173285. lajstromszámú szabadalom • Eljárás műanyag-ceruzák előállítására
173285 4 3 színezőszeren kívül alkalmas mennyiségű szokványos adalék anyagot, pl. töltőanyagokat, stabilizátorokat, csúsztatóanyagokat és antisztatizáló szereket is tartalmazhat. A bevonóanyagot előnyösen olyan mennyiségben alkalmazzuk, hogy a bevonat végleges vastagsága 0,1—0,3 mm legyen, A ceruzabelet és a ceruza hüvelyét az erre a célra alkalmazott konvencionális és a szakmában ismert készítményekből alakítjuk ki. A ceruzabél színezőanyaga pl. grafit vagy valamely szerves pigmens lehet. A ceruzabél hőrelágyuló műanyag-komponense előnyösen valamely 2,2-bisz-(4’-hidroxiFenil)prSpán-epiklórhidrin típusú, szobahőmérsékleten sziláról, nem térhálósított epoxigyanta, különösen olyan, jmelynek molekulasúlya 700 és 15 000 között vafi. Egyéb, alkalmas polimerek közé tartoznak nevezett epoxigyanták akrilnitril-sztirol kopolimerekkel vagy etilcellulózzal képezett keverékei, akrilnitril-sztirol kopolimerek nagy nyomású polietilénnel képezett keverékei, polisztirol nagynyomású polietilén keverékek, polivinilklorid, sztirol-butadién kopolimerek és akrilnitril-sztirol-butadién kopolimerek. A ceruzabél, keménységének beállítása céljából egyéb anyagot, így valamely fém-szappant is tartalmazhat. A bél átmérője általában kb. 2 mm. A hüvelyanyagban levő sztirol-polimer lehet pl. valamely sztirol homopolimer vagy kopolimer, butadiénnel módosított polisztirol vagy sztirol-butadién kaucsukkal módosított polisztirol. A hüvelyanyag általában, homogénen belekevert formában üvegszálat, valamely habosítószert és valamely színezőszert is tartalmaz. Egyéb komponenseket is tartalmazhat. A találmány szerinti eljárás céljára optimális hüvelyanyag 100 súlyrész polisztirolt, 10-40 súlyrész polietilént, 10—55 súlyrész üvegszálat és az előző három komponens összességére számított 0,2-0,8 súly% habosító szer - kívánt mennyiségű színezőanyag keveréket tartalmaz. A találmány szerinti eljárást alkalmas módon egy keresztfej-szerszám segítségével vitelezzük ki, melynek tengelyében elhelyezett, köralakú nyílásán keresztül folyamatosan extrudáljuk a ceruzabelet, és a frissen extrudált bél köré - amint az a keresztfej-szerszámon áthalad -, folyamatosan extrudáljuk a hüvelyt, majd ezután a bevonóanyag-készítményt - a hüvelyen kialakítandó vékony bevonat képezése céljából - a szerszámba extrudáljuk. A terméket ezután lehúzzuk a szerszámról és szükség esetén tovább formázzuk. A találmány szerinti eljárást az alábbi kiviteli példák szemléltetik. Ezekben „rész” alatt súlyrész értendő. A kiviteli példákban leírt eljárás során egy villamoshuzal bevonó konvencionális keresztfej-szerszám átalakításával előállított ceruza-extrudáló keresztfejszerszámot használunk. A hüvelyanyag extrudálására szolgáló 40 mm hosszú A extrudert, a ceruzabél-készítmény extrudálására szolgáló 30 mm hosszú B extrudert és a bevonóanyag-készítmény extrudálására szolgáló 25 mm hosszú C extrudert a szerszámra kötöttük- A B extrudert a kilépő nyílással ellentétes oldalon, a ceruzaextrudálás irányába kötöttük be. Az A és C extrudereket a ceruzaextrudálás irányára de-2 rékszögben kötöttük be, mimellett C extrudert he . lyeztük el a kilépőnyílás közelében. 1. példa Ez a kiviteli példa szemlélteti a találmány szerinti eljárás legelőnyösebb kiviteli módját. A hüvelyanyagot a következő módon állítottuk elő: 100 rész sztirol homopolimer (Styron 666 típus, Asahi Dow Company gyártmány) - granulátumot 25 rész (nagynyomású, 7,0 g/10 perc melt-indexű) polietilén granulátumot, és 53 rész (aminoszilánnal felülkezelt, 13 mikron átmérőjű és 6 mm hosszúságra vágott) üvegszálat kb. 220 °C-on extrudáltunk. Vizes hűtés után az extrudált terméket 3,0 mm átmérőjű és 4,0-5,0 mm hosszúságú szemcsékké granuláltunk. 100 rész így készült granulátumot és 0,8 rész 400 molekulasúlyú polietilénglikolt 15 percig kevertünk, majd 0,5 rész azodikarbonamidot 0,35 rész cinkoxidport, 0,35 rész talkum-port és 0,03 rész pigmentet adtunk hozzá, majd a keverést további 15 percig folytattuk. A ceruzabél-készítményt a következő módon állítottuk elő: 1200 g kb. 5000 molekulasúlyú és 155-165 °C lágyuláspontú epoxigyantát (Epikote 1010 típusú Shell International Chemicals Company gyártmány), melyet olyan finomságúra őröltünk, hogy az a 0,833 mm lyukméretű szitán átment, 7000 g természetes, kristályos grafitot (átlagos szemcseméret 6p) és 1800 g kalciumsztearátot alaposan összekevertünk. A keveréket 85 °C-on, 5 órán át szárítottuk, és 3,0 mm-es átmérőjű lyukakkal ellátott szerszámon át extrudáltuk- Az extrudálást 130 °C (hátsó) és 140 °C (első) közötti hengerhőmérsékleten és 130 °C szerszámhőmérsékleten végeztük. Az extrudátumot még melegen 4—6 mm hosszúságú szemcsékké granuláltuk. A bevonóanyag-készítmény 100 rész sztirol homopolimer (Styron 666) granulátum, 3 rész polietilén (kis nyomású; melt-index: 1,0 g/10 perc)-granulátum, és 0,4 g zöld színű, szerves pigmens mechanikus keveréke volt. A hüvelyanyagot a 160—175 °C-ra fűtött A extruderből, a ceruzabél-készítményt a 140-150 °C-ra fűtött B extruderből, a bevonóanyag-készítményt a 220-230 °C-ra fűtött C extruderből extrudáljuk folyamatosan, a 170 °C-ra fűtött szerszámon keresztül. Az extrudátumot egy-egy alakító szerszámmal hatszögletes keresztmetszetű, egyenként 3,8 mm oldalhosszúságú közönséges ceruza-alakú hasábbá formáztuk folyamatosan, vízfürdőben lehűtöttük, és a szokványos ceruza-hosszra, 175 mm-re vágtuk. A termékben a hüvelyt főként üvegszállal erősített, habosított polisztirol képezte és az egyenletesen rögzítődött a 2 mm átmérőjű ceruzabélre. A hüvelyt 0,2 mm vastag, polisztirolból és polietilénből álló, zöldszínű bevonatréteg vette körül. Mivel a bevonóanyag-készítmény polietilén-tartalma kicsiny volt, a ceruzarudat az alakítószerszám igen könnyen formázta, a ceruzának kitűnő külső megjelenése, felületi fénye volt, és hatszögletes keresztmetszete szabályos volt. Ezen túlmenően a ceruza I könnyen volt munkálható, és kereskedelmi forgalomban kapható elektromos ceruzahegyezővei puhán volt hegyezhető. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
