Pliiats

Pliiats on vahend käsitsi kirjutamiseks, joonistamiseks ja joonestamiseks (tavaliselt paberile) ning puurimis- ja lõikekohtade märkimiseks puidule.

Teritamine

Kirjutamisel pliiatsi grafiitsüdamik kulub ning puidust või plastist ümbris tuleb ära teritada. Selleks kasutatakse nuga või spetsiaalset pliiatsiteritajat. Pliiatsiteritajaid on mitmesuguseid, alates metalliga ümbritsetud väikesest lõiketerast kuni elektrooniliste rõhutundlike automaatteritajateni.

Kunst

Kunstis on pliiatsit traditsiooniliselt peetud visandamise vahendiks kompositsiooniidee talletamisel või maalile ettejoonistamise vahendiks. Nüüdseks aga on pliiatsis hakatud nägema omaette kunstiteoste loomise vahendit.

Täitepliiats

Täitepliiatsil (automaat- ehk mehaanilisel pliiatsil) saab grafiitsüdamikku uuendada. Vahetatav südamik on paigutatud spetsiaalsesse pliiatsiümbrisesse, kus saab reguleerida südamiku väljaulatust sellest, samuti asendada südamikku uuega. Selliseid pliiatseid kasutati sageli kuninganna Victoria ajal, mil pliiatsiümbrised olid sageli tehtud väärismetallist ning kaetud nikerdustega.

Kustutuskummiga pliiats

Pliiatsi otsas võib olla ka kustutuskumm, mille ümber on kaitserõngas, mis hoiab kustutuskummi paigal. Kustutuskummiga pliiatsi patenteeris Hyman Lipman Philadelphiast 30. märtsil 1858.

Valmistamine

Pliiatsiümbriseid valmistatakse enamuses pehmest puidust, millel peaaegu puuduvad oksakohad ja mis on eriti kergesti lõigatav, mistõttu pliiatsit saab hõlpsasti teritada. Sellised omadused on näiteks liibanoni seedril. Seedripuitu saadi varem Liibanonist, nüüd kasutatakse palju California kadakapuitu (mida kutsutakse ka seedriks) ja Siberi seedermändi. Kalifornia seeder uueneb teistest sobivatest puudest kiiremini. Kasutatakse ka alternatiivset kohalikku puitu, seda näiteks Brasiilias ja Indoneesias.
Seedrilaua sisse freesitakse ühtlaselt üksteise kõrvale soonekesed. Soonekestesse valatakse valget liimi. Liimiga lauad liiguvad konveieril sortimismasinasse, mis jaotab nad kordamööda (näiteks) vasakusse ja paremasse harusse. Vasakus harus paigutatakse soonekeste sisse üheksakaupa pliiatsisüdamikud. Paremas harus pööratakse lauad karusselliga teistpidi. Vasaku ja parema haru ühinemisel asetatakse lauad kohakuti üksteise peale, nii et südamikud jäävad laudade vahele. Seejärel pressitakse lauad teineteisega kokku. Kokkuliimitud lauad lähevad jälle freesmasina alla: laudadele tehakse poole laua sügavused sisselõiked. Seejärel freesitakse teiselt poolt samasugused sisselõiked. Nii saadakse kokkuliimitud laudade paarist üheksa pliiatsit, mis on kuusnurkse, kolmnurkse, ümara või ovaalse ristlõikega. Pliiatsid kaetakse poleerimismasina abil mitmes kihis värvilise lakiga. Mõnikord jäetakse pliiatsid ka lakkimata. Kui värv on kuivanud, tembeldatakse pliiatsitele peale markeering firma nime ja pliiatsi kõvadusastmega. Tembeldamiseks kasutatakse enamasti terastemplit ja värvilist kilet. Kvaliteetsemate pliiatsite otsad kastetakse kuni 2 cm ulatuses värvi sisse, et moodustuks värvimüts. Lõpuks pliiatsid terituvad liivapaberiribal kiiresti pööreldes. Viimane etapp on pliiatsite pakkimine.

Harilik pliiats

Hariliku pliiatsi südamiku valmistamiseks segatakse pasta veest, savi ja grafiidi pulbrist. Nii grafiit kui ka savi peavad olema väga peeneks jahvatatud ning segu peab olema võimalikult ühtlane. Pärast segamist pressitakse segu matriitsi abil kõrge rõhu all filjeerist läbi, nii et moodustuvad südamikuniidid, mis lõigatakse seejärel parajateks tükkideks. Pasta paigutatakse "hõbelaegastesse", kuni väga kiiresti pööreldes tekivad ühtlased ja puhtad, kuid pehmed südamikud. Need omakorda pannakse toosidesse kuivama. Kuivanud ja kõvenenud südamikud pannakse metallkastidesse raskete metallplaatide alla, et nad järgneval kuumutamisel ei kõverduks. Plaadid ja kastid on eelnevalt juba kuumad. Kastile pannakse kaas peale ning ta paigutatakse põletusahju umbes 90 minutiks. Selle ajaga muutub savi 1200-kraadisel temperatuuril kõvaks. Pärast jahtumist kastetakse südamikud palmiõlivanni, et pliiats hästi libiseks. Õli täidab põlemisel tekkinud poorid.

Keemiline pliiats

Keemilise pliiatsi puhul lisatakse südamikku värvainet metüülvioletti.

Värvipliiatsid

Värvipliiatsite värvilisi südamikke valmistatakse teistmoodi. Nad koosnevad värvipigmentidest, rasvadest, vahadest, sideainetest (tavaliselt tselluloosi derivaatidest) ja mineraalsetest täiteainetest, näiteks talgist ja jahvatatud kaoliinist. Värvipliiatsisüdamike kvaliteet sõltub jahvatise peenusest, eelkõige aga pigmentide osakaalust ja kvaliteedist. Mida suurem on pigmentide osakaal, seda kõrgem on südamiku kvaliteet ja seda paremini hakkab pliiats paberi külge. Pärast segamist pressitakse segu matriitsi abil välja ning südamikud lõigatakse parajateks tükkideks. Erinevalt grafiitsüdamikest värvipliiatsisüdamikke ei põletata, vaid kuivatatakse kuivatusahjus. Et pliiats paremini libiseks, käib värvipliiatsisüdamik läbi veel kuumast rasvavannist.

Ajalugu

Pliiatsi eelkäija oli vanarooma stiilus, peenike metallpulk, millega kriibiti papüürust.
Keskajal kasutati pliiatsina plii- (siit ka pliiatsi nimi; hiljem peeti ka grafiiti pliiks) või hõbepulka.
Aastal 1564 leiti Inglismaalt Cumbriast Borrowdale'i lähedalt Seathwaite Fellist suur grafiidimaardla. Legendi järgi leidsid kohalikud lambakarjased tormiga mahalangenud puu juurte alt sätendava hallikasmusta massi, millega oli hea lambaid märgistada. Sealne grafiit oli väga puhas ja kõva ning seda sai hõlpsasti pulkadeks saagida. Tol ajal arvati, et tegemist on teatud sorti plii või pliiühendiga, sest grafiit sarnanes pliiga läike poolest. Alles 1789 tõestas rootsi keemik Carl Wilhelm Scheele, et tegemist on kristallilise süsinikuga. Seathwaite Fell Inglismaal ongi jäänud kõva grafiidi ainsaks leiukohaks.
Grafiidikamakatest hakati lõikama neljakandilisi kepikesi, millega sai kirjutada nagu krihvliga. Varsti mõistis riik selle materjali suurt tähtsust ning võttis kaevandused üle ja valve alla. Et grafiit oli pliist pehmem, vajas ta mingit ümbrist. Algul mähiti grafiitpulgad paela või lambanaha sisse.
Uudis grafiitpliiatsitest levis kiiresti ja äratas huvi kunstnikes. Mõttele paigutada grafiit puitümbrise sisse tuldi Itaalias. Nii oli pliiats kergemini käsitsetav, grafiit ei murdunud kergesti ja käed jäid puhtaks.
Mujal maailmas leitud grafiit oli palju vähem puhas kui Borrowdale'i oma ning seda pidi purustama, kuid järele jäi üksnes grafiidipulber. Kuniks leiutati grafiidipulbrist pliiatsile sobiva grafiidi tootmise tehnoloogia, jäi Inglismaale pliiatsite tootmise monopol. Neljakandilisi inglise pliiatseid valmistati looduslikust grafiidist 1860. aastateni.
Esimene katse valmistada grafiitpulki pulbrilisest grafiidist tehti Nürnbergis 1662. Seal kasutati grafiidi, väävli ja antimoni segu. Kuigi need pliiatsid olid kasutatavad, jäid nad kvaliteedilt Inglismaa omadele alla. Et Passau lähedal ja Austrias leiduv grafiit ei kõlvanud pliiatsite valmistamiseks, sest ta ei olnud küllalt puhas, tuli grafiiti importida Borrowdale'ist. Sealne maardla aga hakkas ammenduma ning selle strateegilise tähtsusega kauba eksport keelati.
Napoleoni sõdade ajal ei olnud Prantsusmaal Inglismaa ja Saksamaa pliiatseid saada. Aastal 1795 leiutas Napoleoni armee ohvitser Nicolas Jacques Conté uue pliiatsitootmise tehnoloogia. Et Conté oli tegelnud suurtükkide valmistamisel kasutatavate tiiglite tootmisega, oli tal grafiidiga kogemusi. Ta tegi ebapuhtast grafiidist pulbri, puhastas selle ning segas siis savi ja veega. Sellest segust moodustati pikad nelinurksed kepid, mis kuivatati ja mida seejärel puusöesse pakituna keraamilises kapslis põletati kõrge temperatuuri juures põletusahjus. Grafiidikepi kõvadust sai varieerida, muutes grafiidi ja savi vahekorda: mida rohkem savi, seda kõvem oli pliiats ja seda heledam oli pliiatsijälg. See meetod levis 19. sajandi keskpaigaks üle maailma ning täiustatuna kasutatakse seda tänini.
Pliiatsite tööstuslikku tootmist alustas vabahärra ja riiginõunik Lothar von Faber, kes 1839 võttis neljanda põlvkonna juhina üle pliiatsifirma A.W.Faber Steinis Nürnbergi lähedal. Ta omandas Siberis kaevanduse, kust sai maailma parimat grafiiti. See toodi kohale põhjapõtradega ja meritsi. Faber võttis kasutusele kuusnurkse ristlõike ning praegu kehtiva kõvadusskaala. Et kaitsta oma rahvusvaheliselt nõutud pliiatseid võltsijate eest, esitas ta 1874 Riigipäevale palvekirja, et võetaks vastu kaubamärgi kaitse seadus. Seadus jõustus aasta hiljem. Faberi pliiatsid on ühed esimesed kaubamärgiga kaitstud tooted Euroopas.