CN108501574A - 一种环保型铅笔的制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型铅笔的制作工艺，该制作工艺包括有：笔杆板材的成型制备、笔芯容置加工、抛削成型三个主体步骤，本技术方案通过收集的无用的植物秸秆及树叶通过粉碎机打成粉末，通过高温加热烘干处理将其含水率达到3%~5%，随后对其进行高温混料压制成型，加入填充剂配合天然糯米粘合剂，可有效解决铅笔杆握持手感和铅笔杆硬度问题，使得笔杆表面不易脱落，不易断，且大大减少了铅笔在生产中浪费其它资源，达到节约能源的目的，环保效果显著，值得大规模产业推广。
Description
技术领域
本发明涉及铅笔制作工艺技术领域，更具体的说，本发明涉及一种新的改进型环保铅笔的制作工艺技术。
背景技术
铅笔（Pencil），是一种用来书写以及绘画素描专用的笔类，距今已有四百多年的历史，目前已经基本定型为包涵以下三种结构部分，分别是石墨笔芯、木制笔杆、带帽铅笔；同时，为满足不同书写或绘画颜色的需求，铅笔芯的颜色不仅仅局限于单纯的石墨黑原色，制造厂商可根据不同需求，将铅笔芯选用不同的材料及颜料，来获取不同的书写或绘画颜色。
当前市场上的铅笔中包裹笔芯的笔杆，绝大部分均是用原木材原料加工制成。众所周知，原木材是国家的宝贵资源，也是紧缺材料，各行各业都在研究如何节约木材，寻求木材料的同等代用品，而对于铅笔制作行业而言，每年用于制作铅笔的木材使用量也相当巨大，因此，研究一种基于植物秸秆及树叶等这些原木的衍生材料制作铅笔；是很有必要的，且可从生产方式上取消原木材料的需求，降低了企业生产成本，也是非常符合国家关于节能、环保的基本国策。
本发明的技术目的在于研究改进一种环保型的铅笔制作工艺方法，彻底改变现有铅笔制造过程中耗费大量木材且生产成本较高的技术现状，同时基于自主研发的环保型的新型天然粘合剂的组份配方，克服传统的非实木产品的稳定度差，易折断的技术缺陷，提供一种新的铅笔制作方法，满足铅笔的强度在使用上的需求，同时彻底替代了原木材料，值得大规模的行业推广。
发明内容
一种环保型铅笔的制作工艺，其特征在于：该制作工艺包括以下步骤：
一、笔杆板材的成型制备
（1）原料处理：将收集的植物秸秆及树叶采用烘干机进行干燥处理30-60分钟，随后将经处理后的植物秸秆及树叶通过粉碎机进行粉碎处理至350-400目备用；
（2）糯米粘合剂制备：取100重量份的纯净水加热至沸腾状态，随后缓慢逐步加入30-50重量份糯米粉并伴随采用搅拌机进行搅拌，直至呈粘稠状；
（3）成型材料共混：取步骤（1）中粉碎后的100重量份植物秸秆及树叶原料中加入步骤（2）所制得的糯米粘合剂20-40重量份、填充剂5-10重量份、颜料0-10重量份、食盐3-8重量份置于搅拌机中进行高速搅拌5-20分钟，使其充分混合均匀得到混合料备用；
（4）将步骤（3）制备的混合料置于螺杆挤出机中进行挤出成型为笔杆板材，随即将挤出成型的笔杆板材置于烘干机中进行120-150℃环境下烘干处理，随后将笔杆板材置于130-200℃高温环境中进行热压成型处理，即得成型后的笔杆板材；
二、笔芯容置加工
（1）将步骤一中制备的笔杆板材按照标准铅笔长度尺寸进行切段处理，随后通过输送链条依次输送至板材开槽机中沿板材长度方向均匀进行开槽，所开槽口的截面尺寸及形状呈笔芯的半包围状，得到笔杆初品；
（2）将经步骤（1）开槽处理后的笔杆初品的槽口中放置笔芯，随后再取一经步骤（1）开槽处理后的笔杆初品，使其开槽面相对完成重合后通过涂布上述步骤一中的糯米粘合剂进行热压粘合，即得铅笔初品；
（3）将步骤（2）制得的铅笔初品置于烘箱中进行高温烘干，烘干时间为5-15min，烘箱温度为恒温100-120℃；配有环保型的自主研发的糯米粘合剂混料，在烘箱内依托一定的烘干时间及烘干温度，可保障足够的粘合效果和笔杆强度；
三、抛削成型
（1）将步骤二制备的铅笔初品通过板材切削设备进行切开和削磨处理，制成横截面包括圆形或六角形的铅笔成品；目前市场上反馈使用效果最好的为圆形或六棱柱形截面，易于手持并且易于捆绑，切割；
（2）将经步骤（1）处理后的铅笔成品采取微波消毒、抛光打磨、上色处理后即的铅笔产品。
进一步地，在步骤一中的糯米粘合剂的粘稠度NLGI等级达到2即可，粘稠度达到2及以上，即可确保糯米粘合剂足够的粘合强度，确保生产成型后的笔杆不易散裂、折断。
需要指出的是：稠度等级：NLGI（美国润滑脂协会）分为九个等级，从000到6共九个。稠度用锥入度值（也称针入度值）表示：指在25℃下，用钝角形的金属尖锥体，在时间为5s内，自重沉入粘稠液的深度，以1/10mm为单位。锥入度值越大，液体的稠度越小。
进一步地，作为优选的技术方案，所述步骤中的糯米粘合剂的制备中，可以适量加入糯米粉重量份的3-6%的麦芽糊精，以进一步获取作为天然粘合剂（糯米粘合剂）的粘合强度的提高，确保铅笔成型的粘接牢固性及成型硬度。
进一步地，作为优选配比方案：所述步骤一中成型材料共混的原料配比为：粉碎后的100重量份植物秸秆及树叶原料中加入所制得的糯米粘合剂35重量份、填充剂8重量份、颜料0-10重量份、食盐5重量份。优选配比方案可进一步起到最大的生产效果，确保所生产出的铅笔完全可替代或优于原木铅笔。
进一步地，所述步骤一中的填充剂具体为滑石粉或黏土的一种；所述步骤一中的颜料具体为可耐受150℃及以上温度的耐高温颜料。因热压成型环境均在100℃的高温环境下，为确保工艺的简便性，颜料均采取统一混料方式加入，故而对于颜料的耐高温要求，要高于传统铅笔的染色颜料要求，同时也不易产生褪色现象。
优选的，所述步骤一中挤出成型的笔杆板材置于烘干机中的烘干温度为140℃，随后将笔杆板材置于160℃高温环境中进行热压成型处理。
本发明的有益效果是：
本技术方案通过收集的无用的植物秸秆及树叶通过粉碎机打成粉末，通过高温加热烘干处理将其含水率达到3%~5%，随后对其进行高温混料压制成型，加入填充剂配合天然糯米粘合剂，可有效解决铅笔杆握持手感和铅笔杆硬度问题，使得笔杆表面不易脱落，不易断。
同时，本发明采用天然的植物秸秆和树叶作为笔杆板材制备的原材料，从而大大的减少了铅笔在生产中浪费其它资源，达到节约能源的目的。本工艺方案生产的铅笔能够有效减少社会资源的浪费，且生产原料价格低廉，可大幅减少铅笔生产厂家的生产成本，天然植物和树叶配合天然粘合剂（糯米粘合剂），很容易解降，笔屑不会污染环境，可显著达到环保节能的目的。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例及配比，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种环保型铅笔的制作工艺，该制作工艺包括以下步骤：
一、笔杆板材的成型制备
（1）原料处理：将收集的植物秸秆及树叶采用烘干机进行干燥处理30分钟，随后将经处理后的植物秸秆及树叶通过粉碎机进行粉碎处理至350目备用；
（2）糯米粘合剂制备：取100重量份的纯净水加热至沸腾状态，随后缓慢逐步加入30重量份糯米粉并伴随采用搅拌机进行搅拌，直至呈粘稠状；
（3）成型材料共混：取步骤（1）中粉碎后的100重量份植物秸秆及树叶原料中加入步骤（2）所制得的糯米粘合剂20重量份、填充剂5重量份、颜料1重量份、食盐3重量份置于搅拌机中进行高速搅拌5分钟，使其充分混合均匀得到混合料备用；
（4）将步骤（3）制备的混合料置于螺杆挤出机中进行挤出成型为笔杆板材，随即将挤出成型的笔杆板材置于烘干机中进行120℃环境下烘干处理，随后将笔杆板材置于130℃高温环境中进行热压成型处理，即得成型后的笔杆板材；
二、笔芯容置加工
（1）将步骤一中制备的笔杆板材按照标准铅笔长度尺寸进行切段处理，随后通过输送链条依次输送至板材开槽机中沿板材长度方向均匀进行开槽，所开槽口的截面尺寸及形状呈笔芯的半包围状，得到笔杆初品；
（2）将经步骤（1）开槽处理后的笔杆初品的槽口中放置笔芯，随后再取一经步骤（1）开槽处理后的笔杆初品，使其开槽面相对完成重合后通过涂布上述步骤一中的糯米粘合剂进行热压粘合，即得铅笔初品；
（3）将步骤（2）制得的铅笔初品置于烘箱中进行高温烘干，烘干时间为5min，烘箱温度为恒温100℃；配有环保型的自主研发的糯米粘合剂混料，在烘箱内依托一定的烘干时间及烘干温度，可保障足够的粘合效果和笔杆强度；
三、抛削成型
（1）将步骤二制备的铅笔初品通过板材切削设备进行切开和削磨处理，制成横截面包括圆形或六角形的铅笔成品；目前市场上反馈使用效果最好的为圆形或六棱柱形截面，易于手持并且易于捆绑，切割；
（2）将经步骤（1）处理后的铅笔成品采取微波消毒、抛光打磨、上色处理后即的铅笔产品。
实施例2
一种环保型铅笔的制作工艺，该制作工艺包括以下步骤：
一、笔杆板材的成型制备
（1）原料处理：将收集的植物秸秆及树叶采用烘干机进行干燥处理60分钟，随后将经处理后的植物秸秆及树叶通过粉碎机进行粉碎处理至400目备用；
（2）糯米粘合剂制备：取100重量份的纯净水加热至沸腾状态，随后缓慢逐步加入50重量份糯米粉并伴随采用搅拌机进行搅拌，直至呈粘稠状；
（3）成型材料共混：取步骤（1）中粉碎后的100重量份植物秸秆及树叶原料中加入步骤（2）所制得的糯米粘合剂40重量份、填充剂10重量份、颜料10重量份、食盐8重量份置于搅拌机中进行高速搅拌20分钟，使其充分混合均匀得到混合料备用；
（4）将步骤（3）制备的混合料置于螺杆挤出机中进行挤出成型为笔杆板材，随即将挤出成型的笔杆板材置于烘干机中进行150℃环境下烘干处理，随后将笔杆板材置于200℃高温环境中进行热压成型处理，即得成型后的笔杆板材；
二、笔芯容置加工
（1）将步骤一中制备的笔杆板材按照标准铅笔长度尺寸进行切段处理，随后通过输送链条依次输送至板材开槽机中沿板材长度方向均匀进行开槽，所开槽口的截面尺寸及形状呈笔芯的半包围状，得到笔杆初品；
（2）将经步骤（1）开槽处理后的笔杆初品的槽口中放置笔芯，随后再取一经步骤（1）开槽处理后的笔杆初品，使其开槽面相对完成重合后通过涂布上述步骤一中的糯米粘合剂进行热压粘合，即得铅笔初品；
（3）将步骤（2）制得的铅笔初品置于烘箱中进行高温烘干，烘干时间为15min，烘箱温度为恒温120℃；配有环保型的自主研发的糯米粘合剂混料，在烘箱内依托一定的烘干时间及烘干温度，可保障足够的粘合效果和笔杆强度；
三、抛削成型
（1）将步骤二制备的铅笔初品通过板材切削设备进行切开和削磨处理，制成横截面包括圆形或六角形的铅笔成品；目前市场上反馈使用效果最好的为圆形或六棱柱形截面，易于手持并且易于捆绑，切割；
（2）将经步骤（1）处理后的铅笔成品采取微波消毒、抛光打磨、上色处理后即的铅笔产品。
实施例3
一种环保型铅笔的制作工艺，该制作工艺包括以下步骤：
一、笔杆板材的成型制备
（1）原料处理：将收集的植物秸秆及树叶采用烘干机进行干燥处理45分钟，随后将经处理后的植物秸秆及树叶通过粉碎机进行粉碎处理至375目备用；
（2）糯米粘合剂制备：取100重量份的纯净水加热至沸腾状态，随后缓慢逐步加入40重量份糯米粉并伴随采用搅拌机进行搅拌，直至呈粘稠状；
（3）成型材料共混：取步骤（1）中粉碎后的100重量份植物秸秆及树叶原料中加入步骤（2）所制得的糯米粘合剂30重量份、填充剂8重量份、颜料5重量份、食盐4重量份置于搅拌机中进行高速搅拌15分钟，使其充分混合均匀得到混合料备用；
（4）将步骤（3）制备的混合料置于螺杆挤出机中进行挤出成型为笔杆板材，随即将挤出成型的笔杆板材置于烘干机中进行135℃环境下烘干处理，随后将笔杆板材置于165℃高温环境中进行热压成型处理，即得成型后的笔杆板材；
二、笔芯容置加工
（1）将步骤一中制备的笔杆板材按照标准铅笔长度尺寸进行切段处理，随后通过输送链条依次输送至板材开槽机中沿板材长度方向均匀进行开槽，所开槽口的截面尺寸及形状呈笔芯的半包围状，得到笔杆初品；
（2）将经步骤（1）开槽处理后的笔杆初品的槽口中放置笔芯，随后再取一经步骤（1）开槽处理后的笔杆初品，使其开槽面相对完成重合后通过涂布上述步骤一中的糯米粘合剂进行热压粘合，即得铅笔初品；
（3）将步骤（2）制得的铅笔初品置于烘箱中进行高温烘干，烘干时间为10min，烘箱温度为恒温110℃；配有环保型的自主研发的糯米粘合剂混料，在烘箱内依托一定的烘干时间及烘干温度，可保障足够的粘合效果和笔杆强度；
三、抛削成型
（1）将步骤二制备的铅笔初品通过板材切削设备进行切开和削磨处理，制成横截面包括圆形或六角形的铅笔成品；目前市场上反馈使用效果最好的为圆形或六棱柱形截面，易于手持并且易于捆绑，切割；
（2）将经步骤（1）处理后的铅笔成品采取微波消毒、抛光打磨、上色处理后即的铅笔产品。
实施例4
一种环保型铅笔的制作工艺，该制作工艺包括以下步骤：
一、笔杆板材的成型制备
（1）原料处理：将收集的植物秸秆及树叶采用烘干机进行干燥处理50分钟，随后将经处理后的植物秸秆及树叶通过粉碎机进行粉碎处理至355目备用；
（2）糯米粘合剂制备：取100重量份的纯净水加热至沸腾状态，随后缓慢逐步加入45重量份糯米粉并伴随采用搅拌机进行搅拌，直至呈粘稠状；
（3）成型材料共混：取步骤（1）中粉碎后的100重量份植物秸秆及树叶原料中加入步骤（2）所制得的糯米粘合剂35重量份、填充剂9重量份、颜料9重量份、食盐6重量份置于搅拌机中进行高速搅拌16分钟，使其充分混合均匀得到混合料备用；
（4）将步骤（3）制备的混合料置于螺杆挤出机中进行挤出成型为笔杆板材，随即将挤出成型的笔杆板材置于烘干机中进行138℃环境下烘干处理，随后将笔杆板材置于190℃高温环境中进行热压成型处理，即得成型后的笔杆板材；
二、笔芯容置加工
（1）将步骤一中制备的笔杆板材按照标准铅笔长度尺寸进行切段处理，随后通过输送链条依次输送至板材开槽机中沿板材长度方向均匀进行开槽，所开槽口的截面尺寸及形状呈笔芯的半包围状，得到笔杆初品；
（2）将经步骤（1）开槽处理后的笔杆初品的槽口中放置笔芯，随后再取一经步骤（1）开槽处理后的笔杆初品，使其开槽面相对完成重合后通过涂布上述步骤一中的糯米粘合剂进行热压粘合，即得铅笔初品；
（3）将步骤（2）制得的铅笔初品置于烘箱中进行高温烘干，烘干时间为12min，烘箱温度为恒温105℃；配有环保型的自主研发的糯米粘合剂混料，在烘箱内依托一定的烘干时间及烘干温度，可保障足够的粘合效果和笔杆强度；
三、抛削成型
（1）将步骤二制备的铅笔初品通过板材切削设备进行切开和削磨处理，制成横截面包括圆形或六角形的铅笔成品；目前市场上反馈使用效果最好的为圆形或六棱柱形截面，易于手持并且易于捆绑，切割；
（2）将经步骤（1）处理后的铅笔成品采取微波消毒、抛光打磨、上色处理后即的铅笔产品。
在上述具体实施例1-4中，需要进一步完善说明的是：
在步骤一中的糯米粘合剂的粘稠度NLGI等级达到2即可，粘稠度达到2及以上，即可确保糯米粘合剂足够的粘合强度，确保生产成型后的笔杆不易散裂、折断。
作为优选的技术方案，步骤一中的糯米粘合剂的制备中，可以适量加入糯米粉重量份的3-6%的麦芽糊精，最后可选5%，以进一步获取作为天然粘合剂（糯米粘合剂）的粘合强度的提高，确保铅笔成型的粘接牢固性及成型硬度。
作为优选配比方案：所述步骤一中成型材料共混的原料配比为：粉碎后的100重量份植物秸秆及树叶原料中加入所制得的糯米粘合剂35重量份、填充剂8重量份、颜料0-10重量份、食盐5重量份。优选配比方案可进一步起到最大的生产效果，确保所生产出的铅笔完全可替代或优于原木铅笔。
填充剂具体为滑石粉或黏土的一种；颜料具体为可耐受150℃及以上温度的耐高温颜料。
本发明实施方式的有益效果是：
本技术方案通过收集的无用的植物秸秆及树叶通过粉碎机打成粉末，通过高温加热烘干处理将其含水率达到3%~5%，随后对其进行高温混料压制成型，加入填充剂配合天然糯米粘合剂，可有效解决铅笔杆握持手感和铅笔杆硬度问题，使得笔杆表面不易脱落，不易断。
同时，本发明采用天然的植物秸秆和树叶作为笔杆板材制备的原材料，从而大大的减少了铅笔在生产中浪费其它资源，达到节约能源的目的。本工艺方案生产的铅笔能够有效减少社会资源的浪费，且生产原料价格低廉，可大幅减少铅笔生产厂家的生产成本，天然植物和树叶配合天然粘合剂（糯米粘合剂），很容易降解，笔屑不会污染环境，可显著达到环保节能的目的。
从工业生产角度而言，值得强度的是：本发明技术方案可有效减少铅笔的制造成本，缩短其生产流程。
Claims (7)
1.一种环保型铅笔的制作工艺，其特征在于：该制作工艺包括以下步骤：
一、笔杆板材的成型制备
（1）原料处理：将收集的植物秸秆及树叶采用烘干机进行干燥处理30-60分钟，随后将经处理后的植物秸秆及树叶通过粉碎机进行粉碎处理至350-400目备用；
（2）糯米粘合剂制备：取100重量份的纯净水加热至沸腾状态，随后缓慢逐步加入30-50重量份糯米粉并伴随采用搅拌机进行搅拌，直至呈粘稠状；
（3）成型材料共混：取步骤（1）中粉碎后的100重量份植物秸秆及树叶原料中加入步骤（2）所制得的糯米粘合剂20-40重量份、填充剂5-10重量份、颜料0-10重量份、食盐3-8重量份置于搅拌机中进行高速搅拌5-20分钟，使其充分混合均匀得到混合料备用；
（4）将步骤（3）制备的混合料置于螺杆挤出机中进行挤出成型为笔杆板材，随即将挤出成型的笔杆板材置于烘干机中进行120-150℃环境下烘干处理，随后将笔杆板材置于130-200℃高温环境中进行热压成型处理，即得成型后的笔杆板材；
二、笔芯容置加工
（1）将步骤一中制备的笔杆板材按照标准铅笔长度尺寸进行切段处理，随后通过输送链条依次输送至板材开槽机中沿板材长度方向均匀进行开槽，所开槽口的截面尺寸及形状呈笔芯的半包围状，得到笔杆初品；
（2）将经步骤（1）开槽处理后的笔杆初品的槽口中放置笔芯，随后再取一经步骤（1）开槽处理后的笔杆初品，使其开槽面相对完成重合后通过涂布上述步骤一中的糯米粘合剂进行热压粘合，即得铅笔初品；
（3）将步骤（2）制得的铅笔初品置于烘箱中进行高温烘干，烘干时间为5-15min，烘箱温度为恒温100-120℃；
三、抛削成型
（1）将步骤二制备的铅笔初品通过板材切削设备进行切开和削磨处理，制成横截面包括圆形或六角形的铅笔成品；
（2）将经步骤（1）处理后的铅笔成品采取微波消毒、抛光打磨、上色处理后即的铅笔产品。
2.如权利要求1中所述的环保型铅笔的制作工艺，其特征在于：所述步骤一中的糯米粘合剂的粘稠度NLGI等级达到2即可。
3.如权利要求1中所述的环保型铅笔的制作工艺，其特征在于：所述步骤一中的糯米粘合剂的制备中，还加入有糯米粉重量份的3-6%的麦芽糊精。
4.如权利要求1中所述的环保型铅笔的制作工艺，其特征在于：所述
步骤一中成型材料共混的原料配比为：粉碎后的100重量份植物秸秆及树叶原料中加入所制得的糯米粘合剂35重量份、填充剂8重量份、颜料0-10重量份、食盐5重量份。
5.如权利要求1中所述的环保型铅笔的制作工艺，其特征在于：所述步骤一中的填充剂具体为滑石粉或黏土的一种。
6.如权利要求1中所述的环保型铅笔的制作工艺，其特征在于：所述步骤一中的颜料具体为可耐受150℃及以上温度的耐高温颜料。
7.如权利要求1中所述的环保型铅笔的制作工艺，其特征在于：所述步骤一中挤出成型的笔杆板材置于烘干机中的烘干温度为140℃，随后将笔杆板材置于160℃高温环境中进行热压成型处理。
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