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本文引用自dampal - 小小鉛筆 大大學問

·        小小鉛筆 大大學問

自1795年，法國拿破崙的朝臣，化學家康德(NICOLAS-JACOUES CONT'E)發明第一支現代的鉛筆芯以來，鉛筆的使用已經超過200年了。鉛筆不僅是作為寫字的工具，更帶給現代的文明和教育不可磨滅的貢獻，尤其對於近代識字率的提升以及知識的傳播有著絕對的幫助。它的價格低廉，攜帶方便，使用容易。自十九世紀中期橡皮擦的發明之後，鉛筆的可擦拭性使得書寫更為方便，對於練習寫字的兒童無疑是一大福音，間接的減少了紙張的浪費。鉛筆也在全世界的基礎教育中使用變得更為普及，不僅用作為書寫工具，並且也是製圖繪畫的工具，因此，在現代文明的國家長大的人，多多少少都在成長的過程中使用過鉛筆。但鉛筆究竟是什麼？雖然我們日常生活中經常接觸到它，但對於鉛筆的真實面目，大多數的成年人或許還是只有一個很模糊不清的印象吧！

鉛筆的起源

現代的人都知道鉛筆是石墨做的，但為什麼要稱它為鉛筆呢？原來在羅馬帝國時代，人們已開始使用鉛棒作為在草紙上的書寫工具，但其只能留下淺灰色淡淡的痕跡。直到1564年，英國人在普羅達利(BORRODALE)發現高純度的石墨礦，顏色比鉛棒要黑，人們還以為那是另一種品質較好的鉛，因此稱之為"黑鉛"(BLACKLEAD或PLUMBAGO)。

剛開始，鉛筆被削成片狀使用，叫作記號的石頭(MARKING STONE)，並不方便抓握以作為書寫工具。由於比原來的鉛棒要軟又脆，削成棒條容易折斷，所以人們就將筆芯以繩子一圈圈纏起來使用。而後來又發現將筆芯放入剖開的樹枝中間，再將兩片木頭綁起來使用起來會更為方便，第一支現代鉛筆的雛型就此誕生。

這是目前發現歷史最久遠的木頭鉛筆，是輝柏鉛筆的私人收藏之一。

鉛筆名字的由來

西元1779年，瑞典化學家卡爾史迪(KARL W. SCHEELE)證實黑鉛不是鉛，而是一種碳素(CARBON)。1789年，德國地質學家維拉(ABRAHAM G. WERNER)借用希臘文當中的"書寫(GRAPHEIN)"，將這種礦物質取名為石墨(GRAPHITE)。由於和當時廣泛使用的沾水筆(PENCICULUS)的用途類似，漸漸的，大家就把它稱為鉛筆(PENCIL)。長期的習慣所然，即使現在人們都已知道鉛筆芯不是鉛(LEAD)做的，但是仍稱它為黑鉛筆(BLACK LEAD PENCIL)，直到今天都沒有改變，也可能永遠都不會改啦！

鉛筆芯的演進

早期的鉛筆芯都是以天然的石墨削成圓條狀或片狀，黑度也不佳。後來人們將石墨磨成粉，再填入各種黏膠及其他的化學物以使石墨粉成型為筆芯，但這些添加物卻使得石墨的黑度更為不佳。到了1795年，法國化學家康德(NICOLAS-JACQUES CONT'E)才發明了以黏土丶水和石墨混合成型的製造方法。使用這種製造方法製造出的鉛筆書寫時雖然順暢方便，但其黑度仍然不好。一直到現代，因為化學知識的不斷進步，今天製造鉛筆所用的石墨原料早已不是當初的天然物了，而是完全人工合成而且純度很高的石墨粉了。

原料的組成(COMPOSITION)及硬度分級(DEGREES GRADUATION)

 今天的鉛筆仍是以不同比例的石墨粉丶黏土及水為主要成分。另外，為取得更黑的調子和硬度，部分會添加碳黑(CARBON BLACK)。這工作可能需要重複兩次步驟，需要進行三天之久。然後將這牙膏狀的原料放進擠壓機擠出圓細的條狀物(THIN ROD)，再切成一般鉛筆長度的筆芯(LEAD)。等到乾燥後放入攝氏1000度或以上的窯爐，燒製成光滑又有適當硬度的成品。

由於不同比例的成分會產出不同硬度(HARD)及黑度(BLACKNESS)的筆芯，所以我們使用的鉛筆就依據這不同的硬度和黑度來作分級標示(DEGREES GRADUATION)。目前全世界對鉛筆的硬度及黑度標示並沒有一個國際性的標準(STANDARD)。各製造商可能採用不同的系統來標示產品的硬度及黑度。即使採用相同的標示系統，每個分級(DEGREE)，其硬度及黑度也不盡相同。所以相同的標示法，同一個分級卻有不同的硬度和黑度。所以使用者無法以此作為標準判斷品質的優劣，而須以其他因素條件來衡量品質的好壞。

目前全世界大部分的國家及全歐洲都以一套所謂歐洲系統的標示法(EUROPEAN SYSTEM)來標示他們的產品。這系統定於1900年代，由美國卜門(BROOKMAN)鉛筆廠所發展出來並使用至今。這系統採用了硬度(HARD)和黑度(BLACKNESS)混合的分級方法(GRADUATION)。以H代表硬度(HARD)，B代表黑度(BLACKNESS)，F代表硬度剛好可削成細尖的程度(FINE POINT)和標準的書寫鉛筆(HB)。

歐洲系統標示法(EUROPEAN SYSTEM GRADUATION)

美國部份廠商採用的標示法與歐洲系統標示法的換算

不同硬度的鉛筆及其一般用途

 鉛筆的種類

黑鉛筆(GRAPHITE PENCILS)

這是我們傳統的石墨鉛筆。主要成份為黏土及石墨(GRAPHITE)。有不同深淺的墨色調子，目前最多生產20個明暗調。可做製圖丶書寫及美術素描筆等用途筆觸流暢平順易用。

碳精鉛筆(CHARCOAL PENCILS)

以碳粉(CHARCOAL)為主要原料，調子比一般石墨鉛筆黑及漂亮。展色容易，可擦拭開來，方便疊色混色。但較軟，耗損也較石墨鉛筆快。除黑色(BLACK)之外，也製造不同深淺的黑調鉛筆，同時還有深褐色(SEPIA)丶淺褐色(BURNT SIENNA)丶灰色(GRAY)及白色(WHITE)等可選擇。對需要多調子可選擇的使用者來說相當適合。

碳黑鉛筆(CARBON PENCILS)

以黏土屑及煙黑(LAMPBLACK)作為主要原料，但會依據 需要生產出黑色的深度不同另外添加石墨及碳精粉。黑調比一般石墨鉛筆豐富，也比一般石墨鉛筆流暢光滑，可輕易描繪在光滑的卡紙上。如果喜歡較深黑色調子的鉛筆，可以考慮選用這種鉛筆。

素描扁筆(FLAT SKETCHING GRAPHITE PENCILS)

方扁型石墨黑鉛筆芯製作的鉛筆，主要是為設計及素描速寫等功能而設計的鉛筆。如英文字母的字型設計，基本構想的明快草圖，或一般較大面積的素描速寫等。 

色鉛筆(COLOURED PENCILS)

一般以色粉丶黏土及其他填充劑(FILLERS)為主要成分，並添加軟臘或黏劑。是較為傳統的色鉛筆(PENCIL CRAYONS)。不同廠商提供不同數量顏色，有12色丶18色丶24色到48色等。較為專業的色鉛筆其顏色甚至可以多達一百多色。

水性素描鉛筆(SKETCH WASH ARAPHITE DRAWING PENCILS)

特殊設計的水溶性石墨鉛筆，可用水彩筆沾水做出深到淺不同黑色調子。可直接畫在潮濕的紙上，製造更深黑的線或精細的描繪，也可與水性色鉛筆、色鉛筆、鋼筆或墨水筆等混合使用。另外也可用作暫時性的書寫記號筆，比如標價暗號等，在不需要時用濕擦拭即可輕易清除。

水性色鉛筆(WATER COLOURED PENCILS)

這類色鉛筆適合乾溼技巧並用，即可乾筆畫，也可配合水彩技巧以水彩筆沾水作畫，也可乾溼並用，保留部分色鉛筆的筆線條或肌理，完全依使用者的需要做決定。可以在乾紙上作畫，也可在溼的紙上作畫，是一種使用起來非常自由的工具。不過水性色鉛筆的原料成分大致可分為兩類，一類是以染料性色粉為發色體，價廉易渲染，但色彩飽和度低，遮蓋力差，耐光性不佳易退色。另一類是以傳統顏料色彩為基礎，一般中下品質的水性色鉛筆，顏料粉的含量較低，所以色彩飽和度也不好。專業的色鉛筆則顏料色粉含量比例高，價格昂貴，但其渲染的效果也不及傳統水彩顏料那般流暢自在。其優點在於攜帶方便，使用容易。

插畫構圖鉛筆(LAYOUT EBONY SOFT BLACK DRAWING PENCILS)

主要成份為石墨、煙黑(LAMB BLACK)、粘土等。可畫出柔美的黑調，筆芯較軟，可配合一般石墨鉛筆作素描等的創作。即使較為光滑的卡紙也可輕易描繪。

熱轉印鉛筆(TRANSFER PENCIL)

這是一種為工藝設計而製作的鉛筆，筆芯是特殊紅棕色可轉印性的特製鉛筆。將圖稿用轉印鉛筆描繪在透明描圖紙上，再以熨斗在描圖紙背面加熱轉印到布料或其他工藝材料上，以便雕刻、上色或製作等。

紙捲炭精鉛筆(PEEL & SKETCH PAPER WRAPPED CHARCOAL PENCIL)

炭精筆芯以紙條包纏的炭精鉛筆有各種軟硬度的黑色炭精筆芯。是一種免削可輕易將外面纏繞的紙條撕開使用的特殊鉛筆。其筆芯與一般木製的碳精鉛筆相同。

延伸閱讀： 

1. 014：自動鉛筆出芯機構的種類  參考資料： http://www.stationeria.net/2010/04/014.html

2. 鉛筆裡面沒有鉛？！ http://www.nsc.gov.tw/scitechvista/zh-tw/Video/C/109/10/1/84.htm# 來點ㄦ科學 | 東玉環境科技股份有限公司

3. 鉛筆不是鉛做的－－晶體結構如何影響晶體特性  http://web1.nsc.gov.tw/ct.aspx?xItem=10314&ctNode=76&mp=1

4.超導鉛筆 http://memo.cgu.edu.tw/yun-ju/cguweb/sciknow/PhyNews/SuperconductorPencel.htm

5. 網路追追追／不環保！1枝鉛筆要砍1/3棵樹？ http://legacy.nownews.com/2009/05/11/10846-2449187.htm

6. 092：環保文具-鉛筆篇 http://www.stationeria.net/2011/04/092.html