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教養・雑学

鉛筆の芯の成分は何?|芯の濃さ、硬さは何が違うの?

2017/08/05

大人になって鉛筆はあまり使う機会がなくなった人でも、小学生の頃はよく使っていたと思いますが、この鉛筆の芯の成分は何か知っています?

鉛の筆と書くので、鉛が含まれていると思うかもしれませんが、鉛は含まれていません。

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鉛筆

芯の成分

鉛筆の芯の主成分は黒鉛と粘土です。

鉛筆の芯は黒鉛と粘土を混ぜて棒状にした後、1000℃以上で焼き固めて作ってあります。すべて天然の物質です。

黒鉛は炭素でできた鉱物で、石炭、ダイヤモンドと同じ仲間です。英語ではグラファイト(graphite)といいます。鉛は含まれていません。

芯の濃さ(硬さ)は何が違うの?

鉛筆の芯は濃いもの、薄いもの色々な種類があります。

黒鉛と粘土の混ぜ合わせる割合を変えることにより、書く字が濃くなったり、薄くなったりします。

粘土は小学校の工作の時間などで使うお馴染みのものですが、陶器、磁器、瓦などの材料になるもので、焼いたりして熱を加えると硬くなり、冷めた後も元に戻らない性質があります。

粘土の割合を多くして、黒鉛の割合を少なくすると硬い芯になり、
粘土の割合を少なくして、黒鉛の割合を多くすると軟らかい芯になります。

鉛筆で紙に字が書けるのは、芯の黒鉛の粉が削れて、紙に付着するからです。

硬い芯では黒鉛が削れにくいので紙に付着する黒鉛が少なくなり、字は薄くなります。
反対に軟らかい黒鉛では黒鉛が多く削れるので、紙に付着する黒鉛が多くなって字は濃くなります。

例えば、HBの芯の場合、黒鉛と粘土の割合は黒鉛65%に対し、粘土が35%です。

濃さ(硬さ)の種類

鉛筆の濃さ(硬さ)はJIS(日本工業規格)で以下の17種類が規定されています。

9H、8H、7H、6H、5H、4H、3H、2H、H、F、HB、B、2B、3B、4B、5B、6B

9Hが一番薄く(硬く)、後ろにいくほど濃く(軟らかく)なります。

BはBlackの頭文字で「黒い」という意味で、HはHardの頭文字で「硬い」という意味です。また、FはFirmの頭文字で「ひきしまった」という意味です。

基本的には2H~2Bの芯が一般的ですが、3H~7Hの芯は製図用に、8H、9Hは金属や石材などの紙以外の筆記用に、3B~6Bはデッサンなどの絵画用に使用されます。

消しゴムで消せる仕組み

紙に書かれた文字は鉛筆の黒鉛が紙の繊維の目に入り込んで付着している状態です。この付着している力より、消しゴムの表面の強い力で引っぱることにより、粉は紙から剥がれ、ゴムが包み込んで取り除かれます。これが紙に書いた文字が消しゴムで消せる仕組みです。

消しゴムの材料はポリ塩化ビニルでできたプラスチック製が主流です。

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色鉛筆

芯の成分

色鉛筆の芯は色の元になる顔料やろうそくの原料であるロウ(ワックス)やタルクという軟らかい鉱物、固めるためのノリを混ぜ合わせて乾燥させて作ります。

色鉛筆ではロウが紙の繊維の中までしみこむので消しゴムで消すことはできません。

JIS(日本工業規格)で決められている色鉛筆の色名は48色あり、各々に色度(色相/明度/彩度)が決められています。

焼き固めるという工程を色鉛筆で行なうと、顔料が変化して、変色してしまうので、色鉛筆では焼き固めることはしません。このため、色鉛筆は芯が折れやすいというデメリットがあります。

これを補うために、色鉛筆の軸は力のかかり方が均一になるように円柱状に成型されているのです。

芯の濃さ(硬さ)は何が違うの?

色鉛筆は鉛筆とは材料や製法が異なるため、濃さ(硬さ)の表し方が鉛筆とは異なり、硬質、中硬質、軟質の3種類があります。硬質は製図用、中硬質は事務用、図画用、軟質は陶磁や金属など紙以外への用途に適しています。

色鉛筆の濃さ(硬さ)はロウやノリの配合を変えることにより、違いを出しています。

まとめ

鉛筆の芯の主成分は黒鉛と粘土です。
黒鉛と粘土の混ぜ合わせる割合を変えることにより、書く字が濃くなったり、薄くなったりします。

色鉛筆の芯の成分は顔料、ロウ、タルク、ノリです。
色鉛筆の色は顔料で調合し、濃さ(硬さ)はロウやノリの配合を変えることにより、違いを出しています。

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