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鉛筆是以石墨或加顏料的粘土做成的筆芯為書寫介質,用於學習、辦公、工程製圖、美術、繪畫、各種標記等的書寫或繪畫工具。按性質和用途可分為石墨鉛筆、顏色鉛筆、特種鉛筆3類。

1 鉛筆 -鉛筆

以石墨或加顏料的粘土做成的筆芯,筆芯外包裹木製或紙制筆桿,筆端套有筆帽的書寫介質,用於學習、辦公、工程製圖、美術、繪畫、各種標記等的書寫或繪畫工具。隨著鉛筆磨尖機被更多的廠家所使用,磨尖鉛筆已經成為市場的主流,而磨尖后的鉛筆使得鉛筆的不便攜帶性更加突顯,使用的安全性問題也日益顯現,可以預測帶筆帽的鉛筆將在日後得到快速普及。

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2 鉛筆 -最新技術

中國人發明了新型帶帽木杆鉛筆,即:『鵝式鉛筆』 ,並獲得國家專利授權。此技術特徵是:其筆帽採用尾端渦旋式開放設計,解決了鉛筆的不便攜帶、不衛生、不安全、等問題。

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3 鉛筆 -沿革

古代希臘、羅馬曾有用鉛金屬製成類似鉛筆的鉛棒。這種筆多製成錐形,利用鉛與其他物體摩擦而留下鉛的痕迹,用以劃線做標記。14世紀時,歐洲出現類似現代的鉛筆,荷蘭畫家曾用以在紙上繪畫。義大利人曾使用鉛和錫的混合物製成鉛棒,用於繪畫和書寫。1565年在德國人C.格斯納的藏書上有用鉛筆繪製的圖解,並記載有「為了製圖和筆記,人們用鉛及其他混合物製成筆芯,然後附上木製的把柄,進行劃線……」的文字。同年英國開始以石墨為筆芯手工制出最原始的木杆鉛筆。1662年在德國紐倫堡市建成世界上第一家鉛筆廠──施德樓鉛筆廠。1761年德國人F.卡斯特在紐倫堡市創建了法泊·卡斯特鉛筆廠,採用硫磺、銻等作粘結劑與石墨加熱混合製造鉛芯,使鉛筆製造技術前進了一大步。1790~1793年,法國N.J.康德首次採用水洗石墨的辦法,使石墨的純度提高,並用粘土將石墨粘結製成筆芯,此法被稱為康德法。1793年建立康德鉛筆廠,為現代鉛筆工業奠定了基礎。2012年中國人發明了『鵝式(筆帽)鉛筆』,被稱為「完整鉛筆」。

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4 鉛筆 -分類

按形態分類可分為:「普通鉛筆桿、磨尖鉛筆」和「筆帽鉛筆」。

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石墨鉛筆  鉛筆芯以石墨為主要原料的鉛筆。可供繪圖和一般書寫使用。石墨鉛芯的硬度標誌,一般用「H」表示硬質鉛筆,「B」表示軟質鉛筆,「HB」表示軟硬適中的鉛筆,「F」表示硬度在HB和H之間的鉛筆。石墨鉛筆共分 6B、5B、4B、3B、 2B、B、 HB、F、H、2H、3H、4H、5H、6H、7H、8H、9H、10H等18個硬度等級,字母前面的數字愈大,分別表明愈硬或愈軟。此外還有7B、8B、9B3個等級的軟質鉛筆,以滿足繪畫等特殊需要。

顏色鉛筆  鉛芯有色彩的鉛筆。鉛芯由粘土、顏料、滑石粉、膠粘劑、油脂和蠟等組成。用於標記符號、繪畫、繪製圖表與地圖等。顏色鉛筆通常是成套(6,12,24,36,64種顏色)裝盒。

特種鉛筆  包括玻璃鉛筆、 變色鉛筆、 炭畫鉛筆、晒圖鉛筆、水彩鉛筆、粉彩鉛筆等,它們各有其特殊用途。

1.玻璃鉛筆:鉛芯由顏料、油脂和蠟類等組成。用於在玻璃、金屬、搪瓷、陶瓷、皮革、塑料、有機玻璃等表面書寫或作標記,供工業、醫藥、國防、勘測等部門使用。有紅、白、橘黃、 淡黃、 紫絳、深綠、淡藍、黑等顏色。

2.變色鉛筆:俗稱拷貝鉛筆。鉛芯含有耐曬青蓮色淀等染料,書寫的字跡用橡皮擦不掉,適用於繕寫長期保存的重要文件,記載賬目。有青蓮、紅、藍、綠、黃等顏色,以青蓮色居多。

3.炭畫鉛筆:又稱炭素鉛筆。鉛芯由粘土、木炭粉、炭黑等製成。用於繪畫、油畫打底。

4.晒圖鉛筆:又稱描圖鉛筆。石墨鉛芯用油溶蠟紅等紅色染料處理,以起遮光作用,用於繪圖后直接晒圖。

5.水彩鉛筆:鉛芯中加有水溶性酸性大紅等酸性染料。鉛芯沾水時就如同水彩顏料,用於相片著色、寫生、繪製地圖、統計圖表等。

6.粉彩鉛筆:鉛芯用顏料及多孔柔軟的原料(如碳酸鈣)製成,不含油脂和蠟類。其硬度和書寫手感類似粉筆。用於繪畫。

5 鉛筆 -原料

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鉛筆原料主要有鉛筆桿用料、石墨鉛芯原料、顏色鉛芯原料和外觀裝飾用料等。

鉛筆桿用料  主要包括木材和膠合劑。木材用於製作筆桿,要求紋理正直,結構細而勻,質軟或稍軟,略帶脆性,少含樹脂,吸濕性低,脹縮性小,不變形。主要有鉛筆柏(紅柏)、香杉、西達木、椴木、榿木等。膠合劑應有適當粘度、流動性和潤濕性,硬化后膠層有韌性,對刀具損傷小,具有一定耐水、耐熱、耐老化性能,常溫下易固化,硬化時間短,無毒等。主要有動物膠、聚酯酸乙烯乳液、熱熔膠等。

石墨鉛芯原料和輔助材料  原料有石墨和粘土。石墨為著色劑,利用其滑膩性和可塑性,製成鉛芯能劃出黑色痕迹,牢固粘附在紙面上,並能用橡皮擦掉。應選用含碳量高、顆粒細的石墨。粘土為粘結劑,利用其可塑性和粘結性,將石墨顆粒粘結起來。要求可塑性好,含鐵量低,燒結範圍寬的粘土。輔助材料包括成型材料和改變鉛芯性能材料。成型材料用於提高可塑性和粘結力,改善鉛芯成型性能。常用的有飴糖、黃耆樹膠等。改變鉛芯性能材料用於鉛芯燒結后油浸處理,藉以改善鉛芯物理性能(如磨耗、濃度、芯尖受力、滑度、硬度等)。常用的有石蠟、牛羊油、凡士林等,通常兩種或兩種以上搭配使用。

顏色鉛芯原料  有色料、體質原料、膠粘劑、油脂和蠟。色料(包括顏料和染料)起著色作用,要求著色力好,遮蓋力高、質軟、細度高,耐熱性好,無毒等。常用的有鈦白粉、炭黑、酞青藍等。體質原料起粘結、骨架和調節硬度作用。
外觀裝飾用料  主要有硝基纖維鉛筆漆、印花油墨、電化鋁箔、橡皮頭和鋁箍等。

製作工藝  可分為鉛筆板、鉛芯、鉛筆桿、成品裝飾等工藝過程。

鉛筆板加工  將原木開解、截斷,開方鋸解成木塊,經水熱處理后通過切板機切成鉛筆板。板長184mm,寬73mm,厚 4.8~5.2mm。再經加熱(60~120℃)乾燥和高溫(130~200℃)變性處理,使鉛筆板達到軟化易卷削的程度。

鉛芯加工  石墨鉛芯是以石墨與粘土按一定比例配好,經捏練機、三輥機調混后,通過壓芯機擠壓出一定規格尺寸(如HB~3H鉛芯直徑為1.80~2.10mm)的鉛芯,經加熱(50~150℃)乾燥和高溫(800~1100℃)焙燒,使其具有一定機械強度和硬度,最後經油浸處理而製成。 

顏色鉛芯加工和石墨鉛芯類似,但不需進行燒結。加工方法有兩種:一種是將粘土、滑石粉、膠粘劑、色料、油脂和蠟等混合均勻后,經成型、乾燥而製成,稱為混合法;另一種是將瓷土、滑石粉、色料及膠粘劑等混合均勻后擠壓成鉛芯或將經乾燥的鉛芯放在油芯容器中,在一定溫度下使其充分吸收油脂而製成,稱為油浸法。

鉛筆桿加工  用刨槽機將鉛筆板刨削成厚度為4.1~4.2mm,並有與鉛芯直徑相適應的芯槽的槽板,然後使用膠合劑將鉛芯和鉛筆板膠合起來,在夾緊狀態下加熱(50~120℃)乾燥1~8小時后,經刨桿機加工製成長度為178~180mm的白桿鉛筆。

鉛筆帽加工 先製作號筆帽模具,然後根據具體的產品設置指標,加工好裝配到鉛筆桿上。

外觀裝飾加工  將白桿鉛筆進行油漆和印花裝飾,以及切光、列印商標、裝橡皮頭等加工,使其成為具有一定規格、外觀顏色和花紋圖案的成品鉛筆。 

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6 鉛筆 - 正確使用鉛筆

大多數兒童在用鉛筆時都曾被鉛筆扎傷;鉛筆的使用方法好像很簡單卻隱藏著巨大的安全隱患,在人們發明了鉛筆刀后,削鉛筆的過程就安全了許多;但由於鉛筆刀削出來的鉛筆越來越尖,也就給使用者特別是正在發育的兒童帶來了前所未有的安全隱患,大量的鉛筆傷害兒童事件在不斷發生,給正在發育的兒童和青少年帶來了巨大的心靈和身體上的傷害;所以如果是兒童使用的鉛筆,建議最好能給鉛筆套上保護套,避免給自己和他人帶來不必要的傷害,養成好的用筆習慣。

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7 鉛筆 -(木杆)鉛筆發展史上的三大里程碑。

第一次, 石墨鉛筆的誕生:此時的「鉛筆」還處於僅僅滿足可以書寫的原始階段;
第二次, 木杆鉛筆的誕生:經歷百年的發展后,此時的「鉛筆」進入了其自身演變的初級階段;
第三次, 筆帽鉛筆的誕生:伴隨第一支『完整鉛筆』的誕生,鉛筆進入了自身發展的高級階段。
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8 鉛筆 -筆帽鉛筆

目前鉛筆消費市場主要分為專業繪畫消費市場和兒童消費市場。在中國每年有上億名兒童每天都要和鉛筆接觸,近年因鉛筆而傷害兒童的事件不斷增多,而鉛筆傷害兒童的惡性事件也呈上升趨勢,給正在成長發育的兒童帶來了嚴重的身體傷害和心靈傷害。

隨著人們消費認識的提升和產品技術的不斷創新,帶帽的鉛筆的出現,把困擾著鉛筆生產企業和鉛筆消費者的諸多問題從根本上得到了解決;人們不再為鉛筆的不衛生、不易攜帶、不易擺放等問題煩惱,更不用為兒童的鉛筆使用安全而擔心。

目前,市場上的筆帽鉛筆主要有:①中國自主創新的『 鵝式鉛筆』:其筆帽大小與普通筆帽相似,主要特徵是筆帽尾端採用360度渦旋開放設計。
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9 鉛筆 -相關書目

孟繁博主編:《鉛筆製造工藝》,輕工業出版社,北京,1987。

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10 鉛筆 -配圖

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