不锈钢基笔头球座体表面润滑膜及其对书写性能的影响

为了改善笔头球座体表面耐磨性能,延长圆珠笔的使用寿命,采用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪对易切削不锈钢线材制成的笔头球座体表面润滑膜进行表征,并通过圆珠笔书写润滑度测试仪和书写划圆仪对比球座体表面润滑膜在真空环境下被高温分解前后的书写效果。结果表明:圆珠笔笔头球座体表面存在一层约500 nm厚的润滑膜,该润滑膜是在切削油辅助下加工易切削不锈钢金属笔头时,通过化学吸附效应吸附于球座体表面的,主要由烃基羧酸或者烃基醇等亲水性物质构成;球珠和球座体之间是边界润滑状态,球座体表面润滑膜的存在降低了笔头的摩擦和磨损,与不含润滑膜的结果相比,其摩擦因数降低了32%,磨损量降低了77%;不含润滑膜的笔头制成的笔芯线迹呈现规律性色淡、出墨量持续降低,笔芯滑动600 m时因磨损较大完全失效,而含润滑膜的笔头制成的笔芯线迹饱满清晰,出墨量波动较小。润滑膜表面亲水性物质可以提高球座体与书写介质的润湿性,进而实现圆珠笔的长效润滑,降低球座体表面磨损。

改善直液式水性墨水圆珠笔润滑性能的研究

笔头磨损是影响直液式水性墨水圆珠笔划线质量及长度的关键因素。本文通过对书写摩擦因数、划线质量和长度的对比测试,研究了墨水中添加正辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯与石墨烯微粒对笔头润滑及磨损的影响。结果表明:墨水中同时添加正辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯和超细微粒(200~500nm)石墨烯,可降低书写摩擦因数,有效提高球珠润滑度并抑制笔头磨损,实现良好的书写体验。灌注该墨水的直液式水性墨水圆珠笔抗漏性能好、出墨均匀、书写手感顺滑、线迹饱满,书写摩擦因数低至0.183,划线长度可达1400 m。