中性笔的芯,易得难做

中性笔,中性墨水圆珠笔的简称,起源于日本。中性笔是日常生活、工作中常见之物,给人的感觉就是一件很简单的文具。

事实真如此简单?

中性笔

中性笔,一眼看过去,就知里面有一根笔芯,这是中性笔的灵魂所在。中性笔的核心技术是笔芯技术,笔芯技术主要涉及两方面:球珠制造技术和中性笔油墨技术。

中性笔,笔芯是灵魂

中性笔球珠

“中国造出来原子弹,却造不出圆珠笔上的球珠”,这是中国制造业的痛。虽说现在也有部分企业可以生产,但目前还是以进口为主。

中性笔,笔芯是核心

中国作为世界制造业大国,为何造不出一个小小的球珠?

在生产笔头时,一个微小偏差都会导致笔头的流畅度和使用寿命相差甚远。笔尖的开口厚度不足0.1毫米,球珠与笔尖开口、及开口壁上的油墨沟槽,三者需要高精度贴合在一起,加工偏差需要控制在将近0.毫米以内。

中性笔,笔芯的三大件

中性笔在书写时,笔芯中油墨的运行机理:

如上图,尾油因为大气压作用,能像活塞一样随时向前推进,将油墨往下挤压——油墨进入笔尖,顺着笔尖开口壁上的五条沟槽,流到球珠上——球珠滚动,油墨顺着书写轨迹流到纸张上。

中性笔芯

中性笔尾油

叫锂基酯,也叫尾塞油、硅油。锂基酯的作用主要两个,一是在笔芯尾部封住油墨,因为笔芯中的油墨一般是颜料在水中的分散悬浮液,长时间暴露在空气中会发生溶剂的挥发,导致油墨变稠,流动性变差,导致笔头不能正常书写。

二是笔芯中的油墨粘度低,容易倒流,就需要锂基酯来防止油墨倒流。

中性笔

锂基酯,在性能方面,要求与外界空气接触时,具有好的耐氧化性、抗挥发性,和稳定的贮存性。锂基酯不仅是一种密封剂,也是一种液体活塞剂。

我们看到笔芯中的锂基酯和油墨的界面分明,那是因为所用的锂基酯与油墨不相容。不同的油墨,需采用不同的锂基酯。

锂基酯如果粘度太大,书写时就会发生划断线,或者锂基酯粘在笔芯管壁等情况。不同尺寸的笔芯管,需要选择不同粘度的锂基酯。

中性笔

中性笔油墨

笔芯里的油墨是一种水性墨水,常见的油墨颜色是红、蓝、黑。

墨水

笔芯里的中性墨水,是中性笔的又一大核心技术,与球珠同等重要。目前国内笔芯用的中性墨水还是以进口为主。中性墨水虽说有多家国内企业在研发,但国产的中性墨水品质与进口的还有很大差距。

中性墨水需要具有的特性

1.要环保安全,无毒,无腐蚀性。

2.需要有适当的表面张力、pH值、粘度。同时耐热、耐寒、耐水、耐光,及好的渗透性和保湿性。

3.稳定性要好,贮存时间长而不变质,不会出现分层、沉淀等情况发生。

墨水

4.墨水中的颜料粒径要够小,必须小于球珠与球座的间隙,这样才能顺畅流到球珠上。同时颜料颗粒需具有稳定的分散均一性,防止颜料颗粒团聚,不能流到球珠上,堵塞了笔头。

5.墨水的通用性要强,能在各种笔头上能通用,从而提高生产笔芯的效率。

墨水

中性墨水的技术壁垒

中性墨水的研发核心在于使墨水具有稳定的分散性,要具有好的分散性,需要大功率的研磨机和适合的分散剂。目前国内的研磨机与国外的性能指标相差不多,分散剂的筛选与匹配才是研发技术的关键所在。

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