有關(guān)中性墨水與筆芯的使用

MIKUNIGelInk-關(guān)于中性墨水和筆芯的使用

-御國(guó)色素株式會(huì)社技術(shù)研究所第３部門高橋英雄（第5版2010.8.6）

第一頁，共五十頁。目錄

1．中性墨水是什么？?歷史和特征

2.中性墨水的品質(zhì)管理?墨水和筆芯的評(píng)價(jià)方法?介紹MIKUNI分析機(jī)器

3.生產(chǎn)筆芯的注意之點(diǎn)

4.中性墨水(筆芯)的品質(zhì)問題

5.中性墨水體系圖–筆頭和墨水的匹配第二頁，共五十頁。中性墨水水性圓珠筆油性圓珠筆MIKUNI製品化1992

MIKUNI製品化1987在日本實(shí)用化（SakuraCraypas）1984

在日本實(shí)用化（Pentel）1972

設(shè)計(jì)在日本（OHTO）1950普及在美國(guó)1944設(shè)計(jì)在美國(guó)1884【圓珠筆的歷史】第三頁，共五十頁。

ZEBRA“JELL-BE”199619931995MITSUBIHI“Signo”PILOT“Hi-Tech-C”1994MIKUNI製品化

1992199119901989Pentel“HiBrid”

←使用「中性墨水」的詞匯1988198719861985SakuraCraypas“BallSign”1984【中性墨水圓珠筆開發(fā)年表】各種色材使用中性墨水第四頁，共五十頁。MIKUNI

GelInk

開發(fā)過程LHF-10系列

BLACKLHF-10

BLUELHF-11

REDLHF-14

橡膠反應(yīng)問題/腐蝕問題

耐性改善LHF-20系列

BLACK（LHF-10）

BLUELHF-21

REDLHF-24

LHF-30系列

BLACKLHF-30

BLUELHF-31

REDLHF-34

脫帽時(shí)間性能改善第五頁，共五十頁。LHF-30S系列

BLACKLHF-30S

BLUELHF-21F/31F

REDLHF-34FLHF-60系列

BLACKLHF-60B

BLUELHF-61(BLUE

LTW-501)劃線機(jī)器測(cè)試書寫性能改善特殊性墨水低溫書寫問題短時(shí)間脫帽性能統(tǒng)配性墨水LHF-70系列

BLACKLHF-70

BLUE

LHF-71第六頁，共五十頁。GelInk是什么？有觸變性的墨水↓觸變性是什么？？

↓對(duì)墨水加“力（攪拌，振動(dòng)等等）”黏度會(huì)變化，也就是加“力”黏度會(huì)降低的性質(zhì)圓珠筆的話，筆球的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)墨水加“力”黏度高低加“力”大小在這地方對(duì)墨水加“力”黏度會(huì)降低第七頁，共五十頁。各種圓珠筆的書寫時(shí)的黏度狀態(tài)靜止起筆書寫時(shí)書寫后筆球轉(zhuǎn)動(dòng)黏度很高所以不會(huì)滴墨水（油性的狀態(tài)）粘度高低油性圓珠筆水性圓珠筆筆球的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)降低墨水的黏度寫得很輕（水性的狀態(tài)）黏度很高所以不會(huì)滴墨水（油性的狀態(tài)）第八頁，共五十頁?！緢A珠筆品質(zhì)比較】油性圓珠筆水性圓珠筆中性墨水書寫感很輕×很重○○起筆寫得很輕×容易發(fā)生斷線○○墨水紙張上不會(huì)滲○△按紙張墨水會(huì)滲○書寫時(shí)帶有墨跡×發(fā)生○○墨水流量穩(wěn)定○×越寫流量越低○墨水可以使用全部○×約10%剩下○會(huì)知道墨水的余量○×看不見○【GelInk】有油性圓珠筆和水性圓珠筆的優(yōu)點(diǎn)的墨水↓Pentel公司叫「中性墨水」第九頁，共五十頁。為什么GelInk的描線不會(huì)滲？靜止起筆書寫后書寫后中續(xù)芯中性墨水水性圓珠筆黏度會(huì)恢復(fù)所以不會(huì)紙面滲進(jìn)去黏度很低所以會(huì)紙上滲進(jìn)去第十頁，共五十頁。MIKUNI公司為了品質(zhì)確認(rèn)對(duì)開發(fā)墨水和生產(chǎn)墨水進(jìn)行下面的測(cè)試。關(guān)于MIKUNI品質(zhì)管理測(cè)試開發(fā)墨水生產(chǎn)墨水墨水物理性參數(shù)評(píng)價(jià)（黏度/ｐH/粒徑）○○筆芯書寫測(cè)試○○筆芯劃線機(jī)測(cè)試○○筆芯懸掛測(cè)試按型號(hào)進(jìn)行經(jīng)時(shí)保存穩(wěn)定性測(cè)試：墨水物理性參數(shù)評(píng)價(jià)（黏度/ｐH/粒徑/分離）○○經(jīng)時(shí)保存穩(wěn)定性測(cè)試：筆芯脫帽測(cè)試○抽檢經(jīng)時(shí)保存穩(wěn)定性測(cè)試：筆芯戴帽測(cè)試○抽檢經(jīng)時(shí)：橡膠反應(yīng)測(cè)試○抽檢第十一頁，共五十頁。墨水物理性參數(shù)評(píng)價(jià)（黏度/ｐH/平均粒徑）Fig.1E型黏度計(jì)

【黏度】

使用E型黏度計(jì)粘度計(jì)25℃1rpm×5分鐘測(cè)定(Fig.1)

【ｐH】

使用ｐH測(cè)定機(jī)墨水溫度25℃測(cè)定(Fig.2)

【平均粒徑】

使用OTSUKAFPAR-1000墨水溫度25℃測(cè)定(Fig.3)Fig.2ｐH測(cè)定機(jī)Fig.3粒徑測(cè)定器第十二頁，共五十頁。筆芯劃線機(jī)測(cè)試

【劃線機(jī)】HUTTHST-10(Fig.4)

【條件】

紙張：ISO14145規(guī)格紙（日本製）角度：70°（or65°）

荷重：100ｇ（or50ｇ）

速度：4.5±0.2ｍ/min

螺距：0.5（or0.25）

多少：3Fig.4劃線機(jī)第十三頁，共五十頁。經(jīng)時(shí)保存穩(wěn)定性評(píng)價(jià)：物理性參數(shù)評(píng)價(jià)

（黏度/ｐH/平均粒徑/分離）

【物理性參數(shù)經(jīng)時(shí)保存穩(wěn)定性評(píng)價(jià)】

把放在樣品瓶的墨水（Fig.7)

在室溫(大約25℃、不控制)/50℃保存確認(rèn)1?2?3個(gè)月后的狀態(tài)【分離確認(rèn)】

把樣品瓶里的墨水的表層用取樣棒取出、滴在‘展色專用紙’然后把墨水?dāng)噭颉⑹褂猛瑯拥霓k法把墨水取出，滴在‘展色專用紙’用刮刀把不同部分的墨水一起平展開，觀察濃度差（Fig.8)Fig.7專用經(jīng)時(shí)保存穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的墨水Fig.8展色用具第十四頁，共五十頁。

【分離確認(rèn)】1.用取樣棒表層取出，滴在展色專用紙2.把墨水?dāng)噭蚝?、用取樣棒取出墨水，滴在展色專用紙拉過刮刀第十五頁，共五十頁。經(jīng)時(shí)保存穩(wěn)定性評(píng)價(jià)：筆芯脫帽測(cè)試Fig.9室溫保存?為了防止熱風(fēng)直接到筆芯，我們把筆芯放在紙箱里保存(Fig.11)?關(guān)于50℃保存，沒有濕度調(diào)整功能的干燥器的話，

房子里的濕度會(huì)低，對(duì)測(cè)試不合適。?筆芯位置：子彈頭?半針管?針管筆頭???水平

彈簧（SpringTip）???筆頭往下

?要確認(rèn)書寫感、漏墨點(diǎn)、滲、干燥的狀態(tài)

沒戴筆帽的筆芯室溫(大約25℃、沒控制)/50℃(濕度60%)的條件下保存，1?2?3個(gè)月后采用手寫測(cè)試確認(rèn)筆芯的狀態(tài)（Fig.9、10）Fig.1050℃保存Fig.11放在紙箱里保存

第十六頁，共五十頁。經(jīng)時(shí)保存穩(wěn)定性評(píng)價(jià)：筆芯戴帽測(cè)試Fig.12光學(xué)顯微鏡?手寫測(cè)試后，把筆球從筆頭抽出來用光學(xué)顯微鏡(Fig.12)

觀察筆球和筆球座的腐蝕狀態(tài)(Fig.13)?筆芯位置：水平

?要確認(rèn)書寫感，漏墨點(diǎn)，滲的狀態(tài)

戴筆帽的筆芯室溫(大約25℃、沒控制)/50℃(濕度60%)的條件下保存，1?2?3個(gè)月后采用手寫測(cè)試確認(rèn)筆芯的狀態(tài)。Fig.13筆球表面觀察第十七頁，共五十頁。

在MIKUNI公司為了解析中性墨水和筆芯材料，使用下面的裝置MIKUNI分析機(jī)器介紹用處光學(xué)顯微鏡筆球腐蝕/筆頭形狀/墨水凝集等電子顯微鏡筆球腐飾/筆頭形狀/紙面狀態(tài)等紅外吸光分析（IR）墨水識(shí)別等EDSTip原料組成/橡膠原料組成等GasChromatography墨水識(shí)別等第十八頁，共五十頁。

可以倍率35～2000倍左右操作很容易，可以用來觀察筆球腐蝕和異物

光學(xué)顯微鏡（觀察筆球腐蝕/筆頭形狀等）【解析例】筆頭公司不同的話，雖然外觀是一樣可是內(nèi)部形狀不一樣→「斷線」和「出墨量」會(huì)發(fā)生差異A公司B公司×50第十九頁，共五十頁。

電子照射觀察物，要觀察反射的電子的圖像對(duì)觀察表面形狀和凹凸的樣子效果很好?？梢杂^察50～15000倍左右電子顯微鏡（確認(rèn)筆球腐蝕/紙面狀態(tài)等）【解析例】在筆頭尖發(fā)生的異物的觀察→我們能正確地把握異物的形狀分解能力比光學(xué)顯微鏡好×90×250第二十頁，共五十頁。

光芒（紅外線）照射觀察物，按各波長(zhǎng)吸收度能分析觀察物的成分IR（確認(rèn)墨水識(shí)別等）【解析例】可以識(shí)別展色比較測(cè)試不能判斷的墨水MIKUNI/其他公司BLACK的展色比較測(cè)試↓從色相很難判斷第二十一頁，共五十頁?！綢R測(cè)定結(jié)果①】MIKUNI/其他公司BLACK測(cè)定墨水有固有峰值（波長(zhǎng)）我們從峰值（波長(zhǎng)）可以判斷【IR測(cè)定結(jié)果②】

測(cè)定四個(gè)批號(hào)的MIKUNIBLACK

峰值形狀任何批號(hào)都一樣墨水有固有的峰值第二十二頁，共五十頁。電子照射觀察物，從反射的電子能測(cè)定成分元素的種類和比率EDS（確認(rèn)筆頭原料組成/橡膠原料組成等）【解析例】分析不同的筆頭工廠的組成差，筆頭批號(hào)的配合量的穩(wěn)定性→會(huì)有「筆球腐蝕」和「劃線機(jī)器描線」的差異WTiCrNiMoCO筆頭工廠ALot.171.69.51.93.313.10.6Lot.272.59.12.02.711.62.1Lot.367.68.51.62.315.74.3筆頭工廠B68.312.52.0528.81.4第二十三頁，共五十頁。使用中性墨水生產(chǎn)筆芯（成品筆）的話，各過程中要注意的項(xiàng)目。中性墨水筆芯（成品筆)生產(chǎn)過程的注意點(diǎn)

【中性墨水筆芯生產(chǎn)過程】1.墨水儲(chǔ)存

2.墨水填充

3.裝配

4.離心處理

5.書寫檢查

6.筆芯保管第二十四頁，共五十頁。墨水儲(chǔ)存的注意點(diǎn)

?要保管常溫，避日光直射的地方

(15～25℃是合適的溫度)?使用舊的批號(hào)?沒有使用的話，必須要蓋桶蓋第二十五頁，共五十頁。填充墨水的注意點(diǎn)

?根據(jù)保管條件不同會(huì)在蓋子上產(chǎn)生‘結(jié)露’

水滴會(huì)掉進(jìn)油墨表面卻不能于油墨融合時(shí)，在這樣的狀態(tài)下進(jìn)行填充會(huì)產(chǎn)生劃線濃度異常的問題

填充前請(qǐng)先用自動(dòng)攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌→或者用攪勺進(jìn)行攪拌

※攪拌時(shí)要盡量注意不要出現(xiàn)泡沫

發(fā)生在蓋子上面的結(jié)露根據(jù)保管條件不同會(huì)在蓋子上產(chǎn)生‘結(jié)露’水滴掉進(jìn)油墨后，有可能會(huì)在油墨表面積累成清水第二十六頁，共五十頁。?洗滌液、機(jī)器油等請(qǐng)不要與油墨攪拌在一起?充填前的生產(chǎn)線內(nèi)請(qǐng)不要?dú)埩粝礈煲夯蛘咂渌s質(zhì)。用攪勺攪拌時(shí)產(chǎn)生的結(jié)露變成清水后與油墨一同攪拌均勻。極度控制泡沫產(chǎn)生第二十七頁，共五十頁。裝配的注意點(diǎn)

?機(jī)器油不要接觸筆頭尖?填充尾油的過程中，墨水和尾油之間的距離盡可能要小一點(diǎn)?筆芯沒帶筆帽的時(shí)候，盡可能不要振動(dòng)/震動(dòng)筆芯（搬運(yùn)時(shí)）

墨水和尾油的距離盡可能要小一點(diǎn)第二十八頁，共五十頁。?筆芯沒帶筆帽的時(shí)候，盡可能不要振動(dòng)/震動(dòng)筆芯（搬運(yùn)時(shí)）離心處理的注意點(diǎn)

?裝配筆芯后，馬上進(jìn)行離心處理

?筆芯應(yīng)該水平放在離心機(jī)（不要放傾斜的狀態(tài)）?要進(jìn)行合適的條件（推薦條件）離心機(jī)的直徑＝50cm的話1250rpm×10min?450G

離心力會(huì)不均等會(huì)引起分離現(xiàn)象第二十九頁，共五十頁。?筆芯沒帶筆帽的時(shí)候，盡可能不要振動(dòng)/震動(dòng)筆芯書寫檢查的注意點(diǎn)

沒帶筆帽的時(shí)候，筆芯被振動(dòng)的話，

墨水在筆芯里會(huì)間斷。

會(huì)發(fā)生斷線現(xiàn)象第三十頁，共五十頁。

?要保存在常溫，避日光直射的地方

(15～25℃是合適的溫度)筆芯保存的注意點(diǎn)

※發(fā)生品質(zhì)問題的時(shí)候，可能是筆芯生產(chǎn)過程的原因。要改變作業(yè)工程（保存條件，機(jī)器改變，離心條件等）的話首先進(jìn)行確認(rèn)測(cè)試。我們希望貴公司記錄改變點(diǎn)（改變內(nèi)容，日期）。貴公司希望的話，我公司可以建議或測(cè)試。第三十一頁，共五十頁。關(guān)于使用中性墨水的筆芯(成品筆)，「材料的配合不好」會(huì)引起下面的品質(zhì)問題中性墨水筆芯（成品筆)的品質(zhì)問題

1.橡膠反應(yīng)問題

2.腐蝕問題

3.劃線機(jī)器測(cè)試的描線品質(zhì)問題

4.氣泡問題

5.低溫下的書寫問題第三十二頁，共五十頁。構(gòu)成筆芯的材料會(huì)引起品質(zhì)問題。對(duì)各種品質(zhì)問題影響如下表。筆芯構(gòu)成材料的對(duì)品質(zhì)的影響橡膠帽筆頭墨水油管尾油橡膠反應(yīng)問題影響大影響小影響腐蝕問題影響大影響描線品質(zhì)問題影響大影響影響小氣泡問題影響影響小影響低溫下的書寫問題影響影響影響只改良墨水很難抑制100%第三十三頁，共五十頁。使用沒有完成架橋的硅膠筆帽的話，橡膠成分會(huì)與墨水發(fā)生反應(yīng)，在筆頭內(nèi)部的墨水通道會(huì)產(chǎn)生異物。(Fig.14、15)橡膠反應(yīng)問題只會(huì)發(fā)生在筆頭尖拆下筆球后從上部拍照切斷筆頭后拍筆頭尖部Fig.14在筆頭內(nèi)部墨水通道部分產(chǎn)生的異物照片（Ink：BLUELHF-11#18）Fig.15在筆頭內(nèi)部墨水通道部分發(fā)生的異物照片（Ink：BLUELHF-11#18）第三十四頁，共五十頁。Fig.16發(fā)生異物后的書寫描線（Ink：BLUELHF-11#18）←書寫方向書寫問題書寫問題書寫問題【現(xiàn)象】經(jīng)過一段時(shí)間后會(huì)發(fā)生斷線現(xiàn)象(Fig.16)（起筆時(shí)會(huì)發(fā)生斷線，繼續(xù)寫的話會(huì)恢復(fù)正常）橡膠反應(yīng)問題第三十五頁，共五十頁。橡膠A橡膠B橡膠CBLACKLHF-30S正常書寫正常書寫正常書寫B(tài)LUELHF-11#18書寫問題書寫問題書寫問題BLUELHF-31F正常書寫正常書寫正常書寫REDMP-14#6書寫問題書寫問題書寫問題REDLHF-34F正常書寫正常書寫正常書寫橡膠反應(yīng)問題【對(duì)策】MIKUNI墨水基本上對(duì)硅膠反應(yīng)有一定抗性。（除了BLUELHF-11/REDMP-14以外）但是，各硅膠制造公司生產(chǎn)的橡膠品質(zhì)不一樣。我們推薦采用新的硅膠筆帽的話，首先進(jìn)行反應(yīng)測(cè)試以確認(rèn)品質(zhì)。貴公司希望的話，我們可以提供建議或幫助測(cè)試?！鶞y(cè)試期間：3個(gè)月第三十六頁，共五十頁。腐蝕問題按照墨水種類/筆頭種類（制造廠/型號(hào)）的匹配，會(huì)發(fā)生筆球腐蝕(Fig.17)。Fig.17筆球表面發(fā)生的異物的照片（Ink：BLUELHF-11#18）第三十七頁，共五十頁?！粳F(xiàn)象】經(jīng)過一段時(shí)間后，會(huì)發(fā)生點(diǎn)線/斷線現(xiàn)象(Fig.18)。（情況嚴(yán)重的話，不能書寫）腐蝕問題←書寫方向起筆時(shí)發(fā)生點(diǎn)線現(xiàn)象Fig.18發(fā)生筆球腐蝕的書寫描線

BLUELHF-11#180.4mmPipeTip第三十八頁，共五十頁?！緦?duì)策】我們推薦墨水/筆頭的匹配參考MikuniGel-inkscompatibilityMapforGel-tips(BallSize)。但是，由于筆頭制造廠使用的原料品質(zhì)不一樣。筆球腐蝕發(fā)生情況也不一樣。我們推薦采用新筆頭的話，首先進(jìn)行反應(yīng)測(cè)試以確認(rèn)品質(zhì)。貴公司希望的話，我們可以提供建議或幫助測(cè)試?！鶞y(cè)試期間：3個(gè)月腐蝕問題第三十九頁，共五十頁。劃線機(jī)器測(cè)試的描線品質(zhì)問題按照使用的墨水種類/筆頭種類（制造廠/型號(hào)）的匹配，劃線機(jī)器測(cè)試上會(huì)發(fā)生斷線現(xiàn)象(Fig.19)和積墨現(xiàn)象(Fig.20)。書寫方向→書寫方向→Fig.19劃線機(jī)器測(cè)試斷線現(xiàn)象Fig.20劃線機(jī)器測(cè)試積墨現(xiàn)象※筆頭批號(hào)和測(cè)試紙張的影響會(huì)大第四十頁，共五十頁?！緦?duì)策】我們推薦墨水/筆頭的匹配參考MikuniGel-inkscompatibilityMapforGel-tips(BallSize)。但是，各筆頭制造廠生產(chǎn)的筆頭原料和成型不一樣。劃線機(jī)器測(cè)試的結(jié)果也會(huì)不一樣。我們推薦首先進(jìn)行劃線機(jī)器測(cè)試以確認(rèn)品質(zhì)。貴公司希望的話，我們可以提供建議或幫助測(cè)試?！鶞y(cè)試期間：半個(gè)月劃線機(jī)器測(cè)試的描線品質(zhì)問題第四十一頁，共五十頁。溫度比較高的時(shí)候（像夏天）生產(chǎn)的筆芯里會(huì)發(fā)生氣泡(Fig.21)氣泡問題Fig.21在墨水和尾油的界面發(fā)生的氣泡第四十二頁，共五十頁?！驹颉磕膿]發(fā)引起體積變化。那時(shí)候，尾油不追跟墨水的話，墨水和尾油會(huì)離開。因此「空間」（看起來氣泡）出現(xiàn)。氣泡問題從連接器部分等墨水揮發(fā)發(fā)生體積減少現(xiàn)象墨水尾油尾油不追隨墨水的體積減少的話在界面會(huì)出現(xiàn)「空間」（阻礙尾油追隨的要因）?尾油的黏性?尾油和油管之間的互相作用（素材/表面粗）?墨水和尾油的調(diào)和第四十三頁，共五十頁?！緦?duì)策】生產(chǎn)筆芯過程中進(jìn)行下面的作業(yè)，會(huì)抑制氣泡的發(fā)生率。氣泡問題?筆芯離心處理工程裝配筆芯后，馬上進(jìn)行離心處理工程?筆芯離心處理工程離心處理后，把筆芯在低溫下（5度左右）1～2天保存?使用Follower「JCF-400」第四十四頁，共五十頁。低溫下的書寫問題溫度在10℃以下的環(huán)境下進(jìn)行書寫測(cè)試會(huì)的話，會(huì)發(fā)生斷線現(xiàn)象?！娟P(guān)于低溫環(huán)境下的品質(zhì)】ISO里沒有低溫環(huán)境下的書寫的項(xiàng)目。MIKUNI墨水按照ISO里記載的溫度條件下進(jìn)行測(cè)試。?ISO14145-6.2項(xiàng)：溫度/濕度＝23℃/50%或27℃/65%【各日本制造廠生產(chǎn)的中性筆的品質(zhì)】日本M公司、P公司的中性墨水也在低溫環(huán)境下會(huì)發(fā)生斷線現(xiàn)象。中性墨水的品質(zhì)為【在低溫條件下會(huì)有斷線現(xiàn)象】所理解※油性圓珠筆也會(huì)發(fā)生斷線現(xiàn)象第四十五頁，共五十頁。剛寫30秒后一分鐘后兩分鐘后【現(xiàn)象】發(fā)生斷線現(xiàn)象（Fig.22)只在低溫環(huán)境下發(fā)生在室溫（15～30℃）下放一段時(shí)間后恢復(fù)正常書寫（Fig.23)低溫下的書寫問題-5℃25℃Fig.22在低溫環(huán)境下（-5℃）的書寫狀態(tài)（BLACKLHF-30A/0.5ｍｍPipeTip）Fig.23在低溫（-5℃）環(huán)境下保存后放在25℃環(huán)境下的書寫恢復(fù)時(shí)間第四十六頁，共五十頁?！靖魅毡局圃鞆S的低溫書寫性】S公司（Fig.24)和M公司（Fig.25)的中性墨水的評(píng)價(jià)（在0℃的書寫性）低溫下的書寫問題Fig.24S公司黑墨水Fig.25M公司蘭黑墨水第四十七頁，共五十頁?！緦?duì)策】我們推薦采用對(duì)低溫書寫性改良的墨水「JOYLHF-60系列」。