中性筆 ,中性墨水原子筆的簡稱,起源於日本。中性筆是日常生活、工作中常見之物,給人的感覺就是一件很簡單的文具。
事實真如此簡單?

中性筆,一眼看過去,就知裡面有一根筆芯,這是中性筆的靈魂所在。中性筆的核心技術是筆芯技術,筆芯技術主要涉及兩方面:球珠製造技術和中性筆油墨技術。

中性筆球珠
「中國造出來原子彈,卻造不出原子筆上的球珠」,這是中國製造業的痛。雖說現在也有部分企業可以生產,但目前還是以進口為主。

中國作為世界製造業大國,為何造不出一個小小的球珠?
在生產筆頭時,一個微小偏差都會導致筆頭的流暢度和使用壽命相差甚遠。筆尖的開口厚度不足0.1毫米,球珠與筆尖開口、及開口壁上的油墨溝槽,三者需要高精度貼合在一起,加工偏差需要控制在將近0.002毫米以內。

中性筆在書寫時,筆芯中油墨的運行機理:
如上圖,尾油因為大氣壓作用,能像活塞一樣隨時向前推進,將油墨往下擠壓——油墨進入筆尖,順著筆尖開口壁上的五條溝槽,流到球珠上——球珠滾動,油墨順著書寫軌跡流到紙張上。

中性筆尾油
叫鋰基酯,也叫"尾塞油"、"矽油"。鋰基酯的作用主要兩個,一是在筆芯尾部封住油墨,因為筆芯中的油墨一般是顏料在水中的分散懸浮液,長時間暴露在空氣中會發生溶劑的揮發,導致油墨變稠,流動性變差,導致筆頭不能正常書寫。
二是筆芯中的油墨粘度低,容易倒流,就需要鋰基酯來防止油墨倒流。

鋰基酯,在性能方面,要求與外界空氣接觸時,具有好的耐氧化性、抗揮發性,和穩定的貯存性。鋰基酯不僅是一種密封劑,也是一種液體活塞劑。
我們看到筆芯中的鋰基酯和油墨的界面分明,那是因為所用的鋰基酯與油墨不相容。不同的油墨,需採用不同的鋰基酯。
鋰基酯如果粘度太大,書寫時就會發生劃斷線,或者鋰基酯粘在筆芯管壁等情況。不同尺寸的筆芯管,需要選擇不同粘度的鋰基酯。

中性筆油墨
筆芯裡的油墨是一種水性墨水,常見的油墨顏色是紅、藍、黑。

筆芯裡的中性墨水,是中性筆的又一大核心技術,與球珠同等重要。目前國內筆芯用的中性墨水還是以進口為主。中性墨水雖說有多家國內企業在研發,但國產的中性墨水品質與進口的還有很大差距。
中性墨水需要具有的特性
1.要環保安全,無毒,無腐蝕性。
2.需要有適當的表面張力、pH值、粘度。同時耐熱、耐寒、耐水、耐光,及好的滲透性和保溼性。
3.穩定性要好,貯存時間長而不變質,不會出現分層、沉澱等情況發生。

4.墨水中的顏料粒徑要夠小,必須小於球珠與球座的間隙,這樣才能順暢流到球珠上。同時顏料顆粒需具有穩定的分散均一性,防止顏料顆粒團聚,不能流到球珠上,堵塞了筆頭。
5.墨水的通用性要強,能在各種筆頭上能通用,從而提高生產筆芯的效率。

中性墨水的技術壁壘
中性墨水的研發核心在於使墨水具有穩定的分散性,要具有好的分散性,需要大功率的研磨機和適合的分散劑。目前國內的研磨機與國外的性能指標相差不多,分散劑的篩選與匹配才是研發技術的關鍵所在。
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