CN113815335A - 一种不反光的石墨笔芯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不反光的石墨笔芯，属于铅笔笔芯的生产制备技术领域。其特征在于按照质量分数包括如下组分：石墨，10‑15份；粘土，10‑15份；消光材料，20‑25份；粘合剂，3‑5份；去离子水，100‑150份；其制备工艺包括如下步骤：a.通过拌料机将所有原材料进行板和；b.通过捏合机把步骤a处理所得的原材料搅拌均匀；c.通过辊压机把步骤b处理所得的原材料充分分散均匀；d.通过粉碎机将步骤c处理所得的原材料碾碎成研磨；e.通过压棒机将步骤d处理所得的原材料压制呈棒状，再通过压芯机压制出预设直径和长度的笔芯坯体；f.将步骤e制得的笔芯坯体在高温炉中进行烧制，烧制温度500℃‑800℃；g.通过浸油甩干一体机将棒状笔芯进行浸油和脱油处理，即可得到石墨笔芯。

Description

一种不反光的石墨笔芯

技术领域

本发明属于铅笔笔芯的生产制备技术领域，具体涉及一种不反光的石墨笔芯组件。

背景技术

传统铅笔笔芯在书写时易发生反光，特别在灯下书写时，笔触稍有用力即会发生反光，妨碍书写体验。在素描绘画时，着重描绘的阴影加重处尤其容易出现反光的现象，导致作品的整体观感不佳。

此外，传统笔芯在制备时需要经过拌料、成型、烘烤步骤后，为保证书写顺滑，还需对笔芯进行浸油处理，而油体的浸润和脱油程度将直接影响笔芯的使用手感。传统的浸油作业采用完全浸泡式的粗放型处理方式，取放不易且在浸油和脱油两个环节的转运过程中会发生撒漏，不但污染生产环境且造成资源浪费。而传统作业中的脱油步骤依赖于风干或烘干作业，不但不易掌握脱油度，而且风能和热能的供给都需要消耗大量的能源，与现行节能降耗的要求不符。

鉴于此，申请人设计了一种不反光的石墨笔芯，能够解决上述技术问题，通过添加消光材料，降低石墨笔芯的写反光度，提高书写质量。此外，本发明还能够高效批量完成笔芯的浸油及除油作业，提升产品质量，降低能耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种不反光的石墨笔芯，通过添加消光材料，降低石墨笔芯的写反光度，提高书写质量。此外，本发明还能够高效批量完成笔芯的浸油及除油作业，提升产品质量，降低能耗。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种不反光的石墨笔芯，其特征在于按照质量分数包括如下组分：

石墨 10-15份；

粘土 10-15份；

消光材料 20-25份；

粘合剂 3-5份；

去离子水 100-150份；

其制备工艺包括如下步骤：

a.通过拌料机将所有原材料进行板和；

b.通过捏合机把步骤a处理所得的原材料搅拌均匀；

c.通过辊压机把步骤b处理所得的原材料充分分散均匀；

d.通过粉碎机将步骤c处理所得的原材料碾碎成研磨；

e.通过压棒机将步骤d处理所得的原材料压制呈棒状，再通过压芯机压制出预设直径和长度的笔芯坯体；

f.将步骤e制得的笔芯坯体在高温炉中进行烧制，烧制温度500℃-800℃；

g.通过浸油甩干一体机将棒状笔芯进行浸油和脱油处理，即可得到石墨笔芯。

优选的，所述消光材料为软质炭黑，所述软质炭黑的标准平均粒径为31～500 nm。

优选的，所述粘合剂为黄原胶或明胶。

优选的，浸油处理中使用牛油或植物油对笔芯进行浸润。

优选的，所述浸油甩干一体机包括上机架和下机架，在上机架上固定入料装置，在下机架上设置油料回收装置、总驱动电机和两组以上的浸油脱油功能组，所述入料装置的总入料管通过各个分入料管衔接润油脱油装置，总驱动电机连接并带动各组浸油脱油功能组进行旋转脱油作业，浸油脱油功能组的出油口上插装出油管，所述出油管连通油料回收装置。

优选的，所述入料装置的总入料管和分入料管均为刚性管体。

优选的，所述润油脱油功能组包括伸缩管、硬质套筒、分料柱、伞状托料器、外料筒和漏斗状出料器；所述伸缩管的上端通过旋转接头衔接倾斜设置的入料分管下端，伸缩管的下端连接硬质套筒；所述硬质套筒为两端敞口的钢制套筒，硬质套筒通过套筒旋转升降驱动装置带动能够垂直升降和围绕自身中轴旋转；在硬质套筒的下部外周壁上放射状安装两个以上的刮匀转翅；在硬质套筒及刮匀转翅的外周同轴设置外料筒，在外料筒的上部设置输油管，所述输油管通过油泵连接储油仓；在外料筒的下部同轴设置漏斗状出料器，所述漏斗状出料器的上边沿包覆但不接触外料筒的下端外周壁；漏斗状出料器的下端出料口连接弧形出料管；

分料柱同轴设置在硬质套筒中，分料柱的上端呈尖端朝上的椎体形，分料柱的下端垂直插装在轴承底座中并能在轴承底座中自由转动，所述轴承底座的下底面通过三个以上的支杆固定在漏斗状出料器的下端出料口的内壁上；

所述伞状托料器包括环形橡胶伞面、伞骨、支撑骨和转动环，在分料柱的中部环形放射状铰接若干根伞骨的上端，在伞骨上附着环形橡胶伞面；在伞骨的中部下方设置通过弹簧伸缩杆连接上铰接支座，在上铰接支座上通过上万向节铰接支撑骨的上端，支撑骨的下端通过下万向节连接下铰接支座，所述下铰接支座固定在转动环的外周壁上；转动环通过轴承套装在分料柱上，在转动环的外壁下端外环面上设置被动伞齿轮，在转动环下端设置电机支座，在电机支座上安装转动环驱动电机，所述转动环驱动电机的电机轴上安装主动伞齿轮，所述主动伞齿轮与被动伞齿轮相互啮合；

在外料筒的下端内周壁上设置数量和位置与伞骨外伸端相互对应的伞骨插槽，所述伞骨插槽的下端和内侧面敞口；在外料筒的外周壁上套装料筒被动齿轮，在总驱动电机的电机轴上套装料筒主动齿轮，所述料筒主动齿轮与料筒被动齿轮相互啮合；

在漏斗状出料器的上端内周壁上设置接油环，所述接油环的上端敞口，外料筒的下端设置在接油环与漏斗状出料器之间；

当伞骨围绕铰接部向上旋转，直至伞骨的外伸端上升至上限位时能够分别插入伞骨插槽内并将外料筒抬举升起，此时启动总驱动电机时，能够通过料筒主动齿轮、料筒被动齿轮带动外料筒转动，并带动伞状托料器和分料柱同步转动，将伞状托料器上的笔芯多余油料甩至外料筒内壁上并沿内壁向下流动直至被接油环承接收集，再从出油口和出油管回流至油料回收装置；当伞骨围绕铰接部向下旋转，直至伞骨的外伸端下降至下限位，此时伞骨外伸端从伞骨插槽内脱出并位于接油环的内侧下方，伞状托料器上的笔芯沿倾斜的环形橡胶伞面向下滑入漏斗状出料器中，在顺由漏斗状出料器的下端出料口及弧形出料管排出。

优选的，所述套筒旋转升降驱动装置包括升降驱动气缸，所述升降驱动气缸安装在上机架上，升降驱动气缸的伸缩轴朝下设置，伸缩轴的下端连接电动转筒的筒芯部位，电动转筒的转动部套装条形齿筒，在条形齿筒的下部外周设置环形主动提拉块；在硬质套筒的上部外环面上套装套筒驱动齿轮，所述套筒驱动齿轮与条形齿筒相互啮合；在硬质套筒的下部外环面上套装横截面呈“匚”的环形被动提拉块，所述主动提拉块插入被动提拉块的内凹槽内；

升降驱动气缸能够通过伸缩轴带动条形齿筒上下移动，继而通过主动提拉块带动被动提拉块和硬质套筒升降；电动转筒能够旋转带动条形齿筒转动，继而啮合带动硬质套筒转动，令刮匀转翅旋转匀平环形橡胶伞面的上笔芯。

优选的，在刮匀转翅的下边沿上设置吸油毛毡或吸油毛刷。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过添加消光材料，所述消光材料选择软质炭黑，软质炭黑的粒径较小，其优势在于加入笔芯后能够增加笔芯的软度和书写细腻度，制得的笔芯反光率由传统笔芯的6.8-8.4降低到4.5左右，极大的提升了书写作品的清晰度，降低石墨笔芯的写反光度。

此外，本发明通过改进浸油和脱油设备，能够高效批量完成笔芯的浸油及除油作业，提升产品质量，降低能耗。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是浸油脱油功能组的结构示意图（入料状态）；

图3是浸油脱油功能组的结构示意图（脱油状态）；

图4是图3的A部放大图；

图5是浸油脱油功能组的结构示意图（出料状态）；

图中标记：1、总驱动电机；2、总入料管；3、分入料管；4、上机架；5、升降驱动气缸；6、旋转接头；7、升降驱动气缸的伸缩轴；8、伸缩管；9、套筒驱动齿轮；10、电动转筒；11、条形齿筒；12、主动提拉块；13、输油管；14、外料筒；15、硬质套筒；16、接油环；17、分料柱；19、弹性挡料板；20、下机架；21、笔芯传送带；22、轴承底座；23、弧形出料管；24、支杆；25、漏斗状出料器；26、料筒主动齿轮；27、总电机支撑杆；28、油料回收装置；29、转动环驱动电机；30、主动伞齿轮；31、转动环；32、上万向节；33、支撑骨；34、上万向节；35、弹簧伸缩杆；36、伞骨；37、伞骨插槽；38、吸油毛毡或吸油毛刷；39、料筒被动齿轮；40、刮匀转翅；41、被动提拉块；42、环形橡胶伞面；43、轴承；44、出油管；45、被动伞齿轮。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例一

本发明所述的一种不反光的石墨笔芯，按照质量分数包括如下组分：

石墨 10-15份；

粘土 10-15份；

消光材料 20-25份；

粘合剂 3-5份；

去离子水 100-150份；

具体配比参照如下实施例：

其制备工艺包括如下步骤：

a.通过拌料机将所有原材料进行板和；

b.通过捏合机把步骤a处理所得的原材料搅拌均匀；

c.通过辊压机把步骤b处理所得的原材料充分分散均匀；

d.通过粉碎机将步骤c处理所得的原材料碾碎成研磨；

e.通过压棒机将步骤d处理所得的原材料压制呈棒状，再通过压芯机压制出预设直径和长度的笔芯坯体；

f.将步骤e制得的笔芯坯体在高温炉中进行烧制，烧制温度500℃-800℃；

g.通过浸油甩干一体机将棒状笔芯进行浸油和脱油处理，即可得到石墨笔芯。

所述消光材料为软质炭黑，所述软质炭黑的标准平均粒径为31～500 nm。

所述粘合剂为黄原胶或明胶。

浸油处理中使用牛油或植物油对笔芯进行浸润。

所述消光材料选择软质炭黑，软质炭黑的粒径较小，其优势在于加入笔芯后能够增加笔芯的软度和书写细腻度，制得的笔芯反光率由传统笔芯的6.8-8.4降低到4.5左右，极大的提升了书写作品的清晰度。

实施例二

如图1-5所示，所述浸油甩干一体机包括上机架和下机架，在上机架上固定入料装置，在下机架上设置油料回收装置、总驱动电机和两组以上的浸油脱油功能组，所述入料装置的总入料管通过各个分入料管衔接润油脱油装置，总驱动电机连接并带动各组浸油脱油功能组进行旋转脱油作业，浸油脱油功能组的出油口上插装出油管，所述出油管连通油料回收装置。所述入料装置的总入料管和分入料管均为刚性管体。

所述润油脱油功能组包括伸缩管、硬质套筒、分料柱、伞状托料器、外料筒和漏斗状出料器；所述伸缩管的上端通过旋转接头衔接倾斜设置的入料分管下端，伸缩管的下端连接硬质套筒；所述硬质套筒为两端敞口的钢制套筒，硬质套筒通过套筒旋转升降驱动装置带动能够垂直升降和围绕自身中轴旋转。所述套筒旋转升降驱动装置包括升降驱动气缸，所述升降驱动气缸安装在上机架上，升降驱动气缸的伸缩轴朝下设置，伸缩轴的下端连接电动转筒的筒芯部位，电动转筒的转动部套装条形齿筒，在条形齿筒的下部外周设置环形主动提拉块；在硬质套筒的上部外环面上套装套筒驱动齿轮，所述套筒驱动齿轮与条形齿筒相互啮合；在硬质套筒的下部外环面上套装横截面呈“匚”的环形被动提拉块，所述主动提拉块插入被动提拉块的内凹槽内。

在硬质套筒的下部外周壁上放射状安装两个以上的刮匀转翅；在刮匀转翅的下边沿上设置吸油毛毡或吸油毛刷。在硬质套筒及刮匀转翅的外周同轴设置外料筒，在外料筒的上部设置输油管，所述输油管通过油泵连接储油仓；在外料筒的下部同轴设置漏斗状出料器，所述漏斗状出料器的上边沿包覆但不接触外料筒的下端外周壁；漏斗状出料器的下端出料口连接弧形出料管。

分料柱同轴设置在硬质套筒中，分料柱的上端呈尖端朝上的椎体形，分料柱的下端垂直插装在轴承底座中并能在轴承底座中自由转动，所述轴承底座的下底面通过三个以上的支杆固定在漏斗状出料器的下端出料口的内壁上。

所述伞状托料器包括环形橡胶伞面、伞骨、支撑骨和转动环，在分料柱的中部环形放射状铰接若干根伞骨的上端，在伞骨上附着环形橡胶伞面；在伞骨的中部下方设置通过弹簧伸缩杆连接上铰接支座，在上铰接支座上通过上万向节铰接支撑骨的上端，支撑骨的下端通过下万向节连接下铰接支座，所述下铰接支座固定在转动环的外周壁上；转动环通过轴承套装在分料柱上，在转动环的外壁下端外环面上设置被动伞齿轮，在转动环下端设置电机支座，在电机支座上安装转动环驱动电机，所述转动环驱动电机的电机轴上安装主动伞齿轮，所述主动伞齿轮与被动伞齿轮相互啮合。

在外料筒的下端内周壁上设置数量和位置与伞骨外伸端相互对应的伞骨插槽，所述伞骨插槽的下端和内侧面敞口；在外料筒的外周壁上套装料筒被动齿轮，在总驱动电机的电机轴上套装料筒主动齿轮，所述料筒主动齿轮与料筒被动齿轮相互啮合。

在漏斗状出料器的上端内周壁上设置接油环，所述接油环的上端敞口，外料筒的下端设置在接油环与漏斗状出料器之间。

本装置的浸油脱油过程如下：

首先启动转环驱动电机，令转动环旋转带动各根支撑骨呈垂直放射状，此时伞骨围绕铰接部向上旋转，直至伞骨的外伸端上升至上限位时能够分别插入伞骨插槽内并将外料筒抬举升起，此时环形橡胶伞面的外周与外料筒的内部密封接触。通过总入料管向分入料管投入成束的笔芯，笔芯顺由伸缩管和硬质套筒竖直下落，并被分料柱的锥形尖端分散至周围；启动升降驱动气缸，通过伸缩轴带动条形齿筒上下移动，继而通过主动提拉块带动被动提拉块和硬质套筒上移，直至所有笔芯伞落在伞状脱料器上；启动电动转筒令其旋转带动条形齿筒转动，继而啮合带动硬质套筒转动，令刮匀转翅旋转匀平环形橡胶伞面的上笔芯。刮匀笔芯后驱动气缸带动硬质套筒和刮匀转翅上移至刮匀转翅与笔芯不接触即可。

启动油泵，输油管向外料筒内注入油料，直至油料浸润笔芯，完全浸润后停止供油。油料浸润笔芯完毕后，令转动环旋转微小角度，从而令各根支撑骨不再与分料柱垂直，此时伞骨微微下降并令环形橡胶伞面的外周壁与外料筒的内壁之间出现排油间隙，该排油间隙能够令油料流出而不会漏出笔芯。排油一段时间后启动总驱动电机时，能够通过料筒主动齿轮、料筒被动齿轮带动外料筒正反向转动，并带动伞状托料器和分料柱同步转动，将伞状托料器上的笔芯多余油料甩至外料筒内壁上并沿内壁向下流动直至被接油环承接收集，再从出油口和出油管回流至油料回收装置；完成脱油后，令转动环围绕分料柱大角度转动，从而令支撑骨与分料柱外周壁相切设置，此时伞骨围绕铰接部向下旋转，直至伞骨的外伸端下降至下限位，此时伞骨外伸端从伞骨插槽内脱出并位于接油环的内侧下方，伞状托料器上的笔芯沿倾斜的环形橡胶伞面向下滑入漏斗状出料器中，在顺由漏斗状出料器的下端出料口及弧形出料管排出。

可在弧形出料管的下方设置笔芯输送带，并在笔芯输送带的远端侧面设置弹性挡料板，防止笔芯滑脱出笔芯传送带。笔芯传送带可将制得的笔芯输送到下移流程进行进一步加工或包装作业。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以组合、变更或改型均为本发明的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种不反光的石墨笔芯，其特征在于按照质量分数包括如下组分：

石墨 10-15份；

粘土 10-15份；

消光材料 20-25份；

粘合剂 3-5份；

去离子水 100-150份；

其制备工艺包括如下步骤：

a.通过拌料机将所有原材料进行板和；

b.通过捏合机把步骤a处理所得的原材料搅拌均匀；

c.通过辊压机把步骤b处理所得的原材料充分分散均匀；

d.通过粉碎机将步骤c处理所得的原材料碾碎成研磨；

e.通过压棒机将步骤d处理所得的原材料压制呈棒状，再通过压芯机压制出预设直径和长度的笔芯坯体；

f.将步骤e制得的笔芯坯体在高温炉中进行烧制，烧制温度500℃-800℃；

g.通过浸油甩干一体机将棒状笔芯进行浸油和脱油处理，即可得到石墨笔芯。

2.按照权利要求1所述的不反光的石墨笔芯，其特征在于：所述消光材料为软质炭黑，所述软质炭黑的标准平均粒径为31～500 nm。

3.按照权利要求2所述的不反光的石墨笔芯，其特征在于：所述粘合剂为黄原胶或明胶。

4.按照权利要求3所述的不反光的石墨笔芯，其特征在于：浸油处理中使用牛油或植物油对笔芯进行浸润。

5.按照权利要求4所述的不反光的石墨笔芯，其特征在于：所述浸油甩干一体机包括上机架和下机架，在上机架上固定入料装置，在下机架上设置油料回收装置、总驱动电机和两组以上的浸油脱油功能组，所述入料装置的总入料管通过各个分入料管衔接润油脱油装置，总驱动电机连接并带动各组浸油脱油功能组进行旋转脱油作业，浸油脱油功能组的出油口上插装出油管，所述出油管连通油料回收装置。

6.按照权利要求5所述的不反光的石墨笔芯，其特征在于：所述入料装置的总入料管和分入料管均为刚性管体。

7.按照权利要求6所述的不反光的石墨笔芯，其特征在于：所述润油脱油功能组包括伸缩管、硬质套筒、分料柱、伞状托料器、外料筒和漏斗状出料器；所述伸缩管的上端通过旋转接头衔接倾斜设置的入料分管下端，伸缩管的下端连接硬质套筒；所述硬质套筒为两端敞口的钢制套筒，硬质套筒通过套筒旋转升降驱动装置带动能够垂直升降和围绕自身中轴旋转；在硬质套筒的下部外周壁上放射状安装两个以上的刮匀转翅；在硬质套筒及刮匀转翅的外周同轴设置外料筒，在外料筒的上部设置输油管，所述输油管通过油泵连接储油仓；在外料筒的下部同轴设置漏斗状出料器，所述漏斗状出料器的上边沿包覆但不接触外料筒的下端外周壁；漏斗状出料器的下端出料口连接弧形出料管；

分料柱同轴设置在硬质套筒中，分料柱的上端呈尖端朝上的椎体形，分料柱的下端垂直插装在轴承底座中并能在轴承底座中自由转动，所述轴承底座的下底面通过三个以上的支杆固定在漏斗状出料器的下端出料口的内壁上；

所述伞状托料器包括环形橡胶伞面、伞骨、支撑骨和转动环，在分料柱的中部环形放射状铰接若干根伞骨的上端，在伞骨上附着环形橡胶伞面；在伞骨的中部下方设置通过弹簧伸缩杆连接上铰接支座，在上铰接支座上通过上万向节铰接支撑骨的上端，支撑骨的下端通过下万向节连接下铰接支座，所述下铰接支座固定在转动环的外周壁上；转动环通过轴承套装在分料柱上，在转动环的外壁下端外环面上设置被动伞齿轮，在转动环下端设置电机支座，在电机支座上安装转动环驱动电机，所述转动环驱动电机的电机轴上安装主动伞齿轮，所述主动伞齿轮与被动伞齿轮相互啮合；

在外料筒的下端内周壁上设置数量和位置与伞骨外伸端相互对应的伞骨插槽，所述伞骨插槽的下端和内侧面敞口；在外料筒的外周壁上套装料筒被动齿轮，在总驱动电机的电机轴上套装料筒主动齿轮，所述料筒主动齿轮与料筒被动齿轮相互啮合；

在漏斗状出料器的上端内周壁上设置接油环，所述接油环的上端敞口，外料筒的下端设置在接油环与漏斗状出料器之间；

当伞骨围绕铰接部向上旋转，直至伞骨的外伸端上升至上限位时能够分别插入伞骨插槽内并将外料筒抬举升起，此时启动总驱动电机时，能够通过料筒主动齿轮、料筒被动齿轮带动外料筒转动，并带动伞状托料器和分料柱同步转动，将伞状托料器上的笔芯多余油料甩至外料筒内壁上并沿内壁向下流动直至被接油环承接收集，再从出油口和出油管回流至油料回收装置；当伞骨围绕铰接部向下旋转，直至伞骨的外伸端下降至下限位，此时伞骨外伸端从伞骨插槽内脱出并位于接油环的内侧下方，伞状托料器上的笔芯沿倾斜的环形橡胶伞面向下滑入漏斗状出料器中，在顺由漏斗状出料器的下端出料口及弧形出料管排出。

8.按照权利要求7所述的不反光的石墨笔芯，其特征在于：所述套筒旋转升降驱动装置包括升降驱动气缸，所述升降驱动气缸安装在上机架上，升降驱动气缸的伸缩轴朝下设置，伸缩轴的下端连接电动转筒的筒芯部位，电动转筒的转动部套装条形齿筒，在条形齿筒的下部外周设置环形主动提拉块；在硬质套筒的上部外环面上套装套筒驱动齿轮，所述套筒驱动齿轮与条形齿筒相互啮合；在硬质套筒的下部外环面上套装横截面呈“匚”的环形被动提拉块，所述主动提拉块插入被动提拉块的内凹槽内；

升降驱动气缸能够通过伸缩轴带动条形齿筒上下移动，继而通过主动提拉块带动被动提拉块和硬质套筒升降；电动转筒能够旋转带动条形齿筒转动，继而啮合带动硬质套筒转动，令刮匀转翅旋转匀平环形橡胶伞面的上笔芯。

9.按照权利要求8所述的不反光的石墨笔芯，其特征在于：在刮匀转翅的下边沿上设置吸油毛毡或吸油毛刷。

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