Vol.092 如何 打造 顺滑 好 写 的 圆珠笔 ？
这 是 一支 圆珠笔
这 也 是 一支 圆珠笔
这 还是 一支 圆珠笔
今天 我们 生活 中 99% 的 笔 都 是 圆珠笔
这些 圆珠笔 按 墨水 类型 可 分为 油性 、中性 、水性 3 类
但 工作 原理 都 一样
里面 的 笔芯 存有 墨水
在 重力 作用 下 会 通过 笔尖 内 的 沟槽 附着 在 一颗 球珠 表面
球珠 在 球座 中 的 旋转 就 会 将 墨水 转移 到 纸 上 形成 笔迹
在 这个 过程 中
墨水 成分 和 笔尖 设计 的 微妙 差异 都 会 带来 完全 不同 的 书写 体验
那么 怎样 才能 让 圆珠笔 写 起来 如丝 般 流畅 顺滑 ？
圆珠笔 诞生 于 1943 年
传统 上 用 的 是 油性 墨水
主要 采用 苯甲醇 这 类 油状 液体 作 溶剂 再 添加 色素
跟 蜂蜜 一样 粘稠 称为 油笔
1979 年 日本 的 三菱 铅笔 公司 发明 的 圆珠笔 首次 使用 了 水性 墨水
以 水 作 溶剂 再 添加 色素
跟 毛笔 墨水 差不多
五年 后 樱花 公司 发明 的 圆珠笔 则 使用 了 中性 墨水
大致 是 在 水性 墨水 基础 上 添加 了 增稠剂
让 墨水 呈 凝胶 状
粘度 介于 油性 和 水性 之间
自从 水性 、中性笔 发明 后
油笔 就 被 中国 人 迅速 抛弃
但 今天 的 欧美 国家 却 仍 偏爱 油笔 这是 为什么 ？
主要 是 因为 文字
欧美 国家 的 拉丁字母 弧线 多
使用 粘度 高 、滑溜溜 的 油性 墨水 写 起来 更 顺畅
而 中国 的 汉字 笔画 繁琐
且 有 许多 直角 的 转折
使用 粘度 低 、摩擦 感 较 强 的 水性 、中性 墨水 更 容易 写出 汉字 的 笔锋
这 类 使用 水性 、中性 墨水 的 圆珠笔 在 今天 的 中国 被 统称 为 中性笔
而 中性笔 要 想 写 的 舒服
关键 在于 墨水 和 笔尖
墨水 可 分为 染料 墨水 和 颜料 墨水
前者 的 着色剂 主要 以 单分子 形式 溶于 墨水
生产 过程 简单
但 缺点 是 写 出来 的 字 一旦 遇水
着色剂 会 再次 溶解
造成 严重 的 晕染
且 在 光线 作用 下
染料 分子 的 化学键 可能 断裂
使 墨水 褪色
而 颜料 墨水 防水 性 则 强 得 多
从 成分 上 看
颜料 墨水 的 着色剂 是 高度 粉碎 后 的 固体 颗粒
比如 炭黑
颜料 颗粒 本身 就 不 溶于 水
还 会 利用 分散剂 再 包裹 上 一层 树脂 成分
形成 悬浊液 的 墨水
写 出来 的 字 即便 遇 水
颜料 颗粒 也 不会 溶解
且 由于 树脂层 的 保护
相比 染料 墨水 保存 得 也 更 久
相比 墨水
笔尖 的 结构 设计 对 书写 体验 的 影响 更大
在 中性笔 上 我们 可以 看到 1.0 、0.7 、0.5 、0.28 这些 数值
通常 指 的 是 笔尖 球珠 的 直径 单位 是 毫米
由于 和 纸张 的 接触 面积 非常 小
这些 球珠 在 书写 时 承受 的 压强 相当于 一只 大象 站 在 高尔夫球 上 旋转
所以 需要 一种 极为 坚硬 的 材料
通常 是 碳化钨
莫 氏 硬度 9 级 接近 钻石
它 的 另 一种 用途 是 制造 穿甲弹 的 弹芯
此外 球珠 和 球座 的 加工 必须 非常 精确
两者 间隙 如果 太 小
球珠 滚动 不 畅 容易 刮坏 纸张
间隙 太 大 则 容易 积墨
这种 微米 级别 的 制造 工艺 难度 极高
中国 每年 生产 400 亿 支 圆珠笔
占 全球 总量 的 80%
但 长期 以来
笔尖 的 生产 设备 只能 依赖 进口
比如 这台 瑞士 生产 的 高精度 机床 —— 米 克朗 LX-24
可 用于 生产 笔尖
将 直径 约 2.3mm 的 不锈钢 线材 裁切 成 圆柱
经过 钻孔 、扩孔 、镗孔 、冲槽 、车 倒角 圆角 、安放 球珠 、收口 、压珠 等 12 道 工序 即可 完成 一只 笔尖
球座 内孔 加工 误差 小于 2 微米
每 分钟 可 生产 300 只 笔尖
国内 几乎 所有 厂商 只能 靠 这 台 设备 生产 笔尖
直到 2014 年 真彩 文具 通过 仿制 LX-24 研发 出 COREX 机床
才 实现 了 自主 生产
且 售价 还 比 瑞士 机床 便宜 约 150 万
除了 设备 笔尖 的 材料 也 不 好 搞
造 笔尖 的 不锈钢 必须 通过 添加 碳 、硅 、锰 等 元素 在 精细 加工 时 实现 容易 切削 又 不 会 开裂 的 特性
国内 厂商 主要 靠 日本 进口
尤其 是 下村 特殊 精工 的 SF20T 不锈钢
一直 处于 垄断 地位
2016 年 太原 钢铁 终于 生产 出 合格 的 笔尖 钢
这 才 让 中国人 能 用上 真正 的 国产 笔
但 要 想 造出 高端 中性笔 这 还 远远 不够
日本 的 制笔 巨头 早 在 上 世纪 90 年代 就 玩出 双珠 系统 、三点 承托 、笔尖 弹簧 等 各种 花样
这些 特殊 构造 的 笔尖
对 工艺 的 要求 也 更 高
一支 笔 可以 卖 5~10 元
毛利率 可达 50% 以上
而 国内 厂商 最初 靠 仿制 日本 中性笔 起家
如今 每支 笔 的 价格 多 在 一两 元
中国 最大 的 制笔 企业 晨光
2018 年 卖 笔 的 毛利率 约 34%
相比 日本 笔 是 低 了 点
但 薄利多销 一年 也 能 赚 到 6.7 亿
不过 对 课业 繁重 的 中小学生 来说
不论 日本 笔 还是 国产 笔
只有 配上 这台 888 元 的 仿生 写字 机器人
才能 真正 写出 有 灵魂 的 暑假作业
