Почему карандаши выглядят именно так, а не иначе. Кто придумал и зачем

История изобретения карандаша

Инструменты для письма известны с древних времен, как раз в тот период как у людей возникла потребность составлять документы, вести переписку или просто фиксировать свои мысли.
Создателями прародителя авторучки можно считать древних египтян — в захоронении фараона Тутанхамона обнаружена медная заостренная трубочка, которую наполняли жидкостью темного цвета — чернилами.

Они медленно стекали по волокнам стебля и на заостренном конце трубочки накапливались. В процессе письма при надавливании, на папирусе оставалась четкая тонкая линия.
Римляне применяли оловянное стило для черчения на свитках папируса и пергамента, и письма на восковых табличках.

Начиная с XIII века, художники использовали для рисования тонкую серебряную проволоку, которую припаивали к ручке или хранили в футляре. Такой тип карандаша называли «серебряный карандаш». Этот инструмент требовал высокого уровня мастерства, так как стереть написаное им невозможно.

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

История карандаша начинается с XIV века. Известен так называемый «итальянский карандаш», который появился в это время. Он представлял собой стержень из глинистого чёрного сланца.
Затем его стали изготавливать из порошка жжёной кости, скреплённого растительным клеем. Этот инструмент позволял создавать интенсивную и насыщенную линию. Интересно, что художники и сейчас иногда применяют серебряные, свинцовые и итальянские карандаши, когда им нужно добиться определённого эффекта.

Древесный уголь продолжали использовать, как и в древности, но уже не в виде головешек из костра, а, например, специально обрабатывая в печи ивовые палочки в горшке, запечатанном глиной.
С прототипами скорее всего и связано появление слова «карандаш». Оно восходит к тюркскому karadas — «черный камень» и турецкому karatas – “чёрный сланец”. Лингвисты связывают с ним также слово карандыш – крошка, карапуз, маленький человек, указывая на близость его значения с немецким словом «stift» — карандаш карапуз.

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

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

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

Первый документ, в котором упоминается деревянный карандаш, датирован 1683 годом. В Германии производство графитных карандашей началось в Нюрнберге. Немцы догадались смешивать графитный порошок с серой и клеем, получая, таким образом, стержень не самого высокого качества, но по более низкой цене. Чтобы скрыть это, производители карандашей прибегали к разным хитростям.

В деревянный корпус карандаша вначале и на конце вставляли кусочки чистого графита, в середине же находился низкокачественный искусственный стержень. Иногда внутренность карандаша и вовсе была пустой. Понятно, что так называемый «Нюрнбергский товар» не пользовался хорошей репутацией.

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

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

В конце XVIII века чешский фабрикант Й. Гартмут, выпускавший лабораторную посуду, соединил глину и графит, положив начало карандашному производству знаменитого «KOH-I-NOOR».
В современных грифелях используются полимеры, которые позволяют добиваться нужного сочетания прочности и эластичности, дают возможность изготавливать очень тонкие грифеля для механических карандашей (до 0.3 мм).

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

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

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

Изобретение карандаша в деревянной оправе, в силу удобства пользования, а также сравнительной простоты и дешевизны их изготовления, облегчило процесс закрепления и распространения информации.

Чтобы оценить преимущества этого новшества, необходимо вспомнить, что письменность многие века была сопряжена с такими атрибутами, как гусиные и, позже, металлические перья, чернила или тушь. Человек пишущий был прикован к столу. Появление карандаша позволило вести записи в пути или в процессе работы, когда надо было моментально зафиксировать что-то. Недаром в наш язык прочно вошел фразеологический оборот: «взять на карандаш».

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

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

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

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

В 1915 году Хаякава выпустил свои карандаши в продажу. Расходились они плохо: металлический футляр холодил пальцы и плохо смотрелся с кимоно. Хаякава упорно продолжал работать на склад, пока не дождался крупного заказа от одной торговой фирмы из портового города Иокогама. Оказалось, что в Европе и США «карандаш Хаякавы» завоевал популярность.

Крупные японские торговцы быстро оценили экспортный потенциал нового товара и принялись скупать карандаши прямо на фабрике. Она была загружена до предела, а торговцы требовали все больше и больше. Тогда для производства карандашей Хаякава создал еще одну фирму, а сам продолжал работать над их конструкцией.

В 1916 году он разработал головку для грифеля, и механический карандаш принял тот облик, который сохраняет и по сей день. Изделие получило новое имя — «вечно острый карандаш», Ever-Ready-Sharp Pencil. Отсюда и ведет свое происхождение название корпорации Sharp.

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

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

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

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

Почему карандаш оставляет след

Вы когда-нибудь задумывались над тем, почему карандаш оставляет след? То есть как именно происходит этот процесс. Давайте разберёмся.

Странность графита в том, что он представляет собой форму чистого углерода, который является одним из самых мягких твердых веществ, известных, и один из лучших смазочных материалов, поскольку из шести атомов углерода, которые связываются в форму кольца, может легко скользить по соседними кольцами. К примеру, вы можете наблюдать эти кольца на снимке графита под микроскопом:

Графит под микроскопом

При рисовании карандашом сочетаются несколько важных факторов. Во-первых, стержень карандаша достаточно мягок. Всё из-за того, что в графите расположение атомов имеет строгий порядок — слоями, и тесно связаны друг с другом, но вот сами слои связаны не так сильно из-за большого расстояние между друг другом, поэтому стержень легко ломается.

Во-вторых, волокна бумаги, как это не странно, на самом деле тверды настолько, что крошат стержень карандаша, как морковь на тёрке, поэтому частички застревают между волокнами. Целая линия из этих осколков карандаша как раз и создаёт его след. По этим же причинам вы не сможете писать карандашом по гладким поверхностям (стеклу например), так как графитовые осколки просто не застревают на нём.

Бумага под микроскопом

У вас может возникнуть резонный вопрос, а почему ластик стирает карандаш? Ответ на самом деле прост. Целюлозные волокна бумаги настолько прочны, что рвут даже резину ластика, а сама резина обладает свойством клейкости, правда не такой сильной, какая есть у клея, но такой, что осколки графита липнут к резинке, которая ходит между волокон. Затем натёртые кусочки резины вместе с графитом скатываются в катышки, а вы их сдуваете прочь

След карандаша на бумаге

Как появился графитовый стержень

На протяжении еще нескольких веков художники экспериментировали с материалом грифеля, добавляли красителей, чтобы получить цвет, подмешивали костную муку, растительное масло, экспериментировали с пропорцией сланца и так далее. Некоторые из них держали рецепт в секрете, а кто-то продавал стержни собственного производства художникам прямо на улице.

Со временем успехов в грифельной алхимии и производстве добилась Англия – и вскоре стала крупнейшим мировым поставщиком «черного мела». Немалую роль в этом сыграло открытие в Кемберленде крупного графитного месторождения.

С тех пор именно графит стал главным компонентом стержня. Тогда и появился первый простой карандаш в современном виде. Это был 1492 год, 26 октября. Плюс английских карандашей был в том, что они были достаточно мягкими, чтобы ими было возможно писать. Вскоре простой карандаш использовался для рисования и письма повсеместно: им делали записи врачи и писали писатели, учились рисовать начинающие художники и так далее.

Карандаш был вещью недорогой, но и не дешевой. Во всяком случае, он стоил достаточно дешево, чтобы его могло себе позволить большинство свободных людей – и его покупали. Это был повсеместный и доступный инструмент для письма.

Так было до тех пор, пока в конце 18-го века английский парламент не запретил вывоз графита за границу. Зачем? Потому что из графита тогда делали не только карандаши, но и пушечные ядра. Король Георг Третий был очень обеспокоен тем, что Англия поставляет оружие своим же потенциальным врагам.

Поставки не прекратились, но стали незаконными, а что ввозится незаконно, то стоит дорого. Английские карандаши к тому моменту настолько прижились в Европе, что многие готовы были переплачивать.

Ниша оставалась пустой недолго. У народа был спрос на дешевые карандаши – и Франция смогла их предложить, правда, сильно видоизменив рецепт. В итоге мягкий грифель из глины и черной сажи в тогда уже деревянной «обертке» был прозван «парижским карандашом».

Еще дальше пошли немцы. Они поработали над простым карандашом и удешевили его во много раз. Вот, что они поменяли:

• Автоматизировали производство. Технологии того времени уже позволяли это сделать
• К глине добавились сера и клей, а графита, самого дорогого из ингредиентов, стало меньше.
• Укоротили стержень. «Все равно никто не исписывает карандаш до конца» — подумали немцы. Такой подход ушел в прошлое. Сейчас почти у всех карандашей стержень доходит до конца, но некоторые компании до сих пор пользуются немецким лайфхаком.

Так инструмент для письма стал дешевым, а Германия стала новым крупнейшим мировым поставщиком. И остается им до сих пор. LURA, Faber Castlell, все известные производители, не считая чешский Koh-I-Noor и американский Marco.

Со временем люди придумали шкалу жесткости грифеля, изобрели механический карандаш, а также популяризировали графику. Сегодня рисовать простым карандашом учат в любой школе искусств, а мастера этого направления выдают настоящие шедевры.

Даже у такого непримечательного предмета как простой карандаш может быть своя интересная история. И именно поэтому художники отмечают 26 октября День простого карандаша.

Карандаш – этимология слова

Историки считают, что первыми карандашами были палочки из свинцово-цинкового сплава, зажиточные горожане использовали палочки из серебра. Из металла изготавливали проволоку и к недлинному кусочку приделывали металлическую или деревянную ручку. Эти прародители современного карандаша были не очень удобными для письма, так как имели чувствительный вес, линия была нечёткой и выходила не ровной, и написанное исправить было невозможно.

Настоящая история всем известных карандашей, в нашем понимании, началась примерно в начале XIV века. Родиной карандаша считается Италия. Люди изготавливали стержень из мягкой глины и чёрного сланца, и оборачивали его в тонкую кожу. В исторических кругах это изобретение человечества носит название «Итальянского карандаша». Со временем грифели, стержни карандаша изготавливали из пережжёных костей животных с добавлением растительных клеев. Линия нарисованная «Итальянским карандашом» была чёткой и яркой.

Слово «КАРАНДАШ» имеет восточное происхождение, от тюркского karadaş – (kara), дословно-чёрный и  daş (даш) — камень, сланец. Дословно — чёрный сланец или чёрный камень.

Необычный космический карандаш

Наверное, почти все слышали байку о том, как глупые американцы тратили миллионы долларов на то, чтобы изготовить супер-пупер ручку для космоса, а бравые советские космонавты просто использовали карандаш.

Конечно, это всего лишь байка, ведь карандаш в своём обычно виде неприменим для космоса, так как стружка и грифельные осколки разлетались бы по всему кораблю в условиях невесомости, а древесина и графит вообще являются крайне легковоспламеняющимися материалами, что в условии космического корабля, наполненного кислородом, выглядит немного суицидально.

Устройство космической ручки

В реальности американцы использовали фломастеры, а наши космонавты использовали карандаши из воска, но история отчасти правдива, ведь в 1965 году Поль Фишер и его фирма Fisher Pen Company запатентовали «космическую ручку Фишера». Она будет писать, даже если её перевернуть вверх тормашками, чернила в ней не высыхают и не подвержены окислению, при этом она способна писать при температуре от -45 градусов по цельсию и до +200.

Космическая ручка

Копировальные карандаши

В прошлом выпускался особый вид графитных карандашей — копировальные (обычно называемые «химическими»). Для получения нестираемых следов в стержень копировального карандаша добавлялись водорастворимые красители (эозин, родамин или аурамин). Заполненный химическим карандашом документ смачивался водой и прижимался особым прессом (упоминается, скажем, в «Золотом телёнке») к чистому листку бумаги. На нём оставался (зеркальный) отпечаток, который подшивали в дело.

Копировальные карандаши широко использовались и в качестве дешёвой и практичной замены чернильных ручек.

Изобретение и распространение шариковых ручек и копировальной бумаги обусловило снижение и прекращение производства такого вида карандашей.

Процесс производства

Несмотря на кажущуюся простоту карандаша, процесс его производства является комплексным, требует разнообразных материалов для изготовления (в зависимости от способа производства, требований к конечному продукту), а именно: белая глина (каолин), графит, связывающее вещество (из варёного крахмала для графитовых, на основе целлюлозы для цветных), после жарки грифели помещают в масло (кокосовое, подсолнечное), расплавленный воск, парафин, стеарин, жир (пищевые, кондитерские), древесина для дощечек (ольха, тополь (низкое качество), липа (среднее качество), сосна, кедр, джелутонг (высокое качество)), клеи для скрепления (ПВА, синтетические (SV проклейка)), краска (пигменты для грифелей, для конечной покраски).

Всё это делает производство крайне зависимым от поставщиков сырья/ресурсной базы.

Для производства дощечек можно использовать высококачественную древесину — кедр — дерево, которое плодоносит в течение 250 лет своей жизни, после чего начинает постепенно умирать в течение ещё 250 лет, что позволяет использовать такие деревья в производстве, освобождая пространство для молодняка.

Фабрика Красина в России.

В России производство карандашей впервые организовал М. В. Ломоносов в Архангельской губернии. Сейчас в России существует только одна фабрика с полным циклом производства карандашей. Это фабрика имени Красина, которая через 7 лет отметит своё 100 летие.

Как вам статья?