對(duì)ＱＢ／Ｔ2776—2006《圓珠筆和筆芯》標(biāo)準(zhǔn)的體會(huì)

圓珠筆是四十年代投入生產(chǎn)的一種新的書(shū)寫(xiě)工具，由于使用方便，價(jià)格低廉，適宜于大量生產(chǎn)，現(xiàn)已成為一種應(yīng)用廣泛的書(shū)寫(xiě)工具。

　　為了保證圓珠筆的質(zhì)量，我國(guó)制筆行業(yè)六十年代末就制定了圓珠筆標(biāo)準(zhǔn)，從QB535-72、QB535—76、QB4306—84、GB／T4306-92，到QB／T2776-2006，經(jīng)過(guò)三十幾年的修訂，新的國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求對(duì)圓珠筆的質(zhì)量檢測(cè)是全面的。圓珠筆一般由筆桿、筆套、筆芯和有關(guān)傳動(dòng)裝置的零件等所組成，其中筆芯是決定圓珠筆書(shū)寫(xiě)質(zhì)量的關(guān)鍵部件。筆芯是由球珠、球座體、油管、油墨和浮塞所組成，球珠裝在球座體的頂端能圓滑轉(zhuǎn)動(dòng)，且不易脫落。油管和筆頭后端密接，構(gòu)造上須不發(fā)生油墨倒流現(xiàn)象。QB／T2776-2006標(biāo)準(zhǔn)中的初寫(xiě)性能、出墨量、冒油跡、書(shū)寫(xiě)性能、球珠固著度等技術(shù)項(xiàng)日要求球珠和球座體的匹配恰到好處，因?yàn)榍蛑槲挥趫A珠筆芯的頂端，書(shū)寫(xiě)時(shí)，它與書(shū)寫(xiě)面接觸時(shí)所產(chǎn)生摩擦力，而使它在球座體內(nèi)自由滾動(dòng)帶出油墨形成字跡。球座體就是位于圓珠筆芯頭部，用來(lái)按裝球珠和油墨通道的部件，一般由銅(鉛黃銅或鎳白銅)或不銹鋼制成，最近河北邯鄲勇龍公司用陶瓷新材料制成球珠。在球座體內(nèi)部，除有通油墨的中孔和小孔外，還加工有球座和直槽、環(huán)槽。所以圓珠筆芯的出墨系統(tǒng)由球座體內(nèi)的小孔、球座體內(nèi)的油槽、環(huán)槽、球座與球珠的間隙碗口邊與球珠的間隙等組成。油墨從油管流入球座體的中孔和小孔，小孔最小且最長(zhǎng)，油槽與中孔不貫通，球珠與球座的匹配間隙最小，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工精度對(duì)出墨量影響的因素非常多，其中最關(guān)鍵的是環(huán)槽大小的設(shè)計(jì)與加工，以及球珠與球座的匹配間隙大小的控制等。環(huán)槽是出墨系統(tǒng)中儲(chǔ)存油墨的主要地方，對(duì)于控制出墨量的穩(wěn)定和快速書(shū)寫(xiě)時(shí)的出墨連續(xù)性起到十分關(guān)鍵的作用。環(huán)槽是一個(gè)由球座鉆加工后形成的橫截面為三角形的圓環(huán)空間，在球座鉆直徑不變的情況下，影響環(huán)槽大小的是球座鉆的角度，以及球珠壓珠的深度。角度越大則環(huán)槽越大，但是球座與球珠的接觸面積就越小，這個(gè)接觸面是球座支承球珠的主要受力面，接觸面積越小，則意味著越容易磨損，相反，壓珠深度越深，接觸面積就越大，但是環(huán)槽就越小。由于間隙小，收口緊，出墨量小，內(nèi)部潤(rùn)滑性差，球座，油糟和環(huán)糟等的磨損就比較大，隨著因磨損而間隙增大，出墨量也逐步變大。但是，當(dāng)環(huán)槽磨損到一定程度，出墨量會(huì)出現(xiàn)一個(gè)轉(zhuǎn)折，由最高峰快速下降，也就是說(shuō)出墨量的大小基本是由間隙和磨損來(lái)主導(dǎo)的，如果出墨量變化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)不是結(jié)束階段，也就是說(shuō)在油墨還有相當(dāng)量時(shí)就斷線、寫(xiě)不出、寫(xiě)不完。如排除油墨的問(wèn)題，就應(yīng)該懷疑球珠和球座的加工精度及表面粗糙度，以及球座體的材質(zhì)或硬度是否有問(wèn)題。為保證圓珠筆芯的正常書(shū)寫(xiě)，必須滿足三個(gè)條件，當(dāng)然這三個(gè)條件都需要一個(gè)合理的臨界值。一、球珠與書(shū)寫(xiě)面的摩擦力大于球珠與球座內(nèi)表面的摩擦力：二、油墨對(duì)書(shū)寫(xiě)面的濕潤(rùn)性大于油墨對(duì)球珠的濕潤(rùn)性，球珠的濕潤(rùn)性大于油墨對(duì)球座的濕潤(rùn)性；三、供墨系統(tǒng)的流量大于出墨系統(tǒng)的流量。做好匹配工作的最終日的是要以最佳的組合來(lái)達(dá)到最佳的書(shū)寫(xiě)質(zhì)量。

　　QB／T2776—2006標(biāo)準(zhǔn)中的冒油跡，滲化度、耐曬性、耐水性，干燥性，就是要求圓珠筆用油墨的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，滿足圓珠筆芯的要求。圓珠筆用油墨是由染料、樹(shù)脂、溶劑和添加劑組成，各種不同的添加劑，如：表面活性劑、潤(rùn)滑劑、增稠劑、緩蝕劑、抗氧劑、防銹劑以及有特殊目的的皮膜形成劑等等。它們各從不同的方向，對(duì)改善油墨的性能起著重要的作用，例如：添加三乙醇胺調(diào)節(jié)油墨pH值，添加PVPK—90(聚乙烯吡酪烷酮樹(shù)脂)改善冒油現(xiàn)象，為了使字跡快速干燥，不易滲化，所以又選用加入苯甲醇，使油墨形成薄膜時(shí)會(huì)干燥結(jié)膜，不會(huì)滲化。

　　圓珠筆用油墨必須是即有動(dòng)力穩(wěn)定性，又有聚結(jié)穩(wěn)定性的溶液，油墨從制造，灌裝筆芯，直至銷售到消費(fèi)時(shí)，有一相當(dāng)長(zhǎng)的儲(chǔ)存期。因此，必須保證油墨在三年內(nèi)不會(huì)變質(zhì)，不產(chǎn)生顆粒沉淀或形成結(jié)晶分層，氧化結(jié)皮變厚等現(xiàn)象。圓珠筆用油墨的種類很多，它們都有各自的特性，根據(jù)不同的配方及通性大致可分為三種類型。第一類型，不干性油基油墨：油墨不會(huì)因?yàn)槿軇]發(fā)或油脂氧化而干燥成膜的，有良好的流動(dòng)性及滲透性，內(nèi)聚力較小，在配合比較緊密的球座和球珠的間隙里油墨能較快的滲透進(jìn)去，筆芯長(zhǎng)期存放油墨也不會(huì)在間隙里干結(jié)起來(lái)影響筆尖的出墨。第二類型干性溶劑型油墨，油墨當(dāng)形成一簿層時(shí)，因溶劑的揮發(fā)只剩下了固體的染料和樹(shù)脂，就干燥結(jié)膜。筆頭球座和球珠配合太緊密的縫隙里，因油墨的干結(jié)，不能滲透進(jìn)去，造成書(shū)寫(xiě)封口現(xiàn)象，筆芯的長(zhǎng)期存放也會(huì)因溶劑揮發(fā)，使油墨變厚，造成書(shū)寫(xiě)斷線，當(dāng)選擇的溶劑和樹(shù)脂的性能不同，油墨還具有不同的內(nèi)聚力，粘彈性，牽引性，觸變性及干燥性。第三類型高粘度的膠體油墨：油墨有很高的粘度，粘彈性及觸變性，有足夠大的塑變值來(lái)抗重力，必須依靠外加壓力而流動(dòng)。以上寫(xiě)了這么多就是說(shuō)，應(yīng)該根據(jù)油墨的實(shí)際性能來(lái)很好的配合筆頭。圓珠筆用油墨具有良好的著色力，保證書(shū)寫(xiě)字跡鮮艷清晰，一般使用的筆芯，灌注一克油墨劃線長(zhǎng)度6000～7000m左右的線條。

　　QB／T2776—2006標(biāo)準(zhǔn)中的分類，圓珠筆芯的規(guī)格按其長(zhǎng)度、球珠直徑、筆芯頭部直徑分另Ij命名為67、83、96、97、97—1、101、101-1、106、115、115-1、140A、140B型。上述圓珠筆芯的規(guī)格尺寸見(jiàn)附錄B，這些筆芯規(guī)格視外桿設(shè)計(jì)品種而定的，行業(yè)基地分水鎮(zhèn)就是注塑桿而聞名，配上符合規(guī)格的筆芯，就是一支圓珠筆。但是，我們圓．珠筆芯用的油管內(nèi)徑尺寸沒(méi)有定，市場(chǎng)上不少油管內(nèi)徑是1．5mm左右而油墨商要求油管內(nèi)經(jīng)不小于1．8mm，才能存放二年。

　　圓珠筆用油墨是一種膠體溶液，流動(dòng)性質(zhì)基本上是屬于牛頓型液體。筆芯向下書(shū)寫(xiě)時(shí)，油管內(nèi)油墨是依靠重力流向筆頭，而在倒置時(shí)它受到了二種力的作用而保持平衡，一是向下的重力，另一點(diǎn)是向上的毛細(xì)力。此外還有抵抗變形(內(nèi)摩擦)的粘阻力(即摩阻)，才能使油墨粘著在油管內(nèi)不流動(dòng)，假使油管后部向下的力大于向上的力就要產(chǎn)生倒流。圓珠筆用油墨的倒流原因有二條，一、油管內(nèi)壁不光潔，有直細(xì)紋或者是其它原因造成有隙縫，油墨就會(huì)因毛細(xì)力的關(guān)系，從細(xì)紋或隙縫中上升，造成倒流，二、油管內(nèi)徑過(guò)大，油墨不能很好的粘著在管壁上，當(dāng)筆芯平放或倒放時(shí)，由于重力而使油墨傾斜而形成倒流，三、筆芯在倒寫(xiě)或斜寫(xiě)時(shí)，將球珠與球座間隙中的油墨用空或者由于筆芯放置時(shí)，緊緊接觸紙張或其它纖維物質(zhì)，將筆頭間隙小孔油墨由于毛細(xì)作用而引去，而油孔中油墨不能跟上就造成千窩倒流。歸根結(jié)底主要是決定于油墨

　　的表面張力，粘度，密度及對(duì)油管、筆頭的潤(rùn)濕性能。

　　浮塞應(yīng)用于圓珠筆芯，主要是解決筆芯倒流的質(zhì)量問(wèn)題，同時(shí)也起到了對(duì)油墨溶劑的揮發(fā)，干燥結(jié)膜，起到保護(hù)作用，也就是說(shuō)，油管內(nèi)有油墨存在，甚至球座體的中眼，小眼中也有油墨。但是，當(dāng)球座體的碗底部分在無(wú)油墨存在的前提下，圓珠筆一倒放，油墨的重力就有可能大于油墨對(duì)管壁的粘滯力和油墨對(duì)小眼的毛細(xì)管引力，以及油墨自身的表面張力，造成油墨的后移，使油芯形成倒流。形式表現(xiàn)出來(lái)的是 “脫節(jié)” 儲(chǔ)墨的高度越高，越易形成，如果能保證間隙和油槽內(nèi)存有油墨，則不易產(chǎn)生干窩。一般正常筆芯，有封口膜的能受得住3—4公斤壓力，沒(méi)有封口膜的也能受得住1．5公斤以上的壓力，即使劃過(guò)1000米的筆芯也能承受1．3公斤以上壓力，而不至于倒流。促使其形成千窩倒流的因素，筆芯的倒置是一個(gè)必要條件。解決倒流的方法有三種：一、固體浮塞，二液體浮塞，三固體浮塞加上液體浮塞；浮塞脂對(duì)圓珠筆芯質(zhì)量的影響：一、解決筆芯因延伸而形成的倒流，二、封閉油墨防止油墨溶劑揮發(fā)，二、防止油墨吸潮，四、防止油墨氧化，五、可以促使油墨用完，提高油管的清潔度和書(shū)寫(xiě)長(zhǎng)度。

　　QB／T2776—2006標(biāo)準(zhǔn)中的表二是對(duì)圓珠筆外形的技術(shù)要求，這些技術(shù)項(xiàng)日保證高級(jí)圓珠筆和普級(jí)圓珠筆的區(qū)別，也利于技術(shù)設(shè)計(jì)員對(duì)產(chǎn)品的控制范圍，必須要達(dá)到的技術(shù)要求。