Полезная информация, статьи, обзоры

Материалы, применяемые при изготовлении ручек.

История материалов, которые применяются для изготовления авторучек, восходит к древнейшим временам, когда свойства природных веществ, таких, как рог, воски и битумы, использовались людьми в практических целях. Эти материалы были полимерами, в которых молекулы (мономеры) связываются между собой и образуют цепи в процессе схватывания и отверждения. Они, по сути дела, являются пластиками и, как во всех пластиках, основной их компонент - углерод.

Постепенно люди узнали, что свойства подобных материалов можно улучшить при помощи таких методов, как очистка и модифицирование другими веществами, однако лишь в XIX столетии многие новые отрасли промышленности стали испытывать нужду в материалах, обладающих такими свойствами, которых нельзя было найти в природе. Это послужило стимулом к созданию целого ряда новых материалов, в том числе первых пластмасс.

Металл широко применялся на протяжении столетий для самых различных целей, включая изготовление перьев. Бронзовые перья был найдены в руинах Помпеи.

Мастера изготовляли также перья ручной работы, в том числе многие - из драгоценных металлов, в соответствии с особыми запросами богатых заказчиков.

По мере развития технологии машинного производства и металлургии в производстве стали использовать самые разнообразные материалы, включая латунь, серебро и золото. Из этих материалов изготовлялись детали авторучек, в особенности крышки и корпуса. Во многих случаях неблагородный металл, например, латунь, покрывали тонким слоем благородного металла, такого, как золото и серебро. Технологические процессы первоначально включали в себя накатку слоя благородного металла на поверхность неблагородного, однако в настоящее время техника гальванического покрытия вытеснила этот процесс, поскольку она обеспечивает создание более стойкого покрытия. Во многих случаях нержавеющая сталь успешно использовалась для изготовления прочных и дешевых корпусов и крышек, которые очень нравились покупателям. Иногда такие металлы, как палладий и тритий, успешно использовались при изготовлении авторучек. Еще в 1970 г. легкий, но чрезвычайно твердый титан с трудом поддавался обработке при изготовлении авторучек, однако современная технология значительно облегчила его использование, и сегодня производители предлагают несколько разновидностей титановых авторучек.

Первые авторучки (в XIX столетии) изготовлялись из жесткого саженаполненного каучука. Их внешний вид был улучшен благодаря нанесению различных узоров на гравировальных станках. Наиболее привлекательным, однако, стал внешний вид авторучек, когда корпус из жесткого каучука покрывали драгоценными металлами - золотом и серебром. Покрытие выполнялось в форме филиграни или сложных узоров.

За этими великолепными первыми экземплярами авторучек, украшенных орнаментом из металла, сегодня охотятся коллекционеры всего мира.

Деревянные авторучки изготовлялись несколькими производителями с использованием токарной обработки или даже с инкрустацией. Это стало осуществимым прежде всего благодаря широкому выбору древесины, ее красоте и удобству практического использования, в результате чего появилась возможность выбирать те или иные виды древесины для самых различных целей.

Однако древесина, используемая для производства авторучек, даже после обрезки, сушки и обточки на токарном станке разбухает, усыхает, коробится или трескается, в зависимости от климатических условий. Она также пориста, и необходимо герметизировать наружную поверхность для защиты от внешний воздействий и уменьшения поглощения влаги. Примером используемых древесных пород являются эрика древовидная, клен, олива и очень редкое змеиное дерево.

Лак - общее название для всех видов покрытий, образующих твердую, гладкую и блестящую поверхность. В сфере производства авторучек один и тот же термин означает два совершенно разных вида лака - синтетический и китайский.

Наиболее часто используемым покрытием является лак, изготовляемый из инертных химических веществ, которые обычно наносят распылением в несколько слоев на вращающиеся латунные корпуса или крышки. Это покрытие красиво и прочно. Кроме того, оно обеспечивает практически неограниченное разнообразие отделки поверхности, например, под мрамор, и дает возможность изготовлять красивые, долговечные и вместе с тем недорогие принадлежности для письма.

Более дорогостоящие покрытие из китайского, или восточного, лака - растительного происхождения. Для изготовления лака используется смолистый сок, собираемый с небольших деревьев, которые принадлежат к семейству "сумах" и произрастают главным образом в Китае и Японии. Хотя искусство изготовления изделий, покрытых лаком, насчитывает столетия, а методы менялись со временем, сегодня изготовление авторучек с покрытием из китайского лака требует той самой сосредоточенной, внутренней дисциплины, отношения к лаку как к одушевленному существу, которое трудно "укротить" и с которым нелегко работать. Оно требует также досконального знания традиций мастерства, зародившегося за 1000 лет до нашей эры.

Авторучки, покрытые китайским лаком, приводят в восхищение идеальным глянцем поверхности, богатством оттенков, превосходными тактильными свойствами, а также непревзойденной сопротивляемостью разрушительным воздействиям времени и огня. Прекрасные образцы изделий, покрытых китайским лаком, изготовляет престижная фирма S.T. Dupont, которая гордится тем, что, "если бросить одну из наших ручек в огонь, все равно с ней ничего не случится".

ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Термин "пластик" происходит от древнегреческого слова "пластикос" (податливый). Следовательно, пластмассы - это материалы, которые можно размягчить под действием тепла и которым можно придать желаемую форму. Одни пластики, подобно рогу, естественного происхождения, другие, подобно нитроцеллюлозе, являются полусинтетическими, и получают их путем воздействия химических реагентов на природные вещества. Синтетические пластмассы изготовляют из компонентов нефти или природного газа.

Все пластики имеют в своей основе углерод и содержат ряд молекул в форме цепей. Существуют две главные категории пластиков - термопласты, которые сохраняют способность к переходу в вязкотекучее состояние с изменением формы, и реактопласты, которые принимают постоянную конкретную форму в зависимости от температуры и давления.

ПЕРВЫЕ ПЛАСТИКИ

Существует множество первых пластиков. Уже говорилось о том, что китайский лак - один из самых первых в мире пластиков. Особенно широко применялся он в период правления императорской династии Хань (начиная со II столетия до н.э.). Смолистый сок, получаемый из древесины "сумаха лаконосного" (Rhus verniciflua), произрастающего главным образом в Китае и Японии, собирают из надрезов в коре и процеживают. При этом необходимо соблюдать осторожность, ибо смолистый сок ядовит и может вызвать сильные ожоги. Под действием воздуха, в присутствии лакказы (энзима, который играет роль отвердителя), происходит полимеризация, и лак высыхает и затвердевает, образуя блестящее, прочное и водостойкое покрытие.

ЯНТАРЬ - это природный термопласт, окаменевшая смола ископаемых хвойных деревьев из рода сосен Pinus succinifer, которые произрастали 40 - 60 млн. лет назад. Янтарь твердый, легкий и на ощупь теплый; он ярко окрашен и блестит. Если его потереть, он может притягивать к себе другие предметы. Янтарю также приписывают некие магические свойства. Основные методы обработки янтаря сводятся к процессам, которые требуют нагрева, осветления и прессования в плитки. Основная область применения янтаря - изготовление бус одинакового цвета и состава.

РОГ можно нагревать и раскалывать, размягчить в кипятке, затем выровнять и придать ему желаемую форму по методу горячего прессования. В результате рог ведет себя как типичный листовой материал из термопласта. К началу XIX столетия промышленность по изготовлению изделий из отформованного рога процветала; в основном из рога делали гребни. В наше время несколько специализированных фирм изготовляют авторучки с корпусами и крышками из рога. Самые красивые авторучки из рогового вещества производит японская компания Mannenhitsu Hakase; все ручки изготовляются вручную.

Вид ЧЕРЕПАХОВОГО ПАНЦИРЯ, обычно используемого в производстве авторучек, - это роговые большие роговые пластинки, покрывающие костистый верхний щит черепахи биссы; их можно резать и прессовать, как рог, однако всегда таким образом, чтобы сохранился природный узор. Красота узоров черепахового панциря побуждает изготовителей авторучек воспроизводить эти расцветки и узоры на многих лакированных принадлежностях для письма. В наше время для отделки поверхностей применяется в основном синтетический лак.

ШЕЛЛАК - это природная смола животного происхождения, вырабатываемая крошечными насекомыми - лаковыми червецами (Coccus lacca), которые обитают на древесных тропических и субтропических растениях определенных пород. Шеллак - термопласт, он запатентован в США Сэмьюэлем Пеком в 50-х гг. XIX столетия в качестве материала для изготовления прессованных изделий. Шеллак можно смешивать с мелкими древесными опилками и прессовать, придавая ему различные формы, например, делать из него рамки для фотографий. Составы, приготовленные из шеллака, использовались вплоть до 40-х гг. для прессования грампластинок, а в наши дни шеллак применяется для изготовления сургуча. Это - важный материал, используемый при ремонте авторучек.

ДРЕВЕСНАЯ МАСТИКА. Древесные опилки, смешанные с альбумином, образуют реактопласт. Материал был запатентован Лепажем в 50-х гг. XIX столетия. Используется в основном для изготовления декоративных тарелок, рукояток ножей, домино, ювелирных изделий.

ГУТТАПЕРЧА - пластик природного происхождения, срезаемый с коры дерева из рода палаквиум, которое произрастает в Малайе. Из гуттаперчи изготовлялись самые разнообразные изделия, которые находили применение в быту, и технические изделия, от ювелирных изделий и мебели до изоляции подводных телеграфных кабелей, проложенных в 1850 г. Хотя этот материал не слишком прочен, он по-прежнему используется сегодня в оболочках мячей для гольфа.

ПОЛУСИНТЕТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

В XIX столетии ученые обнаружили, что природные вещества вступают в реакцию с различными химическими препаратами, образуя новые полусинтетические материалы. Основные из них, используемые в производстве принадлежностей для письма, перечислены ниже.

РЕЗИНА. Примерно в 1838 г. Чарльз Гудьир, разорившийся американский производитель чугуна, изобрел процесс вулканизации каучука. Одновременно с Гудьиром добились такого же успеха братья Хэнкок из Англии. Вулканизированный каучук получил название эбонита или вулканизата. Процесс заключается в добавлении различных количеств серы в природный каучук, который становится более твердым и более эластичным. От природы каучук темного цвета, однако в случае необходимости его можно окрасить пигментом, чтобы изменить внешний вид.

К концу XIX столетия и вплоть до начала 20-х гг. XX столетия большинство производителей авторучек изготовляло их из вулканизированного каучука. Двумя характерными примерами могут служить авторучки Jack-Knife фирмы Parker и Ripple фирмы Waterman. Первые были главным образом черными или черными с отделкой поверхности, вторые изготовлялись из не имеющего пятен вулканизированного жесткого каучука и были двухцветными, что выглядело очень красиво; самыми популярными из них были авторучки с пестрой поверхностью в красных и белых крапинках.

КАЗЕИН. Продукт был запатентован в Германии в 1899 г. под названием "галалит" (по-гречески "молочный камень"). Процесс приготовления казеина заключается в том, что в сепарированное, обезжиренное молоко добавляют сычужный фермент. В результате получается сычужный казеин. Затем его сушат, обрабатывают и окрашивают. Используя технологию экструзии, из материала изготовляли стержни и раскатывали их в листы. (Экструзия - метод, при котором шнек перемещает исходный материал вдоль цилиндрического корпуса при высокой температуре и высоком давлении. Пространство, в котором размягченный материал может перемещаться с помощью шнека, постепенно уменьшается, и в результате материал становится вязкотекучим. Затем его продавливают через небольшие отверстия в экструзионной головке при атмосферном давлении и температуре атмосферного воздуха. В результате материал расширяется и принимает ту или иную форму в зависимости от конфигурации отверстия. Его разрезают на куски требуемой формы и требуемого размера и, наконец, сушат).

После выхода из экструдера казеин отверждают, погружая в формальдегид, а затем подвергают механической обработке. Казеин производится с целой гаммой ярких узоров и расцветок; он находил применение в различных отраслях промышленности, включая изготовление пуговиц. Фирма Parker использовала этот материал для изготовления авторучек модели Ivorines. Но, к сожалению, казеин - пористое вещество, и он со временем он начинает давать усадку. Это влияло на внешний вид авторучек Ivorines: если вследствие усадки корпуса пипетка была повреждена и чернила проливались, казеин загрязнялся. В 80-х гг. прошлого века фирма Waterman использовала аналогичный материал для изготовления авторучек серии Lady Elsa. Эти ручки, которые заправлялись сменными баллонами для чернил, не столь легко загрязнялись, и в этом смысле им повезло больше, нежели ручкам Ivorines.

ПЛАСТИКИ НА ОСНОВЕ ПРОИЗВОДНЫХ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ. Изготовляются путем химического модифицирования целлюлозы, этого полимера естественного происхождения, из которого состоит примерно 1/3 всей фитомассы нашей планеты. Целлюлозу можно превратить в тонкую пленку (целлофан), искусственное волокно или в термопласт. Существует много производных целлюлозы, играющих наиболее важную роль в изготовлении авторучек; среди них - нитроцеллюлоза, ацетилцеллюлоза, пропионат целлюлозы и ацетобутират целлюлозы. К числу их общих физических свойств принадлежат высокое сопротивление истиранию, высокая газопроницаемость, хорошие электроизоляционные свойства, средняя проницаемость водяных паров и хорошая прозрачность.

НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗА. Это вещество получают прямым нитрированием целлюлозы азотной кислотой, при помощи различных методов. Нитроцеллюлоза может быть прозрачной, непрозрачной или цветной. Продукт обладает вполне удовлетворительной безусадочностью, низким водопоглощением и достаточно высокой ударной вязкостью. Он, однако, довольно неустойчив к воздействию тепла и прямых солнечных лучей. Его можно формовать лишь при помощи ограниченного количества методов. Он также легко воспламеняется.

Нитроцеллюлозу подвергают обработке, смешивая с пластификатором, этиловым спиртом и другими растворителями для получения вязкой пластичной массы. Затем этот продукт подвергают сжатию или экструзии и старению для того, чтобы удалить остатки растворителя. Обычно пластификатором служит камфора, которую используют в производстве целлулоида. Из целлулоида изготовляют многие предметы личного пользования, в том числе гребни и детские игрушки. Другие фирменные названия целлулоида - ксилонит, паркесит, кодалотид и пирамин (фирма Du Pont).

Британский химик Александр Паркер из Бирмингема изобрел ксилонит в 1855 г. Добавляя различные масла в нитроцеллюлозу, он получил пасту, которая после высушивания выглядела как слоновая кость или рог. Изобретатель назвал это вещество "паркесином" и изготовил из него несколько изделий, которые экспонировались на Всемирной выставке 1962 г. в Лондоне. Паркер был удостоен почетной награды за отличное качество продукции.

В 1870 г. братья Хайатт запатентовали свой продукт - целлулоид, в котором они использовали камфору, а не оливковое масло, как в паркесине. В 1924 г. фирма Sheaffer изготовила пластмассовые авторучки, используя аналогичный материал - пироксилин, дав ему фирменное название "радит". Двумя годами позже фирма Parker использовала этот материал для изготовления авторучек модели Duofold, присвоив ему фирменное название "перманит".

Сырой пироксилин сохнет очень долго, от шести месяцев до нескольких лет. Если пироксилин высох не полностью, материал может деформироваться или даже расплавиться при машинной обработке в результате образования тепла. Специальные устройства для подачи смазочно-охлаждающей жидкости при сверлении и сушка горячим воздухом помогают решить эти проблемы. Тем не менее пластмассовые компоненты авторучек иногда дают усадку после изготовления.

Нитроцелюлоза чрезвычайно взрывоопасна и огнеопасна. В середине 20-х гг. на фабрике фирмы Wahl Eversharp в Чикаго произошло несколько взрывов. Проблемы, однако, вскоре удалось решить, и к 1928 году были созданы сложные узоры, например, сочетание перламутра и черного цвета. Перламутровая расцветка была получена путем добавления "жемчужной эссенции" в нитроцеллюлозу. Эссенцию приготовляли из химического соединения "гуанин", образующего небольшие плоские, блестящие кристаллы на чешуе некоторых видов рыб. Позднее фосфорнокислый свинец(2) был использован для отделки поверхности под перламутр. С этой целью два бруска двух цветов были измельчены на частицы требуемого размера, и эти частицы были расплавлены путем смешивания их с растворителем и воздействия высокого давления. Получившийся в результате черно-перламутровый брусок можно было подвергнуть термообработке и высушить, прежде чем изготовить из него крышки и корпуса для авторучек.

Новые пластики были не только привлекательными на вид, но и неломкими, поэтому привлекательность пластмассовых авторучек для широкой публики значительно возросла, тем самым стимулируя сбыт. В 30-х гг. многие производители авторучек, в том числе фирма Parker с ее моделями типа Vacumetric, изготовляли пластмассовые авторучки с прозрачным резервуаром или с кольцевым прозрачным окном, что позволяло следить за процессом наполнения ручки чернилами и за их расходованием. Материалы для ручек Vacumetric изготовлялись путем спрессовывания в бруски слоев прозрачной и непрозрачной нитроцеллюлозы и сложных эфиров целлюлозы. Затем бруски окрашивали и заливали наполнителем. Конечные бруски можно было нарезать тонкими слоями, чтобы изготовить детали авторучки. В результате получался узор в виде либо мозаики, либо сетки.

Материал в полоску для авторучек серии Vacumatic изготовлялся точно таким же образом, с применением полупрозрачной и непрозрачной нитроцеллюлозы, которую окрашивали и придавали ей цвета перламутра, если это требовалось. Материал нарезали тонкими слоями и спрессовывали в бруски, из которых можно было затем изготовлять детали авторучек.

АЦЕТИЛЦЕЛЛЮЛОЗА. В результате реакции уксусной кислоты и уксусного ангидрида с технической целлюлозой образуется триацетат целлюлозы. При гидролизе этого вещества образуется ацетилцеллюлоза. Применение пластификатора снижает температуру размягчения целлюлозы, что позволяет производить ее обработку без ухудшения свойств. Меняя дозировку пластификатора, уровень этерификации и длину молекулярной цепи исходной целлюлозы, можно получить семейство пластиков. Они различаются между собой по температуре размягчения, твердости, прочности и ударной вязкости.

ПРОПИОНАТ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ И АЦЕТОБУТИРАТ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ. Оба эти вещества образуются путем замены уксусной кислоты и уксусного ангидрида соответствующими кислотами и ангидридами. Сложные эфиры сплавляют с пластификатором в условиях высокой температуры и высокого давления для получения однородных расплавов, которые формуются в стержни и гранулы. Пропионат и ацетобутират целлюлозы изготовляются также в форме порошка. Стоят они дороже, чем ацетилцеллюлоза, но зато обладают повышенной прочностью и более стабильны, поскольку характеризуются более низким водопоглощением. Помимо изготовления принадлежностей для письма, пропионат целлюлозы часто применяют для изготовления блистерной упаковки (из полимерной, термоформованной жесткой пленки) и формованной тары, деталей автомашин, таких, например, как рулевые колеса, осветительных приборов и игрушек.

В настоящее время фирмы производят широкий ассортимент цветных пластмасс с использованием нитроцеллюлозы и ацетилцеллюлозы; из этих материалов обычно изготовляются оправы для очков, модные аксессуары и т.д. Новейшая технология дает возможность изготовлять эти материалы в виде более толстых листов, благодаря чему производители авторучек смогли использовать их при изготовлении принадлежностей для письма.

МЕТАЛЛЫ

Чистые металлы, как правило, из-за своих механических свойств непригодны для использования в производственных процессах. С другой стороны, можно изготовить сплавы металлов, обладающие такими свойствами, которые делают их пригодными. Сплавом называется материал с металлическими свойствами, содержащий более одного компонента. Сплавы могут иметь сложный состав, и два сплава с одинаковым химическим составом могут обладать совершенно разными свойствами, если их подвергнуть различным видам термической обработки.

Сплавы, которые чаще всего применяются в производстве авторучек, изготовляются на основе латуни, стали, никеля, серебра и золота. Металлы обладают значительным преимуществом по сравнению с другими материалами, используемыми в производстве авторучек, поскольку кристаллографическая структура большинства обычно применяемых сплавов обеспечивает крайне необходимые механические свойства, такие, как твердость, упругость и пластичность. Это позволяет применять самые различные методы горячей и холодной обработки для изготовления компонентов авторучек, которым легко придать нужную форму. Помимо универсальности в применении, сплавы металлов обладают приятным внешним видом. Кроме того, применение покрытий дает возможность производителям авторучек изготовлять обширный ассортимент долговечных и красивых инструментов для письма, способных удовлетворить индивидуальные требования.

Металлические детали можно изготовлять при помощи целого ряда технологических процессов - прокатки, ковки, экструзии; относительно легкая деформируемость делает металлы особенно пригодными для высокопроизводительной, массовой и высокоточной обработки. Специальные технологические процессы позволяют получать детали такой формы, которая близка к заданной. Механическая обработка обычно применяется для изготовления компонентов из драгоценных металлов, а литье под давлением применяется в основном для изготовления деталей из неблагородных металлов. Кроме того, детали можно изготовлять либо из одного лишь материала, либо из материала с дополнительными покрытиями, например, с гальваническими покрытиями из золота и серебра, благодаря чему повышается коррозионная стойкость и улучшается внешний вид.

Металлы обладают более широким диапазоном свойств, чем любой другой класс конструкционных материалов, таких, как полимеры и древесина. К примеру, твердые стали обладают пределом прочности на растяжение свыше 250 т/кв. дюйм при комнатной температуре. Температуры плавления могут колебаться от -39 гр.ц. у ртути до 3410 гр.ц у вольфрама. Нержавеющие сплавы устойчивы к воздействию большинства химических веществ, за исключением самых сильных кислот, а золото, платина и родственные им металлы могут подвергнуться коррозии под действием химических веществ лишь в исключительных обстоятельствах. Способность металлических перьев сопротивляться атмосферной коррозии, а также воздействию самых разных сортов чернил чрезвычайно важна для производителей авторучек.

Ниже вкратце перечислены металлы, которые обычно используются для изготовления авторучек. В самом общем виде они делятся на две категории: неблагородные и благородные металлы. Детали из благородных металлов обладают коррозионной стойкостью в нормальных условиях эксплуатации, однако стоят особенно дорого.

НЕБЛАГОРОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ

НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ. Наиболее распространенный состав: 74 % железа, 18 % никеля и 8 % хрома. Она используется для изготовления большинства конструктивных элементов. Этот материал - твердый, достаточно пластичный, хорошо поддается таким видам обработки, как холодная прокатка, волочение, штамповка и обжатие. Нержавеющая сталь обладает высокой стойкостью к атмосферной коррозии; можно обрабатывать ее до получения привлекательной на вид поверхности - матовой, шершавой либо отполированной до зеркального блеска. Можно также нанести тонкое гальваническое покрытие из никеля, а поверх него - блестящее покрытие из хрома. Благодаря своей жесткости и коррозионной стойкости нержавеющая сталь используется для изготовления корпусов, крышек и перьев авторучек.

ЛАТУНЬ. Под термином "латунь" подразумевается обширное семейство сплавов, основанных на использовании различных вариантов системы "медь - цинк" и часто содержащих прочие металлические присадки, которые придают сплавам специфические свойства. Наиболее часто встречаются следующие составы: 60 % меди и 40 % цинка; 63 % меди и 37 % цинка; 709 % меди и 30 % цинка. Эти составы сочетают в себе адекватные механических свойства, легкость изготовления и стойкость к коррозии.

В производстве авторучек из латуни изготовляются держатели и кольца с последующим золочением, а также корпуса и крышки с последующим нанесением гальванического покрытия или даже покрытием слоем лака.

Покрытие поверхности вышеуказанных сплавов благородными металлами может осуществляться с применением процесса прокатки. Например, если используется золото, листки каратного золота можно прикреплять к бруску материала-подложки (вышеуказанного состава) при помощи пресса с роликовой подачей в условиях высокой температуры и высокого давления. Толщина и вес в каратах слоя золота регулируются в зависимости от технических требований. Например, если требуется, чтобы вес составлял 1/10 от 12 карат, используется золото 12К, и толщина покрытия регулируется с таким расчетом, чтобы вес слоя золота составлял 1/9 веса материала-подложки.

Готовый брусок прокатывают на прокатном стане, чтобы уменьшить его толщину. Промежуточные операции отжига выполняются на данном этапе для облегчения процесса упрочнения покрытия. Чистовая прокатка производится на зеркально отполированных роликах. Соотношение толщины золотого покрытия и материала-подложки остается неизменным в ходе операций прокатки.

ТИТАН. Этот металл относительно легок, его удельный вес составляет лишь 50 % удельного веса латуни или нержавеющей стали, однако он обладает чрезвычайно высокой стойкостью к коррозии. Вопрос об использовании титана рассматривался несколькими производителями авторучек, но им пришлось столкнуться с проблемами производственного характера, в основном из-за твердости титана. Считается, что титановые детали авторучек можно изготовлять из экструдированных трубных заготовок, и сплавы титана, различные по составу, подвергались испытаниям. Авторучка Titanium TI фирмы Parker выпускалась в течение лишь одного года (1970) по причине трудностей, связанных с обработкой титана. В настоящее время, используя более совершенную технологию, некоторые производители, в том числе фирмы Aurora, Faber-Castell, Lamy, Montblanc и Omas, выпускают авторучки, целиком изготовленные из титана.

АЛЮМИНИЙ. Чистый алюминий - мягкий металл, который не способен выдерживать давление, а потому легко деформируется. Вдобавок, алюминий недостаточно тверд, чтобы выдержать небрежное обращение, которому подвергается большинство принадлежностей для письма. Тем не менее он используется для изготовления деталей, которые не подвергаются регулярному износу. Путем сплавления алюминия с другими металлами можно получить ряд материалов, которые сохраняют общие для них характеристики легкости и долговечности, однако обладают и другими более высокими показателями: повышенной прочностью на растяжение и твердость, а также улучшенной обрабатываемостью.

БЛАГОРОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ

СЕРЕБРО. Обычно в сплавах серебра используется стерлинговое серебро 925 пробы, остальное - легирующие элементы: медь, никель либо цинк, которые служат в качестве упрочняющих элементов. В прошлом использовалось серебро низкой пробы (800), однако с этой практикой покончено. В чистом виде серебро используется лишь в тех случаях, когда его наносят гальваническим способом на металл-подложку. Чистое серебро широко применяется для покрытия металла-подложки благодаря своей превосходной оптической отражательной способности, которая придает изделию привлекательный внешний вид. Сплавы серебра и палладия использовались для изготовления перьев, однако они не являются полноценными заменителями золота. Серебро очень хорошо полируется, но может потемнеть в атмосферах, содержащих соединения серы.

Стерлинговое серебро используется для изготовления деталей из сплошного серебра, в том числе корпусов и крышек. Важной характерной особенностью серебра является то, что на его поверхность можно наносить гравировку в технике "гильоше". Многие производители выпускают авторучки, целиком изготовленные из стерлингового серебра. Такие ручки не только красивее, чем посеребренные, но и будут дорожать со временем.

ЗОЛОТО. Этот самый старый драгоценный металл, известный людям, легко узнать по характерному желтому цвету и чрезвычайно высокой плотности. Мягкость чистого золота делает его непригодным в качестве материала для изготовления изделий. Золото можно сделать более твердым, добавив легирующие элементы - медь, никель, серебро или цинк. Изменения концентрации отдельных металлов в лигатурном сплаве влияют на внешний вид и характеристики золота. Например, цвет золота 18 карат колеблется от светло-желтого до розового и красного, в зависимости от легирующих присадок. Все сплавы золота обладают чрезвычайно высокой стойкостью к коррозии в воде и атмосферной коррозии; вот отчего они почти не тускнеют.

Существуют три основных типа промышленных сплавов, используемых при изготовлении авторучек:

• Золото 9К (375 частей чистого золота на 1000 частей сплава). Это - самый твердый сплав золота, он же самый дешевый.

• Золото 14К (585 частей чистого золота на 1000). Это - сплав средней стоимости, который ограниченно используется в большинстве стран континентальной Европы, но широко применяется в Великобритании и странах Северной Америки. Большинство золотых перьев изготовляется из золота 14К.

• Золото 18К (750 частей на 1000). Хотя оно мягче, нежели оба вышеуказанных сплава, но все-таки достаточно твердое для того, чтобы использоваться при изготовлении авторучек и перьев из сплошного золота. Европейские производители изготовляют из золота 14К авторучки и перья на экспорт, однако в странах - членах Европейского Союза преобладает сплав золота 18К.

• Белое золото - сплав, в котором лигатурами являются в основном серебро и палладий, наряду с несколькими другими незначительными добавками. Белое золото обычно изготовляется в варианте 18К, однако весьма экономно используется в промышленности.

ПОКРЫТИЯ ИЗ ЗОЛОТА. Большинство производителей использует уникальные свойства золота, даже если этот благородный металл присутствует лишь в качестве покрытия, нанесенного на металл-подложку. Это покрытие можно наносить с применением двух разных процессов: первый - при помощи процесса прокатки, о котором было сказано выше, второй - при помощи электролитического покрытия: деталь погружают в специальный золотосодержащий раствор, через который проходит электрический ток. Золото или заранее приготовленный сплав с высоким содержанием золота оседают на поверхности детали, которая служит электродом. Для нанесения гальванического покрытия обычно используются сплавы золота 18 или 23,5 карат. Детали корпуса авторучки можно покрывать с использованием обоих способов, но держатели обычно покрывают с применением гальванотехники.

ПРОЧИЕ БЛАГОРОДНЫЕ МЕТАЛЛЫ. Из благородных металлов, используемых для производства авторучек, группа, в которую входят платина, родий, иридий, осмий и палладий, обладает одинаковыми физическими, механическими и химическими свойствами. Все эти металлы - белого цвета, характеризуются высокой температурой плавления и обладают чрезвычайно высокой стойкостью к коррозии.

В чистом виде платина - мягкая, но быстро твердеет при добавлении небольшого количества легирующих присадок, и для производства изделий она используется в виде сплава с содержанием 950 частей на 1000. Поскольку платина - самый дорогой из всех благородных металлов, применяемых для изготовления ювелирных изделий, в том числе перьев, ее используют весьма экономно. Металл используется для изготовления самых престижных перьев; при этом перо становится двухцветным. Один из наилучших примеров - знаменитое перо авторучки Montblanc Masterpiece 149. Несколько производителей, включая фирму Montblanc, изготовляют перья из чистой платины, однако эти перья особенно дороги.

Родий и палладий используются в качестве электролитических покрытий. Они прочнее, чем серебряные покрытия.

Из всех известных на сегодня металлов, обладающих самой высокой плотностью и твердостью, осмий и палладий в основном используются для изготовления шариков, которые затем наваривают на кончик пера из благородного металла, разрезают по линии расщепа и шлифуют. Прочность этих металлов делают перья исключительно долговечными.

ДРЕВЕСИНА

Известно около 70 000 различных древесных пород, из них около 400 имеются в продаже. Эти породы, как правило, используются в стране их происхождения, хотя некоторые экспортируются в промышленно развитые страны всего мира.

Степень жесткости у разных древесных пород различна, и принято считать, что лиственные породы дают более твердую древесину, чем, например, хвойные. Цвет древесины в основном зависит от содержания экстрактивных веществ, и древесина одних пород на свету бледнеет; а древесина других, напротив, темнеет, но большинство видов древесины приобретает более сочные цвета при полировке.

Естественный рисунок на разрезах древесины называется текстурой; он обусловлен взаимодействием таких природных факторов, как наличие пигментов, полос и крапинок, разница в плотности между клетками ранней и поздней древесины, направление волокон древесины, а также характер расположения годичных колец. Существуют восемь основных типов направления волокон по отношению к оси ствола, из которых наиболее часто встречаются прямослойность, при которой волокна направлены параллельно оси ствола (клен, черное дерево) и путаная свилеватость, при которой волокна расположены беспорядочно (эрика древовидная).

Способность клеток древесины отражать свет придает полированной поверхности блеск, и плотная древесина с тонкой структурой блестит ярче, нежели древесина с грубой структурой.

Для того, чтобы определить прочность и долговечность древесных пород, предназначенных для применения с конкретной целью, необходимо знать, каковы ее некоторые механические свойства, в том числе прочность на изгиб, жесткость или модуль упругости, ударная вязкость (способность поглощать энергию при ударной нагрузке). Сушка древесины играет чрезвычайно важную роль, ибо от нее зависит поведение древесины при использовании, и большинство видов древесины подвергают сушке до тех пор, пока влагосодержание не уменьшится до 12 % от массы. Удельный вес древесины определяется как отношение массы к объему; принято сравнивать удельный вес вещества с удельным весом воды, равным 1,0. Таким образом, удельный вес любой древесины дает четкое представление об ее массе, если известен объем.

При выборе древесины для изготовления авторучек следует учитывать не только цвет и рисунок поверхности, но и деформируемость древесины при использовании авторучки в различных условиях температуры и влажности. Поверхность не должна трескаться. После выдержки древесину распиливают на небольшие бруски, которые обычно имеют квадратное поперечное сечение. Эти бруски затем обрабатывают на токарном станке, придавая им требуемую форму и требуемый размер. Во многих случаях металлические либо иные вкладыши помещают в корпус и крышку авторучки. Поскольку древесина пориста, нанесение покрытия на поверхность необходимо не только для того, чтобы уменьшить поглощение влаги (особенно чернил), но и для сохранения природной красоты дерева.

Ниже приводится краткий перечень древесных пород, наиболее часто используемых ведущими производителями авторучек.

Эбеновое дерево (черное дерево). Древесина твердая, цвет - от темно-коричневого до черного, расположение волокон в основном прямослойное, текстура - тонкая, равномерная по окраске и рисунку. Древесина чрезвычайно тяжелая и плотная (удельный вес 1,09). Ее трудно высушивать и трудно обрабатывать, однако она прекрасно полируется. Превосходным примером авторучки, изготовленной из черного дерева, является модель OMAS 360 Wood.

Клен. Цвет древесины колеблется от кремового до розовато-коричневого. Древесина обычно прямослойная, текстура - тонкая, равномерная по окраске и рисунку. Удельный вес равен 0,69. Древесина клена медленно сохнет, степень деформируемости средняя. Типичный пример авторучки, изготовленной из японского клена, - модель Pilot FK Balanced.

Олива. Цвет этой древесины - от бледно-коричневого до коричневого, расположение волокон спиральное. Древесина обладает тонкой текстурой, равномерной по окраске и рисунку. Она довольно тяжелая (удельный вес 0,89), сохнет медленно, с тенденцией к растрескиванию от усушки и раскалыванию. Древесину можно окрашивать и полировать, однако при пользовании авторучкой может происходить деформация. Прекрасный пример авторучки, изготовленной из оливы - модель Man 100 фирмы Waterman.

Змеиное дерево. Это - южноамериканское дерево из рода Brosimum alicestrum; в Великобритании его называют буквенным деревом, а в США - леопардовым или пестрым. Цвет древесины красно-коричневый с черными вкраплениями или вертикальными полосами. Древесина очень твердая, прочная и тяжелая (удельный вес 1,30). Она с трудом поддается сушке на воздухе и обладает тенденцией к короблению. Несмотря на то, что древесину трудно обрабатывать, ее можно полировать до блеска с получением очень красивой поверхности. Степень деформируемости - средняя. Великолепным примером авторучки, изготовленной из змеиного дерева, является модель OMAS 360 Wood.

Палисандр. Цвет сердцевины ствола колеблется от сплошного ярко-красного до узора из желтых, оранжевых и красных прожилок. Древесина твердая и тяжелая (удельный вес 1,10). Сохнет очень медленно, деформация незначительна. Древесина легко окрашивается, ее можно отполировать с получением очень красивой поверхности. Фирма Omas изготовляет из этой древесины авторучки круглой и граненой формы.

Гваякум. Древесина гваякума - одна из самых твердых и тяжелых, с удельным весом 1,23. Цвет - от буро-зеленоватого до почти черного. Древесина маслянистая; степень деформируемости - средняя. Можно отполировать древесину с получением очень красивой поверхности. Коллекция авторучек фирмы Omas, изготовленная из экзотических пород деревьев в 1995 г., содержит авторучку, изготовленную из этого красивого материала.

Сандал индийский. Цвет древесины колеблется от светло-желтого до золотисто-коричневого и кирпично-красного. Древесина обладает характерным запахом. Удельный вес ее в среднем равен 0,66, в зависимости от страны происхождения. Древесина сохнет довольно медленно, зато очень мало деформируется. Ее можно окрашивать, и она прекрасно полируется. В коллекции авторучек фирмы Omas, выпуск которой начался в 1995 г., имеется экземпляр, изготовленный из сандала.

Эрика древовидная. Эта древесина наиболее часто используется для изготовления авторучек. Она чрезвычайно твердая, устойчива к воздействию тепла и к царапанию. В отличие от вышеперечисленных видов древесины, которые находятся в надземных частях деревьев, древесина эрики древовидной, используемая для изготовления авторучек (и многих других изделий), находится под землей. Цвет колеблется от белого с желтоватым или сероватым оттенком до оттенков коричневого и фиолетового. Древесина сохнет очень медленно, однако хорошо окрашивается и превосходно полируется. Фирмы Waterman, Sailor, Platinum и Omas принадлежат к числу производителей, изготовляющих авторучки из эрики древовидной.

ЛАК

Хотя большинство лакированных инструментов для письма изготовляется с использованием так называемого синтетического лака, существует гораздо более ценное совершенное и ровное покрытие, получаемое из китайского лака. Этот лак представляет собой древесный сок, обладающий одной особенностью: он затвердевает при соприкосновении с воздухом и образует идеально гладкую поверхность. Сырье получают из сока трех разновидностей деревьев, произрастающих в Восточной Азии: сумаха лаконосного Rhus verniciflua (Япония), сумаха последовательного Rhus succedanea (Китай) и лакового дерева Melossorreha lappifera (Кампучия). Когда лаковое дерево достигает возраста 8 - 12 лет, его сок собирают в кувшинчики, подвешенные под тонкими надрезами в коре. Свойства лака зависят от климатических условий и в особенности, от периода муссонов. Если сок собирают в годы с обильным выпадением осадков, лак будет эластичным, а если сок собран в относительно засушливые периоды, лак будет твердым, даже хрупким. Мягкий лак будет недостаточно прочен для использования в производстве авторучек, а хрупкий материал нелегко поддается полировке, и любой удар оставляет заметные следы на его поверхности.

Вот почему очень важно применять методы, которые позволяют смешиваь различные лаки и обеспечивают оптимальную вязкость. Двумя основными компонентами лака являются смола, которая придает эластичность, и урушиол - активный компонент, придающий лаку твердость. Урушиол - общее родовое название, которое относится также к цициолу и лакколу, в зависимости от породы деревьев, из которых получают сок.

Для того, чтобы при изготовлении авторучек создать поверхность наилучшего качества, лак следует наносить в несколько слоев, при строго контролируемых параметрах окружающего воздуха - температуре и влажности, пока затвердевает каждый слой. (Подобно вину, лак - это живое и непредсказуемое существо, и иногда смесь получается неудачной)

Чтобы преодолеть эти трудности, очень важно в точности знать оптимальные условия для каждого типа лака. Например, лак из Восточной Азии сохнет только при относительно высокой влажности воздуха (75 - 80 %) и при температуре 25 - 30 гр.ц. В наши дни такие фирмы, как S.T.Dupont, разработали методику регулирования температуры и влажности. (Не столь давно работа с лаком могла вызвать аллергическую реакция, но эту проблему удалось решить).

Азиатские мастера по лаку обычно работают с деревом. Между лаком и древесиной существует природное сродство, поскольку оба они принадлежат к одному и тому же семейству органических веществ, но гораздо труднее заставить лак сцепляться с металлом. Подробности процесса подготовки сырья, а также нанесения лака обычно окутаны чем-то вроде тайны, потому что этот процесс включает в себя не только глубокое знание старинных секретов ремесла, но и постоянный поиск мастером-лакировщиком новых рецептов лака и оригинальных вариантов отделок.

ИСТОЧНИКИ СЫРЬЯ И ПРИГОТОВЛЕНИЕ ЛАКА

Лак, который использует фирма S.T. Dupont, собирают в Китае, затем, после первичной переработки в Японии, лак отправляют в деревянных бочонках во Францию, где по прибытии он подвергается проверке на качество. Пользуясь кистью, изготовленной из тончайшего волоса и прикрепленной к полоске бамбука, мастер наносит немного лака на стеклянную пластинку. Спустя два часа он уже точно знает, каково качество доставленного лака.

Последовательные стадии приготовления лака носят магические названия: процесс "наяси" - испарение влаги для получения сырого лака, который используется в грунтовках; процесс "курумэ" - получение чистого лака, используемого для заполнения пор и отделки поверхности.

Первую смесь приготовляют вручную при помощи шпателя в глиняном сосуде, примерно так же, как изготовляют самые знаменитые духи: мастер не знает в точности общую формулу, он просто знает точные количества нескольких компонентов покрытия, которые должен смешивать. Это - пигменты, придающие лаку его уникальные цвета: "синева полночного неба", "светлый черепаховый панцирь", "коромандельский красный" и т.д.

Затем лак фильтруют через кусок марли, подвешенный на деревянной раме и двух шнурках. Фильтрацию производят, попеременно закручивая и раскручивая шнурки, так что марля сжимается. Профильтрованный лак очень медленно, по каплям, стекает в глиняный сосуд, который тотчас же запечатывают смазанной жиром влажной бумагой. Ежедневно лак, приготовленный накануне, фильтруют, и каждый сосуд приобретает свою собственную родословную в виде этикетки, на которой указаны порядковый номер перемешивания, вес и дата. После этого лаки готовы для отправки в мастерскую, где воздух кондиционирован и обеспылен.

НАНЕСЕНИЕ ЛАКА

По традиции лак наносился исключительно кистью. После затвердевания каждый слой долго полировали вручную при помощи различных тонких абразивов, например, древесного угля. Некоторые украшения, вроде золотой пыли, следует наносить шпателем либо кистью, в соответствии с техникой нанесения порошка из авантюрина, которая применялась в Японии в конце XIX столетия.

Несмотря на то, что с тех пор методы были значительно усовершенствованы, нанесение лака на авторучку по-прежнему требует большого мастерства. Крышку или корпус, изготовленные из латуни, насаживают на стержень, который вращается над металлической пластинкой. Мастер должен обладать большим опытом, чтобы добавлять необходимое количество лака, которое он затем равномерно распределяет по всей поверхности авторучки, когда латунь соприкасается с пластинкой. Толщина слоя составляет около 70 микрон (0,07 мм). Процесс повторяется несколько раз, и, в зависимости от требуемого рисунка, наносятся до шести слоев лака.

При нанесении каждого слоя покрытия происходит затвердевание лака в результате естественной полимеризации (то есть изменения химического состава лака: молекулы смыкаются и образуют прочную трехмерную структуру). Для того, чтобы процесс проходил нормально, регулируются такие параметры микроклимата помещения, как содержание кислорода в воздухе, температура и влажность. Когда слой лака затвердеет, готовое изделие чрезвычайно осторожно полируют.

Существует обширное разнообразие отделок, в их числе - ровные цвета, узоры с использованием различных цветов и даже изысканные орнаменты с добавлением золотой пыли. Пожалуй, одним из самых привлекательных узоров является так называемая "яичная скорлупа". Фирма S.T. Dupont, вероятно, единственный производитель авторучек на Западе, которому удалось овладеть этой техникой.

Лак обладает естественным янтарным цветом, и обычно в него не требуется добавлять белые пигменты. Мельчайшие частицы яичной скорлупы укладывают вручную на первый слой лака, затем наносят покрытие для окончательной отделки. При последующей полировке яичная скорлупа вновь становится видимой. Этот особый метод изобрел во Франции в 20-х гг. Жан Дюнан (Jean Dunand), первый знаменитый французский мастер по лаку. Его ученик Георгий Новосильев (George Novosilleff) стал первым мастером по лаку, работавшим в фирме S.T. Dupont.

(в статье использованы материалы из книги Андреаса Ламброу "Перьевые ручки мира")