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        鉛筆,沒你想的簡單

        2020-12-17 07:00:40張慧
        發(fā)明與創(chuàng)新 2020年41期
        關鍵詞:凱西筆芯鉛筆

        文/張慧

        新學期已過半, 對于很多第一次走入校門的小朋友來說,鉛筆是他們學習寫字時拿起的第一支筆。

        每年有上百億支鉛筆被源源不斷地從工廠里制造出來,既稀松平常,又價格低廉。簡單的木質筆桿包圍著筆芯,最多在筆端加上一道金屬壓條,連接著一小塊橡皮——鉛筆的制作工藝看起來很簡單,以至于我們忘了它其實是一種非常年輕的書寫工具,制作一支鉛筆又集合了多少人的智慧。

        我們對鉛筆的誤解不少,它可沒我們想的簡單。

        名叫鉛筆,其實不含鉛

        鉛筆其實不含鉛,但它為什么又由此得名呢?

        鉛筆的故事要從16世紀初說起,當時,英國坎伯蘭地區(qū)有一個名為凱西克的小鎮(zhèn),當?shù)氐木用裨谂既婚g發(fā)現(xiàn)了一種黑色礦物質,它的外表與鉛相似,人們稱它為“black lead”,意思是“黑色的鉛”。于是之后用這種礦物質做成的筆,即使不含鉛,也被叫成了“鉛筆”。

        其實,這種黑色礦物質就是鉛筆筆芯的核心成分——石墨。凱西克小鎮(zhèn)的居民隨手拾起一小塊石墨,發(fā)現(xiàn)手指被染色,于是就用它來給自家的羊做區(qū)分標記;還有人在蓋房子打樁時用它來標記位置、在木頭貨箱上做標注……隨時書寫的便利讓其很快流行開來,使用形式上也向一支筆靠近:把石墨塊切割成細條,放置于挖出凹槽的方木桿中,然后削平冒出木桿的石墨條部分。凱西克鎮(zhèn)成為了早期世界鉛筆的制造中心,直到今天,小鎮(zhèn)上還有一座用鉛筆工廠改建成的凱西克鉛筆博物館。

        石墨制成的鉛筆墨跡清晰又容易修改擦拭,非常適合繪制炮彈模具之類精確的軍事繪圖。于是英國國王喬治二世宣布,把凱西克鎮(zhèn)的礦區(qū)收歸皇室所有,禁止出口,并派出武裝部隊對礦床進行嚴密看守。除了軍事用途,鉛筆還十分適合藝術家和設計師繪制草圖,整個歐洲對鉛筆的需求量都十分巨大,石墨的走私活動也開始出現(xiàn)。借由這種方式,鉛筆悄悄流傳,到16世紀60年代末,已經傳遍整個歐洲。

        看似古老,其實很年輕

        然而,從16世紀到18世紀將近三百年的時間里,英國王室一直壟斷著石墨的供給,今天平淡無奇的小小鉛筆,在當時的歐洲各國都算是奢侈品。雖然商人在歐洲各處尋覓石墨的礦藏,但并不十分成功。即使在以采礦業(yè)著稱的紐倫堡,雖然當?shù)亻_采出石墨礦的消息曾轟動一時,但最終人們略帶失望地發(fā)現(xiàn):紐倫堡的石墨純度遠遠低于英國的優(yōu)質石墨,雜質較多,所以只能把石墨磨成粉末,加入硫磺、銻制成鉛筆筆芯。這樣的德國筆芯著色淡,書寫效果遠遠比不上凱西克純石墨制成的鉛筆。但不管怎樣,德國成為了世界上繼英國之后又一能生產鉛筆的國家。

        直到拿破侖戰(zhàn)爭之前,法國鉛筆完全依賴德國進口。然而受戰(zhàn)爭影響,德國的進口鉛筆之路被堵死了。沒有鉛筆,會影響到法國建筑、產業(yè)設計圖的制作,特別是當時最迫在眉睫的軍事繪圖,當時的法國軍政部長委托一位名叫孔德的科學家,要求他務必研發(fā)出能夠滿足本國需求的鉛筆。

        圖/東方IC

        孔德曾經是一名肖像畫家,對鉛筆和顏料再熟悉不過,基于對石墨性質的了解,他很快就找到了解決之道:在德國制造筆芯的基礎上進行改良,把石墨粉與黏土混合,再在高溫下燒制成筆芯。新的制造工藝不僅大大節(jié)約了石墨的使用,打破了英國對石墨的壟斷地位,還順便解決了純石墨過軟的問題,更重要的是:石墨和黏土的比例可以靈活調整,黏土比例越高,筆芯越堅硬,而石墨比例越高,筆芯黑度越高——由此可以組合出滿足不同需求的鉛筆類型。1795年,孔德為這一制芯方法申請了專利。直到今天,鉛筆筆芯的制造仍然在沿用孔德的基本方法。

        也就是說,現(xiàn)代意義上的鉛筆出現(xiàn)的時間是在18世紀末,距今也不過200多年。比起毛筆、羽毛筆等書寫工具,看似原始的鉛筆其實很年輕。

        看似簡單,其實發(fā)展不易

        歐洲雖然創(chuàng)造出當今鉛筆的雛形,卻沒有實現(xiàn)量產,要論大規(guī)模量產,美國后來者居上。

        獨立戰(zhàn)爭后的美國工業(yè)仍未獨立,就連鉛筆這樣簡單的物件也要依賴歐洲進口。美國內戰(zhàn)時期,士兵需要鉛筆書寫家信,工匠需要鉛筆繪制圖紙,最重要的軍事繪圖也需要大量的鉛筆供應,正如拿破侖戰(zhàn)爭刺激了法國的鉛筆制造,美國的鉛筆工業(yè)也在南北戰(zhàn)爭中蓬勃發(fā)展起來。

        擁有一座石墨加工廠的約瑟夫·迪克森,趁著南北戰(zhàn)爭對鉛筆大量需求的機會,改石墨廠為鉛筆制造廠。1872年,迪克森已經成為當時世界上最大的石墨消費商,鉛筆日產量高達8.6萬支。到了19世紀末,全球鉛筆生產業(yè)的格局集中在美國與德國的競爭上,后者專注于生產高品質的昂貴鉛筆,前者則把目光投向量產策略上,以量制價。美國有豐富的杉木資源,能以低價購得原料,更重要的是美國采用全自動鉛筆機生產鉛筆,在歐洲廠商生產一支鉛筆的時間里,能一次制造出約50支鉛筆。

        隨著時間的推移,簡便又價格低廉的鉛筆成為了一種跨階級的書寫工具。直到今天,鉛筆仍然被企劃者、繪圖員、建筑師、工程師等青睞,代表著思想與創(chuàng)造力。小小一支鉛筆曾經無比珍貴,來自歷史必然與偶然的交織,鑄成了鉛筆的大簡至美。

        延伸閱讀

        經典傳承 中國制造書寫太空

        綠桿竹葉印花、刻有銀白華表和燙金字體的中華牌鉛筆,是無數(shù)人童年初學寫字時握起的第一支筆,承載著幾代中國人共同的書寫回憶??此坪唵蔚你U筆,曾在過去默默寫下了一段民族制造的傳奇故事。

        20世紀30年代以前,中國的民族工業(yè)尚不足以支撐鉛筆自主制造,鉛筆消費完全依賴進口。之后陸續(xù)建立的鉛筆制造廠大多采用進口筆芯和筆桿,在國內進行拼裝。在日本的中國留學生吳羮梅,求學期間曾在一家日本鉛筆工廠實習,1935年他回到上海,籌資建立了一家鉛筆制造廠——中國鉛筆一廠。這也是中國第一家能自制鉛芯、筆桿及外觀加工的鉛筆制造工廠,生產出的鉛筆就是后來的“中華鉛筆”。

        新中國成立以后,中華鉛筆承載了國產繪圖鉛筆的研發(fā)任務,歷經多年研發(fā)實驗,終于在1954年研制出14種規(guī)格的高級繪圖鉛筆。1956年,國家輕工業(yè)部門制定了《鉛筆生產工藝操作要點》,將一支鉛筆從制芯、制桿到成品,歷經的配料、輥軋、軋芯、燒芯、刨槽、膠芯、刨桿等15道大工序,80多個步驟予以細化和規(guī)范。

        除了“人生第一筆”,中華牌鉛筆還在2008年研制出“中華神七太空書寫筆”。在克服了失重、震動、溫差等一系列難題,經過長達三年的研發(fā)和環(huán)境指標的測試以后,一支在發(fā)射過程或者宇宙大環(huán)境下不會斷裂,筆芯濃度穩(wěn)定,筆桿方便宇航員戴著手套書寫的太空筆誕生了。它隨神舟七號載人飛船一起“上九天攬月”,幫助三位航天員記錄下浩瀚太空。

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