CS245221B1 - Směs pro výrobu tuh - Google Patents

Abstract

Směs pro výrobu tuh, zejména malých průměrů, obsahuje 10 až 40 % hmotnosti polymerního pojivá, 50 až 85 % hmotnosti grafitu, 0 až 10 % hmotnosti sazí, 0 až 10 % hmotnosti černého barviva, 3 až 20 % hmotnosti lubrikační složky, ředěné rozpouštědlem, s výhodou vodou. 30 až 100 % hmotnosti polymerního pojivá je tvořeno vodorozpustným fenolformaldehydovým resolem, 5 až 70 % hmotnosti lubrikační složky je tvořeno alifatickým aminem s 10 až 20 atomy uhlíku v molekule. Polymerní pojivo obsahuje 30 až 95 % hmotnosti vodorozpustného fenolformaldehydového resolu, 0 až 30 % hmotnosti polyetylenglykolu, 0 až 5 % hmotnosti kyselého katalyzátoru se sulfonovou nebo fosforečnou skupinou, 5 až 50 % hmotnosti polyvinylalkoholu a 0 až 50 % hmotnosti alkylsilanolátu sodného, nebo je tvořeno 30 až 95 % hmotnosti vodorozpustného fenolformaldehydového resolu, 5 až 40 % hmotnosti sodné soli kopolymeru styrenmaleinanhydrid a 0 až 50 % hmotnosti alkylsilanolátu sodného. Lubrikační složka je tvořena 5 až 70 % hmotnosti alifatického aminu s 10 až 20, s výhodou 18, atomy uhlíku v molekule a 50 až 95 % hmotnosti kovové soli kovu odvozené od mastné kyseliny, s výhodou kyseliny stearové nebo je tvořena 5 až 70 % hmotnosti alifatického aminu, s výhodou oktadecylaminu, a 50 až 95 % hmotnosti aduktu trietanolamínu se stearinem.

Description

Směs pro výrobu tuh

Směs pro výrobu tuh, zejména malých průměrů, obsahuje 10 až 40 % hmotnosti polymerního pojivá, 50 až 85 % hmotnosti grafitu, 0 až 10 % hmotnosti sazí, 0 až 10 % hmotnosti černého barviva, 3 až 20 % hmotnosti lubrikační složky, ředěné rozpouštědlem, s výhodou vodou. 30 až 100 % hmotnosti polymerního pojivá je tvořeno vodorozpustným fenolformaldehydovým resolem, 5 až 70 % hmotnosti lubrikační složky je tvořeno alifatickým aminem s 10 až 20 atomy uhlíku v molekule. Polymerní pojivo obsahuje 30 až 95 % hmotnosti vodorozpustného fenolformaldehydového resolu, až 30 % hmotnosti polyetylenglykolu, 0 až 5 % hmotnosti kyselého katalyzátoru se sulfonovou nebo fosforečnou skupinou, 5 až 50 % hmotnosti polyvinylalkoholu a 0 až 50 % hmotnosti alkylsilanolátu sodného, nebo je tvořeno 30 až 95 % hmotnosti vodorozpustného fenolformaldehydového resolu, 5 až 40 % hmotnosti sodné soli kopolymeru styrenmaleinanhydrid a 0 až 50 % hmotnosti alkylsilanolátu sodného. Lubrikační složka je tvořena 5 až 70 % hmotnosti alifatického aminu s 10 až 20, s výhodou 18, atomy uhlíku v molekule a 50 až 95 % hmotnosti kovové soli kovu odvozené od mastné kyseliny, s výhodou kyseliny stearové nebo je tvořena 5 až 70 % hmotnosti alifatického aminu, s výhodou oktadecylaminu, a 50 až 95 % hmotnosti aduktu trietanolamínu se stearinem.

245 221

Vynález řeší složení směsi pro výrobu tuh vyznačujících se vysokou pevností v ohybu, dobrých psacích vlastností s vysokou intenzitou napsané stopy.

Klasická výroba používá pro vytváření tuh směsi z grafitu, sazí a jílu jako pojívá, vodou je ředěna na požadovanou hustotu potřebnou pro vytlačování do finálních profilů. Po vysušení jsou tuhy vypalovány při teplotě 800 až 1 200 °C. Působením vysoké teploty a vlivem spékání materiálů vznikne porézní tuhové jádro, které je nutno nasytit voskovými či jinými látkami. Teprve po této finální úpravě je možno s takto vyrobenou tuhou napsat dostatečně intenzívní Čáru. Tímto způsobem vyrobená tuha nemá dostatečnou pev nost při torzi a v ohybí} a proto ji nelze vyrábět v malých průměrech.

V poslední době se začalo místo jílu jako pojivo užívat rovněž organických pryskyřic Či jiných polymerních látek. Po vypálení vznikají též pórovité tuhy, které je nutno nasytit olejem či voskem, abychom mohli dosáhnout při psaní dostatečně intenzívní čáry.

Nevýhodou dosud používaných způsobů výroby tuh je nedostatečná pevnost v ohybu zvláště u tuh pojených jílem, nevýhodami způsobů výroby tuh založených na polymerních pojivech je používání hořlavých rozpouštědel, obtíže při vytlačování profilů s velmi hladkým homogenním povrchem a mnohdy nedostatečná přilnavost vytvořené tuhy k papíru.

Vysoce důležitou částí výroby tuh, jež mají jako pojivo polymerní látky, je zvládnutí pochodů probíhajících při vypalování tuh

U existujících způsobů je známo, že při vypalování do teplot

245 221

- 2 500 °C v případě rychlého zvyšování teploty vznikají defekty v tuze, trhlinky na povrchu, spékání tuh, nedostatečný lesk^ a proto je nutno zvyšovat teplotu pomalu, čímž zase vzniká problém efektivnosti výroby.

Uvedené nevýhody odstraňuje směs pro výrobu tuh, zejména malých průměrů, obsahující 10 až 40 % hmotnosti polymerního pojivá, až 85 % hmotnosti grafitu, 0 až 10 % hmotnosti sazí, 0 až 10 % hmotnosti Černého barviva, 3 až 20 % hmotnosti lubrikační složky, ředěné rozpouštědlem, s výhodou vodou, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že 30 až 100 % hmotnosti polymerního pojivá je tvořeno vodorozpustným fenolformaldehydovým resolem a 5 až 70 % hmotnosti lubrikační složky je tvořeno alifatickým aminem s 10 až 20 atomy uhlíku v molekule.

Polymerní pojivo může obsahovat 30 až 95 % hmotnosti vodorozpustného fenolformaldehydového resólu, 0 až 30 % hmotnosti polyetylenglykolu, 0 až 5 % hmotnosti kyselého katalyzátoru se sulfonovou nebo fosforečnou skupinou, 5 až 50 % hmotnosti polyvinylalkoholu a 0 až 50 % hmotnosti alkylsilanolátu sodného.

Polymerní pojivo může být tvořeno 30 až 95 % hmotnosti vodorozpustného fenolformaldehydového resolu, 5 až 40 % hmotnosti sodné soli kopolymerů styrenmaleinanhydrid a 0 až 50 % hmotnosti alkylsilanolátu sodného.

Lubrikační složka může být tvořena 5 až 70 % hmotnosti alifatického aminu s 10 až 20, s výhodou 18, atomy uhlíku v molekule a 50 až 95 % hmotnosti soli kovu odvozené od mastné kyseliny, s výhodou od kyseliny stearové.

Lubrikační složka může být dále tvořena 5 až 70 % hmotnosti alifatického aminu, s výhodou oktadecylaminu, a 50 až 95 % hmotnosti aduktu trietanolaminu se stearinem.

Použitím směsi pro výrobu tuh podle vynálezu lze vyrobit tuhu o dostatečné pevnosti při torzi a v ohybu, a proto s jejím vy245 221 užitím lze vyrábět i tuhy malých průměrů, které píšou dostatečné intenzívní čáru a mají dostatečnou přilnavost k papíru. Při výrobě směsí podle vynálezu se nepoužívají hořlavá rozpouštědla ani nejsou problémy při vytlačování profilů s velmi hladkým homogenním povrchem.

Jednou ze složek pojivá je organická látka zajišťující vysoký karbonizační zbytek, zvýšená pevnost je zajištěna zvýšenou homogenitou tuhy dosaženou použitím alifatického aminu v lubrikační složce. Působení alifatického aminu lze vyjádřit tvorbou velmi pevně vázaného povrchového filmu, vlivem polární funkce NH2, snižujícího zároveň třecí síly při vytlačování, vlivem nepdlární alifatické části, a tak dosažení velmi homogenního profilu s vynikajícím povrchem.

Efektivní způsob vypalování byl vyřešen zjištěním, že pevnost tuhy je největší·, jestliže rychlost a teplota vypalování je řízena do teplot, při kterých získáme nejvyšší karbonizační zbytek a nedochází již k uvolňování karbonizačních plynů. Kritické intervaly teplot jsou pro každý polymer jiné. V zásadě je karbonizace řízena tak, aby únik karbonizačních plynů byl co nejpomalejší. Tím je dosaženo rovnoměrného vytváření prostorové mřížky, složené z atomů uhlíku, a popřípadě křemíku bez výraznějších poruchových efektů v makrostruktuře tuhy.

Příprava směsi a způsob vypalování vyrobených tuh je vysvětlen na uvedených příkladech.

Příklad 1

Směs pro vytváření tuh má následující složení: vodorozpustný fenolformaldehydový nesol- 25 % hmotnosti polyvinylalkohol stearát vápenatý oktadecylamin grafit saze kyselina toluensulfonová % hmotnosti % hmotnosti % hmotnosti

62,9 % hmotnosti 1 % hmotnosti

0,1 % hmotnosti

Dokonale homogenizovaná směs s přídavkem nezbytného množství

245 221

- 4 vody je vytlačována do tvaru tuh průměru 0,8 mm. Tuhy jsou sušeny při teplotě do 150 °C, karbonizovóny v atmosféře se sníženým přístupem kyslíku rychlostí zvyšování teploty 5 °G za hodinu do teploty 500 °0 a vypalovány v inertní atmosféře rychlostí 50 °C za hodinu do teploty 900 °C.

Příklad 2

Směs pro vytváření tuh má následující složení:

vodorozpustný fenolformaldehydový resol	- 20	% hmotnosti
polyetylenglykol	- 5	% hmotnosti
metylsilanolát sodný	- 5	% hmotnosti
oktadecylamin	- 2	% hmotnosti
stearát zinečnatý	- 2	% hmotnosti
grafit	- 67,8	% hmotnosti
kyselina toluensulfonová	- 0,2	% hmotnosti

Homogenizováná směs s přídavkem nezbytného množství vody je vytlačována do tvaru průměru 0,6 mm. Tuhy jsou vytvrzovány při teplotě do 110 °C, karbonizovány v zahříváním v inertní atmosféře rychlostí 3 °C/h do teploty 500 °G a vypalovány rychlostí 80 °C za hodinu do teploty 800 °C v inertním prostředí.

% hmotnosti % hmotnosti % hmotnosti % hmotnosti % hmotnosti % hmotnosti

Příklad 3

Směs pro vytváření tuh má následující složení: sodná sůl kopolymerů styrenmaleinanhydrid - 5 % hmotnosti vodorozpustný fenolformaldehydový resol - 30 metylsilanolát sodný - 3 oktadecylamin - 1 grafit - 58 saze - 1 stearát hlinitý - 2

Směs homogenizovaná v hnětači a na tříválcové stolici po při dání nezbytného množství vody je vytlačována do průměru 0,56 mm, sušena při teplotě do 180 °C, karbonizována v inertní atmosféře zahříváním rychlostí 4 °C za hodinu do teploty 600 °G a vypalována v inertním prostředí na teplotu 850 °G rychlostí 60 °c za hodinu.

- 5 3

49,9 % hmotnosti % hmotnosti % hmotnosti % hmotnosti % hmotnosti % hmotnosti % hmotnosti

- 0,1 % hmotnosti

Příklad 4 245 221

Směs pro vytváření tuh má následující složení:

vodorozpustný fenolformaldehydový resol - 20 % hmotnosti glycerin metylsilanolát sodný stearin trietanolamin oktadecylamin grafit ultramazin kyselina fosforečná

Zhomogenizovaná směs s přídavkem vody je vytlačováno do tva ru tuh průměru 0,6 mm, tuhy jsou sušeny při teplotě do 150 °G, karbonizováňy zahříváním rychlostí 7 °C za hodinu do teploty 700 °G v inertní atmosféře a vypalovány zahřátím na 950 °G rychlostí 80 °0 za hodinu v inertním prostředí»

Claims (5)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   245 221

   1. Směs pro výrobu tuh, zejména malých průměrů, obsahující 10 až 40 % hmotnosti polymerního pojivá, 50 až 85 % hmotnosti grafitu, 0 až 10 % hmotnosti sazí, o až 10 % hmotnosti černého barviva, 3 až 20 % hmotnosti lubrikační složky, ředěné rozpouštědlem, s výhodou vodou, vyznačující se tím, že 30 až 100 % hmotnosti polymerního pojivá je tvořeno vodorozpustným fenolformaldehydovým resólem a 5 až 70 % hmotnosti lubrikační složky je tvořeno alifatickým aminem s 10 až 20 atomy uhlíku v molekule .
2. 2. Směs podle bodu 1, vyznačující se tím, že polymerní pojivo obsahuje 30 až 95 % hmotnosti vodorozpustného fenolformaldehydového resolu, 0 až 30 % hmotnosti polyetylénglykolu, 0 až 5 % hmotnosti kyselého katalyzátoru se sulfonovou nebo fosforečnou skupinou, 5 až 50 % hmotnosti polyvinylalkoholu a 0 až 50 % hmotnosti alkylsilanolátu sodného.
3. 3. Směs podle bodu 1, vyznačující se tím, že polymerní pojivo je tvořeno 30 až 95 % hmotnosti vodorozpustného fenolformaldehydového resolu, 5 až 40 % hmotnosti sodné soli kopolymerů styrenmaleinanhydrid a 0 až 50 % hmotnosti alkylsilanolátu sodného.
4. 4. Směs podle bodu 1 až 3, vyznačující se tlm, že lubrikační složka je tvořena 5 až 70 % hmotnosti alifatického aminu s 10 až 20, s výhodou 18, atomy uhlíku v molekule a 50 až 95 % hmotnosti soli kovu odvozené od mastné kyseliny, s výhodou od kyseliny stearové.
5. 5. Směs podle bodu 1 až 3, vyznačující se tím, že lubrikační složka je tvořena 5 až 70 % hmotnosti alifatického aminu, s výhodou oktadecylaminu, a 50 až 95 % hmotnosti aduktu tř^-'etanolaminu se stearinem.

   Vytiskly Moravské tiskařské závody, střed. 11 100, tř.Lidových milicí 3, Olomouc

   Cena: 2,40 Kčs