IV Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

НЕПРОСТАЯ ИСТОРИЯ ПРОСТОГО КАРАНДАША
Воронова В.Д.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


I. Введение

1. Постановка проблемы. Тема проекта. Цель проекта. Задачи. Гипотеза. Методы исследования.

Карандаш – любимый инструмент для рисования известен каждому с самого раннего детства. Мы все пользуемся цветными и «простыми» карандашами в повседневной жизни и не задумываемся о «возрасте» этого изобретения человечества. Сердце карандаша сделано из черного камня графита. А почему простой карандаш называется «простым»? Оттого, что он очень просто устроен, или его просто получить, или потому, что им просто провести линию на бумаге?

Каждый ребенок любит с детства рисовать карандашами. Как это прекрасно, когда на листе бумаги появляется то, что можно изобразить своими руками.

Но всегда ли карандаши являются тем помощником, который только помогает? Всегда ли мы довольны тем, как они рисуют, чертят, штрихуют?

Я хожу в ДЮЦ на кружок изобразительного искусства, и много раз я была недовольна тем, что получалось во время работы простым карандашом. Поэтому у меня возник интерес к тому, чтобы узнать, откуда появились карандаши и почему карандаши оставляют не всегда тот след, который мне нужен. Я решила узнать о карандашах всю подноготную: историю карандашей, происхождение названия и их эволюцию.

Тема моего исследования «Непростая история простого карандаша».

Данная тема представляет особую актуальность, так как при всём многообразии карандашей очень часто сложно выбрать те, которые соответствуют по качеству и поэтому приходится затрачивать дополнительные средства на их покупку.

Цель и задачи.

Целью данной работы является изучение простых карандашей по способу их производства, составу и свойствам.

Задачи:

  • собрать и проанализировать информацию по данной теме;

  • изучить историю создания карандаша;

  • дать краткое описание технологического процесса производства;

  • изучить карандаши розничной торговли;

  • разработать памятку, как научиться выбирать карандаши и поделиться опытом с одноклассниками;

  • найти интересные сведения о карандашах в Интернете;

  • сделать выводы.

Предмет исследования: сведения о простых карандашах, производство простых карандашей, их свойства.

Объект исследования: простой карандаш.

Гипотеза моей работы состоит в следующем: если карандаш «простой», то его, возможно, совсем не просто получить.

Для исследования я выбрала следующие методы:

-изучение энциклопедической работы по этому вопросу;

-поиск недостающей информации в глобальной сети Интернет;

-опрос товароведов различных торговых точек с целью выявления разнообразия видов карандашей в Лебедяни, обобщение информации;

-анкетирование среди учащихся, учителей и родственников;

-анализ результатов анкетирования.

  •  
    1.  
      1. Основная часть.

1.Теоретическое обоснование проблемы

1.1.Страничка истории

История изобретения графитовых карандашей уходит своими корнями в далекий шестнадцатый век, когда английские пастухи нашли в земле неподалеку от своей деревни странную черную массу, которая очень напоминала уголь, но почему-то совсем не хотела гореть.

Графит темно-серое, жирное на ощупь, кристаллическое вещество с металлическим блеском. Имеет слоистую структуру. Проводит тепло и электрический ток. Очень тугоплавкий. При 1200˚С можно перевести в алмаз.

Первый документ, в котором упоминается деревянный карандаш, датирован 1683 годом. В Германии производство графитных карандашей началось в Нюрнберге. В конце ХVIII века чешский фабрикант Гартмут, изготавливающий химические чашки - тигли, нечаянно уронил одну из них. Осколок чашки, падая, прочертил четкую линию на бумаге, потому что в глину добавляли немного порошка графита. После недолгих опытов Гартмут нашел их оптимальное соотношение, и вскоре его фабрика начала делать стержни для письма. Однако их было неудобно держать в руке: они легко ломались, да и пачкали пальцы, тогда французский ученый Конте изобрел для них деревянную "одежду", и вскоре по всей Европе заработали фабрики, одевая пишущие палочки в деревянные "рубашки". С оправкой графитового стержня в деревянную оболочку вид и принцип действия карандаша уже не изменяется более двухсот лет.

Во Франции примерно в то же время Н.-Ж. Конте самостоятельно изобрел карандаш в 1794 году. 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, несмотря на это, графит продолжал попадать в Европу контрабандным путем, что привело к резкому увеличению его цены. По заданию французского конвента (законодательный орган, фактически наделённый неограниченными полномочиями) Контэ разработал рецептуру смешивания графита с глиной и производства из этих материалов высококачественных стержней. С помощью обработки высокими температурами была достигнута высокая прочность. Еще более важным был тот факт, что изменение пропорции смеси давало возможность делать стержни различной твердости.

Это 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. Последнее зависит от процентного содержания графита в смеси и влияет на цвет стержня (грифеля) – чем больше графита, тем темнее и мягче грифель карандаша.

Маркировка карандашей, принятая в разных странах.

Оттенок

США

Европа

Россия

 

#1

 

М

 

#2

HB

ТМ

 

#2½

F

-

 

#3

H

Т

 

#4

2H

Если на карандаше стоят знаки:

М - карандаш мягкий

- в 2 раза мягче

Т – карандаш твёрдый

– в 2 раза твёрже

ТМ – твёрдо-мягкий

НВ –карандаш для художественных работ высокого качества

Посмотрим, как рисуют карандаши разной степени твёрдости:

Шестигранный корпус карандаша предложил в конце XIX века граф Лотар фон Фаберкастл, заметив, что карандаши круглого сечения часто скатываются с наклонных поверхностей для письма.

Появлению механического карандаша надо благодарить американца Алонсо Таунсенда Кросса. Он заметил, что почти 2/3 материала, составляющего простой карандаш, уходит в отходы при его заточке. Это и натолкнуло его на создание в 1869 году металлического карандаша. Графитный стержень размещался в металлической трубке и мог по необходимости выдвигаться на соответствующую длину.

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.

Вот так на свете появились карандаши.

1.2. Производство карандашей в наши дни

Как делают карандаши?

Производственный процесс на современной карандашной фабрике состоит из нескольких десятков отдельных технологических операций. Для изготовления одного карандаша используются около ста видов различных расходных материалов, а времени на это уходит не менее десяти дней.

Из чего сделаны карандаши?

Основным материалам для производства карандашей является графит. Вс Они используется для изготовления «сердца» карандаша – его пишущего стержня. Вторая, не менее важная составляющая каждого карандаша – это деревянная оболочка, надежно защищающая стержень от механических повреждений, а наши руки - от графитовой пыли.

Помимо графита для производства грифелей используют: каолиновую глину или полимеры, крахмал (для простых карандашей), целлюлозу (для цветных карандашей), масло (кокосовое или подсолнечное), воск, парафин, стеарин или жиры.

Для производства корпуса применяют:

низкое качество – тополь, ольха;

среднее качество – липа;

высокое качество – кедр, сосна, джелутонг.

Для скрепления корпуса и закрепления грифеля разнообразные клеи, а для покраски корпуса различных цветов краски.

Как сделан карандаш: производство карандаша?

Производство любого карандаша начинается на лесопилке, где бревна очищают от коры и делают из них брус. Далее брус нарезают короткими кусками, каждый из которых затем распиливают на дощечки заданной толщины.

Дощечки сортируют, отбраковывают нестандартные, собирают в пачки подходящие и загружают их в автоклав. Там дощечки окончательно высушивают, а затем пропитывают парафином.

Подготовленные таким образом дощечки поступают в следующий цех, где их пропускают через сложный станок, который одновременно шлифует их поверхность и делает на ней с одной стороны параллельные тонкие и длинные канавки. В эти углубления впоследствии будут укладываться стержни будущих карандашей.

Тем временем в другом цеху уже изготавливаются пишущие стержни. Делают их из смеси графита и глины, которые измельчают в тончайший порошок. Затем порошок смешивают с водой и формуют стержни, выдавливая полученное «тесто» через тонкие отверстия, проделанные в специальном штампе, примерно так же, как делают спагетти. Потом полуфабрикаты стержней сушат, после чего их запекают при температуре около одной тысячи градусов в специальной электрической печи.

После отжига стержни пропитывают жиром. Делается это для того, чтобы потом стержнями можно было писать.

Готовые стержни отправляют в сборочный цех, где автомат будет укладывать их в уже вырезанные в дощечке канавки, а потом сверху будут помещать вторую смазанную клеем дощечку таким образом, чтобы края канавок в верхней и нижней частях точно совпадали. Получившиеся карандашные «бутерброды» складывают в стопки и стягивают их струбцинами для того, чтобы клей хорошо "схватился" и обе половинки намертво приклеились друг к другу.

Стопки несколько часов сушат при температуре 40 градусов, затем струбцины снимают и дощечки отвозят к станку, который их уже разделит на отдельные карандаши. Там же карандашам придадут привычную для нас круглую или шестигранную форму и аккуратно обрежут торцы.

Готовые «голые» карандаши после этого отправляются на покраску. Чтобы новые карандаши были гладенькими и блестящими, их красят не один раз, а три и даже иногда четыре – семь раз, а потом еще несколько раз покрывают лаком. Там же в покрасочном цехе на карандаши наносят маркировку и логотип фирмы.

Яркие, блестящие, пахнущие свежей краской карандаши перевозят в фасовочный цех, где их раскладывают по картонным коробочкам, которые затем упаковывают в большие ящики и отправляют в магазины.

Поэтому производство карандашей не так просто, как кажется при взгляде на сам карандаш.

Что касается внешнего вида карандашей, то они очень разнообразны и по цвету, и по форме. Есть круглые, есть шестигранные, есть трех- и восьмигранные. Изготовляют даже плоские карандаши и эллиптические. Есть карандаши-стиралки — с ластиком на конце, есть карандаши-подсказки — с таблицей умножения и алфавитом. Есть «веселые» карандаши — к ним прикреплен бубенчик, который весело позванивает. Бывают карандаши с кисточкой — нарисовал и тут же раскрасил. Выпускают даже карандаши ароматические — рисуешь розу и, вдруг, чувствуешь ее тонкий аромат. А для тех, кто грызет не переставая кончик карандаша, придумали карандаши витаминизированные. Надежные карандаши выручат вас тогда, когда ручка может закапризничать и отказаться работать. Их берут с собой аквалангисты, чтобы делать зарисовки под водой. На них не оказывает губительного влияния даже невесомость и мороз! Так что в космосе и на полярных станциях без них никак не обойтись.

Подсчитано, что одна буква, написанная карандашом, весит 0,00033 г. Мое имя (Виктория), написанное карандашом будет весить 0, 00264 г. Сколько же будет весить ваше имя, написанное карандашом?

В настоящее время выпускаются карандаши трех основных групп: чернографитные карандаши, копировальные (химические) и цветные карандаши. Всего выделяется около 17 групп. По целевому назначению различают карандаши школьные, канцелярские, чертежные и рисовальные, по «форме» – деревянные, механические, цанговые. Качественный карандаш обладает следующими свойствами: карандаш должен быть ударопрочным и не ломаться при затачивании (это относится и к грифелю, и к корпусу); грифель не должен царапать бумагу; след, оставленный чернографитным карандашом, должен быть четким вне зависимости от степени твердости, не должен выцветать и терять со временем густоту окраски и должен легко стираться ластиком.

1.3. Интересные факты о карандашах.

В процессе работы над темой нам встретились следующие интересные факты, связанные с карандашами. Вот они:

  • Карандаш твердостью НВ и длиной 17,5 см может:

- oчертить линию длиной 56 км, (35 миль) [Данные на 2010г. Для сравнения: в 1994г. - 51,5км, в 1998 - 54,7км, в 2005 - 55,1км, в 2008 - 55,8км];

- написать около 45 000 слов;

- быть заточен 17 раз.

  • Перед тем как поломаться, средний заостренный кончик карандаша противостоит давлению 255 атмосфер или 264 кг на см (3750 фунтов на дюйм)

  • Более 14 миллиардов карандашей производятся в мире каждый год - из этого количества можно обогнуть нашу планету 62 раза.

  • На Нью-Йоркской Фондовой бирже ежегодно используется один миллион карандашей.

  • Карандаш:

- не течет и не требует заправки чернилами;

- легко удаляется;

- нетоксичен;

- не является проводником электротока;

- будет писать перевернутый вверх, под водой и в космосе.

  • Из одного большого дерева можно сделать приблизительно 300 000 карандашей.

  • Стейнбек (американский прозаик, лауреат нобелевской премии по литературе 1962 года), 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.

  •  
    1.  
      1. Практическое обоснование проблемы.

2.1.Эксперимент 1: по определению наличия жира в графите.

В процессе работы у меня с моим руководителем возникла идея, опираясь на классификацию карандашей по твердости, провести эксперимент на наличие количественного содержания жира в графите и влияние его на мягкость карандаша.

Цель: подтвердить или опровергнуть, что след оставляемого карандаша

зависит от содержания жира в грифеле.

Чтобы подтвердить или опровергнуть, что грифельный карандаш оставляет разный след из-за различного количества жира, добавленного в карандаш, мною был проведён эксперимент.

Условия эксперимента: были взяты кусочки шёлковой ткани, грифельные стержни из карандашей с разными обозначениями на корпусе карандаша.

В течение 1 минуты, по очереди, стержни протирала тканью. После этого кусочки ткани были постираны обычным стиральным порошком и разглажены утюгом.

В результате этого эксперимента мне удалось увидеть следующее: лучше всего след на ткани оставляли те грифельные стержни, у которых по условным знакам на корпусе карандаша были обозначения М, 2М. После стирки на ткани остались жирные пятна и особенно они были чётко видны после использования стержней с обозначением М, 2М.

Вывод: в результате эксперимента мне удалось подтвердить, что разный след

грифельные карандаши оставляют из-за разного содержания жира.

2.2.Эксперимент 2: выбор карандашей при покупке (мнение продавца).

Цель: выяснить, как обычно происходит выбор карандашей при покупке?

Из беседы с продавцом магазина канцелярских товаров я узнала, что чаще всего при покупке карандашей люди смотрят на красивую упаковку, в которой находятся карандаши, или по их яркой окраске, не задумываясь о том, какого они качества или для какого вида изобразительного творчества они нужны.

Вывод: выбор карандаша происходит по художественному оформлению.

2.3. Анкетирование среди учащихся.

Цель: выяснить, как обычно происходит выбор карандашей при покупке?

В целях выяснения способа выбора карандашей, мною было проведено анкетирование учеников 4 классов МБОУ «Средней общеобразовательной школы № 2 с углубленным изучением отдельных предметов имени Героя Советского Союза генерала-майора Ивана Ивановича Жемчужникова».

Учащимся было предложено ответить на вопросы, по которым можно было бы судить, как дети выбирают карандаши для своего использования.

Результаты анкетирования:

Из анкет 117 четвероклассников нашей школы, которые были мной, опрошены (выбор карандаша при покупке) результат распределился следующим образом:

  1. По красоте - 12

  2. По форме - 4

  3. По размеру - -------

  4. По цене - 29

  5. По совету продавца - 11

  6. По условным знакам на карандаше - -------

  7. По упаковке - 2

  8. По качеству письма – 45

Вывод: выбор карандашей (и это отрадно отметить) дети чаще всего осуществляют по качеству письма, затем по цене, на третьем месте по красоте и т.д., следовательно, выбор происходит в основном обдуманно. Но никто из ребят не указал такую категорию, как по «по условным знакам на карандаше». Это говорит о том, что мои одноклассники еще не владеют информацией о маркировке карандашей. Поставила пред собой задачу рассказать им об этом, и задачу выполнила.

2.4.Памятка: «Как правильно выбрать карандаш?»

Мной составлена памятка «Как правильно выбрать простой карандаш?» Вот она.

1. Подумай, для чего нужен карандаш (чертить, рисовать, штриховать).

2. Для работы выбери карандаш с подходящим значком на корпусе:

Т – твёрдый (след маловидимый)

М – мягкий (след хорошо видно)

ТМ - твёрдо-мягкий (след зависит от нажима)

НВ - для художественных работ высокого качества,

СОLОR - для фонового оформления (след размытый)

3. Мягкие простые карандаши лучше прорисовывают уже готовый рисунок, придавая ему объема. А основу лучше рисовать более твердыми карандашами, которые могут дать базу рисунка.

4. Выясни у продавца, какие карандаши более покупаемы и попроси разрешения, если это возможно, попробовать, ка они рисуют.

5. На нашем рынке есть много представителей канцтоваров известных фирм, но можно с уверенностью выделить такие компании, как Marco и Koh-I-Noor. Это хорошее сочетание цены и качества, а также данные компании выпускают наборы простых карандашей, которые подойдут как школьнику, так и художнику.

  •  
    1.  
      1. Заключение

Моя гипотеза о том, что простой карандаш получить не просто, подтвердилась.

1.В результате проведённой исследовательской работы я выяснила:

  • откуда появились карандаши и из чего они состоят;

  • что существует взаимосвязь оставляемого следа карандаша на бумаге от его состава;

  • для чего на карандаши ставят буквенные обозначения и что они обозначают;

  • что есть способ, по которому можно выбрать подходящий карандаш для работы, если он не подстроган.

2. Мной разработана памятка, как научиться выбирать карандаши для конкретного вида работы.

Эта исследовательская работа была для меня очень интересна и имеет практическое значение для меня и моих одноклассников. Теперь я могу сама правильно выбирать карандаши и поделиться опытом, как правильно их выбрать для разного вида работы, чтобы не затрачивать время и дополнительные денежные средства на их покупку.

  •  
    1.  
      1. Список использованных источников и литературы:

  1. Ожегов С.И. Толковый словарь русского языка: М., 4-е издание, дополненное, с. 265.

  2. Карандаш, письменная принадлежность // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона.

Электронные ресурсы:

  1. http://www.toybytoy.com/stuff/Pencils - дата обращения 18.11.17.

  2. https://elhow.ru/razvlechenija/hobbi/risovanie/poluchenie-cvetov/kak-poluchajut-kraski?utm_source=users&utm_medium=ct&utm_campaign=ct – дата обращения 18.11.17.

  3. http://история-вещей.рф/kantstovaryi/istoriya-karandasha.html - дата обращения 19.11.17.

  4. http://potrebitel.org.ua/2017/04/kakie-prostyie-karandashi-luchshe/ - дата обращения 23.11.17.

  5. http://faqed.ru/history-historical-notes/history/istoriya-poyavleniya-karandasha.htm - дата обращения 19.11.17.

  6. http://kid-info.ru/rasskazhite-detyam/istoriya-karandasha.html - дата обращения 19.11.17.

  7. http://какиебывают.рф/пост/какие_бывают_карандаши - дата обращения 19.11.17.

  8. http://potrebitel.org.ua/2017/04/kakie-prostyie-karandashi-luchshe/ - дата обращения 23.11.17.

Приложение

Памятка: «Как правильно выбрать карандаш?»

1. Подумай, для чего нужен карандаш (чертить, рисовать, штриховать).

2. Для работы выбери карандаш с подходящим значком на корпусе:

Т – твёрдый (след маловидимый)

М – мягкий (след хорошо видно)

ТМ - твёрдо-мягкий (след зависит от нажима)

НВ - для художественных работ высокого качества,

СОLОR - для фонового оформления (след размытый)

3. Мягкие простые карандаши лучше прорисовывают уже готовый рисунок, придавая ему объема. А основу лучше рисовать более твердыми карандашами, которые могут дать базу рисунка.

4. Выясни у продавца, какие карандаши более покупаемы и попроси разрешения, если это возможно, попробовать, ка они рисуют.

5. На нашем рынке есть много представителей канцтоваров известных фирм, но можно с уверенностью выделить такие компании, как Marco и Koh-I-Noor. Это хорошее сочетание цены и качества, а также данные компании выпускают наборы простых карандашей, которые подойдут как школьнику, так и художнику.