Как делаются карандаши?

Графит карандашный. Применение карандашного грифеля

Показатели графита карандашного:

  • Углерод — не менее 94%
  • Зола — не более 5%
  • Летучие — не более 1%
  • Влажность — не более 1%
  • Средний размер частиц 90%(40mkm), 50%(15mkm), 10%(6mkm)

Графит – самородный минерал, модификация углерода со слоистой структурой. Мягкий с низкой твердостью, жирный на ощупь.

Ряд уникальных свойств графита находит его широчайшее применение: изготовление электродов, смазочных материалов, наполнитель пластмасс, замедлитель нейтронов в ядерных реакторах. Графит также используют в производстве алюминия, синтетических алмазов, в тепловой защите боеголовок баллистических ракет и космических аппаратов. В смеси с каолином (белой глиной) из графита изготавливают грифели для карандашей.

Карандашный графит ГК – малозольный, измельченный минерал с летучими веществами кристаллической структуры, без жестких примесей. Так как этот материал способен оставлять четкую черту на поверхности, его используют как черный стержень в карандаше (отсюда и название).

Применение карандашного грифеля

Для канцелярского использования изготавливают грифели разной мягкости. Достигается это за счет изменения размеров частиц. Помимо карандашных грифелей изготавливают чернильные путем добавления клеевой основы в графит ГК. Для покрытия больших плоскостей выпускают графитовые палочки – бруски.

Основные характеристики карандашного графита

  • термостойкость;
  • повышенная прочность;
  • устойчивость к механическим воздействиям;
  • устойчивость к гидравлическим воздействиям;
  • устойчивость к коррозии.

Маркировка графита карандашного (по нормативам ГОСТ 4404-78):

  • ГК 1 – обогащенный кристаллический карандашный графит. Чертежная и канцелярская группа, графитовые пасты. Состав: углерод – не менее 99 %, золы
  • ГК 2 – для производства копировальных карандашей, школьная и канцелярская группа. Состав: углерод ≥ 97 %, большее содержание золы и летучих соединений, чем в ГК 1
  • ГК 3 — для производства копировальных карандашей, школьная и канцелярская группа. Состав: углерод ≥ 94 %, зола ≈5 %, летучие вещества и влага ≈1 %

Искусство

Художникам обязательно надо знать, из чего состоит карандаш, как же можно рисовать и не знать элементарного? Не переживайте, мы сейчас разберёмся. Карандаш состоит из деревянной оболочки, в которую заключён грифель – это такая палочка в середине карандаша. А грифель уже в свою очередь состоит из такого материала как графит. Графит добывают в земной коре. Графит (от др.-греч. γράφω — пишу) — минерал из класса самородных элементов, одна из аллотропных модификаций углерода. Он состоит из мельчайших слоёв, слои могут по-разному располагаться относительно друг друга. Слои состоят из шестиугольных слоёв атома углерода.

Как рисует карандаш?

Эту информацию интересно знать всем. Вы не обращали внимания и не задавались вопросом, почему карандаш не пишет на фотобумаге, на пластмассовых и стеклянных поверхностях и так далее? Я вам расскажу секрет, карандаш пишет только на шершавой поверхности чего либо: на бумаге, на дереве, на ткани. Почему? Сейчас вы всё узнаете. Так как графит состоит из маленьких слоёв атома углерода, проводя по бумаге, графит оставляет на ней слой за слоем своего материала. И привычные для нас рисунки, оставленные карандашом – это ни что иное как микроскопические слои оставленные после проведения по бумаге графитом.

Как делают карандаши

Секреты сложного производства простых предметов.

В то время как технический прогресс с бешеной скоростью меняет мир, расширяя его границы и наши представления о нем, мы порой перестаем замечать обычные вещи, которые окружают нас повседневно.

Несмотря на простоту своей конструкции, которая почти не меняется вот уже несколько столетий, карандаш совсем не прост в производстве. Одна из последних карандашных фабрик в Америке General Pencil с 1889 года создает из графита, дерева, воска и краски предметы, которые можно найти во всех художественных и канцелярских магазинах страны: простые и акварельные карандаши, уголь для рисования, пастельные мелки и другие.

Стержни карандашей делают из смеси графитового порошка и глины, смешанных с водой, которые перемешивают несколько часов. Готовую массу пропускают через гидравлический пресс и нарезают на заготовки одинаковой длины. Все это немного похоже на приготовление лапши. Разная толщина грифелей достигается применением различного диаметра штампов.

Заготовки пока мягкие и гибкие, потому что в них осталась вода. Их нагревают в печи для того, чтобы они затвердели. Чем больше время нагрева, тем выше твердость будущего карандаша.

Кстати, в России различают три типа твердости (мягкий, твердый и твердо-мягкий), в Европе — четыре (появляется промежуточный вариант между твердым и твердо-мягким), а в США — уже пять (добавляется еще вариант супертвердого карандаша).

Обжиг грифеля в зависимости от желаемой градации осуществляется при температуре от 800 до 1200 °С. Графитовый песок используют, чтобы равномерно распределить жар при нагревании грифелей в печи. После песок высыпают для последующей переработки.

После нагрева стержни помещают вот в такие перфорированные банки и окунают на 12 часов в емкость с горячим воском. Частицы воска заполняют все поры в стержне и способствуют более мягкому скольжению грифеля по бумаге. Кстати, средство, используемое для так называемой жирующей ванны, тоже влияет на твердость карандаша. Для самых твердых грифелей применяется воск, для полумягких — стеарин, а для мягких — кондитерский жир.

Остывшие стержни. Чуть позже их вложат в деревянные заготовки, склеят и сформируют карандаш. Как это выглядит, будет видно на примере пастелей ниже.

Подвал, где рабочие обрабатывают графит, — это вселенная серого цвета: люди в серых рубашках серыми руками скармливают серым машинам серые ингредиенты. Мужчина, изображенный на снимке внизу, работает на фабрике уже 47 лет. Машина позади него обрабатывает графит и древесный уголь.

Другие помещения фабрики радуют более яркими красками. Цветные (пастельные) стержни делают так же, как и графитовые, с применением белой глины (каолина), а вместо графита добавляют пигменты.

Станок, который превращает пастель в мягкие трубочки, напоминающие спагетти, обычно обрабатывает один цвет целую неделю. Затем его тщательно очищают, чтобы подготовить к другому цвету. Белые мелки, один из фирменных продуктов компании, делаются в особой машине отдельно от остальных цветов.

На фото хрупкие цветные стержни, изготовленные вручную, осторожно вкладывают в кедровые планки.

Графитовые стержни прочнее пастельных, поэтому их укладывает в заготовки специальный станок.

Второй слой дерева полностью закрывает грифель карандаша. Получившийся «бутерброд» скрепляют клеем, зажимают в прессе и сушат.

Далее деревообрабатывающая машина разрезает и шлифует отдельные карандаши до получения необходимой формы, например круглой или шестиугольной. Следующий этап — окраска карандаша.

После нанесения краски карандаши возвращаются конвейером для покрытия следующим слоем (всего их обычно четыре).

Карандаши для редакторов обычно заточены с обеих сторон: одна оставляет красные пометки, другая — синие. Грифели внутри — двух разных цветов, и краски тоже две. Подставки с карандашами, которые вы видите, скоро перевернут и окунут в голубую краску.

Обычные карандаши, заточенные с одной стороны, могут снабжаться ластиками или просто наконечниками-заглушками.

Металлические кольца, с помощью которых на карандаши крепятся ластики, называются феррулами.

На этом конвейере феррулы и ластики соединяются с карандашами.

На некоторые карандаши устанавливаются гладкие металлические колпачки — без феррулы и ластика.

Заточка готовых карандашей происходит с помощью высокоскоростной шлифовальной ленты.

Наконец, карандаши очищают, фасуют и упаковывают. Готовые изделия отправляются в магазин, чтобы стать полезными и надежными помощниками своих хозяев.

Одно из самых увлекательных мест, где я был за последние годы… Знаменитые на весь мир карандаши «Кохинор» делают на карандашной фабрике в Чешских Будейовицах. Причем делают практически на коленке. Карандаши, однако, в результате получаются вполне себе отличными, желтыми, с золотыми буковками и с золотыми пимпочками на кончике. Даже не знаю сколько десятков таких карандашей я сточил за время учебы в институте, предварительно откусив золотую пимпочку:
Фабрика Koh-i-noor Hardtmunth в городе Чешские Будейовицы.
Карандашная фабрика Koh-i-noor Hardtmunth основана в 1790 году архитектором Йозефом Хардмутом, он же в 1802 году запатентовал первый в истории графитовый карандаш, выполненный из глины с графитом внутри. На Всемирной выставке 1889 года в Париже фабрика представила под брендом «Кохинор» первый в истории человечества деревянный карандаш с графитовым грифелем. Так что, если кто не в курсе, в Чехии изобрели не только сахар-рафинад и контактные линзы, но еще и простые карандаши.
Самый главный станок по производству карандашей.
Все карандаши «Кохинор», по большому счету, делают на одном-единственном станке. С одной стороны в станок загружаются дощечки из калифорнийского кедра, с другой стороны — готовые графитные грифели. Станок фрезерует на дощечках пазы, укладывает в них грифели и потом склеивает две дощечки вместе. Получается такая толстая дощечка сразу с девятью грифелями внутри. Когда клей застывает, каждую такую дощечку на другом станке нарезают на девять отдельных карандашей. Технология производства карандашей за последние сто лет особо не менялась. Разве что калифорнийский кедр теперь завозят не из Калифорнии, а из Китая.
Загрузка готовых грифелей в станок.
Еще раз самый главный станок.
Склеенные дощечки из калифорнийского кедра с грифелями внутри.
Каждая дощечка превращается в девять карандашей.
Почти готовые карандаши.
Цех окраски карандашей. Каждый карандаш трижды покрывается нужной краской.
Золотые пимпочки на конце карандаша делаются в другом цехе.
Если заложить в станок цветные грифели, получатся цветные карандаши.
Теперь переходим к самому интересному… Работка на фабрике — зашибись какая увлекательная. Например, там есть такой агрегат, в который с одной стороны насыпают вязанки готовых карандашей разной твердости, а с другой стороны из дырки агрегата вылазят наборчики из шести разных карандашей. Так вот перед этой дыркой сидит такая тётка, у нее работа сидеть перед дыркой на стуле и подставлять полиэтиленовые пакетики под карандаши. Подставила пакетик к дырке, в него вылезло шесть карандашей, она его запечатала и положила на стол, а там сидит следующая тётка, которая на каждый пакетик лепит штрих-коды и складывает в большие коробки… А первая тетка, тем временем, должна успеть подставить следующий пакетик к дырке… И так восемь часов в день, пять дней в неделю сидишь на стуле и подставляешь пакетики к дырке, из которой вылазят карандаши… и до выхода на пенсию еще лет 30 такой работы:
Цех упаковки карандашей.
Цех упаковки карандашей.
В другом цехе другие специальные тётки сидят за столами на таких же стульях и проверяют, чтобы на каждом карандаше был пропечатан логотип. Сидит такая тётка, перед ней бесконечная гора карандашей, и она один за другим эти карандаши крутит в руках и перекладывает в соседнюю кучку. Опять же восемь часов в день, пять дней в неделю, и до пенсии еще лет 20 перебирать карандаши…
Ручная проверка качества карандашей.
Косметические карандаши.
Цех упаковки карандашей.
Цех упаковки карандашей.
Цех упаковки карандашей.
Забор фабрики Koh-i-noor Hardtmunth.
Знаменитые резинки со слониками в день моего визита не варили, или, может быть, там всё так страшно, что меня просто побоялись туда пускать. В цех производства грифелей я тоже не попал, но о содержимом этого цеха красноречиво говорит тот факт, что он находится через дорогу от основного производства, и называется та половина фабрики «черной стороной». Готовые грифели расфасовывают по дощечкам на «белой стороне» фабрики.
Copyright © 2012 Vova Pomortzeff

Статьи

КАК ПОЯВИЛИСЬ ЦВЕТНЫЕ КАРАНДАШИ?

Наталья Устинова, фото: .com

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 ДЕТСКИЙВОПРОС.РФ 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.

Что дальше происходит с карандашами на производстве

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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *