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浅析白板笔墨水的间歇书写(脱帽保湿)

时间:2014-3-6 14:38:38  作者:爱文具  来源:网络转载  查看:24  评论:0
内容摘要:白板笔是近年来国际上流行的常用办公、教学书写工具。白板笔墨水是一种能在表面光滑的非吸附性硬质板上书写而又容易擦除的新型书写墨水,国外已有二十余年的生产历史。白板笔墨水的性能也经过近十年的不断改进和发展,在工艺和生产上取得了质的飞跃,特别是用作其中主要组分的溶剂,已由早期毒性较大的...

白板笔是近年来国际上流行的常用办公、教学书写工具。白板笔墨水是一种能在表面光滑的非吸附性硬质板上书写而又容易擦除的新型书写墨水,国外已有二十余年的生产历史。白板笔墨水的性能也经过近十年的不断改进和发展,在工艺和生产上取得了质的飞跃,特别是用作其中主要组分的溶剂,已由早期毒性较大的酮、酯、苯类及其混合物发展到低毒的醇类。世界上能生产高质量白板笔墨水的国家有日本、美国、德国等,近年来韩国也后来者居上,成为主要的生产国之一。我国白板笔墨水的研制,起步于80年代初,1984年曾有试制品投放市场,但没多久因质量问题而停产[1]。现我国市场需要的中高档白板笔墨水仍然主要依赖于进口。

    白板笔墨水的研制是一个与有机合成化学、胶体化学、表面物理等多学科相连的综合性课题,需要有现代化的化学分析和物理检测手段相配合;由于它的技术含量非常高,几乎所有的白板笔墨水生产国为了垄断该领域的技术,均采取了技术封闭的策略,关键技术绝不对外转让(移),所以各国白板笔墨水的表现,各具特性。 

    白板笔常见使用于教室、楼寓、商铺、企事业单位等教学和办公之处,用白板笔进行书写,线条流畅,色彩鲜艳,其墨迹可用普通干布或软纸擦拭而不留痕迹。由于使用者的习性和便利,它不仅对笔迹的可擦性有较高的要求,而且对其间歇书写(即脱帽保湿,国外有些资料也称防干燥时间或抗干燥时间)也寄予了更高的期望,尤其是在高档场境的使用中。就目前笔者在国内能收集到的国内外样品而言,由于受到技术水平的限制,间歇书写能够真正达到8小时的,的确很少见。为此我们进行了有针对性的技术攻关。对白板笔墨水的体系进行了多次调整试验,同时也对保湿剂进行了不同的制备试验,结果令人振奋,在我们研制的白板笔墨水中加入了自制的保湿剂后,白板笔墨水的间歇书写达到24小时(在50%湿度、22℃条件下)  (见表1),即时可擦性依然符合企业标准[2]。 

    表1  间歇书写(即脱帽保湿)试验一览
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│  生产国│    D   │    E       │    H               │  中国  │
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│公司名称│    A   │    B       │    C   │    D     │上海意通│
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│间歇书写│2-4小时 │  10小时    │6-8小时 │6—日小时 │24小时  │
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│即时可擦│  OK    │  略有糊板  │  糊板  │略有糊板  │  OK    │
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│        │        │色相不好,客│        │即时可擦略│        │
│  说明  │        │            │        │          │        │
│        │        │户难以接受  │        │优于C公司 │        │
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    如何有效地提高白板笔墨水间歇书写(脱帽保湿)时间,一直是白板笔墨水制造中的一大技术瓶颈。一般普通白板笔墨水的间歇书写时间为2小时左右,如果在该墨水中添加了特定的保湿剂后,其间歇书写的时间将会得到延长;但这会直接影响到白板笔墨水的另一项性能指标——即时可擦。所谓即时可擦就是用白板笔书写后,墨迹在较短时间内快速干燥,并且擦除不留痕迹。而保湿剂的作用是维持墨水体系内有一定的湿度,并在笔尖等暴露在空气中部分的表面,形成一层保护薄膜,使之常润。即使不戴笔帽,将笔暴露在空气中,也不会干枯;当书写时,轻轻挤破薄膜,仍可正常书写。这是一对互相对抗、作用相反而又不可调和的矛盾,这也正体现了该项技术的高难之处。本文主要从以下几个方面进行了论述: 

    一、适宜的体系 

    不同的粉料,甚至相同牌号、不同的生产厂家,也会因生产工艺、原辅料产地的差异对体系的适应性表现不一。由此可见适宜的体系是至关重要的。在整个白板笔墨水的体系中首先要考虑的是安全、环保,低(无)毒无害的溶剂是必需的。由于白板笔墨水即时可擦的要求比较高,常见的体系中以挥发快、沸点低的溶剂为主,这类溶剂一般不易保湿,因此适量加入高沸点的溶剂是可以接受的,如正丁醇、甘油、丙二醇、乙二醇、二甘醇、环氧大豆油等多元醇或者高级醇和高级脂肪酸酯及它们的衍生物。这样既可改善白板笔的书写手感,又能起到辅助保湿的作用,往往可达到事半功倍的效果。 

    二、合理的加入量 

    保湿剂化学结构的特性,决定了它必然会对笔迹的即时可擦性造成负面影响,所以有必要对其的加入量做优选试验,筛选出适宜的加入量,既能符合间歇书写(保湿)的要求,也不致于过多地直接影响笔迹的即时可擦性,以此确保它对笔迹的即时可擦性所造成的负面影响是在能够接受的范围内。 

    在该试验中我们采用了对同一批次的色浆(自制),在相同的体系内添加不同剂量的保湿剂(自制),其结果如下(见表2),经过筛选,结果表明,添加量为总量的1—3%比较合适。 

    表2  保湿剂不同加入量的效果统计
┌────┬───┬────┬───┬────┬───┬─────┐
│保湿剂  │  1% │1.  5%│  2% │2.  5%│  3% │  3.  5%│
│加入量  │      │        │      │        │      │          │
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│间歇书写│6小时 │10小时  │18小时│24小时  │28小时│  30小时  │
├────┼───┼────┼───┼────┼───┼─────┤
│即时可擦│  OK  │  OK    │  OK  │  OK    │  OK  │稍有糊板  │
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    一般加入后仅需搅拌(300转/分)0.5小时即可达到分散要求。保湿剂应与整个墨水体系是友好的,极性相似,互溶性好,这样有利于分散,使其功效得以充分发挥。此外保湿剂的添加量与墨水体系有着密切的关系,对不同的墨水体系应有不同的添加量。加少了,则间歇书写(保湿)效果不明显;加多了,会使其间歇书写的时间得到延长,但也势必会影响到笔迹的即时可擦性,造成糊板。 

    三、不同的加入时机 

    墨水制造一般分为色浆制备与成品配制两个单元,保湿剂的加人可以在色浆制备单元中加入,也可以在成品配制单元中加入,这主要依据白板笔墨水体系、颜色和保湿剂的不同而定,如选择有误,那效果就大相径庭了。在色浆制备时加入保湿剂,有利于分散,使之更均匀地与体系混溶,发挥其作用,但有时也会因过度砂磨(粉碎)而失去其功能,其过程控制的难度较高;在成品配制时加入保湿剂,可有效地避免其功能失效的因素,但也会由于分散欠佳,使之功效未能得到可靠完全的发挥,反之不仅影响笔迹的即时可擦性,而且还会在墨水体系中造成不同程度的沉淀。因而必须要有详尽可靠的实验数据作技术支持,才能作出正确的选择。 

    四、科学的判断 

    在做间歇书写(即脱帽保湿)试验时,有时会碰到这样的情况——书写时有枯笔(即表现为出墨不畅,且程度不一)。由于缺少统一的标准,各自的判断又因人而异,可操作性极差,这究竟怎么来断定呢?我们做了相当量的实验,办公耗材得出的结论是:要看恢复(重新戴帽)后的情况再作判定。因为在做间歇书写(即脱帽保湿)实验时,有时受到不同环境(温度、湿度、通风、光照等)因素的影响,会对结果造成某些偏差。但是只要体系未被真正破坏,只要给予适当时间的恢复(重新戴帽,一般以0.5小时为宜),其书写效果将会得到明显改善;如果体系已被破坏,即使给予充分的时间恢复(重新戴帽,一般以2小时为界),其书写效果也不会改善。所以这就是一个明确的分界线,据此判断可以降低因前述环境影响而造成的偏差,更重要的是提高了该判断的可操作性。 

    保湿剂的合理应用是白板笔墨水制造中的核心技术之一,文具白板笔墨水的间歇书写达到了24小时以上,这也标志着我国的白板笔墨水在关键技术指标上首次超越了国际同类产品,为我国的白板笔墨水走向高档国际市场,也为我国早日成为制笔强国提供了技术保障。 

    无论从制笔行业的自身发展,还是从自主创新、办公文具可持续发展的国家战略高度来讲,加快墨水研制速度,提升品质水平是迫在眉睫的行业首要任务。因而具有自主知识产权的国产白板笔墨水,期望得到业界的支持,也更需要大家的扶携,共同来提高我们民族制笔行业的国际竞争力和抗风险能力,以保障我国制笔业能真正做到可持续发展。  (袁建新 杨 晔 )


 

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