DE1519156C - Verfahren zur Herstellung von keramikfreien Graphitschreibrmnen - Google Patents

Description

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Für die Erfindung ist die Wahl des geeigneten unter Kohlenoxydatmosphäre innerhalb 15 Stunden

Graphitpulvers von wesentlicher Bedeutung. Dabei bis auf 1300° C aufgeheizt. Nach dem Erkalten sind

hat sich die Kennzeichnung der Art des Graphit- sie nach einer eventuellen Präparierung gebrauchs-

pulvers durch das spezifische Gewicht als sehr vor- fähig. ■,",'

teilhaft erwiesen, da dieses spezifische Gewicht eine 5 n.j._ni., ₉

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Kennzeichnung der Harte des Graphitstiftes ermöglicht. Voraussetzung hierfür ist, daß das spezifische Es wird die Herstellung einer relativ weichen Gewicht am aschefreien Graphit, also nach einer Mine beschrieben. Als Graphitpulver gelangt ein chemischen Vorbehandlung bestimmt wird, um Ver- Gemisch aus 44 Gewichts-Teilen fein gemahlenem fälschungen durch Aschebestandteile auszuschließen. io Flinzgraphit der Körnung kleiner als 10 μ und von Dies bedeutet jedoch nicht, daß nur aschefreie 45 Gewichts-Teilen mikrokristallinem Graphit mit Graphite verwendet werden können. Im Gegenteil einem spezifischen Gewicht von 2,21 g/cm³ und einer spielen Asche und Verunreinigungen bis zu etwa Körnung kleiner als 5 μ zur Anwendung. Als Binde-10 Gewichtsprozent keine Rolle. mittel wird ein Steinkohlen-Teerpech mit einem

Völlig abweichend von der bisherigen Praxis der 15 Erweichungspunkt von 8O⁰C in einer Menge von Graphitminen-Erzeugung kann Elektrographitpulver 33 Gewichts-Teilen verwendet. Die Mischung erfolgt mit einem maximalen Anteil bis zu etwa 80 Ge- bei 150° C, die Verformung um 100° C. Die thermiwichtsprozent bei den kohlenstoffgebundenen Gra- sehe Behandlung erfolgt bei 700° C in Stickstoffphitminen vorteilhaft angewendet werden. Dieser Atmosphäre.
Elektrographitpulver-Anteil ermöglicht nämlich die 20 Beispiel 3
Einarbeitung einer größeren Menge von Kohlenstoffverbindungen als Bindemittel. Ein größerer Anteil an Eine Mischung von 60 Gewichts-Teilen mikro-Bindekohlenstoff wiederum erhöht die Härte und kristallinen Naturgraphites mit einem spezifischen die Festigkeit der Mine. Gewicht von 2,21 g/cm³ und 40 Gewichts-Teilen

Es konnte festgestellt werden, daß mikrokristalli- 25 eines Elektrographitpulvers mit einem spezifischen ner Naturgraphit mit einem spezifischen Gewicht Gewicht von 2,20 g/cm³ wird bereitet. Die Pulverunter 2,24, vorzugsweise weniger als 2,21 g/cm³ bei komponenten werden mit 15 Gewichts-Teilen sehr großer Farbtiefe eine große Härte ergibt im Phenol-Formaldehyd-Resol mit einer Viskosität von Gegensatz zu den Flinzgraphiten. Der mikrokristal- 750 cp kalt gemischt und kalt im Strang verpreßt, line Naturgraphit verbindet somit die Möglichkeit 30 Die Körper werden folgendem Härtungsschema zur Einstellung unterschiedlicher Härte mit den unterworfen: Aufheizung bis auf 150° C mit einem anwendungstechnischen Vorteilen im Schriftbild, da Temperaturgradienten von 10⁰C je Stunde, dann er außerdem nicht glänzt oder spiegelt. Man erhält Brennen bis 450° C unter Schutzgas-Atmosphäre, deshalb qualitativ besonders gute Graphitschreib- Die so hergestellten Minen können mit dem Bindeminen, wenn die Mischung mindestens 30 Ge- 35 mittel nachimprägniert werden und nehmen dabei wichtsprozent in Form mikrokristalliner Natur- etwa 5 Gewichtsprozent von diesem auf. Für härtere graphite mit einem spezifischen Gewicht von weniger Qualitäten wird das Imprägnierharz nur ausgehärtet, als 2,24g/cm³ enthält. Für weichere Qualitäten wird das Imprägniermittel

Zum besseren Verständnis der Erfindung seien in gleicher Weise wie das Bindeharz gebrannt,
nachstehend einige Beispiele angeführt: 40

Beispiel 1 M_{3n ver}fährt entsprechend dem Beispiel 3 unter Es wird eine harte Mine nach folgendem Rezept Verwendung von 100% bergmännisch gewonnenem erzeugt: 95 Gewichts-Teile mikrokristalliner Natur- Graphit mit einem spezifischen Gewicht von graphit mit einer durchschnittlichen Korngröße von 45 2,21 g/cm³ im Gemisch mit 15 Gewichts-Teilen weniger als 4 μ werden mit 5 Gewichts-Teilen Phenol-Formaldehyd-Resol mit einer Viskosität von Anthrazen-Ruß innig vermischt und auf 150° C 750 cp, kalt gemischt und kalt im Strang verpreßt, aufgeheizt. Dann werden 30 Gewichts-Teile eines ^ . . . _ς
Gemisches aus Teer und Steinkohlen-Teerpech mit J3 e 1 s ρ 1 e 1 ■>
einem Erweichungspunkt von 40⁰C in die heiße 50 Man verfährt wiederum entsprechend dem BeiMischmaschine gegeben, und die Mischung wird spiel 3 mit einer Mischung aus 60 Gewichts-Teilen 30 Minuten bei 100⁰C innig vermischt. Diese mikrokristallinen Naturgraphites mit einem spezifi-Mischung wird warm im Strangpreßverfahren zu sehen Gewicht von 2,21 g/cm³ und 40 Gewichtseinzelnen Minen verpreßt, wobei eine durch die Teilen eines Elektrographitpulvers mit einem spezifinachfolgende Temperaturbehandlung eintretende 55 sehen Gewicht von 2,20 g/cm³. Dieser Graphit wird Schrumpfung im Durchmesser von 10 °/o berück- mit 15 Gewichts-Teilen Furan-Kondensationsproduksichtigt werden muß. Die an der Luft erkalteten ten bei Raumtemperatur gemischt und im Strang Minen werden auf entsprechenden Graphitunterlagen verpreßt.

Claims (2)

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Dieser Erfindung liegt die Tatsache zugrunde, daß

Patentansprüche: man allein mit Hilfe des Wasserstoffgehaltes in der

: ■;] ;■; , Kohlenstoffbindung den Härtegrad der aus einer

t 1. Verfahren zur Herstellung von keramik- Ausgangsmischung ^hergestellten Minen bei gleichfreien Graphitschreibminen durch Wärmebehand- 5 bleibender Festigkeit und Abriebfähigkeit einstellen lung einer Mischung aus Graphit und organischen kann. Durch die Wärmebehandlung in nichtoxydie-Bindemitteln, dadurch gekennzeichnet, render Atmosphäre oberhalb 400° C läßt sich der daß ausschließlich bergmännisch gewonnener Wasserstoffgehalt in der Kohlenstoffbindung und Graphit mit einem spezifischen Gewicht von damit die Härte vortrefflich regulieren,
mindestens 1,7 und höchstens 2,26 g/cm³, be- ίο Es wurde gefunden, daß Gemische mit organischen stimmt am aschefreien Graphit, gegebenenfalls Bindemitteln, wie härtbare Kunststoffe, etwa des in Mischung mit maximal 80 Gewichtsprozent ■ Phenolformaldehyd-Typs oder Kondensatiohspro-Elektrographitpulver,' mit' wärrhehärtbaren ⁽ dukte von Furan-Verbindungen nach der Wärme-Phenolformaldehyd- oder Furan-Kondensations- behandlung oberhalb 400° C härtere Minen ergeben, produkten oder Steinkohlenteerpech öder Stein- 15 während Gemische unter Verwendung von Kohlenkohlenteerpech und Teer oder Pechgemischen Wasserstoffen, z.B. Steinkohlenteerpechen, .· Teer vermischt, zu ,Minen verpreßt und in nicht- oder Pechgemischen, größere Festigkeit und Zähigoxydierender Atmosphäre auf eine' 'Temperatur keit ergeben. Es werden daher je nach Anforderunoberhalb 400° C erwärmt wird.· ■/ :.":;/. gen und gewünschter Temperaturbehandlung ent-

2. Verfahren zur Herstellung von keramik- 20 sprechende Mischungen verwendet, um dann allein freien Graphitschreibminen nach Anspruch 1, durch die Wahl der jeweiligen Temperatur der dadurch gekennzeichnet, daß Graphitmischungen Wärmebehandlung zu den erstrebten Härtegraden verwendet werden, die zu mindestens 30 Ge- der Minen zu. gelangen.

wichtsprozent in Form eines mikrokristallinen Es hat sich erwiesen, daß der Wasserstoffgehalt

Naturgraphits mit einem speziellen Gewicht von 25 der Kohlenstoffbindung ein gutes Maß für die Härte weniger als 2,24 g/cm³ vorliegen. der Mine ist. Harte Minen werden erhalten, wenn

die Kohlenstoffbindung maximal 0,5 °/o Wasserstoff

ι ■ ■ enthält. Wasserstoffgehalte über 0,5 % ergeben

weichere Minen. Dieser Wert stellt keine scharfe 30 Grenze dar, sondern soll lediglich anzeigen, bei

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her- ;\_; welcher Größenordnung etwa der Übergang zu stellung keramikfreier Graphitschreibminen in ver- weichen Minen liegt. Bei extrem harten Minen sinkt schiedenen Härtegraden unter Wärmeanwendung. der Wasserstoffgehalt auf 0,1 bis 0,05" Gewichts-

'■■ Das übliche. Herstellungsverfahren von Schreib- prozent. ; ·

bzw. Bleistiftminen beruht auf der Verwendung von 35 Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist darin zu Naturgraphiten, die mit keramischen Bindemitteln sehen, daß die angegebenen Wasserstoffgehalte vermischt, getrocknet und gebrannt werden. Die streng reproduzierbar zu Minen gleicher Qualität Einstellung des Härtegrades der Mine erfolgt durch führen. Schwierigkeiten beim. Brennen oder durch Veränderung des Anteils an keramischen Stoffen. Reaktionen zwischen den keramischen Komponen-Dabei kann dieser bis zu 80% der Mischung be- 40 ten, wie bei den bisherigen Minen, werden ausgetragen. Allerdings tragen die keramischen Stoffe schaltet, da beider Herstellung nur eine Abspaltung nicht zum Schriftbild bei. Es ist daher .Avünscfiensr,..· von Wasserstoff stattfindet. ,

wert, eine Graphitmine zu entwickeln, die^l ohne Ein bekanntes Verfahren zum Herstellen von

artfremde Bestandteile hergestellt ist. Es ist jedoch Schreibmassen aus färbenden Bestandteilen, Füllerforderlich, daß bei ausreichender Festigkeit, Gleit- 45 stoffen und härtbaren Kunstharzen als Bindemittel fähigkeit und sparsamem Abrieb die Härte dieser bedient sich einer "Wärmebehandlung zum ÜberMine einstellbar ist. Bisher war es nicht möglich, führen dieser wasserlöslichen Kunstharze in den diesem Wunsch nach einer weitergehend reinen unlöslichen Zustand, um auf diese Weise der Mine Kohlenstoffmine zu entsprechen, da die Forderungen die Feuchtigkeitsempfindlichkeit dieser Kunstharze V^;'an die Mine, nämlich;:gutes Schriftbild: und ^:Vürüer-^;5°. zu nehmen und die Mine damit wasserunempfindlich bare Härte bei ausreichender Festigkeit,; bei. kerajnik- =; zu machen. Die Wärmebehandlung erreicht allerdings freien Minen nicht erzielt werden konnten. . .·, |'₍,^v :;·,. nur mäßige Temperaturen, da andernfalls das Binde-Erfindungsgemäß_ soll nunmehr/ ein Verfahren' mittel, d.h. das Kunstharz durch Verbrennen verangegeben werden, däs""es" gestattet, eine keramik- ' lorengeheh würde. Aus diesen Gründen und weil die freie GrapMtschreibmine in jederzeit.ohne wej}ere§; 55 gebräuchlichen Buntminen nur.in einer Härte vorreproduzierbarer Weise in den verschiedenen Härte- liegen, spielt das Problem, verschiedene Härtegrade graden herzustellen. Diese Aufgabe wird erfindungs- der Minen aus einer Mischung zu erzeugen, bei gemäß dadurch gelöst, daß ausschließlich bergmän- diesem Verfahren keine Rolle. Die Erfindung macht nisch gewonnener Graphit mit einem spezifischen die Einstellung der Härtegrade von Minen auch Gewicht von mindestens 1,7 und höchstens 60 unabhängig von der Zusammensetzung des Minen-2,26 g/cm³, bestimmt am aschefreien Graphit, gemisches, beispielsweise von dem jeweiligen Zusatz gegebenenfalls in Mischung mit maximal 80% an Ton, und sie behebt damit zugleich die grund-Elektrographitpulver, mit wärmehärtbaren Phenol- legende Schwierigkeit der Härteeinstellung bei allen formaldehyd- oder Furan-Kondensationsprodukten keramischen Schreibminen, die darin besteht, daß oder Steinkohlenteerpech oder Steinkohlenteerpech 65 der keramische Zusatz, nämlich Ton, als Natur- und Teer oder Pechgemischen vermischt, zu Minen produkt vielfältigen Schwankungen seiner Zusamverpreßt und in nichtoxydierender Atmosphäre auf mensetzung unterliegt, so daß die Härte einer Mine eine Temperatur von oberhalb 400° C erwärmt wird. nicht exakt vorausbestimmt werden kann.