CN103937330B - 一种耐高温彩色铅笔笔芯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐高温彩色铅笔笔芯，包括以下组分及其重量份含量：粘土40-70份、体质原料5-15份、颜料粉5-20份、蜡1-12份、油脂1-10份、胶黏剂1-8份、水10-40份。还提供了上述耐高温彩色铅笔笔芯的制备方法。本发明选用改性纤维素及改性合成蜡，增加配料的耐高温性能，提高烘箱的温度，从而缩短烘芯时间，使烘芯时间控制在12小时之内，大大缩短了整个工艺的时间，提高了生产效率。同时，采用真空挤芯工艺，使铅芯的致密度得以提高，提高了铅芯的挠曲强度、笔尖的芯尖受力，降低了削尖过程的崩断率，增加了铅笔的耐磨性，铅芯的外观也更光洁，使产品的质量上了一个档次。
Description
技术领域
本发明涉及一种铅笔笔芯及其制备方法，特别涉及一种耐高温彩色铅笔笔芯及其制备方法。
背景技术
彩色铅笔笔芯是用色料作为着色剂的一种铅笔笔芯。
彩色铅芯主要是以粘土作为粘结剂，加色料、颜料、体质原料、水、胶黏剂、油脂和蜡等经混合研磨成片料、搅拌、挤压成型、烘干等工艺，通常被称为粘土色芯。
传统的彩色铅笔笔芯所选用的胶黏剂一般为黄耆树胶、阿拉伯胶、桃胶、纤维素、水溶性糊精粉等，并加入较多量的油脂和蜡，因此在后续的烘干工艺时，温度不能设置太高，只能控制在40℃-45℃之间，需要烘3-4天，才能把彩色笔芯中的水分烘至工艺所要达到的要求。
传统的挤压成型一般选用柱形挤出和螺杆挤出工艺挤压铅笔笔芯，由于挤芯是在完全开放的环境中进行，直接接触空气，空气就不可避免的进入到铅笔笔芯中，形成很多气泡，致使铅笔笔芯的致密度不高，就会影响铅笔笔芯的挠曲强度、芯尖受力、铅笔笔芯崩断率及外观等各项性能，而且自动化程度不高，需要人工搓芯，一台液压挤芯机至少需要2个人操作，一个人填料、一个人搓芯，增加了操作人员。
发明内容
本发明的目的，就是为了解决上述问题而提供了一种耐高温彩色铅笔笔芯，选用改性纤维素及改性合成蜡，增加配料的耐高温性能，提高烘箱的温度，从而缩短烘芯时间，使烘芯时间控制在12小时之内，大大缩短了整个工艺的时间，提高了生产效率。
本发明的目的是这样实现的：
本发明提供了一种耐高温彩色铅笔笔芯，包括以下组分及其重量份含量：粘土40-70份、体质原料5-15份、颜料粉5-20份、蜡1-12份、油脂1-10份、胶黏剂1-8份、水10-40份。
上述的一种耐高温彩色铅笔笔芯，其中，所述粘土采用表面处理剂进行过表面处理，且细度为4000-5000目。
上述的一种耐高温彩色铅笔笔芯，其中，所述表面处理剂为硬脂酸、硅烷或树脂。
上述的一种耐高温彩色铅笔笔芯，其中，所述体质原料选自硬脂酸锌、滑石粉和碳酸钙中的至少一种，且细度为2500-5000目。
上述的一种耐高温彩色铅笔笔芯，其中，所述蜡选用改性合成蜡，具体为微粉化聚四氟乙烯合成蜡，且酸值不大于3，熔点范围为45-56℃。
上述的一种耐高温彩色铅笔笔芯，其中，所述油脂为一级硬脂酸，且酸值范围为205-215，熔点范围为50-60℃。
上述的一种耐高温彩色铅笔笔芯，其中，所述胶黏剂选用改性纤维素，选自羧甲基纤维素(CMC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)和羟乙基甲基纤维素(HEMC)中的至少一种。
本发明还提供了一种上述耐高温彩色铅笔笔芯的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量准备原料：粘土40-70份、体质原料5-15份、颜料粉5-20份、蜡1-12份、油脂1-10份、胶黏剂1-8份、水10-40份；
(2)将上述原料加入高速搅拌机中进行混合搅拌，搅拌温度控制在60-100℃，得到混合均匀的混合料；
(3)将步骤(2)中混合料放入三辊研磨机中研磨七至八次，温度控制在45-60℃；
(4)待步骤(3)中研磨好的混合料冷却后，放入真空挤芯机中挤芯得到彩色铅笔笔芯；
(5)对步骤(4)制得的彩色铅笔笔芯进行烘芯处理，烘箱温度为80-100℃，烘芯时间为6-12小时，冷却后即得彩色铅笔笔芯成品。
本发明彩色铅笔笔芯配方中选用改性纤维素和改性合成蜡，并调整合适的配比，使整个彩色铅笔笔芯的耐温性大大提高，提高了烘芯的干燥温度，大大缩短了整个工艺时间，提高了生产效率。
制备工艺中采用真空挤芯工艺，使挤芯在完全封闭的环境中进行，避免空气的进入，从而使铅芯的致密度得以提高，提高了铅芯的挠曲强度、笔尖的芯尖受力，降低了削尖过程的崩断率，增加了铅笔的耐磨性，铅芯的外观也更光洁，使产品的质量上了一个档次。
由于真空挤芯机的自动化程度高，不需要人工搓芯，从填料-挤芯-烘芯，只需1个人即可，减少了操作人员，由于烘芯干燥时间大大缩短，提高了生产效率，从而降低了产品的生产成本，使该产品在市场上有更大的竞争力。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1
(1)按照以下组分及重量份含量准备原料：粘土65份、硬脂酸锌5份、颜料粉10份、微粉化聚四氟乙烯合成蜡5份、硬脂酸8份、羟丙基甲基纤维素7份、水30份；
(2)将上述原料加入高速搅拌机中进行混合搅拌，搅拌温度控制在60-100℃，得到混合均匀的混合料；
(3)将步骤(2)中混合料放入三辊研磨机中研磨七至八次，温度控制在45-60℃；
(4)待步骤(3)中研磨好的混合料冷却后，放入真空挤芯机中挤芯得到彩色铅笔笔芯；
(5)对步骤(4)制得的彩色铅笔笔芯进行烘芯处理，烘箱温度为80-100℃，烘芯时间为6-12小时，冷却后即得彩色铅笔笔芯成品。
实施例2
(1)按照以下组分及重量份含量准备原料：粘土60份、碳酸钙7份、颜料粉8份、微粉化聚四氟乙烯合成蜡7份、硬脂酸10份、羧甲基纤维素8份、水40份；
制备方法与实施例1步骤(2)-(5)相同。
实施例3
(1)按照以下组分及重量份含量准备原料：粘土55份、滑石粉7份、颜料粉13份、微粉化聚四氟乙烯合成蜡7份、硬脂酸10份、羧甲基纤维素8份、羟丙基甲基纤维素3份、水25份；
制备方法与实施例1步骤(2)-(5)相同。
实施例4
(1)按照以下组分及重量份含量准备原料：粘土50份、滑石粉3份、硬脂酸锌4份、颜料粉8份、微粉化聚四氟乙烯合成蜡7份、硬脂酸10份、羧甲基纤维素4份、羟乙基甲基纤维素4份、水40份；
制备方法与实施例1步骤(2)-(5)相同。
实施例5
(1)按照以下组分及重量份含量准备原料：粘土50份、硬脂酸锌3份、碳酸钙4份、颜料粉8份、微粉化聚四氟乙烯合成蜡7份、硬脂酸10份、羧甲基纤维素4份、羟乙基甲基纤维素4份、水40份；
制备方法与实施例1步骤(2)-(5)相同。
本发明彩色铅笔笔芯配方中选用改性纤维素和改性合成蜡，并调整合适的配比，使整个彩色铅笔笔芯的耐温性大大提高，提高了烘芯的干燥温度，大大缩短了烘芯时间(从传统工艺的72小时缩短为6-12小时)，由此提高了生产效率。
传统工艺与本发明方法制备的彩色铅笔笔芯在强度、芯尖受力和削尖崩断芯率上的测试对比如下：
| 挠曲强度(g/mm2) | 芯尖受力(g) | 削尖崩断芯率(％) | |
| 传统工艺 | 2630 | 1420 | 1.14 |
| 实施例1 | 2867 | 1561 | 0.7 |
| 实施例2 | 2891 | 1573 | 0.66 |
| 实施例3 | 2898 | 1578 | 0.56 |
| 实施例4 | 2932 | 1631 | 0.8 |
| 实施例5 | 2977 | 1623 | 0.6 |
由上表可知，本发明使铅芯的致密度得以提高，提高了铅芯的挠曲强度、笔尖的芯尖受力，降低了削尖过程的崩断率。同时，本发明还增加了铅笔的耐磨性，铅芯的外观也更光洁，使产品的质量上了一个档次。
以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求所限定。
Claims (1)
1.一种耐高温彩色铅笔笔芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照以下组分及重量份含量准备原料：粘土40-70份、体质原料5-15份、颜料粉5-20份、微粉化聚四氟乙烯合成蜡1-12份、油脂1-10份、胶黏剂1-8份、水10-40份；
(2)将上述原料加入高速搅拌机中进行混合搅拌，搅拌温度控制在60-100℃，得到混合均匀的混合料；
(3)将步骤(2)中混合料放入三辊研磨机中研磨七至八次，温度控制在45-60℃；
(4)待步骤(3)中研磨好的混合料冷却后，放入真空挤芯机中挤芯得到彩色铅笔笔芯；
(5)对步骤(4)制得的彩色铅笔笔芯进行烘芯处理，烘箱温度为80-100℃，烘芯时间为6-12小时，冷却后即得彩色铅笔笔芯成品。
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