观点五：粘度会严重影响中性墨水的书写性能，粘度低，墨水书写流利，但会带来渗透，字迹模糊，渗漏等问题，粘度高可避免渗透及来自笔尖的墨水斑点、玷污，但容易产生划线断开和缺墨磨损等问题，粘度过高还会造成笔头堵塞。中性墨水也是水性的，但通过具有触变或假塑性的增稠剂来提高墨水的粘度，在静止状态时墨水维持较高的粘度，可以防止墨水从笔头处流出或倒流，而一旦开始书写球珠转动，剪切速度加快，使墨水速度迅速变低，流速加快从而得到流畅的书写手感。中性墨水的特性是：当其处于没有施加剪切力时，具有高的粘度，可以稳定地储存于笔头里，在书写时球珠周围的墨水才成为低粘度，这是以高速度旋转的球珠产生一种高剪切力，从而使得墨水借助毛细管作用而顺利地从球珠与球珠保持器之间的空隙通过并转移到纸张的表面上。已转到纸张表面之类物品上的墨水不再受剪切力的作用，并因此重新变成高粘度状态，这样就不会在书写时形成的毛状笔迹，中性墨水粘度过高会使储墨管中的墨水有书写不净的可能，而粘度低又会出现冒水，起笔和顿笔有超笔现象，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，又是一般书写墨水具有戳变性和较强的假塑性，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。选择适宜的增稠剂，并十分细心的调配是非常关键的工艺，中性墨水属于非牛顿流体，其粘度会随着剪应力和剪切应变率的变化而变化，因此，不能光看其在某一剪切速度—厂墨水的表面粘度，而应比较其不同剪切速度的表面粘度，来检验其质量。

    观点六．表面张力：墨水在静置的时候，它受到两种力的作用而保持平衡，一是向下的压力，另一点是向上的表面张力，一般书写基质的表面张力值在(35～40)mN／m。只有墨水的表面张力小于书写基质的表面张力，才能形成无斑点的有效覆盖，墨水表面张力小墨滴小，墨水易渗入纸张或其它介质中，墨迹干得快，表面张力大，墨滴大，向介质渗透性小，墨水写在纸上千得慢，但过低的表面张力难以形成墨滴，易漏，易在笔头形成污点。中性墨水的表面张力通常在(35—40)mN／m，在中性墨水中加入表面活性剂，可以起到润湿、渗透、润滑等作用，可以调节中性墨水的表面张力和出墨量，改善中性墨水的书写性能，表面活性剂的用量要保证中性墨水适宜的表面张力，一般为墨水总量的0．01～0．5％，中性墨水对笔管和笔头的润湿性，以及对书写纸张的渗透性的等都与中性墨水的表面张力直接相连，而粘度的调节又是相互影响的。

    观点七：pH值为了保证中性墨水的稳定性，中性墨水的pH值首先要保证与着色剂所需的pH值相匹配，中性墨水的pH值会影响着色剂的溶解性和稳定性。同时，考虑不同pH值的中性墨水对笔头的腐蚀性，pH值过高或过低都会加速中性墨水对笔头的腐蚀，故在保证中性墨水稳定的前提下，中性墨水的pH值应以中性偏碱为宜，中性墨水腐蚀性能与其pH值和防腐剂的添加等密切相关。墨水腐蚀性的调变又会影响粘度和表面张力，因为针对的是金属笔头及粘度和表面张力调节的需要，中性墨水pH值一般控制在7～9范围内，故常用弱碱性物质来调节pH值如：氨水、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、碳酸纳等。

    观点八．中性墨水的稳定性要强，在一定的室温条件下能正常书写，墨水均匀不分层。在制造原料时，加入的过量的金属离子，制成原料后，又没有洗干净而残留如：K、Na、Cr、Fe、Cu、Ni，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，其中颜料是带入金属离子的主要来源。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破坏，这是一个系统的稳定保证，超分散剂以及其锚固段吸附于颜料颗粒表面，溶剂化段则伸展于分散介质中，其长度一般在10～15nm之间。当两个吸附有超分散剂的颜料颗粒相互接近时，由于伸展链的空间阻碍，不会引起絮凝，而维持稳定的分散状态。常见的中性墨水稳定性问题主要表现为中性墨水在长期存放过程中，出现颜料返粗与絮凝而最终导致的颜料沉淀与体系稠化等现象。中性笔的质量关键之一还是超细粉碎后颜料的分散稳定性，还要有促进颜料在一定细度下的高效分散不重聚的稳定，使已分散的颜料粒子具有良好的分散稳定性，在介质中不发生再凝聚或絮凝现象，在放置过程中仍保持较低的粘度，即良好的流变性能。通过添加特定的表面活性剂或高分子聚合物作为分散剂，吸附或包覆在粒子表面上，选择适合的分散剂和加工工艺，使颜料分散体具有良好的稳定性。可用做颜料分散剂的常为水溶性聚合物，如水溶性苯乙烯—丙烯酸共聚物，聚乙烯醇，聚乙烯基吡咯烷酮、聚马来酸、水溶性苯乙烯—马宋酸树脂等。

    观点九：中性墨水与笔头的匹配：中性笔的生产企业为了降低成本，经常采用一些价格低的笔头和墨水，其实，这些生产企业给它最好的笔头，最高级的中性墨水，但做不出最佳的书写质量，为什么呢?要科学合理的匹配中性墨水和笔头，要有严格的生产工艺和管理，才有质量满意的中性笔。笔头球座体，球珠材料，笔头内部结构，笔头、球珠加工精度和表面粗糙度，墨水有适当的粘度，表面张力、pH值、即确保笔流畅不泄漏，又确保墨水的耐光、耐水、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，墨水的通用性要强，即能更广泛的配合笔头，达到较好的书写性能，一些进口墨水在使用说明书上就指定，推荐要求配合瑞士笔头，只有这样质量才能保证，笔芯组装好后，要符合QB／T2625-2003《中性墨水笔和笔芯》规定的质量标准、脱帽时间、划线长度与出墨量的变化关系等反映了墨水是否与笔头匹配，球座体内部的小孔的大小，深浅，墨水槽的数量，长宽，深浅，球座内径的大小，深浅，角度，压珠的深浅，收口的角度和间隙大小等都会影响与墨水的匹配。如果墨水的质量在基本水准，采用笔头来调节出墨量会有一定的效果，若笔头的出墨不畅或出墨量太大，必然会发生断线，积墨等书写不良现象。

    以上九种观点，其原因最主要的产品设计结构原理和墨水配合等理化性问题，没有充分了解，完全掌握，所以产品经常出现质量问题，就是进口零件笔头和墨水也存在这样那样的问题，从中性笔性能特点，发展趋势以及数量递升的速度，可以认为中性笔应从以下三个方面科学研究(一)．中性笔的结构原理，(二)，中性笔笔头的设计，(三)．中性笔用墨水基本性能和最佳指标。现在我们整天在讲中性笔微粒分散体系的制备，分散体系的长期稳定性，在书写动态下球珠滚动对墨水流动的影响，这都是中性笔出墨原理和墨水性能的研究。

    中性笔这种书写工具颇具优点，使人们书写更简捷、快易、书写手感舒适，有其独到之处，用途广泛，使其迅速发展为当前国际上流行的一种新颖书写工具。    (续完)

2007年08月30日