一種塑料鉛筆及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鉛筆及其制備方法，尤其涉及一種塑料鉛筆及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鉛筆是人們常用的一種文化學(xué)習(xí)用品。據(jù)報道，我國每年向世界市場提供60~70 億支的鉛筆，是世界第一大鉛筆出口國，而木桿鉛筆是鉛筆出口的主要品種，該出口量年消 耗約20多萬立方米的木材。我國人均林木占有率遠(yuǎn)低于世界平均水平，在世界排名位于第 107位，木桿鉛筆所用的木材主要是椴木，而我國椴木樹種較匱乏，優(yōu)質(zhì)椴木生長周期長達(dá) 60~70年。因此，木桿鉛筆出口雖換取了外匯，但以優(yōu)質(zhì)木材資源的大量輸出作為代價，這 對我國森林資源和生態(tài)環(huán)境的發(fā)展無異于竭澤而漁。為保護(hù)森林資源和生態(tài)環(huán)境，積極開 發(fā)木桿鉛筆的替代品生產(chǎn)，是鉛筆產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的必然選擇，社會效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著， 市場應(yīng)用前景非常廣闊。
[0003] 鉛筆是人們接觸的"第一筆"，絕大部分的幼兒園和小學(xué)的學(xué)生都在使用鉛筆，這 個年齡段的學(xué)生由于年齡較小，使用過程中經(jīng)常會不小心滑落，現(xiàn)有的鉛筆大都采用木桿 筆桿和石墨筆芯，鉛筆滑落容易導(dǎo)致筆桿或者筆芯折斷，石墨筆芯容易掉渣，影響兒童身體 健康;也有普通的加入了膠黏劑的塑料鉛芯，雖不易掉渣，單筆芯劃度和鮮艷度較差;木桿 鉛筆為了更加美觀，通常都是在筆桿表面油漆增加各種圖案，而油漆中含有大量有毒物質(zhì)， 特別是兒童大都會有咬筆的不良習(xí)慣，筆桿油漆對兒童身體健康的影響尤為明顯。
[0004] 制作鉛筆時，為了方便書寫，往往需要將鉛筆制作到適合書寫的大小，這樣將增加 制作筆桿的原料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明旨在提供一種筆桿和筆芯不易折斷，筆芯劃度、鮮艷 度好且不易掉渣，制造成本低的塑料鉛筆。
[0006] 本發(fā)明的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
[0007] -種塑料鉛筆，包括筆桿、筆芯、筆皮，其中：
[0008] 所述筆桿的組分包括：
[0009] 30wt%~50wt%聚苯乙烯(PS)，并添加聚乙烯(PE);
[0010] 10wt% ~30wt% 合成橡膠；
[0011] 2wt% ~8wt%，成核劑；
[0012] 30wt% ~50wt% 滑石粉；
[0013] 5wt% ~10wt% 硬脂酸 |丐；
[0014] 所述筆芯的組分包括：
[0015] 20wt% ~50wt% 聚苯乙烯（PS);
[0016] 2wt%~10wt%有機(jī)硅聚合物；
[0017] 30wt% ~60wt% 石墨粉；
[0018] 2wt%~10wt%氫化棕櫚油；
[0019] 2wt% ~10wt% 油酸酰胺；
[0020] 5wt% ~10wt% 合成橡膠；
[0021] 所述筆皮的組分包括：
[0022] 70wt% ~90wt%聚苯乙?。≒S);
[0023] 5wt% ~20wt% 色母粒；
[0024] 2wt%~10wt%氫化棕櫚油；
[0025] 上訴各組分中，wt%為重量百分率。
[0026]優(yōu)選的，所述筆芯的組分中的石墨粉用顏料色粉替換。
[0027] 優(yōu)選的，所述筆桿的組分還包括0.5wt %~3wt %顏料色粉，wt %為重量百分率。 [0028]優(yōu)選的，所述筆桿的橫截面為圓形或正六邊形，所述筆芯的橫截面為圓形。
[0029]優(yōu)選的，所述筆桿上設(shè)有與其配合的筆套。
[0030] 優(yōu)選的，所述筆桿外側(cè)沿長度方向設(shè)置有至少一排多個等距離排列內(nèi)凹的斜齒， 所述筆套內(nèi)設(shè)置有與所述斜齒排數(shù)相對應(yīng)個彈性咬合齒，所述彈性咬合齒與所述斜齒配合 使得所述筆套可以在所述筆桿上單向滑動。
[0031] 優(yōu)選的，所述筆桿外側(cè)沿長度方向設(shè)置有一個定位槽，所述筆套內(nèi)設(shè)置有一個與 所述定位槽配合的定位片。
[0032] 優(yōu)選的，所述筆桿外側(cè)沿長度方向設(shè)置有三排多個等距離排列內(nèi)凹的斜齒，所述 筆套內(nèi)設(shè)置有三個彈性咬合齒。
[0033] -種制備權(quán)利要求1所述塑料鉛筆的制造方法，包括如下步驟：
[0034] (1)、將聚苯乙烯粒料、聚乙烯粒料、合成橡膠分別加入造粒設(shè)備造粒得出粒料，備 用；
[0035] (2)、按照權(quán)利要求1中所述筆桿組分的重量百分比，將步驟（1)中制成的聚苯乙烯 粒料、聚乙烯粒料、合成橡膠粒料，以及成核劑、滑石粉、硬脂酸鈣加入高速混合機(jī)中，室溫 攪拌10~15分鐘，得到共混料，備用；
[0036] (3)、按照權(quán)利要求1中所述筆芯組分的重量百分比，將步驟（1)中制成的聚苯乙烯 粒料、合成橡膠粒料，以及有機(jī)硅聚合物、石墨粉、氫化棕櫚油、油酸酰胺加入高速混合機(jī) 中，室溫攪拌10~15分鐘，得到共混料，備用；
[0037] (4)、按照權(quán)利要求1中所述筆皮組分的重量百分比，將步驟（1)中制成的聚苯乙烯 粒料，以及色母粒、氫化棕櫚油加入高速混合機(jī)中，室溫攪拌10~15分鐘，得到共混料，備 用；
[0038] (5)、將步驟(2)中得到的共混料加入一筆桿擠出機(jī)中，將步驟(3)中得到的共混料 加入一筆芯擠出機(jī)中，將步驟(4)中得到的共混料加入一筆皮擠出機(jī)中，并將三臺擠出機(jī)升 溫到 140°C ~200°C;
[0039] (6)、啟動筆芯擠出機(jī)擠出筆芯，迅速引入安裝在3臺擠出機(jī)的機(jī)頭出料口的共擠 成型模具內(nèi)，然后啟動筆桿擠出機(jī)，筆桿自動裹住筆芯將其從模具中引出，再啟動筆皮擠出 機(jī)，筆皮覆蓋筆桿將其從模具中引出，給筆桿表面著色；
[0040] (7)、將步驟(6)所制成的鉛筆引入斜齒刻制模具中，給筆桿表面刻制內(nèi)凹的斜齒 和定位槽；
[0041] (8)、將步驟(7)所制成的鉛筆引入一冷卻槽內(nèi)，經(jīng)一牽引機(jī)將經(jīng)冷卻槽冷卻后的 鉛筆引出，再由一切斷機(jī)按規(guī)定長度切斷、磨光后即成為塑料鉛筆；
[0042] (9)、將步驟(8)所制成的鉛筆套上配套使用的筆套。
[0043] 優(yōu)選的，所述步驟(7)和步驟(9)省略，即所述步驟(6)完成后直接進(jìn)行步驟(8)的 加工處理。
[0044] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
[0045] (1)本發(fā)明筆桿采用聚苯乙烯和滑石粉為主要原料，筆桿中加入成核劑能加快聚 苯乙烯的結(jié)晶速度，同時筆桿中加入合成橡膠和硬脂酸鈣，使得制造出來的筆桿不易折斷 且容易切削、卷削；
[0046] (2)本發(fā)明筆芯采用聚苯乙烯和石墨粉為主要原料，加入有機(jī)硅聚合物、氫化棕櫚 油、油酸酰胺、合成橡膠，使得筆芯不易折斷，筆芯劃度、鮮艷度好，能滿足書寫要求且不易 掉渣，有效降低鉛筆掉渣對兒童身體健康的影響;石墨粉可以采用顏料色粉替換從而制成 彩色鉛筆；
[0047] (3)本發(fā)明筆皮采用聚苯乙烯為主要原料，純的聚苯乙烯是無毒、透明的，加入色 母?？梢越o筆桿附上不同的顏色、不同的圖案，使得制造出的塑料鉛筆更加美觀；
[0048] (4)本發(fā)明筆套與筆桿采用扎帶式斜齒和彈性咬合齒配合，使得筆套只能沿一個 方向運(yùn)動，沿書寫端不能運(yùn)動，從而不影響書寫，這樣就可以將筆桿做小，從而節(jié)約成本，筆 套可以重復(fù)利用，可以將一個筆套與多個塑料鉛筆配套銷售，也可以分開單獨(dú)銷售，增加市 場競爭力。
【附圖說明】
[0049] 圖1為本發(fā)明的第一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050] 圖2為本發(fā)明的第二種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051]圖3為本發(fā)明的第三種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]圖4為本發(fā)明的第三種實(shí)施方式的筆套的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053] 圖5為本發(fā)明的第四種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054] 圖6為本發(fā)明的第四種實(shí)施方式的筆套的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0055] 圖中：1.筆桿，2.筆芯，3.筆皮，4.筆套，5.斜齒，6.彈性咬合齒，7.定位槽，8.定位 片。
【具體實(shí)施方式】
[0056] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。 [0057]以下各實(shí)施例筆桿的配方參見表一，筆芯的配方參見表二，筆皮的配方參見表三， 其中，wt%為重量百分率。
[0058]表一(塑料鉛筆筆桿的配方）
[0059]
[0061] 表二(塑料鉛筆筆芯的配方）
[0062]
[0063] 表三(塑料鉛筆筆皮的配方）
[0064]
[0065]
[0066] 實(shí)施例1
[0067] 如圖1所示，一種塑料鉛筆，包括筆桿、筆芯、筆皮，其中：所述筆桿包括25wt%聚苯 乙稀(PS)，5wt%聚乙稀(PE)，30wt%合成橡膠，5wt%，成核劑，30wt %滑石粉，5wt%硬脂酸 鈣;所述筆芯包括20wt%聚苯乙烯(PS)，10wt %有機(jī)硅聚合物，60wt%石墨粉，2wt%氫化棕 櫚油，2wt %油酸酰胺，6wt %合成橡膠;所述筆皮包括70wt %聚苯乙稀(PS)，20wt%色母粒， 10wt%氫化棕櫚油；上訴各組分中，wt%為重量百分率;所述筆桿的橫截面為圓形，所述筆 芯的橫截面為圓形。
[0068] 上述塑料鉛筆的制造方法，包括如下步驟：
[0069] (1)、將聚苯乙烯粒料、聚乙烯粒料、合成橡膠分別加入造粒設(shè)備造粒得出粒料，備 用；
[0070] (2)、按照權(quán)利要求1中所述筆桿組分的重量百分比，將步驟（1)中制成的聚苯乙烯 粒料、聚乙烯粒料、合成橡膠粒料，以及成核劑、滑石粉、硬脂酸鈣加入高速混合機(jī)中，室溫 攪拌10分鐘，得到共混料，備用；
[0071] (3)、按照權(quán)利要求1中所述筆芯組分的重量百分比，將步驟（1)中制成的聚苯乙烯 粒料、合成橡膠粒料，以及有機(jī)硅聚合物、石墨粉、氫化棕櫚油、油酸酰胺加入高速混合機(jī) 中，室溫攪拌10分鐘，得到共混料，備用；
[0072] (4)、按照權(quán)利要求1中所述筆皮組分的重量百分比，將步驟（1)中制成的聚苯乙烯 粒料，以及色母粒、氫化棕櫚油加入高速混合機(jī)中，室溫攪拌10分鐘，得到共混料，備用；
[0073] (5)、將步驟(2)中得到的共混料加入一筆桿擠出機(jī)中，將步驟(3)中得到的共混料 加入一筆芯擠出機(jī)中，將步驟(4)中得到的共混料加入一筆皮擠出機(jī)中，并將三臺擠出機(jī)升 溫到 140°C ~200°C;
[0074] (6)、啟動筆芯擠出機(jī)擠出筆芯，迅速引入安裝在3臺擠出機(jī)的機(jī)頭出料口的共擠 成型模具內(nèi)，然后啟動筆桿擠出機(jī)，筆桿自動裹住筆芯將其從模具中引出，再啟動筆皮擠出 機(jī)，筆皮覆蓋筆桿將其從模具中引出，給筆桿表面著色；
[0075] (7)、將步驟(7)所制成的鉛筆引入一冷卻槽內(nèi)，經(jīng)一牽引機(jī)將經(jīng)冷卻槽冷卻后的 鉛筆引出，再由一切斷機(jī)按規(guī)定長度切斷、磨光后即成為塑料鉛筆。
[0076] 實(shí)施例2和實(shí)施例3的制造塑料鉛筆的方法和原料與實(shí)施例1的相同，不同之處在 于所采用的筆桿、筆芯、筆皮的配方不同，詳細(xì)配方見表一、表二、表三。
[0077] 實(shí)施例4
[0078]如圖1所示，一種塑料鉛筆，包括筆桿、筆芯、筆皮，其中：所述筆桿包括30wt %聚苯 乙稀(PS)，7wt%聚乙稀(PE)，15wt%合成橡膠，8wt%，成核劑，30wt%滑石粉，7wt%硬脂酸 鈣，3wt%顏色粉料;所述筆芯包括35wt%聚苯乙稀(PS)，5wt%有機(jī)娃聚合物，45wt%石墨 粉，5wt %氫化棕櫚油，5wt%油酸酰胺，5wt%合成橡膠；所述筆