Способ получения писчих мелков

(51)5 С 09 Р 13/00 АТЕНТ СССР)ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Иф 21технологический ных материалов льице свидетельство ССС 9 1) 13/00, 1964, видетельство СССР 09 в 13/001 1988,(54) СОпС ПИСЧ 0 В 0 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) 1. АвторскоР 584025, кл. С2, АвторскоеМф 1564169, кл. С Изобретение касается производства писчих мелков, используемых для письма по гладким поверхностям, в том числе по аудиторным доскам.Известен способ изготовления писчих мелков следующего состава, вес.ч.:Фосфогипс 85-75Каолин 15-30Полиакриламид 0,05-0,06Вода 20-35 И Смесь укаэанного состава перемешивают, затем формуют на шнек-машине, сушат на воздухе в течение 2 ч и окончательно высушивают в сушильной . камере при 40"60 С.Недостатками указанного способа являются длительная подготовка массы, длительная сушка отформованных мелков, а также значительное содержание в составе (до 98,5) двуводного гипса, который повышает механическую прочность и абразивность мелков,Ж 1819897 А 1(57) Сущность изобретения: сырьевуюсмесь, включающую мел молотый 85,4588,56, жидкое натриевое (калиевое)стекло с модулем 2,0-2,1 0,40-0,50,кубовые остатки дистилляции капролак",тама 0,04-0,051 и воду остальное, перемешивают и гомогенизируют. ИелкиФормуют методом полусухого прессования при удельном давлении 12,514,0 ИПа до остаточного содержаниявлаги 11-.1 й. Сформованные мелкиобрабатывают водным раствором водо"растворимого полимера и сушат при100-110 С в течение 50-70 мин, 2 табл,ухудшая при этом пишущие свойства, в составе содержится каолин - дефицитное сырье керамицеской и резинотех" ницеской промышленности, При письме мелки пачкают руки.Наиболее близким к заявляемому является. способ изготовления писчих мелков, включающий смешивание и гомогенизацию сырьевой смеси, Формо" ванне мелков, первичную сушку готового мелка при температуре 100 110 С до остаточной влажности 5-9, последующую обработку стержня методом одноразового окунания в 1-1,5 Ф- ный раствор водорастворимого полимерао и окончательную сушку при 100-110 С. В качестве исходного сырья используют композицию, включающую, мас.4:Иел молотый . 70-72 Иел гидрофобный 3,0-5,0 Водорастворимыйполимер . 0,20-0,25(калия) 0,05-0,10Вода Остальное 2Недостатками указанного способа являются длительная сушка отформованных мелков: первичная сушка до остатоцной влажности 5-9 Ф в течение 35-40 мин и оконцательное высушивание - 50-70 мин, трудности получения 10 пластическим формованием мелков пра" вильной Формы, кроме того в составе мелка содержатся дорогостоящие водо" растворимые полимеры, При окунании мелка в 1-1,53-ный раствор водораст" 1; воримого полимера на его .поверхности .при высушивании происходит упроцнение внешней оболоцки мела, что снижает качество письма и требует дополни- тельных условий при расписывании.Целью изобретения является улуцшение пишущих, свойств мелков - снижение усилия расписывания и сокраще", ние продолжительности изготовления писчих мелков. . 25Поставленная цель.достигается тем, что способ изготовления мелков включает смешивание и гомогенизацию сырье" вой смеси, формование мелка методом полусухого прессования при удельном 30 давлении 12,5-14,0 МПа.до остаточной влажности 11-М, обработку стержня- методом аэрозольного распыления 1- 1,5-ным раствором водорастворимого полимера и оконцательное высушивание при 100-110 С. Составмелка при этом следующий, мас.4;Мел молотый 85,45-88,56Мидкое натриевое,(калиевое) стеклос модулем 2,0-2,1 0,40-0,50Кубовые остаткидистилляции капролактама (КОРК) 0,04-0,05Вода Остальное 45Способ полуцения писчих мелков. с гигиеническим покрытием осуществляется следующим образом.Готовится водный раствор кубовых остатков дистилляции капролактама (КОЛК), который смешивается. с раст- . вором жидкого натриевого (калиевого) стекла, указанная смесь растворов робавляется в молотый мел., Мел с добавками связующих перемешивают и гомогенизируют в течение 15- .20 мин до однородного состояния, Меловой порошок подают в пресс полусухого формования КРКи прессуют при удельном давлении 12,5-14,0 МПа. Опрессованные мелки поступают на сетчатый конвейер, затем проходят через" камеру, где методом аэрозольного напыления (например, 1,5 Ж-ный раствор КМЦ) на их поверхность наносится ги" гиеническое покрытие и высушиваются окончательно в этажероцной сушке в течение 50-70 мин при 100-110 С,Способ полуцения писчих мелков позволяет осуществлять смешение компонентов и гомогениэацию сырьевойсмеси в течение 15;20 мин, Подготовка массы менее 15 мин нежелательна,так как за это время не достигаетсяоднородность меловой смеси Подготовка сырьевой массы более 20 мин нецелесообраэна, так как это приводит кудлинению продолжительности процесса. без улучшения однородности массы, Подготовка сырьевой смеси производит.- ся при температурах от.О до 60 С,.при температурах ниже 0 С подготовка массы затруднена вследствие, замерзания водных растворов, выше 60 С- из-за интенсивного испарения воды.Подготовленная меловая смесь подает" . ся непосредственно в приемный бункер. пресса..Формование мелков осуществляетсянепрерывно на прессе полусухого прес-;. сования. Интервал давлений полусухо= го прессования 12,5-14,5 МПа является. оптимальным, так как при давлениях менее 12,5 МПа не будет пропрессовываться объем мелка, а давление выше 14,0 МПа приводит к расслоению структуры мелка и его перепрессовке, ухудшаются физико-механические характе" ристики.Отформованные мелки имеют влаж" ность 11-14 Ж. На мелки с указанной, влажностью возможно нанесение гигие" нической оболочки методом аэроэольного распыления 2"3 с полимерного раст.-вора или методом одноразового окуна"ния в раствор полимера (1-2 с),В качестве растворов для нанесе"ния гигиенического покрытия используются:1) 1,5-3-ный раствор карбоксиме-,тилцеллюлозы,2) 14-ный раствор поливинилового,спирта,3) 1 ф-ный раствор поливинилацетатной эмульсии и поливиниловогоспирта (1:1).5 18Указанные концентрации водорастворимых полимеров являются оптимальными, поскольку при концентрацияхменее 1 покрытие является. недостаточно прочным, а при концентрациях,превышающих .1 р 5 ь, отмечены нежелательное уплотнение поверхностногослоя мелка., а также перерасход полимера. Окунание мелков в раствор полимера более 2 с или аэрозольное распыление более 3 с приводят к увеличе-,нию в структуре избыточной влаги,нежелательному упрочнению поверхностного слоя мелков Высушиваниемелков ведут,при 100+110 С. Сушкамелков при температуре ниже 100 Судлиняет технологический цикл, а притемпературе .выше 110 ОС ведет к повы"шению энергозатрат,Мел молотый. составляет основу мелка. Его.химический состав и свойстваприведены ниже,СодержаниеСаСОз, Ф 97-98Примеси (глинистые, кремнезем,железо), Й 2"3Объемная насыпнаямасса, кг/мэ .1.700 .Белизна, Ф Не менее 94Требования к мелу молотому определяются ПСТ 21-10-83. Силикат натрия (калия) (ТУ 6-15433-75) и кубовые остатки дистилляции капролактамавыполняют роль .связующих добавок,Дозировка силиката натрия (калия)дана в пересчете на сухое вещество.Модуль жидкого стекла 2,0-2,1, плотность 1,200-1300 кг/мз.Кубовые остатки дистилляции капролактама (КОЛК) представляют собойсмесь олигомеров капролактама с .мол,м. 200-800 уд. единиц, ОбщаяФормула КОДК О Н -нн-(сн,);с-с-,где и = 2-10,Усредненный .состав полимера,мас. ь:Капролактам 10-15Олигомер 85-90При обычных условиях КОДК представляют собой воскообразное вещество (плотность 1302 кг/мз, темперетуре рввмегцеммв 85-89 еС, цеетохристый)., При нагревании в воде 19897 6до 85-90"С и перемешивании образуютколлоидный раствор, обладающий вяжущими свойствами по отношению к мелу.5Приведенные показатели для КОЛК являются равноценными для характеристики этого продукта, Техническихусловий на указанные отходы нет.В зависимости от исходных концент 10 раций растворов жидкого стекла ивлажности мела корректируется и до"бавление воды в сырьевую смесь.Изобретение осуществляется следующим образом. К 5 кг мела молотого добавляют 0,6 л воды, в которойрастворены силикат натрия и кубовыеостатки дистилляции капролактама вколичествах согласно заявленных соотношений. Сырьевую смесь перемешивают20 .в течение 5 мин и затем .гомогенизируют в течение 15 мин в бегунах и подают шнековым питателем в бункерпресса полусухого Формования КРК,Прессование мелков осуществляется25 непрерывно. при удельном давлении12 р 5-14,0 ИПа. Отпрессованные мелки.поступают на сетчатый конвейер, затем проходят через специальную камеру, где в течение 2-3 с методом аэро 30 зольного напыления 1,5 ь-ным раство"ром. КИЦ на .поверхность мелка наносится гигиеническое покрытие. Затеммелки поступают в этажерочную сушилку, где высушиваются в течение 5070 мин при 100-110 С,Одной из важных характеристик качества писчих мелков является усилиерасписыванияВ основу определения усилия рас 40 писывания положен метод определенияистираемости искусственной кожи,изложенныФ в п,2 ГОСТ 8975-75, Схемаприбора, применяемого для определения усилия расписывания представле 45 на на чертеже..Прибор обеспечивает равномерноевращение мелка с частотой 1 об/мин.На площадку помещаются гирьки отаналитических весов, причем для рав 50 номерной нагрузки этот же вес помещался и на площадку над поролоно-.вой губкой, стирающей меловой след.Нагружение мелка вели до тех пор,пока он не начинал писать четкой и55 контрастной меловой чертой. единицаизмерения усилия расписыванияНьютон,При необходимости в состав сырьевой смеси возможно введение водо1819897 растворимых органических красителей 0 т 3-0,ч мас.Ф или пигментов - 0,8- 1,17.,Использование силиката на(трия якалия) и кубовых остатков дистилляции капролактама в качестве связующих для получения писчих. мелков позволяет в 5-10 раз удешевить стоимость продукции за счет низком стоимости указанных связующих добавокСоставы писчих мелков приведены в табл, 1, свойства -.в табл. 2. Формула изобретения Способ получения писчих мелков путем смешения и гомогенизации сырьевой смеси, формования мелков, обра" ботки их водньм раствором водорастТаблица 1 тт аа егт тетааат а еааг а а 1Наименование конпонентов мелка и технологических режимов его изготовления ,г Содерванне компонентов мас.в ,и параметры технологических рекинов приготовлення,мелковпо прнмеране Г Г еГ Г т Г е чт ег аееее05,45 В 7,О ВВ,56 85,О : 89,О 85,45 В 5,45 88,56 :88,56 714 Иел молотый Иел гипрсфобныйКарбоксиметилцеллюлоза0 22Поливиниловый спирт Полиакриланид:, Кубовые остатки листилляциикапролактама 0,500,45 О 40 0,50 0,05 14,0 0,045 0,04 12,505 11,0 о,о 414,46 Вода Температура предварительнойсуыкиС 110 а а а в Время предварительной сушкиОстаточная влакность нелкцв, ьИспользуеный водный раствор 12 ПВС+пленкообразователя для об- +ПВАработки мелков (1;1) 152 КИ)ь 10ПВС г т12 ПВА+ 12 ПОС 15 Ф ПЕАаь. 12 ПВС,(1 с). Температура окончательнойсуакн, Сяремя окончательной сушкимнн 110 1 ОО 110 110 1 ОО. 105 1 ОО 110 11 О. 105 7060 50 а ь г е тт ь полимера для нанесения гигиекичесКого покрытия наносился окунаниемраспылениен,Таблица 2дедок по примеру.гГ-ее - " - "Г"ьГ - - Г -""-" - ге --- г - "-"-г" - -"-"ее е т4,36. 4,37 4,36 4,604;224,15 4,74 4,22 4,68 4;373,7 о 3,70 3,70 4,02 3,5 о 3,44 3,96 .3,60 3,90 3,70 Роказатель еПрочность при изгибе, ИПа Прочность при скатим ИПа Непрерывность линии, н(до первого пропуска) 3,1онтрастность линии ВысокаяТвердость по Пору уел, ед. 82 3,0 ., 2,5, 1,71,5 Высокая Низкая Низкая Низкая 82 86 7979 З,ОВысокая85 2,6Низкаяво 3,4Высокая82 2,5 2,3 Низкая Низкая вв во Пластичность смеси при форьдразним Па с 1 ОИстирэемость мелков (матинрозанное стекло) 4 10 кгумз 35тПачкаецее действие нв руки Нет Усилие расписывания, Н 1,В Яавление поессозания, ИПа 12,5 2,60 40 ЗОНвт12,535 38 39 Нет , Нет , Нет 1,7 2,0 1,В 14,0 12,5 14,0 ЯОНет 42звНет2,0 .40-4,6 Нет 1,О 12,5 Нет1,713,2 Нет1;В14,0воримого полимера и сушки готовогомелка, о т л и ч а ю щ и й с .я тем,что, с целью снижения усилия, при расписывании и сок(защения продолжительности изготовления писчих мелков, вкачестве сырьевой смеси используюткомпозицию, включающую, масе 4;Молотйй мел. 85,15-88,56Мирков натриееое(калиевое) стеклос модулем 2,0"2., 1 0 з 2)0-Оз 50Кубовые остаткидистилляции капролактама .О.,ОЬ-Оз 05Вода .Остальное, .а формование мелков проводят методомполусухого прессования при, удельномдавлении 12-,5-а 1 ФзО Мпа до остаточ.ной влажности 11-14 В,0,40 0,30 0,60 040 О;50 . 0,07 0,05 О,04 0,05 0,030,061055 14;21 13,90 11,01 10,88 24,71 76 , 50 70 65 50. 50 70 тегСоставител Техрел М.М Тиражного комите3035, Москв А; Нечаевгентал Корректор О.Густ Полписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРЖ, Раушская наб., д. 4/5