Material de substitución de madera, así como su empleo.

Material de substitución de madera para lápices engastados en madera,

constituido por los siguientescomponentes:

15 - 30 % en peso de al menos un agente aglutinante polímero,

50 - 80 % en peso de al menos una carga orgánica,

0 - 20 % en peso de al menos una carga inorgánica,

0,5 - 5 % en peso de al menos un agente adhesivo,

1 - 30 % en peso de al menos una cera,

0 - 10 % en peso de al menos un pigmento colorante, y

0 - 10 % en peso de al menos un aditivo,

siendo seleccionado el agente aglutinante polímero, al menos uno, a partir del grupo de poliolefinas, yestando formada la carga orgánica, al menos una, por madera y/o celulosa, y

estando formada la carga orgánica, al menos una, por partículas de carga con un tamaño de partícula máximo de100 μm a lo sumo, y

ascendiendo la suma de carga orgánica e inorgánica como máximo a un 80 % en peso, y

estando formado el agente adhesivo, al menos uno, por un polietileno (PE) con anhídrido de ácido maleico injertadoo por un polipropileno (PP) con anhídrido de ácido maleico injertado, o por un copolímero de etileno-anhídrido deácido maleico, cera de metaloceno-polietileno injertada con anhídrido de ácido maleico, y

formando el agente adhesivo, al menos uno, un enlace químico entre el agente aglutinante polímero, al menos uno,y la carga orgánica, al menos una,

desarrollándose una proporción entre el agente adhesivo, al menos uno, y la cera, al menos una, en el intervalo de1 : 2,5 a 1 : 6.

Material de substitución de madera, así como su empleo La invención se refiere a un material de substitución de madera para lápices engastados en madera, como lápices de grafito, pinturas o lápices cosméticos con minas colorantes, así como diversos tipos de lápices con minas, a modo de ejemplo de material de goma de borrar, etc., así como su empleo.

Mediante el material de substitución de madera se substituye la madera del lápiz que envuelve la mina.

Lápices engastados en madera, en los que la mina está envuelta, o bien revestida por madera tallada naturalmente, son conocidos desde hace tiempo. En los últimos años, debido a la escasa disponibilidad de madera, el precio de maderas de alto valor cualitativo ha aumentado, lo que se traduce directamente en costes de obtención de los lápices. Además, para la obtención de lápices se utilizan recursos de madera naturales relativamente grandes.

En el ámbito de otros sectores, por este motivo, ya desde hace años se ha intentado reemplazar las maderas naturales por materiales de substitución de madera, que son mas económicos y cuidan los recursos de madera naturales.

Una forma de materiales de substitución de madera está constituida por los denominados Wood Plastik Composites, en castellano materiales compuestos de madera-plástico, en cuyo caso se puede tratar de materiales elaborables como termoplásticos con diversas fracciones de madera, materiales sintéticos y aditivos, que se elaboran mediante procedimientos de conformado termoplásticos, como por ejemplo extrusión, moldeo por inyección o prensado.

En este caso, los aditivos sirven para el optimizado de las propiedades de empleo requeridas para el respectivo fin de empleo, e influyen sobre éstas decisivamente. A modo de ejemplo se emplean agentes adherentes para la mejora de la unión madera-material sintético, ceras para garantizar la procesabilidad, pigmentos para la coloración, así como agentes para garantizar la estabilidad a UV, intemperie, insectos y hongos.

Entre otros, son campos de empleo tarimas de terraza, maceteros, revestimientos, barandillas, muebles o equipamientos internos en el sector del automóvil.

El documento DE 102006046491 da a conocer un material de substitución de madera para lápices engastados en madera constituido por los siguientes componentes: 20 % en peso de poliolefina, 70 % en peso de fibras de madera, 5 % en peso de agentes adherentes, 5 % en peso de cera. En el caso del agente adherente se trata de un polímero injertado con anhídrido de ácido maleico.

Los materiales de substitución de madera que se encuentran en el mercado se optimizaron, además de otras propiedades, de modo que presenten propiedades de resistencia lo más elevadas posible, como resistencia a la flexión o resistencia a la abrasión.

No obstante, tales materiales de substitución de madera no son apropiados, o lo son sólo de manera limitada, para la substitución de madera en lápices engastados en madera, ya que tales lápices no se pueden afilar, o sólo con dificultad, con un afilalápices manual comercial.

Además, son conocidos materiales sintéticos espumados o materiales sintéticos con cargas inorgánicas, que sirven como material de substitución de madera.

Los materiales sintéticos espumados presentan un módulo E reducido, y por lo tanto son habitualmente muy elásticos. Debido a esta elevada elasticidad, los materiales sintéticos espumados son menos apropiados como material de substitución de madera para lápices, ya que en el caso de un revestimiento elástico de una mina convencional falta la acción de apoyo necesaria para la mina, y ésta se rompería en el empleo del lápiz. Si bien esto se puede impedir mediante acondicionamiento correspondientemente elástico de la mina, la mina presentará de este modo peores propiedades de escritura.

Por lo tanto, es tarea de la invención poner a disposición un material de substitución de madera afilable que sea apropiado para el revestimiento de la mina de un lápiz, en lugar de madera natural.

Esta tarea se soluciona con las características según la reivindicación 1.

El material de substitución de madera según la invención se forma a partir de los componentes que se definen en la reivindicación 1.

Tal combinación de ceras y agentes adherentes proporciona un material de substitución de madera afilable, que puede reemplazar en especial madera natural en lápices engastados en madera para la envoltura de la mina. Este no es el caso con los materiales de substitución de madera conocidos según el estado de la técnica. La particularidad en el material de substitución de madera según la invención consiste en que los lápices formados con el mismo, efectuándose un revestimiento de la mina con el material de substitución de madera en lugar de madera, presentan todas las propiedades habituales de lápices engastados en madera conocidos.

Por consiguiente, la citada combinación de materias primas proporciona un material que es apropiado en medida especial para la obtención de envolturas o revestimientos afilables de minas bajo formación de lápices para escritura y/o lápices cosméticos.

Por consiguiente, el material de substitución de madera según la invención es apropiado como revestimiento para minas para la obtención de lápices, ya que un lápiz formado con el mismo es afilable con un afilalápices manual comercial, con energía reducida, y el lápiz presenta simultáneamente la resistencia a la rotura por flexión necesaria para el uso como útil de escritura. Además, el material de substitución de madera presenta un módulo de elasticidad relativamente elevado, de modo que con éste se pueden envolver tanto minas poco elásticas, como también elásticas.

Para valorar la aptitud para afilado del material de substitución de madera y su aptitud para la obtención de lápices, a partir del mismo se obtuvieron cuerpos macizos, y se afilaron los mismos. En este caso, el empleo de un material de substitución de madera valorado como convenientemente afilable conduce a que un lápiz obtenido a partir del mismo se pueda afilar con esfuerzo reducido. En este caso es válido como afilable con esfuerzo reducido un lápiz, y en especial un material de substitución de madera, que en el ensayo, o bien afilado, presenta un denominado momento de afilado menor que 10 Ncm. El momento de afilado se determina en una máquina de ensayo desarrollada con este fin, afilándose un cuerpo de ensayo en forma de un lápiz o de un cuerpo macizo constituido por material de substitución de madera continuamente durante 20 s. El momento de giro medio determinado durante el afilado [en Ncm], que es necesario para el afilado continuo de un cuerpo de ensayo con un diámetro de 7, 6 ± 0, 2 mm con un índice de revoluciones de 43 rpm, en el caso de cono puntiagudo ya presente, es decir, ya afilado en el ángulo deseado, en un afilador comercial con cuchilla nueva, se denomina momento de afilado.

El principio de un dispositivo para la medida del momento de afilado se representa en la figura 1 como explicación. Un afilador 1 se fija a tal efecto en un soporte 3 unido a un dispositivo de medida con momento de giro 2. Un cuerpo de ensayo 5 se pone a disposición en un alojamiento 4 de manera giratoria, y se introduce en el afilador 1. Se efectúa un desplazamiento neumático del cuerpo de ensayo giratorio 5 en el sentido del afilador 1 por medio de un dispositivo de avance 6, que actúa sobre el alojamiento 4 del cuerpo de ensayo 5 con una fuerza de avance de 20 N (véase flecha a la derecha en la figura) . El momento de giro medido durante el proceso de afilado del cuerpo de ensayo 5 por el dispositivo de medida de momento de giro 2 se registra y se toma el promedio a través del tiempo de ensayo, para determinar el momento de afilado.

La resistencia a la rotura por flexión del material de substitución de madera, deseada para el empleo como envoltura para minas de lápices, se sitúa en especial en al menos 50 MPa. El módulo de elasticidad se sitúa preferentemente en al menos 5000 MPa. La determinación de la resistencia a la rotura por flexión y del módulo de elasticidad se efectúa en el ensayo de flexión de 3 puntos en ajuste a DIN 52186 (control de ensayo de flexión de madera) :

En la figura 2 se representa un dispositivo de medida para la puesta en práctica de tal ensayo de flexión de 3 puntos. Se emplean cuerpos de ensayo cilíndricos 7 en forma de lápices o cuerpos macizos de material de substitución de madera con un diámetro de 7, 6 ± 0, 2 mm y una longitud de 180 ± 5 mm. El cuerpo de ensayo 7 se aloja sobre rodillos móviles 8 con una anchura de apoyo de 100 mm (distancia de puntos medios de los rodillos 8) . La introducción de... [Seguir leyendo]

1. Material de substitución de madera para lápices engastados en madera, constituido por los siguientes componentes:

- 30 % en peso de al menos un agente aglutinante polímero,

- 80 % en peso de al menos una carga orgánica,

- 20 % en peso de al menos una carga inorgánica,

0, 5 - 5 % en peso de al menos un agente adhesivo,

- 30 % en peso de al menos una cera,

- 10 % en peso de al menos un pigmento colorante, y

- 10 % en peso de al menos un aditivo, siendo seleccionado el agente aglutinante polímero, al menos uno, a partir del grupo de poliolefinas, y

estando formada la carga orgánica, al menos una, por madera y/o celulosa, y estando formada la carga orgánica, al menos una, por partículas de carga con un tamaño de partícula máximo de 100 µma lo sumo, y

ascendiendo la suma de carga orgánica e inorgánica como máximo a un 80 % en peso, y estando formado el agente adhesivo, al menos uno, por un polietileno (PE) con anhídrido de ácido maleico injertado o por un polipropileno (PP) con anhídrido de ácido maleico injertado, o por un copolímero de etileno-anhídrido de ácido maleico, cera de metaloceno-polietileno injertada con anhídrido de ácido maleico, y

formando el agente adhesivo, al menos uno, un enlace químico entre el agente aglutinante polímero, al menos uno, y la carga orgánica, al menos una,

desarrollándose una proporción entre el agente adhesivo, al menos uno, y la cera, al menos una, en el intervalo de 1 : 2, 5 a 1 : 6.

2. Material de substitución de madera según la reivindicación 1, caracterizado porque la proporción entre el agente adhesivo, al menos uno, y la cera, al menos una, está comprendida en el intervalo de 1 : 2, 5 a 1 : 4, 5.

3. Material de substitución de madera según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque está

contenido - 25 % en peso de al menos un agente aglutinante polímero,

- 75 % en peso de al menos una carga orgánica,

- 5 % en peso de al menos una carga inorgánica,

- 2 % en peso de al menos un agente adhesivo,

- 12 % en peso de al menos una cera,

- 4 % en peso de al menos un pigmento colorante, y

- 5 % en peso de al menos un aditivo.

4. Material de substitución de madera según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la cera, al menos una, es seleccionada a partir del grupo de ceras que comprende ceras de amida, ácidos grasos, como por ejemplo ácido esteárico y ácido palmítico, ceras de montana, estearatos, ésteres de ácido graso, ceras de parafina.

5. Material de substitución de madera según la reivindicación 4, caracterizado porque la cera, al menos una, está formada por cera de amida y/o ácido esteárico.

6. Material de substitución de madera según la reivindicación 5, caracterizado porque la cera, al menos una, está formada por una combinación de cera de amida y ácido esteárico, situándose la proporción de cera de amida respecto a ácido esteárico en el intervalo de 1 : 0, 5 a 1 : 2.

7. Material de substitución de madera según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el agente aglutinante polímero, al menos uno, está formado por polietileno (PE) y/o polipropileno (PP) .

8. Material de substitución de madera según la reivindicación 7, caracterizado porque el agente aglutinante polímero, al menos uno, está formado por polietileno de alta densidad (PE-HD) .

9. Material de substitución de madera según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el material de substitución de madera contiene un 1 a un 3 % en peso de pigmento blanco.

10. Material de substitución de madera según la reivindicación 9, caracterizado porque el pigmento blanco está formado por dióxido de titanio (TiO2) .

11. Material de substitución de madera según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el material de substitución de madera contiene un 0, 1 a un 5 % en peso de pigmento polícromo.

12. Material de substitución de madera según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la carga inorgánica, al menos una, es seleccionado a partir del grupo de cargas que comprende silicatos estratificados, sulfato de calcio, carbonato de calcio, nitruro de boro, esteatita y grafito.

13. Material de substitución de madera según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el aditivo, al menos uno, es seleccionado a partir del grupo de aditivos que comprende agentes deslizantes, plastificantes, substancias tensioactivas, estabilizadores térmicos, estabilizadores UV.

14. Empleo de un material de substitución de madera según una de las reivindicaciones 1 a 13 para la obtención de lápices engastados en madera, en especial de lápices de grafito o pinturas o lápices cosméticos, que presentan una mina colorante y un revestimiento constituido por el material de substitución de madera, que reemplaza un revestimiento de madera para la mina.

15. Empleo de un material de substitución de madera según una de las reivindicaciones 1 a 13 para la obtención de lápices engastados en madera, que presentan una mina constituida por material de goma de borrar y un revestimiento de material de substitución de madera, que reemplaza un revestimiento de madera para la mina.

16. Empleo según la reivindicación 14 o la reivindicación 15, caracterizado porque el revestimiento se forma a partir del material de substitución de madera mediante extrusión.

Figura 1

Figura 2 Figura 3