CN106113998B - 一种加热挤出式的铅笔成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加热挤出式的铅笔成型方法，包括如下步骤：(1)铅芯废料回收利用；(2)打铅芯；(3)打白料；(4)打表皮；(5)成型；(6)后处理。本发明针对现有技术中的缺陷，研发了一套全新的铅笔成型技术；首先分别制备铅芯、白料与表皮，然后借助造粒机对三者分别造粒，造粒后分别加入到挤出机中，通过挤出机均匀的将铅芯、白料与表皮挤入模具中，从而在模具中压制成型；相比较现有技术该方法操作简便，工艺简单，适合于大批量生产，生产效率显著提升。

Description

一种加热挤出式的铅笔成型方法

技术领域

本发明涉及铅笔生产领域，尤其是涉及一种加热挤出式的铅笔成型方法。

背景技术

铅笔是人们常用的一种文化学习用品，在如今的书写用笔中，铅笔是应用量最大、也是应用最广泛的一种笔。现有的铅笔生产工艺主要包括：烤板-刨槽-胶合-刨杆-涂漆-打印-切光-磨尖-包装。在实际生产中发现，传统的铅笔生产工艺存在诸多的弊端：

1、生产工艺复杂，操作困难，生产效率低下，不适于大批量生产。

2、生产过程中离不开工人，费时费力，工人工作负担较大，人力投入较大。

3、铅芯与笔杆的粘接面积小，且表面光滑、摩擦力小、吸水性差、致使.铅芯与笔杆的粘接性差。

4、铅芯质脆，抗剪力弱。在削笔刀的作用下，铅芯被驱于在铅芯与笔杆之间的间隙内摇动并与笔杆内壁发生碰撞，易出现‘断芯’现象。

5、产品质量及较差，笔芯与笔杆之间粘结不牢固。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加热挤出式的铅笔成型方法，针对现有技术中的缺陷，研发了一套全新的铅笔成型技术；首先分别制备铅芯、白料与表皮，然后借助造粒机对三者分别造粒，造粒后分别加入到挤出机中，通过挤出机均匀的将铅芯、白料与表皮挤入模具中，从而在模具中压制成型；相比较现有技术该方法操作简便，工艺简单，适合于大批量生产，生产效率显著提升。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种加热挤出式的铅笔成型方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)铅芯废料回收利用：a、收集废料铅笔；b、粉碎废料铅笔；c、分拣出废料铅笔中的铅芯废料；d、将铅芯废料投入熔炼炉中熔炼，熔炼后获得废料铅液，备用；

(2)打铅芯：a、取黏土、滑石粉、石墨、蜡、油脂、乙基纤维素及水加入到密炼机中，在搅拌作用下逐渐滴加防水剂，充分混炼2-4h；b、混炼完成后，向密炼机中加入步骤(1)中获得的废料铅液，快速搅拌15min至均匀，经降温冷却后得到铅芯；c、将铅芯进行造粒，得到铅芯粒子，备用；

(3)打白料：白料采用木材，首先取木材制备热磨木浆，然后将热磨木浆冷却，冷却后得到白料；白料造粒后得到白料粒子，备用；

(4)打表皮：取表皮原材料加入搅拌机中，在搅拌过程中逐渐加入防水剂、颜料，获得表皮；将表皮进行造粒，得到表皮粒子，备用；

(5)成型：将铅芯粒子、白料粒子及表皮粒子加入到挤出机中，将三种粒子加入三台挤出机中，挤出后均加入到成型模具中，在成型模具中压制成型，得到铅笔粗品；

(6)后处理：a、对铅笔粗品进行有规律的切割得到铅笔，对铅笔的切面作光滑处理；b、铅笔的表皮作加压烫金处理；c、削尖铅笔；d、清洗与包装铅笔。

优选后，所述步骤(1)c中分拣出废料铅笔中的铅芯废料的具体过程为：将粉碎后的废料铅笔加入到分拣机中，启动分拣机中的电磁铁，吸附铅芯废料，除去其他废料；然后，关闭电磁铁，收集铅芯废料。由于铅芯废料中包含有磁性成分，采用电磁铁能够较为简单的分拣出废料中的铅芯，该方法原理简单，操作简便，分拣的成功率高，十分巧妙。

优选后，所述步骤(2)a中，加入黏土80-98份，滑石粉5-10份，石墨30-40份、蜡2-6份、油脂1-12份、乙基纤维素1-3份，水20-50份；并逐渐滴加防水剂2-5份，在80-120℃下充分加压混炼2-4h，均以质量份计。加入防水剂后使得铅芯材料具有防水功能，使得本实用新型的字迹或者图画不易受水影响，十分可靠。

优选后，所述步骤(2)c中铅芯的造粒过程为：首先将铅芯加入到螺杆挤出机中，在加热作用下借助螺杆挤出机挤出铅芯，铅芯经风扇冷却后加入切粒机中，在切粒机中被切成铅芯粒子。该造粒过程可以大批量生产铅芯粒子，从而实现持续成型铅笔，适用于工厂生产，提升工作效率。

优选后，所述步骤(3)中制作热磨木浆的具体步骤为：a、木材用研磨机粉碎，然后用水浸泡制造研磨浆；b、将研磨浆在100℃、1.5个atm下搅拌30min，得到热磨木浆。

优选后，所述步骤(3)中白料的造粒过程为：首先将白料加入到螺杆挤出机中，在加热作用下借助螺杆挤出机挤出白料，白料经风扇冷却后加入切粒机中，在切粒机中被切成白料粒子。该造粒过程可以大批量生产白料粒子，从而实现持续成型铅笔，适用于工厂生产，提升工作效率。

优选后，所述步骤(4)中表皮造粒过程为：将表皮加入到螺杆挤出机中，在加热作用下借助螺杆挤出机挤出表皮，表皮经风扇冷却后加入切粒机中，在切粒机中被切成表皮粒子。该造粒过程可以大批量生产表皮粒子，从而实现持续成型铅笔，适用于工厂生产，提升工作效率。

优选后，所述步骤(6)a的具体过程为：成型获得的铅笔粗品布置在传送带上，传送带上安装切割机，借助切割机切割铅笔粗品，根据传送带的传送速率，控制切割机每隔17-18cm切割一次；根据传送带的传送速率，采用抛光片对每个切面作光滑处理。以机械自动化的方式切割铅笔粗品，不仅省时省力，提升工作效率，而且相比较人工切割，精确度更高，产品的质量更高，具有巨大的经济效益。

优选后，所述步骤(6)b中加压烫金处理的具体过程为：传送带上布置烫金设备，根据传送带的传送速率，借助烫金设备的烫金头，以加压方式每隔20-22cm烫印铅笔。传送带与烫金设备相互配合，传送带输送铅笔，烫金设备根据传送带的传送速率有规律的烫印铅笔，设计巧妙；该方法不仅省时省力，提升工作效率，而且相比较人工排版烫印，精确度更高，产品的质量更高，具有巨大的经济效益。

优选后，所述步骤(6)d中清洗的具体过程为：传送带上布置喷淋区，并在传送带上每隔3-5cm设置一个孔洞；首先铅笔在喷淋区受到喷淋头的冲洗，再借助风机由下而上干燥铅笔。传送带与喷淋区、风机相互配合，传送带输送铅笔，喷淋区内的喷淋头持续的清洗铅笔；再由风机不断持续干燥铅笔，相比较人工干燥，省时省力，精确度高。

由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：

本发明为一种加热挤出式的铅笔成型方法，针对现有技术中的缺陷，研发了一套全新的铅笔成型技术；首先分别制备铅芯、白料与表皮，然后借助造粒机对三者分别造粒，造粒后分别加入到挤出机中，通过挤出机均匀的将铅芯、白料与表皮挤入模具中，从而在模具中压制成型；相比较现有技术该方法操作简便，工艺简单，适合于大批量生产，生产效率显著提升。其具体有益效果表现为以下几点：

1、本发明中将铅芯废料进行回收利用，实现废物再利用，不仅节省了大量的原材料，降低成本；而且有效的消除了铅芯废料对土地环境及水环境的威胁，符合可持续发展的生产理念。

2、打铅芯、打白料及打表皮均可大批量的生产，方便模具连续压制铅笔，单位时间生产的铅笔数量有明显提升，适合于工厂化大批量生产，生产效率显著提升，能够给工厂带来巨大的经济效益。且该铅笔成型方法自动化程度高，操作便捷；铅笔成品的各项参数精确，产品质量高，可以带来巨大的经济效益。

3、后处理均在传送带上完成，通过传送带与各个后处理设备相互配合实现自动切割、自动烫金、自动削尖、自动清洗与包装。自动化程度高，以科技改变生产力，构建了创新型生产工艺。

具体实施方式

本发明为一种加热挤出式的铅笔成型方法，首先分别制备铅芯、白料与表皮，然后借助造粒机对三者分别造粒，造粒后分别加入到挤出机中，通过挤出机均匀的将铅芯、白料与表皮挤入模具中，从而在模具中压制成铅笔，再由后处理工艺后获得铅笔成品。具体包括如下过程：

(1)铅芯废料回收利用：

a、收集废料铅笔：向各大垃圾场购买废料铅笔，通过运输车统一堆放至废料仓内；

b、粉碎废料铅笔：将废料铅笔通过上料机构有序的输送至大型粉碎机中，并在大型粉碎机中粉碎1-2h；

c、将粉碎后的废料铅笔加入到分拣机中，启动分拣机中的电磁铁，电磁铁吸附铅芯废料，表皮废料及白料废料通过出口排除分拣机外，从而除去其他废料；然后，关闭电磁铁，铅芯废料从电磁铁上脱落，通过出口收集铅芯废料。由于铅芯废料中包含有磁性成分，采用电磁铁能够较为简单的分拣出废料中的铅芯，该方法原理简单，操作简便，分拣的成功率高，十分巧妙；

d、首先将铅芯废料装入熔炼炉中，然后关闭熔炼炉，抽出熔炼炉内部分空气，对熔炼炉作降压处理；然后将熔炼炉内的温度升至420-500℃，熔炼1.5-3h，熔炼后获得废料铅液，备用。

(2)打铅芯：

a、取黏土80-98份(均以质量份计)，滑石粉5-10份，石墨30-40份、蜡2-6份、油脂1-12份、乙基纤维素1-3份，水20-50份加入到密炼机中，在400r/min的搅拌作用下逐渐滴加防水剂2-5份，在80-120℃下充分加压混炼2-4h；加入防水剂后使得铅芯材料具有防水功能，使得本实用新型的字迹或者图画不易受水影响，十分可靠。

b、混炼完成后，向密炼机中加入步骤(1)中获得的废料铅液，以600r/min的搅拌速率搅拌15min至均匀，经降温冷却后得到铅芯；

c、将铅芯进行造粒：首先将铅芯加入到螺杆挤出机中，螺杆挤出机中包括有螺杆，螺杆外层设置加热圈，加热圈加热铅芯，螺杆挤出机挤出铅芯，挤出的铅芯呈柔软的线条状；线条状的铅芯经风扇冷却后加入切粒机中，在切粒机中被切成铅芯粒子，备用。该造粒过程可以大批量生产铅芯粒子，从而实现持续成型铅笔，适用于工厂生产，提升工作效率。

(3)打白料：

白料采用木材，首先取木材制备热磨木浆：

a、木材用研磨机粉碎，然后用水浸泡制造研磨浆；

b、将研磨浆在100℃、1.5个atm下搅拌30min，得到热磨木浆，然后将热磨木浆冷却，冷却后得到白料；

c、首先将白料加入到螺杆挤出机中，螺杆挤出机中包括有螺杆，螺杆外层设置加热圈，加热圈加热白料，螺杆挤出机挤出白料，在加热作用下挤出的白料呈柔软的线条状，线条状的白料经风扇冷却后凝固，然后加入切粒机中，在切粒机中被切成白料粒子，备用。该造粒过程可以大批量生产白料粒子，从而实现持续成型铅笔，适用于工厂生产，提升工作效率。

(4)打表皮：

a、取表皮原材料加入搅拌机中，在搅拌过程中逐渐加入防水剂、颜料，获得表皮；

b、将表皮加入到螺杆挤出机中，螺杆挤出机中包括有螺杆，螺杆外层设置加热圈，加热圈加热表皮，螺杆挤出机挤出表皮，在加热作用下挤出的表皮呈柔软的线条状，线条状的表皮经风扇冷却后凝固，在切粒机中被切成表皮粒子，备用。该造粒过程可以大批量生产表皮粒子，从而实现持续成型铅笔，适用于工厂生产，提升工作效率。

(5)成型：

将铅芯粒子、白料粒子及表皮粒子分别加入到第一挤出机、第二挤出机及第三挤出机中；第一挤出机、第二挤出机及第三挤出机同时工作，分别挤出铅芯粒子、白料粒子及表皮粒子到成型模具中；在高温高压下，通过成型模具铅将芯粒子、白料粒子及表皮粒子压制成铅笔，得到铅笔粗品，此时的铅笔粗品为一整条未切割的长条形铅笔；此时铅笔粗品较为柔软，将其通入冷水槽中，借助冷水槽冷却。

(6)后处理：

a、铅笔粗品切割：成型获得的铅笔粗品布置在传送带上，传送带上安装切割机，切割机有切割头、控制器及抬升机构组成，抬升机构连接切割头，用于控制切割头上下移动，控制器控制抬升机构；根据传送带的传送速率，控制器每隔17-18cm启动抬升机构向下输送切割头切割铅笔粗品，每次切割完成后，抬升机构与切割头复位；如此循环切割后，铅笔粗品被切割成一根根长度为17-18cm的铅笔；以机械自动化的方式切割铅笔粗品，不仅省时省力，提升工作效率，而且相比较人工切割，精确度更高，产品的质量更高，具有巨大的经济效益；

b、切面光滑处理：根据传送带的传送速率，采用抛光片对每个切面作光滑处理，抛光片表面磨砂，在自转过程中通过磨砂面对切面进行抛光；

c、铅笔烫金：传送带上布置烫金设备，该烫金设备包括烫金头、放膜机构、收膜机构及控制器组成，烫金头由控制器控制；根据传送带的传送速率，控制器每隔20-22cm(经抛光处理后，相邻两个铅笔之间的距离被拉开至20-22cm)烫金头烫印铅笔，每次烫印完成后，烫金头复位；如此循环烫印后，每根铅笔上的logo、图案清洗完整。传送带与烫金设备相互配合，传送带输送铅笔，烫金设备根据传送带的传送速率有规律的烫印铅笔，设计巧妙；该方法不仅省时省力，提升工作效率，而且相比较人工排版烫印，精确度更高，产品的质量更高，具有巨大的经济效益；

d、削尖铅笔：传动带上布置削减机，根据传送带的传送速率，削尖铅笔长度；

e、清洗铅笔：传送带上布置喷淋区，并在传送带上每隔3-5cm设置一个孔洞；首先铅笔在喷淋区受到喷淋头的冲洗，再借助风机由下而上干燥铅笔。传送带与喷淋区、风机相互配合，传送带输送铅笔，喷淋区内的喷淋头持续的清洗铅笔；再由风机不断持续干燥铅笔，相比较人工干燥，省时省力，精确度高。

f、包装：清洗铅笔后收集铅笔，包装铅笔采用人为包装，做到包装后收缩平整无漏装。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种加热挤出式的铅笔成型方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)铅芯废料回收利用：a、收集废料铅笔；b、粉碎废料铅笔；c、分拣出废料铅笔中的铅芯废料；d、将铅芯废料投入熔炼炉中熔炼，熔炼后获得废料铅液，备用；

(2)打铅芯：a、取黏土、滑石粉、石墨、蜡、油脂、乙基纤维素及水加入到密炼机中，在搅拌作用下逐渐滴加防水剂，充分混炼2-4h；b、混炼完成后，向密炼机中加入步骤(1)中获得的废料铅液，快速搅拌15min至均匀，经降温冷却后得到铅芯；c、将铅芯进行造粒，得到铅芯粒子，备用；

(3)打白料：白料采用木材，首先取木材制备热磨木浆，然后将热磨木浆冷却，冷却后得到白料；白料造粒后得到白料粒子，备用；

(4)打表皮：取表皮原材料加入搅拌机中，在搅拌过程中逐渐加入防水剂、颜料，获得表皮；将表皮进行造粒，得到表皮粒子，备用；

(5)成型：将铅芯粒子、白料粒子及表皮粒子加入到挤出机中，将三种粒子加入三台挤出机中，挤出后均加入到成型模具中，在成型模具中压制成型，得到铅笔粗品；

(6)后处理：a、对铅笔粗品进行有规律的切割得到铅笔，对铅笔的切面作光滑处理；b、铅笔的表皮作加压烫金处理；c、削尖铅笔；d、清洗与包装铅笔。

2.根据权利要求1所述一种加热挤出式的铅笔成型方法，其特征在于：所述步骤(1)c中分拣出废料铅笔中的铅芯废料的具体过程为：将粉碎后的废料铅笔加入到分拣机中，启动分拣机中的电磁铁，吸附铅芯废料，除去其他废料；然后，关闭电磁铁，收集铅芯废料。

3.根据权利要求1所述一种加热挤出式的铅笔成型方法，其特征在于：所述步骤(2)a中，加入黏土80-98份，滑石粉5-10份，石墨30-40份、蜡2-6份、油脂1-12份、乙基纤维素1-3份，水20-50份；并逐渐滴加防水剂2-5份，在80-120℃下充分加压混炼2-4h，均以质量份计。

4.根据权利要求1所述一种加热挤出式的铅笔成型方法，其特征在于：所述步骤(2)c中铅芯的造粒过程为：首先将铅芯加入到螺杆挤出机中，在加热作用下借助螺杆挤出机挤出铅芯，铅芯经风扇冷却后加入切粒机中，在切粒机中被切成铅芯粒子。

5.根据权利要求1所述一种加热挤出式的铅笔成型方法，其特征在于：所述步骤(3)中制作热磨木浆的具体步骤为：a、木材用研磨机粉碎，然后用水浸泡制造研磨浆；b、将研磨浆在100℃、1.5个atm下搅拌30min，得到热磨木浆。

6.根据权利要求1所述一种加热挤出式的铅笔成型方法，其特征在于：所述步骤(3)中白料的造粒过程为：首先将白料加入到螺杆挤出机中，在加热作用下借助螺杆挤出机挤出白料，白料经风扇冷却后加入切粒机中，在切粒机中被切成白料粒子。

7.根据权利要求1所述一种加热挤出式的铅笔成型方法，其特征在于：所述步骤(4)中表皮造粒过程为：将表皮加入到螺杆挤出机中，在加热作用下借助螺杆挤出机挤出表皮，表皮经风扇冷却后加入切粒机中，在切粒机中被切成表皮粒子。

8.根据权利要求1所述一种加热挤出式的铅笔成型方法，其特征在于：所述步骤(6)a的具体过程为：成型获得的铅笔粗品布置在传送带上，传送带上安装切割机，借助切割机切割铅笔粗品，根据传送带的传送速率，控制切割机每隔17-18cm切割一次；根据传送带的传送速率，采用抛光片对每个切面作光滑处理。

9.根据权利要求8所述一种加热挤出式的铅笔成型方法，其特征在于：所述步骤(6)b中加压烫金处理的具体过程为：传送带上布置烫金设备，根据传送带的传送速率，借助烫金设备的烫金头，以加压方式每隔20-22cm烫印铅笔。

10.根据权利要求1所述一种加热挤出式的铅笔成型方法，其特征在于：所述步骤(6)d中清洗的具体过程为：传送带上布置喷淋区，并在传送带上每隔3-5cm设置一个孔洞；首先铅笔在喷淋区受到喷淋头的冲洗，再借助风机由下而上干燥铅笔。