Карандаш стал совершенно незаменимой вещью в жизни человека. Начиная еще с детского сада, он сопровождает человека в школе, университете, дома и в офисе. Наконец, он просто необходим при разгадывании кроссвордов.
Общая стоимость полного комплекта необходимого оборудования, которое требуется для того, чтобы организовать среднее по мощности производство карандашей, начинается с двух миллионов рублей.
Во столько обходится подержанная линия в полной комплектации. К этому нужно прибавить затраты на аренду производственного помещения, которое для маленького цеха должно иметь площадь минимум в пятьдесят квадратных метров, а также на закупку сырья, заработную плату работников и коммунальные расходы.
Точные сроки окупаемости такого бизнеса, как производство карандашей, назвать достаточно сложно. В первую очередь они зависят от объема выпускаемой продукции и от стартового (первоначального) капитала.
Кроме того, в течение начального времени вся получаемая прибыль чаще всего вкладывается в продвижение на рынке, поскольку конкуренция среди компаний, выпускающих не только простые, но и цветные карандаши, достаточно высока, особенно среди западных фабрик, с которыми отечественные мало конкурируют по причине высокого качества производимой ими продукции. Однако многие специалисты минимальным сроком окупаемости для небольших предприятий называют два или три года.
Технология
Производство карандашей осуществляется по следующим технологиям. Предварительно деревянная заготовка тщательно шлифуется, затем производится четырехкратная грунтовка корпуса, поскольку уменьшение количества проходов приводит к недостаточной гладкости поверхности. Грунт, заполняя все неровности в дереве, обеспечивает ему прочность для последующей окраски. Затем производится окраска корпуса.
Экономия на каждом этапе технологического процесса хоть и снижает себестоимость производимых карандашей, однако приводит к ухудшению их качества. Кроме того, немаловажна и экологичность конечного продукта, зависящая от состава лака, покрывающего корпус изделия. Известно, что дети, а порой и взрослые, очень любят грызть пишущие принадлежности. Поэтому лак должен иметь водную основу и не содержать вредных химических растворителей.
Какие материалы необходимы
Для изготовления простых карандашей немаловажное значение имеет не только состав грифеля – глины и графита. На него влияет и качество древесины. От того, как осуществляется изготовление карандаша, зависит то, как впоследствии будет выглядеть готовое изделие, и насколько легко оно будет затачиваться. Самые дешевые товары, предназначенные для невзыскательных к качеству покупателей, производят из ольхи. Древесина у таких карандашей и неприглядна на вид, и имеет серый цвет, и не очень крепко держит грифель.
Древесина
Самая распространенная порода дерева, которая вполне удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к сырью, когда организуется производство карандашей, - это липа.
Кроме того, она растет практически повсеместно и является достаточно вязким материалом, чтобы плотно удерживать стержень.
Более качественным и, соответственно, более дорогим карандашом является продукт, сделанный из сосны, кедра, а также тропического дерева джелутонг, производственные характеристики которых очень высоки. Но наиболее ценным является сырье из калифорнийского кедра. Произведенные из этого дерева канцелярские принадлежности стоят очень дорого и считаются престижными.
Грифель
Вначале из глины с графитом производится стержень карандаша. Именно пропорции этих составляющих и определяют твердость грифеля. При этом чем больше графита, тем мягче будет структура. И наоборот, если в грифеле много каолина, соответственно, состав простых карандашей получится более твердым.
Очень важно то, как точится канцелярское изделие. Аккуратную и ровную стружку обеспечивает качество древесины. В то же время очень важно, чтобы стержень располагался по центру корпуса, поскольку, если данная технология производства карандашей нарушается, грифель при заточке срезается неравномерно.
Кроме того, чтобы предотвратить поломку стержня в случае падения карандашей, многие производители канцелярских товаров используют так называемую SV-проклейку грифеля. В этом случае он ломается только на заточенном кончике, а не внутри корпуса.
Этап прокраски
Этот третий и тоже очень важный элемент в производстве не допускает меньше семи слоев прокраски карандашей, иначе древесина покроется заусенцами. Известные компании, серьезно подходящие к качеству своей продукции, обычно начинают с двенадцати слоев. Тогда как производство карандашей, имеющих высокую цену, предполагает окрашивание до восемнадцати, иногда до двадцати раз. Тогда этот канцелярский товар будет иметь высокую глянцевость и буквально зеркальную поверхность.
Оборудование
Оборудование для производства карандашей разноплановое. Для очистки глины необходимо наличие дробилки и специальных мельниц. Глина, разведенная в воде, заливается жидким стеклом, чтобы избавить ее от посторонних примесей, в том числе и песка. Затем в нее, согласно рецептуре, добавляются графит и связующее вещество, которое изготовлено из крахмала. Стержневая масса должна иметь определенную температуру и влажность. Малейшее отклонение приводит к порче сырья.
Тщательно взбитое «тесто», замешанное на графите и глине, отправляется в винтовой пресс, где оно формуется при помощи вальцов с тремя различными зазорами. В результате масса измельчается, становясь однородной. Из нее удаляются пузырьки воздуха с излишней влагой. Толщину теста после повторной обработки постепенно уменьшают с одного до 0,25 миллиметра.
Затем масса пропускается через фильеру с отверстиями, где превращается в подобие «лапши» - в цилиндры, из которых уже пресс выдавливает стержень с необходимой длиной и диаметром. Стержни хорошенько просушиваются в сушильных шкафах, где происходит непрерывное вращение в течение пятнадцати или шестнадцати часов. Влажность у готового элемента не должна быть больше половины процента. После сушки их прокаливают уже в печи в специальных тиглях.
Цветные карандаши
Несколько по-другому изготавливают стержни для цветных карандашей. В их составе есть пигменты, а также наполнители со связующими и жирующими веществами. Глина или каолин - это основное сырье.
У каждого более или менее крупного производителя существует собственная рецептура для изготовления грифелей, которую держат под большим секретом. 
Многие фабрики в производстве добавок используют красители и воск, а также натуральные наполнители и связывающие вещества на целлюлозной основе.
Стержни цветных карандашей тепловую обработку не проходят, поскольку под воздействием высоких температур могут разрушиться цветовые пигменты.
На этапе, когда добавляется жир, дающий цветной след и удерживающий его на бумаге, используются две разные технологии: так называемое горячее или же холодное «препарирование».
В первом случае оно проводится непосредственно после сушки, при этом грифели смачивают в горячем жире. Чаще всего эта технология используется при производстве качественных акварельных карандашей.
При холодном же препарировании в смесь добавляют жир. Как правило, этот метод используется, когда налажено производство карандашей среднего качества с грифелем из органических пигментов.
Форум проектировщиков - ежегодное мероприятие, проводимое Комитетом по архитектуре и градостроительству Московской области с участием представителей органов власти, ведущих проектных организаций, архитекторов и градостроителей. В этом году на Форуме будут представлены пилотные концепции пяти подмосковных городов, разработанные консоциумом во главе с Высшей школой экономики. В рамках дело...
Концерн CLAAS демонстрирует устойчивость на нестабильном рынке
Концерн CLAAS, один из ведущих мировых производителей сельскохозяйственной техники, по итогам финансового года отмечает незначительный рост оборота компании до 3 898 млн евро, по сравнению с 3 889 млн евро годом ранее. Прибыль до налогообложения снизилась до 136 млн евро (226 млн евро в прошлом году). "CLAAS демонстрирует стабильное развитие в условиях негативной рыночной конъюнктуры. Несмотря...
Завтра в онлайн-форуме «Производственный персонал 4.0» примут участие 1 120 человек
I Всероссийский онлайн-форум «Производственный персонал 4.0» стартует уже завтра, 19 декабря 2019 г. в 10.00 московского времени. На этот час для участия в нем зарегистрировались 1 120 руководителей, специалистов компаний, решающих задачи повышения производительности труда, качества, операционной эффективности, развития кадров, а также эксперты и представители органов власти и вузов. На форуме,...
«Свеза» намерена увеличить поставки продукции в Северную Африку. Компания широко представлена на рынке Египта, но в ближайшем будущем будет наращивать свое присутствие во всем регионе. В первой декаде декабря компания презентовала свою продукцию на крупнейшей континентальной выставке - Cairo WoodShow- 2019. Выставка в Каире проходит ежегодно и предлагает уникальную платформу для обмена информац...
Якутия выйдет на объем добычи 25 млрд кубометров газа в течение трех лет
Власти Якутии рассчитывают, что в регионе будет создана дочерняя компания Газпрома для Якутского центра газодобычи Нефтяная и газовая отрасли региона демонстрируют стабильный рост. В ближайшее время их совокупный вклад в валовой региональный продукт значительно превысит показатели алмазодобычи. Об этом заявил глава республики Айсен Николаев в ходе пресс-конференции в Москве. Он подчеркнул, что...
Дмитрий Медведев утвердил план реализации Концепции развития острова Русский
Председатель Правительства России Дмитрий Медведев утвердил план реализации Концепции развития острова Русский. Советующее распоряжение опубликовано на официальном портале документов. «Планом, в частности, предусматривается создание условий для привлечения частных инвестиций, инфраструктурное развитие острова Русский, развитие научно-образовательного кластера, развитие туристско-рекреационного...
Секреты сложного производства простых предметов.
В то время как технический прогресс с бешеной скоростью меняет мир, расширяя его границы и наши представления о нем, мы порой перестаем замечать обычные вещи, которые окружают нас повседневно.
Несмотря на простоту своей конструкции, которая почти не меняется вот уже несколько столетий, карандаш совсем не прост в производстве. Одна из последних карандашных фабрик в Америке General Pencil с 1889 года создает из графита, дерева, воска и краски предметы, которые можно найти во всех художественных и канцелярских магазинах страны: простые и акварельные карандаши, уголь для рисования, пастельные мелки и другие.
Стержни карандашей делают из смеси графитового порошка и глины, смешанных с водой, которые перемешивают несколько часов. Готовую массу пропускают через гидравлический пресс и нарезают на заготовки одинаковой длины. Все это немного похоже на приготовление лапши. Разная толщина грифелей достигается применением различного диаметра штампов.
Заготовки пока мягкие и гибкие, потому что в них осталась вода. Их нагревают в печи для того, чтобы они затвердели. Чем больше время нагрева, тем выше твердость будущего карандаша.
Кстати, в России различают три типа твердости (мягкий, твердый и твердо-мягкий), в Европе — четыре (появляется промежуточный вариант между твердым и твердо-мягким), а в США — уже пять (добавляется еще вариант супертвердого карандаша).
Обжиг грифеля в зависимости от желаемой градации осуществляется при температуре от 800 до 1200 °С. Графитовый песок используют, чтобы равномерно распределить жар при нагревании грифелей в печи. После песок высыпают для последующей переработки.
После нагрева стержни помещают вот в такие перфорированные банки и окунают на 12 часов в емкость с горячим воском. Частицы воска заполняют все поры в стержне и способствуют более мягкому скольжению грифеля по бумаге. Кстати, средство, используемое для так называемой жирующей ванны, тоже влияет на твердость карандаша. Для самых твердых грифелей применяется воск, для полумягких — стеарин, а для мягких — кондитерский жир.
Остывшие стержни. Чуть позже их вложат в деревянные заготовки, склеят и сформируют карандаш. Как это выглядит, будет видно на примере пастелей ниже.
Подвал, где рабочие обрабатывают графит, — это вселенная серого цвета: люди в серых рубашках серыми руками скармливают серым машинам серые ингредиенты. Мужчина, изображенный на снимке внизу, работает на фабрике уже 47 лет. Машина позади него обрабатывает графит и древесный уголь.
Другие помещения фабрики радуют более яркими красками. Цветные (пастельные) стержни делают так же, как и графитовые, с применением белой глины (каолина), а вместо графита добавляют пигменты.
Станок, который превращает пастель в мягкие трубочки, напоминающие спагетти, обычно обрабатывает один цвет целую неделю. Затем его тщательно очищают, чтобы подготовить к другому цвету. Белые мелки, один из фирменных продуктов компании, делаются в особой машине отдельно от остальных цветов.
На фото хрупкие цветные стержни, изготовленные вручную, осторожно вкладывают в кедровые планки.
Графитовые стержни прочнее пастельных, поэтому их укладывает в заготовки специальный станок.
Второй слой дерева полностью закрывает грифель карандаша. Получившийся «бутерброд» скрепляют клеем, зажимают в прессе и сушат.
После нанесения краски карандаши возвращаются конвейером для покрытия следующим слоем (всего их обычно четыре).
Карандаши для редакторов обычно заточены с обеих сторон: одна оставляет красные пометки, другая — синие. Грифели внутри — двух разных цветов, и краски тоже две. Подставки с карандашами, которые вы видите, скоро перевернут и окунут в голубую краску.
Обычные карандаши, заточенные с одной стороны, могут снабжаться ластиками или просто наконечниками-заглушками.
Металлические кольца, с помощью которых на карандаши крепятся ластики, называются феррулами.
На этом конвейере феррулы и ластики соединяются с карандашами.
На некоторые карандаши устанавливаются гладкие металлические колпачки — без феррулы и ластика.
Заточка готовых карандашей происходит с помощью высокоскоростной шлифовальной ленты.
Наконец, карандаши очищают, фасуют и упаковывают. Готовые изделия отправляются в магазин, чтобы стать полезными и надежными помощниками своих хозяев.
Разобьется грифель или нет? Сегодня попытаемся разобраться в технологическом процессе производства карандашей и узнать так что же будет с грифелем?
Хоть и называется простым, но это довольно-таки технологичный продукт. Для изготовления одного карандаша проводится свыше 80 производственных операций в течение 11 дней. Качество и цена конечного изделия во многом зависят от того, из какого материала и как оно производится.
Вкратце процесс изготовления карандаша выглядит следующим образом.
- Получение бруска
- Брусок распиливается на дощечки
- Дощечки пропитываются воском (парафином)
- В дощечках делаются углубления
- Грифель помещают в углубления
- Сверху помещается другая дощечка
- Отделение карандашей
- Покраска карандаша
- На карандаш надет металлический ободок
- В металлический ободок вставлена резинка
Древесина для изготовления оболочки карандашей должна обладать рядом специфических свойств:
- быть легкой, мягкой и прочной, не ломаться и не крошиться в процессе изготовления карандашей;
- иметь одинаковое сопротивление разрезанью волокон как вдоль, так и поперек, не должна расслаиваться;
- срез при резании острым ножом должен быть гладким, блестящим, стружка должна завиваться не скалываться и не ломаться;
- древесина должна быть малогигроскопичной, т.е. не должна поглощать влагу.
Всем этим качествам соответствует виргинский можжевельник, произрастающий в США. Наиболее близкой по своим свойствам и строению является древесина кедра и липы, но для применения в карандашном производстве ее необходимо предварительно подвергнуть специальной обработке — парафинированию (т.е. облагораживанию). Доски распиливаются на бруски, бруски торцуются по длине на длину карандаша с припусками на механическую обработку и усушку, а затем на многопильном станке бруски распиливаются на дощечки. После этого дощечки пропитываются парафином — эта процедура позволяет улучшить механические и чиночные свойства будущего карандаша. На пару из дощечек удаляются все смолы, а легнин древесины при взаимодействии с паром меняет свою окраску на розовато-коричневатую. Затем дощечки тщательно просушиваются. После просушки они сортируются — отбраковываются треснувшие дощечки, дощечки, распиленные не по тому волокну и пр. "Облагороженные» парафином и высушенные дощечки сортируются и калибруются — на них наносятся «желобки» (канавки) для стержней.
Графитный стержень изготавливается из смеси глины с графитом. Предварительно глину очищают. Для этого в специальных дробилках ее измельчают, затем перемешивают с теплой водой в особых мельницах. Разведенную в воде глину в процессе обработки заливают жидким стеклом, которое, оседая, выносит из нее все примеси — камушки, веточки, песок и т.п. Далее по специальному рецепту в глину добавляется графит, причем для каждой градации своя рецептура. Смесь перемешивается со связующим веществом апаратином, сваренным из крахмала. Для изготовления стержней необходима стержневая масса определенной температуры и влажности. Ни в коем случае нельзя допустить пересыхания смеси, иначе она будет как камень.
Вымешанное тесто из глины и графита винтовым прессом прожимается для формовки через специальное оборудование — вальцы с тремя разными зазорами. Делается это для измельчения и перетирания массы, усреднения влажности по объему и удаления пузырьков воздуха. Толщина слоя теста сначала составляет 1 мм, при повторной обработке 0.5 мм, затем 0.25 мм. Потом тесто пропускается через фильеру с дырочками, образуя так называемую «лапшу». «Лапша» формируется в цилиндры, а из них на прессе через алмазную волоку продавливается стержень нужного диаметра и длины. Стержни окончательно высушиваются в специальных сушильных шкафах — непрерывно вращаясь в течение 16 часов. По истечении этого процесса влажность стержня составляет примерно 0,5%.
Затем стержни прокаливаются в печи. Обжиг необходим для того, чтобы выжечь в стержне связующее вещество и спечь глину для образования каркаса. Степень твердости (градация) карандаша от 6М до 7Т зависит от соотношения глины, температуры и продолжительности обжига и состава жирующей ванны. В зависимости от градации стержня обжиг производится при температуре от 800 до 1200 градусов.
После обжига проводится операция жировки: поры, образовавшиеся после выжига связующего, под давлением при определенной температуре заполняются жиром, воском или стеарином. Выбор вещества для жировки зависит от градации (твердости) стержня. Для мягких карандашей используется кондитерский жир, для твердых — воск. Промежуточные значения твердости, например ТМ, достигаются жировкой стеарином. Стержни для цветных карандашей изготовляются из смеси пигментов, наполнителей, жирующих веществ и связующего.
Далее происходит процесс сборки. Стержни укладываются в желобки подготовленной дощечки и накрываются второй дощечкой. Дощечки склеиваются между собой клеем ПВА, но сам стержень к доске не клеится, а держится за счет натяга дощечки. Диаметр стержня немного больше диаметра желобка, поэтому очень важно правильно сжать дощечки в специальном механизме, где и происходит склейка будущих карандашей. Для каждого типоразмера карандаша определен свой показатель давления для запрессовки, чтобы не сломать стержень.
Кроме того, чтобы предотвратить грифель от поломки в случае падения карандаша, многие производители используют так называемую SV-технологию проклейки грифеля. Если карандаш уронят, то грифель может сломаться только на заточенном кончике, а не внутри корпуса.
Далее обрабатываются торцы склеенных дощечек — подравниваются, удаляются остатки клея. На фрезерно-пропускной линии блоки разделяются на карандаши. От формы ножей зависит форма будущего карандаша — круглый он получится, граненый или овальный. «Новорожденные» карандаши отправляются по конвейерному транспортеру на сортировку.
Отделка поверхности карандашей осуществляется методом экструзии (протяжки), а отделка торца — окунанием. Экструзия — это процесс прохождения карандаша через грунтовочный аппарат. В конце конвейера карандаш переворачивается, чтобы нанесение следующего слоя краски или лака происходило с другого конца. Так достигается равномерное покрытие.
Общеизвестно, что менее 7 слоев при прокраске карандашей не допускается, иначе дерево покроется заусенцами. Более серьезно подходящие к качеству своей продукции компании начинают обычно с 12 слоев. Очень дорогие изделия прокрашиваются до 18 раз, иногда до 20. Тогда карандаш приобретает непревзойденную глянцевость и прямо-таки зеркальную поверхность. Впрочем, многие считают, что более 18 слоев – это уже излишество. Нанесение темных цветов производится 5 раз краской и 4 раза лаком, светлых — 7 раз краской и 4 раза лаком. Заточка карандашей производится автоматически, а все карандаши на фабрике обязательно маркируются. Упаковка заточенных карандашей производится вручную, за одну полную смену можно упаковать около 15 тысяч карандашей.
Так вот, если карандаш был проклеен по специальной SV-технологии, то будьте спокойны, он не поломается.
Карандаш — настолько распространенная вещь, что кажется ничем не примечательным и простым инструментом для рисования. Однако, чтобы его изготовить используется достаточно сложная технология производства. Об этом малоизвестном процессе мне и хочется рассказать.
Этапы производства карандашей можно поделить на две части: изготовление грифеля и изготовление деревянной оболочки, в которую он вставляется.
Грифель карандаша производится из смеси порошков графита и специальной глины. Сам же графитовый порошок изготавливается из грифельного сланца. Смесь графита и глины тщательно перемешивается с водой, потом высушивается, затем снова перетирается в порошок, а в конце вновь добавляется небольшое количество воды до образования густой пасты. От соотношения графита и глины в этой пасте будет зависеть твердость карандаша. Чем больше глины — тем тверже будет карандаш. Но степень твердости еще будет зависеть от другого процесса, который я опишу ниже.
Затем, эта паста поступает на специальное оборудование, похожее на экструдер. Графитовая паста продавливается через формообразующие отверстия штампа и на выходе можно увидеть всем знакомый стержень карандаша. Однако, до готового стержня ему еще далеко.
Получившуюся заготовку грифеля просушивают. Затем обжигают при высоких температурах в специальной печи. Во время обжига графит и глина соединяются, а стержень твердеет. Как я писал выше, от этого процесса в значительной степени будет зависеть твердость карандаша. Чем выше температура обжига — тем тверже будет карандаш. Чем меньше глины в составе грифеля и чем меньше температура обжига — тем карандаш будет мягче. Как известно, на карандашах указывется твердость либо английскими буквами, либо русскими. Английская «H» означает «твердый», а английская «B» означает «мягкий». Соответственно русская буква «Т» означает твердый, а русская буква «М» — «мягкий». Существует еще разная степень твердости карандаша. Например, 2B или 2М — это двойная мягкость, а 2H или 2Т — двойная твердость. Всего различают около 17 степеней твердости карандаша: от 8М до 8Т.
После обжига графитовые стержни укладываются в специальные деревянные заготовки будущих карандашей. Эти заготовки представляют собой деревянные пластины, толщиной в половину карандаша. Они изготавливаются, как правило, из кедра или липы. Эта древесина мягкая и обладает волокнами, хорошо подходящими для изготовления карандашей. Из каждой такой дощечки-заготовки получается либо 6, либо 8 карандашей, в зависимости от стандарта производства. Соответственно, в этих дощечках пропиливаются 6 — 8 канавок, для графитовых стержней карандаша.
Далее в пропиленные канавки укладываются стержни. Затем, деревянная пластина со стержнями накрывается точно такой же пластиной сверху. Графитовые стержни оказывается между двумя деревянными пластинами. Стержни надежно закрепляются в деревянной оболочке двумя способами: либо посредством клея, либо за счет сдавливания деревянных половин будущего карандаша. Сами половины в обоих случаях соединяются посредством клея и пресса.
На следующем этапе производства эти заготовки поступают на специальный станок, фрезы которого имеют зубья в виде половин шестигранника, либо половин круга. Такими фрезами распиливается деревянная заготовка со стержнями, и одновременно придается шестигранная или круглая форма получившимся карандашам.
Ну вот, теперь карандаш почти готов! Но его еще не покрасили. Покраску делают специальными эмалями. А когда карандаш уже окрашен, на нем делается маркировка с указанием производителя, степени мягкости карандаша и т. п. Такое тиснение производится посредством краски или фольги.
Вот такой он — непростой процесс изготовления, казалось бы, простого карандаша.
