BRPI0913679B1

BRPI0913679B1 - Grafite de lápis para dispositivos de escrita, desenho e/ou pintura e método de produção do mesmo

Info

Publication number: BRPI0913679B1
Application number: BRPI0913679-7A
Authority: BR
Inventors: Andreas Thies
Original assignee: Staedtler Mars Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2008-07-15
Filing date: 2009-07-11
Publication date: 2019-08-06
Also published as: EP2303602B1; US20110118383A1; US8648128B2; US20120322927A1; WO2010006742A1; KR20110036117A; MY154657A; CN102099200B; MY160393A; EP2303602A1; CA2731049A1; DE102008034014B4; DE102009033830A1; ES2375545T3; CA2731049C; AU2009270549B2; KR101221553B1; AU2009270549A1; ATE532645T1; DE102008034014A1

Abstract

grafite de lápis para dispositivos de escrita, desenho e/ ou pintura e método de produção do mesmo a invenção se refere a um grafite de lápis ligado a polímero para dispositivos de escrita, desenho e/ou pintura, em particular para lápis de grafite ou lápis de cor, compreendendo um polímero ligante, pelo menos uma cera e pelo menos um enchimento, em que o grafite ainda compreende 0,1 a 5% em peso de óleo de palma.

Description

GRAFITE DE LÁPIS PARA DISPOSITIVOS DE ESCRITA, DESENHO E/OU PINTURA E MÉTODO DE PRODUÇÃO DO MESMO [001] A invenção se refere a grafite de lápis ligado a polímero para dispositivos de escrita, desenho e/ou pintura.

[002] O princípio dos grafites de lápis deste tipo para escrita, desenho e/ou pintura é conhecido. Grafites de lápis a base de grafite ligado a polímero para escrita, desenho e/ou pintura são compreendidos como sendo grafites que estão solidamente incrustados em madeira ou outros materiais que são capazes de serem afilados, e também grafites que são retidos de maneira deslizante dentro de um invólucro rígido.

Exemplos de tais lápis envolvidos em madeira e lápis de chumbo para lápis mecânicos, também conhecidos como lapiseiras ou lápis automático, por exemplo. Nesse contexto, os grafites de lápis frequentemente possuem um diâmetro externo de cerca de 0,3 mm a 6 mm.

[003] Assim, por exemplo, o grafite de lápis de grafite ligado a polímero são conhecidos da patente alemã n° DE 3827968 C1. Os grafitos de lápis não cozidos desse tipo contêm um ligante polimérico, lubrificante e materiais de enchimento.

[004] Um dos problemas na produção de tais grafites é que com um alto teor de enchimento de mais do que 50% em peso, as propriedades de escrita e pintura de tais artigos são muito bons, mas a viscosidade da massa de grafite durante a extrusão é 20 extremamente alta, e a pressão de extrusão requerida na ferramenta e no extrusor assume valores muito altos. A pressão de cabeça é de cerca de 350 bar. O efeito disto é a desvantagem de que o extrusor tem que ser maior, e um equipamento complexo precisa ser usado. A vida útil das máquinas e ferramentas é também significativamente encurtada pela alta pressão de extrusão.

[005] O objetivo da invenção é deste modo produzir um grafite de lápis para escrita, desenho, e/ou pintura que não esteja associado às desvantagens descritas acima, e que pode ser produzido utilizando baixa pressão de extrusão.

[006] O objetivo é solucionado pelo grafite de lápis ligado a polímero para dispositivos de escrita, desenho, ou pintura, particularmente para lápis e lápis de cor 30 que inclui pelo menos um ligante polimérico, pelo menos uma cera, e pelo menos um

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2/6 material de enchimento, em que o grafite de lápis também contém de 0,1 a 5% em peso de óleo de palma.

[007] Surpreendentemente, foi revelado que o uso deliberado de óleo de palma como um constituinte do grafite de lápis representa a adição de um lubrificante à composição, como um resultado de que é possível diminuir significativamente a pressão de extrusão no extrusor. Particularmente, o óleo de palma aditivo na composição do grafite de lápis serve para reduzir o pressionamento e a pressão de extrusão no orifício ou cabeça do extrusor durante a extrusão. Nesse contexto, a pressão se torna menor quanto mais e mais óleo de palma é adicionado, e uma redução de pressão de pelo menos 30%, e particularmente por pelo menos 50% é alcançado, comparado com composições de grafite de lápis convencionalmente extrusadas.

[008] Também foi revelado que outros óleos naturais ou sintéticos tem o efeito de diminuir a pressão no extrusor, mas que estes também podem ter um efeito desproporcionalmente limitativo sobre a rigidez do grafite extrusado. Surpreendentemente, este não é o caso quando o óleo de palma é utilizado, uma vez que a pressão no extrusor é baixa, mas, o grau requerido de rigidez do grafite de lápis ainda existe.

[009] A distribuição típica de ácido graxo de óleo de palma é composto como se segue:

C12: ácido láurico 0 - 1%

C14: ácido mirístico 0 - 3%

C16: ácido palmítico 36 - 47%

C18: ácido esteárico 2 - 8%

C18: ácido oléico 36 - 42%

C18: ácido linoléico 7 - 12%

C18: ácido linolênico 0 - 1%

Outros: Máx. 1% [0010] Adicionalmente, o óleo de palma confere uma propriedade de cor mais intensa para impressão deixada pelo grafite e melhora seu comportamento deslizante durante a escrita. Em grafites de lápis, a linha desenhada é cheia com alta densidade

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3/6 óptica, enquanto os grafites de lápis de cor criam ricas sombras lustrosas.

[0011] O componente de óleo de palma está na faixa de 0,1 a 5% em peso, particularmente na faixa de 0,5 a 2,5% em peso da composição de grafite de lápis. Se o teor de óleo de palma é aumentado acima do limite de 5% em peso, a rigidez do grafite é reduzida desproporcionalmente mesmo quando óleo de palma é usado. Os grafites então tendem a lascar ou quebrar durante o uso.

[0012] As ceras utilizadas são maleáveis a 20°C, apresentam dureza de firme a quebradiça, uma estrutura cristalina de grosseira a fina, são de translúcidas a opacas, mas não vítrea, e derretem sem decomposição acima de 40°C. Estas são prontamente tornadas fluidas, ligeiramente acima de seus pontos de fusão e suas consistências e solubilidades são fortemente dependentes de temperatura.

[0013] Os grafites de lápis ligados a polímeros de acordo com a invenção são grafites de lápis não cozidos que são utilizáveis imediatamente após a extrusão sem tratamento adicional de aquecimento ou impregnação.

[0014] Além dos grafites de lápis de cor e de lápis, a composição também pode ser utilizada para produzir grafites tais como grafites para lápis de desenhistas.

[0015] Realizações vantajosas são descritas nas reivindicações dependentes.

[0016] Tem sido mostrado vantajoso que o grafite de lápis ligado a polímero consista de:

a 30% em peso ligante polimérico a 25% em peso cera

0,1 a 5% em peso óleo de palma e

Restante enchimento(s) [0017]

Particularmente preferido é que o grafite de lápis ligado a polímero consista de:

a 25% em peso ligante a 20% em peso cera

0,5 a 2,5% em peso óleo de palma e

Restante enchimento(s) [0018]

Tem sido mostrado vantajoso que pelo menos um ligante seja

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4/6 constituído de pelo menos um polímero do grupo que inclui poliestireno (PS), estireno acrilonitrila (SAN), estireno butadieno (SB), poliolefinas (PO) e acrilonitrilabutadieno-estireno (ABS).

[0019] Misturas de dois ou mais ligantes também podem ser usados.

[0020] Também tem sido mostrado vantajoso que pelo menos uma cera seja constituída de pelo menos uma cera do grupo que inclui estearatos, ceras de lignite, ceras de amida, e parafinas.

[0021] Misturas de duas ou mais ceras também podem ser usadas. Nesse contexto, é particularmente preferido se pelo menos uma cera consista de estearato de cálcio ou inclua estearato de cálcio.

[0022] Pelo menos um enchimento é vantajosamente constituído de pelo menos um enchimento do grupo que inclui grafite, negro de fumo, nitreto de boro hexagonal, silicatos estratificados, calcário, barita, pigmentos coloridos, pigmentos acromáticos.

[0023] Nesse contexto, particularmente grafite ou grafite combinado com negro de fumo são preferidos como pigmentos coloridos para grafite de lápis. Para grafites de lápis de cor, combinações de enchimentos brancos ou acromáticos tal como nitreto de boro hexagonal, silicatos estratificados e similares com pigmentos coloridos tal como pigmentos azo, ftalocianinas, dioxazinas, quinacridonas, óxidos de ferro, negro de fumo, grafites, ultramino, e complexos ciano-ferro têm se mostrado mais vantajosos.

[0024] Uma composição preferida para um grafite de lápis consiste de:

a 25% em peso ligante a 12% em peso cera

0,5 a 2% em peso óleo de palma e

Restante grafite ou grafite com negro de fumo [0025] Particularmente, um grafite de lápis inclui:

a 25% em peso a 12% em peso

0,5 a 2% em peso poliestireno (PS) estearato de cálcio óleo de palma e

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Restante	grafite ou grafite com negro de fumo
[0026]	Uma composição 1 de exemplo para um grafite de lápis consiste de:
	Poliestireno (PS)	21% em peso
	Estearato de cálcio	6% em peso
	Óleo de palma	1,0% em peso
	Grafite	restante
[0027]	A tabela seguinte mostra	a redução da pressão de extrusão na cabeça do

extrusor durante a produção de um grafite de lápis de acordo com a invenção em conformidade com a composição 1 comparada com um grafite de lápis que é extrusado de acordo com o estado da técnica.

	Grafite de lápis da composição 1	Grafite de lápis de acordo com o estado da técnica
Pressão na cabeça do extrusor (em bar)	< 200	350 - 450

[0028] A partir disso, fica evidente que os grafites de lápis que foram produzidos com base na composição da invenção requer pressões de extrusão significativamente mais baixas para a sua produção. A vida útil das máquinas e ferramentas é prolongada e a configuração da máquina é simplificada.

[0029] Uma composição 2 de exemplo para um grafite de lápis consiste de:

Estireno acrilonitrila (SAN)	15% em peso
Alumínio estearato	10% em peso
Óleo de palma	2% em peso
Grafite	restante

[0030] Uma composição preferida para um grafite de lápis de cor consiste de:

15 a 25% em peso	ligante
4 a 12% em peso	cera
0,5 a 2% em peso	óleo de palma e
Restante	silicato(s) estratificdo(s) e/ou nitreto de boro hexagonal e pelo menos um pigmento colorido e/ou pigmento

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6/6 acromático

[0031]	Particularmente, um grafite de lápis de cor inclui:
15 a 25% em peso 4 a 12% em peso 0,5 a 2% em peso	poliestireno cera de lignite óleo de palma e
	Restante	talco e/ou nitreto de boro hexagonal e
		pelo menos um pigmento colorido e/ou
		um pigmento acromático
[0032]	A extrusão tem se	mostrado ser efetiva como o método para produção

de um grafite de lápis ligado a polímero de acordo com a invenção.

[0033] O grafite de lápis de acordo com a invenção é produzido particularmente pela realização das etapas listadas abaixo:

- mistura e granulação de todos os componentes da composição do grafite de lápis para produzir um grafite de lápis granulado;

- extrusão de um grafite de lápis granulado em um extrusor numa temperatura na faixa de 130 a 200°C através de um orifício adequado para formar varas contínuas de grafite de lápis;

- resfriamento e solidificação da vara contínua de grafite de lápis; e

- corte da vara contínua de grafite de lápis no comprimento final, particularmente no comprimento requerido do lápis.

[0034] A seção transversal do grafite de lápis pode ter qualquer formato dependendo da cabeça de extrusão - redonda, angular ou uma combinação dessas. Também é possível combinar diferentes composições de grafites de lápis em uma cabeça de extrusão para criar um grafite de lápis multicomponente pela coextrusão múltipla.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Grafite de lápis ligado a polímero para dispositivos de escrita, desenho e/ou pintura, particularmente para lápis ou lápis de cor que inclui pelo menos um ligante polimérico, pelo menos uma cera, pelo menos um enchimento e óleo de palma, CARACTERIZADO pelo grafite de lápis ainda incluir

10 a 30% em peso de ligante polimérico
2 a 25% em peso de cera

0,1 a 5% em peso de óleo de palma e

Restante de enchimento(s)

2. Grafite de lápis ligado a polímero de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo grafite de lápis consistir de:

15 a 25% em peso de ligante

4 a 20% em peso de cera

0,5 a 2,5% em peso de óleo de palma e

Restante de enchimento(s)
3. Grafite de lápis ligado a polímero de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, CARACTERIZADO por pelo menos um ligante ser constituído de pelo menos um polímero do grupo que inclui poliestireno (PS), estireno acrilonitrila (SAN), estireno butadieno (SB), poliolefinas (PO) e acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS).
4. Grafite de lápis ligado a polímero de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO por pelo menos uma cera ser constituída de pelo menos uma cera do grupo que inclui estearatos, ceras de lignite, ceras de amida e parafinas.
5. Grafite de lápis ligado a polímero de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO por pelo menos uma cera consistir de estearato de cálcio ou incluir estearato de cálcio.
6. Grafite de lápis ligado a polímero de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO por pelo menos um enchimento incluir pelo menos um enchimento do grupo que inclui grafite, negro de fumo, nitreto de boro

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2/3 hexagonal, silicatos estratificados, calcário, barita, pigmentos coloridos e/ou pigmentos acromáticos.
7. Grafite de lápis ligado a polímero de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo grafite ser grafite de lápis e consistir de:

15 a 25% em peso de ligante

4 a 12% em peso de cera

0,5 a 2% em peso de óleo de palma e

Restante de grafite ou grafite com negro de fumo.
8. Grafite de lápis ligado a polímero de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo grafite ser grafite de lápis e consistir de:

15 a 25% em peso de poliestireno

4 a 12% em peso de estearato de cálcio

0,5 a 2% em peso de óleo de palma e

Restante de grafite ou grafite com negro de fumo.
9. Grafite de lápis ligado a polímero de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo grafite ser grafite de lápis de cor e consistir de:

15 a 25% em peso de ligante

4 a 12% em peso de cera

0,5 a 2% em peso de óleo de palma e

Restante de silicato(s) estratificado(s) e/ou nitreto de boro hexagonal e pelo menos um pigmento colorido e/ou um pigmento acromático.
10. Grafite de lápis ligado a polímero de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo grafite ser grafite de lápis de cor e consistir de:

15 a 25% em peso de poliestireno

4 a 12% em peso de cera de lignite

0,5 a 2% em peso de óleo de palma e

Restante de talco e/ou nitreto de boro hexagonal e pelo menos um pigmento

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3/3 colorido e/ou um pigmento acromático.
11. Método de produção de um grafite de lápis ligado a polímero, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, CARACTERIZADO pelo grafite de lápis ser produzido por extrusão.