Способ получения писчих мелков

 

Сущность изобретения: сырьевую смесь, включающую мел молотый 85,45- 88,56%, жидкое натриевое (калиевое) стекло с модулем 2,0-2,1 0,40-0,50%, кубовые остатки дистилляции капролактама 0,04-0,05% и воду остальное, перемешивают и гомогенизируют. Мелки формуют методом полусухого прессования при удельном давлении 12,5 - 14,0 МПа до остаточного содержания влаги П-14%„ Сформованные мелки обрабатывают водным раствором водорастворимого полимера и сушат при 100-110°С в течение 50-70 мин. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) t; 09 D 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4804036/05 (22) 20.03 .90 (46) 07.06,93. Бюл. И 21 (71) .Белгородский технологический институт строительных материалов им. И.А,Гришманова (72) К.Ф.Паус, И,F.,Èëüè÷åâ и А.Ф.Нечаев (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Н 584025, кл. С 09 D 13/00, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

Н 1564169, кл. С 09 Э 13/00, 1988. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИСЧИХ ИЕЛКОВ

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 85-75

Каолин 15-30

Полиакриламид 0,05-0,06

Вода 20-35 j1)

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 98,5Ф) двуводного гипса, который повышает механическую прочность и абразивность мелков, „„5U„, 1819897 А1 (57) Сущность изобретения: сырьевую смесь, включающую мел молотый 85,4588,563, жидкое натриевое (калиевое) стекло с модулем 2,0-2,1 0,40-0,503, кубовые остатки дистилляции капролак" тама 0,04-0,051 и воду остальное, перемешивают и гомогенизируют. Иелки формуют методом полусухого прессования при удельном давлении 12,514,0 ИПа до остаточного содержания влаги 11-143. Сформованные мелки обрабатывают водным раствором водо" растворимого полимера и сушат при

100-110 C в течение 50-70 мин. 2 табл, ухудшая при этом пишущие свойства, в составе содержится каолин — дефицитное сырье керамической и резинотехнической 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 5-9Ж, последующую обработку стержня методом одноразового окунания в 1-1,53ный раствор водорастворимого полимера о 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

Водорастворимый полимер . 0,20-0,25

1819897

Силикат натрия (калия) 0,05-0,10

Вода Остальное $2)

Недостатками указанного способа являются длительная сушка отФормованных мелков: первичная сушка до остаточной влажности 5-94 в течение

35-40 мин и оконцательное высушивание - 50-70 мин, трудности получения 1О пластическим Формованием мелков правильной Формы, кроме того в составе мелка содержатся дорогостоящие водо- . растворимые полимеры. При окунании мелка в 1-1,53-ный раствор водораст» воримого полимера на его поверхности .при высушивании происходит упрочнение внешней оболоцки мела, цто снижает качество письма и требует дополнительных условий при расписывании. 0

Целью изобретения является улуцшение пишущих, свойств мелков - сни" жение усилия расписывания и сокраще", ние продолжительности изготовления писчих мелков. : 25

Поставленная цель. достигается тем, что способ изготовления мелков включает смешивание и гомогенизацию сырьевой смеси, Формование мелка методом полусухого прессования при удельном 3g давлении 12,5-14,0 МПа до остаточной влажности 11-1М, обработку стержняметодом аэрозольного распыления 11,5l-ным раствором водорастворимого полимера и оконцательное высушивание при 100-110 С, Состав мелка при этом следующий, мас.4:

Мел молотый 85,45-88,56

Жидкое натриевое ,(калиевое) стекло с модулем 2,0-2,1 0,40-0,50

Кубовые остатки дистилляции капролактама (КОЦК) O 04-0,05

Вода . Остальное 45

Способ получения писчих мелков. с гигиеницеским покрытием осуществляется следующим образом.

Готовится водный раствор кубовых остатков дистилляции капролактама (КОДК), 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 КРК-125 и прессуют при удельном давлении 12,5-14,0 МПа.

Опрессованные мелки поступают на сетцатый конвейер, затем проходят через камеру, где методом аэрозольного напыления (например, 1,5Ж".ный раствор

КМЦ) на их поверхность наносится гигиеническое покрытие и высушиваются окончательно в этажероцной сушке в течение 50-70 мин при 100"110 С.

Способ получения писчих мелков позволяет осуществлять смешение компонентов и гомогениэацию сырьевой смеси в течение 15;-20 мин. Подготовка массы менее 15 мин нежелательна, так как за это время не достигается однородность меловой смеси.. Подготовка сырьевой массы более 20 мин нецелесообраэна, так. как это приводит к удлинению продолжительности процесса. без улучшения однородности массы.

Подготовка сырьевой смеси производит.ся при температурах от.0 до 60- С,. при температурах ниже 0 i подготовка массы затруднена вследствие. замерзания водных растворов, выше 60 Сиз-за интенсивного испарения воды.

Подготовленная меловая смесь подает": ся непосредственно в приемный бункер. пресса.

Формование мелков осуществляется непрерывно:на прессе полусухого прес-; сования. Интервал давлений полусухо=

ro 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 струк-. туры мелка и его перепрессовке+ ухудшаются физико- механические характе" ристики.

ОтФормованные мелки имеют влаж" ность 11"144. На мелки с указанной, . влажностью возможно нанесение гигиенической оболочки методом аэроэольноro распыления 2-3 с полимерного раст.- вора или методом одноразового окунания в раствор полимера (1-2 с).

В качестве растворов для нанесе" ния гигиенического покрытия исполь зуются:

1) 1,5-4-ный раствор карбоксиме-; тилцеллюлозы, 2) 1е-ный раствор поливинилового: спирта, 3) 1 -ный раствор поливинилацетатной эмульсии и поливинилового спирта (1:1).

5 18

Указанные концентрации водорастворимых полимеров являются оптимальными, поскольку при концентрациях менее 14 покрытие является. недостаточно прочным, а при концентрациях, превышающих .1,5ь, отмечены нежелательное уплотнение поверхностного слоя мелка., а также перерасход поли мера. 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.. Высушивание мелков ведут,при 100+110 С. Сушка мелков при температуре ниже 100 С удлиняет технологический цикл, а при температуре .выше t10 C ведет к повышению энергозатрат.

Иел молотый составляет основу мелка. его.õèìè÷åñêèé состав и свойства приведены ниже.

Содержание

СаСОз, ь 97-98

Примеси (глинистые, кремнезем, железо), Й 2-3

Объемная насыпная масса, кг/мэ . .1.700 .

Белизна, Ф Не менее 94

Требования к мелу молотому определяются РСТ 21-10-83. Силикат натрия (калия) (ТУ 6-15-433"75) и кубовые остатки дистилляции капролактама выполняет роль .связующих добавок.

Дозировка силиката натрия (калия) дана в пересчете на сухое вещество.

Иодуль жидкого стекла 2,0-2,1, плотность 1200-1300 кг/мз.

Кубовые остатки дистилляции капролактама (КОДК) представляют собой смесь олигомеров капролактама с . . мол.м. 200-800 уд. единиц. Общая

Формула КО@К

О

II

-(нн-(сн,1;с-c )„, 1 где n = 2-10.

Усредненный .состав полимера, мас. ь :

Капролактам 10-15

Олигомер 85-90

При обычных условиях КОДК представляют собой воскообразное вещество (плотность 1302 кг/мз, температура размягчения 85-89аС, цвет ) охристый)., При нагревании в воде

19897 6 до 85-90"С и перемешивании образуют коллоидный раствор, обладающий вяжущими свойствами по отношению к мелу.

Приведенные показатели для КОДК являются равноценными для характеристики этого продукта. Технических условий на указанные отходы нет.

В зависимости от исходных концентраций растворов жидкого стекла и влажности мела -корректируется и добавление воды в сырьевую смесь.

Изобретение осуществляется слеI дующим образом. К 5 кг мела молотого добавляют 0,6 л воды, в которой растворены силикат натрия и кубовые остатки дистилляции капролактама в количествах согласно заявленных соотношений. Сырьевую смесь перемешивают

20 .s течение 5 мин и затем .гомогенизируют в течение 15 мин в бегунах и подают шнековым .питателем в бункер пресса полусухого Формования КРК-125.

Прессование мелков осуществляется

25 непрерывно при удельном давлении

12,5-14,0 ИПа. Отпрессованные мелки поступают на сетчатый конвейер, затем проходят через специальную камеру, где в течение 2- 3 с методом аэро30 зольного напыления 1,5 ь-ным раствором КИЦ на .поверхность мелка наносится гигиеническое покрытие. Затем мелки поступают в этажерочную сушилку, где высушиваются в течение 5036 70 мин при 100 110

Одной из важных характеристик качества писчих .мелков является усилие расписывания

В основу определения усилия рас40 писывания положен метод определения истираемости искусственной кожи,изложенныФ в п.2 ГОСТ 8975-75. Схема прибора, применяемого для определения усилия расписывания представле45 на на чертеже. .Прибор обеспечивает равномерное

-вращение мелка с частотой 1об/мин.

На площадку помещаются гирьки от аналитических весов, причем для рав8;0 номерной нагрузки этот же вес по.мещался и на площадку над поролоновой губкой, стирающей меловой след.

Нагружение мелка вели до тех пор, пока он не начинал писать четкой и

58= контрастной меловой чертой. Единица

- измерения усилия расписыванияНьютон.

При необходимости в состав сырьевой смеси возможно введение впдо1819897 растворимых органических красителей0,3-0,4 мас.Ф или пигментов - 0,8l,1 ., Использование силиката натрия (калия) 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 добавок..

Составы писчих мелков приведены в табл. 1, свойства -.в табл. 2. ормула изобретения

Способ получения писчих мелков путем смешения и гомогенизации сырьевой смеси, формования мелков, обработки их водным раствором водорастТаблица 1 содерканне компонентов, мас.BA,и параметры технологических рекинов приготовления, мелков (Наименование конпонентов мелка и технологических режимов его изготовления,г

Г

--- — -ц — — "-" — — — г-" — —.——

6:. 7 ) . 8 9 (Прототиц

ll0 прнмераи — — - — - -"-""- -г"-"- "-г — «"- — -г-""-"

85,45 87,0 88,56 85 Î: 89,0

Нел молотый

Иел гилрофобный

Карбоксинетилцеллелоэа

85,45 85,"5 88,56 88,56 71

Паливнниловый спирт 0,22

Полиакриланид, Силнкат натрия (калия) !

:, Кубовые остатки листилляции капролактама

0,40

0 i 30

0,45 0,40 . o,5o

0;50 . 0,07О ° 60 0,40

0,50

0,05 О,04 0,05 .0,03 0,06

10,55 14;21 13,90 1,1,О! 10,88 .

0,05

14,0

0,045 „0,04

12,505 11,0

o,О4

14,46

24,71

Вода

Температура предварительной суеки, С

fB ПВС.

Время предварительной сушки (Остаточная влакность нелкав, ь

Используеный водный раствоР пленкоабразователя для обработки мелков

12 ПВС+ 1,52 КН((1,08

+flBA ПВС (1;1) 1,5t

«Й» 1Ф ПВА+ .12 ПВС 1 ° 52 !В.ПВАь

+i!BC.. КН» +ПВС (ТТ1) 18 flBC+

+П ВА (1:1)Температура окончательной (суакн, С яремя окончательной суеки, мнн

110

100 . 105

110 110

100

110

100 . 105

110

70 65 50 50

70 60 50 76, 50

70 полимера Лля нанесения гигиени есного покрытия наносился окунанием распылениен..Таблица 2

Мелок по примеру

Показатель (--.-(" —:::T

3,70 4,02 3,50

9 Прототип

7, .8

4;З7

З,70

4,37

3,70

Прочность при изгибе, НПа 4,36

Прочность при скатим, НПа 3,70

4,15

3,li

4,68

3,90

4,74

3,96

4ь22

-3,60

Непрерывность линии, н (да первого пропуска) з,a

Высокая

2,5

3,4 3,0. 2,5 . 1,7

Высокал Высокая Низкая Низкая

82 82 86 79

2,6

Низкая

3,1

Высокая

15

2,3

Низкая

Низкая

Низкая контрастность линии

Твердость по Вору, уел, ед.

Пластичность смеси при Формнррезинир Ifa с 10

Истираемость мелков (мати- розанное стекло) 4 lo кг/мз

2,60

Нет

2,2

12,5

35 38

Нет, Нет

1 ° 7 2,0

14 ° 0 12,5

40 38

40

Нет

1,В

12,5

39

Нет

1,8

14,0

Нет

Нет

Нет

Нет пачкающее действие нв руки

Нет

1;8

14,0

1,7

l3t2

1,8

12,5

t 8

14,0

Усилие расписывания, Н

2,0

4,0-4,6

Лаеление поессозания, Hfle

П р и и е ч е н н е, В примерах 3, 5 и, 8 водный раствор в остальных примэоах -.азцозольным воримого полимера и сушки готового мелка, о т л и ч а ю щ и и с .я тем, что, с целью снижения усилия. при расписывании и сок(защения продолжительности изготовления писчих мелков, в качестве сырьевой смеси используют композицию, включающую, мас.4:

Молотйй мел. . . 85,45-88,56

Мирков натриееое (калиевое) стекло с модулем 2,0-2.,1 0,40-0,50

Кубовые остатки дистилляции капролактама 0.,04-0,05

Вода . Остальное, . а формование мелков проводят методом полусухого прессования. при, удельном давлении 12-,5-14,0 МПа до остаточ.ной влажности 11-14В.

1819897

Составитель А;Нечаев

Редактор F..Õîðèíà Техрел М.Моргентал Корректор О.Густи

Заказ 2007 Тираж .Полписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 е е « ° ев

Ю

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 10Ü