可擦性彩色铅笔心制造技术

本发明专利技术提供一种可擦性彩色铅笔铅组合物，其中包含着色剂、一种或多种粘结剂树脂、可原纤化或已原纤化材料、和填料。本发明专利技术的彩色铅笔铅在纸上容易产生用普通铅笔橡皮擦除的标记。使用该组合物产生的标记具有粘结性质，这有助于利用普通橡皮从纸上以片状或膜状片段去除而不会污染或留下残余物。在一个优选实施方案中，该组合物没有或基本上没有低熔点蜡或蜡状材料。合适的粘结剂树脂的例子包括高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、聚丙烯、和高熔点蜡。可原纤化或已原纤化材料的例子包括可原纤化或已原纤化聚四氟乙烯和乙烯－乙酸乙烯酯共聚物。该彩色铅笔铅组合物还可包括润滑剂。合适润滑剂的例子包括微粉化ＰＴＦＥ之类的颗粒润滑剂、和烷氧基化材料，如聚乙二醇之类的非颗粒润滑剂。本发明专利技术还提供了一种使用该彩色铅笔铅组合物的方法。本发明专利技术还提供了一种制备本发明专利技术彩色铅笔铅的方法。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
可擦性彩色铅笔铅相关申请的交叉参考本专利技术是1998年11月20日递交的待审美国专利申请№09/197283的部分继续，后者又是1998年6月26日递交的待审美国专利申请№09/105704的部分继续。’283和’704申请的公开内容在此作为参考完全并入本专利技术。本专利技术的领域本专利技术总的涉及彩色铅笔的铅组合物，尤其是可擦性彩色铅笔铅组合物以及制造和使用该组合物的方法。本专利技术的背景尽管彩色铅笔已长期为儿童和其它人提供快乐，但人们已尝试过改进这些铅笔的性能。要使上色成为一种愉快和值得做的事所需性能应包括铅组合物的平滑铺敷、标记的良好色强度、良好的破裂强度、和足够的铅弯曲强度。此外，彩色铅笔最好能够在纸上产生不会弄污或变模糊，而且可用普通铅笔橡皮擦除的标记。普通彩色铅笔由颜料、粘结树脂和填料的共混物制成。尽管这些彩色铅笔具有优异的书写性能，但其标记不易用普通铅笔橡皮擦除。人们已经尝试改进铅性能，尤其是铅标记的可擦性。例如，已经尝试通过降低铅笔的颜料含量来提高可擦性。尽管这种方法降低了已擦标记与纸之间的色反差，但原标记的色强度却不令人满意。在提高标记可擦性的另一方法中，通过将颜料、一种或多种填料、和蜡如低熔点蜡的混合物进行共混而制成彩色铅笔。尽管该方法可提高标记的可擦性，但尚不能完全去除标记。此外，已擦区会留下污染的外观。据信，蜡一方面有助于可擦性，但另一方面还造成擦拭不完全和污染。据信，用彩色铅笔在纸上标记时产生的剪切力足以暖热该蜡。这种暖热作用可赋予蜡以及铅组合物以一定程度的流动性，这样铅笔材料就能够明显渗透到纸纤维间的开放空间。这样，显著量的彩色铅笔铅材料就截留在纸的表面下，如此渗透到纸纤维基质中的铅笔铅材料便擦不着，因此不能用橡皮去除。-->此外，擦拭作用还提供摩擦力，也能暖热彩色铅笔铅标记的蜡组分。因此，擦拭作用可赋予已在纸表面上的铅笔标记以一定程度的流动性。这导致蜡进一步渗透到纸基质中的开放空间，从而使更多量含在铅笔标记内的颜料不能由橡皮产生的机械磨擦作用上。此外，蜡的流体性质可导致大部分铅笔标记在擦拭作用下由一个部位移动至另一部位而不能从纸表面上去除。材料的这种再定位作用一般称作污染。橡皮在彩色铅笔标记上的重复使用可连续污染并将铅笔标记驱至纤维基质中，直到基本上所有的彩色铅笔材料沉积在纸基质的开放空间为止。这时再进行擦拭，基本上不会改变彩色铅笔标记。人们已经尝试制备能消除污染和擦拭残余物的彩色铅笔。例如，一种方法是降低铅的蜡含量。遗憾的是，该方法使得铅非常硬，铅的沉积特性受到影响，造成铅书写不良。在另一方法中，已经尝试使用低熔点物质，如油。彩色铅笔铅通过颜料、粘结树脂、填料和油共混而制成。该方法在工业上不易实现，因为这既增加了制造成本，也影响了铅的某些其它品质。例如，如果铅在湿成型工艺中制成，该湿铅应该在低于所述油的熔点或流动温度的某个温度下干燥。这增加了铅的干燥时间，因此降低了生产率。所述油还往往渗出或迁移离开铅，这导致铅强度损失，而且不能得到具有合适色强度的标记。此外，所述油往往渗过纸，从而进一步影响着色的品质。为了缓和使用油带来的某些缺陷，已经提出复杂的制造工艺，但这遗憾地增加了制造步骤及铅笔的制造成本。包含低熔点蜡或油的普通彩色铅笔铅的所得标记在接触物体，如手指、纸和调色笔头(blending stump)时容易污染。因此，需要一种具有改进可擦性的彩色铅笔铅，且要求彩色铅笔铅在用普通铅笔橡皮进行擦拭时不会污染。还要求彩色铅笔铅在与手指、混放笔头、或其它物体磨擦时不会污染。还需要一种具有平滑铺敷作用、良好色强度、合适弯曲强度、和合适破裂强度的彩色铅笔铅。通过本文对本专利技术的描述，本专利技术的这些及其它的目的和优点、以及其它的创造性特征变得明显。本专利技术概述前述需求可通过本专利技术得到极大的满足，本专利技术提供了一种可擦性彩色铅笔铅组合物，它能够在待标记的表面上形成由所述组合物的-->粘结层组成的标记。该铅组合物包含着色剂、一种或多种粘结剂树脂、可原纤化或已原纤化材料、和填料。在一个优选实施方案中，本专利技术的彩色铅笔铅组合物没有或基本上没有低熔点蜡、该蜡的衍生物、蜡状材料、和能够阻止其从纸纤维中去除的其它材料。该铅组合物可视需要包含润滑剂，如PTFE之类的颗粒润滑剂、或极性材料之类的非颗粒润滑剂。本专利技术还提供了一种在待标记的表面上使用可擦性彩色铅笔铅组合物的方法，包括将所述铅涂到该表面上以产生标记，该标记形成所述彩色铅笔铅组合物的粘结层。本专利技术还提供了一种擦拭本专利技术彩色铅笔铅组合物得到的标记的方法。尽管以下根据某些优选实施方案和工艺步骤描述来公开本专利技术，但并不意味着将本专利技术局限于这些特定实施方案内。相反，它意味着所有这类其它实施方案和改进方案都落入本专利技术的主旨和范围内。附图的简要描述图1描绘了由本专利技术彩色铅笔铅组合物的一个实施方案在20磅定量证券纸上所得标记的扫描电子显微照片(SEM)，放大为1500倍，其它细节见实施例15。图2描绘了在较高放大倍数下图1所示标记的SEM，放大倍数为10000倍。图3描绘了在更高放大倍数下图2所示标记的SEM，放大倍数为30000倍。图4描绘了由本专利技术彩色铅笔铅组合物的另一实施方案在20磅定量证券纸上所得标记的SEM，放大倍数为2000倍，其它细节参见实施例16。图5描绘了在较高放大倍数下图4所示标记的SEM，放大倍数为10000倍。图6描绘了由本专利技术彩色铅笔铅组合物的另一实施方案在20磅定量证券纸上所得标记的SEM，放大倍数为2000倍，其它细节参见实施例17。图7描绘了在较高放大倍数下图6所示标记的SEM，放大倍数为10000倍。-->实施方案的详细描述本专利技术涉及一种具有较高可擦性以及较低污染和模糊弊病的可擦性彩色铅笔铅组合物。该彩色铅笔铅组合物还具有改进的铺敷特性。本专利技术的彩色铅笔铅组合物能够在标记表面上形成该组合物的粘结层。该铅组合物包含着色剂、一种或多种粘结剂树脂、可原纤化或已原纤化材料，和填料。在一个优选实施方案中，本专利技术的彩色铅笔铅组合物没有或基本上没有低熔点蜡、该蜡的衍生物、蜡状材料、以及能够阻止其从纸纤维去除的其它材料。在本专利技术的一个优选实施方案中，该组合物还包含润滑剂，如颗粒润滑剂或非颗粒润滑剂。非颗粒润滑剂优选能够进行相变且在加工条件下，例如在熔体加工条件下与粘结剂材料不混溶者。该铅组合物没有或基本上没有蜡、蜡衍生物、蜡状材料如硬脂酸酯、和能够粘附纸纤维并阻止其从中去除的其它材料。本文中的蜡、蜡衍生物、蜡状材料、或其它材料定义为天然或合成的、脂族或其它相对非极性的化合物，其分子量低于约500，熔点低于约90℃，且针入硬度值大于约5个单位(或0.5毫米)@100克/5秒/25℃。据信，该彩色铅笔铅组合物的优异性能由以下机理获得。该组合物通过仔细调配使得当用彩色铅笔于书写表面上进行标记时，产生的剪切力能够产生强着色的标记；但该力不会造成铅笔材料的显著流化。因此，降低或消除了形成流化铅笔材料及其渗透到基质，如纸纤维基质中的可能性。在基材表面上进行标记的过程中，彩色铅笔材料涂层沉积到该表面上，同时很少渗透到基材里，如纸纤维基质中。本专利技术的彩色铅笔铅组合物可产生极高粘结性的标记。铅笔材料的粘结性质有助于在经受擦拭机械剪切力时耐污染，并通过从纸表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可擦性彩色铅笔铅组合物，其中包含着色剂、一种或多种粘结剂树脂、可原纤化或已原纤化材料、和填料。

【技术特征摘要】
US 1998-6-26 09/105704;US 1998-11-20 09/1972831．一种可擦性彩色铅笔铅组合物，其中包含着色剂、一种或多种粘结剂树脂、可原纤化或已原纤化材料、和填料。2．根据权利要求1的可擦性彩色铅笔铅组合物，其中所述组合物基本上没有低熔点蜡或蜡状材料。3．根据权利要求2的可擦性彩色铅笔铅组合物，其中所述低熔点蜡或蜡状材料的熔点或软化点为约90℃或更低。4．根据权利要求2的可擦性彩色铅笔铅组合物，其中所述低熔点蜡或蜡状材料的针入硬度值为5个单位或更高。5．根据权利要求2的可擦性彩色铅笔铅组合物，其中所述粘结剂树脂是聚烯烃。6．根据权利要求5的可擦性彩色铅笔铅组合物，其中所述聚烯烃选自聚丙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高熔点聚烯烃蜡、及其混合物。7．根据权利要求6的可擦性彩色铅笔铅组合物，其中所述聚烯烃是聚丙烯、低密度聚乙烯和高熔点聚烯烃蜡的混合物。8．根据权利要求1的可擦性彩色铅笔铅组合物，其中所述可原纤化或已原纤化材料是可原纤化或已原纤化聚合物。9．根据权利要求8的可擦性彩色铅笔铅组合物，其中所述可原纤化或已原纤化聚合物是可原纤化或已原纤化共聚物。10．根据权利要求9的可擦性彩色铅笔铅组合物，其中所述可原纤化或已原纤化共聚物是可原纤化或已原纤化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。11．根据权利要求1的可擦性彩色铅笔铅组合物，它还包括润滑剂。12．根据权利要求11的可擦性彩色铅笔铅组合物，其中所述润滑剂是非颗粒润滑剂。13．根据权利要求12的可擦性彩色铅笔铅组合物，其中所述润滑剂形成与粘结剂树脂分开的区域。14．根据权利要求13的可擦性彩色铅笔铅组合物，其中所述润滑剂是极性材料。15．根据权利要求14的可擦性彩色铅笔铅组合物，其中所述极性材料是烷氧基化材料。16．根据权利要求15的可擦性彩色铅笔铅组合物，其中所述烷氧基化材料选自聚亚烷基二醇、烷氧基化醚、烷氧基化羊毛脂、烷氧基化羊毛脂醇、一元醇和多元醇的烷氧基化物、烷氧基化脂肪酸、烷氧基化植物油、烷氧基化氢化植物油、及其混合物。17．根据权利要求15的可擦性彩色铅笔铅组合物，其中所述烷氧基化材料是乙氧基化材料。18．根据权利要求17的可擦性彩色铅笔铅组合物，其中所述乙氧基化材料选自聚乙二醇、乙氧基化醚、乙氧基化羊毛脂、乙氧基化羊毛脂醇、一元醇和多元醇的乙氧基化物、乙氧基化脂肪酸、乙氧基化植物油、乙氧基化氢化植物油、及其混合物。19．根据权利要求18的可擦性彩色铅笔铅组合物，其中所述乙氧基化材料为聚乙二醇。20．根据权利要求1的可擦性彩色铅笔铅组合物，其中所述组合物包括抗氧化剂。21．根据权利要求10的可擦性彩色铅笔铅组合物，其中所述组合物包括抗氧化剂。22．一种在待标记表面上使用可擦性彩色铅笔铅组合物的方法，包括：(a)提供可擦性彩色铅笔铅组合物；(b)提供所述表面；然后(c)将所述铅涂于该表面上以产生标记，形成所述彩色铅笔铅组合物的粘结层。23．根据权利要求22的方法，其中所述铅组合物包含着色剂、一种或多种粘结剂树脂、可原纤化或已原纤化材料、和填料。24．根据权利要求23的方法，其中所述铅组合物还包括润滑剂。25．根据权利要求24的方法，其中所述润滑剂形成与至少一种粘结剂树脂分开的区域。26．根据权利要求25的方法，其中所述至少一种粘结剂树脂是聚烯烃。27．根据权利要求24的方法，其中所述润滑剂是极性材料。28．根据权利要求27的方法，其中所述极性材料是烷氧基化材料。29．根据权利要求28的方法，其中所述烷氧基化材料选自聚亚烷基二醇、烷氧基化醚、烷氧基化羊毛脂、烷氧基化羊毛脂醇、一元醇和多元醇的烷氧基化物、烷氧基化脂肪酸、烷氧基化植物油、烷氧基化氢化植物油、及其混合物。30．根据权利要求28的方法，其中所述烷氧基化材料是乙氧基化材料。31．根据权利要求30的方法，其中所述乙氧基化材料选自聚乙二醇、乙氧基化醚、乙氧基化羊毛脂、乙氧基化羊毛脂醇、一元醇和多元醇的乙氧基化物、乙氧基化脂肪酸、乙氧基化植物油、乙氧基化氢化植物油、及其混合物。32．根据权利要求31的方法，其中所述乙氧基化材料为聚乙二醇。33．根据权利要求23的方法，其中所述铅组合物包括抗氧化剂。34．根据权利要求22的方法，其中所述组合物基本上没有低熔点蜡或蜡状材料。35．根据权利要求22的方法，它还包括使用普通铅笔橡皮擦除所述标记。36．根据权利要求23的方法，其中所述至少一种粘结剂树脂是聚烯烃。37．根据权利要求28的方法，其中所述可原纤化或已原纤化材料是可原纤化或已原纤化聚合物。38．根据权利要求37的方法，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J雷德纳，D哈克，
申请(专利权)人：宾尼及史密斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]