JPH07762B2 - 鉛筆の芯の製造方法 - Google Patents
鉛筆の芯の製造方法Info
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- JPH07762B2 JPH07762B2 JP1264131A JP26413189A JPH07762B2 JP H07762 B2 JPH07762 B2 JP H07762B2 JP 1264131 A JP1264131 A JP 1264131A JP 26413189 A JP26413189 A JP 26413189A JP H07762 B2 JPH07762 B2 JP H07762B2
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- JP
- Japan
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- clay
- alkali metal
- graphite
- weight
- water
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D13/00—Pencil-leads; Crayon compositions; Chalk compositions
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は特許請求の範囲第１項の上位概念に従う焼成し
た鉛筆の芯の製造方法に関する。
た鉛筆の芯の製造方法に関する。
［従来技術］ 公知の鉛筆の芯は実質的にグラファイトと粘土より成
り、その際グラファイトと粘土との比が芯の硬度が決定
する。通例には、製造する際に、鉱業的に生産した粘土
を懸濁−即ち過剰の水で懸濁−させそして場合によって
は粉砕し、グラファイトと混合しそしてフィルタプレス
にて濾過ケーキ状物にする。この濾過ケーキ状物を乾燥
しそしてZ-型ニーダー中で水にてプレス成形可能な粘調
度にする。この場合、必要次第でいわゆる圧縮成形助
剤、例えばセルロースエーテルまたはポリグリコールが
添加される。これらの添加物は、純粋な粘土／グラファ
イト混合物が約２〜2.5mmの太さの芯にプレス成形する
際に非常に不安定であり且つ取扱が非常に困難である為
に、適当な湿潤‐および乾燥強度を生じさせる。しかし
ながらこれらの添加物は、湿潤‐および乾燥強度だけに
しか影響を及ぼさず、焼成した芯の最終的強度に何ら影
響を及ぼさないという欠点を有している。部分的には、
セラミック結合が過度の多孔質を生じることによってい
わゆる崩壊する。有機系添加物が焼成過程に燃焼して著
しい環境汚染をもたらすことも欠点である。更に、かゝ
る添加物は迅速な粘土の可溶性化に関して無効である。
り、その際グラファイトと粘土との比が芯の硬度が決定
する。通例には、製造する際に、鉱業的に生産した粘土
を懸濁−即ち過剰の水で懸濁−させそして場合によって
は粉砕し、グラファイトと混合しそしてフィルタプレス
にて濾過ケーキ状物にする。この濾過ケーキ状物を乾燥
しそしてZ-型ニーダー中で水にてプレス成形可能な粘調
度にする。この場合、必要次第でいわゆる圧縮成形助
剤、例えばセルロースエーテルまたはポリグリコールが
添加される。これらの添加物は、純粋な粘土／グラファ
イト混合物が約２〜2.5mmの太さの芯にプレス成形する
際に非常に不安定であり且つ取扱が非常に困難である為
に、適当な湿潤‐および乾燥強度を生じさせる。しかし
ながらこれらの添加物は、湿潤‐および乾燥強度だけに
しか影響を及ぼさず、焼成した芯の最終的強度に何ら影
響を及ぼさないという欠点を有している。部分的には、
セラミック結合が過度の多孔質を生じることによってい
わゆる崩壊する。有機系添加物が焼成過程に燃焼して著
しい環境汚染をもたらすことも欠点である。更に、かゝ
る添加物は迅速な粘土の可溶性化に関して無効である。
ドイツ特許出願広告第1,243,305号明細書では、鉛筆の
芯を製造する為にアルカリ土類金属ベントナイト、カオ
リンおよびグラファイトより成る混合物が提案されてい
る。この場合には確かに、湿潤‐および乾燥強度を改善
する為に有機系添加物は使用されていないが、しかしこ
の混合物の製造には、所望の結果を得る為に特にアルカ
リ土類金属ベントナイトを長時間膨潤させなければなら
ないので、非常に時間がかかる。更に、比較的に高い焼
成温度を必要とする。この混合物は通例の粘土調製物に
比較して非常に高価である。
芯を製造する為にアルカリ土類金属ベントナイト、カオ
リンおよびグラファイトより成る混合物が提案されてい
る。この場合には確かに、湿潤‐および乾燥強度を改善
する為に有機系添加物は使用されていないが、しかしこ
の混合物の製造には、所望の結果を得る為に特にアルカ
リ土類金属ベントナイトを長時間膨潤させなければなら
ないので、非常に時間がかかる。更に、比較的に高い焼
成温度を必要とする。この混合物は通例の粘土調製物に
比較して非常に高価である。
本発明は、鉱業的に得られる粘土を過剰の水を必要とす
ることなしに数分の間に可溶性にし−即ち、膨潤させ−
そして場合によってはグラファイトとの混合状態におい
て、比較低い焼成温度で高強度の鉛筆の芯をもたらす最
適な湿潤‐および乾燥強度を持つ良好な成形性の組成物
を得ることを課題としている。
ることなしに数分の間に可溶性にし−即ち、膨潤させ−
そして場合によってはグラファイトとの混合状態におい
て、比較低い焼成温度で高強度の鉛筆の芯をもたらす最
適な湿潤‐および乾燥強度を持つ良好な成形性の組成物
を得ることを課題としている。
この課題は特許請求の範囲第１項の特徴部分の記載によ
って解決される。
って解決される。
鉱業的に生産され、乾燥され粉砕された10μ以下の粒度
の層状粘土を高速混合機においてグラファイト粉末、ア
ルカリ金属燐酸塩、アルカリ金属硼酸塩および／または
‐炭酸塩と混合し、次いで水と混合する。場合によって
は、グラファイトおよび粘土より成る高速混合機中で製
造された緊密な混合物を、溶解されているアルカリ金属
燐酸塩、‐硼酸塩および／または‐炭酸塩を含む水に添
加することも同様に可能である。この場合には、粘土を
過剰の水なしに、即ち、直線的にプレス成形工程で必要
とされる水量で可溶性にする。
の層状粘土を高速混合機においてグラファイト粉末、ア
ルカリ金属燐酸塩、アルカリ金属硼酸塩および／または
‐炭酸塩と混合し、次いで水と混合する。場合によって
は、グラファイトおよび粘土より成る高速混合機中で製
造された緊密な混合物を、溶解されているアルカリ金属
燐酸塩、‐硼酸塩および／または‐炭酸塩を含む水に添
加することも同様に可能である。この場合には、粘土を
過剰の水なしに、即ち、直線的にプレス成形工程で必要
とされる水量で可溶性にする。
本発明の混合物は、以下の組成を持つ： ａ） 15〜70重量％のグラファイト粉末、 ｂ） ３〜30重量％の粘土粉末、 ｃ） 0.1〜20重量％のアルカリ金属燐酸塩、アルカリ
金属硼酸塩および／またはアルカリ金属炭酸塩、 ｄ） ３〜50重量％の水並びに ｅ） ０〜35重量％のその他の物質、例えばカーボンブ
ラック。
金属硼酸塩および／またはアルカリ金属炭酸塩、 ｄ） ３〜50重量％の水並びに ｅ） ０〜35重量％のその他の物質、例えばカーボンブ
ラック。
本発明に従って添加されるアルカリ金属燐酸塩、硼酸塩
または‐炭酸塩は、例えばポリ燐酸ナトリウム、ポリ燐
酸カリウム、四重硼酸ナトリウム、炭酸ナトリウムおよ
び炭酸カリウム、炭酸リチウム、メタ硼酸ナトリウム、
四重硼酸カリウムおよびメタ硼酸カリウムがある。
または‐炭酸塩は、例えばポリ燐酸ナトリウム、ポリ燐
酸カリウム、四重硼酸ナトリウム、炭酸ナトリウムおよ
び炭酸カリウム、炭酸リチウム、メタ硼酸ナトリウム、
四重硼酸カリウムおよびメタ硼酸カリウムがある。
粘土とグラファイトとを激しく混合することによって、
機械的力により大きな凝集物が崩壊し、その結果粘土粒
子が自由に容易に入手し得る大きな活性表面積を有して
いる。更に、グラファイト‐および粘土粒子の最適な統
計的分布が得られる。アルカリ金属燐酸塩、‐硼酸塩お
よび／または‐炭酸塩およびそれらの水溶液の添加によ
って、粘土の多価のカチオンが金属イオン封鎖によって
無効になりそして一価に交換される。例えば、溶液はア
ルカリ金属ポリ燐酸塩を用いた場合にアルカリ金属イオ
ンを放出し、その結果高度に帯電したアニオンを生じ
る： この場合、これは解離されたナトリウム‐イオンの数に
相当する常に強い負の帯電をする。即ち、結局それの負
の電荷は、残りの全てのナトリウム‐イオンが固定され
そしてその運動性を失う程に高い。多価の正に帯電した
カチオンがこのように高度に負に帯電したアニオンと接
触した場合には、その高い電荷に相応して一価に帯電し
たナトリウム‐イオンよりも強く引きつけられる。即
ち、多重に正に帯電したカチオンが排除されたナトリウ
ム‐イオンの所に生じそして、その高い電荷に相応して
確り結合しそして粘土粒子を湿らす。
機械的力により大きな凝集物が崩壊し、その結果粘土粒
子が自由に容易に入手し得る大きな活性表面積を有して
いる。更に、グラファイト‐および粘土粒子の最適な統
計的分布が得られる。アルカリ金属燐酸塩、‐硼酸塩お
よび／または‐炭酸塩およびそれらの水溶液の添加によ
って、粘土の多価のカチオンが金属イオン封鎖によって
無効になりそして一価に交換される。例えば、溶液はア
ルカリ金属ポリ燐酸塩を用いた場合にアルカリ金属イオ
ンを放出し、その結果高度に帯電したアニオンを生じ
る： この場合、これは解離されたナトリウム‐イオンの数に
相当する常に強い負の帯電をする。即ち、結局それの負
の電荷は、残りの全てのナトリウム‐イオンが固定され
そしてその運動性を失う程に高い。多価の正に帯電した
カチオンがこのように高度に負に帯電したアニオンと接
触した場合には、その高い電荷に相応して一価に帯電し
たナトリウム‐イオンよりも強く引きつけられる。即
ち、多重に正に帯電したカチオンが排除されたナトリウ
ム‐イオンの所に生じそして、その高い電荷に相応して
確り結合しそして粘土粒子を湿らす。
アルカリ金属炭酸塩あるいは‐硼酸塩を用いる場合に
は、粘土の多価のカチオンが水不溶性の炭酸塩あるいは
硼酸塩に運ばれる。炭酸塩‐あるいは硼酸塩イオンを加
水分解することによって生じる水酸基イオンは、粘土粒
子の正に帯電した縁部に吸収される。これは部分的湿潤
をもたらす。
は、粘土の多価のカチオンが水不溶性の炭酸塩あるいは
硼酸塩に運ばれる。炭酸塩‐あるいは硼酸塩イオンを加
水分解することによって生じる水酸基イオンは、粘土粒
子の正に帯電した縁部に吸収される。これは部分的湿潤
をもたらす。
両方の場合、粘土は数分の間に可溶性化されそして膨潤
される。この場合、水の量は後続の加工に必要とされる
割合に制限することができる。
される。この場合、水の量は後続の加工に必要とされる
割合に制限することができる。
本発明を以下の実施例によって更に詳細に説明する。
実施例１ 粒度＜10μの66kgのグラファイト粒子（96％Ｃ）および
粒度＜10μの34kgの粘土粉末を強力な高速混合機で混合
する。次いで、混合工程を継続しながら、中位の鎖長の
0.8kgのポリ燐酸ナトリウムおよび1.6kgの四重硼酸ナト
リウム10水和物より成る水溶液22に添加する。二三分
後に粘土可溶物を導入して顆粒を形成する。この粘土／
グラファイト‐混合物は18％の湿分含有量を有し、次い
で市販の紐状物用プレス成形機にて2.3mmの太さの芯に
プレス成形する。この場合、この芯は非常に良好な耐湿
潤破壊強度を有している。適当な長さに切断した芯を10
0〜150℃で乾燥し、その後に不活性または還元性雰囲気
において800℃で焼成する。
粒度＜10μの34kgの粘土粉末を強力な高速混合機で混合
する。次いで、混合工程を継続しながら、中位の鎖長の
0.8kgのポリ燐酸ナトリウムおよび1.6kgの四重硼酸ナト
リウム10水和物より成る水溶液22に添加する。二三分
後に粘土可溶物を導入して顆粒を形成する。この粘土／
グラファイト‐混合物は18％の湿分含有量を有し、次い
で市販の紐状物用プレス成形機にて2.3mmの太さの芯に
プレス成形する。この場合、この芯は非常に良好な耐湿
潤破壊強度を有している。適当な長さに切断した芯を10
0〜150℃で乾燥し、その後に不活性または還元性雰囲気
において800℃で焼成する。
実施例２ 粒度＜10μの60kgのグラファイト粒子（96％Ｃ）および
粒度＜10μの40kgの粘土粉末を、実施例１に従って乾燥
状態で予備混合する。この場合には、混合工程の間に、
中位の鎖長の0.8gのポリ燐酸ナトリウムの水溶液20を
添加する。後続の加工は実施例１に従って行った。
粒度＜10μの40kgの粘土粉末を、実施例１に従って乾燥
状態で予備混合する。この場合には、混合工程の間に、
中位の鎖長の0.8gのポリ燐酸ナトリウムの水溶液20を
添加する。後続の加工は実施例１に従って行った。
実施例３ 粒度＜10μの60kgのグラファイト粒子（96％Ｃ）および
粒度＜10μの40kgの粘土粉末を、実施例１に従って乾燥
状態で予備混合する。混合工程の間に、1.2kgのポリ燐
酸ナトリウムの水溶液20を添加する。後続の加工は実
施例１に従って行った。
粒度＜10μの40kgの粘土粉末を、実施例１に従って乾燥
状態で予備混合する。混合工程の間に、1.2kgのポリ燐
酸ナトリウムの水溶液20を添加する。後続の加工は実
施例１に従って行った。
実施例４ 粒度＜10μの50kgのグラファイト粒子（96％Ｃ）および
粒度＜10μの50kgの粘土粉末を、中位の鎖長の0.8gのポ
リ燐酸ナトリウムおよび1.3kgの四重硼酸ナトリウム10
水和物と一緒に高速混合機で乾燥状態で混合する。混合
工程を継続させながら、20の水を加える。後続の加工
は実施例１に従って行った。
粒度＜10μの50kgの粘土粉末を、中位の鎖長の0.8gのポ
リ燐酸ナトリウムおよび1.3kgの四重硼酸ナトリウム10
水和物と一緒に高速混合機で乾燥状態で混合する。混合
工程を継続させながら、20の水を加える。後続の加工
は実施例１に従って行った。
実施例５ 粒度＜10μの66kgのグラファイト粒子（96％Ｃ）および
粒度＜10μの34kgの粘土粉末を、中位の鎖長の1.0gのポ
リ燐酸ナトリウムおよび1.5kgの炭酸リチウムと一緒に
高速混合機で乾燥状態で混合する。後続の加工は実施例
４に従って行った。
粒度＜10μの34kgの粘土粉末を、中位の鎖長の1.0gのポ
リ燐酸ナトリウムおよび1.5kgの炭酸リチウムと一緒に
高速混合機で乾燥状態で混合する。後続の加工は実施例
４に従って行った。
中位〜長い鎖構造を持つポリ燐酸ナトリウムが粘土の可
容性化に特に適していることがわかる。同様に、四重硼
酸ナトリウムが粘土の可塑性およびそれ故に耐湿潤破壊
強度を明らかに改善し並びに粘土の焼成温度を低下させ
ることも判る。このことは融剤‐および溶融相形成効果
にて明らかにすることができる。従って、明らかに低下
した焼成温度にて芯を製造することが可能である。この
場合、強度は低下されていない。
容性化に特に適していることがわかる。同様に、四重硼
酸ナトリウムが粘土の可塑性およびそれ故に耐湿潤破壊
強度を明らかに改善し並びに粘土の焼成温度を低下させ
ることも判る。このことは融剤‐および溶融相形成効果
にて明らかにすることができる。従って、明らかに低下
した焼成温度にて芯を製造することが可能である。この
場合、強度は低下されていない。
鉛筆芯の慣用の製造方法との比較が、本発明の優位性を
明らかにする。
明らかにする。
比較例Ａ カルシウム‐ベントナイトとカオリンとより成る35重量
部の粘土混合物（6:4の重量部比）を65重量部の粉末グ
ラファイトと混合し、水にて粥状にし、濃縮し、乾燥し
そして焼成する。
部の粘土混合物（6:4の重量部比）を65重量部の粉末グ
ラファイトと混合し、水にて粥状にし、濃縮し、乾燥し
そして焼成する。
比較例Ｂ（有機系添加物を用いる） 撹拌モーターを備えた容器中で80重量％の水中に20重量
％の粘土を懸濁させる。精製および場合によっては分別
（液体サイクロン）の後に粘土含有量を測定する。グラ
ファイト粉末を粘土の水性スラッジに混入撹拌すること
によってグラファイトと粘土との比を1:0.5に調整す
る。この混合物をフィルタープレス成形装置によって濃
縮して濾過ケーキとする。乾燥した濾過ケーキをZ-型ニ
ーダー中で粉砕し、16重量％の水にてプレス成形粘稠度
に調整しそして２％のポリグリコール（分子量6000）に
て可塑化する。この組成物を場合によってはロールに掛
け、次いで公知のようにプレス成形して芯としそして焼
成する。
％の粘土を懸濁させる。精製および場合によっては分別
（液体サイクロン）の後に粘土含有量を測定する。グラ
ファイト粉末を粘土の水性スラッジに混入撹拌すること
によってグラファイトと粘土との比を1:0.5に調整す
る。この混合物をフィルタープレス成形装置によって濃
縮して濾過ケーキとする。乾燥した濾過ケーキをZ-型ニ
ーダー中で粉砕し、16重量％の水にてプレス成形粘稠度
に調整しそして２％のポリグリコール（分子量6000）に
て可塑化する。この組成物を場合によってはロールに掛
け、次いで公知のようにプレス成形して芯としそして焼
成する。
Claims (4)
- 【請求項１】粘土または粘土／グラファイト‐混合物を
水で可溶性化し、プレス成形しそして焼成することによ
って、粘土、グラファイトおよび場合によっては別の物
質より成る鉛筆の芯を製造するに当たって、粘土または
粘土／グラファイト‐混合物を可溶性化する前にまたは
該可溶性化の際にアルカリ金属燐酸塩、アルカリ金属硼
酸塩および／またはアルカリ金属炭酸塩を添加すること
を特徴とする、上記方法。 - 【請求項２】アルカリ金属燐酸塩、‐硼酸塩および／ま
たは‐炭酸塩を水の添加前に粘土または粘土／グラファ
イト‐混合物に添加する請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】アルカリ金属燐酸塩、‐硼酸塩および／ま
たは‐炭酸塩を水に溶解した粘土または粘土／グラファ
イト‐混合物に添加する請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】プレス成形する前の混合物が ａ） 15〜70重量％のグラファイト粉末、 ｂ） ３〜30重量％の粘土粉末、 ｃ） 0.1〜20重量％のアルカリ金属燐酸塩、アルカリ
金属硼酸塩および／またはアルカリ金属炭酸塩、 ｄ） ３〜50重量％の水並びに ｅ） ０〜35重量％のカーボンブラックおよび／または
その他の物質 より成る請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3835241A DE3835241C2 (de) | 1988-10-15 | 1988-10-15 | Verfahren zur Herstellung von Bleistiftminen |
| DE3835241.9 | 1988-10-15 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02155965A JPH02155965A (ja) | 1990-06-15 |
| JPH07762B2 true JPH07762B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=6365249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1264131A Expired - Lifetime JPH07762B2 (ja) | 1988-10-15 | 1989-10-12 | 鉛筆の芯の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5075054A (ja) |
| JP (1) | JPH07762B2 (ja) |
| DE (1) | DE3835241C2 (ja) |
| FR (1) | FR2637906B1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5131674A (en) * | 1989-09-29 | 1992-07-21 | Asahi Glass Company Ltd. | Lubricant for skis |
| US5296526A (en) * | 1990-08-15 | 1994-03-22 | Cargill, Incorporated | A process for preparing a composition containing a polymer of unsaturated hydrocarbon, a C1-4 alkyl or hydroxyalkylether of starch and a vinyl or acrylic polymer as a compatibilizing agent |
| JP3234047B2 (ja) * | 1992-09-25 | 2001-12-04 | 三菱鉛筆株式会社 | 焼成鉛筆芯及びその製造方法 |
| DE4430478A1 (de) * | 1994-08-27 | 1996-02-29 | Basf Ag | Graphit-Preßlinge |
| US7217378B2 (en) * | 2003-09-10 | 2007-05-15 | Council Of Scientific & Industrial Research | Simple and efficient process for the preparation of pencil lead from spent pot-liners |
| USD533901S1 (en) | 2005-04-04 | 2006-12-19 | Chattahoochee Pencil Company, Inc. | Marker implement |
| JP2013245267A (ja) * | 2012-05-24 | 2013-12-09 | Mitsubishi Pencil Co Ltd | 鉛筆芯 |
| DE202014007274U1 (de) | 2014-09-06 | 2015-12-09 | J. S. Staedtler Gmbh & Co. Kg | Mine für Schreib-, Zeichen- und/oder Malgerät |
| DE102014013200A1 (de) | 2014-09-06 | 2016-03-10 | Staedtler Mars Gmbh & Co. Kg | Mine für ein Schreib-, Zeichen- und/oder Malgerät. |
| FR3065006B1 (fr) * | 2017-04-10 | 2019-06-21 | Societe Bic | Mine de crayon a papier |
| JPWO2023248969A1 (ja) * | 2022-06-24 | 2023-12-28 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| GB216420A (en) * | 1923-09-18 | 1924-05-29 | American Lead Pencil Co | Method of forming marking elements such as pencil leads, crayons and like articles |
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-
1988
- 1988-10-15 DE DE3835241A patent/DE3835241C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-10-12 JP JP1264131A patent/JPH07762B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1989-10-12 US US07/420,347 patent/US5075054A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-10-13 FR FR8913654A patent/FR2637906B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-11-21 US US07/620,063 patent/US5118345A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3835241C2 (de) | 1994-08-11 |
| US5075054A (en) | 1991-12-24 |
| DE3835241C1 (en) | 1989-05-11 |
| JPH02155965A (ja) | 1990-06-15 |
| FR2637906B1 (fr) | 1993-07-16 |
| US5118345A (en) | 1992-06-02 |
| FR2637906A1 (fr) | 1990-04-20 |
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