DE2527416C3 - Verfahren zum Herstellen von Blei- und Farbstiften, sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Massen zur Durchführung des Verfahrens und entsprechende Stifte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solches Verfahren ist aus der OE-PS 189539 bekannt. Dabeisind als Minenmasse übliche graphithaltige Buntbleistift- oder Tintenstiftmassen vorgesehen, während für die Umhüllung eine Holzfasermasse vorgeschlagen wird. Die Umhüllung der Mine erfolgt etwa nach dem sogenannten Kabelummantelungsprinzip und zwar in der Weise, daß die Hüllmasse unter allseits gleichmäßigem Druck auf ihren endgültigen Querschnitt zusammengepreßt, dann über die Minenmasse geführt und mit dieser gemeinsam zu einem einheitlichen Strang geformt wird. Dies verlangt die Verwendung teuerer Extruder od. dgl. und bedingt damit entsprechend hohe Gesamtherstellungskosten. Ferner bedingt das Trocknen einer teigigen Minenmase aus Graphit, wie sie in der AT-PS 189539 vorgeschlagen wird, eine Rißbildung in der Graphitmine. Mit dem DE-GM 1731912 wird eine Vorrichtung zur Herstellung von Schreib- und Malstiften vorgeschlagen, die ebenfalls nach dem erläuterten Kabelummantelungsprinzip arbeitet, indem innerhalb eines Gehäuses besondere Füllräume mit beweglichen Preßkolben zur getrennten Aufnahme der Minen- und der Hüllmasse vorgesehen sind, wobei eine Mundstückdüse des Minenmassenbehälters konzentrisch in eine sich umgebende Mundstückdüse des Hüllmassenbehälters ausmündet. Über die Zusammensetzung der Massen für Mine und Umhüllung fehlen in dieser Vorveröffentlichung nähere Angaben.

Aus der CH-PS 274872 ist zur Fabrikation von Bleistiften zwar die Herstellung der Mantels aus einer pulverförmigen Kunststoff enthaltenden Preßmasse bekannt. Dieser Preßmasse ist ein Lösungsmittel für den Kunststoff in solcher Menge zugesetzt, daß sie ihren Pulvercharakter beibehält und auf einer Strangpresse mit Schneckenzuführung ohne äußere Wärmezufuhr verpreßt wird. Als Mine dienen Graphitstäbchen, die auf irgendeine Art hergestellt und in die Bohrung des ausgepreßten Hohlstabes während des Auspressens eingesetzt werden. Diese Vorveröffentlichung erfüllt zunächst nicht den Oberbegriff des Anspruches 1. Es besteht der Nachteil, daß die Graphitstäbchen beim Herstellen oder Aufbringen der Umhüllung bzw. deren Extrudieren zerbrochen werden. Insbesondere besteht der Nachteil, daß zwischen den Graphitstäbchen und dem Mantel oder Schaft nur ein loser Berührungskontakt besteht, d. h. die Graphitstäbchen praktisch in der Umhüllung nicht gehalten sind und daher beim Schreiben aus der Umhüllung herausrutschen können.

Die mit dieser Vorveröffentlichung vorgeschlagene Preßmasse für die Umhüllung besteht überwiegend aus Holzmehl (Cellulose) und ist damit äußerst feuergefährlich. Auch können nach der Lehre dieser Vorveröffentlichung keine Farbstifte hergestellt werden, da Farbminen Wachs enthalten und die in der Umhüllung vorgesehenen Lösungsmittel das Wachs der Farbminen auflösen würden. Die zur Fabrikation vorgeschlagenen Schneckenextruder sind wie erläutert außerordentlich teuer.

Ähnliche Nachteile ergeben sich beim Verfahren nach der DE-AS 1461292, Die Herstellung der Mine und der Umhüllung erfolgt dort in zwei getrennten und zeitlich nacheinander geschehenden Verfahrensabschnitten. Man benötigt also zwei Pressen, von denen sogar eine Presse ein teuerer Extruder sein muß. Der Halt der Mine in der Umhüllung ist ungenügend. Ferner schlägt die DE-PS 496017 eine Vorrichtung zur Herstellung von Bleistiften vor, die ebenfalls zwei Extruder benötigt, wobei die Umhüllung aus einer Zellstoffmasse besteht. Hier gelten sinngemäß die Ausführungen zu der CH-PS 274 872 und der DE-AS 1461292.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber in der Schaffung eines Verfahrens, bei dem unter Verwendung von Kunststoffen für die Minenmasse und die Umhüllungsmasse eine einfache, kostengünstige Herstellung mittels Strangpressen möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden mit der Erfindung bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 die Maßnahmen gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1 vorgeschlagen. Für die Durchführung dieses Verfahrens sind keine teueren Extruder od. dgl. notwendig, sondern es genügen einfache Strangpressen, deren Anschaffungskosten wesentlich geringer sind als die eines Extruders. Hinzu kommt, daß die Erfindung eine hohe Produktionsgeschwindigkeit erlaubt und außerdem derartige Strangpressen in der Regel in Bleistiftfabriken zur Herstellung üblicher Bleiminen sowieso vorhanden sind. Es ist nur ein Mundstück erforderlich. Das nachträgliche Härten kann in verschiedener, noch zu beschreibender Weise erfolgen und erfordert ebenfalls nur einen geringen fabrikatorischen Aufwand. Aufgrund der Verwendung einer Kunststoffmasse für die Mine besteht keine Gefahr der Rißbildung oder des Austrocknens. Zugleich sind Mine und Umhüllung chemisch-physikalisch fest miteinander verbunden. Sie bilden also eine Einheit, die weder beim Spitzen noch beim Gebrauch des Stiftes zerstört wird. Da der überwiegende Anteil der Umhüllung aus einem Kunststoffpulver (PVC-Pulver) gebildet wird, ist die Feuergefährlichkeit wesentlich geringer als bei einer Umhüllung aus Holz oder überwiegend Holzpulver. Aufgrund der Zusammensetzung der Masse der Umhüllung ist der fertige Schaft des StiTtes an seiner Außenfläche so glatt, daß eine nachträgliche Lackierung nicht mehr erforderlich ist, die jedoch bei einem überwiegend aus Holzmasse bestehendem Stift aufgebracht werden muß. Hierdurch wird weiter an Herstellungskosten gespart. Das nach dem Verfahren der Erfindung mögliche Strangpressen erlaubt die Herstellung von Stiften auch größeren Durchmessers.

Mit dem Vorschlag des Anspruches 2 ergibt sich der angestrebte feuchte und preßfähige Zustand der Masse, wobei die Anwendung von Wärme vermieden ist. Dieser feuchte, klebrige Zustand beider Massen trägt mit zu der innigen Haftung bzw. dem Kleben der Umhüllung an der Mine bei.

Die Verfahrensmaßnahmen des Anspruches 3 ergeben den gerade für Schreib- und Malstifte vorteilhaften Effekt, daß die äußerste Schicht der Umhüllung

dunkel wird und dadurch das Aussehen einer Lackierung erhält. Dies trägt weiter dazu bei, die verhältnismäßig autwendige, nachträgliche Lackierung zu sparen. Ein nachträgliches Härten kann chemisch in einem entsprechenden Bad erfolgen. Auch ist eine Härtung nach dem Zwei-Komponentenverfahren möglich, wobei die beiden Komponenten unmittelbar vor dem Pressen zusammengeführt werden.

Mit den Verfahrensmaßnahmen des Anspruches 4 wird in Weiterbildung des Anspruches 2 der angestrebte feuchte und preßfähige Zustand der Masse erhalten, ohne daß in diesem Zustand bereits ein Quellen bzw. Gelieren eintritt. In diesem Zusammenhang empfehlen sich die Verfahrensmaßnahmen gemäß Anspruch 5.

Die Verfahrensmaßnahmen des Anspruches 6 tragen zur Erzielung der gewünschten Dimensionierung des fertigen Stiftes bei.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des erläuterten Verfahrens gemäß den Merkmalen des Anspruches 7.

Die Erfindung betrifft ferner Massen zur Durchführung des Verfahrens und einen entsprechenden Stift gemäß den Merkmalen des Anspruches 8.

Als Füllstoffe können z. B. Kaolin und Kreide dienen. Ais Weichmacher kann beispielsweise ein DOP (di-2-äthylhexyIphthalat) vorgesehen sein. Die Farbstoffe sind bevorzugt organische Pigmente. Als Stabilisator können z. B. Kalzium-Zink-Komplexe dienen.

In der Zeichnung ist die Bildung der vorstehend beschriebenen Kartusche und das Pressen des Stiftes aus dieser Kartusche dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Form bestehend aus einem Preßzylinderboden 1, einem Preßzylinder 2, einem Dorn 3 und einem Preßkopf 4. Mittels des Preßkopfes wird der Hohlzylinder S mit der Masse der Umhüllung gepreßt. Nach Herausziehen des Preßdornes 3 wird entweder ein vorgefertigter Strang aus der Minenmasse mit entsprechendem Durchmesser in den vom Dorn 3 freigelassenen Raum eingedrückt. Oder aber es wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 2 dargestellt ist, mittels des Preßdornes 3 die Minenmasse 6 zu dem Innenzylinder innerhalb der Minenumhüllung gepreßt.

Fig. 3 zeigt die fertige Kartusche, die dann gemäß Fig. 4 in den Preßzylinder 7 der Strangpresse eingeführt und mittels deren Preßkopfes T in der angegebenen Pfeilrichtung gepreßt wird. Wie erläutert sind bevorzugt die Durchmesserverhältnisse der Kartusche gleich den Durchmesserverhältnissen des fertigen Stiftes.

Am Ausgang des Preßzylinders 7 befindet sich eino Matrize 8, deren Bohrung 9 die Außenkonturen des fertigen Stiftes besitzt. Der Preßkopf 7' drückt das Material der Umhüllung 5 und das Material der Mine 6 der Kartusche durch die Bohrung 9 hindurch, wodurch sich dann der in Fig. 5 dargestellte fertige Stift ergibt. Dabei ist der Stift in Fig. 5 im größeren Maßstab dargestellt als die Matrize 8 und deren Bohrung 9 in Fig. 4. In Wirklichkeit entspricht der Außertdurehmessef des Stiftes 10 dem Durchmesser der Bohrung 9.

Hierzu 1 Bind Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Blei- und Farbstiften unter Verwendung von feuchten und knetbaren Ausgangsmassen für die Mine und die Umhüllung, wobei die Mine und die sie umgebende Umhüllung gleichzeitig und in einem Arbeitsgang unter Verwendung eines der Außenkontur des Stiftes entsprechenden Mundstücks durch Strangpressen geformt und anschließend gehärtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Minenmasse und die Umhüllungsmasse Kunststoff enthalten und aus ihnen zunächst eine zyiinderförmige Kartusche geformt wird, die aus einem inneren Zylinder (6) aus der Minenmasse und einem diese umgebenden Hohlzylinder (5) aus der Umhüllungsmasse besteht, und daß diese Kartusche durch nur ein Mundstück hindurch stranggepreot wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildung der Massen und deren Strangpressen im kalten Zustand erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das nachträgliche Härten mittels Erhitzen erfolgt, wobei für die Mine eine Masse verwendet wird, die bei niedrigeren Temperaturen aushärtet als die Masse für die Umhüllung.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoffe für beide Massen bevorzugt Polyvinylchloride dienen und daw» jedem der Kunststoffe einer Masse der Weichmacher im kalten Zustand vor dem Pressen zu^jgeben wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließgeschwindigkeiten des inneren Massenzylinders und des äußeren Massenzylinders beim Austritt aus der Strangpresse etwa einander gleich sind.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Durchmessers der Kartuschenumhüllung (5) zum Durchmesser des Kartuscheninneren (6) gleich dem Verhältnis des Durchmessers der Stiftumhüllung zum Durchmesser der Stiftmine ist.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Form zur Bildung der Kartusche.

8. Massen zur Durchführung des Verfahrens und Stift nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:

a) Hülsen (hohlzylindrischer Außenzylinder): Polyvinylchlorid-Pulver 80 bis 100 Teile Füllstoffe 20 bis 45 Teile Weichmacher 25 bis 35 Teile Holzmehl 5 bis 25 Teile Farbstoffe 0,5 bis 1,0 Teile Stabilisator 0,5 bis 1,5 Teile

b) Mine (vollzylindrischer Innenstrang):
Polyvinylchlorid Pulver 25 bis 100 Teile Pigment (Farbstoff) 15 bis 25 Teile Kalzium-Stearat 15 bis 25 Teile Füllstoffe 15 bis 25 Teile

Weichmacher
Stabilisator

25 bis 35 Teile 0,5 bis 1,5 Teile