Состав для производства писчих мелков

 

Сущность изобретения: состав для производства писчих мелков содержит в качестве гипсового вяжущего продукт термической обработки гипсового сырья до полугидрата сульфата кальция. Помимо этого состав содержит наполнитель в виде трепела, диатомита, мела с дисперсностью 45 мкм, а также воду при следующем соотношении компонентов, мас. %: гипсовое вяжущее 19,4 - 42,9, наполнитель 14,3 - 45,2, вода остальное. 1 табл.

Изобретение может быть использовано при изготовлении писчих (классных, школьных, портняжных и др. ) мелков, предназначаемых для написания линий (текста, рисунков и т.п.) на темной поверхности в учебных организациях, а также для разметки и маркировки тканей, металла, дерева и др. материалов и объектов.

Известно, что писчие мелки изготавливаются или выпиливанием из меловой горной породы, или прессованием из природных мела или каолина [1]. В последнем случае применяют различные связующие материалы, например крахмал, парафин и др. Эти технологии требуют применения сложного и дорогого механического оборудования (пил, прессов) и не всегда позволяют получать мелки требуемого качества (по яркости линии и прочности).

Известен также состав [2], состоящий из фосфогипса, каолина, полиакриламида и воды, где формирование мелков осуществляется методом экструзии (с применением шнек-машины), т.е. используется сложное и дорогое оборудование. Так как фосфогипс, состоящий более чем на 95% из двуводного сульфата кальция, не является вяжущим веществом, твердение отформованной массы осуществляется в процессе ее сушки. Общая длительность формирования мелка составляет более 3,5 ч. Этот процесс не нашел применения в производстве.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является состав классных мелков [3], где с целью существенного упрощения технологии производства предлагается изготавливать мелки из смеси гипсового вяжущего и воды по литьевой технологии. Для предотвращения процесса перекристаллизации продукта гидратации вяжущего, приводящего со временем к повышению твердости мелков, а следовательно и к ухудшению их пишущих свойств, в смесь предлагается вводить добавку полиакриламида (0,001 - 0,5% к массе гипсового вяжущего). При этом количество воды, входящей в состав смеси, должно составлять 80 - 200% (оптимум 120 - 140%) от массы гипсового вяжущего. Такая смесь, обладая высокой текучестью (литьевой консистенцией), должна легко заполнять ячеистую форму, где и происходит твердение мелков.

Это изобретение имеет следующие недостатки: 1) При содержании в смеси воды более 80% от массы гипсового вяжущего наблюдается расслоение смеси (водоотделение) в форме, что приводит к изменению размера и прочности по высоте мелков, а следовательно, и к ухудшению их качества.

2) При содержании в смеси 80% воды расслоение почти отсутствует, но полученный из такой смеси мелок обладает плохими пишущими свойствами: дает тусклую черту на доске или вообще не пишет (в зависимости от использованного гипсового вяжущего).

3) Полиакриламид - дефицитный и дорогой продукт.

Вероятно, что из-за вышеприведенных недостатков этот состав не нашел реализации в производстве.

Целью предлагаемого изобретения является улучшение качества мелков, упрощение технологии их производства и расширение сырьевой базы.

Поставленная цель достигается тем, что состав для производства писчих мелков, включающий гипсовое вяжущее и воду, дополнительно содержит накопитель в виде таких природных материалов как трепел или диатомит, или мел при следующем соотношении компонентов, мас.%: Гипсовое вяжущее - 19,4 - 42,0 Наполнитель - 14,3 - 45,2 Вода - Остальное Использование каждого из вышеуказанных наполнителей (или их смеси) дает практически одинаковый результат, т.е. позволяет получать мелки высокого качества, дающие яркую черту на доске. В качестве вяжущего предлагается использовать гипсовое вяжущее марок Г-4 ^oC Г-25, имеющее белый цвет и не требующее дополнительного измельчения.

Наполнитель должен иметь дисперсность, характеризующуюся остатком на сите N 0045 не более 2%, в противном случае мелки могут давать прерывистую черту на доске.

Качество мелков зависит от марки гипсового вяжущего, соотношения между вяжущим и наполнителем и величины водотвердого отношения в смеси (В/Т). По требованиям мелки должны иметь прочность при изгибе (P_изг) не менее 1,5 кгс/см² (0,15 МПа).

Установлено опытным путем, что оптимальная (литьевая) консистенция смеси, обеспечивающая заполнение форм без образования каверн в мелках, должна характеризоваться расплывом смеси, имеющем диаметр 20 см. В приведенной таблице даются примеры, отражающие влияние состава смеси на качество писчих мелков.

Технико-экономическая эффективность изобретения по сравнению с аналогами заключается в том, что упрощается технология, так как исключается необходимость применения сложного и дорогого оборудования (пил, прессов), а по сравнению с прототипом - повышается качество мелков, снижается их себестоимость за счет замены дорогих гипсового вяжущего и добавки менее дорогими наполнителями.

Сущность изобретения отражают данные, приведенные в таблице (примеры 8, 11, 14, 17, 20).

Для того, чтобы мелки не пачкали руки, их покрывают пленками из таких материалов, как крахмал, мыло, метилцеллюлоза и др.

Предлагаемое изобретение реализовано предприятием "Алгем" (г. Москва), которое обеспечивает белыми и цветными мелками Москву и другие города Российской Федерации.

Формула изобретения

Состав для производства писчих мелков, содержащий гипсовое вяжущее и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит наполнитель в виде трепела, диатомита или мела при следующем содержании компонентов, мас.%: Гипсовое вяжущее - 19,4 - 42,9 Наполнитель - 14,3 - 45,2 Вода - Остальноет

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2