Карандаш: история, виды и применение.

Введение

Письменный инструмент

Карандаш (/audio=En us карандаш. ogg/'/p//ɛ//n//s//ə//l/) – инструмент для письма или рисования, состоящий из твердого пигментного стержня в защитной оболочке, которая снижает риск его поломки и предотвращает окрашивание руки пользователя. Карандаши оставляют след на поверхности посредством физического истирания, перенося частицы стержня на бумагу или другую поверхность. Они отличаются от ручек, которые наносят жидкие или гелевые чернила. Большинство стержней карандашей изготавливаются из графитового порошка, смешанного с глиняным связующим веществом. Графитовые карандаши (традиционно известные как "свинцовые карандаши") оставляют серые или черные следы, которые легко стираются, но при этом устойчивы к влаге, большинству растворителей, ультрафиолетовому излучению и естественному старению. Другие типы стержней, такие как угольные, в основном используются для рисования и эскизов. Цветные карандаши иногда применяются преподавателями или редакторами для внесения исправлений в тексты, но чаще рассматриваются как художественные материалы, особенно карандаши с восковым связующим, которые имеют тенденцию размазываться при стирании. Жировые карандаши содержат мягкий, маслянистый стержень, оставляющий следы на гладких поверхностях, таких как стекло или фарфор. Наиболее распространенная оболочка карандаша – тонкое дерево, обычно шестигранного сечения, но иногда цилиндрического или треугольного, прочно соединенное со стержнем. Оболочки могут быть изготовлены и из других материалов, например, из пластика или бумаги. Для использования карандаша оболочку необходимо заточить или снять, чтобы обнажить рабочий конец стержня. Механические карандаши имеют более сложную конструкцию: их оболочка не соединена со стержнем, а поддерживает отдельные, подвижные пигментные стержни, которые можно выдвигать или втягивать (обычно через наконечник) по мере необходимости. Эти корпуса можно перезаряжать новыми стержнями (обычно графитовыми) по мере их износа.

Верблюжьи волосы

Карандаш, происходящий от старофранцузского pincel, от поздней латыни penicillus — «маленький хвостик» (см. penis; pincellus), изначально обозначал тонкую кисть художника из верблюжьей шерсти, которая также использовалась для письма до появления современных графитовых или меловых карандашей. Хотя прототипом карандаша была художественная кисть, стилус — тонкая металлическая палочка, используемая для нанесения надписей на папирус или восковые таблички — широко применялся римлянами и при создании рукописей на пальмовых листьях.

Открытия месторождений графита

Как техника рисования, ближайшим предшественником карандаша был серебряный или свинцовый карандаш, пока в 1565 году (по некоторым данным, даже в 1500 году) не было обнаружено крупное месторождение графита при подъеме к Грей Кноттс из деревушки Ситуэйт в приходе Борроудейл, Камбрия, Англия. Это конкретное месторождение графита было исключительно чистым и твердым, и его можно было легко распиливать на стержни. Оно остается единственным крупномасштабным месторождением графита, когда-либо найденным в твердой форме. Химия находилась в зачаточном состоянии, и вещество считалось разновидностью свинца. Следовательно, его назвали плумбаго (от латинского "свинцовая руда"). Поскольку сердцевина карандаша до сих пор называется "свинцом" или "стержнем из свинца", многие люди ошибочно полагают, что графит в карандаше – это свинец, и черное ядро карандаша до сих пор называют свинцом, хотя оно никогда не содержало этот элемент. Слова для обозначения карандаша в немецком (Bleistift), ирландском (peann luaidhe), арабском (قلم رصاص qalam raṣāṣ) и некоторых других языках буквально означают "свинцовая ручка". Ценность графита вскоре была осознана как огромная, главным образом потому, что его можно было использовать для нанесения линий на формы для пушечных ядер; шахты перешли под контроль короны и были охраняемы. Когда было накоплено достаточное количество графита, шахты затапливали, чтобы предотвратить кражу, пока не потребовалось больше. Полезность графита для карандашей также была открыта, но графит для карандашей приходилось перевозить контрабандой. Поскольку графит мягкий, ему требуется какая-либо оболочка. Графитовые стержни изначально оборачивали веревкой или овечьей кожей для придания устойчивости. Англия пользовалась монополией на производство карандашей до тех пор, пока в 1662 году в Германии не был найден способ восстановления графитового порошка. Однако характерные квадратные английские карандаши продолжали изготавливаться из стержней, вырезанных из натурального графита, вплоть до 1860-х годов. Город Кесвик, расположенный недалеко от первоначальных находок блочного графита, до сих пор производит карандаши, а на фабрике также находится Музей карандашей Дервент. Значение термина "прибор для письма графитом", по-видимому, сформировалось в конце XVI века.

As a technique for drawing, the closest predecessor to the pencil was silverpoint or leadpoint until in 1565 (some sources say as early as 1500), a large deposit of graphite was discovered on the approach to Grey Knotts from the hamlet of Seathwaite in Borrowdale parish, Cumbria, England. This particular deposit of graphite was extremely pure and solid, and it could easily be sawn into sticks. It remains the only large scale deposit of graphite ever found in this solid form. Chemistry was in its infancy and the substance was thought to be a form of lead. Consequently, it was called plumbago (Latin for "lead ore"). Because the pencil core is still referred to as "lead", or "a lead", many people have the misconception that the graphite in the pencil is lead, and the black core of pencils is still referred to as lead, even though it never contained the element lead. The words for pencil in German (Bleistift), Irish (peann luaidhe), Arabic (قلم رصاص qalam raṣāṣ), and some other languages literally mean lead pen. The value of graphite would soon be realised to be enormous, mainly because it could be used to line the moulds for cannonballs; the mines were taken over by the Crown and were guarded. When sufficient stores of graphite had been accumulated, the mines were flooded to prevent theft until more was required. The usefulness of graphite for pencils was discovered as well, but graphite for pencils had to be smuggled. Because graphite is soft, it requires some form of encasement. Graphite sticks were initially wrapped in string or sheepskin for stability. England would enjoy a monopoly on the production of pencils until a method of reconstituting the graphite powder was found in 1662 in Germany. However, the distinctively square English pencils continued to be made with sticks cut from natural graphite into the 1860s. The town of Keswick, near the original findings of block graphite, still manufactures pencils, the factory also being the location of the Derwent Pencil Museum. The meaning of "graphite writing implement" apparently evolved late in the 16th century.

Деревянная обшивка

Около 1560 года итальянская пара Симонио и Линдиана Бернакотти создали, вероятно, первые чертежи современного карандаша в деревянном корпусе. Их версия представляла собой плоский, овальный, более компактный карандаш. Их идея заключалась в выдолблении стержня из дерева можжевельника. Вскоре после этого был открыт более совершенный метод: вырезали две деревянные половинки, вставляли графитовый стержень и склеивали их вместе — по сути, тот же метод, который используется и сегодня.

Графитовый порошок и глина

Первая попытка изготовить графитовые стержни из порошка графита была предпринята в Нюрнберге, Германия, в 1662 году. Для этого использовалась смесь графита, серы и сурьмы. Во время наполеоновских войн французские войска не имели доступа к английским и немецким карандашам; Франция, находясь под морской блокадой, установленной Великобританией, не могла импортировать чистые графитовые стержни из британских шахт Grey Knotts – единственного известного в мире источника. Франция также не могла импортировать некачественный немецкий заменитель графитовых карандашей. Изменить ситуацию удалось благодаря усилиям офицера наполеоновской армии. В 1795 году Никола Жак Конте открыл способ смешивания графитового порошка с глиной и формования смеси в стержни, которые затем обжигались в печи. Варьируя соотношение графита и глины, можно было регулировать твердость графитового стержня. Этот метод производства, который ранее был открыт австрийцем Йозефом Хардтмутом, основателем компании Koh-I-Noor в 1790 году, используется и по сей день. В 1802 году компания Koh-I-Noor запатентовала в Вене производство графитовых грифелей из графита и глины. В Англии карандаши продолжали изготавливать из цельных графитовых пластин. Первым успешным изобретением Генри Бессемера (1838) стал метод прессования графитового порошка в твердый графит, что позволило повторно использовать отходы от распиловки.

Соединенные Штаты

Американские колонисты импортировали карандаши из Европы вплоть до окончания Войны за независимость. Бенджамин Франклин размещал объявления о продаже карандашей в своей «Пенсильванской газете» в 1729 году, а Джордж Вашингтон использовал карандаш при обследовании территории Огайо в 1762 году. Уильям Манро, столяр из Конкорда, штат Массачусетс, изготовил первые американские деревянные карандаши в 1812 году. Однако производство карандашей не ограничивалось только Конкордом. По словам Генри Петроски, трансценденталистский философ Генри Дэвид Торо обнаружил способ изготавливать качественные карандаши из некачественного графита, используя глину в качестве связующего; это изобретение было подтолкнуто карандашной фабрикой его отца в Конкорде, которая использовала графит, найденный в Нью-Гэмпшире в 1821 году Чарльзом Данбаром. Джозеф Диксон, изобретатель и предприниматель, связанный с графитовым рудником Тантиускес в Стурбридже, штат Массачусетс, разработал способ массового производства карандашей. К 1870 году компания The Joseph Dixon Crucible Company стала крупнейшим в мире дилером и потребителем графита, а впоследствии превратилась в современную компанию Dixon Ticonderoga, производящую карандаши и художественные принадлежности. К концу XIX века в США ежедневно использовалось более 240 000 карандашей. Красный кедр был предпочтительной древесиной для карандашей, поскольку он обладал приятным ароматом и не скалывался при заточке. В начале XX века запасы красного кедра стали истощаться, поэтому производители карандашей были вынуждены перерабатывать древесину из кедровых заборов и амбаров для поддержания поставок. Одним из последствий этого стало то, что «во время Второй мировой войны в Великобритании были запрещены роторные точилки для карандашей, поскольку они тратили слишком много дефицитного грифеля и древесины, и карандаши приходилось затачивать более экономным способом – ножом». Вскоре было обнаружено, что древесина ладана, окрашенная и ароматизированная для имитации красного кедра, является подходящей альтернативой. Большинство современных карандашей изготавливаются из этой древесины, которая выращивается в специально отведенных лесах. Ежегодно в мире производится более 14 миллиардов карандашей. Менее популярными альтернативами кедру являются липа и ольха. Экологи предпочитают использовать пулай – еще одну древесину, произрастающую в этом регионе, для производства карандашей.

American colonists imported pencils from Europe until after the American Revolution. Benjamin Franklin advertised pencils for sale in his Pennsylvania Gazette in 1729, and George Washington used a pencil when he surveyed the Ohio Country in 1762. William Munroe, a cabinetmaker in Concord, Massachusetts, made the first American wood pencils in 1812. This was not the only pencil making occurring in Concord. According to Henry Petroski, transcendentalist philosopher Henry David Thoreau discovered how to make a good pencil out of inferior graphite using clay as the binder; this invention was prompted by his father's pencil factory in Concord, which employed graphite found in New Hampshire in 1821 by Charles Dunbar. Joseph Dixon, an inventor and entrepreneur involved with the Tantiusques graphite mine in Sturbridge, Massachusetts, developed a means to mass produce pencils. By 1870, The Joseph Dixon Crucible Company was the world's largest dealer and consumer of graphite and later became the contemporary Dixon Ticonderoga pencil and art supplies company. By the end of the 19th century, over 240,000 pencils were used each day in the US. The favoured timber for pencils was Red Cedar as it was aromatic and did not splinter when sharpened. In the early 20th century supplies of Red Cedar were dwindling so that pencil manufacturers were forced to recycle the wood from cedar fences and barns to maintain supply. One effect of this was that "during World War II rotary pencil sharpeners were outlawed in Britain because they wasted so much scarce lead and wood, and pencils had to be sharpened in the more conservative manner – with knives." It was soon discovered that incense cedar, when dyed and perfumed to resemble Red Cedar, was a suitable alternative. Most pencils today are made from this timber, which is grown in managed forests. Over 14 billion pencils are manufactured worldwide annually. Less popular alternatives to cedar include basswood and alder. Environmentalists prefer the use of Pulai – another wood native to the region in pencil manufacturing.

Прикрепление к стиральной панели

30 марта 1858 года Хаймен Липман получил первый патент на крепление ластика к концу карандаша. В 1862 году Липман продал свой патент Джозефу Рекендорферу за 100 000 долларов, после чего Рекендорфер подал в суд на производителя карандашей Faber Castell за нарушение патентных прав. В деле «Рекендорфер против Faber» (1875) Верховный суд США вынес решение в пользу Faber, признав патент недействительным.

Расширители

Историк Генри Петроски отмечает, что, хотя все более эффективные средства массового производства карандашей снизили стоимость их замены, раньше люди продолжали использовать даже самый короткий огрызок. Для тех, кому было неудобно пользоваться огрызком, продавались удлинители для карандашей. Эти устройства работают по принципу порт-карандаша – огрызок карандаша вставляется в конец удлинителя. Удлинители были особенно популярны среди инженеров и чертежников, чьи любимые карандаши стоили дорого. Использование удлинителя также имеет то преимущество, что вес карандаша практически не меняется по мере его стачивания.

Древесный уголь

Угольные карандаши изготавливаются из древесного угля и дают более насыщенный чёрный цвет, чем графитовые карандаши, но склонны к размазыванию и более абразивны, чем графит. Также доступны карандаши сепии и белые карандаши для дуотоновой техники.

Карбоновые карандаши

Угольные карандаши обычно изготавливаются из смеси глины и сажи, но иногда смешиваются с древесным углем или графитом в зависимости от желаемой степени черноты и производителя. Они дают более насыщенный черный цвет, чем графитовые карандаши, более гладкие, чем угольные, и дают меньше пыли и размазываются меньше. Они также очень хорошо растушевываются, подобно древесному углю.

Цветные

Цветные карандаши, также известные как восковые мелки, имеют стержни, похожие на воск, с пигментом и другими наполнителями. Иногда несколько цветов смешивают вместе для получения новых оттенков.

Масло

Масляные карандаши могут писать практически на любой поверхности (включая стекло, пластик, металл и фотографии). Наиболее распространенные масляные карандаши имеют бумажную оболочку (Berol и Sanford Peel off), но они также могут быть заключены в деревянный корпус (Staedtler Omnichrom). Самый старый сохранившийся карандаш – немецкий карандаш для плотника, датируемый XVII веком, который сейчас находится в коллекции Faber Castell.

Копирование

Копирующие карандаши (или нестираемые карандаши) – это графитовые карандаши с добавлением красителя, создающего несмываемый след. Они были изобретены в конце XIX века для машинописного копирования и как практичная замена перьевым ручкам. Их отметки часто визуально неотличимы от отметок обычных графитовых карандашей, но при увлажнении они растворяются в цветные чернила, которые затем переносятся на другой лист бумаги. Они широко использовались до середины XX века, когда шариковые ручки постепенно вытеснили их. В Италии их использование до сих пор законодательно закреплено для заполнения бумажных избирательных бюллетеней на выборах и референдумах.

Карандаши для подводки глаз используются для макияжа. В отличие от традиционных копировальных карандашей, карандаши для подводки глаз обычно содержат нетоксичные красители.

Стерлистый окрас

В отличие от цветных карандашей на основе воска, стираемые карандаши легко стираются. Они в основном используются для эскизов, где задача состоит в создании контура тем же цветом, которым впоследствии будут заполняться другие материалы (например, восковые карандаши или акварельные краски), или когда требуется отсканировать цветной эскиз. Некоторые аниматоры предпочитают стираемые цветные карандаши графитовым, поскольку они меньше пачкаются, а разнообразие цветов позволяет лучше разделять объекты на эскизе. Корректоры также находят их полезными, так как сделанные ими отметки более заметны, чем графитовые, но при этом могут быть удалены.

Недопущение воспроизведения

Также известные как карандаши не-фото синего цвета, неразмножаемые типы оставляют отметки, которые не копируются ни фотокопировальными аппаратами (например, "Copy not" от Sanford и "Mars Non photo" от Staedtler), ни машинами для получения синих копий (такими как "Mars Non Print" от Staedtler).

Стенография

Стенографические карандаши, также известные как стено-карандаши, должны быть очень надежными, а их грифель – неломающимся. Тем не менее, для повышения надежности стенографические карандаши иногда затачивают с обоих концов. Они имеют круглую форму, чтобы избежать дискомфорта при длительной работе с текстом.

Гольф

Карандаши для гольфа обычно короткие (распространенная длина – ) и очень дешевые. Они также известны как библиотечные карандаши, так как многие библиотеки предлагают их в качестве одноразовых пишущих инструментов.

Самый большой

3 сентября 2007 года Ашрита Фурман представил свой гигантский карандаш стоимостью 20 000 долларов США – длиной 76 футов (23 метра), с графитовым стержнем внушительных размеров – после трех недель работы в августе 2007 года в качестве подарка на день рождения учителя Шри Чинмоя. Он длиннее, чем 65-футовый (20-метровый) карандаш, установленный у штаб-квартиры компании Faber Castell в Малайзии.

Механические

Механические карандаши используют механические методы для выдавливания грифеля через отверстие на конце. Их можно разделить на две группы: в карандашах с механизмом подачи грифеля используется внутренний механизм для выдавливания грифеля из внутреннего отсека, а в карандашах с нажимным механизмом грифель просто фиксируется на месте (грифель выдвигается, освобождая его и позволяя внешней силе, как правило, гравитации, вытянуть его из корпуса). Ластики (иногда заменяемые точилкой на карандашах с грифелем большего диаметра) также съемные (и, следовательно, заменяемые) и обычно закрывают отсек для хранения запасных грифелей. Механические карандаши популярны благодаря своей долговечности и тому, что их не нужно точить. Типы грифелей различаются по твердости и размеру; стандартные размеры: , , , , , , , , и (ISO 9175 1) – размер доступен, но не считается стандартным размером по ISO.

Поп-точка

Впервые разработанные тайваньской компанией-производителем канцелярских товаров Bensia Pioneer Industrial Corporation в начале 1970-х годов, карандаши Pop a Point также известны как карандаши Bensia, штабелируемые карандаши или карандаши, не требующие заточки. Это тип карандаша, в котором множество коротких грифелей помещены в пластиковый держатель, выполненный в виде картриджа. Затупившийся грифель извлекается из пишущего конца корпуса и вставляется в открытое отверстие на другом конце, тем самым выдвигая новый грифель наверх.

Пластик

В 1967 году Гарольд Гроссман изобрел пластиковые карандаши для компании Empire Pencil Company, а затем Артур Д. Литтл усовершенствовал их для Empire с 1969 по начало 1970-х годов; Empire вывела на рынок этот карандаш под названием "EPCON". Эти карандаши производились методом коэкструзии, при котором пластифицированная графитовая смесь экструдировалась внутрь деревянного композитного сердечника.

Здоровье

Остатки графита из грифеля карандаша не ядовиты, и графит безвреден при проглатывании. Хотя свинец не использовался для письма с древних времен, например, в римских стилусах, отравление свинцом от карандашей было нередким явлением. До середины XX века краска для внешнего покрытия могла содержать высокую концентрацию свинца, который мог попасть в организм при сосании или жевании карандаша.

Производство

Стержень карандаша – это смесь мелкоизмельчённого графита и глины. Перед смешиванием оба вещества раздельно очищаются от посторонних примесей и высушиваются таким образом, чтобы образовались большие квадратные пласты. После полного высыхания пластов графит и глиняные квадраты смешиваются вместе с водой. Содержание глины, добавляемое к графиту, зависит от желаемой твёрдости карандаша (меньшее количество глины делает стержень мягче), а время, затраченное на измельчение смеси, определяет качество стержня. Затем смесь формуется в длинные, похожие на спагетти, нити, выпрямляется, сушится, разрезается и обжигается в печи. Полученные нити погружаются в масло или расплавленный воск, который проникает в мельчайшие поры материала, обеспечивая плавность письма. Из доски можжевельника или кедра с несколькими длинными параллельными канавками вырезается "планка", в которую вставляются графито-глиняные нити. Сверху приклеивается ещё одна планка с канавками, после чего вся конструкция разрезается на отдельные карандаши, которые затем покрываются лаком или краской. Многие карандаши снабжены ластиком, поэтому процесс обычно считается незавершённым на этом этапе. На одном конце каждого карандаша вырезается специальный паз для закрепления металлического ободка. В ободок вставляется резиновый стержень, образующий ластик на конце карандаша.

Испытание твердости

Классифицированные карандаши могут быть использованы для быстрого теста, предоставляющего относительную оценку серии покрытых панелей, но не могут применяться для сравнения твёрдости различных покрытий. В данном тесте "твёрдость карандашом" покрытия определяется как сорт самого твёрдого карандаша, который не оставляет на покрытии постоянных следов при плотном прижатии под углом 45 градусов. Для стандартизированных измерений существуют карандаши для определения твёрдости по шкале Мооса.

Цвет и форма наружного покрытия

Большинство карандашей, произведенных в США, окрашены в жёлтый цвет. По словам Генри Петроски, эта традиция началась в 1890 году, когда компания L. & C. Hardtmuth из Австро-Венгрии представила свой бренд Koh-I-Noor, названный в честь знаменитого алмаза. Он задумывался как лучший и самый дорогой карандаш в мире, поскольку концы карандаша были покрыты 14-каратным золотом, и в то время, когда большинство карандашей окрашивались в тёмные цвета или не окрашивались вовсе, Koh-I-Noor был жёлтым. Помимо того, что цвет был просто отличительным, он, возможно, был вдохновлён флагом Австро-Венгрии, а также вызывал ассоциации с Востоком, в эпоху, когда графит наивысшего качества поступал из Сибири. Другие компании стали копировать жёлтый цвет, чтобы их карандаши ассоциировались с этим высококачественным брендом, и выбирали названия, содержащие явные восточные отсылки, такие как Mikado (переименованный в Mirado) и Mongol. Не во всех странах используют жёлтые карандаши. Например, немецкие и бразильские карандаши часто бывают зелёными, синими или чёрными, в соответствии с фирменными цветами Faber-Castell, крупной немецкой компании по производству канцелярских товаров, имеющей заводы в этих странах. В странах Южной Европы карандаши обычно тёмно-красные или чёрные с жёлтыми полосами, а в Австралии – красные с чёрными полосами на одном конце. В Индии наиболее распространённой цветовой схемой карандашей была тёмно-красная с чёрными полосами, и производятся карандаши с большим разнообразием цветовых решений. Карандаши обычно имеют круглый, шестигранный или иногда треугольный профиль. Карандаши для плотников обычно овальные или прямоугольные, чтобы они не скатывались во время работы.