Грифель¶

Грифель — это стержень из пишущего материала, вставляемый в карандаш или механический карандаш (цанговый, автоматический) для нанесения отметок на бумагу или другие поверхности. В зависимости от типа карандаша грифель может быть выполнен из графита, цветного пигмента с наполнителем, угля, сангины, пастели или восковых составов. В современном понимании термин «грифель» чаще всего относится к сменным стержням для механических карандашей, а также к графитовым стержням деревянных карандашей.

¶История

¶Происхождение названия

Слово «грифель» происходит от немецкого Griffel (стиль, писало) и восходит к латинскому graphium (стило для письма по воску). В Древнем Риме и Средневековье грифелем называли заострённую палочку из металла или кости для письма по вощёным дощечкам. Позже, с распространением грифельных досок (аспидных досок, шиферных досок), грифелем стали называть стержни из шифера или сланца для письма по ним.

¶Эволюция пишущих стержней

До XVI века для письма использовали свинцовые, серебряные или оловянные палочки, оставлявшие серые следы на бумаге. В 1564 году в Англии, в местности Борроудейл (графство Камбрия), было открыто крупное месторождение графита. Графит оказался значительно мягче металлов, оставлял более чёткий и тёмный след, не пачкал руки так сильно, как свинец. Первые графитовые стержни просто обматывали верёвкой или вставляли в деревянные трубки — так появился прообраз современного карандаша.

В 1795 году французский химик Никола Жак Конте запатентовал технологию изготовления графитовых стержней из смеси порошка графита и глины с последующим обжигом. Регулируя пропорции глины, он добился различной твёрдости грифеля — от мягкого (больше графита) до твёрдого (больше глины). Эта технология лежит в основе производства современных грифелей для деревянных карандашей.

В XX веке с изобретением механических карандашей (первый патент — 1822 год, массовое распространение — после 1915 года) появились тонкие сменные грифели диаметром от 0,2 до 5,6 мм. В СССР и России наиболее распространёнными стали грифели диаметром 0,5 мм и 0,7 мм для автоматических карандашей.

¶Классификация

¶По материалу

• Графитовые — наиболее распространённый тип. Состоят из смеси графита и глины, пропитанной связующими веществами. Могут быть разной твёрдости.
• Цветные — стержни на основе пигментов, наполнителей (каолин, тальк) и связующих (воски, масла, целлюлозные смолы). Для увеличения прочности в цветные грифели часто добавляют синтетические волокна.
• Угольные — из прессованного древесного угля, часто с добавлением сажи. Используются в рисовании для глубоких чёрных тонов.
• Пастельные — мягкие стержни из пигмента, мела и связующего, дающие матовый, бархатистый след.
• Сангина — стержни из оксида железа, дающие красно-коричневый оттенок.
• Восковые — цветные стержни на основе воска, часто используются для детских карандашей и для работы с твёрдыми поверхностями (стекло, пластик).

¶По твёрдости (для графитовых грифелей)

Международная шкала твёрдости (по Конте) включает буквенные обозначения:

• H (Hard) — твёрдые (от 9H — самый твёрдый, до H — твёрдый).
• B (Black) — мягкие (от B — мягкий, до 9B — самый мягкий, самый тёмный).
• HB — средняя твёрдость, стандарт для письма.
• F (Fine) — промежуточная между H и HB.

В российской системе (ГОСТ) используется шкала: Т (твёрдый), ТМ (твёрдо-мягкий), М (мягкий) с цифровыми индексами (Т2, М3 и т. д.).

¶По диаметру

• Для деревянных карандашей — стандартный диаметр грифеля около 2 мм (для стандартного карандаша) и до 5–6 мм (для художественных, например, «угольных» или «пастельных» карандашей).
• Для механических карандашей — наиболее распространённые диаметры: 0,3 мм, 0,5 мм, 0,7 мм, 0,9 мм, 1,3 мм, 2,0 мм, 3,15 мм, 5,6 мм. Чем тоньше грифель, тем точнее линия, но он более хрупкий.

¶Устройство и производство

¶Состав и технология

Современные графитовые грифели изготавливаются по технологии, близкой к патенту Конте. Смесь графита (природного или синтетического) и каолиновой глины (или бентонита) перемалывается в шаровой мельнице до частиц размером 1–10 мкм. Затем добавляется вода и связующее (декстрин, крахмал, целлюлозные смолы). Полученная паста формуется в стержни методом экструзии (продавливания через фильеры) или прессования. Стержни сушат, затем обжигают при температуре 800–1200 °C в бескислородной среде (для предотвращения выгорания графита). После обжига грифели пропитывают воском или маслом для придания скольжения и уменьшения ломкости.

Цветные грифели не обжигают при высоких температурах, так как пигменты могут разлагаться. Их формуют из смеси пигмента, наполнителя и связующего (воск, стеарин, полимеры) и сушат при низкой температуре.

¶Конструкция механических карандашей

Грифель в механическом карандаше удерживается цангой (разрезной втулкой) или фрикционным механизмом. Подача грифеля осуществляется нажатием на кнопку (автоматическая подача) или поворотом корпуса (винтовая подача). В некоторых моделях используется механизм «автоматической подачи» — грифель выдвигается при каждом нажатии на кнопку на фиксированную длину (обычно 0,5–1 мм).

¶Применение

¶Письмо и черчение

Грифели средней твёрдости (HB, F, ТМ) используются для повседневного письма, заполнения бланков, ведения записей. Твёрдые грифели (H, 2H, 3H) применяются в черчении и инженерной графике, так как дают тонкую, чёткую, не размазывающуюся линию, которая легко стирается ластиком. Мягкие грифели (B, 2B, 4B) используются для набросков, эскизов, штриховки.

¶Рисование и искусство

Художники используют грифели различной твёрдости для создания тональных переходов, светотени, детализации. Угольные и пастельные грифели дают насыщенные, бархатистые линии, позволяют работать в технике растушёвки. Сангина и сепия применяются для рисунков в тёплых тонах.

¶Технические и специальные области

• Строительство и ремонт — мягкие грифели (B, 2B) используют для разметки на дереве, бетоне, металле, так как они оставляют видимый след, который легко стирается.
• Косметология — грифели для карандашей для глаз, бровей, губ изготавливаются из косметических пигментов, восков и масел, проходят дерматологический контроль.
• Промышленность — графитовые стержни применяются в качестве смазки, электродов, в ядерных реакторах (как замедлитель нейтронов), но в этих случаях термин «грифель» обычно не используется.

¶Интересные факты

• Самый тонкий серийный грифель для механических карандашей имеет диаметр 0,2 мм (выпускается японской компанией Pentel для модели Orenz).
• В СССР выпускались грифели для механических карандашей диаметром 0,5 мм, 0,7 мм и 1,0 мм. Наиболее распространёнными были «автоматические карандаши» с грифелем 0,5 мм.
• В XIX веке грифели для аспидных досок изготавливались из сланца или шифера. Письмо по аспидной доске грифелем было основным способом обучения письму в школах до середины XX века.
• Грифели для цветных карандашей часто содержат синтетические волокна (например, полиэстер), которые повышают прочность стержня и предотвращают его поломку при заточке.
• В 2018 году компания Faber-Castell выпустила грифель для механического карандаша диаметром 0,5 мм с твёрдостью 9H — самый твёрдый из доступных на рынке для этого диаметра.

¶Критика и ограничения

Основные недостатки грифелей связаны с их хрупкостью (особенно тонких — 0,3 мм и 0,5 мм) и способностью пачкать руки и бумагу (особенно мягкие сорта). При письме грифелем на бумаге образуется графитовая пыль, которая может размазываться. Для устранения этих недостатков производители разрабатывают специальные покрытия (например, полимерные оболочки) и составы, снижающие пылеобразование. Также существуют «ластичные» грифели, содержащие в составе компоненты, облегчающие стирание.

¶Источники

• Конте, Никола Жак. «Способ изготовления карандашей». Патент Франции, 1795.
• Петров, В. А. «История карандаша: от грифеля до автоматического». — М.: Полиграфия, 2005.
• ГОСТ 1952-80 «Карандаши графитовые. Технические условия».
• ISO 9177-1:2016 «Mechanical pencils — Part 1: Classification, dimensions, performance and testing».
• Faber-Castell AG. «Technical Data Sheet: Graphite Leads for Mechanical Pencils». 2020.
• Pentel Co., Ltd. «Product Catalog: Orenz Mechanical Pencil Leads». 2022.