CN109401352A - 一种环保型铅笔杆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型铅笔杆及其制备方法，其制备方法包括：将木粉浸泡在pH值为3‑4的盐酸溶液中，浸泡3‑4小时，固液分离得到浸酸木粉；将浸酸木粉水洗至pH为4.5‑6，固液分离后加入纤维素酶，反应的温度为30‑45℃，反应6‑8小时，得到酶解木粉；在酶解木粉中充入80‑100℃饱和湿蒸汽维持10‑20分钟，干燥、粉碎得到酶解干木粉；将酶解干木粉和石棉粉、硅藻土混合均匀，得到混合细粉；将混合细粉与液体粘结剂混合均匀，挤压成型得到铅笔杆。本发明提供的环保型铅笔杆以农业或木材加工业废弃物为原料，减少了对木材的消耗，其抗菌性、耐湿性较传统木质铅笔都有所提升。

Description

一种环保型铅笔杆及其制备方法
技术领域
本发明涉及铅笔制备领域，尤其涉及一种环保型铅笔杆及其制备方法。
背景技术
铅笔是教学、绘图过程中不可缺少的工具，它具有易擦除、易修改的特点，在小学生学习和人们绘图工作中具有举足轻重的作用。铅笔主要是由铅笔杆和铅笔芯组成的。
现有的铅笔主要为传统木杆铅笔，木杆铅笔笔杆多为木质材料，一般采用铅柏、椴木作为笔杆材料，其制作和使用造成森林资源的极大消耗。而由于铅柏、椴木在我国是十分紧缺的，因此大大影响了我国铅笔业的发展。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种环保型铅笔杆。
本发明提供了一种环保型铅笔杆的制备方法，包括以下步骤：
S1、将木粉浸泡在pH值为3-4的盐酸溶液中，浸泡3-4小时，固液分离得到浸酸木粉；
S2、将S1中得到的浸酸木粉水洗至pH为4.5-6，固液分离后加入纤维素酶，反应的温度为30-45℃，反应6-8小时，得到酶解木粉；
S3、在S2中得到的酶解木粉中充入80-100℃饱和湿蒸汽维持10-20分钟，干燥、粉碎得到酶解干木粉；
S4、将S3中得到的酶解干木粉和石棉粉、硅藻土混合均匀，得到混合细粉；将混合细粉与液体粘结剂混合均匀，挤压成型得到铅笔杆。
优选地，木粉的原料包括锯末、秸秆、稻壳、竹屑、花生壳、葵花籽皮、板栗壳中的至少一种。
优选地，木粉的原料包括锯末、秸秆、稻壳、板栗壳；进一步优选，锯末、秸秆、稻壳、板栗壳的重量比为9-13：5-7：2-4：1-2。
优选地，木粉的粒径为30-60目。
优选地，S2中纤维素酶的添加量为木粉的0.5%-1%重量比，酶活力为1200-1800U/g。
优选地，S3中干燥的温度为80-120℃。
优选地，酶解干木粉的含水量≤5%，粒径为200-300目。
优选地，混合细粉中酶解干木粉、石棉粉、硅藻土的重量比为100-120：7-12：30-40。
优选地，液体粘结剂为聚氨酯胶。
优选地，液体粘结剂的用量为混合细粉的2%-5%重量比。
本发明还提供了一种环保型铅笔杆，该环保型铅笔杆由本发明提供的环保型铅笔杆制备方法制备得到。
本发明提供的环保型铅笔杆以木粉为主要原料，该木粉为锯末、秸秆、稻壳、竹屑、花生壳、葵花籽皮、板栗壳中的一种或多种混合物，是农业或木材加工业的废弃物，利用木粉生产铅笔，减少了木材的消耗，为这些废弃物的处理提供了一条新的出路，同时丰富了铅笔杆材料的多样化，有益于铅笔行业的持续发展。
本发明先将木粉浸泡在pH值3-4的盐酸中，杀灭木粉中的细菌、微生物，并软化木粉，初步破坏木质结构，再用纤维素酶进行处理，降解木粉中的部分纤维素，使得木粉的分子变小，结构松散，再加入一定比重的硅藻土和石棉粉，配制成均匀的铅笔杆材料。本发明提供的铅笔杆不同于天然木材做成的铅笔杆，没有木材的纹理和结节，整体质地非常松软和均匀，刀削容易。
木质材料的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素等多糖，抗菌性差，同时耐湿性差、易腐烂。与全木质铅笔杆相比，本发明采用硅藻土和石棉粉代替部分木质材料，抗菌性和耐湿性更好，不易腐烂，铅笔易于储存。此外，添加硅藻土可以增强铅笔杆的强度，添加石棉粉可以提升铅笔杆的防水耐湿性。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种环保型铅笔杆的制备方法，包括以下步骤：
S1、将30目的木粉浸泡在pH值为3.4的盐酸溶液中，浸泡3.7小时，过滤得到浸酸木粉；所述木粉为锯末、水稻秸秆、稻壳、板栗壳的混合物，锯末、水稻秸秆、稻壳、板栗壳的重量比为11：5：4：1.6；
S2、将S1中得到的浸酸木粉水洗至pH为4.8，过滤后加入纤维素酶，纤维素酶的酶活力为1700U/g，添加量为木粉的1%重量比，反应的温度为40℃，反应7.5小时，得到酶解木粉；
S3、在S2中得到的酶解木粉中充入85℃饱和湿蒸汽维持15分钟，在90℃干燥至含水量为4.8%，粉碎至280目，得到酶解干木粉；
S4、将S3中得到的酶解干木粉和石棉粉、硅藻土混合均匀，酶解干木粉、石棉粉、硅藻土的重量比为116：8：34，得到混合细粉；将混合细粉加入到高速混合机中，喷入液体粘结剂聚氨酯胶，液体粘结剂的用量为混合细粉的2.3%重量比，搅拌混合均匀，挤压成型得到铅笔杆。
实施例2
一种环保型铅笔杆的制备方法，包括以下步骤：
S1、将40目的木粉浸泡在pH值为3.8的盐酸溶液中，浸泡3.2小时，过滤得到浸酸木粉；所述木粉为锯末、小麦秸秆、稻壳、板栗壳的混合物，锯末、小麦秸秆、稻壳、板栗壳的重量比为10：7：3：1.8；
S2、将S1中得到的浸酸木粉水洗至pH为5.7，过滤后加入纤维素酶，纤维素酶的酶活力为1300U/g，添加量为木粉的0.8%重量比，反应的温度为45℃，反应6.5小时，得到酶解木粉；
S3、在S2中得到的酶解木粉中充入90℃饱和湿蒸汽维持20分钟，在110℃干燥至含水量为4.5%，粉碎至260目，得到酶解干木粉；
S4、将S3中得到的酶解干木粉和石棉粉、硅藻土混合均匀，酶解干木粉、石棉粉、硅藻土的重量比为103：11：36，得到混合细粉；将混合细粉加入到高速混合机中，喷入液体粘结剂聚氨酯胶，液体粘结剂的用量为混合细粉的4.5%重量比，搅拌混合均匀，挤压成型得到铅笔杆。
实施例3
一种环保型铅笔杆的制备方法，包括以下步骤：
S1、将50目的木粉浸泡在pH值为3.2的盐酸溶液中，浸泡3.5小时，离心分离得到浸酸木粉；所述木粉为锯末、玉米秸秆、稻壳、板栗壳的混合物，锯末、玉米秸秆、稻壳、板栗壳的重量比为12：6：2：1.3；
S2、将S1中得到的浸酸木粉水洗至pH为5.1，过滤分离后加入纤维素酶，纤维素酶的酶活力为1500U/g，添加量为木粉的0.6%重量比，反应的温度为35℃，反应7小时，得到酶解木粉；
S3、在S2中得到的酶解木粉中充入100℃饱和湿蒸汽维持10分钟，在100℃干燥至含水量为4.7%，粉碎至220目，得到酶解干木粉；
S4、将S3中得到的酶解干木粉和石棉粉、硅藻土混合均匀，酶解干木粉、石棉粉、硅藻土的重量比为110：9：38，得到混合细粉；将混合细粉加入到高速混合机中，喷入液体粘结剂聚氨酯胶，液体粘结剂的用量为混合细粉的3.4%重量比，搅拌混合均匀，挤压成型得到铅笔杆。
实施例4
按照实施例1中的方法制备环保型铅笔杆，不同的是，木粉为锯末。
实施例5
按照实施例1中的方法制备环保型铅笔杆，不同的是，木粉为水稻秸秆。
实施例6
按照实施例1中的方法制备环保型铅笔杆，不同的是，木粉为稻壳。
实施例7
按照实施例1中的方法制备环保型铅笔杆，不同的是，木粉为锯末、竹屑、花生壳、葵花籽皮的混合物，锯末、竹屑、花生壳、葵花籽皮的重量比为2:2:1:1。
实施例8
按照实施例1中的方法制备环保型铅笔杆，不同的是，木粉为小麦秸秆、竹屑、花生壳的混合物，小麦秸秆、竹屑、花生壳的重量比为5:9:2。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种环保型铅笔杆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将木粉浸泡在pH值为3-4的盐酸溶液中，浸泡3-4小时，固液分离得到浸酸木粉；
S2、将S1中得到的浸酸木粉水洗至pH为4.5-6，固液分离后加入纤维素酶，反应的温度为30-45℃，反应6-8小时，得到酶解木粉；
S3、在S2中得到的酶解木粉中充入80-100℃饱和湿蒸汽维持10-20分钟，干燥、粉碎得到酶解干木粉；
S4、将S3中得到的酶解干木粉和石棉粉、硅藻土混合均匀，得到混合细粉；将混合细粉与液体粘结剂混合均匀，挤压成型得到铅笔杆。
2.根据权利要求1所述的一种环保型铅笔杆的制备方法，其特征在于，所述木粉的原料包括锯末、秸秆、稻壳、竹屑、花生壳、葵花籽皮、板栗壳中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种环保型铅笔杆的制备方法，其特征在于，所述木粉的原料包括锯末、秸秆、稻壳、板栗壳，所述锯末、秸秆、稻壳、板栗壳的重量比为9-13：5-7：2-4：1-2。
4.根据权利要求1所述的一种环保型铅笔杆的制备方法，其特征在于，所述木粉的粒径为30-60目。
5.根据权利要求1所述的一种环保型铅笔杆的制备方法，其特征在于，所述S2中纤维素酶的添加量为木粉的0.5%-1%重量比，酶活力为1200-1800U/g。
6.根据权利要求1所述的一种环保型铅笔杆的制备方法，其特征在于，所述S3中干燥的温度为80-120℃。
7.根据权利要求1所述的一种环保型铅笔杆的制备方法，其特征在于，所述酶解干木粉的含水量≤5%，粒径为200-300目。
8.根据权利要求1所述的一种环保型铅笔杆的制备方法，其特征在于，所述混合细粉中酶解干木粉、石棉粉、硅藻土的重量比为100-120：7-12：30-40。
9.根据权利要求1所述的一种环保型铅笔杆的制备方法，其特征在于，所述液体粘结剂的用量为混合细粉的2%-5%重量比。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述环保型铅笔杆制备方法得到的环保型铅笔杆。
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