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raine für Schreibstifte Bei der Herstellung von Qualitätsschreibstiften
war das-Augenmerk zu einem wesentlichen Teile auf den Feinheitsgrad des in der Mine
enthaltenen Grafites gerichtet, und zwar ging die Anschauung dahin: Je kleiner das
Grafitkorn, desto gleichmäßiger und besser die Mine.
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Aus diesem Grunde war das Bestreben der Bleistiftindustrie schon immer
dahin gerichtet, die im Handel erhältlichen, bereits fein vorgemahlenen Grafite
durch weitere Zerkleinerung für die Zwecke der Minenherstellung geeigneter zu machen:
Die Grafite wurden daher für sich oder besser im Gemisch mit Ton einer weiteren,
langwierigen Naßvermahlung unterworfen. Die Mahldauer war hierbei von der angestrebten
Qualität abhängig und konnte sich auf .mehrere Wochen bis Monate erstrecken. Aus
der gemahlenen, entsprechend feuchten Masse wurden dann Minen gepreßt, welche nach
dem Trocknen gebrannt wurden.
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Bei Anwendung der in der Bleistiftindustrie üblichen Mahlprozesse
ist dem erreichbaren Feinheitsgrad des Grafites eine verhältnismäßig enge Grenze
gesetzt.
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In neuerer Zeit sind Mahlvorrichtungen (sogenannte Kol@loidmühlen)
bekannt geworden, mit deren Hilfe die bisher auf dem Wege ,der Mahlung erzielbaren
Korngrößen, wenn auch nicht beliebig, so doch noch deutlich unterschritten werden
können.
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Die mit einer dieser neuen Kolloidmühlen durchgeführten Versuche haben
aber zu der Feststellung geführt, d'aB,die mittels des nunmehr feiner gemahlenen
Grafites hergestellten Minen trotz der Verfeinerung qualitativ deutlich schlechter
als die nach der üblichen Mahlweise hergestellten, also weniger feinkörnigen Minen
sind. Als Ursache für diese Erscheinung wurde festgestellt, daß bei dieser intensiven
Mahlung die Grafitblättchen nicht parallel, sondern senkrecht zu ihrer Hauptebene
geteilt werden; es wird dadurch bewirkt, daß bei den Grafitblättchen mit zunehmender
Verfeinerung das Verhältnis der erwünschten glatten Gleitflächen zu den nachteiligen,
rauhen Bruchflächen sich mehr und mehr zuungunsten der Gleitflächen verschiebt,
was bei den fertigen Minen einen rauheren, ungleichmäßigeren Strich zur Folge hat.
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Es zeigt sich also, daß durch eine zu weitgehende Verfeinerung des
Grafites durch Mahlung die Struktur des Gräfites in einer für die Minenherstellung
ungünstigen Weise verändert wird, so daß nunmehr an Stelle- der zu erwartenden Qualitätssteigerung
ein Rückgang in der Minengüte eintritt.
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Eine Steigerung der Minenqualität durch Mahlung ist demgemäß begrenzt
und die Ansicht, je kleiner das Grafitkorn, desto besser die Mine, nur so lange
richtig, als hierbei die Vorteile einer fortschreitenden Verfeinerung nicht durch
eine nachteilige Veränderung der Grafitstruktur überwogen werden.
Für
die erreichbare Minenqualität ist daher die strukturelle Form des nach dem Verfahren
sich ergebenden Grafites von ausschlaggebender Bedeutung.
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Um den Grafit in möglichst feinkörnigem Zustand der Minenherstellung
zuführen zu können, hat man auch schon vorgeschlagen, den Grafit zu entflocken und
mit ebenfalls entflockten Zumischungen (Ton) in geeignetem Mischungsverhältnis zu
verwenden (vgl. z. B. das amerikanische Patent r 738 888).
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Das Entflocken des Grafites erfolgt auf mechanischem Wege, .und zwar
unter Zusatz von Entflockungsmitteln (z. B. Tannin). Man ist jedoch hierbei auf
eine kleine Reihe von Grafitsorten beschränkt, nämlich auf amorphe Grafite und in
Sonderfällen auf gewisse Grafite künstlicher Herkunft.
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Naturgrafite kristallinen Ursprungs dagegen lassen sich, selbst unter
Zuhilfenahme der besten heute zur Verfügung stehenden Mahlvorrichtungen, nicht entflocken.
Andererseits sind aber gerade diese Grafite für die Herstellung von Qualitätsminen
für Bleistifte u. dgl. als die maßgebenden und hochwertigen anzusprechen, weil diese
Grafitsorten die entflockbaren Grafite an Weichheit, Glätte und Geschmeidigkeit
bei weitem übertreffen.
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Außerdem können bei Anwendung des Verfahrens gemäß dem amerikanischen
Patent 1738 888, selbst bei der Verwendung von für die Entflockung geeignetsten
Grafitsorten, nur geringe Ausbeuten an kolloidaler Feinheit erhalten werden. Wird
also lediglich die Ausbeute von völlig entflocktenm Grafit für die Minenherstellung
verwendet, so ist zu erkennen, daß dieses Verfahren unwirtschaftlich ist. Will man
aber dieses Verfahren einigermaßen wirtschaftlich ausgestalten,. so ist man gezwungen,
auch einen Anteil vdn nicht entflocktem Grafit mitzuverwenden, wodurch dann der
Vorteil der Entflockung im wesentlichen wieder aufgehoben wird.
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Gemäß vorliegender Erfindung können nun die dem bisher üblichen Mahl-
bzw. Entflokkungsprozeß anhaftenden Mängel bzw. Unk ollkommenheiten behoben werden,
wenn man für die Minenfabrikation kristalline Grafite anwendet, die nach einem rein
chemischen Verfahren, d. h. .mittels eines Oxydationsprozesses, verfeinert wurden.
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Es wurde gefunden, daß gewisse auf diese Weise verfeinerte Grafitsorten,
selbst bei einer hierbei erzielbaren weitestgehenden Verfeinerung (Kolloidisierung@
eine für die Minenherstellung ganz besonders geeignete strukturelle Form aufweisen,
und zwar wurde festgestellt, daß die günstigsten Ergebnisse gerade dann erzielt
werden, wenn diesem Verfahren die wegen ihrer Glätte, Weichheit und Geschmeidigkeit
für die Minenherstellung an und für sich wertvollsten, ausgeprägt kristallisierten
Grafite, wie Ceylongrafite usw., als Ausgangsmaterial zugrunde gelegt werden.
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Die in struktureller Hinsicht für die Minenherstellung besonders günstige
Auswirkung des in Frage stehenden chemischen Verfeinerungsverfahrens beruht darauf,
daß bei dieser Verfeinerungsart die aus vielen Einzelschichten bestehenden Schuppen
der ausgeprägt kristallisierten Grafite hauptsächlich parallel zu ihren Hauptebenen
aufgespaltet werden, wodurch die für die Minengüte wichtigen Gleitflächen im weitestgehenden
Maße erhalten bleiben.
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Aus diesem Grunde treten daher die Vorteile dieses Verfahrens auch
nur bei den deutlich kristallisierten Grafiten in Erscheinung. Dagegen sind nach
diesem Verfahren verfeinerte amorphe Grafite für die Minenherstellung bedeutungslos.
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Im Gegensatz zum Entflockungs- und Mahlverfahren lassen sich selbst
die am schwierigsten zu zerkleinernden kristallisierten Naturgrafite nach diesem
Verfahren in einem Ausmaße verfeinern, daß nunmehr sogar der Anwendung von restlos
kolloidalen Grafiten selbst dieser Art aus wirtschaftlichen Gründen nichts mehr
im Wege steht. Unter kolloidal sei hierbei ein Grafit verstanden, dessen verdünnte
wäßrige Suspension restlos durch die Poren eines normalen Filtrierpapieres wandert
bzw. auch nach tagelangem Stehen keine Sedimentation zeigt.
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Durch diese Maßnahme können nunmehr der Minenherstellung die hochwertigen,
kristallinen Naturgrafite in kolloidalem Zustand, also in einem bedeutend größeren
Feinheits-,gra,d als bisher und zugleich in einer strukturell besonders günstigen
Form zuggeführt werden, wodurch den Voraussetzungen für höchste Minenqualität (Homogenität,
Glätte, Geschmeidigkeit, Festigkeit und Dichte des Striches) in einer bisher nicht
bekannten Weise Rechnung getragen wird.
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Außerdem wurde gefunden, .daß sich bei Anwendung eines auf diese Weise
verfeinerten Grafites auch noch ganz bedeutende Vorteile wirtschaftlicher Art ergeben.
Grafit und Ton brauchen nämlich lediglich nur mehr gemischt zu werden, so daß der
umständliche, viele Wochen in Anspruch nehmende Mahlprozeß restlos in Wegfall kommt,
wodurch die Fabrikationsdauer ganz bedeutend abgekürzt wird und die hinsichtlich
Anlagekapital, Raumbedarf und Unterhaltungskosten überaus kostspieligen Mahlanlagen
überflüssig werden.
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An sich ist ein Verfahren bekannt, um Grafite auf chemischem Wege
an kolloidalen Zustand
überzuführen (vgl. Patent 292 7a9). Allein
:die nach diesem Verfahren gewonnenen Grafite sind bisher lediglich für die Herstellung
von Schmiermitteln, Kesselsteingegenmitteln usw. verwendet worden.
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Es ist aber bisher noch von niemand der Wert eines auf diese Weise
kolloidisierten kristallinen Grafites für die Zwecke der Minenherstellung erkannt
bzw. das Verfahren nach dem Patent z92 729 durch Anwendung geeigneter Grafitsorten
für diesen Zweck brauchbar- gemacht und ausgenutzt worden, weil hierfür nur Ceylongrafite
und diesem gleichwertige verwendet werden können.
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Die vorliegende Erfindung betrifft demnach die Verwendung von auf
chemischem Wege (durch Oxydation in kolloidalen Zustand übergeführten kristallinen
Grafit für Schreibminen.
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Grafit, Ton und allenfalls sonstige Zusätze brauchen dann lediglich
gemischt zu werden. Die Weiterverarbeitung der Masse zu Minen erfolgt in bekannter
Weise.
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Es ergibt sich neben den schon erwähnten großen wirtschaftlichen Vorteilen
die Mög-
lichkeit zur Erzeugung eines überragenden, neuwertigen Fabrikates.