DE4214396A1 - Ungebrannte farbstiftminen und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents
Ungebrannte farbstiftminen und verfahren zu ihrer herstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft hauptsächlich Farbstiftminen für Holz
farbstifte und mechanische Stifte. Insbesondere betrifft die
Erfindung ungebrannte Farbstiftminen, die sich durch ihre
physikalischen Eigenschaften, wie Biegefestigkeit und Festig
keit der Minenspitze, sowie durch ein einwandfreies und glat
tes Schreibverhalten auszeichnen. Ferner betrifft die Erfin
dung Verfahren, mit denen selektiv entweder Farbstiftminen,
die sich wie herkömmliche Minen mit einem Radiergummi nicht
radieren lassen, oder Farbstiftminen, die sich mit einem Ra
diergummi radieren lassen, hergestellt werden können, wobei
die Trocknungszeiten erheblich verkürzt und die Herstellungs
kosten verringert sind.
Herkömmliche ungebrannte Farbstiftminen lassen sich nach
einem Naßverfahren herstellen, bei dem ggf. ein organisches
polymeres Material als Bindemittel in einem Lösungsmittel,
wie Wasser, und/oder ein Weichmacher gelöst und gequollen
werden, das Material mit einem Wachs, einem Füllstoff, einem
farbgebenden Mittel und dergl. verknetet wird, das verknetete
Material extrudiert wird und anschließend die extrudierten
Formkörper zur Entfernung des Lösungsmittels und/oder des
Weichmachers getrocknet werden.
Bei diesem Naßverfahren ist es jedoch erforderlich, die
Trocknungstemperatur auf den Schmelzpunkt des Wachses oder
des entsprechenden Mittels oder auf eine Temperatur unterhalb
dieses Schmelzpunktes einzustellen, um ein Ausbluten des
Wachses oder des entsprechenden Mittels zu verhindern. Daher
ist für die Trocknungsstufe ein erheblicher Zeitaufwand er
forderlich. Auf dem Markt gibt es auch Minen, die nach einem
Trockenverfahren, bei dem die Verwendung eines Lösungsmittels
und/oder Weichmachers unterbleibt und die Trocknungsstufe
wegfällt, hergestellt sind; jedoch ist die Qualität dieser
Minen im Vergleich zu nach dem Naßverfahren hergestellten Mi
nen schlechter.
Was die Festigkeit und die Schreibeigenschaften von herkömm
lichen, nach dem Naßverfahren hergestellten Farbstiftminen
betrifft, so wird der durch das Bindemittel erzielte Zusam
menhalt zwischen Füllstoff und farbgebendem Mittel teilweise
durch das Wachs oder das entsprechende Mittel beeinträchtigt,
so daß die Minen beim Einsatz einem Abrieb unterliegen sowie
Gleiteigenschaften und Färbevermögen zeigen.
Werden jedoch das Wachs oder das entsprechende Mittel mit
einem Gemisch, das den Füllstoff, das farbgebende Mittel, das
Bindemittel und dergl. enthält, verknetet und anschließend
extrudiert, so ergibt sich ein günstiger Einfluß auf das
glatte Schreibverhalten und die Färbekraft, jedoch auch eine
erhebliche Beeinträchtigung der Festigkeit. Infolgedessen
sind bisher keine Farbstiftminen erhältlich, die gut ausgewo
gene Eigenschaften in bezug auf Festigkeit und Schreibverhal
ten besitzen.
Andererseits sind auf dem Markt ungebrannte Farbstiftminen
erhältlich, die angeblich mit einem Radiergummi radiert wer
den können. Die meisten dieser Minen enthalten ein Bindemit
tel, bei dem es sich um ein nicht-polares organisches Mate
rial handelt, und Wachs oder dergl., bei dem es sich eben
falls um ein nicht-polares organisches Material handelt, als
Hauptkomponenten, die leicht von den Papierfasern entfernt
werden können. Ferner wird das Färbevermögen durch Erzeugung
einer weicheren Beschaffenheit erhöht, was die Durchfüh
rung eines Zeichenvorgangs unter Ausübung eines schwachen
Drucks auf den Stift ermöglicht. Dadurch wird verhindert, daß
die Minenmasse beim Zeichenvorgang zwischen die Papierfasern
gelangt, was die Radierfähigkeit gewährleistet.
Jedoch hat beim Zeichenvorgang das Wachs oder das entspre
chende Mittel die Wirkung, daß das farbgebende Mittel hart
näckig zwischen den Papierfasern haftet. Sobald aber die Minenmasse
zwischen den Papierfasern hängen bleibt, läßt sie sich nicht
mehr vollständig durch die Adsorptionswirkung eines Radier
gummis entfernen. Somit ist die Radierfähigkeit für die Pra
xis nicht zufriedenstellend.
Die Entfernung von gezeichneten Linien aufgrund des Adsorp
tionsvermögens des Radiergummis läßt sich erreichen, indem
man Öl, Fett und/oder Wachs verwendet, das bei üblichen
Temperaturen insgesamt flüssig ist.
Jedoch wird beim herkömmlichen Naßverfahren die Trocknungs
stufe durch Erwärmen auf 50-60°C durchgeführt. Dabei kommt es
dazu, daß das Öl, Fett und/oder Wachs, die bei üblichen Tem
peraturen flüssig sind, ausbluten und somit die Form der Mi
nen während der Trocknungsstufe nicht mehr erhalten bleibt.
Infolgedessen können bei herkömmlichen Naßverfahren praktisch
keine Öle, Fette und/oder Wachse, die bei üblichen Temperatu
ren flüssig sind, eingesetzt werden.
Zur Überwindung dieser Schwierigkeit kommt es in Frage,
zunächst poröse Farbstiftminen herzustellen, die dann mit dem
Öl, Fett und/oder Wachs, die bei normalen Temperaturen flüs
sig sind, imprägniert werden.
Um derartige offenporige Farbstiftminen herzustellen, wurden
bisher verschiedene Techniken vorgeschlagen. Bei einer Tech
nik wird ein sublimierbares oder ein Pyrolysematerial zuge
setzt. Ferner gibt es Techniken, die sich einer Behandlung
mit einer sauren oder alkalischen Lösung bedienen. Jedoch
wird bei allen diesen Techniken eine Erwärmung auf Temperatu
ren, die oberhalb der thermischen Zersetzungstemperatur eines
organischen Pigments liegen, durchgeführt, so daß sich auf
diese Weise keine Farbstiftminen mit heller Farbe erhalten
lassen.
Was gebrannte Farbstiftminen betrifft, befinden sich nur sol
che Minen auf dem Markt, die durch Kneten eines Tons, eines
weißen Füllstoffs, eines Bindemittels und dergl., Extrudieren
des verkneteten Materials, Brennen der extrudierten Formkör
per in einer Sauerstoffatmosphäre unter Bildung gebrannter,
weißer, poröser Minen und anschließendes Imprägnieren der Mi
nen mit einer Tinte hergestellt werden. Bei diesen gebrannten
Farbstiftminen ist die Radierfähigkeit mit einem Radiergummi
im wesentlichen zufriedenstellend, jedoch wird die Imprägnie
rung unter Verwendung einer Farbstofftinte (dye ink) durchge
führt, da es nicht möglich ist, die porösen Minen mit einer
hochkonzentrierten Pigmenttinte (pigment ink) zu imprägnie
ren. Bei derartigen Minen tritt die Schwierigkeit auf, daß
sie im Vergleich zu ungebrannten Farbstiftminen, in denen ein
Pigment enthalten ist, in bezug auf Lichtechtheit und Färbe
kraft sehr zu wünschen übrig lassen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der vorerwähnten
herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von ungebrannten
Farbstiftminen zu beseitigen. Insbesondere besteht die Auf
gabe der Erfindung darin, ungebrannte Farbstiftminen bereit
zustellen, die hervorragende physikalische Eigenschaften,
z. B. in bezug auf Biegefestigkeit und Festigkeit der Minen
spitze, aufweisen und ein glattes Schreibverhalten zeigen.
Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur
Herstellung von Farbstiftminen bereitzustellen, mit dem sich
selektiv sowohl herkömmliche ungebrannte Farbstiftminen, die
mit einem Radiergummi nicht radiert werden können, als auch
ungebrannte Farbstiftminen, die mit einem Radiergummi leicht
radiert werden können, herstellen lassen. Schließlich ist es
Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von
Farbstiftminen bereitzustellen, das eine erhebliche Verkür
zung der Trocknungszeit und demzufolge eine Senkung der
Herstellungskosten ermöglicht.
Aufgrund umfangreicher Untersuchungen zur Lösung der vorste
hend geschilderten Aufgaben wurde erfindungsgemäß eine Tech
nik aufgefunden, gemäß der ein Gemisch mit einem Gehalt an
einem Füllstoff, einem farbgebenden Mittel und einem Binde
mittel mit einer Wasser/Öl abstoßenden Substanz versetzt
wird, ohne daß ein Öl, ein Fett und/oder Wachs in der ersten
Stufe eingesetzt werden. Anschließend erfolgen die Stufen des
Knetens, Extrudierens, Trocknens und sodann des Imprägnierens
der gebildeten offenen Poren mit Öl, Fett und/oder Wachs.
Die Erfindung betrifft somit folgende Gegenstände:
- 1. Ungebrannte Farbstiftminen, erhalten durch Verkneten einer Mischung mit einem Gehalt an mindestens einer Wasser/Öl abstoßenden Substanz, einem Bindemittel, einem farbgebenden Mittel und einem Füllstoff, Extrudieren des verkneteten Mate rials, Trocknen der extrudierten Formkörper und anschlie ßendes Imprägnieren der offenen Poren der Formkörper in der Umgebung der Wasser/Öl abstoßenden Substanz mit einem Öl, ei nem Fett und/oder einem Wachs.
- 2. Farbstiftminen nach Abschnitt 1, wobei die Wasser/Öl ab stoßende Substanz aus der Gruppe Graphitfluorid, Kohlen stofffluorid, Fluorharz-Pulver, wie Polytetrafluorethylen (PTFE), Graphit und Bornitrid ausgewählt ist.
- 3. Farbstiftminen nach Abschnitt 1, wobei die Wasser/Öl ab stoßende Substanz in einer Menge von 2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse, enthalten ist.
- 4. Farbstiftminen nach Abschnitt 1, wobei das Bindemittel unter Cellulosederivaten, wie Carboxymethylcellulose, Methyl cellulose, Ethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypro pylcellulose, Celluloseacetat und Cellulosenitrat, Polyvinyl alkohol, Polyvinylbutyral, Polymethylmethacrylat, Tragacanth gummi, Gummi arabicum, Cyamoposegummi (Cyamoposis gum), Dammargummi und Johannisbrotkernmehl ausgewählt ist.
- 5. Farbstiftminen nach Abschnitt 1, wobei der Füllstoff un ter Talkum, Ton, wie Kaolin, und Calciumcarbonat ausgewählt ist.
- 6. Farbstiftminen nach Abschnitt 1, wobei das Öl, Fett und/oder Wachs aus der Gruppe Siliconöle, Mineralöle, flüs siges Paraffin, α-Olefin-Oligomere, Schmalz, Petroleumwachse, wie Paraffinwachs und mikrokristallines Wachs, Carnaubawachs, Candelillawachs, Montanwachs, Bienenwachs, Japanwachs, syn thetisches Japanwachs, Rizinuswachs und Stearinsäure ausge wählt ist.
- 7. Verfahren zur Herstellung von ungebrannten Farbstiftmi nen, das folgende Stufen umfaßt: Verkneten einer Mischung mit einem Gehalt an mindestens einer Wasser/Öl abstoßenden Sub stanz, einem Bindemittel, einem farbgebenden Mittel und einem Füllstoff mit einem Lösungsmittel und/oder Weichmacher, Ex trudieren des verkneteten Materials, Trocknen der extrudier ten Formkörper zur Entfernung des Lösungsmittels und/oder Weichmachers und unter Bildung von offenen Poren aufgrund der geringeren Benetzbarkeit der Wasser/Öl abstoßenden Substanz und anschließendes Imprägnieren der porösen Formkörper mit einem Öl, Fett und/oder Wachs.
- 8. Verfahren nach Abschnitt 7, wobei die Wasser/Öl absto ßende Substanz aus der Gruppe Graphitfluorid, Kohlen stofffluorid, Fluorharz-Pulver, wie Polytetrafluorethylen (PTFE), Graphit und Bornitrid ausgewählt ist.
- 9. Verfahren nach Abschnitt 7, wobei die Wasser/Öl absto ßende Substanz in einer Menge von 2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse, zugemischt wird.
- 10. Verfahren nach Abschnitt 7, wobei es sich bei dem Lö sungsmittel und/oder Weichmacher um mindestens eine Verbin dung handelt, die das Bindemittel löst oder es aufquellt und die aus der Gruppe Wasser, Keton, Alkohol, niedrigsie dende Ester, Phosphorsäureester, Phthalsäureester, Ester von aliphatischen Säuren und zweiwertige Alkoholester ausgewählt ist.
Als erfindungsgemäß einsetzbare Substanz mit abstoßender Wir
kung auf Wasser/Öl können Graphitfluorid, Kohlenstofffluorid,
Fluorharz-Pulver, wie PTFE, Graphit oder Bornitrid allein
oder in Kombination miteinander verwendet werden. Besonders
bevorzugt sind Graphitfluorid vom (CF)n-Typ und Bornitrid, da
diese ausgezeichnete Gleiteigenschaften besitzen, weiß sind
und sich für Farbstiftminen eignen.
Die Menge der Substanz mit abstoßender Wirkung auf Wasser/Öl
hängt von deren Oberflächenenergie ab, liegt aber im Hinblick
auf Härte, Schreibeigenschaften und mechanische Festigkeit
der Minen, die vom Anteil der imprägnierten Menge an Öl, Fett
und/oder Wachs abhängen, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 20
Gew.-%.
Zur Imprägnierung der Minen können beliebige Öle, Fette
und/oder Wachse verwendet werden, sofern diese leicht in die
offenen Poren eindringen, und zwar selbst dann, wenn sie
nicht auf Temperaturen erwärmt werden, bei denen zu einer
thermischen Beeinträchtigung des farbgebenden Mittels kommt.
Beispiele für derartige Öle, Fette und/oder Wachse sind be
kannte Materialien, wie Siliconöle, Mineralöle, flüssiges Pa
raffin, α-Olefin-Oligomere, Schmalz, Petroleumwachse, wie Pa
raffinwachs und mikrokristallines Wachs, Carnaubawachs, Can
delillawachs, Montanwachs, Bienenwachs, Japanwachs, syntheti
sches Japanwachs, Rizinuswachs und Stearinsäure. Selbstver
ständlich können diese Produkte allein oder in Kombination
miteinander eingesetzt werden.
Zur Herstellung von Minen, die mit einem Radiergummi ebenso
leicht wie gebrannte schwarze Bleistiftminen radiert werden
können, sollten Öle, Fette und/oder Wachse ausgewählt werden,
die bei üblichen Temperaturen flüssig sind.
Beispiele für Bindemittel, die sich für die erfindungsgemäßen
Farbstiftminen eignen, sind synthetische und natürliche Mate
rialien, z. B. Cellulosederivate, wie Carboxymethylcellulose,
Methylcellulose, Ethylcellulose, Hydroxyethylcellulose, Hy
droxypropylcellulose, Celluloseacetat und Cellulosenitrat,
Polyvinylalkohol, Polyvinylbutyral, Polymethylmethacrylat,
Tragacanthgummi, Gummi arabicum, Cyamoposegummi, Dammargummi
und Johannisbrotkernmehl. Diese Produkte können allein oder
in Kombination untereinander verwendet werden. Im Hinblick
auf die Trocknungszeit werden wasserlösliche Harze und
thermoplastische Harze, die in niedrigsiedenden Lösungsmit
teln löslich sind oder quellen, bevorzugt. Unter derartigen
Harzen werden im Hinblick auf Schreibverhalten und Festigkeit
Harze mit hoher Biegefestigkeit und Steifigkeit bevorzugt.
Beim Mischen und Kneten der Wasser/Öl abstoßenden Substanz,
des Füllstoffs, des farbgebenden Mittels und des Bindemittels
können ggf. ein Lösungsmittel und/oder Weichmacher zugesetzt
werden. Sofern ein Lösungsmittel und/oder Weichmacher einge
setzt werden und beim Knetvorgang zugegen sind, wird die Vis
kosität verringert, was ein gleichmäßiges Verkneten des Bin
demittels ermöglicht. Da dieses Lösungsmittel schließlich
durch Trocknen entfernt wird, wird aus Kostengründen und
Gründen der leichten und sicheren Handhabung insbesondere
Wasser als Lösungsmittel eingesetzt. Somit wird als Bindemit
tel insbesondere ein wasserlösliches Harz eingesetzt, jedoch
können auch niedrigsiedende Lösungsmittel, wie Ketone, nie
dere Alkohole und Ester, Verwendung finden.
Beim Weichmacher für das Bindemittelharz handelt es sich um
einen Weichmacher, der mit dem thermoplastischen Harz ver
träglich ist. Beispiele für entsprechende Weichmacher sind
Phosphorsäureester, wie Tributylphosphat und Tricresylphos
phat, Phthalsäureester, wie Dimethylphthalat und Dibu
tylphthalat, Ester von aliphatischen Säuren, wie Butyloleat
und Dibutyladipat, und zweiwertige Alkoholester, wie Diethy
lenglykoldibenzoat.
Beispiele für farbgebende Mittel, die im Gemisch eingesetzt
werden können, sind beliebige bekannte farbgebende Mittel,
z. B. organische und anorganische Pigmente.
In bezug auf den Füllstoff gibt es keine speziellen Beschrän
kungen. Als Füllstoffe kommen beliebige bekannte Füllstoffe,
wie Talkum, Kaolin und Calciumcarbonat, in Frage.
Ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen unge
brannten Farbstiftminen umfaßt das Verkneten einer Mischung,
die zumindest eine Substanz mit abstoßender Wirkung auf Was
ser/Öl, ein Bindemittel, ein farbgebendes Mittel und einen
Füllstoff, aber keine Öle, Fette und/oder Wachse enthält,
vorzugsweise zusammen mit einem Lösungsmittel und/oder einem
Weichmacher, das Extrudieren des verkneteten Materials, das
Trocknen der extrudierten Formkörper zur Entfernung von Lö
sungsmittel und/oder Weichmacher unter Bildung von offenen
Poren, was auf die geringere Benetzbarkeit der Wasser/Öl ab
stoßenden Substanz zurückzuführen ist, und das anschließende
Imprägnieren der porösen Formkörper mit Öl, Fett und/oder
Wachs.
Erfindungsgemäß werden im Gegensatz zum herkömmlichen Her
stellungsverfahren von ungebrannten Farbstiftminen in der er
sten Stufe der Füllstoff, das farbgebende Mittel, das Binde
mittel und dergl. nicht mit Öl, Fett und/oder Wachs verkne
tet. Dies hat den Vorteil, daß es selbst dann, wenn die
Trocknungsstufe bei einer Temperatur durchgeführt wird, die
über dem Siedepunkt des Lösungsmittel liegt, nicht zum Aus
bluten von Öl, Fett und/oder Wachs kommt. Dadurch kann die
Trocknungszeit im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren er
heblich verkürzt werden. Demzufolge ist es notwendig, ein
farbgebendes Mittel auszuwählen, das bei einer Temperatur
dieser Höhe keine thermische Beeinträchtigung erleidet und
eine hervorragende Lichtechtheit besitzt.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird in der ersten Stufe
keine Verknetung des Materials mit Öl, Fett und/oder Wachs
vorgenommen. Dafür wird eine Wasser/Öl abweisende Substanz
zugesetzt. Nach der Trocknungsstufe werden die gebildeten of
fenen Poren mit Öl, Fett und/oder Wachs imprägniert. Durch
die erfindungsgemäße Vorgehensweise werden folgende Vorteile
erzielt:
(1) Die Substanz mit hervorragender abstoßender Wirkung auf
Öl und Wasser besitzt einen großen Kontaktwinkel gegenüber
dem als Bindemittel verwendeten organischen polymeren Mate
rial, dem Lösungsmittel, wie Wasser, und dem Weichmacher, so
daß die Wasser/Öl abstoßende Substanz schwierig zu benetzen
ist. Daher kommt es in den Formkörpern, die durch Verkneten
der Wasser/Öl abstoßenden Substanz mit der Mischung mit einem
Gehalt an Füllstoff, farbgebendem Mittel, Bindemittel und
dergl. sowie mit dem Lösungsmittel und/oder dem Weichmacher,
Extrudieren des Gemisches und anschließendes Trocknen der
extrudierten Formkörper zur Entfernung von Lösungsmittel
und/oder Weichmacher erhalten worden sind, dazu, daß Füll
stoff und farbgebendes Mittel unter Einwirkung des Bindemit
tels aneinander haften, während die Wasser/Öl abstoßende Sub
stanz das Bindemittel nicht benetzt, was dazu führt, daß in
diesem Bereich offene Poren gebildet werden, wodurch man un
gebrannte poröse Farbstiftminen erhält.
Die offenen Poren ermöglichen es, daß die ungebrannten po
rösen Farbstiftminen beim Zeichenvorgang abgerieben werden,
obgleich die Minen eine hohe mechanische Festigkeit besitzen.
Ferner stehen die offenen Poren ständig in Verbindung mit dem
Mittelbereich der Minen, was auf die Dispersion der Wasser/Öl
abstoßenden Substanz zurückzuführen ist. Somit können die po
rösen Minen mit dem Öl, Fett und/oder Wachs imprägniert wer
den. Aufgrund der Imprägnierung mit Öl, Fett und/oder Wachs
kommt es zu einem stärkeren Abrieb der Minen, was ein glattes
Schreibverhalten und ein hervorragendes Färbevermögen be
wirkt.
(2) Wird das Wachs oder dergl. mit dem Gemisch mit einem Ge
halt an Füllstoff, farbgebendem Mittel, Bindemittel und
dergl. wie beim herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von
ungebrannten Farbstiftminen verknetet, so wird die Haftung
des Füllstoffs und des farbgebenden Mittels unter Einwirkung
des Bindemittels partiell durch das Wachs oder dergl. behin
dert, was es möglich macht, daß die Mine beim Zeichenvorgang
abgerieben wird, wobei aber gleichzeitig eine erhebliche Be
einträchtigung der Festigkeit hervorgerufen wird.
Erfindungsgemäß wird jedoch die zuzumischende, Wasser/Öl ab
stoßende Substanz in einer geringen Menge eingesetzt, so daß
die Festigkeit dadurch nur geringfügig beeinträchtigt wird.
Da ferner Fett, Öl und/oder Wachs durch Imprägnierung nach
der Bildung der Grundstruktur der Farbstiftminen zugeführt
werden, bewirkt die Wasser/Öl abstoßende Substanz keine
Beeinträchtigung der Festigkeit, sondern bewirkt nur die beim
Zeichenvorgang zur Geltung kommenden Abriebeigenschaften.
Erfindungsgemäß werden die offenen Poren der Minen mit Öl,
Fett und/oder Wachs gefüllt, was eine zusätzliche Steigerung
der Festigkeit bewirkt.
Somit lassen sich erfindungsgemäß Farbstiftminen erhalten,
die herkömmlichen Farbstiftminen in bezug auf physikalische
Eigenschaften, wie Biegefestigkeit und Festigkeit der Spit
zen, überlegen sind.
(3) Es lassen sich aus einem Typ von ungebrannten porösen
Farbstiftminen bei selektiver Verwendung von Öl, Fett
und/oder Wachs zum Imprägnieren verschiedene Typen von Farb
stiftminen mit unterschiedlichen Eigenschaften in bezug auf
Färbevermögen, Gleiteigenschaften, Radierbarkeit, Festigkeit,
Härte und dergl. erhalten.
Dies bedeutet, daß bei Durchführung der Imprägnierung mit Öl,
Fett und/oder Wachs, die bei üblichen Temperaturen fest sind
und eine hohe Klebrigkeit gegenüber Papier besitzen, herkömm
liche ungebrannte Farbstiftminen erhalten werden, bei denen
ein Radiervorgang mit einem Radiergummi nicht durchgeführt
werden kann. Wird die Imprägnierung mit bei üblichen Tempera
turen flüssigem Öl, Fett und/oder Wachs, die gegenüber Papier
eine geringe Klebrigkeit besitzen, durchgeführt, so lassen
sich ungebrannte Farbstiftminen erhalten, die mit einem Ra
diergummi radiert werden können.
(4) Da die Trocknungsstufe bei Formkörpern, in denen Wachs
oder dergl. noch nicht enthalten ist, durchgeführt wird, ist
es nicht erforderlich, auf ein Ausbluten aufgrund des Schmel
zens von Wachs oder dergl. zu achten. Die Trocknungstempera
tur läßt sich bis zu einer Obergrenze, bei der es noch nicht
zu einer thermischen Beeinträchtigung des farbgebenden Mit
tels kommt, anheben, wodurch sich die Trocknung in kürzerer
Zeit durchführen läßt. Diese erhebliche Zeiteinsparung bei
der Trocknungsstufe führt zu einer Senkung der Herstellungs
kosten.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Beispielen näher
erläutert. Diese Beispiele sollen keine Beschränkung des
Schutzumfangs der Erfindung beinhalten.
Carboxymethylcellulose | |
6 Gew.-% | |
Talkum | 69 Gew.-% |
Lackrot-Pigment (Lake red pigment) | 20 Gew.-% |
Graphitfluorid | 5 Gew.-% |
Die vorerwähnte Masse wird mit einer gleichen Menge an Wasser
versetzt, sodann vermischt und in einer Knetvorrichtung
dispergiert. Anschließend wird der Wassergehalt unter Kneten
mit einem Zweiwalzenstuhl eingestellt. Das verknetete Mate
rial wird pelletisiert und durch einen einachsigen Schnecken
extruder extrudiert. Sodann werden die extrudierten Formkör
per zur Entfernung von Wasser 3 Stunden bei 120°C getrocknet.
Man erhält ungebrannte rote poröse Farbstiftminen mit einem
Durchmesser von 3,0 mm. Diese porösen Minen werden sodann bei
120°C mit synthetischem Japanwachs imprägniert. Man erhält
ungebrannte rote Farbstiftminen mit einem Durchmesser von 3,0
mm. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.
Carboxymethylcellulose | |
6 Gew.-% | |
Talkum | 69 Gew.-% |
Lackrot-Pigment | 20 Gew.-% |
PTFE-Pulver | 5 Gew.-% |
Die vorstehend erwähnte Masse wird mit einer gleichen Menge
an Wasser versetzt, sodann vermischt und in einer Knetvor
richtung dispergiert. Anschließend wird der Wassergehalt un
ter Verkneten mit einem Zweiwalzenstuhl eingestellt. Das ver
knetete Material wird pelletisiert und durch einen einachsi
gen Schneckenextruder extrudiert. Sodann werden die extru
dierten Formkörper zur Entfernung von Wasser 3 Stunden bei
120°C getrocknet. Man erhält ungebrannte poröse rote Farb
stiftminen mit einem Durchmesser von 3,0 mm. Diese porösen
Minen werden sodann bei 120°C mit synthetischem Japanwachs
imprägniert. Man erhält ungebrannte rote Farbstiftminen mit
einem Durchmesser von 3,0 mm. Die Ergebnisse sind in Tabelle
I zusammengestellt.
Carboxymethylcellulose | |
6 Gew.-% | |
Talkum | 74 Gew.-% |
Lackrot-Pigment | 20 Gew.-% |
Die vorerwähnte Masse wird mit einer gleichen Menge an Wasser
versetzt, sodann vermischt und in einer Knetvorrichtung
dispergiert. Anschließend wird der Wassergehalt unter Verwen
dung eines Zweiwalzenstuhls eingestellt. Das verknetete Mate
rial wird pelletisiert und durch einen einachsigen Schnecken
extruder extrudiert. Sodann werden die extrudierten Formkör
per zur Entfernung von Wasser 3 Stunden bei 120°C getrocknet.
Man erhält ungebrannte rote poröse Farbstiftminen mit einem
Durchmesser von 3,0 mm. Diese porösen Minen werden bei 120°C
mit synthetischem Japanwachs imprägniert. Man erhält unge
brannte rote Farbstiftminen mit einem Durchmesser von 3,0 mm.
Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.
Carboxymethylcellulose | |
6 Gew.-% | |
Talkum | 59 Gew.-% |
Lackrot-Pigment | 15 Gew.-% |
synthetisches Japanwachs | 15 Gew.-% |
Graphitfluorid | 5 Gew.-% |
Die vorerwähnte Masse wird mit einer gleichen Menge an Was
ser versetzt, sodann vermischt und in einer Knetvorrichtung
dispergiert. Anschließend wird der Wassergehalt unter Verwen
dung eines Zweiwalzenstuhls eingestellt. Das verknetete Mate
rial wird pelletisiert und durch einen einachsigen Schnecken
extruder extrudiert. Sodann werden die Formkörper zur Entfer
nung von Wasser 60 Stunden bei 50°C getrocknet. Man erhält
ungebrannte rote Farbstiftminen mit einem Durchmesser von 3,0
mm. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.
Carboxymethylcellulose | |
7 Gew.-% | |
Talkum | 58 Gew.-% |
Lackrot-Pigment | 15 Gew.-% |
synthetisches Japanwachs | 20 Gew.-% |
Die vorerwähnte Masse wird mit einer gleichen Menge an Wasser
versetzt, sodann vermischt und in einer Knetvorrichtung
dispergiert. Anschließend wird der Wassergehalt unter Verwen
dung eines Zweiwalzenstuhls eingestellt. Das verknetete Mate
rial wird pelletisiert und durch einen einachsigen Schnecken
extruder extrudiert. Sodann werden die extrudierten Formkör
per zur Entfernung von Wasser 60 Stunden bei 50°C getrocknet.
Man erhält ungebrannte rote Farbstiftminen mit einem Durch
messer von 3,0 mm. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zu
sammengestellt.
Celluloseacetat | |
40 Gew.-% | |
Talkum | 35 Gew.-% |
Lackorange-Pigment (Lake orange pigment) | 20 Gew.-% |
Graphitfluorid | 5 Gew.-% |
Die vorerwähnte Masse wird mit einer gleichen Menge an Me
thylethylketon versetzt, sodann vermischt und in einer Knet
vorrichtung dispergiert. Anschließend wird der Lösungsmittelgehalt
unter Verwendung eines Zweiwalzenstuhls eingestellt. Das ver
knetete Material wird pelletisiert und durch einen einachsi
gen Schneckenextruder extrudiert. Sodann werden die extru
dierten Formkörper zur Entfernung des Lösungsmittels 1 Stunde
bei 120°C getrocknet. Man erhält ungebrannte orangefarbene
poröse Farbstiftminen mit einem Durchmesser von 0,570 mm.
Diese porösen Minen werden sodann bei 120°C mit Stearinsäure
imprägniert. Man erhält ungebrannte orangefarbene Farbstift
minen mit einem Durchmesser von 0,570 mm. Die Ergebnisse sind
in Tabelle I zusammengestellt.
Celluloseacetat | |
35 Gew.-% | |
Talkum | 30 Gew.-% |
Lackorange-Pigment | 15 Gew.-% |
Calciumstearat | 20 Gew.-% |
Die vorerwähnte Masse wird mit einer gleichen Menge an Me
thylethylketon versetzt, sodann vermischt und in einer Knet
vorrichtung dispergiert. Anschließend wird der Lösungs
mittelgehalt unter Verwendung eines Zweiwalzenstuhls einge
stellt. Das verknetete Material wird pelletisiert und durch
einen einachsigen Schneckenextruder extrudiert. Sodann werden
die extrudierten Formkörper zur Entfernung des Lösungsmittels
20 Stunden bei 50°C getrocknet. Man erhält ungebrannte
orangefarbene Farbstiftminen mit einem Durchmesser von 0,570
mm. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.
Die in Beispiel 1 erhaltenen ungebrannten porösen Farbstift
minen werden bei 120°C mit einem α-Olefin-Oligomer imprä
gniert. Man erhält ungebrannte rote Farbstiftminen mit einem
Durchmesser von 3,0 mm. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zu
sammengestellt.
Carboxymethylcellulose | |
6 Gew.-% | |
Talkum | 69 Gew.-% |
Lackrot-Pigment | 20 Gew.-% |
Bornitrid | 5 Gew.-% |
Die vorerwähnte Masse wird mit einer gleichen Menge an Wasser
versetzt, sodann vermischt und in einer Knetvorrichtung
dispergiert. Anschließend wird der Wassergehalt unter Verwen
dung eines Zweiwalzenstuhls eingestellt. Das verknetete Mate
rial wird pelletisiert und durch einen einachsigen Schnecken
extruder extrudiert. Sodann werden die extrudierten Formkör
per zur Entfernung von Wasser 3 Stunden bei 120°C getrocknet.
Man erhält ungebrannte rote poröse Farbstiftminen mit einem
Durchmesser von 3,0 mm. Diese porösen Minen werden sodann bei
120°C mit α-Olefin-Oligomer imprägniert. Man erhält unge
brannte rote Farbstiftminen mit einem Durchmesser von 3,0 mm.
Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.
Polyethylen | |
20 Gew.-% | |
Talkum | 20 Gew.-% |
Lackrot-Pigment | 15 Gew.-% |
Paraffinwachs | 35 Gew.-% |
Candelillawachs | 10 Gew.-% |
Die vorerwähnte Masse wird vermischt und in einer Knetvor
richtung dispergiert. Sodann erfolgt ein zusätzlicher Knet
vorgang unter Verwendung eines Zweiwalzenstuhls. Das erhal
tene Gemisch wird pelletisiert und durch einen einachsigen
Schneckenextruder extrudiert. Man erhält ungebrannte rote
Farbstiftminen mit einem Durchmesser von 3,0 mm. Die Ergeb
nisse sind in Tabelle I zusammengestellt.
Die ungebrannten porösen Farbstiftminen von Beispiel 3 werden
bei 120°C mit α-Olefin-Oligomer imprägniert. Man erhält un
gebrannte orangefarbene Farbstiftminen mit einem Durchmesser
von 0,570 mm. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammenge
stellt.
Tragacanthgummi | |
5 Gew.-% | |
Kaolinit-Ton | 45 Gew.-% |
Bronitrid | 50 Gew.-% |
Die vorerwähnte Masse wird mit einer gleichen Menge an Wasser
versetzt, sodann vermischt und in einer Knetvorrichtung di
spergiert. Anschließend wird der Wassergehalt unter Verwen
dung eines Zweiwalzenstuhls eingestellt. Das verknetete Mate
rial wird durch einen Extruder vom Kolbentyp extrudiert. So
dann werden die Formkörper zur Entfernung von Wasser 1 Stunde
bei 150°C getrocknet, in Argongas bis auf 1100°C erwärmt und
hierauf 1 Stunde bei 1100°C calciniert. Sodann werden sie
weitere 3 Stunden in einer Sauerstoffatmosphäre bei 700°C
calciniert. Man erhält gebrannte weiße poröse Farbstiftminen
mit einem Durchmesser von 0,570 mm. Diese porösen Minen wer
den sodann mit einer nicht-flüchtigen, öligen, orangefarbenen
Färbetinte imprägniert. Man erhält gebrannte orangefarbene
Farbstiftminen mit einem Durchmesser von 0,570 mm. Die Ergeb
nisse sind in Tabelle I zusammengestellt.
Die ungebrannten porösen Farbstiftminen von Beispiel 1 werden
bei 120°C mit Rizinuswachs imprägniert. Man erhält unge
brannte rote Farbstiftminen mit einem Durchmesser von 3,0 mm.
Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.
Claims (10)
1. Ungebrannte Farbstiftminen, erhalten durch Verkneten
einer Mischung mit einem Gehalt an mindestens einer Wasser/Öl
abstoßenden Substanz, einem Bindemittel, einem farbgebenden
Mittel und einem Füllstoff, Extrudieren des verkneteten Mate
rials, Trocknen der extrudierten Formkörper und anschlie
ßendes Imprägnieren der offenen Poren der Formkörper in der
Umgebung der Wasser/Öl abstoßenden Substanz mit einem Öl, ei
nem Fett und/oder einem Wachs.
2. Farbstiftminen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wasser/Öl abstoßende Substanz aus der Gruppe Graphit
fluorid, Kohlenstofffluorid, Fluorharz-Pulver, wie Poly
tetrafluorethylen (PTFE), Graphit und Bornitrid ausgewählt
ist.
3. Farbstiftminen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wasser/Öl abstoßende Substanz in einer Menge von 2
bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse, ent
halten ist.
4. Farbstiftminen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Bindemittel unter Cellulosederivaten, wie Carboxy
methylcellulose, Methylcellulose, Ethylcellulose,
Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Celluloseace
tat und Cellulosenitrat, Polyvinylalkohol, Polyvinylbutyral,
Polymethylmethacrylat, Tragacanthgummi, Gummi arabicum,
Cyamoposegummi, Dammargummi und Johannisbrotkernmehl ausge
wählt ist.
5. Farbstiftminen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Füllstoff unter Talkum, Ton, wie Kaolin, und Cal
ciumcarbonat ausgewählt ist.
6. Farbstiftminen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Öl, Fett und/oder Wachs aus der Gruppe Siliconöle,
Mineralöle, flüssiges Paraffin, α-Olefin-Oligomere, Schmalz,
Petroleumwachse, wie Paraffinwachs und mikrokristallines
Wachs, Carnaubawachs, Candelillawachs, Montanwachs, Bienen
wachs, Japanwachs, synthetisches Japanwachs, Rizinuswachs und
Stearinsäure ausgewählt ist.
7. Verfahren zur Herstellung von ungebrannten Farbstiftmi
nen, gekennzeichnet durch folgende Stufen: Verkneten einer
Mischung mit einem Gehalt an mindestens einer Wasser/Öl ab
stoßenden Substanz, einem Bindemittel, einem farbgebenden
Mittel und einem Füllstoff mit einem Lösungsmittel und/oder
Weichmacher, Extrudieren des verkneteten Materials, Trocknen
der extrudierten Formkörper zur Entfernung des Lösungsmittels
und/oder Weichmachers und unter Bildung von offenen Poren
aufgrund der geringeren Benetzbarkeit der Wasser/Öl abstoßen
den Substanz und anschließendes Imprägnieren der porösen
Formkörper mit einem Öl, Fett und/oder Wachs.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wasser/Öl abstoßende Substanz aus der Gruppe Graphitfluo
rid, Kohlenstofffluorid, Fluorharz-Pulver, wie Polytetraflour
ethylen (PTFE), Graphit und Bornitrid ausgewählt ist.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wasser/Öl abstoßende Substanz in einer Menge von 2 bis 20
Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse, zugemischt
wird.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
es sich bei dem Lösungsmittel und/oder Weichmacher um minde
stens eine Verbindung handelt, die das Bindemittel löst
oder es aufquellt und die aus der Gruppe Wasser, Keton, Alko
hol, niedrigsiedende Ester, Phosphorsäureester, Phthalsäure
ester, Ester von aliphatischen Säuren und zweiwertige Alko
holester ausgewählt ist.
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Date | Code | Title | Description |
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Representative=s name: TAUCHNER, P., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. HEUNEMANN, D |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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