Какой материал используется для изготовления карандашей. Стержень: какая основа? Особенности цветных карандашей
Карандаши
Ниже – прекрасное пособие для любителей и профессионалов. Эта статья опубликована на сайте “Музея торговли”, к сожалению, без указания авторства. Но здесь наиболее полная классификация советских карандашей второй половины ХХ века. С изображениями, артикулами, пояснениями, правда, без ссылок на источники. Думаю, что это – компиляция из разных источников, в первую очередь, на основе “Товарного словаря” тех лет, но очень грамотная, однозначно выполненная человеком профессиональным и увлечённым. Если Вы хотите знать, как в принципе классифицировались в недалёком прошлом карандаши, какие они бывают и какой карандаш для каких целей предназначен, то Вам – сюда. Всем “болеющим карандашами” – ценителям, коллекционерам и простым канцелярщикам посвящается.))) Очень рекомендую!
Карандаши различаются в основном по виду и характеру пишущего стержня (которые определяют пишущие свойства карандаша и его назначение), а также по размерам, форме поперечного сечения, цвету и виду покрытия деревянной оболочки.
В СССР с пятидесятых годов карандаши выпускались по ГОСТ 6602—51. Качество было хорошим. Сегодняшняя ситуация довольно грустная. Поговорим о том, что было раньше.
Карандаши
В зависимости от пишущего стержня и его свойств различают следующие основные группы карандашей: а) графитные — пишущий стержень изготовлен из графита и глины и пропитан жирами и восками; при письме оставляют черту серо-чёрного цвета различной интенсивности, зависящей главным образом от степени твёрдости стержня; б) цветные — пишущий стержень изготовлен из пигментов и красителей, наполнителей, связующих составов и иногда жиров; в) копировальные — пишущий стержень изготовлен из смеси водорастворимых красителей и связующего вещества с графитом или с минеральными наполнителями; при письме оставляют черту серую или цветную, трудностираемую резинкой.
Стадии производства карандашей из склеенных дощечек
Производствово карандашей состоит из следующих основных процессов: а) изготовление пишущего стержня, б) изготовление древесной оболочки и в) отделка готового карандаша (окраска, маркировка, сортировка и yпaковка). В состав графитных стержней входят: графит, глина и клеящие вещества. Графит очень марок и оставляет на бумаге черту серого или серо-чёрного цвета. В графит для связи его частиц примешивают глину, в смесь графита с глиной для придания пластичности добавляют клеящие вещества. Просеянный графит в вибрационных мельницах раздробляется до мельчайших частиц. Глина отмачивается в воде. Затем эти компоненты тщательно перемешиваются в специальных смесителях, прессуются и высушиваются. Высушенная масса перемешивается с клеящими веществами, многократно прессуется, превращаясь в однородную пластичную массу, годную для формовки пишущих стержней. Эту массу закладывают в мощный пресс, который из круглых отверстий матрицы выдавливает тонкие эластичные нити. Нити по выходе из матрицы автоматически разрезаются на отрезки требуемой длины, которые и являются пишущими стержнями. Отрезки закладываются затем во вращающиеся барабаны, где они раскатываются, выпрямляются и высушиваются. По окончании сушки загружаются в тигли и обжигаются в электропечах. В результате сушки и обжига стержни приобретают твёрдость и прочность. Остывшие стержни сортируют по прямизне и направляют на пропитку. Эта операция имеет целью придать стержням, обладающим после обжига повышенной жёсткостью, мягкость и эластичность, т. е. свойства, необходимые для письма. Для пропитки графитных стержней применяют саломас, стеарин, парафин и разные виды воска. Для изготовления цветных и копировальных стержней применяют другие виды сырья, технологический процесс частично изменяется.
Для цветных стержней в качестве красящих веществ используют водонерастворимые красители и пигменты, в качестве наполнителей — тальк, в качестве связующего — пектиновый клей и крахмал. Масса, состоящая из красителей, наполнителей и связующих, перемешивается в смесителях, операция обжига выпадает. Прочность цветному стержню придаётся режимом прессования и регулированием количества связующих веществ, вводимых в массу, причём это, в свою очередь, зависит от природы и количества пигментов и красителей. Для копировальных стержней в качестве красящих веществ используют водорастворимые анилиновые красители, главным образом метилвиолет, дающий при увлажнении черту фиолетового цвета, метиленовый голубой, дающий черту зеленовато-синего цвета, бриллиантовую зелень — ярко-зелёного цвета и др.
Прочность копировальных стержней регулируется рецептурой, количеством связующего и режимом прессования. Готовые стержни помещаются в древесную оболочку; древесина должна быть мягкой, обладать малым сопротивлением резанию вдоль и поперёк волокна, иметь гладкую, блестящую поверхность среза и ровный одинаковый тон и цвет. Наилучшим материалом для оболочки является древесина сибирского кедра и липы. Деревянные дощечки обрабатываются парами аммиака (для удаления смолистых веществ), пропитываются парафином и прокрашиваются. Затем на спецстанке на дощечках делают «дорожки», в которые укладываются стержни, дощечки склеивают и разделяют на отдельные карандаши, одновременно придавая им шестигранную или круглую форму. После этого карандаши шлифуются, грунтуются и окрашиваются. Окраска производится быстровысыхающими нитроцеллюлозными красками и лаками, обладающими чистым тоном и ярким цветом. После многократного покрытия оболочки этими лаками на ней образуется прочная лаковая плёнка, придающая готовому карандашу глянцевую, блестящую поверхность и красивый вид
О технологии изготовления карандашей
О технологии изготовления карандашей
Карандаш (от тюрк. кара – чёрный и таш,-даш – камень), стержень из угля, свинца, графита, сухой краски (часто в оправе из дерева или металла), который служит для письма, рисования, черчения.
Первое описание карандаша было сделано Конрадом Геснером из Цюриха в 1565 г. в своем “Трактате о ископаемых”. В нем было приведено детальное строение карандаша, показывающее деревянную трубку, в которую вставлен кусочек графита.
Прототипы карандаша – вставлявшиеся в металлические зажимы свинцовые и серебряные (дававшие тёмно-серый тон) штифты – употреблялись в 12-16 вв. В 14 веке художники рисовали в основном палочками, изготовленными из свинца и жести, их называли “серебряными карандашами”.С 16 в. распространились графитные карандаши (штрих которых обладает малой интенсивностью и лёгким блеском) и карандаши из порошка жжёной кости, скрепленного растительным клеем (даёт сильный чёрный матовый штрих).
В 17 веке графит обычно продавали на улицах. Покупатели, в основном художники, зажимали эти графитовые палочки между кусочками дерева или веточками, обворачивали их в бумагу или обвязывали бечевкой. В Англии стержень представлял из себя палочку из мягкого графита, годного для рисования, но не для письма. В Германии графитовый порошок перемешивали с клеем и серой, получая, таким образом, стержень не самого высокого качества. В 1790 г. были изобретены деревянные карандаши французским учёным Н. Конте.Одновременно чех И. Гартмут предложил изготовлять пишущие стержни из смеси измельченного графита и глины. В принципе этот метод лежит и в основе современной технологии производства карандашей.
Современное производство: На первый взгляд карандаш кажется простым предметом, состоящим из пишущего стержня и деревянной оболочки. Но для того, чтобы изготовить один карандаш, проводится более 80 производственных операций в течение 11 дней. Кроме того, на ассортимент выпускаемой фабрикой продукции используется более 70 наименований сырья и материалов. В основном это природные пищевые вещества и продукты.
Оболочка для карандашей Древесина для изготовления оболочки карандашей должна обладать рядом специфических свойств:
Быть легкой, мягкой и прочной, не ломаться и не крошиться в процессе изготовления карандашей.
Иметь одинаковое сопротивление разрезанью волокон как вдоль, так и поперек, не должна расслаиваться.
Срез при резании острым ножом должен быть гладким, блестящим, стружка должна завиваться, не скалываться и не ломаться.
Древесина должна быть малогигроскопичной, т.е. не должна поглощать влагу. Всем этим качествам соответствует виргинский можжевельник, произрастающий в США.
Ни одна из древесных пород, произрастающих в России, в полной мере не соответствует всем этим требованиям. Наиболее близкой по своим свойствам и строению является древесина кедра и липы, но для применения в карандашном производстве ее необходимо предварительно подвергнуть специальной обработке – парафинированию (т.е. облагораживанию).
Доски распиливаются на бруски, бруски торцуются по длине на длину карандаша с припусками на механическую обработку и усушку, а затем на многопильном станке бруски распиливаются на дощечки. После этого дощечки пропитываются парафином в специальных автоклавах. Эта процедура позволяет улучшить механические и чиночные свойства будущего карандаша. На пару из дощечек удаляются все смолы, а легнин древесины при взаимодействии с паром меняет свою окраску на розовато-коричневатую. Затем дощечки тщательно просушиваются. Для просушки их складывают в специальные «колодцы» с помощью станка. Специальный способ укладки дощечек для сушки позволяет увеличить площадь дощечки, соприкасающуюся с агентом сушки – горячим паром, а следовательно, максимально тщательно высушить их. Колодцы помещаются в сушильные помещения на 72 часа. После просушки они сортируются – отбраковываются треснувшие дощечки, дощечки, распиленные не по тому волокну и пр. «Облагороженные» парафином и высушенные дощечки сортируются и калибруются – на них наносятся «желобки» (канавки) для стержней. Графитный стержень изготавливается из смеси глины с графитом. Предварительно глину очищают. Для этого в специальных дробилках ее измельчают, затем перемешивают с теплой водой в особых мельницах. Разведенную в воде глину в процессе обработки заливают жидким стеклом, которое, оседая, выносит из нее все примеси – камушки, веточки, песок и т.п. А далее по рецептуре в глину добавляется графит, причем для каждой градации своя рецептура. Смесь перемешивается со связующим веществом – апаратином, сваренным из крахмала.
Для изготовления стержней необходима стержневая масса определенной температуры и влажности. Ни в коем случае нельзя допустить пересыхания смеси, иначе она будет как камень и приведет к износу оборудования – не хватит давления пресса. Вымешанное тесто из глины и графита винтовым прессом прожимается для формовки через специальное оборудование – вальцы с тремя разными зазорами. Делается это для измельчения и перетирания массы, усреднения влажности по объему и удаления пузырьков воздуха. Толщина слоя теста сначала составляет 1мм, при повторной обработке 0.5мм, затем 0.25мм. Потом тесто пропускается через фильеру с дырочками, образуя так называемую «лапшу». «Лапша» формируется в цилиндры, а из них на прессе через алмазную волоку продавливается стержень нужного диаметра и длины. Стержни окончательно высушиваются в специальных сушильных шкафах в очень симпатичных бочонках – непрерывно вращаясь в течение 16 часов. По истечении этого процесса влажность стержня составляет примерно 0,5%. Затем стержни прокаливаются в печи в специальных тиглях. Вместо крышки тигли со стержнями засыпаются этим же «сырьем». Плотность наполнения тиглей влияет на качество стержней. Обжиг необходим для того, чтобы выжечь в стержне связующее вещество и спечь глину для образования каркаса.
Степень твердости (градация) карандаша от 6м до 7т зависит от соотношения глины, температуры и продолжительности обжига и состава жирующей ванны. В зависимости от градации стержня обжиг производится при температуре от 800 до 1200 градусов. После обжига проводится операция жировки: поры, образовавшиеся после выжига связующего, под давлением при определенной температуре заполняются жиром, воском или стеарином. На некоторых фабриках в качестве сырья используются пищевые и кондитерские жиры, связующие вещества. (например, апаратин изготавливается из крахмала). Выбор вещества для жировки зависит от градации (твердости) стержня. Для мягких карандашей используется кондитерский жир, для твердых – воск. Промежуточные значения твердости, например, ТМ достигаются жировкой стеарином. Стержни больших диаметров изготавливаются на вертикальных прессах кладки.
Стержни для цветных карандашей изготовляются из смеси пигментов, наполнителей, жирующих веществ и связующего. «Сборка» Стержни укладываются в желобки подготовленной дощечки и накрываются второй дощечкой. Дощечки склеиваются между собой клеем ПВА, но сам стержень к доске не клеится, а держится за счет натяга дощечки. Диаметр стержня немного больше диаметра желобка, поэтому очень важно правильно сжать дощечки в специальном механизме (струбцине), где и происходит склейка будущих карандашей. Для каждого типоразмера карандаша определен свой показатель давления для запрессовки, чтобы не сломать стержень. Далее обрабатываются торцы склеенных дощечек – подравниваются, удаляются остатки клея.
На фрезерно-пропускной линии блоки разделяются на карандаши. От формы ножей зависит форма будущего карандаша – круглый он получится, граненый или овальный. А «новорожденные» карандаши отправляются по конвейерному транспортеру на сортировку. Сортировщица проверяет («катает») все карандаши, выискивая и ликвидируя брак. Затем карандашам следует «одеться» – отправиться на покраску. Покраска Отделка поверхности карандашей осуществляется методом экструзии (протяжки), а отделка торца – окунанием. Экструзия – это процесс прохождения карандаша через грунтовочный аппарат. В конце конвейера карандаш переворачивается, чтобы нанесение следующего слоя краски или лака происходило с другого конца. Так достигается равномерное покрытие. Нанесение темных цветов производится 5 раз краской и 4 раза лаком, светлых – 7 раз краской и 4 раза лаком. А для отделки торца используется окунальная машина. Плавными вращательными движениями окунальщица опускает раму с карандашами в бак с краской. Маркировка карандашей осуществляется методом ударного горячего тиснения. Заточка карандашей производится автоматически. Все карандаши маркируются. Упаковка заточенных карандашей производится вручную, незаточенных – вручную и автоматически: на автоматах и полуавтоматах. На полуавтомате за одну полную смену можно упаковать 15 тысяч карандашей, на автомате – 180 тысяч. Автоматы способны укладывать в коробки как по 6, так и по 12 карандашей.
Контроль качества Входной контроль всего сырья и материалов и технологический контроль процесса производства и готовой продукции осуществляется лабораторией. Химики проверяют все досконально! Они же составляют рецептуры грунтов. Кстати, продукция одной известной фабрики проверяется даже на контакт со ртом, как детские пустышки! Во 2-й половине 19 в. появились, а в 20 в. получили большое распространение механические, или автоматические карандаши. По пишущим свойствам и технологии производства карандаши делят на графитные (чёрные), цветные, копировальные и пр., по назначению – на школьные, канцелярские, чертёжные, рисовальные, столярные, гримерные, карандаши для ретуши, маркировки и отметок на различных материалах. Особые виды карандашей – сангина и пастель. В России выпускаются графитные чертёжные карандаши нескольких степеней твёрдости; степень твёрдости обозначается буквами М (мягкий), Т (твёрдый) и МТ (средней твёрдости), а также цифрами перед буквами. Большая цифра означает большую степень твёрдости или мягкости. За рубежом вместо буквы М употребляют букву В, а вместо Т – Н. Автоматические карандаши по конструкции делят на: винтовые – с подачей пишущего стержня вращением одной из деталей; цанговые – с зажимом пишущего стержня разрезной втулкой-цангой и подачей стержня нажимом кнопки; многоцветные – с двумя, четырьмя и более стержнями, выдвигаемыми поочерёдно из магазина.
Как производят карандаши?
На уроках рисования, в художественной школе, без простого карандаша будет невозможно обойтись. Все наброски осуществляются с помощью этой канцелярской принадлежности, следы от которой всегда можно стереть ластиком. Это изделие достаточно простое, но производится оно очень сложно, в несколько этапов.
Во время изготовления карандаша используется более сотни материалов и проводится несколько десятков различных действий при помощи специализированного оборудования, а также в ручном режиме. Кто бы мог подумать, что этот небольшой предмет, предназначенный для рисования, производится около 11 дней.
Чтобы понять, насколько сложен и в то же время последователен процесс производства необходимо посмотреть на него со стороны. Для этого можно посетить самое известное в России предприятие, специализирующееся на производстве карандашей – завод имени Красина. Эта фабрика начала свою работу 90 лет назад. Кстати, в этом году она отметила свой юбилей. Своему существованию в той или иной степени предприятие обязано поддержке, оказываемой со стороны правительства.
Главное задачей представителей власти того времени была борьба с безграмотностью. Поэтому было важно начать производить канцелярские изделия в достаточном количестве и сделать их доступными для всего населения без исключения. С развалом СССР производством карандашей занималась исключительно на этом предприятии. На этом заводе изготавливается все необходимое сырьё, без которого невозможно сделать готовую продукцию. Итак, каковы основные этапы производства карандашей?
Основные этапы производства
На фабрику доставляют специальные дощечки из липы, которые в начале производства даже не пригодятся. Предварительно следует изготовить пишущие стержни, без которых невозможно себе представить не один карандаш. Делается это в специальном цехе. В качестве сырья для изготовления стержней применяют графит и глину. Первым шагом на пути приготовления смеси является процесс измельчения глины, после чего она перемещается к перемалывающему оборудованию.
Далее на специальной установке смесь очищается от различных примесей, камешков, частиц грязи и прочих посторонних элементов, а потом подвергается еще нескольким видам обработки с целью получения качественного продукта. Для изготовления грифелей используют только натуральные компоненты, поэтому переживать за безопасность точно не придётся.
Следующий этап – прессование. В этом производстве отсутствуют отходы, потому что их применяют вторично. На данном участке изготавливают уже готовые стержни, но их еще не помещают в карандаши, они предварительно должны быть подвергнуты ещё ряду различных манипуляций.
Процесс производства стержней можно сравнить с процедурой экструдирования кормов для животных. Подготовленная смесь выдавливается из отверстия специального шланга. Далее она помещается в специально подготовленную для этих целей ёмкость, и просушивается более 15 часов. И это ещё не всё. Процесс сортировки качественных стержней осуществляется в ручном режиме. Это длительный и непростой процесс, требующий особой внимательности и усидчивости.
После отсортировки стержней они прокалываются в специальном устройстве. Отжиг происходит при температуре порядке 1200 градусов по Цельсию. От этого будет зависеть качество стержня и твёрдость карандаша. После окончания процедуры отжига стержни наполняют жиром. Это делается для того чтобы стержень начал легко скользить, хорошо отображаться на бумаге и стираться ластиком без прикладывания особых усилий. Стоит отметить, что все выпускаемые карандаши могут отличаться друг от друга по степени твёрдости и мягкости. Для этого применяются различные компоненты: кондитерский жир, саломас, воск и т.д. После окончания всех необходимых процедур стержни отправляют на сборку, где с помощью специальных станков и дощечек в карандаше делают канавку, через которую вставляется стержень.
При помощи режущей части станка в дощечке вытачивают канавки. Дощечки в автоматическом режиме, отправляются в обойму, а на другом станке стержни размещают в дощечки, потом склеиваются, а затем их оставляют сохнуть под прессом. При этом стержень не приклеивается к дощечкам. Стержень находится внутри древесины и никуда не девается благодаря натягу деревянной оболочки.
Когда заготовка высохнет, её пилят при помощи фрезы на несколько карандашей. После окончания всех основных процессов на выходе получаются готовые канцелярские изделия, которые, тем не менее, ещё не готовы для продажи, так как они не окрашены.
На специальном оборудовании карандаши грунтуют. Для покраски этих канцелярских принадлежностей используют специальные эмали, которые также производят на заводе.
Особая покраска и оригинальная форма карандашей
В продаже можно увидеть карандаши, которые весьма оригинально покрашены, как будто с разводами. Для этого прибегают к особой технологии. Канцелярские принадлежности после покраски оставляют сушиться. Для того чтобы всё получилось максимально ровно проводится процедура механической обработки краёв. Изделие маркируют. Оборудование при этом работает с огромной скоростью. Готовые изделия непрерывно попадают в поддон.
На предприятии изготавливают эти изделия необычной расцветки, а также оригинальной формы, например, овальные, казалось бы, это и вовсе невозможно, но не тут-то было. Подобные изделия широко применяются при проведении ремонтных и строительных работ. Перед тем как упаковать карандаши их вручную перебирают, проверяют на целость, оценивают качественные характеристики и т.д. Занимаются этим сотрудники завода, некоторые из которых специализируются на этом всю жизнь.
После выпуска карандашей их обязательно тестируют на качество в специальной лаборатории, осваиваются новые технологии производства с целью сокращения временных и денежных затрат. На фабрике производят карандаши для профессионалов и любителей под различные нужды.
Источники:
http://kanzoboz.ru/article/karandashi/
http://www.cosyma.ru/page/page15.html
http://masterkrasok.ru/posts/other/kak-proizvodyat-karandashi
