분필

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배경

학교 교실에서 사용되는 분필은 지름이 약 0.35인치(9밀리미터)이고 길이가 3.15인치(80밀리미터)인 가는 막대기로 제공됩니다. 이 방법이 저렴하고 쉬운 것으로 입증되었기 때문에 수업은 종종 분필 막대를 사용하여 칠판(또는 원래 이름은 칠판)으로 전체 학급에 제공됩니다.

자연에서 발견되는 분필은 선사 시대부터 그림에 사용되었으며 고고학자들에 따르면 초기 동굴 그림을 만드는 데 도움이 되었다고 합니다. 나중에 다른 국가와 스타일의 예술가들은 주로 스케치에 분필을 사용했으며 셸락 또는 이와 유사한 물질로 보호된 일부 그림이 살아남았습니다. 분필은 예술가의 편의를 위해 처음에는 막대기로 형성되었습니다. 방법은 천연 백악을 곱게 갈아서 물과 점토를 결합제로 하고 다양한 건조색을 가하는 것이었다. 그런 다음 생성된 퍼티를 실린더로 말아서 건조했습니다. 불순물은 다양한 색상의 천연 분필을 생성하지만 예술가가 자신의 분필을 만들 때 일반적으로 이러한 색상을 더 생생하게 만들기 위해 안료를 추가했습니다. 예를 들어 탄소는 흑색을 강화하는 데 사용되었으며 산화제2철(Fe ₂ O ₃ ) 더 선명한 빨간색을 만들었습니다.

분필은 학급 규모가 증가하고 교사들이 한 번에 많은 학생들에게 정보를 전달할 수 있는 편리한 방법이 필요했던 19세기까지 학교 교실에서 표준이 되지 않았습니다. 강사들은 큰 칠판을 사용했을 뿐만 아니라 학생들은 분필 막대와 지우개로 사용할 스폰지 또는 천으로 완성된 개별 칠판을 사용했습니다. 이 작은 칠판은 특히 어린 학생들 사이에서 연습용으로 사용되었습니다. 잉크 우물에 담근 펜은 최종 사본을 작성하는 데 선호되는 도구였지만 이것들은 엉망이 되지 않는다고 믿을 수 있는 나이든 학생들을 위해 남겨두었습니다.

교실 분필의 성격에 중요한 변화는 칠판의 변화와 유사합니다. 흑판은 진짜 슬레이트로 만들어졌기 때문에 검정색이었습니다. 일부 전문가들은 종이에 글씨를 쓰는 것을 시뮬레이션하기 위해 노란색 칠판과 짙은 파란색 또는 보라색 분필로 변경해야 한다고 주장했지만 제조업체가 20세기에 합성 재료로 칠판을 만들기 시작했을 때 눈에 더 쉽다고 주장하면서 녹색을 선택했습니다. 노란색은 분필로 선호되는 색상이 되었습니다.

오늘날 생산되는 거의 모든 분필은 먼지가 없습니다. 이전에는 더 부드러운 분필이 먼지 구름을 생성하는 경향이 있어 일부 사람들은 호흡기 문제를 일으킬 수 있다고 우려했습니다. 먼지가 없는 분필은 여전히 ​​먼지를 생성합니다. 단지 먼지가 더 빨리 가라앉는 것뿐입니다. 제조업체는 분필을 더 단단하게 만들기 위해 더 오래 굽는 방식으로 이를 수행합니다. 프랑스 회사에서 사용하는 또 다른 방법은 분필이 손에 묻지 않도록 셸락에 먼지 없는 분필 스틱의 80%를 담그는 것입니다.

원자재

백악의 주성분은 탄산칼슘(CaCO ₃ ), 석회암의 한 형태. 석회암 퇴적물은 cocoliths 로 발전합니다. (플랑크톤 골격이 분해되어 생성된 미세한 석회질 판)이 쌓여 퇴적층을 형성합니다. 작은 해양 유기체인 플랑크톤은 바닷물에서 자연적으로 발견되는 칼슘을 0.04%에서 40%로 농축시킨 다음 플랑크톤이 죽을 때 침전됩니다.

분필을 만들기 위해 일반적으로 노천 채석법으로 석회암을 먼저 채석합니다. 다음으로 석회암을 분쇄해야 합니다. 조 크러셔와 같은 1차 파쇄는 큰 바위를 부수는 것입니다. 2차 분쇄는 작은 덩어리를 자갈로 분쇄합니다. 그런 다음 석회암을 볼 밀에서 물로 습식 밀링합니다. 회전하는 강철 드럼에는 내부에 강철 공이 들어 있어 분필을 더욱 가루로 만듭니다. 이 단계는 불순물을 씻어내고 미세한 분말을 남깁니다.

파스텔 초크의 기본은 황산칼슘(CaSO ₄ ), 석고(CaSO ₄ -2H ₂ O) 해양 염수의 퇴적에 의해 형성된 증발광 광물; 그것은 또한 석회암에서 발생합니다. 따라서 분필과 탈수석고는 기원과 특성이 비슷합니다. 파스텔은 또한 결속을 위한 점토와 오일, 그리고 강한 안료를 포함합니다. 이 혼합물은 번짐 없이 매끄럽게 쓰고 칠판보다 종이에 더 잘 그리는 막대기를 생성합니다. 백악을 제조할 때 오염 물질을 제거하기 위해 세심한 주의를 기울이지만 광물 고유의 불순물이 일부 남아 있습니다. 이들 중 가장 중요한 것은 실리카, 알루미나, 철, 인 및 황입니다. 덜 중요하지만 망간, 구리, 티타늄, 산화나트륨, 산화칼륨, 불소, 비소 및 스트론튬도 발생할 수 있습니다.

제조
프로세스

석회석 채석

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1 미국에서 생산되는 석회암의 약 95%가 채석됩니다. 충분한 매장량(25년 가치 권장)이 탐사된 후, 광상을 덮고 있는 토지는 불도저와 스크레이퍼로 제거됩니다. 분필이 표면에 가까우면 개방형 선반 채석법을 사용할 수 있습니다. 그러나 이것은 매우 드뭅니다. 일반적으로 노천 채석법이 대신 사용됩니다. 이 방법은 암석에 구멍을 뚫고 내부에 폭탄을 넣고 암석을 날려 버리는 방식입니다. 퇴적물의 성질에 따라 구덩이를 가로 또는 세로로 확대할 수 있습니다.

분필 분쇄

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2 일단 비교적 큰 덩어리의 석회석을 채석한 후에는 분쇄기로 운반해야 하며, 여기서 분필 산업의 요구 사항을 충족하기 위해 분쇄됩니다. 첫 번째 단계는 1차 분쇄입니다. 다양한 분쇄기가 존재하지만 원리는 동일합니다. 모두 턱이나 원뿔로 돌을 압축하거나 충격을 통해 분쇄합니다. 2차 파쇄는 더 빠른 속도로 작동하는 더 작은 파쇄기에 의해 수행되어 자갈을 생성한 다음 분쇄되고 미분쇄됩니다.

3 다음 단계인 습식 분쇄는 불순물을 씻어냅니다. 그것은 필기 목적에 적합한 분필을 만드는 데 필요한 고운 등급의 석회암을 만드는 데 사용됩니다. 습식 연삭은 볼 밀에서 수행됩니다. 내부에 강철 볼이 있는 강철 드럼을 회전시켜 초크를 매우 곱게 분쇄합니다.

분쇄 후 분필 입자를 진동 스크린 위에서 체질하여 더 미세한 입자를 분리합니다. 그런 다음 입자를 물과 혼합하고 적절한 크기의 다이를 통해 압출하고 적절한 길이로 자릅니다. 마지막으로 분필은 4일 동안 오븐에서 경화됩니다.

석고 탈수

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4 석고도 석회석과 마찬가지로 채석하여 분쇄합니다. 석고 가공의 주요 차이점은 유색 백악의 주요 성분인 황산칼슘을 형성하기 위해 탈수되어야 한다는 것입니다. 이것은 석고가 화씨 244~253도(섭씨 116~121도)로 가열되는 대형 연소실인 케틀에서 이루어집니다. 12~15%로 줄어들 때까지 끓일 수 있으며, 이때 수분 함량은 20.9%에서 5~6%로 줄어듭니다. 물을 더 줄이기 위해 석고를 화씨 약 402도(섭씨 204도)로 재가열한 후 주전자에서 석고를 꺼냅니다. 지금쯤이면 거의 모든 물이 증발하여 황산칼슘만 남게 됩니다.

선별, 청소 및 배송
분필

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5 백악 또는 황산칼슘 입자는 이제 더 미세한 물질을 걸러내는 진동 스크린으로 전달됩니다. 그 다음 나오는 고운 분필은 세척, 건조, 가방에 포장되어 제조업체로 배송됩니다. 초크 또는 황산칼슘을 받으면 초크 공장은 일반적으로 재료를 다시 갈아서 매끄럽고 균일하게 미세하게 만듭니다.

흰색 교실 분필 만들기

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6 제조사는 흰색 교실용 분필을 만들기 위해 물을 첨가하여 점토와 같은 농도의 걸쭉한 슬러리를 형성합니다. 그런 다음 슬러리를 원하는 길고 얇은 모양의 오리피스인 다이에 넣고 압출합니다. 대략 24.43인치(62센티미터)의 길이로 자른 막대기를 5개의 그러한 막대기를 위한 장소가 포함된 시트에 놓습니다. 그런 다음 시트를 오븐에 넣고 분필은 화씨 188도(섭씨 85도)에서 4일 동안 경화됩니다. 경화 후 스틱을 80mm 길이로 자릅니다.

컬러 교실 분필 만들기

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7 안료(건조, 천연, 유색 재료)를 탄산칼슘과 혼합하고 둘 다 건조합니다(과정은 케이크 레시피에서와 같이 액체를 추가하기 전에 밀가루와 베이킹 파우더를 함께 체로 치는 것과 유사합니다). 그런 다음 혼합물에 물을 첨가하고 흰색 교실 분필과 같은 방식으로 굽습니다.

파스텔 만들기

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8 또 다른 제조 방법은 미술 드로잉에 사용되는 초크인 파스텔에 사용됩니다. 절차는 유색 교실 분필에 사용되는 것과 유사하지만 탄산 칼슘 대신 황산 칼슘이 사용됩니다. 또한, 건조한 재료에 점토 및 오일을 혼합하고 더 많은 안료를 첨가하여 치약의 일관성을 갖는 슬러리를 생성합니다. 최종 제품은 상대적으로 촉촉해야 하기 때문에 파스텔은 일반적으로 굽기보다는 자연 건조됩니다.

분필 복싱

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9 완성된 분필 스틱을 작은 상자에 넣고 큰 상자에 쌓아 공급점으로 배송합니다.

품질 관리

교실용으로 만들어진 분필은 성능이 좋고 무독성 라벨이 붙기 위해 엄격한 테스트를 거쳐야 합니다. 들어오는 모든 재료는 사용하기 전에 순도 테스트를 거칩니다. 분필을 막대기로 만든 후 각 배치에서 하나의 막대기를 테스트용으로 선택합니다. 샘플 스틱의 밀도와 파괴 강도가 결정됩니다. 그런 다음 샘플을 사용하여 작성하고 마크의 품질을 연구합니다. 소거 가능성도 연구됩니다. 먼저 마른 지우개를 이용하여 분필 자국을 지우고 지우개 정도를 검사한다. 그런 다음 칠판을 씻고 다시 칠판에 남은 분필의 양을 검사합니다. 또한 각 배치의 샘플을 5년 동안 보관하여 향후 품질이 의심되는 경우 검사할 수 있습니다.

교실용 분필은 미국 표준 협회(American National Standards Institute)의 성능 표준을 준수합니다. 설명서에는 분필 막대의 적절한 길이와 상자에 몇 개의 막대를 넣어야 하는지 나와 있습니다. 1990년 11월 18일 연방법 (공법 100-695) 미국에서 판매되는 모든 예술 재료는 자격을 갖춘 독성학자에 의해 평가되어야 하며 독성을 설명하는 라벨을 발행해야 합니다. 독성학자는 비용이 아니라 안전성에 관심이 있으며 승인을 승인하기 전에 많은 요소를 고려해야 합니다. 각 성분, 사용량 및 다른 성분과의 가능한 부작용을 연구합니다. 제품의 크기와 포장, 인체에 대한 잠재적 유해성 및 알레르기 반응을 일으키는 경향도 고려됩니다. 독성학자는 또한 모든 연방 및 주 규정뿐만 아니라 제품 사용 및 잠재적인 오용도 고려합니다. 모든 색상과 모든 공식 변경에 대한 공식은 승인을 받아야 합니다.

교실용 분필은 비영리 제조업체 협회인 Art and Craft Materials Institute의 기준을 충족하는 경우 "CP [인증된 제품] 무독성"으로 표시됩니다. 이 라벨은 어린이용 미술재료가 무독성이며 자발적인 품질 및 성능 기준에 부합하며 성인용 미술재료의 독성이 올바르게 표시되었음을 인증합니다. CP 인장은 또한 제품이 Art and Craft Materials Institute 및 American National Standards Institute 및 American Society for Testing and Materials(ASTM)와 같은 다른 기관에서 개발한 재료, 기술, 작업 품질 및 색상의 표준을 충족함을 나타냅니다. 정직성을 보장하기 위해 대부분의 분필 제조업체는 무독성 표준을 충족하는지 확인하는 독립적인 독성학자에 의해 무작위로 테스트됩니다. 지식이 있는 학교는 제대로 표시되지 않은 분필을 구매하지 않기 때문에 대부분의 제조업체는 이러한 엄격한 표준을 준수합니다.

미래

많은 사람들은 오래된 자료를 표현하기 위해 분필과 칠판을 사용하는 것을 고려합니다. 일부 전문가들은 교사들이 교수법을 개선하고 칠판을 완전히 없앨 수 있는 새로운 기술에 완고하게 저항했다고 주장합니다. 최근에 오버헤드 프로젝터로 가르치는 것이 칠판을 사용하는 것보다 더 효과적인지 조사한 연구에서는 칠판이 더 상호작용적이고 진보적이며 유익한 것으로 결론지었습니다.

최근 교육 뉴스에서 가장 많이 발전한 분야는 전자칠판입니다. 교사는 일반 칠판 대신 대형 TV 화면을 사용하여 컴퓨터 단말기에서 자료를 입력합니다. 고급 시나리오에서 각 학생은 교사가 마스터 컴퓨터에서 정보를 보내는 터미널을 사용합니다. 전문가들은 이러한 설정이 학생들에게 시각적으로 더 흥미롭고 구식 칠판보다 더 다재다능하고 먼지가 많은 분필보다 깨끗하고 교사가 사용하기 쉽고 그래픽과 애니메이션을 사용하여 더 복잡한 자료를 더 잘 표현할 수 있다고 주장합니다. . 그러나 전자 칠판의 실현 가능성에 대한 많은 연구가 이루어졌으며 대부분은 적어도 현재로서는 전통적인 칠판을 유지하는 것을 선호하는 것 같습니다. 정교하고 쉽게 읽을 수 있는 전자 칠판은 대부분의 학교의 예산 제약과 기술 능력을 뛰어넘습니다. 또한 전자 시스템의 효율성에 대한 연구에 따르면 전자 시스템을 사용하는 교사는 수업 준비에 더 많은 시간을 할애하고 교사와 학생은 상호 작용이 덜하며 학생들은 전자 칠판에 불만족하며 새로운 장치는 학생들의 주의를 화면과 정보를 전달하는 선생님. 일부 지역에서 전자 칠판에 대한 열의는 여전히 높지만 교실에서 분필 사용은 당분간 보장됩니다.