Кто изобрёл карандаш. История карандаша

Само название «карандаш» пришло с востока и в переводе означает «черный камень» или «черный сланец». Считается, что история создания карандаша началась с XIV века, когда появился «итальянский карандаш», который представлял собой глинистый черносланцевый стержень, завернутый в кожу. Позднее сланец был заменен порошком из жженой кости, замешанным с растительным клеем. Линии, нарисованные этим карандашом, были насыщены цветом.

А вот прародителями карандаша считаются свинцово-цинковые и серебряные палочки, состоящие из куска проволоки, которую иногда припаивали к ручке, их называли «серебряными карандашами». Писать такими инструментами было тяжело, так как нельзя было исправить уже сделанное, да и линии выходили не особо четкими.

С XVI века в истории карандаша наметились изменения, именно тогда для ведения записей начали использовать графит. За короткое время он стал настолько популярен, что европейские залежи «черного мела» отрабатывались очень быстро. Это продолжалось вплоть до открытия месторождения графита в Кемберленде (Англия). Тогда монархом был издан указ, в котором запрещалось вести добычу «черного мела» дольше полутора месяцев в год и вывозить его за границу. Поэтому весь графит того времени в Европе имел контрабандное английское происхождение, а цены на него взлетели до небес. В то же время французами был придуман «парижский карандаш», состоящий из черной сажи и светлой глины, отличавшийся особой мягкостью. Сначала графит использовался в виде палочек только для рисования, а с появлением у них обертки, и для письма. В трактате о минералах Конрада Геснера 1565 года находится первое описание карандаша из графита, вставленного в дерево.

Первое массовое производство деревянных карандашей было организовано в Германии. Нюрнбергские производители стали применять смесь графита, серы и клея. Качество таких карандашей было хуже, чем из чистого графита, зато цена снижалась в разы. Этому также способствовала неоднородность состава стержня, а порой в середине он и вовсе отсутствовал.

История карандаша претерпела кардинальные изменения в конце XVIII века, когда французский изобретатель Николя Жак Конте предложил использовать для производства карандашных стержней смесь, в состав которой входили, помимо графита, сажа, глина, крахмал и вода. После объединения компонентов, их следовало обжечь. При этом изменение пропорций входящих в состав глины и графита, позволяло получать грифели разной твердости. С увеличением графита стержень становился мягче и темнее, а при возрастании количества глины – тверже и светлее. Всего через полвека существовало почти двадцать способов изготовления черных стержней на основе графита. К примеру, сейчас их двадцать один.

Практически одновременно с Конте свой карандаш из смеси глины и графита придумал австриец Йозеф Гардмут. Он имел собственную фабрику по изготовлению керамической посуды, где применялись тигли из этой смеси. В России к истории создания карандашей приложил свою руку М.В. Ломоносов, именно он организовал производство деревянных карандашей в Архангельской губернии. Он же вывел дневную норму для одного мастера, равную 144 штукам и называемую гросс, которая используется и в наши дни во все мире.

В 1869 году американец А.Т. Кросс создал первый механический карандаш, поместив графитный стержень в металлическую трубку и создав приспособление для его выдвижения.

Начало ХХ века ознаменовалось многими открытиями в области создания карандашей. Так, в России в 1913 году Гиндельман запатентовал свой механический карандаш, грифель которого двигался с помощью гайки в металлическом канале. А через три года японец Хаякава изготовил механический карандаш таким, каким знаем его мы сейчас.

За время истории существования карандаша постоянно совершенствовалась и его оболочка. Так, чтобы он не скатывался со стола, форму его сделали шестигранной. Потом в верхний конец поместили ластик . После изобретения пластмассы нашлась достойная замена древесине. А создание механического карандаша в металлической оболочке довершило его облик.

Инструменты для письма известны с древних времен, как раз в тот период как у людей возникла потребность составлять документы, вести переписку или просто фиксировать свои мысли.

Создателями прародителя авторучки можно считать древних египтян - в захоронении фараона Тутанхамона обнаружена медная заостренная трубочка, которую наполняли жидкостью темного цвета - чернилами. Они медленно стекали по волокнам стебля и на заостренном конце трубочки накапливались. В процессе письма при надавливании, на папирусе оставалась четкая тонкая линия.

Римляне применяли оловянное стило для черчения на свитках папируса и пергамента, и письма на восковых табличках.

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 написаное им невозможно. Другой его характерной особенностью было то, что со временем серые штрихи, нанесённые серебряным карандашом, становились коричневыми. Такими инструментами пользовались такие мастера графики как Дюрер, Ван Эйк и Ботичелли.

История карандаша начинается с XIV века. Известен так называемый «итальянский карандаш», который появился в это время. 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.

Древесный уголь продолжали использовать, как и в древности, но уже не в виде головешек из костра, а, например, специально обрабатывая в печи ивовые палочки в горшке, запечатанном глиной.

С прототипами скорее всего и связано появление слова «карандаш». Оно восходит к тюркскому karadas - «черный камень» и турецкому karatas – “чёрный сланец”. Лингвисты связывают с ним также слово карандыш – крошка, карапуз, маленький человек, указывая на близость его значения с немецким словом «stift» - карандаш карапуз.

Графитные карандаши известны с XVI века. Английские пастухи из местности Камберленд открыли в земле темную массу, которую использовали для того, чтобы метить овец. Первоначально из-за цвета, схожего с цветом свинца, месторождение приняли за залежи этого минерала, используемого для отливки пуль. Но, определив непригодность нового материала для этих целей, начали изготавливать из него тонкие заостренные на конце палочки и использовали их для рисования. Такие палочки были мягкими, пачкали руки и подходили для рисования, но не для письма.

В XVII веке графит продавали обычно на улицах. Покупатели, в основном художники, зажимали эти графитовые палочки между кусочками дерева или веточками, обворачивали их в бумагу или обвязывали их бечевкой.

Так называемый «парижский карандаш» («соус») изготавливался из смеси белой глины и черной сажи. Он оказался хорош тем, дает черный след на бумаге и меньше ее царапает. Им до сих пор рисуют художники-графики. Во Франции же в XV веке была изобретена пастель путем добавления к мелу пигментов и жиров. Использовали при этом гуммиарабик или сок смоковницы, например. Леонардо да Винчи принадлежит заслуга открытия сангины - «красного мела». Это природный каолин, окрашенный окислами железа.

Первый документ, в котором упоминается деревянный карандаш, датирован 1683 годом. В Германии производство графитных карандашей началось в Нюрнберге. Немцы догадались смешивать графитный порошок с серой и клеем, получая, таким образом, стержень не самого высокого качества, но по более низкой цене. Чтобы скрыть это, производители карандашей прибегали к разным хитростям. В деревянный корпус карандаша вначале и на конце вставляли кусочки чистого графита, в середине же находился низкокачественный искусственный стержень. Иногда внутренность карандаша и вовсе была пустой. Понятно, что так называемый «Нюрнбергский товар» не пользовался хорошей репутацией.

Современный карандаш изобрел в 1794 году талантливый французский ученый и изобретатель Николя Жак Контэ (Conte). В конце XVIII века английский парламент ввел строжайший запрет на вывоз драгоценного графита из Камберленда. Нарушение этого постановления каралось очень строго, вплоть до смертной казни. Но, не смотря на это, графит продолжал попадать в континентальную Европу контрабандным путем, что привело к резкому увеличению его цены.

По заданию французского конвента Контэ разработал рецептуру смешивания графита с глиной и производства из этих материалов высококачественных стержней. С помощью обработки повышенными температурами была достигнута высокая прочность однако ещё более важным был тот факт, что изменение пропорции смеси давало возможность делать стержни различной твердости, что и послужило основой современной классификации карандашей по твердости (Т, М, ТМ или в английском варианте: Н - твердый, В - мягкий, НВ - средней твердости). Цифры перед буквами обозначают дальнейшую степень мягкости или твердости. Это зависит от процентного содержания графита в смеси, что также влияет на цвет стержня (грифеля) - чем больше графита, тем темнее и мягче грифель карандаша.

В конце XVIII века чешский фабрикант Й. Гартмут, выпускавший лабораторную посуду, соединил глину и графит, положив начало карандашному производству знаменитого «KOH-I-NOOR».

В современных грифелях используются полимеры, которые позволяют добиваться нужного сочетания прочности и эластичности, дают возможность изготавливать очень тонкие грифеля для механических карандашей (до 0.3 мм).

Привычную нам шестигранную форму корпуса карандаша предложил в конце XIX века граф Лотар фон Фаберкастл (Faber-Castell), заметив, что карандаши круглого сечения часто скатываются с наклонных поверхностей для письма.

В России же, богатой графитом и лесом, Михаил Ломоносов силами жителей одной деревни Архангельской губернии развернул производство карандаша в деревянной оболочке и ввёл в мировой обиход понятие «гросс» – дюжина дюжин. Гросс - дневная норма выработки карандашей одним мастером с одним подмастерьем. До сих пор во всём мире - «гросс» единица измерения количества именно карандашей.

С оправкой графитового стержня в деревянную оболочку вид и принцип действия карандаша уже не изменяется более двухсот лет. Совершенствуется производство, оттачивается качество, количество выпускаемых карандашей становится астрономическим, но идея трения слоистой красящей субстанции о шершавую поверхность остается удивительно жизнеспособной.

Изобретение карандаша в деревянной оправе, в силу удобства пользования, а также сравнительной простоты и дешевизны их изготовления, облегчило процесс закрепления и распространения информации. Чтобы оценить преимущества этого новшества, необходимо вспомнить, что письменность многие века была сопряжена с такими атрибутами, как гусиные и, позже, металлические перья, чернила или тушь. Человек пишущий был прикован к столу. Появление карандаша позволило вести записи в пути или в процессе работы, когда надо было моментально зафиксировать что-то. Недаром в наш язык прочно вошел фразеологический оборот: «взять на карандаш».

2/3 материала составляющего простой карандаш уходит в отходы при его заточке. Это натолкнуло американца Алонсо Таунсенда Кросса (Cross), пионера современных пишущих инструментов, на создание в 1869 году металлического карандаша. Графитный стержень размещался в металлической трубке и мог по необходимости выдвигаться на соответствующую длину.

Это скромное начало повлияло на развитие целой группы товаров, использующихся сегодня повсеместно. Самой простой конструкцией является механический карандаш с грифелем 2мм, где стержень удерживается металлическими прижимами (цангами) - цанговый карандаш. Открываются цанги при нажатии кнопки на конце карандаша, что приводит к выдвиганию на длину, регулируемую владельцем карандаша.

15 сентября 1912 года 19-летний Токудзи Хаякава открыл в центре Токио небольшую мастерскую металлической галантереи. Затем умудрился изобрести вечно острый карандаш. Так началась карьера основателя Sharp Corporation, одной из ведущих электронных компаний.

Казалось бы, изобретать карандаш - это все равно что изобретать велосипед. Но Хаякава умудрился сделать из этого простого и привычного всем предмета нечто совершенно новое. Он придумал оригинальный механизм, позволявший все время поддерживать карандашное острие в рабочем состоянии, и поместил его в металлический футляр. Грифель выдвигался наружу благодаря вращению футляра. «Механический карандаш Хаякавы» - под таким названием он запатентовал изобретение - был лишен недостатков его предшественника, который делался из целлулоида и был ужасно неудобным, некрасивым и непрактичным.

В 1915 году Хаякава выпустил свои карандаши в продажу. Расходились они плохо: металлический футляр холодил пальцы и плохо смотрелся с кимоно. Хаякава упорно продолжал работать на склад, пока не дождался крупного заказа от одной торговой фирмы из портового города Иокогама. Оказалось, что в Европе и США «карандаш Хаякавы» завоевал популярность. Крупные японские торговцы быстро оценили экспортный потенциал нового товара и принялись скупать карандаши прямо на фабрике. Она была загружена до предела, а торговцы требовали все больше и больше. Тогда для производства карандашей Хаякава создал еще одну фирму, а сам продолжал работать над их конструкцией. В 1916 году он разработал головку для грифеля, и механический карандаш принял тот облик, который сохраняет и по сей день. Изделие получило новое имя - «вечно острый карандаш», Ever-Ready-Sharp Pencil. Отсюда и ведет свое происхождение название корпорации Sharp.

Стоит еще раз вернуться к упоминанию фирмы Н.-Ж.Конте. В конце XX века она выпустила Conte Evolution - карандаш, не содержащий дерева, который изготавливается на одной производственной линии всего за одну минуту или даже чуть меньше. Рецепт является секретным. Известно только, что он готовится на основе синтетической резины, раствор которой вытягивается в форме спагетти, нарезается на секции, затачивается с одного конца, обрезается с другого (к которому может быть добавлен ластик) и покрывается краской.

Современные механические карандаши более совершенны. При каждом нажатии кнопки происходит автоматическая подача небольшого участка грифеля. Такие карандаши не нужно затачивать, они снабжены встроенным (как правило, под кнопкой подачи грифеля) ластиком и имеют различную фиксированную толщину линии (0.3мм, 0.5мм, 0.7мм, 0.9мм, 1мм).

Любители статистики подсчитали, что одним обыкновенным деревянным карандашом можно провести линию длиной в 56 км или написать более 40 тыс. слов. А вот Стейнбек, говорят, мог исписывать до 60 карандашей за один день. И Хемингуэй писал тоже только деревянными карандашами.

Есть и другой любопытный факт современных преимуществ, казалось бы, такого бесхитростного инструмента, как карандаш. В космическом ведомстве США (НАСА) более года разрабатывалась авторучка для письма в космосе (по проекту, стоимость которого исчислялась 3,5 млн. долларов), а советские космонавты пользовались безотказными карандашами.

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.

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.

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!

Графитовые стержни для письма были известны уже в эпоху расцвета древнегреческой культуры, но впоследствии они были забыты. Лишь в XVI веке возродилось старинное ремесло. В трактате Конрада Гесслера о минералах, вышедшем в 1565 г., есть описание графитовых стержней. Между классической древностью и поздним средневековьем люди, если они не желали иметь дело с чернилами, писали стержнями из свинца и олова. Нам такое занятие не пришлось бы по вкусу. Впрочем, и нашим предкам оно, видимо, не доставляло удовольствия.

Карандаш, вырезанный из кристалла графита

Именно так он выглядел карандаш XVI века. В то время в английском графстве Камберленд открыли необычное месторождение графита. Необычность его заключалась в том, что куски графита были на редкость большими. А чем они больше, тем правильнее кристаллы, тем чище материал. Стержни, которые делали из камберлэндского графита, писали очень хорошо. Делали их так: графит распиливали на тонкие пластинки, шлифовали и разрезали на палочки, которые вставляли в дерево или тростник.

Месторождение между тем истощалось. Стержни стоили все дороже. Наконец, крупные самородки графита стали такой же редкостью, как алмазы в несколько каратов. И вновь люди стали писать палочками из мягких металлов.

Но графиту суждено было покорить пишущий и рисующий мир. Правда, не в чистом виде, а в смеси с глиной. В 1790 г. француз Жак Конте предложил делать карандашные стержни по керамической технологии. Он смешивал порошок графита с пластичной массой из глины и воды, уплотнял массу на прессе и продавливал ее через сапфирное сопло. Получалась темная круглая нить, которую резали на стержни и обжигали, подобно гончарным изделиям, чтобы она стала прочной.

Эта технология многократно усовершенствовалась, но до недавнего времени принципиально не менялась. Прежде всего потому, что она удобна. Затем - благодаря доступности сырья: не нужны крупные куски графита. Наконец, она дает возможность получать отменные карандаши. Те самые, что в разговорной речи называют простыми, а в изданиях для специалистов - чернографитными

Краткий экскурс в область полимеров

Графит-полимер. Так же, как и алмаз: оба они кристаллические полимеры. Ископаемые угли, древесный уголь, сажу считают аморфными полимерами углерода. На самом деле и они построены из очень мелких, деформированных кристаллов.

Графит и ископаемые угли - это как бы углеродные скелеты древних растительных организмов. Синтетический графит и сажа - углеродные скелеты нефтяных углеводородов. И природа, и человек создают графит по единому методу – строя полимерную цепочку из одних только атомов углерода. Впрочем, так можно получить и алмаз. Но для этого придется построить трехмерный полимер, структуру которого надо изображать пространственной моделью. Чтобы изобразить структуру графита, достаточно бумажного листа, потому что она двумерна. Атомы углерода в графите образуют гигантские плоские сетки из шестичленных циклов - бензольных ядер.

Атомы углерода в плоской сетке графита связаны между собой прочными химическими связями. Но отдельные слои сетки удерживаются одна подле другой уже не химическими, а гораздо более слабыми молекулярными силами. Поэтому строение графита чешуйчатое, поэтому он мягок и скользок на ощупь.

Цвет графита - серо свинцовый. Чтобы сообщить карандашной массе черноту, в рецептуру вводят немного сажи или древесного угля. Молекулы пигментов содержат, кроме углерода, небольшое количество кислорода и водорода. Только из них сделать карандаш нельзя, потому что строение у черных пигментов не чешуйчатое, они не скользят по бумаге.

Почему карандаш пишет

Собственно, рассказывая о чешуйчатом строении графита, мы уже ответили на этот вопрос, но лишь отчасти ясно, отчего слои графита легко отделяются один от другого, но почему они остаются на бумаге? Потому, что в целлюлозе, из которой состоит бумага, есть гидроксильные группы, и когда карандаш скользит по бумаге, между этими группами и отслоившимися молекулами графита возникают водородные связи, более прочные, чем связи между отдельными молекулами-слоями графита.

Правда, чернографитный стержень состоит не из одного графита. В нем, как уже говорилось, есть связующее - глина. Но это существа дела не меняет. У глины, как у графита, слоистая структура, и на бумаге остается след обоих веществ.

Чтобы закончить разговор о молекулярных связях - один абзац о том, почему карандашная линия стирается резинкой. При механическом воздействии - трении - нарушаются силы, соединяющие отдельные частицы графита. В то же время возникают временные и непрочные молекулярные связи графита с поверхностью резинки. В результате резинка попросту вытаскивает графит из бумаги, в идеально а случае не нарушая вовсе бумажной поверхности.

Все наверное, знают эти обозначения 6Т - самый твердый карандаш, 6М - самый мягкий. А между ними есть еще 5Т, 4Т, ЗТ, 2Т, СТ, ТМ, М, 2М, ЗМ, 4М и 5М.

Велика ли разница между градациями твердости и что служит причиной разной твердости карандашей?

Ответ на первый вопрос: нет, невелика. Все карандашные стержни не выходят за пределы двух ступенек шкалы твердости Мооса (№ 1- тальк, № 2 - гипс). Определяют же твердость стержней, царапая ими эталонные плитки из сплава свинца с оловом или измеряя износ на специальном приборе.

А вот чтобы ответить на второй вопрос - отчего карандаши получаются разной твердости,- надо коротко рассказать, как делают стержни.

Как производят графитовые стержни

Самая ответственная операция в производстве стержней - помол графита. Чем мельче будут частицы, тем более гладкими получатся стержни, тем лучше они будут писать.
Механические способы помола требуют длительного времени, и все равно достаточно мелких частиц не получается. Поэтому применяют механохимические методы, в вибрационную или струйную мельницу вводят поверхностно- активное вещество, которое смачивает измельченные частицы и не дает им вновь слипаться. В результате размеры частиц графита получаются ничтожными - около одного микрона.

Для наглядности хотелось бы сравнить их с чем-нибудь известным, но даже самая тонкая пудра грубее, чем карандашный графит. А вот глину измельчать не надо, она и так достаточно мелка: у ее частиц субмикроскопические размеры. Графит смешивают с глиной. От того, в каком соотношении смешивают, и зависит твердость будущего стержня. Самый твердый получится из чистой глины, самый мягкий - из чистого графита Конечно, обе эти крайности абсурдны. Просто в 6Т очень мало графита, в 6М его очень много.

Смесь графита с глиной продавливают через сопло и непрерывную черную змейку автоматически режут на отдельные стержни. А потом отправляют в печь. Глины для карандашей состоят из каолинита. При высоких температурах из него выделяется вода и образуется плотный полимер. Поэтому стержень становится прочным, водостойким и более упругим, твердость его возрастает на одну - полторы градации.

Но из-за испарения воды стержень после обжига буквально насыщен мельчайшими сообщающимися между собой порами, проведенная им линия прерывиста и неравномерна. Приходится пропитывать обожженный стержень восками - годным, японским, карнаубским - или воскоподобными веществами вроде стеарина. Кстати, такие вещества заодно улучшают сцепление написанного с бумагой и уменьшают трение при письме.

Выбор древесины для карандаша

Стержень нельзя облачать в любую древесную одежду - ни ель, ни береза для этого не подходят. К древесине для карандашной оболочки предъявляют очень жесткие требования. Мягкость, легкость и прочность - вещи очевидные. Помимо этого волокна должны быть прямыми и плотными. Древесина должна хорошо обрабатываться на станках, не крошиться, строгаться ножом или бритвой, полироваться. Теперь, видимо, будет ясно, почему лишь немногие древесные породы годятся для карандашей.

Лучшие из лучших - южный красный кедр, растущий в Калифорнии, и кипарис. Не будем даже задерживать внимание на этой экзотике; в нашей стране используют древесину сибирского кедра, реже - липы, тополя, ольхи. Казалось бы, запасы такой древесины огромны. Но если бы деревья рубили только ради карандашей. К тому же в карандашном производстве древесина расходуется очень неэкономично: до 90% идет в отходы.

Древесину обязательно по радиусу распиливают на дощечки и облагораживают – у натурального кедра выравнивают его темно коричневый цвет, а остальные, менее благородные сорта пропитывают красителем под цвет кедра. А еще древесину пропитывают воскоподобными веществами, чтобы она лучше резалась и в заточенном виде была гладкой.
Наконец, заключительные операции, отделочные. Первая из них - окраска.

Не только дети, но и взрослые обгладывают карандаши. Поэтому краска должна быть абсолютно нетоксичной. Обычно используют нитролаки, по сути своей - растворы целлулоида. Из него делали и делают детские игрушки, так что в безвредности можно не сомневаться… Может быть, одной из причин, по которой даже взрослые держат иногда карандаш во рту, служит освежающий запах камфары, содержащейся в целлулоиде.

Последнее дело - поставить маркировку. На карандаш накладывают бронзовую фольгу (бумага, слой воска, слой клея, бронзовый порошок) и ударяют нагретым штампом с выгравированной надписью. Воск плавится, покрытие отделяется от бумаги и приклеивается к карандашу.

Цельносинтетические карандаши

Честно говоря, процесс изготовления карандашей выглядит несколько громоздким. И больше всего возни с глиной: сначала ее надо отмучивать, потом из-за нее вести обжиг… Между тем можно найти и не глиняный каркас для графита. Уже выдано немало патентов на синтетические связующие для карандашной массы.

Между прочим, первые стержни с феноло-альдегидными полимерами были изготовлены на московской фабрике им. Красина в годы войны. Сейчас можно уверенно говорить о том, что глина в карандаше - анахронизм и что сейчас чаще ее заменяют полимеры, не требующие обжига. Так же как и оболочку карандашей часто заменяют на полимерные и что очень важно, оболочку из них можно делать одновременно со стержнем, на одной машине, но с двумя головками: первая выдавливает графитовый стержень, другая облачает его в полимер.