О том, как создаются карандаши в каждой конкретной фабрике можно узнать лишь от самих производителей. Однако у всех есть общие моменты, которые как правило не меняются десятилетиями.
Для классического деревянного карандаша важным компонентом является древесина из которой он сделан. Не всякое дерево можно спилить и сделать из него пачку карандашей. Узнать, из какой породы дерева сделан тот или иной карандаш нелегко: продавец в магазине об этом не знает, а на самом карандаше опознавательного знака не имеется, поэтому нужно обращать внимание на стоимость карандаша и авторитет фирмы-производителя.
Древесина используемая для изготовления карандашей:
1. Ольха
Рис.
Ольха распространена в зоне умеренного климата Северного полушария. Древесина не отличается прочностью, но имеет довольно равномерное строение. Это облегчает обработку и придает ей красивый красноватый цвет. Более ровные и толстые стволы поэтому идут на поделки, для столярных и токарных изделий.
В производстве карандашей используется неактивно в связи с тем, что плохо держит грифель. Больше используется для изготовления сувениров, в том числе сувенирных карандашей.
2. Липа
Рис.
Липа - пожалуй самое распространенное дерево, которое вполне удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к сырью недорогих карандашей.
Липа растет практически везде, это хорошо знакомый всем материал, достаточно вязкий, чтобы плотно удерживать грифель.
Древесина липы в зависимости от вида обработки делится на несколько видов: linden (с англ. - «липа»; половинки карандаша, выполненного из такой древесины, могут немного отличаться по цвету), white linden (более тщательно отобранный материал, дерево белое, цвет карандаша ровный), rose wood (липа, подкрашенная в розовый цвет для придания большего благородства) и chemical wood (также подкрашенная в розовый цвет липа, но более качественно, древесина выглядит однородно). В зависимости от качества обработки дерева варьируется и цена.
Довольно быстрорастущее лиственное дерево, наиболее широко распространенное в Европейской России. Срок жизни деревьев липы значительно меньше, чем дуба, и лишь редкие особи доживают до 150 лет.
3. Кедр
Рис.
Древесина кедра лёгкая, прочная и легко режется во всех направлениях, поэтому она служит ценным сырьём для производства карандашей.
4. Джелутонг
Рис.
Джелутонг (Jelutong) относится к семейству кутровых (лат. Apocynaceae). Это древесная порода в Малазии. Также встречается в Борнео, Суматре и Тайланде.
Взрослый джелутонг обычно вырастает до 60 метров высоту, а диаметр ствола дерева достигает 2 метров. В редких случаях до 80 метров, при этом диаметр до 3 метров.
Древесина джелутонга обычно белого или соломенного цвета, прямоволокнистая. Легко сохнет с без раскалывания, легка в обработке и отделке.
Особенно джелутонг пригоден для создания художественных изделий. Замечательно подходит для моделирования и производства карандашей.
Карандашами мы пользуемся начиная с детского сада. Но мало кто из нас знает, как делают карандаши, какую древесину используют в этих целях. Примечательно, что создание этих канцелярских изделий выполняется на каждой фабрике по-своему. Но при этом есть и общие моменты, которые являются основополагающими для производственного процесса.
Какое дерево?
Классический деревянный карандаш имеет важный компонент - древесину, от качества которой зависит эксплуатация этого аксессуара. Понятно, что не каждое дерево годится для этих целей. В прошлом в промышленности использовалась древесина вирдижнского или красного кедра, который относится к роду можжевельников. Длинные волокна, отсутствие сучков, легкость в обработке - вот что привлекало внимание в этом материале. Но ввиду дороговизны европейские и американские бренды, производящие карандаши, стали использовать древесину калифорнийского кедра. Причем на ее основе создаются высококачественные изделия, которые используются в графических и художественных целях.
В большинстве случаев карандаши изготавливаются из ольхи, липы, сосны, калифорнийского и сибирского кедра, а также такого редкого дерева, как джелутонг. Из какого дерева делают карандаши в нашей стране? В большинстве случаев из ольхи и липы, которых на территории России огромное количество.
Ольха не является самым прочным материалом, зато у нее равномерное строение, что делает проще процесс обработки и сохраняет естественный природный цвет. Что касается липы, то она отвечает всем эксплуатационным требованиям, а потому используется при производстве и дешевых, и дорогих карандашей. За счет хорошей вязкости материал прочно удерживает грифель.
Уникальный для создания карандашей материал - кедр, который широко применяется на заводах в России. Примечательно, что используется не здоровая древесина, а экземпляры, которые уже не дают орех.
Стержень: какая основа?
Производство карандашей ведется с применением специального стержня. состоит из трех компонентов - графита, сажи и ила, к которым часто добавляются органические связующие. Причем графит является постоянным компонентом, в том числе и цветным, так как именно грифель оставляет на бумаге след.
Стержни создаются из тщательно подготовленной массы, которая имеет определенную температуру и влажность. Важно, чтобы смесь не пересыхала, так как это скажется на износе оборудования. Вымешанное тесто специальным прессом формуется, затем пропускается через оборудование с дырочками, что делает массу похожей на лапшу. Эта лапша формируется в цилиндры, из которых выдавливаются стержни. Остается их только прокалить в специальных тиглях. Затем стержни подвергаются обжигу, а после него выполняется жировка: образовавшиеся поры под давлением и при конкретной температуре заполняются жиром, стеарином или воском.
Как делают цветные карандаши? Здесь принципиальное отличие имеет, опять же, стержень, который производится из пигментов, наполнителей, жирующих компонентов и связующего вещества. Здесь процесс производства стержня следующий:
- изготовленные стержни укладываются в специальные желобки на дощечке и накрываются второй дощечкой;
- обе дощечки склеиваются клеем ПВА, при этом стержень не должен приклеиться;
- торцы склеенных дощечек выравниваются;
- выполняется препарирование, то есть добавление жира в уже имеющуюся смесь.
Примечательно, что производство карандашей ведется с учетом потребительских свойств изделий. Так, дешевые создаются из древесины не самого высокого качества, точно такая же - не самая качественная - и оболочка. А вот карандаши, которые используются в художественных целях, делают из качественной древесины, которая имеет двойную проклейку.
Этап подготовки древесины
Производство карандашей ведется из хорошо отобранной древесины, которая обрабатывается для получения брусков. Обязательно выполняется торцевание брусков по длине карандаша, причем нужно учитывать припуски, так как произойдет усушка материала. На специальном многопильном станке выполняется распил брусков на дощечки, которые подвергаются пропитке парафином в специальных автоклавах. Эта процедура способствует улучшению механических свойств будущего изделия.
В зависимости от того, из чего сделан карандаш, будет выполняться и его заточка. Считается, что аккуратная стружка получается, если изделия сделаны из древесины сосны, липы или кедра. Кроме того, важно, чтобы грифель был качественно проклеен -такой карандаш даже при падении не сломается.
Какая оболочка?
От оболочки зависит простота и красота карандаша. Так как делают карандаши из дерева, то она должна отвечать следующим требованиям:
- Мягкости, прочности и легкости: в процессе эксплуатации оболочка не должна ломаться или крошиться, как и весь корпус.
- Не расслаиваться под воздействием природных факторов.
- Иметь красивый срез - гладкий и блестящий, при этом сама стружка не должна ломаться.
- Древесина должна быть стойкой к влаге.
Какое оборудование?
Производство карандашей ведется с использованием разнопланового оборудования. Например, очистка глины, из которой впоследствии будет создаваться графитный стержень, требует наличия специальных мельниц и дробилок. Обработка перемешанного теста ведется на винтовом прессе, где из теста вальцами с тремя разными зазорами формируется сам стержень. Для этих же целей применяется фильера с отверстиями. Сушка деревянных заготовок выполняется в где изделия подвергаются вращению в течение 16 часов. При хорошей просушке древесина обретает уровень влажности максимум в 0,5%. Что касается цветных карандашей, то они тепловой обработке не подвергаются ввиду наличия в них наполнителей, красителей и жирующих компонентов. На специальном станке выполняется торцовка карандашей в длину.
Просушка
Как делают карандаши? В производственном процессе важную роль играет просушка. Она выполняется в специальных колодцах с помощью станков, причем дощечки укладываются так, чтобы просушка была максимально эффективной. В этих колодцах сушка выполняется примерно 72 часа, затем дощечки сортируются: все треснувшие или некрасивые изделия отбраковываются. Отобранные заготовки облагораживаются парафином, калибруются, то есть на них вырезаются специальные канавки, где будут расположены стержни.
Как изготавливают карандаши на производстве дальше? Теперь используется фрезерно-пропускная линия, на которой выполняется разделение блоков на карандаши. В зависимости от того, какой формы ножи используются на данном этапе, карандаши получаются или круглой, или граненой, или овальной формы. Важную роль играет крепление грифеля в деревянном корпусе: это должно делаться прочно и надежно, что снижает риск выпадения элементов грифеля. Упругий клей, который используется для связки, делает грифель прочнее.
Особенности покрытия
Современные простые и цветные карандаши представлены в огромном разнообразии дизайнов и цветов. Так как делают карандаши в заводских условиях, здесь уделяют пристальное внимание каждому этапу производства. Окраска - один из важных этапов, так как она должна отвечать целому ряду требований. Для отделки поверхности используется метод экструзии, а торец отделывается окунанием. В первом случае карандаш проходит через грунтовочный аппарат, где в конце конвейера он переворачивается для нанесения следующего слоя. Таким образом получается равномерное покрытие.
Качество окраски: от чего зависит?
Качество окраски зависит от того, насколько отвечают установленным требованиям сами лакокрасочные материалы, правильно ли налажена грунтовочная машина, соблюдены ли сроки сушки карандашей на ленте. Любая карандашная фабрика использует быстросохнущие составы, которые образуют на поверхности твердую, прочную и эластичную пленку, хорошо сцепляющуюся с поверхностью древесины.
Окраска выполняется специальными грунтовочными красками, которые обладают определенной вязкостью и содержат в себе пигменты. Если пигментная часть будет большой, это снизит блеск пленки и потребует дальнейшее нанесение на поверхность нитролака. Даже простые карандаши подвергаются лакированию с использованием нитроцеллюлозного глянцевого лака.
Если карандаш темных оттенков, то он окрашивается как минимум в 5 слоев и в 4 слоя лака. Для достижения светлых оттенков используется сочетание 7 слоев краски с 4 слоями лака. При этом для равномерного и аккуратного покрытия важно, чтобы поверхность имела максимум 18 слоев. Окрашивание торцевых частей карандашей выполняется в окунальной машине, в которую опускается рама с расположенными на ней карандашами.
Оправа карандаша
В зависимости от того, как делают карандаши и из каких материалов, может варьироваться и их оправа. В традиционном варианте грифель имеет деревянную оправу, однако современный рынок предлагает широкий выбор изделий в пластиковом, лакированном и даже бумажном корпусе. С одной стороны, это прибавляет им красоты и необычности, с другой, при падении от таких карандашей мало что останется.
Уже после покраски карандаши подвергаются финишной отделке. Для этого используются различные штампы и фольга разных цветов. Называется данный процесс обработки термостатированием.
Какая твердость?
Все цветные и простые карандаши отличаются твердостью грифеля, что находит отражение в их маркировке. Выбирать их нужно так: чем более плотная и твердая бумага, тем более твердым должен быть графитный стержень. Но слишком твердый графит может повредить бумагу. В России можно купить карандаши следующей маркировки:
- М - мягкий.
- Т - твердый.
- ТМ - твердо-мягкий.
О маркировке следует знать при выборе карандашей для создания чертежей или рисования в соответствующей технике.
Особенности цветных карандашей
Из чего делают карандаши простые, мы уже разобрались. Теперь нужно понять, когда и как появились Известно, что первые изделия с цветным грифелем появились еще в 1820 году, правда, кто их изобрел, так и осталось загадкой. В основе цветного грифеля лежит сочетание соединяющего вещества, цветных пигментов и наполнителя. В качестве соединяющего вещества выступает клей каолин, за счет которого формируется и форам грифеля. В качестве цветных пигментов используются хорошо измельченные цветные материалы высокого качества, причем пигмент может быть органической или неорганической основы. Сами цветовые пигменты создаются на основе материалов, которые обладают стойкостью к выгоранию под влиянием солнечных лучей и экологической безопасностью. На сегодняшний день карандаши выпускаются в 36 цветовых оттенках соответственно международной шкале оттенков Pantone. Что касается наполнителей, то в этом качестве используются каолин и мел, которые подвергаются тщательному измельчению.
В далеком 1912 году по указу царского правительства в Томске была создана фабрика, где пилили кедровую дощечку для карандашей, производимых на территории всей страны.
Много времени прошло с тех пор. Были в этой истории свои взлеты и падения. В 1999 году фабрика была признана банкротом, а уже в 2004 году известная чешская компания «KOH-I-NOOR Hardtmuth a.s.» вошла в состав ее собственников. На сегодняшний день «Сибирская карандашная фабрика» является единственным на территории бывшего Советского Союза производителем карандашей и карандашной дощечки из Сибирского кедра, древесина которого применяется для производства карандашей высшей ценовой категории. Осенью 2012 года продукция «Сибирской карандашной фабрики», пройдя экспертизу комиссии, стала лауреатом конкурса «Лучшие товары и услуги Томской области», а затем и дипломантом всероссийского конкурса «100 лучших товаров России».
Как же производят карандаши, получившие такое признание потребителей?
ПОДГОТОВКА
Производство карандаша начинается с лесной биржи, где складируется заготовленный кедр. Сейчас здесь находится больше трех тысяч кубов дерева. В прошлом году власти Томской области сильно помогли фабрике в обеспечении материалом. В этом году тут планируют произвести около 85 миллионов карандашей.
Древесина, которую мы закупаем, поступает к нам не в результате варварской рубки, – говорит Анатолий Лунин, директор фабрики. – В подавляющем большинстве – это санитарная рубка перестоявшегося кедра, который уже не дает орех. Кедр растет до 500 лет, но шишки на нем появляются где-то до 250, после чего он начинает умирать и поражаться различными насекомыми. Если его срубить в этот период, быстрее вырастет новый кедр.
Каждое бревно с лесной биржи сначала проходит обязательную подготовку. Прежде, чем его распилить, дерево помещают и выдерживают в специальном бассейне с теплой водой. Это делают для того, чтобы пристывшие куски земли или глины с камнями случайно не повредили пилы. Летом его здесь держат недолго, до двадцати минут, но в зимний период бревно держат в бассейне до тех пор, пока оно не оттает. На это уходит до трех часов.
В правой верхней части фотографии как раз виден ствол дерева, приготовленный к погружению в бассейн. Через 369 часов или 16,5 суток, пройдя 26 различных технологических операций, из него получатся готовые карандаши.
На лесопилке из бревна делают вот такой брус.
Производство деревянного карандаша чрезвычайно требовательно к качеству материала. В дело идет только чистая прямая древесина, и если для столярных изделий наличие таких дефектов, как, например, сучки не катастрофично, то карандаш из такого дерева уже не сделать, поэтому заранее сказать, сколько карандашей получится из одного бруса очень сложно.
Чтобы уменьшить количество отходов, на предприятии ищут разные способы увеличения глубины переработки древесины. Один из таких способов – расширение ассортимента выпускаемой продукции. Так, из дощечки, которая не годится для производства карандаша, к лету планируют наладить выпуск деревянных пазлов-раскрасок для детей и средств от моли. Что-то идет на производство коротких карандашей, как для магазинов «IKEA», а часть, на производство вот таких деревянных шампуров.
Полученный из бревна брус распиливают на короткие отрезки, каждый из которых затем распускают на десять дощечек. Чтобы все дощечки были одинаковыми их нужно откалибровать. Для этого их прогоняют через специальный станок. На выходе из него дощечки имеют одинаковый размер и строго перпендикулярные грани.
Затем откалиброванные дощечки помещают в автоклав.
По своему внешнему виду он напоминает бочку, к которой подведено множество труб разного диаметра. При помощи этих труб в камере можно создавать вакуум, нагнетать давление и подавать внутрь всевозможные растворы. В результате этих процессов из дощечки удаляются содержащиеся в ней смолы, и древесина импрегнируется (пропитывается) парафином.
На сегодняшний день это не самый простой, но один из самых эффективных способов улучшить важные свойства материала и защитить дерево от вредного воздействия окружающей среды.
Так выглядят «облагороженные» карандашные дощечки после обработки в автоклаве.
Их остается как следует просушить, и отправить на карандашное производство. На этом процесс изготовления дощечки можно считать завершенным.
ПРОИЗВОДСТВО
Готовая дощечка поступает в цех белого карандаша, где для начала в ней на станке нарезают канавки, куда затем будут уложены стержни. Слово «белый» в данном случае означает то, что карандаш здесь еще не окрашенный.
Дощечка подается на дальнем конце в правой части фотографии. По дороге ее поверхность шлифуется для склейки, и особой фрезой в ней выпиливаются углубления. На ближнем краю станка дощечки автоматически укладываются в стопку.
Так выглядит отшлифованная дощечка с нарезанными канавками.
Сейчас ее толщина 5 миллиметров, что равно половине толщины будущего карандаша. На следующем этапе дощечки склеивают попарно между собой, чтобы получился один карандашный блок. Вот как это выглядит.
Станок плавно подает первую дощечку и укладывает стержни в ее канавки.
Вслед за этим из другого устройства «выезжает» вторая дощечка, уже смазанная водорастворимым клеем, и аккуратно ложится на первую.
Получившиеся карандашные блоки зажимают в пневматическом прессе и стягивают струбцинами.
Если дощечку на фабрике изготавливают самостоятельно, то стержень в основном закупают в Китае. Там его начали производить по сухой технологии, которая не требует обжига в печи при высокой температуре. Вследствие этого, себестоимость стержня оказалась настолько низкой, что львиная доля производителей карандаша перешла на такой стержень.
Чтобы грифель карандаша не ломался внутри корпуса, на фабрике применяют технологию дополнительного проклеивания стержня специальной клеевой системой.
После этой операции склеенные блоки выдерживают в специальной сушильной камере несколько часов.
В камере довольно жарко. Горячий воздух нагнетается вентилятором, поддерживая температуру в районе 35-40 градусов. Древесине нужно хорошо просохнуть, чтобы в дальнейшем карандаш за один проход стал гладким и получил нужную геометрию. Карандаш с «простым» грифелем сохнет здесь не менее двух часов, а цветной – не менее четырех. Из-за того, что цветной содержит больше жировых веществ, ему требуется больше времени, чтобы просохнуть.
По прошествии этого времени блоки разбирают, укладывают в тележки с указанием всех дальнейших параметров и отправляют на следующий станок, который разделит их на отдельные карандаши.
Своей формой станок похож на тот, который делал канавки в дощечках, но есть у него и свои особенности. Заготовки помещают в загрузочный бункер. Они проходят по транспортным узлам, торцуются, пилятся и на выходе получается привычный деревянный карандаш, только еще не окрашенный.
Двойная фреза, которая разделяет блоки, задает и форму будущего карандаша, причем делается это все за один проход.
Именно от типа профиля режущей фрезы зависит то, каким будет карандаш – шестигранным или круглым.
Совсем недавно на фабрике освоили производство трехгранного карандаша. Оказалось, что спрос на такую форму растет. Покупателей привлекает эргономичность и естественность расположения пальцев на гранях, что, безусловно, облегчает ребенку обучение письму.
Рядом со станком стоит рабочий стол сортировщицы.
Ее задача перебрать сделанные карандаши, отобрать «годные» и отделить дефектные. К дефектам относятся сколы стержня на торце, шероховатости, ожоги древесины и т.д. Над столом висит памятка с нормами по браку.
В каждый стоящий на столе лоток, помещается 1440 карандашей.
Отсортированные карандаши на специальном лифте поднимаются на следующий этаж, где их будут красить.
ПОКРАСКА И УПАКОВКА
Краску закупают в сухом виде и разводят до нужной густоты в лаборатории красок.
Покраска происходит достаточно быстро. Устройство непрерывно выталкивает окрашенные карандаши на конвейер.
Длина и скорость движения транспортерной ленты рассчитаны таким образом, чтобы карандаш высыхал, пока движется на ней.
Доезжая до противоположного конца конвейера, карандаши попадают в один из трех приемников.
Оттуда они отправляются обратно на следующее покрытие.
В среднем, каждый карандаш покрывается тремя слоями краски и двумя слоями лака. Здесь все зависит от желания заказчика. Покрасить карандаш можно тоже практически в любой цвет. Фабрика выпускает наборы из шести, двенадцати, восемнадцати и двадцати четырех цветов. Некоторые карандаши покрывают только лаком.
После покраски, карандаши отправляют в цех финишной отделки. В этом месте они приобретает тот окончательный вид, в котором дойдут до потребителя. На карандаши наносят штамп, надевают ластик и затачивают.
Этот станок наносит штамп.
Способов его нанесения довольно много, но на предприятии это делают с помощью фольги разных цветов. Такой метод называется термостатированием. Рабочая часть станка нагревается, и штамп через фольгу переносится на карандаш. Так он не будет облазить и марать руки.
Сам штамп может быть любым, его специально заказывают у гравировщика. В зависимости от сложности, на его изготовление уходит около пяти дней.
На часть карандашей, если это необходимо, надевают ластик.
Последняя операция – это заточка.
Затачиваются карандаши на шлифовальной шкурке, надетой на барабан и движущейся с большой скоростью.
Это происходит очень быстро, буквально за считанные секунды.
Кроме заточки станок можно настроить на выполнение вальцовки – обработки обратной торцевой части карандаша под небольшим наклоном.
Теперь карандаши готовы к упаковке, и для того, чтобы сделать это, их отправляют в следующее помещение.
Там их собирают в набор, складывают в коробочку и посылают потребителю.
Упаковку под нужное количество карандашей печатают в Новосибирске. Она поступает в плоском виде, и сначала ей придают объем.
Потом через комплектовочные станки необходимое количество карандашей раскладывают в заданной цветовой гамме.
Этот станок позволяет собирать набор из двенадцати цветов.
В конце карандаши раскладывают по коробочкам.
Здесь на стенде представлены образцы продукции, которую выпускает фабрика.
Во время экскурсии мы спросили про модернизацию оборудования. «Сейчас в мире существует двенадцать фабрик, – сообщил Анатолий Лунин. – И на всех похожее оборудование. В Томске делают карандаш с 30-х годов. С тех пор основной принцип и технология производства не меняется. Все процессы хорошо отлажены. Модернизация оборудования выражается в замене некоторых узлов, или переходе на более экономичные моторы, использование новых фрез. Приходят какие-то новые материалы, мы что-то меняем в приемке и оценке, но сама технология остается неизменной».
На вопрос, не планируют ли фабрика, по примеру китайских предприятий, перейти на производство карандаша из более дешевых пород дерева или пластмассы Анатолий Лунин признался: «Я подумывал попробовать сделать экономичный карандаш из низкосортной осины, но это другая технология, и пускай уж китайцы этим занимаются. Меня больше интересует тема увеличения полезного выхода за счет повышения качества переработки древесины. А с точки зрения экологии, производить что-либо лучше из возобновляемого сырья. Пластмассовый карандаш никогда не сгниет, а деревянный за несколько лет полностью разложится».
Остается только пожелать, чтобы в мире глобальной компьютеризации, нашлось место простому деревянному карандашу.
Текст, фото: Евгений Мыцик
Карандаш в жизни человека – это вещь поистине незаменимая. Знакомство с ним происходит еще в самом раннем возрасте.
Сопровождает карандаш человека в школьные и университетские годы. Он всегда есть в офисе и дома. Кроме того, эта письменная принадлежность необходима и при разгадывании кроссвордов.
Некоторые отходы фанерного производства – карандаши. Это остатки чурака, которые получаются после лущения. Несмотря на одинаковое название, отношения к канцелярским принадлежностям такие карандаши не имеют.
Стартовый капитал
Для организации среднего по мощности производства понадобится приобрести комплект необходимого оборудования. Стоимость такового начинается с 2 млн. руб. Причем это цена подержанной линии. Кроме того, понадобится заплатить за аренду помещения, где будут размещены машины.
Маленький цех должен находиться на площади не менее пятидесяти квадратных метров. Понадобятся деньги на закупку необходимого сырья, выплату работникам заработной платы, а также возмещение коммунальных расходов. Конкретный срок окупаемости такого проекта назвать сложно.
Данный период находится в прямой зависимости от количества выпускаемой продукции, а также от начальных вложений. Помимо этого, в начальный период получаемая прибыль обязательно вкладывается в увеличение объемов продаж. Однако многими специалистами называется минимальный срок окупаемости небольших предприятий, равный двум-трем годам.
Технология
Для производства карандашей деревянную заготовку следует тщательно отшлифовать. После этого корпус полуфабриката грунтуется четыре раза. Данный этап технологического процесса позволяет обеспечить прочность дерева перед последующей окраской.
Экономить на любом этапе технологического процесса не рекомендуется. Это хоть и скажется на снижении себестоимости продукции, но приведет к ухудшению ее качества. Немаловажным фактором для успешного бизнеса является и экологичность выпускаемых карандашей, которая зависит от состава лака, наносимого на корпус изделия.
Ведь дети, да и порой взрослые, любят грызть принадлежности для письма. Именно поэтому применяемый лак должен быть на водной основе и не включать в свой состав химических растворителей, вредных для здоровья.
Необходимые материалы
Для того чтобы изготовить простые карандаши, понадобится грифель из глины и графита, а также древесина. Для покупателей, не обращающих внимание на качество, выпускаются дешевые товары из ольхи. Такая древесина, помимо своего невзрачного внешнего вида, недостаточно крепко удерживает внутри грифель.
Более дорогую продукцию производят из сосны, а также кедра и джелутонга – тропического дерева. Их производственные характеристики достаточно высоки. Однако наилучшей древесиной для карандашей является калифорнийский кедр. Канцелярские принадлежности из этого материала считаются престижными и имеют высокую стоимость.
Техническое оснащение производства
Оборудование для производства карандашей отличается разноплановостью. Для процесса, во время которого осуществляется очистка глины, потребуются специальные мельницы. Необходимы будут и дробилки. Разведенную в воде глину заливают жидким стеклом.
При этом она освобождается от ненужных примесей, в число которых входит песок. После этого, согласно технологии, в глину добавляется связующее вещество из крахмала и графит. Полученная стержневая масса должна обладать определенной влажностью и температурой. При несоблюдении данного условия сырье подвергается порче.
Оборудование для производства карандашей включает в свой состав и винтовой пресс. На него отправляется тщательно перемешанное «тесто» из глины и графита. В винтовом прессе поступающая масса подвергается формовке. Это происходит при помощи вальцов, имеющих три различных зазора.
После прохождения данного этапа масса измельчается и становится однородной, без пузырьков воздуха с излишней влагой. Толщина полученного пласта постепенно уменьшается с 1 до 0,25 мм. Это происходит после повторной обработки массы.
Оборудование для производства карандашей включает в свой состав фильеру с отверстиями. Через нее пропускается масса из графита и глины, принимая вид «лапши». Полученные заготовки проходят через специальные цилиндры, из которых прессом выдавливается необходимого диаметра и длины стержень.
В оборудование для производства карандашей обязательно должны входить сушильные шкафы с непрерывным процессом вращения в течение 15-16 часов. В этих аппаратах стержни должны хорошенько просушиться, достигнув влажности 0,5%. На следующем этапе происходит прокаливание материала. Его осуществляют в специальных тиглях.
Технология производства стержней для цветных карандашей имеет некоторые отличия. В их рецептуру, помимо глины входят наполнители, красители, жирующие и связующие компоненты. Такие стержни не подвергаются тепловой обработке. Это важно для сохранения цветовых пигментов.
Параллельно со стержнями изготавливаются корпуса изделий. При этом применяется станок для производства карандашей. С его помощью будущие изделия торцуются по необходимой длине, с учетом дальнейшей механической обработки и усушки. На многопильном станке заготовки из дерева распиливаются на дощечки. После этого они в специальных автоклавах пропитываются парафином.
Это позволяет улучшить механические характеристики готового карандаша. При помощи специального станка заготовленные дощечки, толщина которых равна половине толщины будущего изделия, складываются в «колодцы», где происходит процесс сушки. На заготовках делаются желобки из грифеля. После этого дощечки покрываются слоем клея ПВА.
Следующим этапом технологического процесса является сборка изделия. Грифель вкладывается в канавку одной заготовки и накрывается другой. Дощечки сжимают в специальном устройстве, которое называется струбцина. После этого полученные блоки проходят через фрезерно-пропускную линию, где при помощи ножей происходит процесс их разделения на карандаши. На следующем этапе технологического процесса заготовки подвергаются выравниванию, шлифовке, грунтовке и покрытию лаком и краской.
Сувенирная продукция
В настоящее время большой популярностью пользуются карандаши с логотипом. Производство таких изделий осуществляется для офисов и для промоакций.
Карандаш, обладающий фирменной символикой - это великолепный сувенир или корпоративный подарок. Изображение на исходное изделие при этом может быть нанесено одним из двух методов - горячим тиснением или тампонной печатью.
Существует два основных вида карандашей – простые и цветные. Простой карандаш имеет графитовый грифель и пишет, в зависимости от твердости графита, серым цветом – от светлого до почти черного оттенка. Простые карандаши различаются по твердости грифеля, которая обозначается буквами М (или В в англоязычном варианте) – мягкий и Т (или Н) – твердый. Обычный – твердо-мягкий карандаш маркируется буквами ТМ или НИ (иногда он же обозначается буквой F). Эта маркировка наносится на корпус карандаша. Если карандаш никак не промаркирован, это означает, что он твердо-мягкий. Цветные карандаши также бывают нескольких видов: цветные классические (односторонние и двусторонние), восковые, пастельные, акварельные и т. д.
Несмотря на то, что графитовый карандаш в народе называется «простым», технология его производства оказывается намного сложнее технологии изготовления цветных карандашей, так как, в отличие от последних, он требует дополнительного обжига.
Грифель простых карандашей производится из белой глины – каолина и графита, а стержень цветных карандашей состоит из каолина с цветными пигментами. Причем сами пигменты могут быть как синтетическими, так и натуральными. Грифель, в состав которого входят натуральные компоненты, более удобен в использовании, обеспечивает мягкое нанесение, дает яркие насыщенные цвета, которые не выгорают даже под прямым воздействием солнечных лучей. В грифель акварельных карандашей добавляются специальные эмульсии, которые при контакте с водой растворяются, создавая равномерный слой краски на бумаге – так называемый эффект акварели.
Стержни для пастельных карандашей производятся путем прессования натуральных пигментов и льняного масла. А в состав грифеля восковых карандашей в качестве вяжущего вещества входит, как понятно из названия, воск. Он создает прочное крепление грифеля, оставляет широкий маслянистый след и обеспечивает лучшее скольжение по бумаге.
Процесс производства карандашей в древесной оболочке полностью автоматизирован и состоит из нескольких этапов: изготовление грифеля, дощечек, соединения составляющих и обработки заготовок. Прежде всего, из смеси глины с графитом производится грифель будущих карандашей. Пропорции составляющих на этапе смешивания графита и глины определяют твердость будущего грифеля. Чем больше графита добавляется в грифель, тем мягче будет его структура. Если же в грифеле преобладает каолин, карандаш будет более твердым.
Глина проходит предварительную очистку. Для этого сырье сначала измельчается в дробилках, потом смешивается с теплой водой в специальных мельницах. Глину, разведенную в воде, заливают жидким стеклом, чтобы избавиться от посторонних примесей – песка и пр. Затем в глину добавляется графит, согласно рецептуре, и связующее вещество, которое варится из крахмала.
Стержневая масса должны быть определенной температуры и влажности. Малейшее отклонение от нормы приведет к порче сырья. Например, при пересыхании смеси она станет слишком твердой, что может вызвать поломку оборудования. Тщательно вымешанное «тесто» из графита и глины попадает в винтовой пресс. Там оно формуется через вальцы с тремя различными зазорами. В результате этой процедуры масса измельчается, становится однородной, из нее удаляются пузырьки воздуха и излишняя влага. Толщина теста при каждой повторной обработке постепенно уменьшается – с 1 мм до 0,25 мм.
Затем массу пропускают через фильеру с отверстиями, после чего оно превращается в так называемую «лапшу». Она формируется в цилиндры, из которых на прессе выдавливается стержень необходимой длины и диаметра. Стержни нужно просушить. Это осуществляется в сушильных шкафах при непрерывном вращении в течение 15-16 часов. Влажность готового стержня не должна превышать 0,5%. После сушки стержни прокаливаются в специальных тиглях в печи. В процессе обжига в стержне выжигается связующее вещество, а спекшаяся глина образует каркас грифеля.
Помимо соотношения глины, на степень твердости готового карандаша также влияет температура и длительность обжига, а также компоненты, которые входят в состав так называемой жирующей ванны. Обжиг грифеля, в зависимости от желаемой градации, осуществляется при температуре от 800 до 1200 градусов Цельсия. После обжига стержни помещаются в специальную ванну для жировки. В результате этой операции поры, которые образовались в графите после выжига связующего, заполняются жиром, стеарином или воском под давлением при определенной температуре.
Иногда в качестве сырья могут использоваться пищевые и кондитерские жиры, а также дополнительные связующие вещества (например, на основе крахмала). Выбор вещества, которое используется для жировки, зависит от твердости стержня. К примеру, для карандашей с мягким грифелем используется кондитерский жир, а для твердых – воск. Стеарин для жировки применяется для изготовления грифелей промежуточной твердости (например, твердо-мягкие). Стержни больших диаметров производятся на вертикальных прессах кладки.
Несколько иначе изготавливаются стержни для цветных карандашей. В их состав входят пигменты, наполнители, связующие и жирующие вещества. Глина (каолин) является основным сырьем. К ней добавляются пигменты, вяжущие вещества и в некоторых случаях жировые добавки. У каждого производителя своя рецептура изготовления грифелей, которая держится в большом секрете. Многие фабрики используют и другие дополнительные добавки, включая красители, натуральные наполнители, воск, связывающие вещества на основе целлюлозы.
После смешивания всех компонентов смесь экструдируется с помощью пресса, и на выходе получаются стержни нужного диаметра. Они разрезаются на части заданной длины, а затем высушиваются при комнатной температуре. Как мы уже упоминали выше, закалке подвергаются только графитовые стержни. Стержни для цветных карандашей не проходят тепловую обработку, так как под воздействием высокой температуры цветовые пигменты разрушаются (если речь идет о компонентах натурального происхождения) или же значительно изменяют цвет (это касается, в первую очередь, неорганических составляющих).
На этапе добавления жира, который дает цветной след и удерживает цветные частицы на бумаге, могут использоваться две различные технологии: так называемое холодное или горячее «препарирование». При холодном препарировании во время смешивания компонентов в смесь добавляется жир. Как правило, эта технология используется при производстве недорогих карандашей среднего качества, грифель которых состоит из органических пигментов, которым, в свою очередь, противопоказаны высокие температуры.
Горячее препарирование проводится сразу же после сушки стержней. В результате этой процедуры грифели смачиваются в горячем жире. Этот метод используется при производстве качественных художественных (особенно акварельных) карандашей. Состав такой ванны является одной из главных коммерческих тайн фабрики, но, в любом случае, в нее входят органические жиры высокого качества (например, кокосовое или подсолнечное масло).
Все цветные карандаши условно подразделяются на школьные (качественные, недорогие и дешевые) и художественные. Последние отличаются самым высоким качеством и хорошими красящими свойствами. Но, в любом случае, независимо от ценовой категории, стержни и простых, и цветных карандашей должны проходить несколько этапов проверки качества, если, конечно, компания-производитель заботится о своей репутации.
Одновременно с производством стержней изготавливаются корпуса для карандашей. Карандашный корпус производится из различных пород деревьев, что определяет качество готового продукта. Так, например, древесина ольхи и тополя считается низкокачественной. Для того чтобы добиться удовлетворительного качества корпуса, этот материал требует дорогостоящей обработки, которую не могут позволить себе мелкие производители, выбирающие такую древесину. Древесина липы считается удовлетворительной по качеству. Она используется чаще всего для производства недорогих школьных карандашей. Древесина сосны, джелутонга и кедра (сибирского и калифорнийского) считается высококачественной, дорогой и используется для производства специальных художественных карандашей.
Процесс изготовления деревянного корпуса для карандаша состоит из нескольких операций. Прежде всего, потребуются готовые бруски древесины. Они торцуются по длине будущих карандашей с припусками на механическую обработку и усушку. Деревянные заготовки распиливаются на отдельные дощечки на многопильном станке и пропитываются парафином в автоклавах для улучшения механических свойств готового изделия. Толщина каждой дощечки составляет половину толщины готового изделия. При паровой обработке из дощечек удаляются смолы, а древесина приобретает светло-коричневый цвет с розовым оттенком.
После чего дощечки просушиваются в «колодцах», куда они складываются при помощи станка. Используемый способ укладки позволяет увеличить площадь дощечки, которая соприкасается с горячим паром. С одной стороны, это оптимизирует процесс производства, а с другой – позволяет максимально удалить влагу из сырья. «Колодцы» переставляются в сушильные комнаты, где они находятся на протяжении 72 часов. Затем дощечки вынимаются и сортируются. Во время сортировки удаляется брак (расколовшиеся заготовки, неправильно распиленные дощечки и т. д.). Пропитанные различными составами и высушенные дощечки сортируются и калибруются по размерам.
На каждой дощечке делаются канавки или желобки для грифеля, а затем на нее ровным слоем наносится клей ПВА. После чего выполняется сборка карандаша: в одну из двух дощечек вкладывается грифель, а затем он накрывается второй дощечкой. При этом сам стержень не приклеивается к доске, а удерживается за счет натяга «оболочки».
Так как диаметр стержня немного больше диаметра канавки, то большое значение имеет правильное сжатие дощечки в специальном устройстве – струбцине, где осуществляется склейка карандашей. Согласно технологии производства, для карандашей определенного размера и типа используется свой показатель давления для запрессовки. Отклонение от рекомендуемых показателей приводит к большому количеству брака: карандаши просто ломаются под прессом.
Получившиеся блоки поступают на фрезерно-пропускную линию, где они разделяются на карандаши при помощи ножей. Вид ножа определяет форму будущего карандаша – граненую, овальную или круглую. Затем почти готовые карандаши отправляются на сортировку по конвейерному транспортеру. Сортировщики проверяют каждый карандаш, выявляя и изымая бракованную продукцию.
Полученные в результате опрессовки заготовки распиливаются по длине карандаша, выравниваются, шлифуются, грунтуются и покрываются краской и лаком. Поверхность карандаша вскрывается краской и лаком методом протяжки (экструзии), а его торцы – окунанием. В первом случае карандаш пропускается через грунтовочный аппарат. Сначала он движется в одну сторону при одновременном нанесении лака или краски, а потом на другом конце конвейера переворачивается и возвращается обратно. Это помогает создать ровное и равномерное покрытие.
Карандаши темных цветов покрываются краской минимум в пять слоев, а лаком – в четыре. В светлые цвета карандаш окрашивается минимум в семь слоев краски и четыре лака. Но в идеале, чтобы поверхность карандаша была ровной, без подтеков и «заусениц», общее количество слоев лака должно быть не менее семи-восьми (чем больше слоев, тем дороже готовое изделие). Максимальное количество слоев – 18.
Для окрашивания торцов карандашей применяется так называемая окунальная машина. С ее помощью рама с карандашами аккуратно опускается в бак с краской. Но в некоторых случаях краска и лак не требуются. Например, карандаши с корпусом из кедра поступают в продажу без дополнительной обработки древесины. Считается, что сама фактура дерева достаточно красива и не требует покраски и лакировки. Обозначение твердости грифеля наносится на карандаш путем ударного горячего тиснения с использованием цветной фольгированной ленты.
Карандаши поступают в продажу в двух видах – заточенными и незаточенными. Продукция первого вида упаковывается в коробки исключительно вручную, а второго – вручную и с помощью специального автоматического и полуавтоматического оборудования. На полуавтоматической машине можно упаковывать около 15 тысяч карандашей за смену, на автомате – более чем в десять раз больше. Автоматы фасуют коробки по шесть или двенадцать карандашей в каждой. Производительность оборудования для упаковки карандашей составляет, в среднем, 350-550 упаковок в час.
Итак, на качество и, следовательно, стоимость готового продукта влияет точное соблюдение технологического процесса при производстве грифеля и корпуса и при осуществлении сборки. Стержень карандаша должен располагаться строго по центру корпуса. Если центровка грифеля нарушена, то при заточке он будет срезаться неравномерно и рисовать таким карандашом будет невозможно.
Для заточки карандаша также важен тип используемой древесины. Материал плохого качества крошится, а древесина липы, сосны или кедра дает ровную аккуратную стружку при заточке изделия. Большое значение имеет качественная двойная проклейка грифеля. Она защищает стержень от деформации внутри корпуса. Такому карандашу не страшно падение даже с большой высоты. «Правило восьми слоев» обеспечивает не только эстетический внешний вид изделия из ольхи, липы или тополя, но и защищает от заноз. И, безусловно, особое значение имеет безопасность используемых на производстве материала – от древесины до краски и лака. В частности, для производства карандашей используется только безопасный лак на водной основе.
Общая стоимость необходимого оборудования для производства простых и цветных карандашей начинается с 2,5 млн. руб. Во столько обойдется самая дешевая подержанная линия (скорее всего, в неполной комплектации). Прибавьте к этому затраты на аренду производственных помещений (минимум 50 кв. метров для маленького производства), оплату коммунальных расходов, заработную плату работникам.
Для работы на производстве карандашей понадобятся следующие специалисты: калибровщик дощечек, заточник карандашей, стержней и палочек, комплектовщик карандашей и стержней, красильщик карандашей, машинист печатной машины, оператор автоматической линии изготовления белого карандаша, обжигальщик графитовых стержней, оператор автоматов сборки карандашей, оператор вальцовочной линии, оператор дисперсионных смесителей по приготовлению стержневой массы, отделочник карандашей на автомате, прессовщик карандашных блоков, прессовщик стержней, пропитчик карандашных дощечек, пропитчик стержней, размольщик карандашной массы, раскатчик стержней, резчик нитей стержней, смесительщик, сортировщик в производстве карандашей, сушильщик стержней, шихтовщик, шлифовщик стержней, штемпелевщик карандашей. Конечно, точное количество и виды специалистов, которые потребуются для работы на фабрике, зависят от размеров производства, ассортимента, используемых технологий и бюджета.
Готовая продукция реализуется, как правило, через оптовые компании. Выпускаемые партии карандашей слишком большие, поэтому работать с розничными сетями напрямую производителям нецелесообразно.
Точные сроки окупаемости бизнеса по производству карандашей назвать сложно. В первую очередь, они зависят от объема производства и первоначального стартового капитала. Кроме того, в течение первого времени вся прибыль, скорее всего, будет вкладываться в продвижение своей продукции на рынке, так как конкуренция среди производителей простых и цветных карандашей очень высока (особенно среди западных производителей, с которыми отечественные фабрики пока не могут конкурировать по качеству производимой ими продукции). Минимальный срок окупаемости по некоторым данным составляет от 2-3 лет (для мелкого предприятия).
Лилия Сысоева
- портал бизнес-планов и руководств