Из какого дерева делают карандаши

Особенности производства карандашей

Каждый из нас держал в руках карандаш, некоторые даже задумывались, из чего делают грифель карандаша и как его вставляют внутрь деревянной основы. Это не единственный интересный момент, который касается производства карандашей. Точно так же любопытно будет узнать, какое дерево используется, как делают грифели разной степени жесткости, чем производство цветных карандашей отличается от простых. На каждом производстве используют свою технологию, но все они подчиняются одним и тем же принципам. В этой статье ты найдешь ответы на все вопросы, а также немного из истории изобретения и эволюции карандаша.

У слова карандаш восточное происхождение, в дословном переводе оно означает черный камень или сланец. У первых карандашей, созданных в 14 веке стержень действительно состоял из черного глинистого сланца. Позднее их стали делать из измельченной жженой кости с добавлением клея. След на бумаге оставался очень яркий и насыщенный.

История карандаша

В 16 веке карандаш эволюционировал, в этот период начали использовать графит. Он оказался очень популярным, настолько, что английским правителям пришлось запретить добывать графит дольше полутора месяцев каждый год. Также был наложен запрет на вывоз ценного сырья из страны. Речь идет о месторождении в Кемберленде, единственном на всю Европу.

Европейские страны наполнились контрабандным графитом, втихую вывезенным из Англии. Цены на него были настолько высокими, что позволить себе такое писчее средство могли только очень зажиточные люди. Вскоре французы представили свой ответ, они изобрели так называемый парижский карандаш, внутри которого была белая глина, окрашенная сажей. Рисовали они очень мягко. Изначально это были просто графитовые палочки, пригодные лишь для рисования. Затем появилась внешняя оболочка, и их стали использовать еще и для письма.

Производить карандаши массово начали в немецком Нюрнберге. Стержнем стала смесь серы, графита и клея. Такие изделия были менее качественные, чем графитовые, стержень был неоднородным, порой прерывался по длине изделия. Зато они стали более дешевыми и доступными.

Очередной виток история сделала в конце 18 века, когда француз Николя Жак Конте придумал делать смесь из графита, глины, сажи и крахмала с водой, формировать из нее изделия и затем обжигать их. Меняя пропорции, можно было получать разную твердость: при преобладании графита изделия становились более темными и мягкими, если увеличивали количество глины, то более светлыми и твердыми. В наши дни дать один ответ на вопрос, из чего делают стержень карандаша, невозможно. Существует более двадцати технологий изготовления.

Появлению и развитию карандаша в нашей стране способствовал М. Ломоносов. Он открыл производство в Архангельской области и установил норму для каждого мастера — 144 штуки в день.

Первый механический карандаш был создан американцем по имени А. Кросс. Это было в конце 19 века. Но запатентовал такое изобретение человек по фамилии Гиндельман, это произошло в России.

Шестигранную форму этот предмет получил не просто так. Круглые постоянно скатывались со стола, это было неудобно. После создания пластмассы ее начали использовать вместо дерева, но многие до сих пор предпочитают деревянные оболочки.

Какую древесину используют?

Классический карандаш делают из дерева, и от его качества зависит, насколько изделие будет комфортно использовать. Подойдет не любая древесина. Раньше использовали растения из рода можжевеловых, в основном красный или вирджинский кедр. Но это сырье очень дорогое, поэтому американские и европейские производители перешли на калифорнийский кедр. Сейчас также используют липу, ольху, сибирский кедр. В нашей стране растет много липы и ольхи, поэтому выгодно использовать именно их.

Ольха не очень прочная, зато с равномерными волокнами, без сучков. Липа полностью соответствует всем стандартам, из нее делают как дешевые, так и дорогие изделия. Она отличается оптимальной плотностью, хорошо держит грифель внутри. Используется и кедр, но в нашей стране на эти цели идут не здоровые молодые деревья, а только те, что уже перестали давать орехи.

Как делают современный грифель?

Современные графитовые сердцевины трехкомпонентные, они состоят из сажи, графита и ила. Если почитать, из чего делают цветные карандаши, то в составе мы тоже обнаружим графит. Именно он оставляет отпечаток на бумаге, без него не обойтись.

Технология изготовления строго регламентирует влажность и температуру графитовой массы, нельзя допустить пересыхания, иначе грифель будет ломаться. Похожая на тесто масса прессуется и выходит через дырочки, как лапша, затем проходит обжигание. Это еще не все, после температурной обработки происходит жировка. Так называют процесс заполнения пор в изделии, для этого применяют не только жир, но и воск. Цветные грифели производят по такой же технологии, разница в наличии пигмента.

Обработка древесины

Сначала она отбирается, нужно прямые волокна без сучков. Отобранное сырье обрабатывается и становится брусками, они идут на торцевание по длине будущего карандаша. Бруски выходят чуть длиннее, так как при усушивании материал уменьшится в размере. Далее они распиливаются до тонкие дощечки и пропитываются парафином. Данная стадия повышает устойчивость к механическим повреждениям.

От оболочки зависит не только красота, но и удобство. Если это дерево, то оно должно соответствовать этим критериям:

• прочность, но при этом мягкость и легкость;
• устойчивость к воздействиям окружающей среды, особенно к влаге;
• быть красивым на срезах, гладким и ровным;
• стружка при затачивании не ломается.

Как грифель попадает в карандаш?

С виду карандаш кажется цельным, поэтому возникает вопрос, как создатели смогли вложить внутрь него пишущую сердцевину. Как было сказано выше, в процессе обработки древесина становится дощечками. На каждой из них вырезается по несколько желобков, каждая строго по толщине грифеля. Затем по ним раскладывают стержни, деревянная часть смазывается клеем, сверху нее укладывается точно такая же дощечка с канавками. Очень важно качественное проклеивание грифеля, если все соответствует технологии, то он не сломается даже после падения на пол. Приклеиваются только деревянные элементы, на сам грифель клей не попадает, он просто зажимается между двумя половинами оболочки.

В результате две склеенные дощечки с несколькими вставленными стержнями становятся заготовкой на несколько карандашей. Затем этот сэндвич прессуется, так как дерево очень мягкое, склейка незаметна, поэтому нам кажется, что оно цельное. Следующая стадия — опиливание до нужной формы, обычно круглой или шестигранной. Далее должна следовать заточка. Ее тип зависит от использованного материала. Наиболее аккуратную стружку дают липа, кедр и сосна.

Особенности оборудования

Для обработки каждого из компонентов в составе требуется отдельный тип оборудования. Например, для подготовки глины необходимы мельницы и дробилки. Чтобы перемешивать тесто, которое станет сердцевиной, нужны винтовые прессы с вальцами на три разные зазора. Такую же функцию выполняют фильера с дырочками.

Сушатся будущие простые карандаши в специальных шкафах, где они непрерывно вращаются в течение 16 часов. После просушки влажность должна быть не выше 0,5%. Цветные карандаши не просушивают, так как в них присутствуют наполнители и красители. Затем станок нарезает карандаши нужной длины.

Внешняя окраска

Цвет оболочки может быть любым, окраска тоже подчиняется целому ряду требований. Необходима предварительная обработка, карандаши на конвейере проходят через грунтовочную установку. Чтобы обеспечить равномерное покрытие, они переворачиваются перед нанесением каждого нового слоя.

Хорошие производители используют для окрашивания только пищевую краску, так как дети, да и многие взрослые люди любят грызть карандаши. В качестве верхнего покрытия используется нитроцеллюлозный глянцевый лак. Количество слоев краски и лака зависит от исходного цвета древесины и результата, который хочет получить производитель. Чем темнее дерево, тем больше слоев потребуется. Производителям приходится выбирать между цветом и глянцем, если будет нанесено больше слоев пигмента, то слоев лака будет меньше.

Осталось доделать торцы, они несколько раз окунаются в специальный состав, это делается не вручную, а на оборудовании. Практически готовые карандаши устанавливаются вертикально на платформу, зачем машина начинает окунать их в состав.

Как выбрать?

Мы разобрались, из чего делают грифель для простых карандашей и как регулируется их твердость. Не помешает запомнить маркировки и научиться выбирать подходящие:

• Т — твердый;
• ТМ — твердо-мягкий;
• М — мягкий.

При выборе нужно отталкиваться от своих потребностей и от типа бумаги. Чем плотнее бумага, тем тверже может быть грифель. Но если использовать твердый карандаш на неплотной бумаге, то он просто разорвет ее.

Самая практичная в использовании оправа — деревянная, но некоторым пластиковая нравится больше. Не стоит выбирать пластик из соображений того, что он более прочный, на самом деле это не так. Качественные деревянные карандаши выдерживают механические повреждения не хуже, чем пластик. Сейчас в продаже можно увидеть бумажные корпусы, они красивые и необычные, но не отличаются устойчивостью к ударам. Скорей всего такой карандаш рассыплется уже после первого падения.

Теперь ты знаешь, из чего делают грифель карандаша и как именно это происходит. Мы рассказали даже как грифель попадает внутрь куска дерева, который кажется цельным. Такой простой предмет, знакомый каждому с детства, имеет богатую историю, его современные версии — результат многочисленных проб и ошибок предыдущих поколений.

Карандаш. Виды и устройство. Назначение и маркировка. Особенности

Карандаш – пишущий инструмент, представляющий собой деревянную, пластиковую или металлическую оправу в виде стержня с сердцевиной, оставляющей стойкий след при трении о различные поверхности. Он используется для письма, рисования, черчения, маркировки.

Как устроен карандаш

Главным пишущим элементом карандаша выступает сердцевина. Она представляет собой тонкий длинный стержень. Его диаметр составляет в среднем 2-5 мм. Длина типового нового карандаша 175 мм, но он может быть короче или длиннее.

Обычно пишущая сердцевина изготавливается из следующих материалов:

• Графит.
• Уголь.
• Каолиновая глина.
• Сухая спрессованная краска.
• Смеси краски с парафином или воском.

Сердцевина помещается в оправу, которая делает более удобным удержание карандаша. Чаще всего это деревянный цилиндр с внутренней полостью, для запрессовки пишущего элемента.

Карандаши в деревянной оправе имеют плотное соединение с сердцевиной, поэтому она не выдвигается. В связи с этим для ее оголения применяется точилка. Этот инструмент стачивает оправу под конус, выводя на торце карандаша конус с вершиной из грифеля.

У механических карандашей со сменной сердцевиной оправу делают из пластика или металла. Грифель внутри нее фиксируется цанговым или другим зажимом. По мере стирания он выдвигается или меняется, что исключает необходимость стачивания самой оправы.

Виды карандашей по пишущему материалу

В зависимости от пишущего материала карандаши можно разделить на следующие разновидности:

• Простые.
• Цветные.

Простые пишут черным или серым цветом, как и темные цветные, но они отличаются главным образом тем, что могут стираться ластиком. Сделанная ими надпись может быть удалена, так как пишущий материал не проникает глубоко в поверхность, на которой оставляет след.

Простые карандаши

В качестве стираемого грифеля у таких карандашей применяется графит. Он при трении оставляет серый след с черным или более светлым оттенком. Это недорогой инструмент, продаваемый поштучно. Обычно он оснащается собственным ластиком. Простые карандаши бывают деревянные или механические.

Деревянные в новом виде представляют собой пруток с ластиком на конце или без. Чтобы ними воспользоваться, требуется провести заточку с использованием точилки. Также встречаются изначально заточенные карандаши. Чтобы их выступающая часть грифеля не сломались во время транспортировки и хранения, они дополнительно могут оснащаться защитным колпачком.

Механические простые карандаши предусматривают возможность установки в оправу грифеля, а также его выдвигание по мере истирания. После использования в них можно вставить новую сердцевину. Это исключает необходимость их заточки. Такой карандаш отличается тем, что имеет более тонкий диаметр сердцевины. Сечение грифеля может составлять 0,3-0,7 мм. С помощью такого инструмента удобно прорисовывать очень тонкие линии, поэтому он пользуется большим спросом при выполнении черчения. Выдвигание грифеля из карандаша выполняется нажатием кнопки.

Также существуют простые карандаши с цанговым патроном. Они оснащаются очень толстым грифелем. В результате этого инструмент при прорисовке оставляет широкую линию. Благодаря этим качествам его обычно используют художники, а также столяры и строители при нанесении разметки.

Твердость карандаша

Пишущие качества простого карандаша в первую очередь зависят от ширины и твердости графитового грифеля. Чем он мягче, тем более широкий, темный и заметный след от него остается. На каждый графитовый карандаш наносится маркировка твердости.

Для российского рынка, обычно применяются обозначения:

• Т – твердый.
• М – мягкий.
• ТМ – твердо-мягкий.

Кроме этого на рынке стран СНГ присутствуют карандаши с европейской маркировкой:

• В – мягкий.
• H – твердый.
• F – средний между НВ и Н.
• HB – твердо-мягкий.

При этом каждый тип твердости может дополняться цифрами перед буквой. Чем выше ее значение, тем мягче карандаш. К примеру, маркировка «4В» означает, что грифель на 4 единицы мягче стандартного «В». Самыми мягкими, пишущими очень темным цветом, являются простые карандаши с маркировкой «9В».

Самыми распространенными, ввиду удобства и оптимального баланса по глубине прорисовки, являются карандаши с маркировкой «HB». Твердые «H» оставляют тонкие слабозаметные линии. Сочетанием карандашей разной твердости можно выполнять монохромный рисунок на белой бумаге. Так мягкий грифель будет передавать глубокие цвета и тени, а твердый светлые части рисунка.

Цветные карандаши

Сердечник цветных карандашей оставляет нестираемый след. Тот является цветным или даже белым. Такие карандаши продаются наборами, включающими различные цвета. Их обычно используют для рисования.

К цветным относят карандаши из следующих материалов:

• Каолиновые.
• Угольные.
• Пастельные.
• Акварельные.
• Восковые.

Каолиновые

Это обычные цветные карандаши, предназначенные для рисования. Их стержень состоит из каолиновой глины, подкрашенной пигментом. Он достаточно твердый, к тому же оставляет не слишком яркий цвет. В связи с этим, данными инструментами обычно пользуются только начинающие художники и дети.

Каолиновые карандаши стоят недорого. Они продаются комплектами разных цветов. Обычно они не имеют заточки, поэтому нуждаются в подготовке точилкой перед применением. Уровень твердости таких инструментов может быть самый разный, при этом понять насколько они удобны можно только попробовав, так как на них вообще отсутствует какая либо маркировка.

Угольные

Имеют грифель из древесного угля. Этот материал склонен осыпаться. Он ложится на бумагу нежно и мягко. Благодаря этому качеству такой карандаш используется исключительно только художниками для рисования.

Угольные карандаши могут представлять собой просто пишущий стержень или оснащается деревянной оправой. Все они пишут только черным цветом различной глубины. Твердость их грифеля маркируется буквами «В» и «H». К маркировке могут быть добавлены цифры 2 или 3, а не 2-9, как у графитовых простых карандашей.

Специфика использования угольных карандашей предусматривает параллельное применение специальных растушевок. Они позволяют растирать прорисовку, проявляя тонкие элементы рисунка. После завершения рисования, чтобы сохранить рисунок, его требуется покрыть лаком, так как в противном случае уголь постепенно высыпается.

Несколько производителей предлагают цветные угольные карандаши. Их рабочие качества сильно отличаются от обычного черного грифеля, так как в них содержатся добавки. В связи с этим популярность таких карандашей не слишком велика.

Пастельные

Это карандаши, сердцевина которых сделана из пастели, такой же, как и мелков для рисования. Она представляет собой стержень, спрессованный из цветного пигмента с мелом, маслом или воском. Такой карандаш оставляет за собой весьма специфический след, достаточно неоднородный. В связи с этим таким инструментом пользуются исключительно только для рисования. Для разметки и различных записей он не пригоден.

Рисовальные качества пастельных карандашей отличаются, так как сам стержень может быть изготовлен из разных материалов. Он бывает сухой, оставляющий еле заметный след, или мягкий, очень быстро стирающийся. Специфика этого инструмента в том, что его рисунок может отпечатываться на прилегающих к нему поверхностях. В связи с этим его нужно закреплять лаком.

Акварельные

Внешне похожи на каолиновые. На них отсутствует маркировка твердости. Особенность этого инструмента в высокой мягкости грифеля. Кроме этого он оставляет очень насыщенный яркий глубокий цвет. Благодаря этому, такие карандаши используют профессиональные художники для рисования.

Важным отличием акварельного грифеля является его водорастворимость. Оставленный им след на бумаге можно размочить мокрой кисточкой, добившись аналогичного эффекта, как при использовании акварельной краски.

Также с этим рисовальным инструментом применяется техника мокрого листа. Для этого поверхность бумаги сначала смачивается водой, после чего на нее наносится рисунок. Линии от грифеля в таком случае получаются более широкими и однородными. Качественные фирменные акварельные карандаши содержат в составе специальные добавки, которые делают рисунок водостойким после первого намокания. То есть, первый раз рисунок можно замыть, но потом он становится несмываемым.

Восковые

Представляют собой мелок подобно пастели без оправки. Они состоят из полимерного воска, смешанного с пигментом. Такой карандаш способен оставлять след на разных поверхностях, даже достаточно гладких. Обычно ими пользуются дети, возможности такого инструмента для серьезных рисунков обычно недостаточны.

Более высокими пишущими качествами обладают восковые карандаши с добавлением масла. Он мягче, поэтому след от него более широкий и насыщенный. Его можно использовать, чтобы рисовать на плитке, камне стеклу, а также традиционных поверхностях.

Статистические данные

Простой карандаш твердо-мягкий стандартной длины 175 мм, прежде чем закончиться выдерживает 17 заточек точилкой. С его помощью можно нарисовать линию длиной 55 км, или написать 45 тыс. слов. Ежегодный объем производства карандашей составляет около 14 млрд. штук.

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.

Как делают карандаши? Производство карандашей

Карандашами мы пользуемся начиная с детского сада. 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. Но при этом есть и общие моменты, которые являются основополагающими для производственного процесса.

Какое дерево?

Классический деревянный карандаш имеет важный компонент – древесину, от качества которой зависит эксплуатация этого аксессуара. Понятно, что не каждое дерево годится для этих целей. В прошлом в промышленности использовалась древесина вирдижнского или красного кедра, который относится к роду можжевельников. Длинные волокна, отсутствие сучков, легкость в обработке – вот что привлекало внимание в этом материале. Но ввиду дороговизны европейские и американские бренды, производящие карандаши, стали использовать древесину калифорнийского кедра. Причем на ее основе создаются высококачественные изделия, которые используются в графических и художественных целях.

В большинстве случаев карандаши изготавливаются из ольхи, липы, сосны, калифорнийского и сибирского кедра, а также такого редкого дерева, как джелутонг. Из какого дерева делают карандаши в нашей стране? В большинстве случаев из ольхи и липы, которых на территории России огромное количество.

Ольха не является самым прочным материалом, зато у нее равномерное строение, что делает проще процесс обработки и сохраняет естественный природный цвет. Что касается липы, то она отвечает всем эксплуатационным требованиям, а потому используется при производстве и дешевых, и дорогих карандашей. За счет 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 орех.

Стержень: какая основа?

Производство карандашей ведется с применением специального стержня. Графитный грифель состоит из трех компонентов – графита, сажи и ила, к которым часто добавляются органические связующие. Причем графит является постоянным компонентом, в том числе и цветным, так как именно грифель оставляет на бумаге след.

Стержни создаются из тщательно подготовленной массы, которая имеет определенную температуру и влажность. Важно, чтобы смесь не пересыхала, так как это скажется на износе оборудования. 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 их только прокалить в специальных тиглях. Затем стержни подвергаются обжигу, а после него выполняется жировка: образовавшиеся поры под давлением и при конкретной 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. Здесь 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 ведется с учетом потребительских свойств изделий. Так, дешевые 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.

Этап подготовки древесины

Производство карандашей ведется из хорошо отобранной древесины, которая обрабатывается для получения брусков. Обязательно выполняется торцевание брусков по длине карандаша, причем нужно учитывать припуски, так как произойдет усушка материала. На специальном многопильном станке выполняется распил брусков на дощечки, которые подвергаются пропитке парафином в специальных автоклавах. Эта процедура способствует улучшению механических свойств будущего изделия.

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.

Какая оболочка?

От оболочки зависит простота и красота карандаша. Так как делают карандаши из дерева, то она должна отвечать следующим требованиям:

1. Мягкости, прочности и легкости: в процессе эксплуатации оболочка не должна ломаться или крошиться, как и весь корпус.
2. Не расслаиваться под воздействием природных факторов.
3. Иметь красивый срез – гладкий и блестящий, при этом сама стружка не должна ломаться.
4. Древесина должна быть стойкой к влаге.

Какое оборудование?

Производство карандашей ведется с использованием разнопланового оборудования. Например, очистка глины, из которой впоследствии будет создаваться графитный стержень, требует наличия специальных мельниц и дробилок. Обработка перемешанного теста ведется 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.

Просушка

Как делают карандаши? В производственном процессе важную роль играет просушка. Она выполняется в специальных колодцах с помощью станков, причем 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.

Как изготавливают карандаши на производстве дальше? 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 граненой, или овальной формы. Важную роль играет крепление грифеля в деревянном корпусе: это должно делаться прочно и надежно, что снижает риск выпадения элементов грифеля. Упругий клей, который используется для связки, делает грифель прочнее.

Особенности покрытия

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.

Качество окраски: от чего зависит?

Качество окраски зависит от того, насколько отвечают установленным требованиям сами лакокрасочные материалы, правильно ли налажена грунтовочная машина, соблюдены ли сроки сушки карандашей на ленте. Любая карандашная фабрика использует быстросохнущие составы, которые образуют на поверхности твердую, прочную и эластичную пленку, хорошо сцепляющуюся с поверхностью древесины.

Окраска выполняется специальными грунтовочными красками, которые обладают определенной вязкостью и содержат в себе пигменты. Если пигментная часть будет большой, это снизит блеск пленки и потребует дальнейшее нанесение на поверхность нитролака. Даже простые карандаши подвергаются лакированию с использованием нитроцеллюлозного глянцевого лака.

Если карандаш темных оттенков, то он окрашивается как минимум в 5 слоев и в 4 слоя лака. Для достижения светлых оттенков используется сочетание 7 слоев краски с 4 слоями лака. При этом для равномерного и аккуратного покрытия важно, чтобы поверхность имела максимум 18 слоев. Окрашивание торцевых частей карандашей выполняется в окунальной машине, в которую опускается рама с расположенными на ней карандашами.

Оправа карандаша

В зависимости от того, как делают карандаши и из каких материалов, может варьироваться и их оправа. В традиционном варианте грифель имеет деревянную оправу, однако современный рынок предлагает широкий выбор изделий в пластиковом, лакированном и даже бумажном корпусе. С одной стороны, это прибавляет им красоты и необычности, с другой, при падении от таких карандашей мало что останется.

Уже после покраски карандаши подвергаются финишной отделке. Для этого используются различные штампы и фольга разных цветов. Называется данный процесс обработки термостатированием.

Какая твердость?

Все цветные и простые карандаши отличаются твердостью грифеля, что находит отражение в их маркировке. Выбирать их нужно так: чем более плотная и твердая бумага, тем более твердым должен быть графитный стержень. Но слишком твердый графит может повредить бумагу. В России можно купить карандаши следующей маркировки:

1. М – мягкий.
2. Т – твердый.
3. ТМ – твердо-мягкий.

О маркировке следует знать при выборе карандашей для создания чертежей или рисования в соответствующей технике.

Особенности цветных карандашей

Из чего делают карандаши простые, мы уже разобрались. Теперь нужно понять, когда и как появились цветные карандаши. Известно, что первые изделия с цветным грифелем появились еще в 1820 году, правда, кто их изобрел, так и осталось загадкой. В основе цветного грифеля лежит сочетание соединяющего вещества, цветных пигментов и наполнителя. В качестве соединяющего вещества выступает клей каолин, за счет которого формируется и форам грифеля. В качестве цветных пигментов используются хорошо измельченные цветные материалы высокого качества, причем пигмент может быть органической или неорганической основы. Сами цветовые пигменты создаются на основе материалов, которые обладают стойкостью к выгоранию под влиянием солнечных лучей и экологической безопасностью. На сегодняшний день карандаши выпускаются в 36 цветовых оттенках соответственно международной шкале оттенков Pantone. Что касается наполнителей, то в этом качестве используются каолин и мел, которые подвергаются тщательному измельчению.

masterok

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

В далеком 1912 году по указу царского правительства в Томске была создана фабрика, где пилили кедровую дощечку для карандашей, производимых на территории всей страны.

На сегодняшний день «Сибирская карандашная фабрика» – единственный на территории бывшего Советского Союза производитель карандашей и карандашной дощечки из сибирского кедра, древесина которого применяется для производства карандашей высшей ценовой категории.

Как же производят карандаши, знакомые нам с самого детства?

Производство карандашей начинается с лесной биржи, где складируется заготовленный кедр. Сейчас здесь находится больше трех тысяч кубов дерева. Областные власти очень помогли фабрике в обеспечении материалом и в этом году здесь планируют произвести около 85 миллионов карандашей.

– Древесина, которую мы закупаем, поступает к нам не в результате варварской рубки, – говорит Анатолий Лунин, директор фабрики. – В подавляющем большинстве это санитарная рубка перестоявшегося кедра, который уже не дает орех. Кедр растет до 500 лет, но шишки на нем появляются где-то до 250-летнего возраста, после чего он начинает умирать, его поражают различные насекомые. Если срубить его в этот период, быстрее вырастет новый кедр.

До момента распила бревна проходят обязательную подготовку: каждое бревно нужно вымыть, чтобы приставшие куски земли или глины с камнями случайно не повредили пилы. Для этого дерево с лесной биржи помещают и выдерживают в специальном бассейне с теплой водой. Летом его здесь держат недолго, до двадцати минут, но в зимний период бревно находится в бассейне до тех пор, пока не оттает – на это может уходить до трех часов. А через 369 часов или 16,5 суток и 26 различных технологических операций из бревна получатся готовые карандаши.

На лесопилке из бревна делают вот такой брус:

Производство деревянного карандаша чрезвычайно требовательно к качеству материала, в дело идет только чистая прямая древесина. И если для столярных изделий наличие таких дефектов, как, например, сучки, не катастрофично, то карандаш из такого дерева уже не сделать. Поэтому сказать заранее, сколько карандашей получится из одного бруса, очень сложно.

Чтобы уменьшить количество отходов, на предприятии ищут разные способы увеличения глубины переработки древесины. Один из таких способов – расширение ассортимента выпускаемой продукции. Так, из дощечки, которая не годится для производства карандаша, планируют наладить выпуск деревянных пазлов-раскрасок для детей и средств от моли. Что-то идет на производство коротких карандашей, как для магазинов «IKEA», а часть, на производство вот таких деревянных шампуров:

Полученный из бревна брус распиливают на короткие отрезки, каждый из которых затем распускают на десять дощечек. Чтобы все дощечки были одинаковыми, их нужно откалибровать. Для этого их прогоняют через специальный станок. На выходе из него дощечки имеют одинаковый размер и строго перпендикулярные грани.

Затем откалиброванные дощечки помещают в автоклав. По своему внешнему виду он напоминает бочку, к которой подведено множество труб разного диаметра. При помощи этих труб в камере можно создавать вакуум, нагнетать давление и подавать внутрь всевозможные растворы.

В результате этих процессов из дощечки удаляются содержащиеся в ней смолы, и древесина импрегнируется (пропитывается) парафином. На сегодняшний день это не самый простой, но один из самых эффективных способов улучшить важные свойства материала и защитить дерево от вредного воздействия окружающей среды.

«Облагороженные» после обработки в автоклаве карандашные дощечки остается как следует просушить, а затем – отправить непосредственно на карандашное производство. На этом процесс изготовления дощечки можно считать завершенным. Так выглядят дощечки после обработки в автоклаве

– Основной принцип и технология производства с тех пор как в Томске начали делать карандаши, не меняется, – говорит Анатолий Лунин. – Все процессы на нашей фабрике хорошо отлажены. Модернизация оборудования выражается в замене некоторых узлов, или переходе на более экономичные моторы, использование новых фрез. Приходят какие-то новые материалы, мы что-то меняем в приемке и оценке, но сама технология остается неизменной.

Готовая дощечка поступает в цех белого карандаша, где для начала в ней на станке нарезают канавки, куда затем будут уложены стержни (слово «белый» в данном случае означает то, что карандаш на данном этапе еще не окрашен). Дощечки подаются с одной стороны станка, по дороге их поверхность шлифуется для склейки, особой фрезой в ней выпиливаются углубления. На ближнем краю станка дощечки автоматически укладываются в стопку. Толщина отшлифованной дощечки с нарезанными канавками составляет 5 мм, что равно половине толщины будущего карандаша.

На следующем этапе дощечки склеивают попарно между собой, чтобы получился один карандашный блок.

Станок плавно подает первую дощечку и укладывает стержни в ее канавки. Вслед за этим из другого устройства «выезжает» вторая дощечка, уже смазанная водорастворимым клеем, и аккуратно ложится на первую. Получившиеся карандашные блоки зажимают в пневматическом прессе и стягивают струбцинами.

Если дощечку на фабрике изготавливают самостоятельно, то стержень, в основном, закупают в Китае. Там его начали производить по «сухой» технологии, которая не требует обжига в печи при высокой температуре.

Вследствие этого, себестоимость стержня оказалась настолько низкой, что львиная доля производителей карандаша перешла именно на такой стержень.

Чтобы грифель карандаша не ломался внутри корпуса, на фабрике применяют технологию дополнительного проклеивания стержня специальной клеевой системой. После этой операции склеенные блоки выдерживают в специальной сушильной камере несколько часов.

В камере довольно жарко. Горячий воздух нагнетается вентилятором, поддерживая температуру порядка 35-40 градусов. Древесине нужно хорошо просохнуть, чтобы в дальнейшем карандаш за один проход стал гладким и получил нужную геометрию. Карандаш с «простым» грифелем сохнет здесь не менее двух часов, а цветной – не менее четырех. Из-за того, что цветной содержит больше жировых веществ, ему требуется больше времени, чтобы просохнуть.

По прошествии этого времени блоки разбирают, укладывают в тележки с указанием всех дальнейших параметров и отправляют на следующий станок, который разделит их на отдельные карандаши.

Своей формой станок похож на тот, который делает канавки в дощечках, но у него есть и свои особенности. Заготовки помещают в загрузочный бункер.

Они проходят по транспортным узлам, торцуются, отпиливаются и на выходе получается привычный деревянный карандаш, только еще не окрашенный.

Двойная фреза, которая разделяет блоки, задает и форму будущего карандаша, причем делается это все за один проход. Именно от типа профиля режущей фрезы зависит то, каким будет карандаш – шестигранным или круглым.

Совсем недавно на фабрике освоили производство трехгранного карандаша. Оказалось, что спрос на такую форму растет. Покупателей привлекает эргономичность и естественность расположения пальцев на гранях, что, безусловно, облегчает обучение письму детей.

Рядом со станком стоит рабочий стол сортировщицы. Ее задача – перебрать сделанные карандаши, отобрать «годные» и отделить дефектные. К дефектам относятся сколы стержня на торце, шероховатости, ожоги древесины и тому подобное. Над столом висит памятка с нормами по браку. В каждый стоящий на столе лоток помещается 1440 карандашей.

Отсортированные карандаши на специальном лифте поднимаются на следующий этаж, где их будут красить.

Краску закупают в сухом виде и разводят до нужной густоты в лаборатории красок. Сама покраска происходит достаточно быстро.

Устройство непрерывно выталкивает окрашенные карандаши на конвейер. Длина и скорость движения транспортерной ленты рассчитаны таким образом, чтобы карандаш высыхал, пока движется на ней.

Доезжая до противоположного конца конвейера, карандаши попадают в один из трех приемников, откуда они отправляются обратно на следующее покрытие.

В среднем каждый карандаш покрывается тремя слоями краски и двумя слоями лака – здесь все зависит от желания заказчика. Покрасить карандаш можно тоже практически в любой цвет. Фабрика выпускает наборы из шести, двенадцати, восемнадцати и двадцати четырех цветов. Некоторые карандаши покрывают только лаком.

После покраски, карандаши отправляют в цех финишной отделки. В этом месте они приобретают тот окончательный вид, в котором дойдут до потребителя. На карандаши наносят штамп, надевают ластик и затачивают.

Способов нанесения штампов довольно много, но на «Сибирской карандашной фабрике» это делают с помощью фольги разных цветов. Такой метод называется термостатированием. Рабочая часть станка нагревается, и штамп через фольгу переносится на карандаш – так он не будет облезать и марать руки. Сам штамп может быть любым, его специально заказывают у гравировщика. В зависимости от сложности, на его изготовление уходит около пяти дней.

На часть карандашей, если это необходимо, надевают ластик.

Последняя операция – это заточка. Затачиваются карандаши на шлифовальной шкурке, надетой на барабан и движущейся с большой скоростью. Это происходит очень быстро, буквально за считанные секунды.

Кроме заточки станок можно настроить на выполнение вальцовки – обработки обратной торцевой части карандаша под небольшим наклоном. Теперь карандаши готовы к упаковке, их отправляют в следующее помещение. Там карандаши собирают в набор, складывают в коробку и направляют потребителю.

Упаковку под нужное количество карандашей печатают в Новосибирске. Она поступает в плоском виде, поэтому сначала ей придают объем. Потом через комплектовочные станки необходимое количество карандашей раскладывают в заданной цветовой гамме. Специальный станок позволяет собирать набор из двенадцати цветов. В конце карандаши раскладывают по коробочкам.

На вопрос, не планирует ли фабрика, по примеру китайских предприятий, перейти на производство карандаша из более дешевых пород дерева или пластмассы Анатолий Лунин признается:

– Я подумывал попробовать сделать экономичный карандаш из низкосортной осины, но это другая технология, и пускай уж китайцы этим занимаются. Меня больше интересует тема увеличения полезного выхода за счет повышения качества переработки древесины. А с точки зрения экологии, производить что-либо лучше из возобновляемого сырья. Пластмассовый карандаш никогда не сгниет, а деревянный за несколько лет полностью разложится.

Остается только пожелать, чтобы в век глобальной компьютеризации нашлось место простому деревянному карандашу.

А теперь посмотрим на анимированный процесс не на этой фабрике, но про все те же карандаши: