給全球圓珠筆裝上“中國(guó)芯”

曼曼

很多人可能不知道，我們?nèi)粘Ｓ玫膱A珠筆筆尖，竟然不是國(guó)貨。3000多家制筆企業(yè)、20余萬(wàn)從業(yè)人口……我國(guó)是當(dāng)之無(wú)愧的制筆大國(guó)，但卻面臨著核心技術(shù)難以攻關(guān)、原材料高度依賴進(jìn)口的尷尬局面。中國(guó)每年生產(chǎn)的400多億支圓珠筆，需要以每噸12萬(wàn)元的價(jià)格進(jìn)口1000多噸生產(chǎn)筆尖的鋼材，需要付出上億人民幣！經(jīng)過5年數(shù)不清的失敗，2016年9月，一家中國(guó)企業(yè)已生產(chǎn)出中國(guó)制造的筆芯，據(jù)悉相關(guān)產(chǎn)品也完成了6輪測(cè)試。這批直徑2.3毫米的不銹鋼鋼絲，可以驕傲地寫上“中國(guó)制造”的標(biāo)志，未來(lái)兩年有望完全替代進(jìn)口銅絲。

小小筆尖高科技

你或許會(huì)問：我們連航天飛船、高鐵、原子彈這樣的高科技產(chǎn)品都造得出來(lái)，怎么會(huì)生產(chǎn)不了一個(gè)小小的圓珠筆筆尖？要知道圓珠筆在1895年就被發(fā)明了，我國(guó)生產(chǎn)圓珠筆的歷史從1948年至今也有60多年了。

其實(shí)別看這小小的筆尖，它的科技含量可不低。圓珠筆筆尖用鋼分為筆尖球珠和球座體兩個(gè)部分。其中，直徑0.5～1毫米的碳化鎢球珠，我國(guó)不僅可以滿足國(guó)內(nèi)生產(chǎn)需要，還大量出口海外。但直徑2.3毫米球座體的技術(shù)，長(zhǎng)期以來(lái)都是國(guó)外企業(yè)的核心機(jī)密。

據(jù)專家介紹，一個(gè)小小的圓珠筆尖，其實(shí)需要20多道工序。筆頭里面有不同高度的臺(tái)階和多條引導(dǎo)墨水的溝槽，加工精度要達(dá)到千分之一毫米的數(shù)量級(jí)。筆頭的關(guān)鍵部位，比如碗口，厚度僅有0.3～0.4毫米，其尺寸精度都是在2個(gè)微米，它的表面粗糙度要求在0.4微米，加工時(shí)既要容易切削，還不能開裂，這對(duì)原材料鋼材性能提出極為苛刻的要求。由于國(guó)產(chǎn)的不銹鋼無(wú)法適用，制筆企業(yè)不得不從日本進(jìn)口易切削不銹鋼線材，進(jìn)而導(dǎo)致與之相匹配的墨水也要從德國(guó)、日本等國(guó)進(jìn)口。

裝上“中國(guó)芯”

那么，為啥過去我國(guó)的鋼鐵企業(yè)不研發(fā)圓珠筆筆尖專用鋼呢？這是因?yàn)橄鄬?duì)于鋼鐵產(chǎn)業(yè)，制筆是個(gè)體量很小的行業(yè)。比如，一家鋼鐵廠一天的產(chǎn)量，可能就夠制筆行業(yè)消化一年。對(duì)鋼廠而言，這點(diǎn)利潤(rùn)微不足道，也沒動(dòng)力去搞研發(fā)生產(chǎn)，而制筆企業(yè)也沒有足夠的力量，所以完全依賴進(jìn)口。

為了給數(shù)百億支圓珠筆安上“中國(guó)芯”，我國(guó)早在2011年就開啟了這一重點(diǎn)項(xiàng)目的攻關(guān)。鋼材要制造筆頭，必須用很多特殊的微量元素，把鋼材調(diào)整到最佳性能，微量元素配比的細(xì)微變化都會(huì)影響著鋼材質(zhì)量，這個(gè)配比找不到，中國(guó)的制筆行業(yè)永遠(yuǎn)都需要進(jìn)口筆尖鋼。經(jīng)過5年數(shù)不清的失敗，2016年9月，我國(guó)的科研人員在電子顯微鏡的幫助下終于看到了期盼已久的筆尖鋼，試驗(yàn)取得成功。大規(guī)模煉鋼十多次后，第一批切削性好的鋼材終于出爐了。這批直徑2.3毫米的不銹鋼鋼絲，可以驕傲地寫“中國(guó)制造”的標(biāo)志了。未來(lái)兩年，有望為數(shù)百億支國(guó)產(chǎn)圓珠筆安上“中國(guó)芯”。小小圓珠筆除了解決我們知道的“筆尖進(jìn)口”到自產(chǎn)的問題，還蘊(yùn)含哪些高科技呢？

可被擦掉的筆跡

從常識(shí)來(lái)講，圓珠筆寫出的字是不能擦掉的。與鉛筆靠在紙面上浮著的石墨來(lái)顯現(xiàn)字跡不同，寫字的時(shí)候，圓珠筆的油墨已經(jīng)浸染到了紙里面，因此，橡皮是無(wú)法把油墨卷起來(lái)擦除的。

我們知道，最初圓珠筆是使用油性墨水。寫字的時(shí)候，油性圓珠筆的筆油受重力作用流下來(lái)，依靠筆頭上轉(zhuǎn)動(dòng)的鋼珠帶出，在紙上留下筆跡。但由于筆油的黏度太高，寫出的字很容易出現(xiàn)斷點(diǎn)，書寫很不順暢。這時(shí)，水性筆應(yīng)運(yùn)而生。水性圓珠筆的墨水被紙吸收，類似毛細(xì)血管現(xiàn)象。我們可以利用墨水容易被吸出來(lái)的特點(diǎn)來(lái)寫字，同時(shí)不必?fù)?dān)心出現(xiàn)斷點(diǎn)。書寫起來(lái)手感好，而且不管往哪個(gè)方向?qū)懚己芰鲿?，這么多的優(yōu)點(diǎn)讓它很快流行開來(lái)。美中不足的是，墨水容易洇開，一旦紙被水打濕，寫在上面的字就無(wú)法辨認(rèn)。解決了這一問題的圓珠筆就是中性筆。普通油墨中性化（變得黏稠、有彈性）后通常黏度很高，而且這種油墨具有受力之后黏度降低的性質(zhì)。中性筆雖然跟油性圓珠筆一樣利用的是重力作用，但是利用中性油墨受力黏度會(huì)降低這種性質(zhì)，筆珠轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生壓力，墨水黏度降低，產(chǎn)生像水性圓珠筆一樣的流暢書寫體驗(yàn)。隨后，墨水涂到紙上，黏度再次升高，也就沒有了洇開的后顧之憂，簡(jiǎn)直是油性筆同水性筆的完美結(jié)合。

既然如此，可擦圓珠筆又是怎么回事呢？目前市面上的可擦圓珠筆，秘密全都藏在了它的特殊墨水里。通常，我們的墨水里有著色劑（染料、顏料等），里面混合著很多粒子?？刹脸锩娌粌H有單純的染色粒子，還有無(wú)數(shù)微米大小的膠囊。膠囊（微小容器）里面有發(fā)色劑、顯色劑、變色溫度調(diào)整劑等。發(fā)色劑和顯色劑結(jié)合后顏色會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)，平常我們用的圓珠筆就是這樣顯現(xiàn)出顏色的。但是，如果用筆的尾部（后端）的橡膠來(lái)擦紙上的筆跡，筆跡就會(huì)消失。這是利用摩擦生熱的原理將局部溫度升高，一旦溫度達(dá)到65%以上，變色溫度調(diào)整劑就會(huì)阻止發(fā)色劑和顯色劑的結(jié)合，顏色也就慢慢消失了。

圓珠筆影響環(huán)境生態(tài)

在人們的眼里，圓珠筆就是不值錢的書寫工具，也就不再珍惜。圓珠筆因?yàn)槭褂梅奖?，不需要吸水，圓珠筆比鋼筆的使用率要高得多，而且使用量特別大。在購(gòu)買圓珠筆時(shí)，基本上都是到市場(chǎng)上一買一大包。雖然也有筆芯出售，可是看看還有多少人會(huì)更換筆芯？基本上都是直接將筆桿和筆芯一起丟掉，現(xiàn)在的圓珠筆無(wú)疑走了一次性筷子的老路。殊不知圓珠筆的原材料是塑料，而塑料的危害是巨大的。當(dāng)我們已經(jīng)習(xí)慣于“用完即扔”時(shí)，這些圓珠筆也就成了下一個(gè)“一次性筷子”，成了危害生態(tài)的元兇。所以，為了保護(hù)環(huán)境一方面要求我們盡量減少圓珠筆的使用；另一方面盡量給用完墨水的圓珠筆更換筆芯，而不是整體丟掉。

（責(zé)任編輯：曹偉 責(zé)任校對(duì)：司明婧）