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Verfahren zur Herstellung kolloidaler Graphit-Suspensionen, insbesondere zur Verwendung als
Schmiermittel.
Bekanntlich findet Graphit eine vielfache Verwendung in der Schmiermitteltechnik. Während nun Graphit für die"Grobschmierung", d. h. z. B. für Wagenschmiere od. dgl., ohne weiteres geeignet ist, treten bei dessen Anwendung für"Feinschmierung"verschiedene Schwierigkeiten auf. Es sind bereits Verfahren bekannt, durch die Graphit auf chemischem Wege in Mineralöl suspendiert wird. Diese bekannten Verfahren zur Herstellung kolloidaler Graphit-Suspensionen sind aber ziemlich teuer ; sie benötigen grosse Anlagen, und es ist hiebei ein erheblicher Verlust an Graphit unvermeidlich.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Gewinnung von kolloidalen GraphitSuspensionen auf mechanischem Wege. Während es bei Anwendung von Kolloidmühlen oder von gewöhnlichen Mehrwalzenstühlen nicht möglich ist, kolloidale Graphit-Suspensionen zu gewinnen, wurde nun gefunden, dass die Herstellung kolloidaler Graphit-Suspensionen gelingt, wenn gemäss der Erfindung der mit einem flüssigen Bindemittel, vorzugsweise mit einem dünnflüssigen Mineralöl, angepastete Graphit unter einem Druck von etwa 1. 5 kgjmm2 auf Einwalzenstühlen oder auf Mehrwalzenstühlen, die eine ballenförmige Überhöhung von etwa 50 je, besitzen, verrieben wird.
Für eine normale Verreibung von Pigmenten od. dgl. in Ölen, Fetten od. dgl. kann ein derart hoher Druck nicht angewendet werden, da sonst sofort die Walzen heisslaufen würden. Nur dadurch, dass der zu verreibende Graphit gemäss der Erfindung gleichzeitig auch als hochwertiges Schmiermittel wirkt, wird es ermöglicht, diesen hohen Druck zu benutzen.
Zur Ausführung des vorliegenden Verfahrens kann beispielsweise ein sogenannter Einwalzenstuhl verwendet werden. Einwalzenstühle besitzen bekanntlich eine einzige Verreibwalze, über der zur Erzielung einer möglichst grossen flächenmässigen Verreibung ein mehrere Zentimeter breiter Verreibbarren hin-und herläuft. Derartige Einwalzenstühle sind bezüglich des Druckes des Verreibbarrens auf die Verreibwalze sehr empfindlich. Bei magerem, fettarmem Verreibgut tritt beim geringsten Überdruck ein Fressen des Verreibbarrens auf der Verreibwalze ein, so dass die Maschine sofort stillsteht und die Walze schwer beschädigt wird.
Selbst bei Anwendung stark fetthaltiger Verreibmassen ist die Druckgebung des Verreibbarrens auf die Verreibwalze begrenzt, da bei stärkerem Druck der Verreibbarren das Schmiermittel von der Walze abdrückt, so dass die vorstehend geschilderten Nachteile eintreten.
Bei Anwendung von Graphit-Suspensionen treten diese Erscheinungen nicht auf. Der Verreibbarren kann mit dem stärksten, technisch überhaupt durchführbaren Druck auf die Verreibwalze aufgepresst werden. Während bei den bisherigen Einwalzenstühlen der höchstmögliche anwendbare Druck 150 bis 200 gramm2 beträgt, kann erfindungsgemäss beim Verreiben von Graphit-Suspensionen der Druck auf 1. 5 kgjmm2, d. h. also auf das Zehnfache, erhöht werden. Erst bei Anwendung dieses Druckes werden die Graphitteilchen, insbesondere wenn die Graphitpaste wiederholte Male durch die Maschine hindurchgeführt wird, immer weiter zertrümmert und nehmen im Lauf des Mahl-oder Verreibvorganges den gewünschten kolloidalen Zustand an.
Man kann zur Herstellung kolloidaler Graphit-Suspensionen gemäss der Erfindung auch Mehrwalzenstühle verwenden.
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Es ist nämlich gefunden worden, dass auch bei Mehrwalzenstühlen eine Verreibung des angepasteten
Graphits unter hohem Druck dadurch ermöglicht wird, dass die einzelnen Walzen mit einer ballenförmigen Überhöhung versehen werden. Normalerweise beträgt der ballenförmige Schliff, der mit optischen Instrumenten gemessen wird, 10 (1.. Gemäss der Erfindung wird der ballenförmige Schliff der Walzen auf das Fünffache, d. h. auf 50 (1. erhöht.
Diese ballenförmige Überhöhung der Verreibwalzen gestattet, den notwendigen Druck so zur Wirkung zu bringen, dass eine Überführung des Graphits in den kolloidalen Zustand erreicht wird. Bei Walzenstühlen mit mehreren Walzen empfiehlt es sich ferner, einzelnen Walzen eine wesentlich höhere Umdrehungszahl als den andern Walzen zu erteilen, so dass die Walzen auf das zwischen sie geratende Mahlgut nicht nur zerquetschend wirken, sondern auch eine Reibwirkung ausüben.
Bei Verwendung von üblichem Mahlgut können einzelne Walzen zwar eine etwas grössere Umdrehungsgeschwindigkeit als die andern besitzen. Es ist hiebei aber nicht möglich, dass eine Walze doppelt so schnell läuft als die andere, da sonst die Walzen in kürzester Zeit, auch bei Wasserkühlung, heisslaufen und fressen würden. Erst dann, wenn gemäss der vorliegenden Erfindung die Schmierkraft des kolloidal zu verteilenden Graphits ausgenutzt wird, ist es möglich, die Tourenzahl einzelner Verreibwalzen auf das Doppelte der übrigen Walzen zu erhöhen.
Selbstverständlich können zum Verreiben des Graphits an Stelle von niedrigviskosen Mineralölen auch hochviskose, z. B. fettähnliche Stoffe beliebiger Art oder Wasser verwendet werden.
Es hat sich gezeigt, dass es gelingt, besonders dauerhafte Suspensionen von Graphit zu gewinnen, wenn man den in üblicher Weise vermahlenen Graphit zunächst mit geblasenen oder eingedickten fetten Ölen oder mineralöllöslichem Ricinusöl anrührt und mehrere Stunden quellen lässt, worauf dann die Graphitpaste in der vorstehend beschriebenen Weise einer Verreibung unter hohem Druck unterworfen wird. Der so hergestellte kolloidale Graphit besitzt eine erheblich längere Schwebefähigkeit in Mineralölen als der nur mit Mineralölen vermahlene Graphit.
Es ist ferner gefunden worden, dass bei Gegenwart nur so grosser Mengen von Graphit, dass die Verreibung unter hohem Druck ermöglicht wird, auch andere Stoffe, so z. B. Farbpigmente, Tonerden, Russ, durch die vorstehend beschriebene Vermahlung unter hohem Druck in kurzer Zeit in eine ausserordentlich feine kolloidale Verteilung überführt werden können.
Es empfiehlt sich ferner, zur kolloidalen Verteilung des Graphits gemäss der Erfindung solche Walzenstühle zu verwenden, bei denen die Lager der Verreibwalze frei schwingend angeordnet sind.
Es eignen sich daher zur kolloidalen Verteilung des Graphits besonders solche mit Verreibbarren ausgestattet Einwalzenstühle, bei denen die Lager der Verreibwalze nicht in dem Maschinengestell fest angebracht, sondern vielmehr in diesem vertikal verschiebbar angeordnet sind und bei denen die Verreibwalze auf einem im Maschinengestell fest angebrachten Gegenverreibbarren aufliegt, der den Druck des üblicherweise über der Verreibwalze angebrachten Verreibbarrens auffängt. Hiebei bleiben die Lager der Verreibwalze vollkommen ohne Druck, so dass sich unbegrenzt hohe Drucke anwenden lassen. An Stelle einer Verreibwalze können hiebei auch mehrere senkrecht übereinander angeordnete Verreibwalzen vorgesehen sein, wobei dann die unterste Walze auf dem Gegenverreibbarren aufliegt.
An Stelle des Verreibbarrens und des Gegenverreibbarrens können auch Druckwalzen, die in Rollenlagern od. dgl. laufen, verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung kolloidaler Graphit-Suspensionen, insbesondere zur Verwendung als Schmiermittel, dadurch gekennzeichnet, dass der mit einem flüssigen Bindemittel angepastete Graphit unter einem Druck von etwa 1. 5 kg/mm2 entweder auf Einwalzenstühlen oder auf Mehrwalzenstühlen, die eine ballenförmige Überhöhung von etwa 50 (1. besitzen, verrieben wird.