包括有蜂窩狀本體的書寫、繪圖、涂刷或化妝用器具、用于制造蜂窩狀本體或用于制造包 ...的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種書寫、繪圖、涂刷或化妝器具，其包括至少一個蜂窩狀本體，其中所述至少一個蜂窩狀本體是用塑料材料形成的和/或是用由天然材料和塑料材料組成的復合材料所形成，其中所述至少一個蜂窩狀本體包括多個彼此平行的縱向中空結構。
【專利說明】包括有蜂窩狀本體的書寫、繪圖、涂刷或化妝用器具、用于制造蜂窩狀本體或用于制造包括有蜂窩狀本體的器具的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1前序部分所述的書寫、繪圖、涂刷或化妝用器具，以及涉及用于制造所述器具的方法或用于制造所述器具的部件的方法。
【背景技術】
[0002]蜂窩狀本體及其主要結構在催化變換器工程中是已知的，所述催化變換器工程例如是用于機動車的催化變換器工程。這種類型的蜂窩狀本體的特征通常是它同時具有低密度和高強度。這些蜂窩狀本體通常是用成本過高的陶瓷或成本過高的其他材料所形成，并且具有大量的縱向中空結構，所述縱向中空結構通常沿軸向彼此平行地布置。
[0003]在下文中，蜂窩狀本體理解為用于書寫、繪圖、涂刷或化妝器具的包殼體(或包封體)或其它部件。這種類型的器具尤其包括鉛筆，例如普通鉛筆、彩色鉛筆或者帶有彩色筆芯的化妝筆，其中所述鉛筆的筆芯不可移動地保持在所述包殼體中并且必須被削尖以便發(fā)揮作用。這一點同樣適用于筆芯由擦除材料構成的器具。
[0004]此外，蜂窩狀本體可以以通用的方式用作書寫、繪圖、涂刷或標記器具的部件，所述書寫、繪圖、涂刷或標記器具例如是圓珠筆、細芯鉛筆或離合型鉛筆等。可用蜂窩狀本體形成的部件的實例包括桿、柄部、閉合蓋、抓握區(qū)域、彩色筆芯和夾子。
[0005]其它部件包括用于制造這種類型的器具的中間產(chǎn)品，例如從常規(guī)生產(chǎn)木材包封的鉛筆中已知的小板件。
[0006]例如，從現(xiàn)有技術已知，木材包封型鉛筆的包殼體通常是用木材、木材代用材料或者熱塑材料制成的。
[0007]最近更多使用木材代用材料，以便保護天然木材和木材資源。
[0008]這些“木材代用材料”的一種形式是由木材塑料復合材料(WPC)構成的，所述木材塑料復合材料(WPC)是可熱塑性加工的材料，其包含有不同比例的木材、塑料材料和添加齊U，其成型方法是熱塑性成型方法，例如擠出成型、注射模制或沖壓。
[0009]在DE102008034013A1中可以發(fā)現(xiàn)WPC用于木材包封型鉛筆的實例，WPC作為木材代用材料，具有各向同性的物理性質(zhì)。
[0010]一般地，WPC具有非常大的密度(>1.0g/cm3)，其密度大于制造普通鉛筆所用的木材的密度，其中制造普通鉛筆所用的木材的密度位于0.3和0.6g/cm3之間。但是WPC的強度低于木材的強度。木材中所呈現(xiàn)的各向異性在WPC中不存在。
[0011]在帶有用WPC制成的筆芯護套的鉛筆中，因為WPC中的物理性質(zhì)在所有方向上都是相同的，為了削尖鉛筆需要更高的削尖力矩，這已經(jīng)額外地證明是不利的。
[0012]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當木材用各向同性的WPC代替時，確實能夠提供足夠的強度，但由此也會需要更大的削尖力矩。
[0013]木材如所證實的那樣具有高強度，同時具有良好的可削尖性，但使用各向同性的WPC不能實現(xiàn)這些性能。值得注意的是，包含筆芯和用WPC制成的護套的鉛筆不可避免地會在強度和可削尖性之間進行折衷。
[0014]此外，DE-PS801613示出和描述了用于芯桿的普通鉛筆包殼體，其中纖維材料平行于鉛筆軸線地布置。因而在削尖過程中實現(xiàn)或設定高的斷裂強度和均勻的削尖性能。
[0015]然而，這種類型的鉛筆的一個缺點已經(jīng)證明是由于纖維的取向，制造方法是非常困難的，并且這種類型的裝有護套的鉛筆具有相對大的重量。另外，強度和削尖性之間的折衷不能令操作者或使用者滿意。
[0016]從EP1150847B1已知一種用于制造鉛筆的方法，其中筆芯和筆芯包殼體以共擠出成型的方法制造。筆芯及其包殼體是用熱塑性塑料。
[0017]以這種方法制造的鉛筆的缺點是所述鉛筆具有非常大的重量和削尖力矩對使用者而言高得不可接受。這種類型的生產(chǎn)方法使用了很多材料，使這種產(chǎn)品的制造成本過高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]因此，本發(fā)明的目的是提供一種書寫、繪圖、涂刷或標記器具，其不具有已知的現(xiàn)有技術的缺點。所述書寫、繪圖、涂刷或化妝器具包括蜂窩狀本體，所述蜂窩狀本體除重量小和耗用材料少外，還沿垂直于蜂窩狀結構的方向具有更高的強度。
[0019]本發(fā)明的再一目的是提供一種書寫、繪圖、涂刷或標記器具，其具有不可移動地保持在包殼體中的筆芯，所述器具包括至少一個蜂窩狀本體，所述器具具有高的強度/抗彎強度，同時具有非常良好的削尖性。
[0020]本發(fā)明的又一目的是提供一種在各個方面都經(jīng)濟的方法，用于有效且低成本地制造這種類型的書寫、繪圖、涂刷或化妝器具和用于這種類型的器具的部件或中間產(chǎn)品。
[0021]這個目的利用根據(jù)權利要求1、12和13的特征實現(xiàn)。對應的從屬權利要求包括其它實施例。
[0022]所述目的的實現(xiàn)方式是書寫、繪圖、涂刷或化妝器具具有至少一個蜂窩狀本體，所述蜂窩狀本體至少包括主體，所述至少一個蜂窩狀本體/主體包含多個彼此軸向平行的縱向中空結構，所述至少一個蜂窩狀本體是用擠出的塑料材料和/或由天然材料和塑料材料組成的復合材料形成的。
[0023]令人驚奇的發(fā)現(xiàn)，在用于形成稱作蜂窩狀本體的材料中以這種方式形成各向異性，特別是使用木材代用材料情形下，在載荷垂直于縱向結構時利用縱向中空結構能夠實現(xiàn)抗彎強度的優(yōu)化/提高，其中所述蜂窩狀本體是由塑料材料和/或由天然材料和塑料材料組成的復合材料制成的。
[0024]此外，本發(fā)明還發(fā)現(xiàn):書寫、繪圖、涂刷、標記或化妝器具的彩色筆芯不可移動地/固定地保持在蜂窩狀本體/包殼體中，所述書寫、繪圖、涂刷、標記或化妝器具不僅垂直于縱向軸線/縱向結構的抗彎強度得到改良，而且削尖性也得到顯著改良。蜂窩狀本體的多個中空結構優(yōu)選平行于所述器具的縱向軸線取向或者布置。所述器具的外輪廓例如可以是圓形的、卵形的、橢圓形的、多邊形的或者星形的，或者可具有不同的形狀。
[0025]所述蜂窩狀本體在這種情形下形成為彩色筆芯的包殼體，所述包殼體和彩色筆芯是利用共擠出成型來制造或成型。具有蜂窩狀本體的這種器具的實例是普通鉛筆、彩色鉛筆或化妝筆。[0026]然而，所述蜂窩狀本體還可以形成為用于制造器具的中間產(chǎn)品。從制造普通鉛筆得到的小板件稱作中間產(chǎn)品的實例，所述筆芯粘貼到兩個這種類型的小板件之間。這些小板件同樣能夠設有縱向中空結構。這種類型的小板件/蜂窩狀本體是通過擠出熱塑性塑料來制造的。
[0027]還已經(jīng)表明:強度和削尖性的顯著改善是基本上不依賴于蜂窩狀本體中縱向中空結構的橫截面輪廓。
[0028]對于軸向平行地形成在蜂窩狀本體中的縱向中空結構，它的可能橫截面的實例例如是圓形的、橢圓形的、多邊形的和/或星形的橫截面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1和2用于闡明根據(jù)本發(fā)明的技術方案。
【具體實施方式】
[0030]圖1示出木材包封型鉛筆10的平面圖，其中木材包封型鉛筆10是由筆芯12和圍繞所述筆芯12的蜂窩狀本體/包殼體11組成的。蜂窩狀結構/包殼體11具有數(shù)量眾多的縱向中空結構13，并且在這個實施例中，縱向中空結構13也可稱作方形管結構。局部Z以放大的方式示出以便闡明所述蜂窩狀結構。
[0031]一般值得注意的是，縱向結構在蜂窩狀本體/包殼體中的分布/布置必須優(yōu)選均勻地分布在整個橫截面上，從而所述鉛筆在垂直于縱向結構的所有方向上理想地具有相同的強度值。
[0032]縱向結構在蜂窩狀本體中的分布/布置還能夠沿徑向不同地形成。
[0033]圖2示出了器具/鉛筆10的替代實施例，其中在包殼體/蜂窩狀本體11中具有縱向中空結構13’。為了闡明所述蜂窩狀結構，局部Z以放大的方式示出。
[0034]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，縱向中空結構不是必須形成在整個橫截面上。即使所述包殼體/蜂窩狀本體局部地散布有縱向結構，也可確定/測定到在提高削尖性情形時的強度提高。
[0035]例如當所述縱向中空結構形成在蜂窩狀本體/包殼體的整個橫截面上、以及當所述蜂窩狀/縱向結構的尺寸對應于在市場上可購買到的催化變換器嵌件的尺寸時，已經(jīng)能夠測量到非常良好的結果。這種情形對應于縱向中空結構之間的壁厚小于ΙΟΟμπι。
[0036]然而，有可能在所述中空結構和縱向中空結構的橫截面區(qū)域之間形成一定的壁厚以便大于催化變換器的相應尺寸，因為在任意實施例中能夠測量到為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所需要的效果，這一點與縱向中空結構的橫截面形狀無關。值得注意的是，本體橫截面中的不同中空空間型材也可組合。
[0037]本發(fā)明還附加地示出，位于包殼體/蜂窩狀本體表面的邊緣區(qū)域中的縱向結構也能夠被裁切至一定尺寸，藉此底切的輪廓也可取決于橫截面形狀制成。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的技術方案除上述優(yōu)點外，其另一優(yōu)點是以這種方式形成的蜂窩狀本體/器具部件和設有它們的器具具有明顯更小的重量，并且同時在制造過程中節(jié)約了材料。與用實心材料制成的本體相比，在具有蜂窩狀本體的器具的情形中，取決于縱向結構的數(shù)量和橫截面面積以及所述結構之間的壁厚，節(jié)約的材料按照重量可高達80%。
[0039]應當指出，在這種情形下，用于注入、著色或改進削尖性的措施也能夠毫無困難地經(jīng)由蜂窩狀本體的縱向中空結構被引入，因為所述縱向中空結構能夠因其被限定尺寸而以毛細作用的方式形成。
[0040]木材代用材料的可能復合材料的三個實例在下面通過實例進行詳細說明，并且它們可用于制造各向異性的包殼體。
[0041]實例1:(包括有天然材料和塑料材料的復合材料)(按照重量計算)
[0042]15-30%的至少一種聚合粘合劑，
[0043]50-80%的至少一個有機填料，
[0044]0-20%的至少一種無機填料，
[0045]0.5-5%的至少一種增粘劑，
[0046]1-30%的至少一種蠟，
[0047]0-10%的至少一種彩色顏料，和
[0048]0-10%的至少一種添加劑。
[0049]實例2:(包括有天然材料和塑料材料的復合材料)(按照重量計算)
[0050]至少50%的天然材料，
[0051 ] 0至20%的無機填料，
[0052]0至10%的增粘劑，
[0053]0至10%的彩色顏料，
[0054]0 至 10% 的蠟，
[0055]0至5%的添加劑，
[0056]其余部分由塑料材料形成為聚合粘合劑。
[0057]實例3:(塑料材料)(按照重量計算)
[0058]至少的40%塑料材料用作聚合粘合劑，
[0059]0至30%的無機填料，
[0060]0至20%的彩色顏料，
[0061]0 至 15% 的蠟，
[0062]0至5%的添加劑。
[0063]在所述實施例中使用的由天然材料和塑料材料組成的復合材料中的塑料材料/聚合物是這樣一種聚合物，其選自于以下一組材料:聚烯烴、聚苯乙烯、苯乙烯丙烯腈、丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物、聚碳酸酯、聚氯乙烯；和/或選自于成組的生物聚合物。
[0064]木材、農(nóng)作物、竹材、核仁粉和/或纖維素都以粉末狀、粗粉狀和/或纖維狀用作由天然材料和塑料材料組成的復合材料中的有機填料/天然材料，所述填料的最大顆粒尺寸是250 u m,尤其是至多100 u m。
[0065]為了設定削尖時的脆度和滑動性能，如果使用至少選自頁硅酸鹽、滑石粉、氮化硼、塊滑石和石墨組成的一組中的至少一種無機填料，這是有利的。
[0066]彩色以及白色的顏料都可用作彩色顏料。例如二氧化鈦可用于提高所述蜂窩狀本體的亮度。
[0067]如果增粘劑用于將天然材料粘合到塑料材料上，在由天然材料和塑料材料組成的復合材料中已經(jīng)證明是有利的。具有被接枝(融聚)的馬來酸酐的聚乙烯或具有被接枝(融聚)的馬來酸酐的丙烯是增粘劑的實例。[0068]所使用的蠟包括酰胺蠟(amide waxes)、脂肪酸、褐煤蠟(或蒙旦蠟)、脂肪酸酯和/或石蠟，所述脂肪酸例如是硬脂酸和棕櫚酸。添加劑例如是潤滑劑、增塑劑、表面活性物質(zhì)、熱穩(wěn)定劑和/或UV穩(wěn)定劑，并且可額外地添加到配方中。
[0069]書寫、繪圖、涂刷、標記和/或化妝器具的強度提高，同時改善了削尖性；這樣的效果取決于制備材料確實常常大于相應的實心材料的情況，但改善程度的值可根據(jù)所使用的材料而有所不同。根據(jù)本發(fā)明的技術方案得到的改進完全基于技術實例，可稱作是不依賴于材料的。
[0070]普通鉛筆、彩色鉛筆、標記鉛筆或者化妝筆具有用木材代用材料或者塑料材料形成的蜂窩狀本體/包殼體，其中由于縱向中空結構的緣故了形成各向異性；所述普通鉛筆、彩色鉛筆、標記鉛筆或者化妝筆可以使用市場上可買到的手持式削刀以很小的力進行切肖|J，同時具有足夠大的強度但小的重量。
[0071]為了針對測量的削尖性形成可比性，對由實心材料(例如木材、木材代用材料)制成的試樣和由天然材料與塑料材料組成的復合材料制成的蜂窩狀本體(其具有縱向中空結構)進行制造和削尖。在這里，使用被評定為容易削尖的試樣，意味著以這種方式制造的鉛筆同樣可以用很小的力進行切削，所述鉛筆包括用木材、木材代用材料制成的包殼體或者用由天然材料和塑料材料組成的復合材料制成的蜂窩狀本體以及筆芯。
[0072]如果在測試時，鉛筆在測試過程中或在切削過程中具有小于9Ncm的“切削力矩”，則試樣通常被認為可使用很小的力進行切削。
[0073]在為此目的而開發(fā)的測試機中確定切削力矩，其中用木材制成的實心本體試樣、用木材代用材料制成的實心本體試樣、和用由天然材料與塑料材料組成的復合材料制成的蜂窩狀本體的試樣被連續(xù)切削20s的切削時間。在已經(jīng)存在尖圓錐的情形下(也就是說已經(jīng)切削了希望的角度)，使用市場上可買到的、具有新的刀刃的削刀以43rpm的速度切削直徑為7.6±0.2mm的試樣，在這一切削過程中測定的平均力矩(單位Ncm)稱作切削力矩。
[0074]為了解釋起見，在圖3中示出了用于測量切削力矩的器具的原理。削刀I為此目的固定在保持器3中，保持器3連接到力矩測量器具2上。試樣5可轉動地設置在安裝件4中并且引入到削刀I中。旋轉的試樣5利用進給裝置6以氣動方式朝向削刀I前進，其中進給裝置6以20N的進給力作用在試樣5的安裝件4上(見視圖右側的箭頭)。在試樣5的切削過程中利用力矩測量器具2所測量的力矩被記錄，并且在整個測試持續(xù)時間上被平均以便確定切削力矩。
[0075]從下面的表格中可以明顯地得知，根據(jù)本發(fā)明的實施例中試樣的削尖性得到了顯
著的改善。
[0076]在這種情形下，根據(jù)現(xiàn)有技術DE102008034013A1的試樣和根據(jù)圖1具有方形管結
構的蜂窩狀本體具有下述成分:
[0077]
【權利要求】
1.一種書寫、繪圖、涂刷或化妝器具，包括至少一個蜂窩狀本體，所述至少一個蜂窩狀本體是用塑料材料和/或用由天然材料和塑料材料組成的復合材料所形成，其特征在于:所述至少一個蜂窩狀本體包括多個軸向相互平行的縱向中空結構。
2.根據(jù)權利要求1所述的器具，其特征在于:所述至少一個蜂窩狀本體形成為彩色筆芯的包殼體，并且 所述筆芯不可移動地保持在所述包殼體中。
3.根據(jù)權利要求2所述的器具，其特征在于:所述包殼體和彩色筆芯是共擠出成型的。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的器具，其特征在于:所述蜂窩狀本體的多個縱向中空結構是平行于所述器具的縱向軸線進行取向。
5.根據(jù)前述權利要求中至少一項所述的器具，其特征在于:所述蜂窩狀本體中的縱向結構的橫截面是圓形的、橢圓形的、多邊形的和/或星形的。
6.根據(jù)前述權利要求中至少一項所述的器具，其特征在于:所述器具是普通鉛筆、彩色鉛筆或化妝筆。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的器具，其特征在于:由天然材料和塑料材料所組成的所述復合材料中的天然材料包括木材和/或纖維素。
8.根據(jù)權利要求7所述的器具，其特征在于:所述木材和/或纖維素是呈粉末形式、粗粉形式和/或纖維形式。
9.根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的器具，其特征在于，由天然材料和塑料材料所組成的所述復合材料包括: 至少50%的天然材料； 0至20%的無機填料； 0至10%的增粘劑； 0至10%的彩色顏料； 0至10%的蠟； 0至5%的添加劑； 其余部分由塑料材料形成為聚合粘合劑，其中上述百分比是按照重量計算的。
10.根據(jù)權利要求1至9中任一項所述的器具，其特征在于:由天然材料和塑料材料所組成的所述復合材料中的塑料材料是這樣一種聚合物，其選自于以下一組材料:聚烯烴、聚苯乙烯、苯乙烯丙烯腈、丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物、聚碳酸酯、聚氯乙烯；和/或選自于成組的生物聚合物。
11.根據(jù)權利要求1至10中任一項所述的器具，其特征在于:所述器具的外輪廓是圓形的或多邊形的。
12.一種用于制造根據(jù)權利要求1至11中任一項所述的書寫、繪圖、涂刷或化妝器具的制造方法，所述蜂窩狀本體是通過擠出成型而制造。
13.一種用于制造根據(jù)權利要求1或2所述的與權利要求3至11中至少一項所述的相結合的書寫、繪圖、涂刷或化妝器具的制造方法，所述蜂窩狀本體和筆芯是通過共擠出成型而制造。
【文檔編號】B43K19/14GK103732415SQ201280037880
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年7月5日 優(yōu)先權日:2011年7月28日
【發(fā)明者】A·蒂斯 申請人:J.S.斯達德勒兩合公司