Когда изобрели карандаш с графитовым стержнем. «История простого карандаша». Познавательное занятие по ознакомлению с окружающим миром в подготовительной группе. Как делают карандаши

Рисование ― приятное и полезное занятие для любого возраста. И один из самых любых художественных материалов любого ребёнка ― карандаши. 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. Редакция сайт провела своё расследование и расскажет историю возникновения карандаша и технологию его изготовления.

История карандаша началась приблизительно 300 лет назад, когда вместо свинца стали использовать новый минерал ― графит. Но он очень мягкий, и поэтому в графитную массу стали добавлять глину. От этого графитный стерженёк становился твёрже и прочнее. Чем больше глины, тем твёрже карандаш . Поэтому и бывают карандаши разных видов: твёрдый, средний и мягкий.

Но графит ещё и сильно пачкается, поэтому у него появилась «одежда». Она стала деревянной. Оказывается, не каждое дерево подойдёт для изготовления корпуса карандаша. Нужно дерево, которое легко строгать и резать, но оно при этом не должно лохматиться. Идеальным оказался для этой цели сибирский кедр.

В графитную массу подмешивают ещё жир и клей. Это для того, чтобы графит легче скользил по бумаге и оставлял насыщенный след. Так, около двухсот лет назад карандаш стал похож на тот, что мы привыкли видеть.

Как делали карандаши

Изготавливали карандаши тогда вручную. Разбавленную водой смесь графита, глины, жира, сажи и клея заливали в отверстие в деревянной палочке и специальным образом выпаривали. Один карандаш изготавливали около пяти дней, и стоил он очень дорого. В России производство карандаша организовал Михаил Ломоносов в Архангельской губернии.

Карандаш постоянно совершенствовался. Круглый карандаш скатывается со стола, поэтому придумали делать его шестигранным. Затем для удобства в верхнюю часть карандаша поместили стирательную резинку. Появились цветные карандаши, в которых вместо графита в грифелях используется мел со специальным клеем (каолин) и красящим веществом.

Люди продолжали искать материал для замены древесины. Так появились карандаши в пластмассовой оправе. Был изобретён механический карандаш в металлическом корпусе. Сейчас выпускаются ещё и восковые карандаши.

Карандаш от начала создания и до готовой продукции проходит через 83 технологические операции, при его изготовлении используется 107 видов сырья и материалов, а цикл производства составляет 11 дней.

Из какого дерева делают карандаши в наше время?

В большинстве случаев ― из ольхи и липы, которых на территории России огромное количество. Ольха является не самым прочным материалом, зато у неё равномерное строение, что упрощает процесс обработки и сохраняет естественный природный цвет. Что касается липы, то она отвечает всем эксплуатационным требованиям, а потому используется при производстве и дешёвых, и дорогих карандашей. За счёт 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 орехов.

Стержень: какая основа

Производство карандашей ведётся с применением специального стержня. Графитный грифель состоит из трёх компонентов ― графита, сажи и ила, к которым часто добавляются органические связующие. Причём графит, в том числе и цветной, является постоянным компонентом, так как именно грифель оставляет на бумаге след. Стержни создаются из тщательно подготовленной массы, которая имеет определённую температуру и влажность. 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 только их прокалить в специальных тиглях. Затем стержни подвергаются обжигу, а после него выполняется жировка: образовавшиеся поры под давлением и при определённой 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. 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 ведётся с учётом потребительских свойств изделий. Так, дешёвые карандаши 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. 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.

Какой должна быть оболочка?

От оболочки зависит простота и красота карандаша. Так как делают карандаши из дерева, то она должна отвечать следующим требованиям: мягкости, прочности и лёгкости.

В процессе эксплуатации оболочка должна

Не ломаться или крошиться, как и весь корпус;

Не расслаиваться под воздействием природных факторов;

Иметь красивый срез ― гладкий и блестящий;

Быть стойкой к влаге.

Какое оборудование используется?

Производство карандашей ведётся с использованием разнопланового оборудования. Например, очистка глины, из которой впоследствии будет создаваться графитный стержень, требует наличия специальных мельниц и дробилок. Обработка перемешанного теста ведётся 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 сушильных шкафах, 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.

Как делают карандаши

В производственном процессе важную роль играет просушка. Она выполняется в специальных колодцах с помощью станков, причём 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.

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 гранёной, или овальной формы. Важную роль играет крепление грифеля в деревянном корпусе: это должно делаться прочно и надёжно, что снижает риск выпадения элементов грифеля. Упругий клей, который используется для связки, делает грифель прочнее.

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.

В России есть две крупные фабрики по производству карандашей. Карандашная фабрика им. Красина в г. Москве ― первое государственное предприятие в России по выпуску карандашей в древесной оболочке. Фабрика основана в 1926 году. Вот уже более 72 лет она является крупнейшим производителем канцелярских товаров.

Сибирская карандашная фабрика в г. Томске . В 1912 году царское правительство организовало в Томске фабрику, которая пилила кедровую дощечку для производства всех выпускаемых в России карандашей. В 2003 году фабрика значительно увеличила ассортимент выпускаемой продукции и вывела на рынок новые марки известных своим качеством карандашей «Сибирский кедр» и «Русский карандаш » с хорошими потребительскими характеристиками. Карандаши новых марок заняли достойное место среди недорогих карандашей отечественного производства, изготовленных из российских экологически чистых материалов.

В 2004 году карандашная фабрика была продана чешской компании KOH-I-NOOR. На фабрику поступили инвестиции, и появились новые возможности для распространения продукции не только на внутреннем, но и на мировом рынке канцелярских товаров.

За последние столетия сменилось несколько поколений инструментов для письма. На смену гусиным перьям пришли перьевые ручки, затем шариковые. Однако конструкция другого инструмента — карандаша — оказалась настолько гениально простой, что он почти без изменений дошел из Средневековья до наших дней и, возможно, протянет еще не одно столетие. В древности те, кому приходилось делать заметки, пользовались стерженьками из свинца или его сплава с оловом. Этот мягкий металл оставлял на пергаменте или бумаге еле видный светло-серый след, который можно было стереть с помощью мякиша. Рисовали и углем, и черным глинистым сланцем, однако удобство таких письменных приспособлений оставляло желать лучшего.

Как часто бывает, к революции в сфере письменных принадлежностей привел слепой случай. В 1564 году в Борроудейле, городе английского графства Камбрия, буря повалила несколько деревьев, и местные жители обратили внимание на необычные камни под корнями. Они были черными, мягкими и оставляли следы на различных поверхностях. Слава камня, который назвали «черным свинцом», или plumbago (лат. «подобный свинцу»), вскоре распространилась за пределы графства: пастухи метили им овец, художники вставляли кусочки «свинца» в деревянные футляры и использовали для рисования и письма. Английским словом lead (свинец) и сегодня называют карандашный грифель, а в словаре Даля можно увидеть определение графита: «ископаемое, из которого делается так называемый свинцовый карандаш» (само русское слово «карандаш» произошло от тюркских «кара» — черный, «даш» — камень). То, что «черный свинец» представляет собой кристаллическую разновидность углерода, шведский химик Карл Шееле выяснил только в 1779 году, а через десять лет немецкий геолог Абраам Вернер дал ему говорящее название графит — от греческого γράφω, «пишу».

На протяжении следующих двух с лишним веков Борроудейл оставался единственным источником графита для карандашей в Европе, поскольку минерал из других месторождений был низкокачественным. Графит стал стратегическим сырьем, британский парламент в 1752 году принял закон, согласно которому за воровство этого материала или продажу на черном рынке полагалось тюремное заключение или ссылка. Великобритания сама решала, кому можно продавать этот минерал, а кому нельзя. В частности, новорожденную Французскую республику островной сосед решил оставить без карандашей, объявив ей экономическую блокаду. Понятно, что такая монополия не пришлась французам по душе, и один из видных деятелей французской революции Лазар Карно попросил изобретателя, ученого и офицера Никола Жака Конте найти способ не зависеть от импорта этого дорогого материала. Конте решил проблему довольно быстро — он взял за основу молотый графит (из других месторождений), смешал его с глиной, из полученного состава вылепил стержни и обжег в печи. Полученный материал был значительно дешевле, а писал нисколько не хуже самого лучшего британского натурального графита. Более того, варьируя содержание графита в смеси, можно было получать различную твердость грифелей. В 1795 году Конте получил патент на свой процесс, и именно таким методом (с незначительными усовершенствованиями) карандаши изготавливают и сейчас.

Как это ни смешно звучит, но простой карандаш был некогда настоящей сенсацией. Ведь на момент его появления еще не существовало никаких шариковых ручек или прочих удобных и практичных изобретений для письма.

Люди запечатлевали текст на бумаге при помощи перьев и чернил, и это был, пожалуй, единственный способ создания письменности.

Сейчас же мы хотим рассказать историю простого карандаша.

Само слово «карандаш» происходит из тюркского языка и дословно обозначает «черный камень»: кара - чёрный, даш - камень.

Как открыли графит

В 1565 году в английском графстве Камберленд прошел сильный , который выворачивал деревья с корнями. После того, как ветер утих, пастухи обнаружили под вывернутыми корнями какую-то темную массу.

Так был найден графит, который впоследствии стал основным материалом для производства карандашей.

Но люди не намерены были просто так оставить свою удивительную находку, и стали изготавливать из графита стержни для рисования. Однако он очень пачкал руки и был совершенно не пригоден для письма.

Два изобретателя карандаша

В это же время в жил Йозеф Гартмут, который был владельцем фабрики по изготовлению посуды. Однажды он нечаянно уронил одну чашку, которая, падая, оставила на бумаге четкий след.

Заинтересовавшись, он выяснил, что в глину был добавлен графит.

После этого Гартмут стал экспериментировать, добавляя в глину разное количество графита и получая различные результаты. Так был изобретен простой графитовый карандаш. Произошло это в 1790 году.

Через пять лет, независимо от Гартмута, французский ученый и изобретатель Никола Жак Конте подобным образом получил графитовый стержень. Но он пошел еще дальше и предложил помещать его в деревянную оболочку.

Таким образом, и Гартмут, и Конте являются изобретателями современного простого карандаша.

В конце следует лишь добавить, что различные карандаши были известны еще с XIII века. Они представляли собой тонкую проволоку из серебра, свинца и других . Это были прародители сегодняшнего графитного карандаша.

Первый документ, в котором упоминается деревянный карандаш, датирован 1683 годом.

Знаете ли вы, что одним карандашом средней твердости можно начертить линию длинной 55 км или написать 45 тысяч слов?

В 1789 году учёный Карл Вильгельм Шееле доказал, что графит является материалом из углерода. Он же и дал найденному материалу название графит (от др.-греч. γράφω - пишу).

Если вам нравится история изобретений и вообще интересные факты обо всем – подписывайтесь на . С нами всегда интересно!

Разметки (в строительстве и на производстве), а также в косметических и других похожих целях. Часто, в целях удобства, пишущий стержень карандаша вставляется в специальную оправу.

Виды карандашей

Карандаши принято делить на простые и цветные. Простой карандаш имеет графитовый грифель и пишет серым цветом с оттенками от светлого до почти чёрного (зависит от твёрдости графита).

Оправа грифеля может быть деревянной, пластиковой, бумажной, верёвочной. Такие карандаши считаются одноразовыми. Иногда на обратном конце карандаша укреплён ластик в обойме.

Новый одноразовый карандаш с деревянной или пластиковой оправой грифеля перед первым применением часто требуется заточить (очинить). В процессе применения грифель изнашивается или ломается, и для продолжения работы требуется повторная заточка. Специально для этого предназначена точилка для карандашей . Карандаш с деревянной и пластиковой оправой грифеля может иметь круглое, шестигранное, треугольное (с закруглёнными углами) сечение. Строительные карандаши имеют овальное или прямоугольное со скошенными углами сечение и плоский грифель.

Помимо одноразовых карандашей существуют многоразовые механические карандаши со сменными грифелями, удерживаемыми цанговым или другим зажимом.

Карандаши различаются по твёрдости грифеля, которая, как правило, указана на карандаше и обозначается буквами М (или B - от англ. blackness (букв. чернота) - мягкий и Т (или H - от англ. hardness (твёрдость) - твёрдый. Стандартный (твёрдо-мягкий) карандаш обозначается сочетаниями ТМ или HB. Буква F (от англ. fine point (тонкость) - это средний тон между НВ и Н. Также нужно отметить, что тон у карандашей одной маркировки может меняться в зависимости от фирмы.

В отличие от Европы и России, в США для указания твёрдости используется числовая шкала.

Самый твёрдый

→

Средний

→

Самый мягкий

Процесс производства

Несмотря на кажущуюся простоту карандаша, процесс его производства является комплексным, требует разнообразных материалов для изготовления (в зависимости от способа производства, требований к конечному продукту), а именно: белая глина (каолин), графит, связывающее вещество (из варёного крахмала для графитовых, на основе целлюлозы для цветных), после жарки грифели помещают в масло (кокосовое, подсолнечное), расплавленный воск, парафин, стеарин, жир (пищевые, кондитерские), древесина для дощечек (ольха, тополь (низкое качество), липа (среднее качество), сосна, кедр, джелутонг (высокое качество)), клеи для скрепления (ПВА, синтетические (SV проклейка)), краска (пигменты для грифелей, для конечной покраски).

Всё это делает производство крайне зависимым от поставщиков сырья/ресурсной базы.

Для производства дощечек можно использовать высококачественную древесину - кедр - дерево, которое плодоносит в течение 250 лет своей жизни, после чего начинает постепенно умирать в течение ещё 250 лет, что позволяет использовать такие деревья в производстве, освобождая пространство для молодняка.

История карандаша

Начиная с XIII века художники использовали для рисования тонкую серебряную проволоку, которую припаивали к ручке или хранили в футляре. Такой тип карандаша называли «серебряный карандаш » . Этот инструмент требовал высокого уровня мастерства, так как стереть начертанное им невозможно. Другой его характерной особенностью было то, что со временем серые штрихи, нанесённые серебряным карандашом, становились коричневыми. Существовал и «свинцовый карандаш» , который оставлял неброский, но чёткий след, и его часто использовали для подготовительных набросков портретов. Для рисунков, выполненных серебряным и свинцовым карандашами, характерна тонкая штриховая манера. Для примера, подобными карандашами пользовался Дюрер .

Известен также так называемый итальянский карандаш , который появился в XIV веке. Он представлял собой стержень из глинистого чёрного сланца . Затем его стали изготавливать из порошка жжёной кости , скреплённого растительным клеем. Этот инструмент позволял создавать интенсивную и насыщенную линию. Интересно, что художники и сейчас иногда применяют серебряные, свинцовые и итальянские карандаши, когда им нужно добиться определённого эффекта.

В 1789 году учёный Карл Вильгельм Шееле доказал, что графит является материалом из углерода. Он же и дал нынешнее название материалу - графит (от др.-греч. γράφω - пишу). Поскольку графит в конце XVIII века использовался для стратегических целей, например, для производства тигля для пушечных ядер, английский парламент ввёл строжайший запрет на вывоз драгоценного графита из Камберленда. Цены на графит в континентальной Европе резко возросли, так как на тот момент лишь графит из Камберленда считался исключительным для писания. В 1790 году венский мастер Йозеф Хардмут смешал пыль графита с глиной и водой и обжёг эту смесь в печи. В зависимости от количества глины в смеси он смог получить материал различной твердости. В том же году Йозеф Хардмут основал предприятие по выпуску карандашей Koh-i-Noor Hardtmuth , названое в честь алмаза «Кохинур » (перс. کوہ نور‎ - «Гора света»). Его внук Фридрих фон Хардмут усовершенствовал рецептуру смеси и в 1889 году смог производить стержни с 17 различными степенями твердости.

Независимо от Хартмута, в 1795 году французский учёный и изобретатель Никола Жак Конте получил подобным методом стержень из пыли графита. Хартмут и Конте являются в равной степени прародителями современного карандашного стержня. До середины XIX века эта технология получила широкое распространение по всей Европе, что привело к возникновению таких Нюрнбергских известных карандашных фабрик, как Staedtler, Faber-Castell , Lyra и Schwan-Stabilo. Шестигранную форму корпуса карандаша предложил в 1851 году граф Лотар фон Фабер-Кастель, владелец фабрики Faber-Castell , заметив, что карандаши круглого сечения часто скатываются с наклонных поверхностей для письма. Эта форма производится до сих пор различными производителями.

В современных грифелях используются полимеры, которые позволяют добиваться нужного сочетания прочности и эластичности, дают возможность изготавливать очень тонкие грифели для механических карандашей (до 0,2 мм).

Почти две трети материала, составляющего простой карандаш, уходит в отходы при его заточке. Это натолкнуло американца Алонсо Таунсенда Кросса на создание в 1869 году механического карандаша. Графитный стержень размещался в металлической трубке и мог по необходимости выдвигаться на соответствующую длину. Это изобретение повлияло на развитие целой группы товаров, использующихся сегодня повсеместно. Самой простой конструкцией является цанговый механический карандаш с грифелем 2 мм, где стержень удерживается металлическими прижимами - цангами . Отжимаются цанги при нажатии кнопки на конце карандаша, что позволяет пользователю выдвинуть грифель на регулируемую длину. Современные механические карандаши более совершенны - при каждом нажатии кнопки происходит автоматическая подача небольшого участка грифеля однонаправленным толкателем, он же вместо цанг придерживает грифель. Такие карандаши не нужно затачивать, они снабжены встроенным (как правило, под кнопкой подачи грифеля) ластиком и имеют различную фиксированную толщину линии (0,2 мм, 0,3 мм, 0,5 мм, 0,7 мм, 0,9 мм, 1 мм).

Копировальные карандаши

В прошлом выпускался особый вид графитных карандашей - копировальные (обычно называемые «химическими»). Для получения нестираемых следов в стержень копировального карандаша добавлялись водорастворимые красители (эозин , родамин или аурамин). Заполненный химическим карандашом документ смачивался водой и прижимался особым прессом (упоминается, скажем, в «Золотом телёнке») к чистому листку бумаги. На нём оставался (зеркальный) отпечаток, который подшивали в дело.

Копировальные карандаши широко использовались и в качестве дешёвой и практичной замены чернильных ручек.

Изобретение и распространение шариковых ручек и копировальной бумаги обусловило снижение и прекращение производства такого вида карандашей.