改善直液式水性墨水圓珠筆潤滑性能的研究

嚴芳芳，韓東亨，吳振江，楊頌

1.太原英可奧筆墨科技有限公司 太原 030009 2.太原理工大學 太原 030024

1.引言

直液式水性墨水圓珠筆是目前市面上主流書寫工具之一，由于灌裝較大量的墨水，可以滿足超長劃線的需求。如何從開始到墨水全部寫完的過程中，實現書寫流暢、線跡均勻、手感順滑，墨水對筆頭的潤滑至關重要。目前市面上很多直液式水性墨水圓珠筆存在潤滑缺陷，書寫后期會筆頭磨損嚴重，出墨量波動大，線跡變細、變粗或出現滲化現象，嚴重時出現斷線，無法正常書寫。

改善直液式水性墨水圓珠筆潤滑性的問題應從出墨系統磨損機理入手。出墨系統內外部的磨損大致可分為球座磨損、油槽磨損、環槽磨損等內部磨損，及碗邊磨損、球珠磨損等內外部均有的磨損[1]。其中，球珠、球座及碗邊的磨損量與出墨量的大小成正比，這些地方的磨損量增大意味著配合間隙的增大，球珠轉動時帶出的墨水量會增大。油槽和環槽的磨損量與出墨量的大小成反比，這兩個部位的磨損是同步發生的，磨損會使兩者貫通的面積逐步縮小，直至全部隔斷。

人們試圖從以下兩個方面來改善筆頭磨損的問題。

(1)從筆頭的耐磨性入手，通過在墨水中添加新莫氏硬度為4以上的氧化鋁、 碳化硅、氧化鈦（平均粒徑小于0.1μm）的超細微粒。在筆頭中，書寫時隨著球珠的旋轉，這些超細微粒包埋入球座底部中，從而提高了其表面的硬度，抑制了球珠旋轉引起的球座的磨損。……