DE4303563A1 - Verfahren zur Herstellung einer Mine, insbesondere Mal-, Schreib-, Markier- und Kosmetikstifte - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Mine, insbesondere für Mal-, Schreib-, Markier- und Kosmetikstifte, umfassend das Gießen der Mine in eine Hülse, wobei die Minenmasse vor dem Gießen durch Erhitzen verflüssigt wird.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist beispielsweise aus der DE 27 18 957 C3 bekannt.

Gemäß dieser den Stand der Technik repräsentierenden Druckschrift wird die Minenmasse vom rückwärtigen Ende der Hülse her in diese eingefüllt Hierdurch ergeben sich insbesondere bei vergleichsweise langen bzw. dün­ nen Hülsen Probleme dadurch, daß man dafür Sorge tragen muß, daß in der Hülse keine Lufteinschlüsse entstehen, d. h. es muß eine Möglichkeit eröffnet werden, damit die Luft während des Gießvorganges abströmen kann.

Um diesem Problem gerecht zu werden, ist es bekannt, die flüssige Minen­ masse mit einer Art Injektionsnadel mit radialem Spiel zur Hülseninnen­ wand zu dosieren, wobei die Dosierdüse in das innere der Hülse bis zu deren Boden eingeführt und dann mittels einer relativ komplizierten Kine­ matik sukzessive entsprechend dem fortschreitenden Füllstand der Hülse angehoben wird. Dementsprechend kann die Luft zwischen der Gießdüse und der Hülsenwand entweichen.

Diese Arbeitsweise macht das Vorsehen relativ komplizierter mechanischer Maschinen zum präzisen Einführen der Gießdüse erforderlich, wobei sowohl in radialer Richtung eine exakte Positionierung erforderlich ist als auch eine exakte Lageveränderung in vertikaler Richtung in Abhängigkeit vom Füllen der Hülse. Auch aus dem deutschen Patent 40 05 894 ist diese Pro­ blematik bekannt.

Grundsätzlich ist es zur Herstellung von Minen weiterhin bekannt, die Minen durch Strangpressen als Endlosstrang herzustellen und dann in entsprechende Abschnitte zu schneiden. Dabei wird die Minenmasse durch Druck plastifiziert. Durch dieses Strangpressen ist es nicht möglich, eine optimale Konsistenz und kristalline Struktur der Mine zu erreichen, wie sie für Anwendungszwecke von Bedeutung ist, bei welchen es auf einen sehr feinen Abstrich der Pigmente ankommt, wie z. B. bei Kosmetikstifte. Dieses Verfahren eignet sich also für eine Massenproduktion, nicht aber zur Erzielung von Stiftqualitäten, wie sie durch Abkühlen aus der Schmelze erhältlich sind.

Auch beim vertikalen Gießen der geschmolzenen Minenmasse in Hülsen tre­ ten abgesehen von den eingangs geschilderten Problemen mit dem maschi­ nentechnischen Aufwand Schwierigkeiten dadurch auf, daß einerseits be­ dingt durch die Gießtechnik und andererseits durch Lufteinschlüsse oder die Temperaturführung die Kristallstruktur der Minen nicht optimal oder nicht gleichmäßig ist, oder daß es im Anfangs- oder Endbereich der Mine zu Kraterbildungen od. dgl. kommt.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ ren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß es einerseits kostenmäßig günstig zur Erzielung auch großer Stückzahlen realisierbar ist, wobei andererseits die fertige Mine eine möglichst ideale Konsistenz und Pigmentverteilung aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Hülse ein Verschlußteil angeordnet ist, welches sich zu Beginn des Gießvorganges im Bereich eines ersten Endes der Hülse befindet und mit fortschreitendem Gießvorgang entsprechend der Menge der zugeführten flüssigen Minenmasse in der Hülse nach unten bis in den Bereich des zweiten Hülsenendes be­ wegt wird.

Durch dieses Verfahren wird erreicht, daß nicht mehr die Gießkanüle mit der Verbindungseinheit zu dem Vorrat an flüssiger Minenmasse längs einer exakten Bahn positioniert und bewegt werden muß, sondern daß lediglich eine Verbindung zu dem ersten Ende der Hülse hergestellt zu werden braucht, was sowohl maschinell als auch manuell durch ungelernte Hilfs­ kräfte problemlos zu bewerkstelligen ist. Da das Verschlußteil sich ausgehend von dieser Position ganz am ersten Ende, vorzugsweise also an der Oberseite der Hülse befindet, beginnt der Gießvorgang praktisch ohne jeglichen Lufteinschluß, so daß auf das Entweichen eventueller Luftein­ schlüsse keinerlei Rücksicht genommen zu werden braucht.

Mit besonderem Vorteil ist vorgesehen, daß die Hülse aus spitzbarem Ma­ terial besteht, wobei die Hülse dementsprechend nicht nur als Gießform, sondern gleichzeitig auch als Schutzmantel für die fertige Mine dienen kann. Es ist dabei weiterhin auch möglich, an der Hülse, welche z,B. aus spitzbarem Kunststoff oder Papier bestehen kann, Teile anzuordnen, welche der Integration der Mine in einen Schreib- oder Kosmetikstift dienen und z. B. deren Heraus- und Hineinschrauben ermöglicht.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß als Verschlußteil in der Hülse ein elastischer, reibschlüssig an der Hülsen­ innenwand anliegender Pfropfen, z. B. in Form eines Silikonteils, vorge­ sehen ist, wobei die flüssige Minenmasse vom oberen Hülsenende her unter Abdichtung nach außen zugeführt wird, wobei der Pfropfen durch die flüssige Minenmasse durch die Hülse nach unten bewegt wird.

Bei dieser Ausgestaltung ist es also lediglich erforderlich, am Ausgang der Zuführleitung für die flüssige Minenmasse eine Gummi- bzw. Kunst­ stoffdichtlippe oder einem Konusanschluß gegenüber dem oberen Rand der Hülse vorzusehen. Es bedarf dann keinerlei Steuerung für den Pfropfen. Vielmehr wird dieser selbsttätig entsprechend der fortschreitenden Dosie­ rung der Minenmasse nach unten bewegt.

Im Prinzip kann das Verschlußteil auch absolut starr ausgebildet sein, z. B. kolbenartig, wenn dementsprechend die Außenwandung eine korres­ pondierend genaue Geometrie aufweist oder man entweder einen höheren erforderlichen Druck oder leichte Undichtigkeiten in Kauf nimmt.

Günstigerweise kann vorgesehen sein, daß die Hülse sich zum unteren Ende hin leicht konisch verjüngt. Hierdurch wird erreicht, daß das Verschlußteil bzw. der Pfropfen am unteren Ende der Hülse in eine besonders dichtend fixierte Endposition gelangen.

Der Vollständigkeit halber ist anzumerken, daß soweit im Vorstehenden von oben und unten die Rede ist, diese Bezeichnung lediglich zur Unter­ scheidung der beiden Hülsenenden und lediglich vorzugsweise auch im engeren Wortsinn zu verstehen ist. Grundsätzlich wäre es selbstverständ­ lich auch denkbar, das Verfahren mit horizontal liegenden Hülsen oder durch Gießen von unten auszuführen, wobei dann lediglich hinsichtlich der Abdichtung beim Gießen und nach dem Gießen vor dem vollständigen Erstarren der Gießmasse zusätzliche Vorkehrungen getroffen werden müssen.

Die Endposition des Verschlußteils am unteren bzw. jenseitigen Ende der Hülse kann sehr exakt und leicht durch die Dosiermenge der flüssigen Minenmasse vorgegeben werden, wobei dann die Dosierung derselben durch eine Dosierpumpe bewerkstelligt wird. Versuche haben gezeigt, daß unter Verwendung einer entsprechenden Dosierpumpe eine Endlagenpositionierung mit einer Genauigkeit von Bruchteilen von Millimetern möglich ist.

Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens ist es sowohl möglich, das Dichtteil in der Hülse als Abschluß zu belassen und dessen Abschlußfunk­ tion gezielt auszunutzen, indem man beispielsweise dem Dichtteil auch eine optische Funktion in dem fertigen "Stift" zuordnet, oder auch das Dichtteil nach dem Aushärten zu entfernen. Für den Fall, daß das Ver­ schlußteil nicht als bleibender Abschluß in der Hülse verbleibt, kann auch vorgesehen sein, daß in seinem Inneren eine Spitzenform ausgebildet ist. Es kann dann nach dem Aushärten der Minen einfach abgezogen wer­ den, wodurch dann eine gebrauchsfertige Spitze zur Verfügung steht. Die abgezogenen Verschlußteile sind wiederverwendbar.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß das Verschlußteil als gegen die Hülsen­ innenwand dichtend anliegender, axial gefährter Kolben ausgebildet ist In diesem Fall kann es sich insbesondere als günstig erweisen, daß der Kolben mit einem O-Ring als Reibdichtung gegenüber der Innenwand der Hülse versehen ist.

Die axiale Verlagerung des Kolbens kann prinzipiell ebenfalls unter dem Druck der zudosierten flüssigen Minenmasse, alternativ hierzu aber auch zwangsangetrieben erfolgen.

Im letztgenannten Fall ist günstigerweise vorgesehen, daß die Unterseite der Hülse luftdicht mit der Saugseite einer druckaufbauenden Pumpe zur Zuführung der flüssigen Minenmasse von der Oberseite her verbunden ist. Dementsprechend wird im gleichen Maße aufgrund des erzeugten Unter­ drucks der Kolben abgezogen, wie auf der anderen Seite flüssige Minen­ masse zudosiert wird. Die Einstellung der Relativgeschwindigkeiten ist relativ einfach unter Berücksichtigung der hydraulischen Kenngrößen, d. h. Kolbendurchmesser und -hub möglich. Natürlich ist es auch möglich, mit zwei voneinander getrennten Pumpen zum Zuführen der flüssigen Minenmasse einerseits und zum Abziehen des Kolbens durch Unterdruck andererseits zu arbeiten. Auch eine reine Schwerkraftdosierung der flüs­ sigen Minenmasse bei gleichzeitigem Abziehen des Kolbens ist denkbar.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ausfüh­ rungsbeispiels betreffend die Herstellung eines Kosmetikstiftes, z. B. in Form eines Lidschattenstiftes näher erläutert:

Auf einer Halterung ist eine Vielzahl von Hülsen vertikal in wechselsei­ tigem Abstand aufgestellt.

Die Hülsen bestehen aus Kunststoff, nämlich Polyethylen mit Füllstoffen. Ein derartiger Kunststoff ist unmittelbar zusammen mit der darin befindli­ chen Mine spitzbar.

In einem Vorratsbehälter befindet sich Minenmasse mit Pigmenten herkömm­ licher Zusammensetzung. Der Vorratsbehälter ist geheizt, so daß die Minenmasse verflüssigt wird und über eine Dosierpumpe entnommen werden kann. An die Dosierpumpe schließt sich ein flexibler Schlauch an, dessen ausgangsseitiges Ende eine Dichtanordnung aufweist, so daß dieses Ende einerseits geführt und gleichzeitig dicht auf das obere Ende der aufge­ reihten Hülsen durch eine Bedienungsperson manuell aufgesetzt werden kann.

Am oberen Ende jeder Hülse befindet sich ein Verschlußteil in Form eines vorher manuell eingesetzten Silikonpfropfens.

Nacheinander wird nun die Dichtungsanordnung am Ende des Dosierschlau­ ches auf die Enden der Hülsen aufgesetzt, wobei durch eine dort angeord­ nete Kontakteinrichtung die Dosierpumpe immer dann in Gang gesetzt wird, wenn ein dichtes Anliegen der Dichtungsanordnung gewährleistet ist.

Entsprechend der Länge und dem Durchmesser der zu füllenden Hülsen wird dann durch die Dosierpumpe eine voreingestellte Menge derart abge­ geben, daß durch den aufgebauten Druck der Silikonpfropfen genau so weit zum unteren Ende jeder Hülse verdrängt wird, daß er mit dem freien unteren Ende der Hülse fluchtend abschließt.

Die flüssige Minenmasse härtet daraufhin äußerst gleichmäßig unter Aus­ bildung einer durchgehend gleichmäßigen Kristallstruktur und Konsistenz aus und alsbald können die Hülsen mit den fertigen Minen als Einheit entnommen und entweder in einen Stift eingesetzt oder unmittelbar nach entsprechendem Anspitzen verwendet werden.

Claims (11)

1. Verfahren zum Herstellen einer Mine, insbesondere für Mal-, Schreib-, Markier- und Kosmetikstifte, umfassend das Gießen der Mine in eine Hülse, wobei die Minenmasse vor dem Gießen durch Erhitzen verflüssigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hülse ein Verschlußteil ange­ ordnet ist, welches sich zu Beginn des Gießvorgangs im Bereich eines ersten Endes der Hülse befindet und mit fortschreitendem Gießvorgang entsprechend der Menge der zugeführten flüssigen Minenmasse in der Hülse bis in den Bereich des zweiten Hülsenendes bewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, aus einem spitzbaren Material verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ver­ schlußteil in der Hülse ein elastischer, reibschlüssig an der Hülsenin­ nenwand anliegender Pfropfen vorgesehen ist, wobei die flüssige Minen­ masse vom oberen Hülsenende her unter Abdichtung nach außen und unter Druckaufbau zugeführt wird, wobei der Pfropfen entsprechend dem Druck­ aufbau durch die flüssige Minenmasse durch die Hülse nach unten bewegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Hülse sich zum entfernten Ende hin leicht konisch verjüngt.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die Endposi­ tion des Verschlußteils durch die Dosiermenge der flüssigen Minenmasse vorgegeben wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Dosierung der flüssigen Minenmasse durch eine Dosierpumpe bewerkstelligt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Ver­ schlußteil als gegen die Hülseninnenwand dichtend anliegender, axial geführter Kolben ausgebildet ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben mit einem O-Ring als Reibdichtung gegenüber der Innenwand versehen ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben zwangsangetrieben wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet daß die Unter­ seite der Hülse luftdicht mit der Saugseite einer druckaufbauenden Pumpe zur Zuführung der flüssigen Minenmasse von der Oberseite her verbunden ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Verschlußteils eine Spitzenform ausgebildet ist.