Как работают авторучки?

1. Что такое авторучка?
2. Части авторучки
3. Как работает перьевая ручка?
4. Сила давления
5. Чернила, воздух в
6. Гравитация и капиллярное действие
7. Кто действительно изобрел авторучки?
8. Древние
9. лодочник
10. Parker

от Крис Вудфорд , Последнее обновление: 6 декабря 2018 г.

Придет ли время, когда почерк полностью устареет? Это может случиться! Большинство из нас пишут гораздо меньше, чем раньше: мы лазерная печать документы, напечатанные на нашем компьютеры платите за вещи, проводя кредитными картами через автомат (где когда-то у нас были бы чеки), и даже отправляйте наши самые личные мысли другим людям по электронной почте, мгновенным сообщениям или SMS (текстовые сообщения). Если вам повезет, вы все равно можете получить письма и поздравительные открытки по почте, которые были написаны от руки. И если вам очень повезло, они могли быть с любовью написаны от руки перьевой ручкой - вероятно, самый индивидуальный и выразительный инструмент, который вы можете использовать для отправки письменного сообщения другому человеку. Как именно работают эти чернильные машины? Давайте внимательнее посмотрим!

Фото: колчан авторучки из моей коллекции. Это все современные ручки, но дизайн не сильно изменился с тех пор, как в конце 19-го века была изобретена оригинальная ручка этого типа. Те, что на обеих сторонах сделаны Паркер; ручка посередине изготовлена ​​немецкой фирмой Pelikan.

Что такое авторучка?

Иллюстрация: до появления перьевых ручек многие люди писали с заостренными перьями, которые назывались перьями. Это строчащая рука Джона Риджа, чероки, изображенная в 1838 году на литографии Джона Т. Боуэна, любезно предоставленная Библиотека Конгресса США ,

Технология письма остается такой же, как и несколько тысяч лет назад: основная идея сделать свой след с помощью какого-либо пигмента (цветного химического вещества, используемого в чернилах, краски и красители) остается в силе и сегодня, как и для наших предков. Некоторые вещи пошли дальше: вместо того, чтобы царапать слова тростником или перья сделанные из птичьих перьев, большинство людей выбирают недорого, пластик шариковые ручки . В них используются относительно вязкие (густые и липкие) чернила, поступающие из тонкой трубки, которые высыхают почти сразу после попадания на страницу. Некоторые люди предпочитают фибровые наконечники, относительно недавнее изобретение (разработанное Юкио Хори из Pentel в начале 1960-х годов), в котором мягкая пластиковая точка вытягивает жидкую или гелевую краску из губки, скрытой в основной трубке ручки. Но люди, которые действительно хотят оставить свой след, выбирают авторучку, в которой используются жидкие чернила. Подобные чернила легко испортить, вот почему дизайн пера особенно важен.

Части авторучки

Фото: крупный план типичного перья авторучки. Обратите внимание на пазы пластикового коллектора под металлическим наконечником. Подача проходит через центр коллектора и более широкую черную трубку справа, которая является битом, который держат ваши пальцы, и называется секцией.

Перьевая ручка состоит из четырех основных частей:

• Резервуар (чернильная трубка, спрятанная в ручке ручки).
• Перо (заостренный металлический конец, который вы перетаскиваете на бумага ).
• Корм (а пластик внутри него проходит труба с тремя тонкими каналами, соединяющими кончик с резервуаром).
• Коллектор (видимый в виде ряда канавок или ребер непосредственно под кончиком, эта часть подачи собирает чернила, вытекающие из резервуара, и сразу же останавливает слишком большое затопление).

Есть также несколько других, менее важных частей. Есть колпачок, который скрывает кончик, когда ручка не используется, и предотвращает утечку чернил в ваше пальто. Обычно на кепке есть зажим, чтобы вы могли безопасно носить ручку в кармане. Существует защитный внешний корпус, называемый стволом, закрывающий резервуар на противоположном конце, часто изготовленный из очень привлекательного материала, покрытого лак , В большинстве перьевых ручек резервуар представляет собой либо многоразовую пластиковую трубку (с миниатюрным поршневым / поршневым механизмом внутри для чернил из бутылки), либо одноразовый чернильный картридж.

Как работает перьевая ручка?

Грубо упрощенно, перьевая ручка немного похожа на бутылку с синим или черным воды , Представьте, что вы пытаетесь что-то написать с помощью бутылки с водой, и легко понять, как работает перьевая ручка. Предположим, вы сняли крышку с полной бутылки с водой, перевернули ее и попытались написать свое имя. Что просходит? Вода быстро выплескивается - наклейте, наклейте! - примерно за 10 секунд и впитывает вашу страницу, стол, пол и все остальное в поле зрения. «Глэги» - это не я, пытаясь быть смешными: они важны, и мы вернемся к ним через минуту.

Сила давления

Что, если вы изменили бутылку с водой так, чтобы вместо относительно большого открытого горлышка наверху было только крошечное отверстие? Вы можете попробовать это для себя. Идите в ванную или на кухню, где можно смело устраивать беспорядок. Возьмите старую бутылку для напитков с пластиковой крышкой, наполните ее водой и плотно закрутите крышку. Теперь сделайте небольшое отверстие в крышке с помощью булавки и переверните бутылку вверх дном. Вы обнаружите, что вода вообще не выходит (или, если она есть, только невероятно медленно). Причина проста. Несмотря на вес воды, толкающей вниз, давление воздуха поднимается в противоположном направлении и не дает воде покинуть бутылку. Воздух действует как палец, толкающий вверх и блокирующий отверстие! Если вы теперь сделаете второе маленькое отверстие в верхней части бутылки (конец, который находится в воздухе, напротив крышки - конец, который обычно является нижней частью бутылки), вы обнаружите, что вода начинает выходить, как вы ожидаете. Воздух может попасть в верхнюю часть бутылки, что позволяет воде выходить из нижней части. Накройте отверстие для воздуха пальцем, и вы прекратите вытекание воды; откройте отверстие для воздуха, и вода снова начнет капать.

Фото: Вы можете подумать, что я сливаю воду из этой бутылки, но вы также можете увидеть это с противоположной стороны: я наполняю ее воздухом. Если бы воздух был виден, вы бы увидели, как он устремляется в горлышко бутылки мимо линии воды. Вода может выйти только если воздух может войти. Точно такой же принцип применим к перьевой ручке.

Чернила, воздух в

Фото: внимательно посмотрите на перо авторучки, и вы увидите, что оно разделено на две части. Когда вы используете такую ​​ручку, вы часто можете видеть линию чернил, стекающую по щели от подачи в процессе капиллярного воздействия. Если вы снова посмотрите на первое фото на этой странице, вы увидите, что у светло-синей ручки Пеликана в центре видна линия чернил вдоль прорези на кончике. Некоторые ручки (но не эта) имеют большое «дышащее» отверстие в верхней части щели, чтобы пропустить воздух в ручку.

Сейчас большую часть времени мы можем набивать воду из полной бутылки, не делая в ней дырки ... так как это работает? Попробуйте и посмотрите. Заполните бутылку с водой, а затем переверните ее. Вместо того, чтобы сливать воду ровно и чисто, вы найдете водяные листья в виде ворсистых пузырьков с огромными пузырьками воздуха, которые образуются и устремляются сквозь воду снизу вверх. Происходит то, что воздух должен входить в бутылку по мере того, как вода уходит, поэтому на шее постоянно идет борьба между воздухом, попадающим и выходящим из воды, - и это то, что делает шум глух-глуг-глуг. Если вы наклоните бутылку с водой ближе к горизонтали и наклоните воду под небольшим углом, воздух может проникнуть в то же самое время, когда вода уходит, без того, чтобы они поразили шею, поэтому шум от прикосновения исчезнет.

Как все это относится к перьевой ручке? Теперь вы, вероятно, можете видеть, что механизм авторучки - это как впуск воздуха, так и выпуск чернил. Подача включает в себя систему параллельных каналов, три маленьких для чернил и один большой для воздуха, поэтому воздух может течь вверх в резервуар, когда чернила стекают к бумаге с тщательно контролируемой скоростью: вы получаете достаточно чернил, чтобы сделать хорошая, сплошная линия, не настолько, чтобы вы заливали бумагу, и не настолько, чтобы ручка вообще не писала.

Гравитация и капиллярное действие

Когда вы пишете авторучкой, как чернила попадают из резервуара на страницу? Частично он течет через гравитацию (его собственный вес тянет его вниз), но также и через капиллярное действие (явление, при котором жидкость будет автоматически вытягиваться вдоль очень тонкой трубки - так вода поднимается внутри растения). Если вы держите перьевую ручку пером, направленным вниз, гравитация не заставит чернила полностью вылиться, как вы могли ожидать. Это потому, что корм, соединяющий перо с резервуаром, довольно узок. Фактически мы имеем дело с пластиковой бутылкой, наполненной водой, с крошечной дырочкой в ​​крышке: чернила не могут вырваться из перьевой ручки, потому что воздух не может попасть внутрь.

Рисунок: Примерно так работает подача перьевой ручки: она похожа на маленькую трубку с тремя крошечными чернильными каналами, идущими внизу, и большим воздушным каналом прямо над ними. Когда чернила стекают по трем каналам для чернил, воздух входит в перо и проходит над ним, над ним, в противоположном направлении. Диаграмма врезки справа показывает поперечное сечение корма (смотрит прямо вверх по кончику).

Так как чернила выходят? Когда вы кладете перо на бумагу и перетаскиваете его, чернила вытягиваются в щель в центре кончика и опускаются вниз с помощью капиллярного действия. Это означает, что он частично вытянут клей силы между чернилами и их емкостью (щель в кончике и три маленьких канала в подаче) и частично силами сцепления между каждой молекулой чернил и теми, что следуют за ней). Затем больше чернил стекает вниз из резервуара, чтобы занять его место. Если вы предпочитаете, думайте об этом следующим образом: когда каждая молекула чернил попадает на бумагу, она тянет молекулы, которые находятся прямо внутри пера, тянет их, как если бы они были связаны цепью, и в конечном итоге вытягивает чернила из подачи и резервуар. Воздух поступает в ручку одновременно через щель в наконечнике и движется в противоположном направлении, постепенно заполняя резервуар, по мере того как он очищается от чернил.

Кто действительно изобрел авторучки?

Работа: Оригинальный эскиз изобретения Льюиса Уотермана из его патента 1884 года. От Патент США 293545: авторучка Льюис Уотерман, запатентован 12 февраля 1884 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Древние

Пенна для ваших мыслей! Перо слова происходит от латинского слова penna, что означает перо; с римских времен до 19-го века, большинство пишущих инструментов были перья, сделанные из птичьих перьев. Вы просто заострили кончик пера, чтобы сделать острие, окунули его в горшок с чернилами и набросали прочь. Когда перо стало тупым, вам нужно было вынуть нож и снова заточить его. Рано или поздно ваше перо будет слишком коротким, чтобы его можно было заточить, и вам нужно будет найти другое. Не удивительно, что развитие железо и сталь технологии во время промышленной революции 18 и 19 веков сделали перья устаревшими: люди обнаружили, что они предпочитают ручки с прочными металлическими наконечниками всем этим бесконечным гонениям за индейками и заточке игл.

лодочник

Независимо от того, писали ли вы пером или металлической ручкой, все еще оставалась проблема: вам также понадобился чернильница (обычно называемая чернильницей). Это было обязательным для любого, кто работал на улице или за столом, например, коммивояжёр. Различные изобретатели 19-го века придумали ручки с встроенными резервуарами для чернил и капиллярными трубками, но в целом они были довольно грязными и ненадежными. Именно эта трудность побудила нью-йоркского продавца страховых услуг Льюиса Э. Уотермана (1837–1901) разработать современную перьевую ручку: простую, удобную, портативную ручку со встроенным запасом чернил. Уотерман не изобрел чернильная ручка с нуля; и при этом он не изобрел авторучку (быстрый поиск в базе данных Управления по патентам и товарным знакам США показывает несколько ранее запатентованных образцов - и историки полагают, что ручка со встроенным резервуаром для чернил датируется еще в Египте 10-го века). Но Уотерман действительно сделал одно из ключевых нововведений: он усовершенствовал простую, эффективную систему подачи, которая могла бы эффективно обменивать чернила и воздух.

Работа: красивая современная перьевая ручка Waterman начала 1990-х годов.

В его Патент США (номер 293545) 12 февраля 1884 г. он отметил, что его изобретение имеет «но сравнительно небольшое количество деталей» и предназначено для «обеспечения и автоматического регулирования определенного и равномерного потока чернил к ручке, а также для предотвращения чрезмерного выброса». чернила, когда ручка используется. " Он объясняет, что основной механизм включает в себя тщательный баланс между чернилами, выходящими из ручки, и воздухом: «Нисходящий поток чернил под действием силы тяжести и посредством действия капиллярного притяжения во время письма заставляет их проходить через [a] углубление, и имеет тенденцию создавать вакуум в резервуаре, который встречается с притоком воздуха, проходящего вверх через канавку. Направление потока воздуха, поступающего в резервуар для чернил, противоположно потоку вытекающих чернил, объем последнего несколько уменьшена, и чрезмерная разрядка предотвращена. "

Изобретение Waterman имело немедленный успех, и его имя до сих пор украшает одну из ведущих мировых марок авторучек. Обидно, что на сайте компании так мало истории, хотя у них есть Хронология ручек Waterman работает с 1883 года по сегодняшний день.

Parker

Другие изобретатели продолжали совершенствовать дизайн, утверждая, что их ручки были чище и надежнее, чем все, что было раньше. Джордж С. Паркер (1863–1937), основатель The Parker Pen Company, запатентовал множество усовершенствований, в том числе упрощенный механизм «самозаполнения» (1911), герметичный защитный колпачок (1912) и хитрость, которую он назвал «кривая счастья» (1911) - изогнутая трубка, соединяющая наконечник перьевой ручки с боковой стенкой резервуара, благодаря чему любые чернила, попавшие в верхнюю часть, всегда стекают обратно вниз посредством капиллярного воздействия, снижая риск протечь. Согласно рекламе, опубликованной в «Популярной механике» в октябре 1911 года, это было революционное событие: «Пока Джордж С. Паркер из Джейнсвилла, штат Висконсин, не изобрел« Счастливую кривую », ни один производитель перьевых ручек не мог отменить смазывание пальцев».

Работа: перьевая ручка «Lucky Curve» Джорджа Паркера снизила риск утечек благодаря изогнутой трубке (синего цвета), соединяющей наконечник (красного цвета) с резервуаром для чернил (зеленого цвета). Избыток чернил в наконечнике стекает обратно в резервуар под действием капилляров, что снижает вероятность выплескивания в карман, когда ручка не используется. От Патент США 990288: авторучка Джордж С. Паркер, запатентован 25 апреля 1911 г., любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Каждый изобретатель любит претендовать на кредит. По правде говоря, Уотерман, Паркер и буквально десятки других сыграли лишь частичную роль в разработке перьевых ручек, какими мы их знаем сегодня. На самом деле невозможно выделить одного человека как «изобретателя» авторучки. Как и многие другие изобретения, из электрические лампочки в электронные компьютеры перьевые ручки иллюстрируют прогресс науки и техники в течение многих лет, десятилетий, а иногда и столетий совместной работы: марш цивилизации больше зависит от сотрудничества, чем от конкуренции.

Похожие

Комментарии