毎日使うボールペンには実はたくさんの知識が詰まっている

普通に見える文房具にも、実はボールペンなど珍しい技術が使われていることを知らない人も多いでしょう。

ボールペンの先端は一見取るに足らないもののように思えるかもしれませんが、実は小さいながらも必要な機能がすべて備わっています。

ボールペンのペン先を滑らかで使いやすくするためには、ボールペンのペン先の鍵となる5つの溝など、精巧な職人技を習得する必要があります。この5つの溝は髪の毛よりも細いので、作るのがどれだけ難しいか想像がつきます！

あなたは自分の手に握られたボールペンを本当に理解していますか？

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ボールペンとは何ですか？

ボールペンは、ペンの先端またはリフィルのボールを使用して筆記媒体を繰り出すペンです。

ボールペンは、真鍮、鋼、またはタングステンカーバイドでできた小さな回転ボールを使用し、書くと紙にインクが出てくるペンです。

ボールペンは、その前身である葦ペン、羽根ペン、金属ペン先ペン、万年筆とは大きく異なります。

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ボールペンを作るのはどれくらい難しいですか？

ボールペンがスムーズにインクを出せるのは、筆記時にボールペンの先端にある小さなボールが紙と接触した際に生じる摩擦によって転がり、ペン芯の中のインクが出て筆跡が形成されるからです。

ボールペンのペン先の構造を簡単に説明すると、ボールシートの上部にボールを埋め込むことで、ボールがスムーズに回転し、ボールシートから落ちにくくなるというものです。

しかし、このようなシンプルなデザインはボールに大きな負担をかけます。

ボールペンのペン先の製造には、主に 3 つの技術的な難しさがあります。まず、スムーズな書き心地を実現するためには、ボールとシートのフィットが重要です。ボールとボールシートの隙間は約5ミクロンです。隙間が小さすぎるとインクがスムーズに流れ出ません。隙間が大きすぎるとインクが漏れたり、ボールがペン先から落ちたりする原因になります。

第二に、筆記プロセス中、ペン先のボールと紙の間の摩擦が常に発生するため、ボールとボールシートの間の隙間が徐々に大きくなります。時間が経つと隙間からインクが漏れやすくなり、書き心地に影響が出ます。

また、ボールペン先端は加工精度、組み立て精度が極めて高いです。ペン先内部にはインクを導くための凹凸の段差と油案内溝があります。各オイルガイド溝の加工精度は1ミクロンが要求されます。

上記のすべての要因により、ボールペンのボールの材料性能に対する要求は高くなります。

まとめると、ボールペンのペン先の製造には20以上の工程があります。各工程で必要となる材料は非常に細かく複雑であり、極めて高い精度が求められます。例えば、ペン先の太さは全体で0.1mm以下ですが、誤差は0.003mmを超えてはなりません。建造難易度は航空母艦に匹敵する。

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"中国製"

長い間、ペン先鋼の化学組成と技術的パラメータは、日本、スイス、その他の国の企業によって管理されてきました。

中国は以前からボールペンを生産していたが、ボールペンの中核技術と中核材料は依然として日本などの国が握っている。中国はボールペンのために毎年1500万米ドルの外貨を支払う必要がある。

しかし、技術的なサポートがなく、プロジェクトの困難にもかかわらず、TISCO の研究開発チームは、100 回近くのテストを経て、ボールペンの先端に使用される材料の安定性や耐腐食性などの困難を最終的に克服しました。その過程で、TISCOは多くの重要な技術を習得し、 2017年にペン先鋼の国内量産を達成しました。

現在、ボールペンのペン先を生産できる国は中国、スイス、日本のみです。それ以来、中国人は独自のペン芯を持つようになり、中国の製造業は大きな進歩を遂げました。

しかし最も重要な点は、中国は今後、多くの面で他国に頼る必要がなくなるということだ。中国国民の意欲と決意は、再び世界に感銘を与えました！

出典：中国科学普及協会