С давних пор в качестве пишущего инструмента наряду с мелом использовались кусочки мягкого минерала графита – одной из разновидностей углерода. Графит имеет слоистое, чешуйчатое строение. При трении о какой-либо предмет чешуйки этого материала отслаиваются и оставляют след на предмете. Слово графит произошло от греч. графо – пишу. Со временем из кусков графита стали изготавливать палочки, а для того, чтобы не пачкались руки, они обертывались различными материалами (тканью, бумагой и т.д.). Эволюция графитового пишущего инструмента в конце концов привела к созданию деревянного карандаша, известного каждому человеку. Как же выделывают современный карандаш?
Для изготовления рабочей части графитового карандаша готовят смесь графита и глины с добавкой небольшого количества гидрированного подсолнечного масла. В зависимости от соотношения графита и глины получают грифель различной мягкости – чем больше графита, тем более мягкий грифель. Смесь перемешивают в шаровой мельнице в присутствии воды в течение 100 ч. Приготовленную массу пропускают через фильтр-прессы и получают плиты. Их подсушивают, а затем из них выдавливают на шприц-прессе стержень, который режут на части определенной длины. Стержни в специальных приспособлениях высушивают и исправляют возникшую кривизну. Затем их обжигают при температуре 1000...1100°C в шахтных тиглях.
Для изготовления древесной части карандаша в различных странах используют различные породы древесины (липа, сибирский кедр и др.). Определенного размера (в 5...7 карандашей) дощечки из древесины пропаривают в автоклаве с водным раствором калиевого мыла и с добавками турецкого красного мыла при 100 атм без нагревания, т.е. при комнатной температуре. После обработки в автоклаве дощечки сушат в потоке теплого воздуха. Затем в них делают каналы точно на половину грифеля карандаша. Эти дощечки промазывают клеем (поливинилацетатом), в каналы вкладывают грифели и накрывают другой такой же промазанной клеем дощечкой, но уже без грифеля. Склеивание проводят под прессом при комнатной температуре. Затем склеенные дощечки разрезают на соответствующее количество карандашей и обрабатывают их снаружи до заданной формы – круглой или шестигранной, края обрезают, а поверхность шлифуют и затем окрашивают. После этого на поверхности под прессом выдавливают марку завода-изготовителя и название карандаша.
В состав грифелей цветных карандашей входят каолин, тальк, стеарин (широкому кругу людей он известен как материал для изготовления свечей) и стеарат кальция (кальциевое мыло). Стеарин и стеарат кальция являются пластификаторами. В качестве связывающего материала используют карбоксиметилцеллюлозу. Это клей, используемый для наклейки обоев. Здесь его также предварительно заливают водой для набухания. Кроме того, в грифели вводят соответствующие красители, как правило, это органические вещества. Такую смесь перемешивают (вальцуют на специальных машинах) и получают в виде тонкой фольги. Ее измельчают и полученным порошком набивают пистолет, из которого и шприцуют смесь в виде стержней, которые режут на куски определенной длины и затем сушат. Для окраски поверхности цветных карандашей используют те же пигменты и лаки, которыми обычно окрашивают детские игрушки. Подготовку деревянной оснастки и ее обработку проводят так же, как и для графитовых карандашей. Вряд ли можно найти человека, который в детстве не рисовал бы акварельными красками. Несомненно, что многие из взрослых людей вновь вернутся к этому занятию, но уже вместе со своими детьми, а затем и с внуками. Что собой представляют акварельные художественные краски? Это весьма мелко растертые (тонкодисперсные) пигменты высших сортов, смешанные с растительным клеем гуммиарабиком или с декстрином, получаемым нагреванием крахмала в присутствии кислот. Важно то, что оба они водорастворимы. В смесь обязательно вводится пластификатор (мед или глицерин) и антисептик (фенол). Акварельные краски характеризуются высокой прозрачностью и потому используются без добавок белил. После высыхания на бумаге они не должны стираться легким нажатием ватного тампона и быть устойчивыми к солнечному свету. Акварельные краски выпускаются в сухом виде в таблетках и плитках, а также в пастообразном состоянии в тюбиках.
К акварельным краскам близки гуашевые (плакатные). В дополнение к тем же компонентам в гуашевые вводят белила. Поэтому в отличие от акварельных они непрозрачны. Выпускаются гуашевые краски в тюбиках и имеют пластичную, но текучую консистенцию.