多くの人が小学生時代に頻繁に使用していた鉛筆ですが、その芯の成分について詳しく知っていますか?
鉛筆と名前が付いているため、鉛を含んでいると思われがちですが、実は鉛は含まれていません。
鉛筆の芯について
鉛筆の芯の主要成分
鉛筆の芯は主に黒鉛(グラファイト)と粘土から作られています。これらの材料を適切な割合で混合し、棒状に形成した後、1000℃以上の高温で焼き固めて製造されます。
黒鉛は炭素から成る鉱物で、石炭やダイヤモンドと同じ炭素の一形態です。この天然の材料を使用し、鉛は一切含まれていません。
鉛筆の芯の濃さ(硬さ)の違い
鉛筆の芯の濃さや硬さは、黒鉛と粘土の混合比率によって調整されます。黒鉛の割合が多いほど芯は柔らかく、濃い線が描けます。これは、黒鉛が紙に容易に削れて付着するためです。
逆に、粘土の割合が多いと芯は硬くなり、線は薄くなります。粘土は工作で使用されるものと同様で、焼成後は非常に硬くなり、元の形状には戻りません。HBの芯であれば、黒鉛65%に対して粘土が35%の割合で混ぜられています。
これらの情報を理解することで、鉛筆の芯がどのようにして様々な硬さや濃さを実現しているのかが明確になります。
鉛筆の硬度区分
鉛筆の硬度は、日本産業規格(JIS)により17段階で分類されています。
これには9Hから6Bまでの範囲が含まれ、9Hが最も硬く薄い線を引き、6Bは最も柔らかく濃い線を引きます。硬度表示の「H」はHardの略で硬さを、「B」はBlackの略で黒さを、「F」はFirmの略でしっかりした硬さを意味しています。一般的な書き用途には2Hから2Bの範囲が用いられ、3Hから7Hは主に製図用、8Hと9Hは非紙素材用、3Bから6Bはアート作品用に適しています。
鉛筆の文字が消しゴムで消える原理
鉛筆で紙に書かれた文字が消せるのは、黒鉛が紙の繊維に付着しているためです。消しゴムを使用すると、その摩擦力が黒鉛を紙から剥がし、消しゴムが黒鉛粉を包み込んで取り除くことで文字が消えます。
一般的な消しゴムはポリ塩化ビニルなどのプラスチック素材で作られており、この素材が効果的に鉛筆の黒鉛を紙から取り除くのです。
色鉛筆の構造と特性
色鉛筆は美しい絵を描くための基本道具ですが、その芯の成分や製造工程について詳しく知っていますか?ここでは、色鉛筆の芯がどのように作られているか、その特性や種類について解説します。
色鉛筆の芯の成分
色鉛筆の芯は、顔料、ワックス(ロウ)、タルクなどの成分を混合して作られます。これらの成分は粉末状の顔料を固めるノリと組み合わせられ、乾燥させて芯を形成します。
ワックスは芯に柔軟性を与えると同時に、紙にスムーズに色を塗ることを可能にします。ただし、ワックスの性質上、色鉛筆で描いた線は消しゴムで消すことができません。色鉛筆にはJISに定められた48色の標準色があり、それぞれ独自の色度が設定されています。色鉛筆の製造過程では焼き固めることはせず、顔料が変色するのを防ぐために冷却処理を行います。芯が折れやすいのは、これらの材料が硬化されないためであり、軸は均一な力分配を促す円柱形に設計されています。
色鉛筆の硬さの違い
色鉛筆の硬さは、ワックスやノリの配合比率によって調整されます。主に硬質、中硬質、軟質の三種類があり、用途によって選ばれます。
硬質は主に製図用に、中硬質は一般的な事務や図画用に、軟質は陶磁器や金属など紙以外の材料に適しています。これにより、使用者は目的に応じて最適な色鉛筆を選択することができます。
鉛筆の芯は何でできている?:まとめ
鉛筆と色鉛筆は、芯の成分が大きく異なります。鉛筆は黒鉛と粘土の混合で、色鉛筆は顔料とワックス、タルク、ノリの組み合わせです。
色鉛筆はその色と硬さによって多様な芸術表現が可能であり、鉛筆の字の濃さは黒鉛と粘土の比率で調整されます。どちらも異なる特性を持ちながら、日常生活や芸術活動に欠かせない道具として重宝されています。