CH501045A - Verfahren zur Herstellung von Bleistiftminen - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung von Bleistiftminen
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Bleistiftminen aus Russ- und Graphitteilchen und/oder Glimmerteilchen sowie einem synthetischen Harz, jedoch ohne Verwendung von Ton als Bindemittel. Bis anhin wurden Bleistiftminen gewöhnlich dadurch hergestellt, dass Graphit, Ton und weiteres Material miteinander vermischt wurden, das erzielte Gemisch geformt, gebrannt und das gebrannte Produkt dann mit Öl oder Fett durchtränkt wurde. Dieses Verfahren erfordert daher nicht nur viel Zeit, sondern auch technisches Geschick bei der Wahl des Tons und beim Mahlen des Materials. Es ist ferner mit dem Nachteil verbunden, dass es schwierig ist, eine gleichmässige Härte und Dichte der Mine sowie Glätte beim Schreiben und andere Eigenschaften zu erzielen.

  Es ist daher schwierig, gemäss dem genannten Verfahren eine ausgezeichnete Mine für besonders scharfes Zeichnen zu erhalten, da die Produkte brüchig sind.



   Beim erfindungsgemässen Verfahren sind dagegen diese Nachteile zum Teil behoben. Die damit erzielten Produkte weisen folgende Eigenschaften auf:
1. Die Sprödigkeit der üblichen Bleistiftmine ist gemildert und die hergestellte Mine im wesentlichen dauerhaft.



   2. Es ist leicht, sowohl eine dünne als auch eine dicke Mine zu erhalten.



   3. Das Schreiben damit ist glatt und bequem.



   4. Der Verrlust an Mine durch Abnutzung beim Schreiben ist gering.



   5. Dank der feinen Qualität des Materials ist es möglich, einen Brief gleichmässig zu schreiben.



   Das Verfahren zur Herstellung der gewünschten Bleistiftmine ist einfach, leicht und rasch durchführbar.



   Beim erfindungsgemässen Verfahren wird die gewünschte Bleistiftmine folgendermassen hergestellt: nachdem Graphit- und Russteilchen und/oder Glimmerteilchen zusammen mit einem synthetischen Harz unter Verknetung vermischt worden sind, wobei, wenn erwünscht, dieses letztere in Lösung oder unter Zusatz eines Weichmachers verwendet werden kann, wird das erzielte Gemisch zu Minen extrudiert, hierauf eine zweckmässige Anzahl Stunden vorzugsweise nach und nach erhitzt und dann bei hoher Temperatur gebrannt, wobei das synthetische Harz unter Verköhlung gründliche mit den übrigen Teilchen verbunden wird.



   Dabei werden also kein Ton oder Härtemittel verwendet. Wichtig dabei ist also, dass es keine Verbundenheit zwischen Graphitteilchen und Russteilchen geben würde, wenn kein synthetisches Harz verwendet würde. Beim Verfahren verköhlende Harze sind z. B.



  Polystyrol, Silicone, Polyäthylen, Acrylsäureharze, Melaminharze, Phenolharze, Harnstoffharze, Polyisobutylen oder Polyester.



  Ferner kann auch Polyvinylchlorid oder das im Handel erhältliche Vinylchloridacetatmischpolymerisat sowie irgend ein Polyvinylharz verwendet werden.



  Auch der Weichmacher und das Lösungsmittel kann aus der obigen Gruppe synthetischer Harze ausgewählt werden.



   Falls beim Verfahren zur Herstellung der Bleistiftminen ein Vinylchloridharz und als Stabilisator ein zweibasisches Bleistearat verwendet wird, ist es möglich, ein beständiges Produkt von guter Festigkeit zu erhalten. Dabei verwendet man zweckmässig 2 bis 4 g Stabilisator.  



   Bei der Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist es nötig, die Bestandteile miteinander zu vermischen und z. B. mittels einer Walze zu kneten.



  Nach gründlichem Durchkneten des Gemisches wird dieses zu einer Mine extrudiert, die in gewünschter Länge geschnitten wird. Das Brennen bzw. die Verkohlung der extrudierten Masse bzw. die Auskristallisierung des Kohlenstoffs wird vorzugsweise in einem geschlossenen Ofen oder in der Atmosphäre eines inerten Gases durchgeführt.



   Man erhält eine leuchtend schwarze Mine, wenn das Graphit teilweise oder ganz durch Glimmer ersetzt wird.



   Ein Vorteil des vorliegenden Verfahrens ist, dass man den Preisunterschied von Graphit und von Glimmer, der sich etwa wie 1:4 verhält, ausnützen kann.



  Glimmer verwendet man vorzugsweise in Form von schuppenförmigen Kristallen von 1 bis 3 Mikron Grösse in Pulverform. Es kann sowohl künstlicher als auch natürlicher Glimmer verwendet werden.



   Beispiel 1
Es wird folgendes Gemisch zu Minen verarbeitet:
Graphit (20 Mikron) 10 Gewichtsteile
Russ   (30 Mikron)    10 Gewichtsteile
Vinylchloridharz  (Polymerisationsgrad 50) 15 Gewichtsteile
Weichmacher (D.P.O.) 10 Gewichtsteile
Lösungsmittel  (Methyläthylketon) 50 Gewichtsteile
Wenn erwünscht, kann das Vinylchloridharz durch ein 80:20 Vinylchlorid/Acetat-Mischpolymerisat ersetzt werden.



   Das Gemisch wird mittels einer Walze gründlich geknetet und hierauf zu dünnen geraden Zylinderchen extrudiert und in zweckmässigen Längen geschnitten.



  Die erzielten Zylinder werden in ein gedecktes Gefäss, wie z. B. einen Tiegel gegeben, und dieser in einen Ofen gestellt. Wenn notwendig, wird ein inertes Gas eingeleitet. Die Produkte werden 8 Stunden allmählich auf   300     C erhitzt. Wenn die Temperatur zu rasch erhöht wird, reagiert die Masse so rasch, dass die Produkte Blasen oder Längsrisse bekommen. Dies ist für die Festigkeit des Produktes nachteilig, indem die Qualität am Rand und im Innern der Mine nicht gleich ist.



  Auch schreibt eine solche Mine nicht glatt. Es ist daher wichtig, um diese Nachteile zu vermeiden, das Gemisch zuerst bei niedriger Temperatur zu erhitzen und die Temperatur in einem Zeitraum von etwa 8 Stunden allmählich auf   3000 C    zu erhöhen. Selbst wenn so vorgegangen wird, wird das Harz nur zu etwa 80   0/0    verkohlt, wodurch folgende Nachteile bestehen bleiben:
A. Das Schreiben ist unangenehm und die Schrift schlecht, da das Harz nicht ganz verkohlt ist.



   B. Die Mine ist nicht fest sondern spröde, wie dies aus Versuchen hervorging.



   C. Die Dichte der Mine ist sehr gering.



   D. Die Mine neigt dazu, krumm oder sonst verformt herauszukommen.



   Dem wird abgeholfen, indem die erzielten Produkte etwa 1 Stunde bei einer Temperatur von etwa 10000 C gebrannt und dann abgekühlt und aus dem Ofen entfernt werden. Nach dieser Behandlung erhält man ein ausgezeichnetes Produkt, wenn es noch in flüssiges Paraffin getaucht wird. Daher ist es wichtig, die Minen bei einer Temperatur von ca. 10000 C (je nach dem verwendeten Harz 800 bis   14000 C    zu brennen. Die erste Erhitzungsstufe genügt also keinesfalls, um das gewünschte Produkt von guter Qualität zu erhalten.



   Bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens wird das synthetische Harz wie gesagt verkohlt und wird mit dem Russ bzw. Graphit zementiert. Gegen über dem Erhitzen auf 3000 C erhält man also beim Brennen auf die genannten hohen Temperaturen Minen, die homogen sind, das Schreiben damit angenehm und glatt machen, die Festigkeit bis auf   1700    C erhöht wird, eine hohe Dichte aufweisen und keine Krümmungen oder sonstige Verformung zeigen.

 

   Beispiel 2
Es wird folgendes Gemisch zu Minen verarbeitet:   
Schuppenförmige
Glimmerkristalle     (Grösse = 1-3 Mikron) 20 Gewichtsteile
Graphit 15 Gewichtsteile
Russ 10 Gewichtsteile
Polyvinylchlorid 30 Gewichtsteile  (Polymerisations grad = 500)
Weichmacher (D.P.O.) 12 Gewichtsteile
Methyläthylketon 50 Gewichtsteile
Befolgt man das obige Verfahren unter Verwendung dieses Gemisches, so erhält man eine dichte, schwarze Bleistiftmine. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Verfahren zur Herstellung von Bleistiftminen, dadurch gekennzeichnet, dass man Russteilchen und ferner Graphitteilchen und/oder Glimmerteilchen zusammen mit einem synthetischen Harz unter Verknetung vermischt, das erhaltene Gemisch zu Minen extrudiert, die Minen hierauf erhitzt und dann abkühlt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Verknetung unter Zusatz eines Lösungsmittels und eines Weichmachers für das Harz erfolgt.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die Minen innerhalb etwa 8 Stunden allmählich von der Extrusionstemperatur bis auf 3000 C und hierauf während etwa 1 Stunde auf 800 bis 1400 C erhitzt.

   3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das synthetische Harz Polyvinylchlorid ist.

   4. Verfahren nach Patentanspruch oder einem der vorangehenden Unteransprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man die Erhitzung unter Ausschluss von Luft oder in inerter Atmosphäre durchführt.

   5. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Minen nach dem Brennen in flüssiges Paraffin getaucht werden.