DE3120241A1 - Unburnt coloured pencil-leads or chalks and production thereof - Google Patents

Abstract

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Description

Die Erfindung betrifft ungebrannte Farbminen oder -kreiden, die Bindemittel, Füllstoffe, Farbstoffe, sowie ggf. Gleitmittel und/oder weitere Zusätze enthalten. Bei ungebrannten Farbminen oder -kreiden wurde als Bindemittel bisher insbesondere Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Methylcellulose,Carboxymethylcellulose, Gummiarabikum, Dextrin oder Natriumalginat verwendet. Die Herstellung dieser Minen oder Kreiden erfolgte üblicherweise dadurch, daß in Knetern oder Zwangsmischern das Bindemittel in einer vorgegebenen Wassermenge gelöst, bzw. gequollen" wurde, daß dann die übrigen Komponenten, wie Füllstoffe, Farbstoffe, bzw. Pigmente, Gleitmittel und/oder Wachse, sowie ggf. weitere Zusätze eingemischt, sowie die plastische Masse im Walzwerk homogenisiert und auf einen konstanten Wassergehalt eingestellt wurden. Der Wassergehalt ist für die Konsistenz der Masse bedeutsam, da er das nachfolgende Verdichten und Verpressen, insbesondere mittels Strangpresse erheblich beeinflußt.The invention relates to unfired colored leads or chalk, which contain binders, fillers, dyes, and possibly lubricants and / or other additives. In the case of unfired colored leads or chalk, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, Methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, gum arabic, Dextrin or sodium alginate are used. These mines or chalks were usually made in that the binder is dissolved or swollen in a predetermined amount of water in kneaders or compulsory mixers " was that then the remaining components, such as fillers, Dyes or pigments, lubricants and / or waxes, and possibly other additives mixed in, as well as the plastic mass was homogenized in the rolling mill and adjusted to a constant water content. The water content is important for the consistency of the mass, since it is particularly important for the subsequent compaction and pressing influenced considerably by means of an extrusion press.

Der aus der Düse der Strangpresse austretende Minenstrang wird in die gewünschte Länge geschnitten, getrocknet und ggf. mit Wachsen oder Ölen imprägniert.The lead strand emerging from the nozzle of the extruder is cut to the desired length, dried and if necessary impregnated with waxes or oils.

Die Eigenschaften der noch nicht getrockneten Minen beeinflussen wesentlich die Preß- und Schnittgeschwindigkeit, sowie die Trockenbedingungen.The properties of the not yet dried leads have a major impact on the pressing and cutting speed, as well as the drying conditions.

Obwohl die bisherigen ungebrannten Farbminen oder -kreiden bereits ausreichend gute Eigenschaften in fertigem Zustand aufweisen, besteht doch ein besonderer Nachteil darin, daß die Verarbeitung, bzw. die Gesamtfertigung, nur relativ langsam erfolgen kann.Although the previous unfired colored leads or chalk already have sufficiently good properties in their finished state have, there is a particular disadvantage in that the processing, or the overall production, only relatively can be done slowly.

Nachdem die Fertigungsvorrichtungen insgesamt erheblich schnellere Arbeitsgeschwindigkeiten ermöglichen würden, ist es bei den bisherigen Farbminen oder -kreiden nicht ohne weiteres gegeben , diese wirtschaftlicheren Fertigungsmöglichkeiten voll auszunützen. - 4 - After the production devices would enable considerably faster working speeds overall, With the previous colored leads or chalk it is not easy to make full use of these more economical production possibilities. - 4 -

Außerdem sind die bisher gebräuchlichen Bind»-- i t tel verhältnismäßig teuer, sodaß die hiermit gefertigten Minen auch aus diesem Grund relativ teuer werden.In addition, the bindings in use up to now are proportionate expensive, so that the mines made with it are relatively expensive for this reason too.

Insbesondere die auf die ungetrocknete (grüne) Mine wirkenden Scherb'?lastungen beim Durchpressen durch die Austrittsdüse der Strangpresse, sowie beim Abschneiden auf Fertiglänge, erzeugen irreversible Änderungen, bzw. Verformungen der grünen Mine, wenn bestimmte Preß- oder Schnittgeschwindigkeiten überschritten werden. Die wesentlichste Ursache hierfür ist in der Tatsache zu sehen, daß die bisher verwendeten Bindemittel in Verbindung mit den übrigen Komponenten, wie Silikaten, Oxyden, Carbonaten und/oder sonstigen Zusätzen keine besonders festen Minen in deren einzelnen F e r t i g u η g b ρ h a ~ ο η ergeben.In particular, the shear loads acting on the undried (green) lead when it is pressed through the outlet nozzle the extrusion press, as well as when cutting to the finished length, produce irreversible changes or deformations the green mine when certain pressing or cutting speeds are exceeded. The main cause for this is in the fact too see that the previously used binders in conjunction with the other components, such as silicates, oxides, Carbonates and / or other additives not particularly fixed mines in their individual F e r t i g u η g b ρ h a ~ ο η.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden i'r^indung, ungebrannte Farbminen oder -kreiden zu schaffen, die aus äußerst preiswerten Rohstoffen und auf besonders wirtschaftliche Weise mit sehr hohen Fertigungsgeschwindigkeiten und einfach mit den bisher üblichen Verfahren hergestellt werden können und sorrit besonders preiswerte Endprodukte ergeben.It is therefore the task of the present invention, unfired To create colored leads or chalks that are made from extremely inexpensive raw materials and on particularly economical ones Way with very high production speeds and easy can be produced with the methods customary up to now and result in particularly inexpensive end products sorrit.

Die'"-e Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Minen als Bindemittel, ausschließlich oder zusätzlich (zu herkömmlichen Bindemitteln als dessen tei !weiter Ersatz , Polygalaktomar nanäther enthalten.The '"- e object is achieved according to the invention in that the Mines as binders, exclusively or in addition (to conventional binders as a partial substitute for it, Contains polygalactomar nanether.

Die Polygalak t Dmannano können verscbiedt-r artig chem:.-,ch modifiziert sein und eignen sich besonders in ihrer verätherten Form als Polygalaktomannanather für die erf gemäße Verwendung.The Polygalak t Dmannano can be different chem: .-, ch be modified and are particularly suitable in their etherified form as Polygalactomannanather for the erf proper use.

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Die Herstellung erfir.dungsgemäßer Farbminer oder -kreiden erfolgt nach einem bevorzugten Verfahren dadurch, daß zunächst in einem Kneter das PolygaLaktomannan, bzw. der Polygalaktomannanather in Wasser gelöst wird, daß in diese Lösung die übrigen Mischungsbestandteile eingeknetet werden und daß nach vollständiger Homogeni ierung und Einstellung des für die Weiterverarbeitung er fcrderl ichen Wassergehaltes die Farbminen oder -kreiden in an sich bekannter Weise gepreßt, getrocknet und, soweit erforderlich, imprägniert werden.The production of color miners or chalks according to the invention takes place according to a preferred method in that first the PolygaLaktomannan, or the Polygalactomannanather is dissolved in water that the other components of the mixture are kneaded into this solution and that after complete homogenization and adjustment of the necessary for further processing Water content the colored leads or chalks in per se known Way pressed, dried and, if necessary, impregnated.

Dieserärt, unter ausschließlicher oder teilweiser Verwendung erfindungsgerrrißen Bindemittels hergestellte Minen weisen besonders hohe Trockenbiegefestigkeit und gleichzeitig auch hohe Naßbruchfestigkeit in rohem (grünem) Zustand auf, sodaß die formelle Herstellung in Pressen oder Extrudern auch mit sehr hohen Preßgeschwindigkeiten von beispielsweise mehr als 3m/sec erfolgen kann. Die beim Schneiden auftretenden Scherbelastungen führen bei derartigen Minen außerdem zu keinerlei Deformierungen, sodaß sich diese Minen auch hierdurch von mit den ausschließlich mit herkömmlichen Bindemitteln hergestellten Minen positiv abheben.This one, with exclusive or partial use leads produced according to the invention have particularly high dry flexural strength and at the same time also high wet breaking strength in the raw (green) state on, so that the formal production in presses or extruders also with very high press speeds of for example more than 3m / sec. The shear loads occurring during cutting also lead to such mines to no deformations, so that these mines are also hereby stand out positively from the leads made exclusively with conventional binders.

Die vorteilhafte Wirkung des erf indungsgemäfien Bindemitteln ist hauptsächlich auf dessen in wässriger Phase besonders guter Bindekraft, vor allem gegenüber Kaolin oder Ton, zurückzuführen, wodurch sich bereits aus diev^n beiden Komponenten eine plastisch verformbare Masse mit hoher Zug- und Scherfestigkeit ergibt.The advantageous effect of the binders according to the invention is mainly due to its particularly good binding power in the aqueous phase, especially in relation to kaolin or clay, which already results from the two components results in a plastically deformable mass with high tensile and shear strength.

Zur erfindungsgemäßen Verwendung in Minenma^sen soll der Polygalaktomannanather vorteilhafterweise ein Molekulargewicht zwischen 1OOO und 350 000, sowie einei durchschnittlichen Substitutionsgrad zwischen 0,1 und 2,8 aufweisen.For use according to the invention in mine maize, the Polygalactomannanather advantageously one molecular weight between 1,000 and 350,000, as well as an average Have degrees of substitution between 0.1 and 2.8.

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Mit einigen Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nacnfolgend näher erläutert. Die Mengenangaben verstehen sich hierbei als Gewichtsprozente.With some embodiments, the invention follows explained in more detail. The quantities given are here to be understood as percentages by weight.

Mischungsbeispiel· 1:Mixture example 1:

5 % Farbstoff (Phthalocyanin-Pigment) 8,3 % Aluminiumstearat5% dye (phthalocyanine pigment) 8.3% aluminum stearate

61,7 % Kaolin61.7% kaolin

8,3 % Polygalaktomannanather (DS 0,8, MG 120 000) 16,7 % Wasser8.3% polygalactomannanather (DS 0.8, MW 120,000) 16.7% water

Die Verarbeitung erfolgt gemäß HerstellungsbeispielThe processing is carried out according to the production example

Mischungsbeispiel 2:Mixture example 2:

15 % Wasser15% water

8 % Polygalaktomannanather (DS 0,45; MG 100.000) 60 % Kaolin8% polygalactomannanather (DS 0.45; MW 100,000) 60% kaolin

6 % Farbpigment
11 % Calciumstearat6% color pigment
11% calcium stearate

Die Verarbeitung erfolgt auch hier gem. dem HerstellungsbeispiThe processing takes place here as well according to the manufacturing example

Mischungsbeispiel· 3:Mixture example 3:

5 % Farbpigment5% color pigment

8 % Aluminiumstearat
62 % Kaolin8% aluminum stearate
62% kaolin

4 % Polygalaktomannanather4% polygalactomannanather

4,5 % Methyl'jellulose
16,5 % Wasser4.5% methyl cellulose
16.5% water

Die Verarbeitung erfolgt ebenfalls gemäß dem Herstel1urgbbeispiel·, wob ii die Methylce^u^se als zweites Bindemittel, zusammen mit dem Polygalaktomannanather zugesetzt und g^lr ·. wird .The processing is also carried out according to the manufacturer example, wob ii the methyl ce ^ u ^ se as a second binding agent, added together with the polygalactomannanather and g ^ lr ·. will .

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HerstelIung^beispiel:Manufacturing example:

Das Wasser wird in einen Mischer oder Kneter gefüllt. Dann wird der Polygalaktomannanäther hierin angerührt und vollständig im Wasser gelöst. In diese hochviskose Lösung wird das Kaolin, bzw. der Füllstoff, eingemischt. Die nun vorliegende Masse weist keine Strukturviskosität und keine Thixotropie mehr auf. In sie werden noch die übrigen Bestandteile, wie Farbstoffe, Gleitmittel usw. e ingeknetet.The water is poured into a mixer or kneader. Then the polygalactomannan ether is stirred into it and completely dissolved in the water. The kaolin or filler is mixed into this highly viscous solution. The mass now present no longer has any structural viscosity or thixotropy. In them there are still those other ingredients, such as dyes, lubricants, etc. are kneaded.

Nach der vollständigen Homogenisierung diener Masse wird der für die Weiterverarbeitung erforderliche Wassergehalt durch Verdampfen eingestellt. Das anschließende Pressen der Minen, bzw. Kreiden, sowie deren Trocknung zwischen 80 und 150°C erfolgt in bekannter Weise.After complete homogenization, the mass will be the water content required for further processing adjusted by evaporation. The subsequent pressing the mines, or chalks, and their drying between 80 and 150 ° C takes place in a known manner.

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Claims (4)

* a J.S. STAEDTLER -*-- --· *..*...· *_-" Nu rnberg , den 20.05.1981 Kirchenweg 10 Pat-P 103 051 Hr/dü Nürnberg Ungebrannte Farbminen oder -kreiden und Verfahren zu deren Herstellung Ansprüche* a J.S. STAEDTLER - * - - · * .. * ... · * _- "Nu rnberg, May 20th, 1981 Kirchenweg 10 Pat-P 103 051 Hr / dü Nuremberg Unburned colored leads or chalk and process for their production Claims 1.) Ungebrannte Farbminen oder -kreiden auf der Basis von Bindemitteln, Füllstoffen, Farbstoffen, sowie ggf. Gleitmitteln und/oder weiteren Zusätzen, dadurch gekennzeichnet, daß sie als ausschließliches oder zusätzliches Bindemittel chemisch modifiziertes, insbesondere verätherte-s Polygalaktomannan enthalten.1.) Unburned colored leads or chalk based on binders, fillers, dyes, as well as optionally lubricants and / or other additives, characterized in that they are used as the exclusive or additional binder chemically modified, especially etherified-s Contain polygalactomannan. 2. Ungebrannte Farbminen oder -kreiden nach Anspruch 1, .dadurch" gekennzeichnet , daß der Polygalaktomannanäther ein Molekulargewicht von 1.000 bis 350.000 aufweist.2. Unburned colored leads or chalks according to claim 1, characterized by ", that the polygalactomannan ether has a molecular weight of 1,000 to 350,000. 3. Ungebrannte Farbminen oder -kreiden nach einem der Ansprüche 1 oder 2 ,3. Unburned colored leads or chalk according to one of claims 1 or 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Polygalaktomannanäther einen durchschnittlichen Substitutionsgrad von 0,1 - 2,8 aufweist.characterized in that the polygalactomannan ether has an average Has a degree of substitution of 0.1-2.8. 4. Ungebrannte Farbminen oder -kreiden nach einem der vorhergehenden Ansprüche,4. Unburned colored leads or chalk according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet, daß sie silikatische Füllstoffe, insbesondere Kaolin oder Ton enthalten.characterized in that they contain silicate fillers, in particular Contains kaolin or clay. * ■ w tu W ϊ> ,_* ■ w tu W ϊ>, _ Ungebrannte Farbminen oder -kreiden nach einem der vorhergehenden Ansprüche,Unburned colored leads or chalk according to one of the preceding claims, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Grundmasse bestehen, die sich aus 3 bis 10 Gew.-% Farbpigmenten, 5 bis 15 Gew.-% AIuminiumstearat, 40 bis 80 Gew.% Kaolin, 4 bis 15 Gew.-% Polygalaktomannanather und 10 bis 20 Gew.-% Wasser zusammensetzt. characterized in that they consist of a basic mass consisting of 3 to 10% by weight of color pigments, 5 to 15% by weight of aluminum stearate, 40 to 80% by weight kaolin, 4 to 15% by weight Polygalactomannanather and 10 to 20 wt .-% water composed. Verfahren zur Herstellung ungebrannter Farbminen und -kreiden gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5,Process for the production of unfired colored leads and chalk according to one of the preceding claims 1 to 5, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in einem Kneter der Polygalaktomannanather in Wasser gelöst wird, daß in diese Lösung die übrigen Mischungsbestandteile eingeknetet werden und daß nach vollständiger Homogenisierung und durch Verdampfen erfolgende Einstellung des für die Weiterverarbeitung erforderlichen Wassergehaltes die Farbminen oder -kreiden in an sich bekannter Weise gepreßt, getrocknet und, soweit erforderlich, imprägniert werden.characterized in that the polygalactomannanethers are initially used in a kneader is dissolved in water that the remaining components of the mixture are kneaded into this solution and that, after complete homogenization and evaporation, the setting for further processing required water content, the colored leads or crayons pressed in a known manner, dried and, if necessary, impregnated.