中性笔

笔头类型

子弹头型

仔细观察这种中性笔的笔头,我们会发现它们就像一颗子弹一样。在制造过程中,我们通过金属切削将一根原棒切削成一颗完整的笔头。子弹头型适合制造更粗的笔头,市面上较多的是0.5mm,最粗的可以可以达到1.2mm。

针管型

通常,我们将这种类型的笔头称为"全针管"。它与子弹头型笔头的关键区别就在于,它由非切削方式加工而成。在加工成笔头之前,它是一根完整的细管,通过精密仪器从3个方向在细管前端打3个凹点,形成球珠的碗座;而后面的细管则形成三角形的油槽。油墨经过油槽流出,再通过球珠的滚动带出油墨,完成书写过程。针管型适合制造较细的笔头,例如0.3mm、0.25mm等等。

半针管

半针管介于子弹头和针管头之间(实际属于子弹头,都由一根原棒切削而成),外形更加美观。笔头尖端可以做到跟针管一样细,而笔头尾端跟子弹头的尾端一样大。半针管型可以制造相对较细的笔头,例如0.38mm,0.35mm等等。

油墨色彩

基本色中性笔

最常使用的油墨色彩,就是黑、红、蓝3种。

特殊色中性笔

其实,我们日常使用的水粉笔,彩色墨油都属于中性笔的范畴。这些中性笔,适用于适用于绘画、卡片、装饰等等场合,让我们的书写变得更有创意更精彩。市场上出现的彩色油墨中性笔最先是出自韩国的DONG-A,而后晨光等牌子才纷纷崛起。

使用场所

文件专用中性笔

所采用的油墨为颜料型,耐水、耐晒、不易褪色。例如,帐本、重要文件的签署,都会要求字迹清晰,不易褪色。很多公司都推出"考试专用笔",其实,它也属于"文件专用中性笔"这一类别,必须采用颜料型油墨。但是,由于颜料型油墨成本更高,大部分厂家都会由染料型的来代替。所以,购买这类专用中性笔时,一定要选择大品牌的产品,并关注在其产品上是否有"颜料型油墨"的专业标识。

普通书写中性笔

部分普通书写中性笔采用的油墨为染料型,耐水性较差,容易褪色。

结构

插盖式中性笔

插盖式中性笔都带有笔帽。笔帽可以变换各种造型,让整支笔看起来更加美观;更重要的是,它对笔头能起到保护的作用。

按挚式中性笔

按挚式中性笔与插盖式中性截然不同,按挚式中性笔通过笔尾的连贯配件,按下后零件向下,扣在笔身的凸位使得笔尖突出,笔头处有一条弹簧辅助上弹,在使用过程中更加便捷快速,可以有效防止给笔尖戳到。

制约中国中性笔产业发展的主要原因大体有四个,其中笔尖质量、墨水质量和主要装备的落后等三个问题,归属生产和技术问题的范畴;另一个是个别中性笔生产企业,以劣质或降低质量标准的产品和很难想像的低价,参与国内外市场的竞销,这虽然是属于企业自身的营销理念问题,但如果一旦蔓延,后果真的不可想象!

关于上述三个问题,业内人士正在积极解决中,中性墨水,国内也有多家企业正在积极研制开发,估计在不久的未来,也一定能解决问题。关于装备落后的问题,虽然国内以生产单机装配机为主,但已有业内人士全力开始引进国外的全自动装配机了。国内高级一点的装配机,大都从韩国进口,是韩国的一些中、小型企业在oem基础上制装的。向韩国进口装配机,确实已暴露了不少问题,一是价格昂贵,二是服务跟不上。据调查,已进口的装配机停机的不少,如果出现故障,少则十天、半个多月,多则逾月,服务人员才可到场,并且问题还未必能及时解决,何况,还有配件能否长期供应的问题等等。

台湾的装配制笔机械,在国际上有不错口碑,在大陆也有较多客户成功应用(包括青岛白雪及部分台资文具公司),由于具有质量、价格、售后服务和备配件供应等综合优势,所以,宏祥产品正开始被国内的用户所逐渐接受。德国、奥地利、保加利亚、印度、突尼斯、埃及、印度尼西亚、泰国、沙特阿拉伯等。这些国家和地区都已经普遍应用自动装配生产提高效率及品质。

韩国大约单单拥有全自动中性笔芯装配机就超过300台,而我们中国拥有量,估计约为数十台左右。在国内尤其是温州的劳工荒、用地紧张、材料上涨、反倾销调查等的因素影响下,台湾宏祥已在温州正式委托拓洋自动化机械设备商行拓展市场。在未来的若干年,这类机器的进口数量将要大大增加。台湾的制笔机械对制笔企业来说,是不错的选择,并能得到更好、更及时地服务。

中性笔芯尾部的油状物是什么?

中性笔芯尾部的油状物叫中性笔尾油锂基酯,其作用如下:

1、保持良好的保湿密封,防止墨水蒸发或倒流溢出。

2、在中性笔书写时,锂基酯能像活塞一样随时跟进,利用大气压将墨水往下压,保持中性笔书写流畅,直至墨水书写完。

锂基酯是位于中性笔尾端,用于封存墨管内中性墨水的有机材料。传统的油性圆珠笔可不填充锂基酯,因为油性圆珠笔油墨为难挥发物质,基本上不存在因溶剂挥发所导致的油墨变稠或干涸。而中性笔所灌注的中性墨水多为颜料的水-低碳醇悬浮液,长时间暴露于干燥的空气中易发生溶剂的挥发,从而导致墨水变粘无法正常书写;另外,低黏度的中性墨水在墨管中会发生倒流,锂基酯还起到阻止墨水倒流的作用。锂基酯应与中性墨水互不相溶,界面清晰,不出现混浊现象,且装笔后墨管气泡易离心除去。锂基酯多为聚有机硅氧烷类物质,与水不互溶,属油性,高低温稳定性好,-20℃不冻结、80℃不溢流、蒸发,随动触变流动性优秀。优秀的锂基酯使中性笔在气温变化较大的情况下,仍可保持良好的保湿密封,防止墨水蒸发或倒流溢出;在快速书写时,密封剂能随时跟进,挂壁较轻,直至墨水书写完全。

市场上的中性笔品种较多,按笔头来分,有不锈钢、镍白铜、铅黄铜等;按球珠材质不同,可分为碳化钨球珠、改性陶瓷球珠等;按笔头结构不同,又可为子弹头、葫芦头、针管头等。近年来,中性笔芯墨管内径变化很大,出现了内径从2.0mm到7.0mm之间的不同墨管,内径较大墨管灌注墨水量由原来的0.5g/支增加至2.0g/支,单支书写长度由400-500m提高至近2000m,这对笔头的耐磨性以及锂基酯的封存与随动性能均提出了更高的要求。

墨水是人们在一切社会活动中所必须的书写材料之一。中国的制笔行业于五十年代初已经确立,现已具相当的规模,开创了多门类、多品种的较为完整的生产体系。有资料表明,全国从事制笔业的职工五十万余人,2004年中国制笔行业向国内外市场提供的笔类产品(包括制笔产品、墨水、笔零件)的直接销售值约达113亿元之多,其中出口值约68.6亿元,向国内市场的直接销售值约达44.4亿元,产品远销100多个国家和地区。近几年,自来水笔的产量居世界第一位(1.65亿支左右),圆珠笔的产量是150亿支,居世界第二位,活动铅笔的年产量为5亿支,居世界第三位。中国各种笔类产品的产量和出口量均已占世界第一,中国的制笔行业已成为世界制笔业的生产和出口大国。

虽然,中国已成为制笔大国,但还不是制笔强国,因为生产的技术、材料,特别是墨水与笔头没有得到充分解决,中国的笔类制品大都属于普及型产品,产品价位较低,而高档产品市场为国外公司所占据。

近几年,中性墨水笔在中国发展迅速,大有取代圆珠笔之势,许多制笔企业都转入生产中性圆珠笔,生产逐步增加,形成了产销热。2004年中性墨水圆珠笔的产量约达40亿余支,约为圆珠笔总产品量的三分之一,其中60%以上出口,而国内市场的需求量也正在逐步地上升,从产量和销售量看,中国也成了中性墨水笔的生产和销售大国。

由于中性墨水笔的特殊性能及其它的种种原因,中国的中性笔的生产主要存在三个问题:(一)笔头主要依赖进口。(二)中性墨水主要依赖进口。(三)装配机,中国仅生产单机,加工精度和效率低。中性墨水虽有多家企业在研制,但国产中性墨水的质量不尽人意,品种少,不能满足制笔行业的需求,无法取代进口中性墨水。所以正在成为手写笔主流的中性笔,其墨水问题就变为突出。按中国中性墨水的需求量,一年进口中性墨水800多吨(每吨中性墨水进口价为1.2万美元)需花去1000多万美元。因此中性墨水的研制、开发市场前景和经济效益十分可观。并且中性墨水的研制开发成功,将为中国争创世界制笔强国做出积极贡献,温州大学制笔重点实验室正在组织力量进行中性墨水研制。

性能及技术要求

中性墨水笔虽同属圆珠笔类产品,其书写原理、笔头结构、加工工艺等与传统的油性圆珠笔大同小异,但因采用墨水性能差异,对笔头有特殊的要求。而中性墨水的研制开发难度较大,国际上有日本、美国、德国、韩国等国生产中性墨水,以日本的为最佳。中性墨水的研制开发关键是:墨水的配方;与配方匹配的加工工艺;墨水与笔头的匹配。

首先,在配方的研制中,要使墨水有适当的粘度、表面张力、pH值,既确保笔流畅不泄漏,又确保墨水的耐光、耐水、耐热、耐寒、保湿性、渗透性,同时要解决墨水的稳定性,较长时间的保存而墨水不变质,不出现分层、沉淀,还要确保墨水的安全性,无毒,无腐蚀性。

要求中性笔除了要兼顾油性圆珠笔和水性圆珠笔的优点,还要有以下的质量指标。

(1)墨水的通用性要强,既能更广泛的配合笔头,达到较好的书写性能,以利更好地成为笔厂的配套产品。

(2)要求墨水应具有相应的假缩性和粘度的戳变性,墨水的间歇性能要长,以达到更长的脱帽时间。

(3)墨水要达到一定的颗粒细度,以低于球珠与球座的间隙量,并有较强的分散能力,以防堵塞笔头影响书写。

(4)墨水的稳定性要强,在一定的室温条件下能正常的书写,墨水均匀不分层。

(5)有足够的书写长度,即一管墨水在划线机上能划出更长的线。

中性墨水的研制机理及制造工艺

中性墨水的性能和指标要求非常严格,其研制是一项条件复杂、技术性强、经验性强的综合辅配工艺,要在以下几方面进行突破。

粒度

中性墨水所用的色基颜料粒度必须极细,要用接近于纳米级原料(如优质乙炔碳黑),所用色基染料、辅料必须能完全互溶,避免气泡、粒子凝聚体的形成,在选择原料时必须充分注意。在加工工艺中,重点解决研磨工艺,确保颗粒细度,不致堵塞而造成不出水。在加工中可以采用化工行业的高新技术含量高的设备,如:高剪切分散机、超音速粉碎机、超声波乳化设备等。

稳定性的影响

根据胶体化学理论,胶体中的金属离子,特别是高价金属离子,具有较高的电位,吸引周围具相反电荷的离子,形成双电层,破坏胶体溶液的稳定性,正像污水处理中,常用高价金属离子作絮凝剂一样,可破坏胶体溶液的稳定性,高价离子、变价离子,如Al3+、Ca2+、Fe3+、Fe2+、Mn6+,Cr6+等对胶体溶液的稳定性有较强的破坏作用。

墨水中金属离子引入的原因:作为制造墨水的原料,通常要经过严格选择,严格杜绝金属离子的引入,但由于种种原因,仍有一定量的金属离子被引入。其中有些金属离子是原料化合物的组成部分,不是处于游离态,而是处于化合态,这部分金属离子对胶体的稳定性影响很小。另一部分是游离的杂质金属离子,它们是制造原料时,加入的过量的金属离子,而且制成原料后,又没有洗干净而残留,如K1+、Na1+、Cr6+、Fe3+、Cu2+、Ni2+;还有原料中带入的杂质金属离子,以及水和试剂带入的金属离子。这些游离的金属离子可以破坏墨水的稳定性,使墨水产生分层、沉淀、变色。其中墨水中的染料、颜料是带入金属离子的主要来源。

确定所选材料

用于制造墨水的原材料要有稳定的性质和相对固定的厂家,确保墨水的研制和生产有稳定品质。否则,原料的差异,导致墨水性能不稳定,进而导致配方的调整。

先配色浆,再制墨水

首先将基色颜料配制成均匀、稳定、浓度较高的色浆,再加溶剂和其它辅剂配制成墨水,这样分步容易成功,也比较容易寻找失败的原因。墨水色基多数采用纯颜料的,也有与染料辅配的,或使用着色力好的染料。也有购买成品色浆的,但作为生产墨水的厂家,应该自己生产色浆。色浆的性质要为达到墨水的性质创造条件。色浆品质的好坏,可基本参照墨水的性能和指标,色浆的配制工艺与墨水的基本类似。

分散剂的选择

分散剂的选择是很重要的。一般说来,颜料在水中以悬浮体保持长时间的稳定状态是少有的,这是在液体中原始粒子多数络合成二次粒子聚积成块的缘故。实验证明,加人分散剂,能使固体粒子充分润湿,固体粒子就极易分散。分散剂是通过其润湿作用和渗透作用,渗透入原料粒子的间隙,在粒子的表面发生定向吸附,从而改变了固体粒子的表面性能,并使粒子表面带电,形成了双电层,阻止了粒子的聚集,而使颜料分散体系形成稳定。

所以,在使用颜料作墨水色基时,最关键的是要加入一定量的分散剂来逐步研磨,打破颜料缔合的二次结构,如果没有分散剂的作用共磨,将一事无成。分散剂的选择,首要条件是能使颜料被分散介质润湿,使分散剂吸附在粒子表面,降低表面能。用于水系的分散剂多数是分子量为几千且表面性能小的活性剂,如聚丙烯酸盐类、马来酸钠和烯烃的共聚物、磺基琥珀酸类、聚氧乙烯(芳基)醚类等。

粘度及调配

墨水的粘度是影响墨水品质的关键问题。中性墨水所具粘度不是我们日常增稠的简单概念,中性墨水既有一定的稠度和粘度,又有一般墨水具有戳变性和较强的假缩性,一方面能够保护分散颜料颗粒具有独立的稳定结构,另一方面能够具有剪切应力、剪切速率,以保证笔芯中利用墨水的高粘度达到笔尖不渗漏的目的,而书写时,则利用其戳变性和假缩性使笔头的球珠转动来切带墨水时有较低的粘度,达到书写流畅而不滞笔的要求。墨水粘度过高会使储墨管中的墨水有书写不净的可能;而粘度太低又会出现冒水、起笔和顿笔有超墨现象。选择适宜的增稠剂,并十分细心的调配是非常关键的工艺。

一般的增稠剂很多,以天然的胶质物和化学有机合成物为常用,如天然胶质物的淀粉、糊精、动植物胶类及合成树脂类、丙烯酸类型都有较好的假缩性和拉丝性能,很有利于研制有特殊性能要求的墨水。但选配是有难度的,有的对温度性能差,有的冻融稳定不佳,有的在粒子表面使颗粒膨胀产生软凝聚等。所以说增稠剂的加入要充分发挥自己的特性且还应对颜料分散不产生影响,这是很难达到的,多数情况是因增稠剂选择不当,破坏墨水的整体而前功尽弃。有人采用的是高分子共聚物碱活化的增稠剂,由于该增稠剂分子支键与颜料及树脂粒子相互缠结,发生交联而产生网络结构,使体系具有结构粘度,同时该增稠剂具有较强的触变性,也有一定的增稠效果,确保了墨水达到粘度中的相关指标。

润滑性能及调配

中性墨水区别于一般墨水的突出一点是,不仅具有流利性,更要具有一定的润滑性。润滑剂的加人是降低球珠与座体间的摩擦,使动能损失到最小,以得到更舒适的书写手感。解决墨水的润滑性问题,同样是一个系统的综合辅配。其特点是要有较大极性的助剂、溶剂作保证,同时要作好表面活性与润滑剂的合理配合,因为这两者之间牵扯特别紧密,牵强那一方都会使墨水的效果受到影响。

中性墨水润滑性的体现,关键是要有润滑剂作配合,在润滑剂的寻求上主要以大分子量的润滑剂或润滑脂,辅配以添加剂、表面活性剂,合理配合以得到较好效果。中性墨水由于高粘稠度,所以使用的助剂、溶剂要为极性大、润湿效果特别显著的醇类、有机醚类为主,以有效地打破墨水交织物的牵扯力,还可以选择适合颜料分散的有机溶剂等,也可以辅配一定量的表面活性剂,来调整墨水的间歇性能、连续书写性能及出墨量。

稳定性

确保墨水有较好的稳定性是中性墨水最关键的技术之一。首先要保证颜料高度有效分散,还要促进高度分散的颜料稳定而不重聚,同时还要克服中性墨水中胶质物对颜料的裹带而使颜料的合理分散遭到破坏,这是一个系统的稳定保证。要根据颜料的独有特点筛选出颜色适宜、颗粒松弛、聚合度小、易于分散的原料作为墨水的色基,而分散研磨颜料是保证墨水稳定的第一步,也是中性墨水制造成的重要环节。

所用色浆也是一个分散体系,本身就存在不稳定的倾向,当颜料粒子外裹或吸附的分散剂受到其它物质的竞争或者电荷性能受到破坏时,颜料粒子相互间受到外力牵引时都容易产生颜料粒子间的凝聚、沉降、甚至沉积分层等不稳定的情况的发生。

增稠剂溶解于水中,和其它溶剂、助剂等形成一个自己的体系,当这一体系和色浆体系相混溶时,就存在一个与色浆体系相互兼容的问题,正是这一问题导致中性墨水稳定问题的存在。

做生意应以诚信为本,但由于行业的激烈竞争,尤其是书写文具竞争的残酷性,很多生产或经销商为了生存, 而不得不节约成本,偷工减料,以低廉的价格争取市场。因此导致圆珠笔与中性笔的质量低劣,在义乌国际商贸城,一支圆珠笔芯单价低至0.028元;一支中性笔芯单价低至0.10元;一些刚入行的朋友因缺乏经验,也难以识别产品的优劣,尤其是中性笔技术含量较高,也无国标可循,往往会购进一些劣质产品而又不能退货,因而造成经济损失。以经验教训,列举圆珠笔与中性笔的八大陷阱,敬请朋友们在采购时不防多长一个心眼,同时也希望朋友们多多赐教,分享宝贵经验。

陷阱一、很多不透明的圆珠笔芯都不会按GB/T4306-92 (国标)的要求注足油墨的量,只有靠近笔尖处1-2厘米的油墨;有些透明的圆珠笔芯靠近笔尖的1厘米左右是可以写的油墨,其余的都写不了。

陷阱二、劣质的油墨不能在0-40℃的国标要求的环境温度范围内使用,气温高时会漏墨;气温低时出墨不畅。

陷阱三、圆珠笔的保质期国标要求为二年, 劣质的油墨几个月就干枯了。

陷阱四、圆珠笔的标准书写角国标要求为47度,劣质的笔尖或劣质的油墨只有在垂直时能书写,稍将笔杆握斜一点就难写或写不出来了(以握笔47度角左右,逆时针方向,快速打圈是直接检验圆珠笔的好方法)。

陷阱五、圆珠笔与中性笔的笔杆多用塑胶做成,劣质产品的固定笔芯的盖帽很容易滑牙、笔扣与笔套没有接触卡口、也没有用胶水粘合,靠塑胶本身的张力接触,容易脱落;尾塞用力书写时也很容易顶脱。这些工厂的生产线几乎全部按件计酬,就算有质量体系也不会做制程与制程终了的检验,质量体系形同虚设。

陷阱六、中性笔是新兴产品,现时无国家标准,且因技术及生产工艺未成熟,容易出现油墨凝聚、返粗、结晶等现象。很多厂家都不知天高地厚的拼命干,特别是标称0.5mm或0.38mm的针管中性笔,大多数产品都会在3-5个月之后就写不出来。

陷阱七、劣质的油墨不但书写不流畅或写不来,而且还会有吐墨或渗水现象,往往在看样时没什么问题,但交款后货不对板,问题多多。(在与圆珠笔相同的握笔角度轻轻地快速画直线,好的产品线条不断续、不粗不细、颜色深浅一致;再与相同的握笔角度按一般书写压力慢慢地画折线,好的产品线条不积墨、不渗水,慢写时落笔没有积墨点,不粗不细、颜色深浅一致;再与相同的握笔角度按逆时针方向,快速打圈,好的产品手感顺滑流畅)

陷阱八、劣质的中性笔除了油墨的问题之外,还有球珠选用劣质材料、笔尖的管道内腔粗糙、尾塞油不能跟随、笔尖的封口腊球弹性与密封不好等等,这些都会在储存时间长了或运输或使用过程中出现问题。