[科普中国]-铅笔

铅笔（Pencil），是一种用来书写以及绘画素描专用的笔类，距今已有四百多年的历史，其中，绘画素描的铅笔分为诸多类型，它分成三个发展阶段，分别是石墨、木制笔杆、带帽铅笔；另外，它的颜色有红白、黑白、黄黑等条纹，

起源1662年在德国纽伦堡市建成世界上第一家铅笔厂——施德楼铅笔厂。后来德国人F·卡斯特在纽伦堡市创建了法泊·卡斯特石墨铅笔厂，采用硫磺、锑等作粘结剂与石墨加热混合制造铅芯，使石墨铅笔杆制造技术前进了一大步。法国N·J·康德首次采用水洗石墨的办法，使石墨的纯度提高，并用粘土将石墨粘结制成笔芯，此法被称为康德法。为铅笔工业奠定了基础。后来，法国化学家孔德经过反复试验，改用黏土作增固剂，制出的笔芯比原先还要坚实耐磨，而且这种方法适用于任何石墨矿，直到2018年仍在使用。美国有一位名叫威廉·门罗的木匠，在刻有凹槽的木条中，嵌一根黑铅芯，再把两根木条对拼粘合在一起，制成了世界上第一支铅笔杆1。

发展阶段第一阶段石墨的诞生：此时的“石墨铅笔棒”还处于仅仅满足可以书写的原始阶段；

1564年，在英格兰一个叫巴罗代尔的地方，人们发现了一种黑色矿物——石墨。很快，当地的一些牧羊人发现，可以用石墨在羊身上画上记号。受此启发，人们把石墨块切成小条拿来写字和绘画。但石墨条很容易弄脏手，而且容易折断。1761年，德国化学家法伯尔解决了这个问题：他先把石墨矿石研磨成粉末，用水冲洗去杂质，获得纯净的石墨粉；接着，他又在石墨粉中掺入硫磺、锑、松香等物质；然后再将这种混合物加热凝固，并压制成笔的形状，这是铅笔最早的雏形。

第二阶段木制笔杆的诞生：经历百年的发展后，此时的“铅笔”进入了其自身演变的初级阶段，木制铅笔杆的出现，成为“铅笔”的半成品，市场上主要为此类铅笔杆，使用者需要经过再次削制才能使用。

以2017年的眼光来看，孔德发明的“铅笔”实际上还只是铅笔芯。给铅笔芯套上木杆“外套”的任务，是1812年，美国一名叫威廉·门罗的木匠完成的。门罗发明的机械可以切割出长5至18厘米的标准化细木条，并能在细木条中间挖出一条刚好适合铅笔芯的凹槽。将铅笔芯放入槽内，再把两条木条对紧、粘合，这就制成了第一支现代意义上的铅笔杆。直到2018年，这仍是制造普通笔杆的标准流程。

第三阶段带帽铅笔的诞生：随着铅笔的大量使用，传统铅笔杆的一系列问题也暴露无遗，给人们带来了诸多烦恼，例如：使用不卫生、笔尖易折断、不易携带等，都给铅笔行业的进步发展带来了新的挑战，而带帽铅笔的出现则解决现代铅笔行业在产品创新上所遇到的发展瓶颈。

笔杆标识铅笔铅芯的硬度标志，一般用“H”表示硬质铅笔，“B”表示软质铅笔，“HB”表示软硬适中的铅笔，“F”表示硬度在HB和H之间的铅笔。

排列方式（由软至硬）9B、8B、7B、6B、5B、4B、3B、2B、B、HB、F、H、2H、3H、4H、5H、6H、7H、8H、9H、10H等硬度等级。

H前面的数字越大，表示它的铅芯越硬，颜色越淡。B前面的数字越大，表示铅芯越软，颜色越黑。铅笔杆的分类正是按照笔芯中石墨的份量来划分。其中H类铅笔，笔芯硬度相对较高，适合用于界面相对较硬或明确的物体，比如木工划线，野外绘图等；HB类铅笔笔芯硬度适中，适合一般情况下的书写，或打轮廓用；B类铅笔，笔芯相对较软，适合绘画，也可用于填涂一些机器可识别的卡片。比如，我们常使用2B铅笔来填涂答题卡。另外，常见的还有彩色铅笔杆，也就是人们常说的彩色铅笔，主要用于画画2。

铅笔制作分为铅笔帽和铅笔杆两部分：铅笔帽外观装饰用料主要为聚酯材料，制作工艺可分为制模、胶印、组装等工序将其完成。铅笔杆外观装饰用料主要有硝基纤维铅笔漆、印花油墨、电化铝箔、橡皮头和铝箍等。制作工艺可分为铅笔板、铅芯、铅笔杆、成品装饰等工艺过程。

铅笔板加工将原木开解、截断，开方锯解成木块，经水热处理后通过切板机切成铅笔板。板长184mm，宽73mm，厚 4.8～5.2mm。再经加热(60～120℃)干燥和高温(130～200℃)变性处理，使铅笔板达到软化易卷削的程度。

铅芯加工石墨铅芯是以石墨与黏土按一定比例配好，经捏练机、三辊机调混后，通过压芯机挤压出一定规格尺寸（如HB～3H铅芯直径为1.80～2.10mm）的铅芯，经加热(50～150℃)干燥和高温(800～1100℃)焙烧，使其具有一定机械强度和硬度，最后经油浸处理而制成。颜色铅芯加工和石墨铅芯类似，但不需进行烧结。加工方法有两种：一种是将黏土、滑石粉、胶粘剂、色料、油脂和蜡等混合均匀后，经成型、干燥而制成，称为混合法；另一种是将瓷土、滑石粉、色料及胶粘剂等混合均匀后挤压成铅芯或将经干燥的铅芯放在油芯容器中，在一定温度下使其充分吸收油脂而制成，称为油浸法。

铅笔杆加工用刨槽机将铅笔板刨削成厚度为4.1～4.2mm，并有与铅芯直径相适应的芯槽的槽板，然后使用胶合剂将铅芯和铅笔板胶合起来，在夹紧状态下加热(50～120℃)干燥1～8小时后，经刨杆机加工制成长度为178～180mm的白杆铅笔。

外观装饰加工将白杆铅笔进行油漆和印花装饰，以及切光、打印商标、装橡皮头、笔帽等加工，使其成为具有一定规格、外观颜色和花纹图案的成品铅笔。

分类按形态分类铅笔类型包括有：“原木笔杆” 、“磨尖笔杆”、“带帽铅笔”。

“普通笔杆”，就是铅笔生产厂家将铅笔芯用木杆压住，这种铅笔需要消费者将笔尖削出后才能使用；另外在普通铅笔杆的末端有一小块橡皮，在书写错误时，可以把笔反过来擦除错误，较方便，由美国画家阿曼发明。

“磨尖笔杆”，就是一种将铅笔杆加工出一定长度笔尖进行销售的铅笔半产品。

“带帽铅笔”，就是由铅笔杆和铅笔帽组合而成。

按工艺分类可分为：传统铅笔和自动铅笔。

使用注意1、铅笔芯有毒吗？

其实铅笔芯并没有毒。铅是有毒的，而制造铅笔芯的主要原料是石墨和粘土，所以铅笔芯无毒。

铅笔的笔芯主要成分是石墨和黏土，石墨是鳞片状有金属光泽的固体，其中的有碳-碳化学键，层与层之间是范德华力，碳-碳化学键是很稳定的，想破坏是很困难的，这也就是为什么金刚石和石墨都是由碳组成的，但是物理性质和价格相差却很大，人体内没有东西可以破坏碳-碳化学键，所以肯定的说铅笔芯是安全的（除非是里边加的黏土有害人体健康）。

2、铅笔杆有金属毒吗？

铅笔杆的外表有包裹模或采用铅笔漆技术，一方面可保护笔杆，另一方面增加美观，但是颜料中都会含有微量重金属，少量的接触不会有影响，但是咬笔杆吃到嘴里还是不妥的。

本词条内容贡献者为:

李航 - 副教授 - 西南大学