DE746988C

DE746988C - Verfahren zur Herstellung von gebrannten Schreibkoerpern, z.B. von Bleistiftminen, Griffeln oder Kreiden

Info

Publication number: DE746988C
Application number: DEB188400D
Authority: DE
Inventors: Dr Raimund Berger
Original assignee: RAIMUND BERGER DR
Current assignee: RAIMUND BERGER DR
Priority date: 1939-08-18
Filing date: 1939-08-18
Publication date: 1945-01-09

Description

Verfahren zur Herstellung von gebrannten Schreibkörpern, z. B. von Bleistiftminen, Griffeln oder Kreiden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gebrannten Schreibkörpern, z. B. Bleistiftminen, Griffeln oder Kreiden, und bezweckt, die Farbkraft und Lichtabsorption dieser Schreibminen zu verbessern.
Es ist bekannt, zu dieseln Zweck in die geformte und gegebenenfalls gebrannte Mine fettlösliche Farbkörper oder auch ultraviolett absorbierende Stoffe durch Imprägnieren einzuführen. Durch die Beimischung der in Ultraviolett absorbierenden Stoffe wird höchstens eine Verbesserung im durchfallenden Licht bei bestimmten Kopierverfahren hervorgerufen. Dieser Effekt wird aber dadurch beeinträchtigt, daß der größere Teil der wirksamen Teilchen sich.- im Innern der Minenmasse befindet, während die Beeinträchtigung der Decldcraft von Bleistiftabstrichen hauptsächlich auf der Reflexion an den glatten Flächen der auf dem Papier liegenden Teilchen der Minenmasse beruht. Die Beimischung von fettlöslichen Farbstoffen zur Minenmasse führt ebenfalls nicht zu einer genügend weitgehenden Verstärkung der Farbkraft und Lichtabsorption, weil die zugesetzten Farbstoffe transparent sind und nur einen Teil des Lichtes je nach ihrer Farbe zurückhalten, den anderen Teil aber durchlassen.
Ferner sind Verfahren bekannt, die zur Verbesserung der Schreibfähigkeit von Graphitminen besonders behandelten Graphit verwenden, beispielsweise wird der Graphit durch weitgehende Mahlung verfeinert oder auf mechanischem Wege durch besondere Mit- @eg, insbesonlere Tannin. entflockt. Auch wurde die Verwendung von auf chemischem Wege durch Oxydation in kolloidalen Zustand übergeführtem Graphit für Schreibminen beschrieben.
Zu eineng anderen Zweck ist es auch bekannt, wasserlösliche Farbstoffe der Mine zuzusetzen. Die Mine steilt eine Kombination einer Bleimine mit eileer Kopiermine dar, flenn der normale Abstrich kann wie ein Bleistiftstrich radiert werden: wird er aber befeuchtet, so bleibt die Farbe infolge des zugesetzten Farbstoffes, fier in das Papier eindringt. besteben. Eine wesentliche Erhöhung der Lichtabsorption wirf mit derartigen Schreibstiften nicht erreicht, da die Graphittellcllen engen starken Oberflächenglanz zeigen.
Bei allen diesen Verfahren wird jedoch als Zusatzstoff oder Imprägniermittel ein Körper verwendet, der bereits die gewünschten färbenden oder lichtabsorbiei-enden Eigenschafteil besitzt und auch schon bei seiner Einführung in dein mechanischen Verteiltngszustand vorliegt, den er in der fertigen Mine aufweist.
Fei einem anderen bekatinten Verfahren werden der Mineinmasse kohlenstoffhaltige Substanzen, wie Sägenehl, beigemischt. Beim Brennen sollen diese Füllstoffe verkohlen. und die Mlins Soli einen schwarzen Abstrich ergeben. Die festen Füllstoffe lassen sich jedoch nicht völlig honogen mit der Milnenlmasse vermischen. So darß die Erzeugnisse eine ziemlich grohe Struktur aufweisen und die mechanische Festigkeit beeinträchitigt ist.
Die Grfindung geht von felg Überleguing aus, daß die optisch wirksamen ZuSatzstoffe dar vor allein auf den inneren Oberflächen der Poren und Kapillaren in der Mine verteilt sein miissen, damit der Oberflächenglanz der auf dein Papier haftenden Minenteilchen beseitigt wird und das durchdringende Licht nicht reflektiert, sondern absorbiert wird. Denn heidi Bleistiftaufstrich werden die Röhrensysteme der Mlinen aufgebrochen und die innere Oberfläche tritt nach außen, während das Innere dlei Wandungen zwischen den Poren und Kapillaren optisch nicht in Erscheilnillg tritt.

Gemaß der Erfindung werden die gebrannten porösen Schireihlkörper finit anorganischen bzw. organischen Verbindungen imprägniert. und zwar finden als Imprägniermittel solche Verbindungen Verwendung, die sich während einer anschließenden Wärmebehandlung gegebenenfalls unter Ausschluß voll Luft in rheinisch andere Stoffe hoher Lichtabsorptioin umwandeln. Die Ahlagerung der Unsetzungsprodukte erfolgt dabei rin Entstehungszustand innerhalb der in der Mine vorhandenen fein-Sten Hohlräume und Kapillaren. Der optisch

wirksame Stoff konlint also in der fe instmö@;_

l:chen Verteilun-sforni und in größter Gleich-

inül,ligl:eit zur Abscheidung, wodurch der

optische Wirkungswert erheblich gesteigert

wird. Gegegebenenfalls können die -Minen

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@ellläla der Erfindung noch einer lachträ n-

kun- mit Fett oder Wachs in all :ich bekann._

ter Weise unterzogen werden.

hs ist bekannt. darß eine hochwer@@ge slei Stiftmine neben dein inotwenrligen Bindemittel Ton überwiegend kristallinen Graphit enthalten muß. welcher der Mine nicht nur ausgezeichnete Glätte, sondern auch andere günstige Eigenschaften für Fabrikation und Schreibzwecke erteilt. Trotzrlem Steht der kristalline Graphit, optisch betrachtet, infolge Seins s metallischen Glanzes weit Hinter anderen schwarzen Farbstoffen zurück und erteilt auch dein Aufstrich der Bleimine eine nmelhr oder weniger unscheinbare graue Farbe. Verwendet ina,in dagegen amorphe Graphite oder gar hochdisperse amorphe Graphite (Ruß), so steigen Ratulheit und andere die Minenqualität störende Eigenschaften finit zunehmender Menge so rasch, daß man sich im allgemeinen mit einem Zusatz weniger Prozente amorpher oder hochdisperser amorpher Graphite begnügt, um den stärksten Glanz abzuschwächen. Durch Vermischen von Graphiten verschiedener Kristallisationsgrade und verschiedener Dispersion ist es bisher flicht gelungen. diesen Mangel zu beheben. Immer steht an der einen Seite der Reihe der ideal. aller grauglänzend schreibende Bleistift, auf der anderen Seite der raune und auch finit anderen Schreibmängeln behaftete, aber schwarz Schreibende Rußstift.

Der Zweck der Erfindung ist, u. a. eine Bleimine herzustellen, die die vorteilhaften Eigenschatten Glätte und elastische Festigkeit der kristallinen Graphite mit der vorteilhaften Eigenschaft der Schwärze des Rußes verbinriet. dagegen aber die nachteiligen Eigenschaften beider Komponenten. die Raubeit und Grauheft, ausschließt.
Beides wird nun erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß hochdisperse amorphe Graphite auf chemischem Wege auf der inneren Ol>erfläche bzw. in den inneren Hohlräumen der fertiggeformten und gebrannten kristallinen Graphit enthaltenden Illeiinine gebildet «erden. Durch eine derartige Verteilung hoch-Z, amorpher Graphite wird die Glätte einer kristallinen Graphit enthaltenden Mine nicht oder nur sehr wenig gestört.
Die Vorteile der neuartigen Einlagerung der optisch wirksamen Bestandteile in der flirre neigen sich bei allen Ver«-endtingszwecl:en, -denn soweit es sich uni Bleis tiftininen handelt, geben diese einen schwärzeren und matteren Aufstrich, ohne daß die Gleitfähigkeit der üblichen graues und glänzenden Graphitminen verlorengegangen ist. Besonders vorteilhaft ist die Schwärze und Mattheit des Abstriches bei Verwendung unter künstlicher Beleuchtung, weil kein störender Glanz auftritt. Wereitere Vorteile werden bei der Verwendung für Lichtpausstifte erzielt. Die hiermit erhaltenen Pausen sind erheblich schärfer.
Die Umwandlung der inneren Minenflächen und Hervorrufung der optisch wirksamen Bestandteile kann in verschiedener Weise erfolgen. Beispielsweise wird die Mine nach dem Brennen mit einem orgänischen Stoff oder Stoffgemisch imprägniert, das heim Erhitzen im Mineninnern amorphen Graphit oder Ruß in feinster Verteilung hinterläßt. Zweckmäßig wird beim Erhitzen Luft ausgeschlossen, um ein Verbrennen zu vermeiden. Als derartige Zusatzstoffe kommen verschiedene organische. Verbindungen in Betracht. An erster Stelle sind Kohlehydrate, wie Zucker oder Stärke, zu nennen. , Neben Rohrzucker kommen z. B. Mannose, Glukose, Fruktose, ferner auch Zellulose und Spalt- oder Abbauprodukte von letzterer bzw. von Stärke in Betracht. In einzelnen Fällen kann es zwveckmäßig sein, Reduktions-, Oxydations- und Substitutionsprodukteder Kohlehydrate, wie Hexite, Hexonsäure, Acetoglukose oder Brenztraubensäure, zu benutzen. Auch Sali--zvlsäure kann benutzt werden.
Eine andere Möglichkeit zur Erzeugung von amorphem Graphit besteht in der an sich bekannten Umwandlung kristalliner Graphitsubstanz durch Oxydationsmittel über das mutmaßliche Zwischenprodukt des Graphitoxyds. Diese chemische .Umsetzung wird jedoch beim Verfahren gemäß der Erfindung innerhalb der Mine vorgenommen, während bei der bekannten Herstellung. für sich in den amorphen oder kolloidalen Zustand übergeführter Graphit zugegeben wurde. Schließlich können zwei oder mehr Stoffe in die gebrannte Mine durch Imprägnieren eingebracht werden, die, bei Erhitzung im Innern der Mine unter Abscheidung amorphen hochdispersen Graphits reagieren. Hierfür kommen z. B. Anbeitsweisen in Betracht, bei denen die Mine zuerst mit einer wäßrigen Lösung von Weinsäure, Oxalsäure o. dgl. und nach dem Trocknen mit Kohlenwasserstoffen, Estern, wie Paraffin, Fetten oder Wachsen, andererseits in geschmolzenem oder gelöstem Zustand imprägniert werden. Beim Erhitzen wirken dann z. B. Paraffin und Weinsäure gegenseitig unter Abscheidung amorphen Kohlenstoffes aufeinander ein.
Im vorstehenden ist das Verfahren nach der Erfindung in erster Linie in bezug auf die Erzeugung von amorphem Graphit in Graphitminen oder sogenannten Bleistiftminen erläutert worden. Die verschiedenen Ausführungsfornen sind jedoch grundsätzlich auch auf andere gebrannte und poröse Schreibminen anwendbar. Beispielsweise können gebrannte, weiße Schieferminen mit Zucker imprägniert werden, der dann in amorphen Graphit übergeführt wird. Man erreicht dadurch eine Schwärzung, die ausreicht, um mit der Schiefermine auf weißem Papier schreiben zu können und von dem Abstrichmittel Lichtpausen anzufertigen, was mit einem gewöhnlichen Schiefergriffel nicht durchführbar ist. Die erreichte Absorptionsfähigkeit für Lichtpausen ist, wie ein Versuch gezeigt hat, größer als die einer Schiefermine, welche mit einem Fettgemishl unter Zusatz von Sudanfarbstoffen imprägniert war.
Ferner ist der grundsätzliche Erfindungsgedanke nicht auf die Erzeugung von amörphem Graphit in dem Mineninnern beschränkt, wenn hierin auch das bevorzugte Anwendungsgebiet zu erblicken ist. Auch andere Elemente von höherer Lichtabsorption als Graphit können durch entsprechende Umsetzungen in der gebrannten porösen Mine -zur Abscheidung gebracht werden. Beispielsweise kann der gebrannte Körper mit ammoniakalischer Silbernitratlösung getränkt werden, aus der Silber mittels .Seignettesalz oder ähnlichen Reduktionsmitteln niedergeschlagen wird. Auf diese Weise lassen sich stark silberglänzende Stifte für künstlerische Verwenfi4ngs'zwecl<e gewinnen. Die Abstriche besitzen ebenfalls eine hohe Lichtabsorption wegen der großen optischen Dichte des Metalles. In ähnlicher Weise lassen sich auch durch ehemiche Reaktionen in der Mine andere optisch wirksame Bestandteile, z. B. anorganische Farbstoffe, erzeugen.' Beispielsweise kann man eine gebrannte Schreibmine, z. B. eine Schiefermine, die aus Talkum und Ton gewonnen ist, mit einer Eisenchloridlösung tränken, trocknen und erhitzen, so daß das Eisenchlorid -unter Ausscheidung `von Eisenoxyd .umgesetzt wird. Dadurch erhält man aus einer weißen Schiefermine einen rot schreibenden Schreibstift.
Das. Anwendungsgebiet der Erfindung bezieht sich, wie erwähnt, in erster Linie auf die Behandlung,der ausführlich beschriebenen gebrannten Graphitminen. Daneben können aber auch andere gebrannte Minen diesem Verfahren unterzogen 'werden. So können Rußminen (Kohleminen) mit hochdispersem amörphem Graphit gesättigt werden. Gebrannter künstlicher Schiefer kann durch Reaktionen 'im Innern der Mine schwarz oder bunt gefärbt werden. .
Die nach der Erfindung hergestellten Minen können natürlich auch in der bisher bekannten Weise mit Fett oder Wachs durchtränkt werden.
Ausführungsbeispiele I. Die Schiefermine wird in bekannter Weise aus Talkum und Ton geformt und gebrannt. Zweckmäßig wird dabei auf die Gewinnung einer verhältnismäßig weichen Mine geachtet.
Die weiße Schiefermine wird dann mit einer So ° f oigen wäßrigen Zuckerlösung getränkt, getrocknet und unter Luftabschluß auf 3oo bis 5oo° erwärmt. Der Zucker zerfällt hierbei und durchsetzt die Minenhohlräume mit schwarzer Kohle.
Bei der Herstellung von Graphitminen wird in ähnlicher Weise vorgegangen.
2. Eine Bleistiftmine wird in bekannter Weise aus Graphit und Ton geformt und gebrannt. Die Bleimine wird mit einer 2o- bis 5o%igen wäßrigen Zuckerlösung getränkt und unter Luftabschluß auf 3oo bis 5oo° erwärmt Der Zucker zerfällt hierbei und durchsetzt die Minenoberfläche mit schwarzer, amorpher Kohle.
3. Eine gebrannte, unpräparierte Bleimine wird mit einer Ioo%igen wäßrigen Kaliumbichromatlösung durchtränkt und dann getrocknet. (Diese getrocknete Mine ist wieder in der Lage, gewisse Stoffe, vor allem Fettstoffe, aufzunehmen.) Nun wird die Mine nochmals mit Paraffin durchtränkt. Die so; hergestellte Mine wird auf 4ooo erhitzt, bei welcher Temperatur eine Umsetzung zwischen Paraffin und dem Chromat stattfindet, und zwar in der Weise, daß das Chronma@ zu Chromoxyd und der Kohlenwasserstoff des Paraffins teilweise oder vollständig zu Kohlenstoff zersetzt wird.
Die nach diesen Beispielen hergestellten Minen können zur Erreichung einer größeren Glätte und Abgabefähigkeit in bekannter Weise mit Fett präpariert werden.

Claims

PATENiANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung von Schreibkörpern z.B. von Bleistiftminen, Sehreibkörpern, z. B. von Bleistiftminen, Griffeln oder Kreiden, unter Imprägnieren dar geformten, gebrannten, porösen Körper mit anorganischen bzw: organischen Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß als Impragniermittel solche anorganischen bzw, organischen Verbindungen Verwendung' finden, die sich während einer anschließenden Wärmebehandlung, gegebenenfalls unter Ausschluß von Luft, in chemisch, andere Stoffe hoher Lichtabsorption umwandeln, worauf gegebenenfalls eine Nachtränkung der Minen mit Fett oder Wachs in an sich bekannter Weise erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch I, gekenn-2. Verfahren nach Anspruch I, gekennzeichnet duleh die Verwendung von Kohlehydraten,insbesondere Zucker oder Stärke, als, Imprägniermittel.
3 Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgebrannte Mt nacheinander mit Lösungen versc @edener Substanzen imprägniert wird, «e unter Einwirkung beim erhitzen amorphen Graphit bilden. q. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, - daß im Innern der Mine fein verteilte, gefärbte Stoffe erzeugt werden, z. B. durch Einbringen einer Eisenchloridlösung und Abscheidung von Eisenoxyd_in der präparierten Mine .durch Erhitzen. -Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden deutsche Patentschriften . . . Nr. 76,387, 5I7 I59, 59I 995,627 646 USA; U.S.A.-Patentschrift ....... - I5o4 2o9.