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Formmasse zur Herstellung von Bleistiftminen Die Erfindung betrifft
eine Formmasse zur Herstellung von gebrannten Bleistiftminen auf der Grundlage von
Graphit und Ton.
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Eine solche Masse muß, um zur Bleistiftherstellung brauchbar zu sein,
eine entsprechende Naß- und Trockenfestigkeit und ebenso eine hohe Festigkeit im
gebrannten Zustand besitzen. Die Masse soll während des Trocknens und Brennens nicht
springen. Sie muß genügend plastisch sein, um das Pressen in der Form zu ermöglichen.
Die fertige Mine muß schwarz und weich sein, so daß sie eine gute Schreibfähigkeit
besitzt, ohne daß dadurch ihre Festigkeit beeinträchtigt wird.
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Die Verwendung von Kaolin als Bindemittel für Graphit ist in der Bleistiftherstellung
bekannt.
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Die Formmasse gemäß der Erfindung besteht nun aus Graphit und einem
Gemisch von etwa 10 bis 70 Gewichtsprozent eines entsandeten Erdalkalibentonits
und etwa 90 bis 30 Gewichtsprozent Kaolin einer Teilchengröße unter 2 #tdabei sollen
95 Gewichtsprozent des Kaolins eine Teilchengröße unter 1 « besitzen.
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Eine solche Formmase erfüllt also obengenannte Bedingungen und erweist
sich in vielen Beziehungen den aus gewöhnlichem Ton hergestellten Massen als überlegen.
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Bei Verwendung von mehr als etwa 70 Gewichtsprozent des genannten
Bentonits tritt eine übermäßige Schrumpfung der Masse beim Brennen ein. Wenn weniger
als 10°/o Bentonit verwendet werden, verschlechtern sich die Festigkeitseigenschaften
und die Plastizität der Masse. Ein bevorzugter Bereich von etwa 40 bis 60% des genannten
Bentonits führt zu einem Produkt, das die besten Eigenschaften für die Verwendung
als Bleistiftmine besitzt.
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Beispiel Eine Formmasse zur Herstellung von Bleistiften mit Härtegrad
HB kann durch Vermischen von 60 Gewichtsprozent Calciumbentonit, wie oben definiert,
und 40% Georgia-Kaolin, wie oben definiert, hergestellt werden. Diese Bestandteile
wurden mit der erforderlichen Menge gepulvertem Graphit (35 0/0 Ton zu 65 Gewichtsprozent
Graphit) vermischt, in Breiform gebracht, konzentriert und zu Bleistiftminen gepreßt,
getrocknet, gebrannt und gewachst. Eine andere Gruppe von Minen wurde auf die gleiche
Weise mit der Ausnahme hergestellt, daß der für HB-Bleistiftminen empfohlene übliche
Ton an Stelle des erfindungsgemäßen Bentonit-Kaolin-Gemisches verwendet wurde.
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Es wurde festgestellt, daß die Auspreßeigenschaften des neuen Gemisches
beträchtlich besser als die des bisher üblichen Produktes waren.
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Um die Festigkeit der Minenspitze zu prüfen, wurden die Enden von
Proben auf 6,35 mm und
1.,27 mm Spitzen gespitzt, und es wurde Druck durch
eine modifizierte Toledo-Meßmaschine angewendet, in der die Spitzen gegen eine Achatplatte
unter einem Winkel von 45° gepreßt wurden. Der auf die Mine angewendete Druck wurde
bis zum Bruch der Spitze registriert. Die Prüfungen wurden dreifach durchgeführt,
und die mit dem üblichen Tonprodukt erzielten Ergebnisse und diejenigen gemäß der
vorliegenden Erfindung sind im folgenden angegeben (diese Werte wurden nach Wachsen
und Binden [Einbetten] ermittelt).
| Druck in Kilogramm |
| üblicher erfindungsgemäßer |
| Ton Ton |
| 0,635 mm Nadel- |
| spitze . . . . . . . . 0,998 bis 1,0891 1,633 |
| j (keine |
| Veränderung) |
| 1,27 mm stumpfe |
| Spitze ....... 1,588 bis 2,041i 3,402 bis 3,629 |
| j (keine |
| j Veränderung) |
Es sei hier erwähnt, daß die Druckgrenze der Prüfmaschine 3,629 kg ist.
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Auf Grund zahlreicher Prüfungen unter Vergleichsbedingungen wurde
festgestellt, daß man mit dem Ton gemäß neuer Mischung im Vergleich zu der üblichen
Zusammensetzung eine gleichmäßigere Mine erhält mit besserer Schreibfähigkeit und
gleichmäßigerer Schwärze, die sich während des Trocknens nach dem Auspressen weniger
verzieht und weniger leicht bricht. Mit dieser neuen Ton-Graphit-Zusammensetzung
können
Resultate, die bis zu 35% besser sind, erhalten werden.
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Wird ein Rohling eines Bleistiftminengemisches ausgepreßt, so bilden
sich gewöhnlich konzentrische Ringe aus, die wechselnde radiale Festigkeit über
die (Tanze Länge der Mine besitzen. Wird ein Bleistift gespitzt, so verursacht daher
die angewandte radiale Beanspruchung ein Brechen in der Mine in den erwähnten schwachen
radialen Teilen. Wird jedoch in der Mine der beschriebene Ton verwendet, so besitzt
das erhaltene Produkt eine außerordentliche Homogenität in einem solchen Grad, daß
das Brechen während des Spitzens stark vermindert ist.
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Eine weitere bei den Prüfungen gemachte Beobachtung betrifft die Härte
der Mine.
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Bis jetzt stieg im Fall des üblichen Produkts die Festigkeit der Mine
mit ihrer Härte. Im Fall der erfindungsgemäßen Mischung zeigen die aus ihr hergestellten
Bleistiftminen, wie bereits ausgeführt, eine viel höhere Festigkeit ohne Anstieg
der Härte der Mine bei dem gleichen Minendurchmesser, wodurch die Beanstandungen
wegen niedriger Festigkeit, die bei den im Handel befindlichen Bleistiftminen niedriger
Härte im allgemeinen auftreten, entfallen.
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Die Festigkeitsverbesserung gegenüber dem üblichen Produkt ist bei
den neuen gewachsten Minen noch größer. In einem Fall zeigte z. B. ein Gemisch aus
50:50 Gewichtsteilen des genannten Calciumbentonits und Georgia-Kaolins, das in
einer Bleistiftmine Härtegrad 2 verwendet wurde, eine Minenfestigkeit, die um 50%
größer war als diejenige bei gleichem Anteil an üblichem Produkt. Nach der Wachsimprägnierung
der beiden Minen zeigten die erfindungsgemäßen Minen eine Festigkeit, die doppelt
so groß wie diejenigen der Minen mit üblichem Ton war.
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Durch Veränderung des Verhältnisses von Ton und Graphit können Minen
verschiedener Härte hergestellt werden. Es wurde gefunden, daß übermäßige Schrumpfung
auftrat, wenn der Prozentsatz dieses Tongemisches über 35% der Gesamtmenge betrug.
Durch Zumischen eines Kaolins der gleichen Teilchengrößenverteilung wie die des
Graphits können Tonprozentgehalte bis zu 70% erreicht werden, was einen Bleistift
mit Härtegrad 911 ergibt. So kann ein voller Härtebereich von HB bis 9 H
durch Einstellung des Verhältnisses des Gemisches aus Erdalkalibentonit und feinteiligem
Kaolin, des gröberen Kaolins (für Bleistifte, die Tonprozentgehalte über 35% erfordern)
und des Graphits erzielt werden. Andere übliche Bestandteile, wie Farbstoffe, können
dem Tongemisch gewünschtenfalls zugesetzt werden.