用于书写工具、绘图工具或绘画工具的笔芯.pdf

本发明涉及一种用于书写工具、绘图工具和绘画工具的笔芯，它在纵轴线的方向上具有一个释放颜色的笔芯核和至少一个笔芯包层，其中，在笔芯的横截面中看，该至少一个笔芯包层包围所述笔芯核并且笔芯包层和笔芯核彼此不可移动地固定，其中，所述至少一个笔芯包层具有比所述笔芯核高的弯曲断裂强度。

权利要求书
1.  用于书写工具、绘图工具和绘画工具的笔芯，它在纵轴线的方向上具有一个释放颜色的笔芯核和至少一个笔芯包层，其中，在笔芯的横截面中看，该至少一个笔芯包层包围所述笔芯核并且笔芯包层和笔芯核彼此不可移动地固定，其特征在于，所述至少一个笔芯包层(2，2’)具有比所述笔芯核(3)高的弯曲断裂强度。

2.  根据权利要求1所述的笔芯，其特征在于，在笔芯(1，1’)的横截面中看构成一个笔芯外壳的所述笔芯包层(2，2’)具有比所述笔芯核(3)高的弯曲断裂强度。

3.  根据权利要求1或2之一所述的笔芯，其特征在于，所述一个笔芯包层(2，2’)或这些笔芯包层相对所述笔芯核(3)同心地设置。

4.  根据权利要求1至3之一所述的笔芯，其特征在于，至少一个笔芯包层(2，2’)具有与所述笔芯核(3)不同的颜色。

5.  根据上述权利要求之一所述的笔芯，其特征在于，所述至少一个笔芯包层(2，2’)以白色构造。

6.  根据上述权利要求之一所述的笔芯，其特征在于，所述至少一个笔芯包层(2，2’)是释放颜色的或不释放颜色的。

7.  根据上述权利要求之一所述的笔芯，其特征在于，所述笔芯核(3)的材料成分与所述笔芯包层(2，2’)的材料成分不同地构成。

8.  根据上述权利要求之一所述的笔芯，其特征在于，所述笔芯核(3)和所述至少一个笔芯包层(2，2’)由不同的粒度分布的材料和/或不同颗粒细度的材料构成。

9.  根据上述权利要求之一所述的笔芯，其特征在于，在所述笔芯(1，1’)的横截面中看，所述笔芯包层(2，2’)具有一个比所述笔芯核(3)小的或相等大小的横截面面积。

10.  根据上述权利要求之一所述的笔芯，其特征在于，在所述笔芯(1，1’)的横截面中看，所述笔芯核(3)的外径与邻接所述笔芯核(3)的笔芯包层(2，2’)的内径咬合和/或以其它方式机械地固定。

11.  根据上述权利要求之一所述的笔芯，其特征在于，在所述笔芯包层(2，2’)与所述笔芯核(3)之间构造一个分界线或一个分界面；所述分界线优选径向和/或轴向不规则地构造。

12.  根据上述权利要求之一所述的笔芯，其特征在于，所述笔芯核(3)具有陶瓷结合剂或有机结合剂。

13.  根据上述权利要求之一所述的笔芯，其特征在于，所述至少一个笔芯包层(2，2’)具有陶瓷结合剂或有机结合剂。

14.  根据上述权利要求之一所述的笔芯，其特征在于，所述至少一个笔芯包层(2，2’)处于压应力下。

说明书用于书写工具、绘图工具或绘画工具的笔芯
技术领域
本发明涉及一种用于书写工具、绘图工具和绘画工具的笔芯，它在纵轴线的方向上具有一个释放颜色的笔芯核和至少一个笔芯包层，其中，在笔芯的横截面中看，该至少一个笔芯包层包围所述笔芯核并且笔芯包层和笔芯核彼此不可移动地固定。
背景技术
基本上公知了用于书写工具、绘图工具或绘画工具的笔芯。
公知的书写笔芯或绘画笔芯通常构造为整体笔芯或粉笔(Kreide)并且位置固定地或可移动地固定在一个外壳内。
现有技术是单件式的、均匀地构造的笔芯，它是根据所希望的书写特性的一种折衷方案，这些书写特性主要可通过该笔芯的硬度来调节并且体现对于这种使用所必需的笔芯强度。如果低于最小笔芯强度，那么通常仅能增大笔芯横截面，以便以这种方式提高该笔芯的承载能力。在此，可视为缺点的是，笔芯直径的增加和由此所消耗的笔芯材料导致笔芯显著的价格提高。此外，也视为缺点的是，增大的笔芯直径具有对挤压速度(Pressgeschwindigkeit)、干燥时间和热能耗量负面的影响。
从DE-GM 12 01 339和专利申请DE-H 142 675公开了多色的笔芯，其中，交错地放置不同颜色的笔芯。用这种笔芯或笔可以实现多色的笔划。在被书写的笔芯和由此所生产的笔中有缺点的是，尽管不同颜色的壳交错地设置，但相对于单色笔芯没有实现弯曲断裂强度的提高，这导致该笔如公知的很容易折断。
从DE 43 32 582 A1也公开了烧制的铅笔笔芯以及用于制造它的方法。在这种笔芯中这样地挤压笔芯物料，使得在中心区域与外面的外围区域之间距离外部的外围区域一定距离地在径向方向上设置一个或多个层，在外围区域中填充物以同心、管状的形式来定位，其中，在笔芯剩余的区域中该填充物任意地或径向地定位。在此，有缺点的是昂贵的制造方法。对此一个例子是，在这种方法中通过薄片状的附加物在挤压机中出现非常高的剪切能量，这极大地降低了挤压效率。此外，重大的缺点是，以这种方式实现的强度提升不是足够高，以便表明生产的费用是合适的。所使用的或置入的笔芯材料在整个笔芯横截面上是相同的，这导致本身仅在书写区域或尖端区域中必需的价值高的笔芯材料的高消耗。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种用于书写、绘图或绘画的烧制的或非烧制的笔芯，它不具有上述的缺点并且它尤其具有针对外力的高可负载能力，而没有改变释放颜色的材料、即所谓的笔芯核的所使用的笔芯配方。该任务是减小笔芯的、由于高的书写力及削尖力而导致的易折断性。
根据本发明，提出了一种用于书写工具、绘图工具和绘画工具的笔芯，它在纵轴线的方向上具有一个释放颜色的笔芯核和至少一个笔芯包层，其中，在笔芯的横截面中看，该至少一个笔芯包层包围所述笔芯核并且笔芯包层和笔芯核彼此不可移动地固定，其中，所述至少一个笔芯包层具有比所述笔芯核高的弯曲断裂强度。从以下的措施得到本发明的有利的构型及进一步拓展。
对于用于书写、绘图或绘画的笔芯一方面理解为固定地置入在木材中或其它可削尖的材料中的笔芯并且另一方面理解为可移动地保持在刚性地壳中的笔芯。对此，例如容纳在木材中的铅笔或彩笔、用于机械笔——即所谓的按压式铅笔的细笔芯，和用于自动笔的笔芯。在此，这些笔芯通常具有大约0.3mm至6mm范围的外径。这些铅笔笔芯或彩色笔芯不仅可以是烧制的也可以是非烧制的笔芯。本发明也在蜡基上的绘图粉笔中使用。
所提出的任务由此来解决，其方式是这样地构造根据本发明的笔芯，使其具有至少一个笔芯包层，后者基本上同心地围绕笔芯核或笔芯的中心轴延伸。该笔芯核可具有根据现有技术的成分。该包围笔芯核的笔芯包层起如支承包层的作用。为了提高笔芯的抗折断的稳定性，这种支承包层具有提高的强度。有可能，彩色地构型包围该笔芯核的支承包层，其中所使用的颜色可包含例如关于制造商、硬度、笔芯类型或标线宽度的信息。通过笔芯包层与笔芯核的彩色的区别，可提供独特标记的和视觉上可感觉得到的特征，它通过构造在锥形面上的色环视觉地通知用户或使用者在被削尖的笔芯上已经有价值高的笔芯。
示范性地提出，通过给根据现有技术用公知笔芯材料制造的笔芯核加包层，与根据现有技术的不带包层的笔芯比较，在相同的总横截面的情况下——不仅在石墨笔芯而且在彩色笔芯的情况中——笔芯的弯曲断裂强度显著地提高20至60％。
在如此高地提高加包层的笔芯的弯曲断裂强度的情况下，也能减小加包层的笔芯的总横截面，并且与根据现有技术的、未包层的笔芯相比，不损失强度。成本节约是直接的结果。
可通过使用便宜的包层原料明显地降低生产成本。
此外表明，通过独特的加包层可补偿或平衡质量上的波动和核材料的制造公差。
用于包层区域的材料的成分通常可由便宜的原料来制造，该原料比准确地调节到所希望的书写特性的笔芯的核便宜。例如代替石墨可使用粘土。该笔芯包层在正常搬运容纳在木材中的书写工具、绘图工具或绘画工具时仅用作支承包层并且此外在使用者使用笔芯核书写时仅不使用地被削去。
在笔芯的这种构型中有利的是，尽管通过包围该笔芯核的包层材料提高了强度，但没有出现书写质量的损害，因为该笔芯核如迄今根据现有技术制造的整体笔芯(Vollmine)那样，可具有相同的成分。相反，该笔芯核可在给笔芯加包层时——这关系到书写特性，明显地更为优化，因为通过包层显著地提高了强度。
笔芯的横截面可圆形、椭圆、三角、六边、直角或几乎任意构型地构造。但是在此优选圆形。
围绕该笔芯核可同心地设置一个或多个笔芯包层。同心的结构保证该笔芯与书写位置和由此与所有方向上的按压负载无关地具有相同的强度和书写特性。
如果存在多个笔芯包层或包层区域，那么各个单个包层可具有不同的颜色和/或成分。
为了生产高质量的包层笔芯，应该满足以下的边界条件。对此，根据本发明构型的笔芯的包层应该：
-具有如笔芯核相同或相似的可塑性，
-包层材料的流动性近似地相应于核材料的流动性，
-包层材料具有比核材料更高的弯曲断裂强度，
-包层的收缩性与笔芯材料适配，以便避免在干燥过程和烧制过程时形成裂纹，
-包层区域与书写芯之间的分界线或分界面优选径向和/或轴向不规则地构成，以便保证接缝咬合，
-包层体积小于或等于笔芯体积。
因此一个具有圆形横截面的包层笔芯与一个整体笔芯相比具有高的弯曲断裂张力，该包层笔芯该整体笔芯的横截面恰好等于包层笔芯的横截面，该包层笔芯设有至少一个相对该包层笔芯的纵向轴线同心地延伸在其整个长度上的笔芯包层。
同时，笔芯包层的成分和/或表面这样地构型，使得在将笔芯粘合入木材容器中时达到更好的粘合。
如果不仅笔芯包层的横截面而且笔芯核的横截面圆形地构造，是有优点的，因为否则在边缘处形成了不能忽略的缺口应力，它导致弯曲断裂强度的减小。
本发明另一优点是，该笔芯核可完全地改善或调节到如耐磨性或滑移性能的特殊特性，因为稳定性主要通过包层材料来建立。
附图说明
以下根据若干图进一步说明根据本发明的笔芯。
在此表示：
图1：具有一个笔芯包层的根据本发明的包层笔芯的一个截面；
图2：根据图1的笔芯的横截面；
图3：一个粘入木材中的根据本发明的笔芯；
图4：一个具有两个笔芯包层的根据本发明的笔芯。
具体实施方式
图1以纵截面示出具有一个笔芯包层2的包层笔芯1，其中在该实施形式中该笔芯包层2同心地围绕笔芯核3的纵轴线来构造。
图2以横截面示出根据图1的笔芯或包层笔芯1。在该视图中可明显地看到笔芯1的同心的结构。在该实施形式中该笔芯核3由一个笔芯包层2包围。
图3示出一个由笔芯核3和笔芯包层2组成的包层笔芯1，它具有一个由两个小木材片41组成的外壳4，其中该包层笔芯1粘合在这些小木材片41的槽中，这例如由典型的铅笔或彩笔公知。该容纳在木材中的铅笔在该实施形式中具有六边形的外部轮廓。
图4示出根据本发明的包层笔芯1’的另一实施形式。笔芯核3在该实施中由两个笔芯包层2和2’包围。在此示出的结构也是一个同心的体系。
在这些图中，未示出具有三个或多个笔芯包层的笔芯的实施变形。这些包层例如可以是化学或陶瓷地结合的包层。在此以何种顺序设置笔芯包层是可自由地选择的。在此，重要的仅仅是至少一个笔芯包层具有比笔芯核高的强度。
可以理解，通过该笔芯的根据本发明的构型实现该笔芯抗断裂的稳定性的提高。此外，该笔芯在生产过程中已不易断裂，这导致笔芯的很小的废品率。对于具有根据本发明的笔芯的书写工具的使用者，有优点的是，与具有统一结构的横截面的整体笔芯比较，该笔芯尖端可负载更高的书写力，也即没有问题地承受高的压力，该压力例如在儿童学习写字时是典型的。
为了更明确地说明本发明，以下示例性地说明用于笔芯核和笔芯包层的配方成分。
铅笔包层笔芯配方的例子
笔芯核：硬度HB
石墨    65％重量
粘土    35％重量
笔芯包层：硬度H
石墨    60％重量
粘土  40％重量在该配方例子中，硬度HB的这些石墨笔芯其中一个用坚硬的包层(硬度H)包围。不仅核而且包层由释放颜色的材料组成。
由下表可以得出，包层笔芯的强度相对整体笔芯的强度是如何改变的。包层面积与笔芯面积的面积比等于1。  强度  单位  整体笔芯  包层笔芯  强度提高  笔芯的弯  曲断裂强  度  MPa  84  113  +36％  笔的尖端  断裂强度  N  30  50  +66％通过增加弯曲断裂应力实现强度的提高。通常，通过笔芯的弯曲断裂强度的提高和由于其最佳的化学机理而改善的包层材料的粘合实现尖端断裂强度的增加。
彩笔包层笔芯的配方例子
笔芯核：黄色
有机颜料        7％重量
无机颜料        15％重量
润滑剂          8％重量
胶合剂(Binder)  5％重量
填充物          其余
笔芯包层：白色
无机颜料        20％重量
润滑剂          15％重量
胶合剂          9％重量
填充物          其余
在下面的表中表明弯曲断裂和尖端断裂的强度改变。  强度  核/包层面积  比  整体笔芯  包层笔芯  强度提高  笔芯的弯  曲断裂强  度  单位MPA  1.44  46  52  +13％  笔尖端断  裂强度  单位N  1.44  17  27  +59％
在该例子中也可看到，通过用最佳的或适配的包层配方及通过改善该笔芯在木材中的粘合实现稳定性的进一步提高。在根据本发明的包层笔芯的这种实施形式中，在该包层笔芯中由白色的笔芯包层包围黄色的笔芯核，在削尖的状态中该包层可以作为白色的环被看到。如果这种笔芯容纳在木材中，那么在尖端区域中可以看到从木材经过白色环到黄色笔芯核的过渡。如果对所述环、即包层材料的颜色存放信息，这些信息对用户提供例如关于制造商、硬度、笔芯直径或类似的信息，这是有利的。
在所说明的情况的每一个中表明，没有出现笔划的质量的减小。这种包层笔芯例如通过共挤出方法(Coextrusion)来制造。
本发明涉及一种用于书写工具、绘图工具或绘画工具的笔芯，它在纵轴线方向上具有释放颜色的笔芯核和至少一个笔芯包层，其中，该至少一个笔芯包层在笔芯的横截面中看包围笔芯核，其中，笔芯包层和笔芯核不可相互移动地保持并且该至少一个笔芯包层具有比笔芯核高的弯曲断裂强度。在笔芯的横截面中看构成一个笔芯外壳的笔芯包层具有比笔芯核高的弯曲断裂强度。该笔芯包层或这些笔芯包层同心地相对或围绕笔芯核地构造，其中至少一个笔芯包层具有与笔芯核的不同的颜色。例如该至少一个笔芯包层以白色构成。在此，该至少一个笔芯包层可被释放颜色或不释放颜色地构成。在此，该笔芯核的材料成分和笔芯包层的材料成分可不同地构造。此外，该笔芯核和至少一个笔芯包层由不同的粒度分布和/或颗粒细度的材料构成。在该笔芯的横截面中看，该笔芯包层可具有如比笔芯核小的或相同的大的横截面面积。
在该笔芯的横截面中看到的，该笔芯核的外径与紧邻笔芯核的笔芯包层的内径咬合(Verzahnen)和/或以其它方式机械地固定。
一个分界线或一个分界面构造在笔芯包层和笔芯核之间，其中，该分界线优选径向和/或轴向不规则地构造。
该笔芯核可以具有陶瓷结合剂(Bindung)或有机结合剂。同样，该至少一个笔芯包层可以具有陶瓷结合剂或有机结合剂。所述至少一个笔芯包层可处于压应力中。
参考标号表：
1、1’包层笔芯
1、2’笔芯包层
3     笔芯核
4     外壳
41    小木材片