ES2854829T3 - Lápiz de escritura, pintura, dibujo y/o para propósitos cosméticos - Google Patents

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Abstract

Lápiz para escribir, dibujar, pintar y/o para uso cosmético, compuesto por una mina que libera el color y un portaminas que rodea la mina; en donde el portaminas comprende una envoltura en forma de un material sustituto de la madera que rodea la mina; en donde la mina y el portaminas están sostenidos de tal modo que no puedan desplazarse uno con respecto al otro, caracterizado porque el portaminas comprende una envoltura en forma de material sustituto de la madera y un manguito de soporte (13); porque el manguito de soporte (13) rodea el material sustituto de madera (12); porque el manguito de soporte (13) está conformado por un polímero o una mezcla de polímeros rellenos con al menos un material de relleno orgánico y/o inorgánico; y porque el manguito de soporte (13) presenta el mismo módulo de elasticidad o uno mayor y una mayor resistencia a la flexión que el material sustituto de la madera (12); porque el material sustituto de la madera (12) se conforma a partir de un polímero o de una mezcla de polímeros, un agente adherente y un polímero o mezcla de polímeros rellenos con al menos un material de relleno orgánico y/o inorgánico; y porque en el material sustituto de madera está contenido del 50 al 80 % en peso del, al menos un, material de relleno relleno en el polímero o la mezcla de polímeros.

Description

DESCRIPCIÓN
Lápiz de escritura, pintura, dibujo y/o para propósitos cosméticos
La presente invención hace referencia a un lápiz de escritura, pintura, dibujo y/o para propósitos cosméticos según el concepto general de la reivindicación principal.
En principio, se conocen lápices de escritura, dibujo, pintura y/o para usos cosméticos en los cuales una mina capaz de colorear está recubierta de un material que le otorga resistencia. En este caso, la mina está sostenida en la envoltura asegurada contra el desplazamiento.
Se conocen minas adheridas en tablillas de madera ranuradas, en donde la superficie de madera, si se desea, se mejora con revestimientos decorativos. Una desventaja de este tipo de lápices consiste en que las minas están revestidas con maderas finas, lo que significa que se consumen los depósitos de madera natural. Además, debe considerarse desventajoso que sea necesario un proceso de fabricación complejo y costoso para fabricar tales lápices de buena calidad.
Además, se conocen lápices coextruidos o trie-extruidos en los cuales un material de mina está provisto de una envoltura; en donde generalmente la mina como también la envoltura se presentan de manera habitual como un material unido con polímero. Al diseñar la envoltura que puede ser afilada, existe un conflicto de intereses entre un buen afilado por un lado y una alta resistencia a la flexión y rigidez por otro lado, como la que se requiere para proteger eficazmente la mina quebradiza contra roturas.
Un lápiz extruido de este tipo se conoce, por ejemplo, de la solicitud EP 0505262 B1. El lápiz allí descrito consiste en poliestirenos espumados en la envoltura y una mina unida con poliestireno flexible. Con tales lápices, se debe considerar como una desventaja que el revestimiento o la envoltura de la mina no muestre un carácter típico de madera al ser afilada y que la mina sea mucho menos flexible que la envoltura, con el resultado de que la mina se rompa fácil y rápidamente cuando el lápiz se dobla, lo que reduce o incluso cuestiona la utilidad del lápiz para el usuario.
También se conoce un lápiz extruido por la solicitud US 3,551,064, en el cual la mina y el sustituto de madera están rodeados por un manguito de soporte.
En la solicitud DE 102004021048 A1 se describe un lápiz en el cual una mina se recubre con una protección compuesta de un polímero y fibras de madera; en donde todo el lápiz está recubierto con un recubrimiento. Por lo tanto, el objeto de la presente invención consiste en crear un lápiz para escribir, dibujar, pintar y/o con propósitos cosméticos que no tenga las desventajas mencionadas en la introducción y que, en particular, resuelva de manera fiable el conflicto de intereses entre una buena capacidad de afilado y una alta resistencia a la flexión y a la rigidez de la envoltura.
Dicho objeto se resuelve con las características indicadas según la reivindicación 1. De las reivindicaciones relacionadas resultan los perfeccionamientos ventajosos.
Por lápices para escribir, dibujar, pintar y/o con propósitos cosméticos se entienden minas que están revestidas de materiales afilables. Algunos ejemplos de ello son los lápices negros, de colores y cosméticos.
El objeto mencionado se resuelve mediante un lápiz de escritura, pintura, dibujo y/o para propósitos cosméticos como el definido en la reivindicación 1. El lápiz conforme a la invención presenta una mina que libera color y un portaminas que rodea la mina; en donde el portaminas comprende una envoltura en forma de un material sustituto de la madera que rodea la mina; en donde la mina y el portaminas están sostenidos de tal modo que no puedan desplazarse uno con respecto al otro. El portaminas también presenta un manguito de soporte, en donde el manguito de soporte rodea el material sustituto de la madera. En este caso, el manguito de soporte presenta el mismo módulo de elasticidad o uno mayor y una mayor resistencia a la flexión que el material sustituto de la madera. Aquí, el material sustituto de la madera, así como, el manguito de soporte están dispuestos concéntricamente con respecto a la mina. Una disposición concéntrica asegura que el lápiz, independientemente de la posición de escritura, presente la misma resistencia y propiedades de escritura bajo carga en todas las orientaciones. Las formas de ejecución preferidas del lápiz conforme a la invención se definen en las reivindicaciones relacionadas. Ya que, debido al manguito de soporte, el material sustituto de la madera sólo tiene que contribuir en una menor proporción de la resistencia a la flexión a la resistencia total a la fractura del lápiz, un enfoque en el diseño del material sustituto de la madera se puede centrar en las propiedades de afilado y de similitud a madera.
La mina se puede realizar, por ejemplo, como una mina encamisada. En este caso, la mina se fabrica según se conoce de la solicitud DE 102005004175.
El manguito de soporte puede presentar revestimientos en su superficie, que estén diseñados como una capa decorativa separada, como un diseño a rayas o como capas hápticas.
Con una colación adecuada, el manguito de soporte también puede actuar como soporte decorativo para el lápiz. Cabe señalar aquí que el sistema completo de lápiz con un manguito de soporte corresponde en el sentido más amplio a la estructura funcional de un instrumento de escritura técnico, como un rotulador de fibra o un bolígrafo. El lápiz conforme a la invención se describe con más detalle a continuación con referencia a las siguientes figuras. Figura 1: sección transversal perpendicular al eje longitudinal a través de un lápiz conforme a la invención.
Figura 2: sección longitudinal a través de un lápiz conforme a la invención según la figura 1.
Figura 3: lápiz según la figura 2 con un diagrama de tensiones debido a la aplicación de una carga de flexión.
La figura 1 muestra la sección transversal a través de un lápiz 1 construido conforme a la invención, que está compuesto por al menos tres elementos. Se trata de un sistema de diseño concéntrico, en donde en el centro está conformada una mina 11 con un diámetro m, que está rodeada por una envoltura 12 con un grosor de pared u, fabricada de una capa de un sustituto de madera 12.
Para el sistema de mina 11 y envoltura 12, se conforma o dispone un manguito de soporte 13 con un grosor de pared t.
La figura 2 muestra una sección longitudinal a través de un lápiz 1 conforme a la invención según la figura 1. En esta vista, se puede observar con claridad el portaminas, que consta de la envoltura 12 y el manguito de soporte 13, que rodean la mina 11. Las tensiones debidas a una carga de flexión o a una fuerza de flexión B aplicada están representadas en la figura 3. La fuerza de flexión B genera tensiones de compresión D en una mitad del lápiz y tensiones de tracción Z en la otra mitad. En el área comprimida, existen tensiones de compresión D relativamente inofensivas, mientras que, en la otra mitad, el área estirada, se pueden presentar o aparecer tensiones de tracción peligrosas Z. En la estructura de lápiz mostrada, las mayores tensiones actúan en el área del borde, pero las mismas son absorbidas fácilmente por el manguito de soporte 13 que otorga resistencia.
Las tensiones de tracción y compresión debidas a las cargas de flexión en el lápiz se producen al máximo en la periferia del lápiz y disminuyen aproximadamente a 0 hacia el eje de simetría del lápiz. El manguito de soporte 13 se encuentra así en la posición ideal, en la ubicación de la máxima tensión de tracción y compresión y, por lo tanto, puede absorber una gran parte de las tensiones, lo que alivia evidentemente al sistema completo del lápiz 1, compuesto de manguito de soporte 13, envoltura 12 y la mina 11, en particular, a la mina 1.
Se ha demostrado que las variaciones en la calidad y la tolerancia de fabricación del material sustituto de la madera pueden nivelarse o compensarse con el manguito de soporte.
La composición del manguito de soporte generalmente se puede fabricar con materias primas menos costosas que la envoltura de la mina, que se ajusta con precisión a la capacidad de afilado y al diseño óptico deseados.
En un diseño de este tipo del lápiz es ventajoso que, a pesar del aumento de resistencia del manguito de soporte, no se afecte la calidad de la escritura, ya que la mina puede tener o mantener la misma composición, como se conoce del estado del arte. Por el contrario, la mina se puede optimizar significativamente más, especialmente en lo que respecta a las propiedades de la escritura, ya que se aporta una proporción significativa de resistencia en el sistema general a través del manguito de soporte, lo que también permite el uso de minas frágiles debido al elevado módulo de elasticidad.
La sección transversal del lápiz puede estar realizada circular, ovalada, triangular, hexagonal, rectangular o prácticamente de cualquier forma.
Cuando hay varios manguitos de soporte, los manguitos individuales pueden presentar diferentes colores y/o composiciones.
Para fabricar lápices de alta calidad, se deben cumplir las siguientes condiciones límite. El manguito de soporte de un lápiz conforme a la invención debe estar diseñado de tal manera que el comportamiento de contracción del manguito de soporte se adapte al comportamiento de contracción de la envoltura y que el volumen del manguito de soporte sea menor o igual que el volumen de la envoltura de la mina.
Se puede afirmar que el diseño inventivo del lápiz aumenta la resistencia a la flexión y la rigidez (módulo de elasticidad), lo que evita que la mina frágil se rompa debido a una flexión excesiva del lápiz.
Con el fin de ilustrar la invención aún más claramente, a continuación, se dan a modo de ejemplo composiciones de preparación para el núcleo de la mina, la envoltura y el manguito de soporte.
Ejemplo de receta de una mina de color - núcleo de mina:
Poliestireno 15 % en peso
Ceras 5 % en peso
Materiales de relleno y pigmentos 80 % en peso
Ejemplo de preparación para un revestimiento sustituto de la madera:
Fibra de madera 70 % en peso
Poliolefina 20 % en peso
Agente adherente 5 % en peso
Ceras 5 % en peso
Ejemplo de preparación de un manguito de soporte:
Fibra de madera 70 % en peso
Poliolefina 20 % en peso
Agente adherente 10 % en peso
La mina según el ejemplo consiste en una mina unida con polímero. El material sustitutivo de la madera se conforma a partir de un polímero, una mezcla de polímeros, agentes de adhesión, una mezcla de polímeros rellena con al menos un material de relleno orgánico y/o inorgánico, en donde el polímero o la mezcla de polímeros puede estar espumado.
50 a 80% en peso del, al menos un, material de relleno está contenido en el polímero relleno.
El agente de adhesión utilizado se trata, por ejemplo, de un polímero atestado con anhídrido de ácido maleico. Para una mejor comprensión, en la siguiente tabla se pueden comparar los materiales usados en la presente invención con un material de acuerdo con el estado del arte.
Figure imgf000004_0001
El momento de punta es el momento o el momento de torsión que se debe utilizar para sacarle punta a un cuerpo con forma de varilla y/o manguito mediante un sacapuntas disponible comercialmente.
Mirando en sección transversal perpendicular al eje longitudinal del lápiz, el material sustituto de la madera presenta preferentemente un grosor de pared en el rango de 0,5 a 2 mm, en particular, en el rango de 1 - 3 mm.
El diámetro m de la mina se encuentra preferentemente en el rango de 1,5 a 7 mm, en particular, de 2 a 6 mm. Mirando en sección transversal perpendicular al eje longitudinal del lápiz, el grosor de pared del manguito de soporte presenta un preferentemente un grosor de pared t en el rango de 0,5 a 2 mm, en particular, en el rango de 0,5 a 1 mm.
Entre la mina y el material sustituto de la madera y/o entre el material sustituto de la madera y el manguito de soporte puede estar conformada una capa de agente adherente.
El manguito de soporte puede contribuir al diseño óptico porque el manguito está coloreado, en particular, cuando está coloreado del mismo color que la mina o del color del material a base de madera.
De manera alternativa, el manguito de soporte puede estar provisto de una capa decorativa en su lado opuesto al material sustituto de la madera.
Un lápiz conforme a la invención puede fabricar, por ejemplo, mediante extrusión múltiple o, alternativamente, mediante coextrusión alrededor de una mina o una hebra de mina ya fabricadas. La mina, el material sustituto de la madera y el manguito de soporte pueden estar realizados, por ejemplo, coextruidos.
El lápiz para escribir, dibujar, pintar o para uso cosmético comprende una mina que libera el color y un portaminas que rodea la mina; en donde el portaminas comprende una envoltura en forma de un material sustituto de la madera que rodea la mina; en donde la mina y el portaminas están sostenidos de tal modo que no puedan desplazarse uno con respecto al otro; en donde el portaminas presenta un manguito de soporte; en donde el manguito de soporte rodea el material sustituto de la madera; y en donde el manguito de soporte presenta un módulo de elasticidad igual o superior y una resistencia a la flexión mayor que el material sustituto de la madera.
El manguito de soporte está conformado por un polímero, una mezcla de polímeros, un polímero o una mezcla de polímeros rellena con al menos un material de relleno orgánico y/o inorgánico; en donde el módulo de elasticidad del manguito de soporte alcanza preferentemente al menos 4000 MPa, en particular, 5000 MPa. La resistencia a la flexión del manguito de soporte es preferentemente mayor o igual a 40 MPa, en particular, alcanza 50-80 MPa. La mina es preferentemente una mina unida con polímero.
El material sustitutivo de la madera se conforma a partir de un polímero, una mezcla de polímeros, agentes de adhesión, una mezcla de polímeros rellena con al menos un material de relleno orgánico y/o inorgánico, en donde el polímero o la mezcla de polímeros es preferentemente espumado.
En el polímero está contenido del 50 al 80% en peso. del, al menos un, material de relleno. Mirando en sección transversal perpendicular al eje longitudinal del lápiz, el material sustituto de la madera presenta preferentemente un grosor de pared en el rango de 0,5 a 2 mm, en particular, en el rango de 1 - 3 mm. La mina presenta preferentemente un diámetro m en el rango de 1,5 a 7 mm, en particular, de 2 a 6 mm, y el manguito de soporte, mirando en sección transversal perpendicular al eje longitudinal del lápiz, presenta preferentemente un grosor de pared t en el rango de 0,5 a 2 mm, en particular, en el rango de 0,5 a 1 mm.
El manguito de soporte está preferentemente coloreado, en particular, del color de la mina o del color del material a base de madera.
Preferentemente, entre la mina y el material sustituto de la madera y/o entre el material sustituto de la madera y el manguito de soporte puede está conformada una capa de agente adherente.
Además, el manguito de soporte puede estar provisto de una capa decorativa en su lado opuesto al material sustituto de la madera.
El lápiz presenta preferentemente un momento de punta, como el que presenta un lápiz con un portaminas de madera.
La mina, el material sustituto de la madera y el manguito de soporte están realizados coextruidos.
Pos iciones
I Lápiz
I I Mina
12 Envoltura/ encamisado de la mina
13 Manguito de soporte
(14) Capa decorativa
m = Diámetro de la mina
u = Grosor de pared de la envoltura
t = Grosor de pared del manguito de soporte
B = Fuerza de flexión
D = Tensión de compresión
Z = Tensión de tracción

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Lápiz para escribir, dibujar, pintar y/o para uso cosmético, compuesto por una mina que libera el color y un portaminas que rodea la mina; en donde el portaminas comprende una envoltura en forma de un material sustituto de la madera que rodea la mina; en donde la mina y el portaminas están sostenidos de tal modo que no puedan desplazarse uno con respecto al otro, caracterizado porque
el portaminas comprende una envoltura en forma de material sustituto de la madera y un manguito de soporte (13); porque el manguito de soporte (13) rodea el material sustituto de madera (12);
porque el manguito de soporte (13) está conformado por un polímero o una mezcla de polímeros rellenos con al menos un material de relleno orgánico y/o inorgánico;
y porque el manguito de soporte (13) presenta el mismo módulo de elasticidad o uno mayor y una mayor resistencia a la flexión que el material sustituto de la madera (12);
porque el material sustituto de la madera (12) se conforma a partir de un polímero o de una mezcla de polímeros, un agente adherente y un polímero o mezcla de polímeros rellenos con al menos un material de relleno orgánico y/o inorgánico;
y porque en el material sustituto de madera está contenido del 50 al 80 % en peso del, al menos un, material de relleno relleno en el polímero o la mezcla de polímeros.
2. Lápiz según la reivindicación 1, caracterizado porque
el módulo de elasticidad del manguito de soporte (13) alcanza al menos 4000 MPa, en particular, 5000 MPa.
3. Lápiz según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque
la resistencia a la flexión del manguito de soporte (13) es mayor o igual a 40 MPa, en particular, 50-80 MPa.
4. Lápiz según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque
el material sustituto de la madera (12) y el manguito de soporte (13) están dispuestos concéntricamente con respecto a la mina (11).
5. Lápiz según una de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque la mina (11) es una mina unida a polímero.
6. Lápiz según una de las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizado porque
el polímero o la mezcla de polímeros se espuman.
7. Lápiz según una de las reivindicaciones 1 a 6,
caracterizado porque
el material sustituto de la madera (12), mirando en sección transversal perpendicular al eje longitudinal del pasador (1), presenta un grosor de pared en el rango de 0,5 a 2 mm, en particular, en el rango de 1 - 3 mm.
8. Lápiz según una de las reivindicaciones 1 a 7,
caracterizado porque
la mina (11) presenta un diámetro m en el rango de 1,5 a 7 mm, en particular, de 2 a 6 mm.
9. Lápiz según una de las reivindicaciones 1 a 8,
caracterizado porque
mirando en sección transversal perpendicular al eje longitudinal del lápiz (1), el manguito de soporte (13) presenta un grosor de pared t en el rango de 0,5 a 2 mm, en particular, en el rango de 0,5 a 1 mm.
10. Lápiz según una de las reivindicaciones 1 a 9,
caracterizado porque
el manguito de soporte (13) esté coloreado, en particular, del color de la mina (11) o del color del material a base de madera (12).
11. Lápiz según una de las reivindicaciones 1 a 10,
caracterizado porque
entre la mina (11) y el material sustituto de la madera (12) y/o entre el material sustituto de la madera (12) y el manguito de soporte (13) está conformada una capa de agente adherente.
12. Lápiz según una de las reivindicaciones 1 a 11,
caracterizado porque
el manguito de soporte (13) está provisto de una capa decorativa (14) en su lado opuesto al material sustituto de la madera (12).
13. Lápiz según una de las reivindicaciones 1 a 12,
caracterizado porque
el lápiz (1) presenta un momento de punta, como el que presenta un lápiz (1) con un portaminas de madera.
14. Lápiz según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la mina (11), el material sustituto de la madera (12) y el manguito de soporte (13) están realizados coextruidos.
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