Карандаш

<час />

Фон

Карандаш, один из старейших и наиболее широко используемых письменных принадлежностей, возник в доисторические времена, когда меловые камни и обугленные палки использовались для рисования на таких разнообразных поверхностях, как шкуры животных и стены пещер. Греки и римляне использовали плоские куски свинца, чтобы рисовать слабые линии на папирусе, но только в конце 1400-х годов появился самый ранний прямой предок сегодняшнего карандаша. Примерно сто лет спустя графит, обычный минерал, встречающийся в виде мягких блестящих жил в породах, был обнаружен недалеко от Борроудейла на северо-западе Англии. Шахта Борроудейл снабжала Европу графитом в течение нескольких сотен лет; однако, поскольку в то время люди не могли отличить графит от свинца, они называли первый «черным свинцом». Нарезанный на стержни или полосы, графит был плотно обернут шпагатом, чтобы обеспечить прочность и удобную ручку. Готовое изделие, получившее название графитный карандаш, пользовалось большой популярностью. В конце шестнадцатого века в Германии был открыт метод склеивания деревянных полос вокруг графита, и современный карандаш начал обретать форму. В 1779 году ученые определили, что материал, который, как они раньше думали, был свинцом, на самом деле был формой микрокристаллического углерода, который они назвали графитом (от греческого «графеин», что означает «писать»). Графит - одна из трех природных форм чистого углерода, другие - уголь и алмаз.

В конце восемнадцатого века рудник Борроудейл был истощен, и, поскольку графита стало меньше, для создания карандашей пришлось смешивать с ним другие материалы. Французский химик Николя Жак Конте обнаружил, что когда порошкообразный графит, порошкообразная глина и вода были смешаны, отформованы и запечены, готовый продукт писал так же гладко, как чистый графит. Конте также обнаружил, что более твердый или мягкий стержень для письма можно получить, варьируя соотношение глины и графита - чем больше графита, тем чернее и мягче карандаш. В 1839 году Лотар фон Фабер из Германии разработал метод изготовления графитовой пасты стержней такой же толщины. Позже он изобрел станок, чтобы вырезать и протыкать карандашную древесину. После истощения некогда богатого источника графита в Борроудейле по всему миру постепенно открывались другие графитовые рудники.

Некоторые из этих шахт были созданы в Соединенных Штатах, а первые американские карандаши были изготовлены в 1812 году, после того как война 1812 года положила конец английскому импорту. Уильям Монро, краснодеревщик из Конкорда, штат Массачусетс, изобрел станок, который нарезал и нарезал деревянные рейки достаточно точно, чтобы сделать карандаши. Примерно в то же время американский изобретатель Джозеф Диксон разработал метод разрезания отдельных кедровых цилиндров пополам, поместив графитовый сердечник в одну из половин, а затем склеив две половинки вместе. В 1861 году Эберхард Фабер построил первую в США фабрику по производству карандашей в Нью-Йорке.

Сегодня твердость карандаша обозначается цифрами или буквами. Большинство производителей используют цифры от 1 до 4, где 1 обозначает самый мягкий цвет и оставляет самую темную отметку. Карандаши № 2 (средней мягкости) используются для обычного письма. Карандаши также иногда классифицируются по буквам:от 6B, самый мягкий, до 9H, самый твердый. Идея прикрепить ластик к карандашу восходит к Хайману В. Липману, американцу, чей патент США 1858 года был куплен Джозефом Рехендорфер в 1872 году за 100000 долларов.

Первым шагом в производстве карандаша является изготовление графитовой сердцевины. Одним из методов этого является экструзия, при которой смесь графита проталкивается через отверстие фильеры подходящего размера.

Помимо обычного деревянного карандаша, широко используется ряд других карандашей. В начале 1880-х годов поиск карандаша, который не требовал бы заточки, привел к изобретению того, что по-разному именовалось автоматическим, метательным или повторяющимся карандашом. Эти инструменты имеют металлический или пластиковый корпус и используют грифели, аналогичные тем, что используются в карандашах в деревянном корпусе. Свинец, заключенный в металлическую спираль внутри корпуса, удерживается стержнем с прикрепленной к нему металлической шпилькой. Когда колпачок закручивается, стержень и шпилька движутся вниз по спирали, подталкивая провод к острию. В начале двадцатого века появились цветные карандаши, в которых графитовая сердцевина была заменена комбинацией пигментов или красителей и связующего. Сегодня цветные карандаши доступны в более чем 70 цветах, включая 7 различных желтых и 12 различных оттенков синего. Тем не менее, графитовый карандаш с кедровым корпусом, производимый 6 миллиардами в год в 40 разных странах, по-прежнему превосходит всех своих конкурентов, включая шариковую ручку.

Сырье

Самым важным ингредиентом карандаша является графит, который большинство людей продолжают называть свинцом. Метод Конте по объединению графита с глиной все еще используется, а также иногда добавляют воск или другие химические вещества. Практически весь используемый сегодня графит представляет собой смесь природного графита и химикатов.

Древесина, используемая для изготовления карандашей, должна выдерживать многократную заточку и легко резаться без сколов. Большинство карандашей изготовлено из кедра (в частности, из калифорнийского кедра), древесины, которую выбирают на протяжении многих лет. Кедр имеет приятный запах, не коробится и не теряет формы, легко доступен. У некоторых карандашей есть ластики, которые держатся с помощью наконечника - металлического футляра, который приклеивается или удерживается металлическими зубцами. Сами ластики состоят из пемзы и резины.

Производственный
процесс

Теперь, когда наиболее коммерчески используемый графит производится на заводах, а не добывается, производители могут легко контролировать его плотность. Графит смешивается с глиной в зависимости от типа изготавливаемого карандаша:чем больше графита используется, тем мягче карандаш и тем темнее его линия. Для цветных карандашей в глину добавляют пигменты, при этом графит практически не используется.

Обработка графита

• 1 Для придания графиту готового состояния используются два метода. Первый - это метод экструзии, при котором смесь графита и воска проталкивается через форму для создания нити, похожей на спагетти, которую затем разрезают до точных размеров и сушат в печах. Во втором методе смесь графита и глины заливается в машину, называемую прессом для заготовок . Сверху пресса помещается пробка, а снизу поднимается металлический плунжер, который сжимает смесь в твердый твердый цилиндр, называемый «заготовкой». Затем заготовку снимают с верхней части машины и помещают в экструзионный пресс, который проталкивает ее через форму, отрезая полосы Чтобы сделать деревянную гильзу для карандашей, формируются квадратные рейки, а затем в них вырезаются канавки. Далее в пазы на одной планке вставляются графитовые стержни, а затем поверх прорези, заполненной графитом, приклеивается вторая планка с пустыми пазами. Из бутерброда вырезаются карандаши подходящего размера, к ним прикрепляется ластик и металлический наконечник. размер стержня карандаша. После обрезки до нужного размера стержни проходят по конвейерной ленте и собираются в желоб, чтобы дождаться вставки в деревянную заготовку карандаша.

Изготовление деревянных кожухов

• 2 Кедр обычно поступает на завод уже высушенным, окрашенным и покрытым воском, чтобы предотвратить деформацию. Затем бревна распиливают на узкие полосы, называемые «рейками»; они имеют длину около 7,25 дюйма (18,4 см), толщину 0,25 дюйма (0,635 см) и ширину 2,75 дюйма (6,98 см). Планки помещаются в питатель и одна за другой опускаются на конвейерную ленту, которая перемещает их с постоянной скоростью.
• 3 Затем планки строгаются, чтобы придать им ровную поверхность. Затем они проходят под режущей головкой, которая делает параллельные полукруглые канавки - глубиной вдвое меньше толщины графита - по длине одной стороны каждой планки. Продолжая движение по конвейерной ленте, половину планок покрывают слоем клея, а в пазы этих планок укладывают нарезанный графит.
• 4 Рейки без клея - и без графита в канавках - помещаются на другой ремень, который переносит их к машине, которая их поднимает и переворачивает, так что они ложатся на ремень канавками вниз. Затем две конвейерные ленты встречаются, и каждую отклеенную планку кладут на планку с помощью клея и графита, образуя сэндвич. После того, как бутерброды были сняты с конвейерной ленты, они помещаются в металлический зажим, сжимаются гидравлическим прессом и остаются зажаты вместе, пока клей не высохнет. Когда карандаши высохнут, концы обрезаются, чтобы удалить излишки клея.

Формирование карандашей

• 5 Следующим шагом будет придание формы, когда бутерброды фактически станут карандашами. Сэндвичи помещаются на конвейерную ленту и перемещаются через два набора ножей, один над и один под лентой. Ножи над бутербродами обрезают верхнюю половину, а нижний набор обрезает нижнюю половину и разделяет готовые карандаши. Большинство карандашей имеют шестиугольную форму, поэтому они не скатываются с поверхности; из одного бутерброда получается от шести до девяти шестиугольных карандашей.

Заключительные шаги

• 6 После того, как карандаши были отрезаны, их поверхность шлифуется шлифовальной машинкой, наносится лак и сушится. Это делается с помощью лакировальных машин, в которых карандаши погружаются в чан с лаком, а затем пропускаются через войлочный диск, который удаляет излишки лака. После высыхания карандаши снова и снова подвергаются обработке, пока не будет достигнут желаемый цвет. Наконец, на карандаши наносится финишное покрытие.
• 7 Карандаши снова отправляются на конвейерную ленту через формовочные машины, которые удаляют излишки лака, скопившиеся на концах карандашей. Этот шаг также гарантирует, что все карандаши будут одинаковой длины.
• Затем прикрепляются 8 ластиков, которые крепятся к карандашу с помощью круглого металлического футляра, называемого "наконечником". Сначала наконечник прикрепляется к карандашу с помощью клея или небольших металлических зубцов, а затем вставляется ластик и зажимается вокруг него наконечник. На последнем этапе нагретая стальная матрица вдавливает логотип компании на каждый карандаш.

Цветные карандаши

Цветные карандаши производятся почти так же, как и черные карандаши, за исключением того, что их стержни содержат красящие вещества, такие как красители и пигменты, вместо графита. Сначала к пигменту в качестве связующего добавляются глина и камедь, а затем смесь пропитывается воском для придания карандашам гладкости. Когда карандаши сформированы, внешняя сторона окрашивается в соответствии с цветом центральной смеси.

Контроль качества

Поскольку они перемещаются по конвейерной ленте во время производственного процесса, карандаши тщательно изучаются перед тем, как распространять их среди населения. Рабочих учат выбрасывать карандаши, которые кажутся неисправными, а некоторые из них затачиваются и проверяются после завершения процесса. Распространенная проблема заключается в том, что клей на бутербродах иногда не прилипает, но эта неприятность обычно обнаруживается, когда бутерброды режутся.