[发明专利]具有标记芯及水硬可固化笔杆的标记器具及其制造方法

说明书

本发明涉及新颖的水硬可固化的材料及其制造方法，具体地为包含具有标记芯的水硬可固化杆的标记器具。该标记器具具有一个水硬可固化杆及一个诸如铅笔、钢笔之类的标记芯，它可以以高效、低费用并且对环境无影响的方式被制造。

本申请是一项以Per Just Anderson博士及Simon K.Hodson名义于1993年2月17日申请的名为“用于包装容器的水泥材料及其制造方法”的申请号08/019151的共同未决申请的后续申请。也是以Per Just Andersen博士和Simon K.Hodson名义于1993年7月21日申请的名为“用于储存，分装和包装食品及饮料的水硬可固化的容器及其制造方法”的申请号为08/095662的共同未决申请的后续申请。

用于传统的标记器具诸如一次性的及非一次性的笔，机械或非机械铅笔，墨水标记笔和化妆用笔之类的笔杆典型地主要用塑料或木材制成。塑料和木材已被当作很好的材料来生产标记器具的笔杆，但它们的应用产生了成本，效率和环境破坏的问题。

塑料是大多数标记器具的笔杆所用的材料，如塑料铅笔，一次性或非一次性笔，机械铅笔，墨水标记笔(有时称为“磁标记笔”)及化妆笔。塑料的广泛应用是由于其作为这些标记器具的笔杆的显著的优越性。

塑料一般是不贵、重量轻、结实并且耐用。用塑料杆生产标记器具有成本与作为塑料产品的原料的石油生产的成本直接相关。虽然塑料是很便宜的，由于石油资源变得更贫乏，由石油产品的应用量所确定的产品价格将上升。

除塑料产品的明显的化学危害之外，用于钢笔或铅笔的塑料降解是很慢的，在深埋地下及脱离光、空气和水的侵蚀作用时更是这样。

然而，塑料的不断应用部分是由于经济的作用，如对变化、习惯、及大的制造商制定工业材料并往往抵制新标准的创造的事实，由此旧工业冒失去其市场份额的风险的阻力。

在铅笔一般用塑料杆制造时，木材继续在一次性铅笔方面是主要应用的材料。然而用木杆制造铅笔在加上木杆板条的成本的基础上已经变得很贵。此外，不可能采用不贵的连续工艺制造木杆铅笔。木杆铅笔通常是由包含大量工作的许多特殊条件及分离操作的工艺来制造。

在制造木杆铅笔的标准工艺中，仅一级精选的木材被使用。所适用的木材数量被限制，而仅仅是通常被用于高级制品的杉木。木材必须在适当的气候条件下被干燥。松脂或本身油脂的含量应当既不超过也不低于某种限制。准备好的木材用特殊的锯锯成薄板后被送往以下工序：着色，开槽，插入铅，粘合，粗打磨，切成半成品铅笔并进一步打磨成惯常的六角形或圆形。抛光和上漆工艺也包含大量的工作和许多独立的操作。最后装上橡皮。

制造木杆铅笔技术是昂贵并且废时的，另外大量的木料被浪费，随着可用于铅笔的木材的进一步短缺，这种浪废现象就变得不可容忍。此外，采伐用于产生铅笔的木材的环境影响成为全球砍伐森林的原因之一。

木杆及其所包含的制造工艺的替代品及其工艺一直在被寻找，替代惯常木杆的材料包括塑料，纸卷制品及混合有无吸收性纤维素的木屑的材料。虽然用除木条以外的各种材料制成的笔杆所生产的铅笔已经被制造出来，但其适用性还不能完全代替惯常的木铅笔。

用除木条以外的材料制成的杆生产铅笔减轻了一些用木条所产生的问题，如昂贵复杂的工艺及依靠越来越贵的木材等。然而替代的材料也产生了他们各自的问题。例如，由于使用纸卷，木浆及在塑料制造过程中所产生的污染物。

金属也被用作一些标记器具的杆。由金属制造的杆是昂贵的，并且也导致环境破坏。

在制造标记器具中材料对低价及环境的需要并未导致水硬可固化材料如水泥或石膏(下文“水硬可固化”，“水硬”或“水泥的”合成物，材料或混合物)的应用。然而水硬可固化材料是经济的，并且包含对环境无害的成份，像岩石，沙子，粘土和水。以经济和生态学的观点看，水硬可固化材料的确适于作为标记器具的首选材料来替代木材，塑料和金属。

由于水硬可固化材料本身的特性及加工这些材料所产生的问题，水硬可固化材料还不能被用来制造象标记器具之类的轻物体。一些本身的特性及由这种材料和加工这种材料所产生的问题包括：高流动性，低抗拉强度，在对这些材料成形后形状稳定性低，过长的固化时间，粘在成形设备上以及水渗到成形物品的表面上。由于本身特性和水硬可固化材料的加工问题的结果，它们的用途基本上被限于大的，笨重的结构，这些结构是耐用的，强壮的并且相对不贵。