный или линолеум СКН-26 и синтетический иитрильный каучук, в качестве пластификатора - дибутилфталат и масло нетоксол, в качестве структурирующей добавки - тетрафторэтилен (фтороп- ласт-4) и дополнительно - мел и стеарат цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нитрат целлюлозы

(целлулоидный,

кинопленочный или

линолеумный коллоксилины) 21-29;

синтетический нитрильный

каучук СКН-261-3;

дибутилфталат10-16;

мел20-40;

тальк15-30;

масло нетоксол1-2,8;

стеарат цинка0,2-0,6;

тетрафторэтилен

(фторопласт-4)

пигмент

1-3; 0,1-5,0.