笔芯的回收及利用109

1、1笔芯的回收及利用汤纯超课题组长：单静文课题组员：单静文 金子琪 潘雯 王彦开 杨瑞指导老师：蒋杭英年纪：高一研究时间： 2010 年 5 月 22 日笔芯的回收及利用内容摘要：回收，利用，价值一、研究背景：目前，国内中性笔墨水大多依靠进口，价格高昂。由于中性笔墨水的核心内容是颜料色素，所以高品质的颜料色浆成为生产中性笔墨水的关键。中性笔墨水所需要的颜料色浆必须达到纳米或次纳米级，而普通用于油墨生产的色浆是不能用于中性笔墨水的，否则会造成堵头等问题。此外，中性笔墨水所需要的颜料色浆不但要求细度小而均匀，而且要求经过特殊防止沉淀和团聚的技术处理，这样才能保证颜料在墨水中不沉淀，不结块和书写的流畅

2、性。目前，由捷凯科技所生产的纳米颜料色浆已经被国内多家喷墨和墨水企业所采用，同时该公司产品出口到美国和欧洲。我们身处学校，学习任务日益繁重， 抄写、默写免不了用笔。 笔的用量是很大的，因此, 笔芯时常需要替换，。而笔芯用完之后，其命运如何？其实，根据研究，笔芯的用途其实是很多的，哪怕是用尽了，它也可以用到很多地方。况且，就算是普通笔芯，丢了之后也不环保。现在全球都提倡低碳啊。所以，我们的研究小组就打算研究笔芯用尽之后的用途。为此，我们小组成员就开始收集用尽的笔芯，准备查阅电脑并做些研究调查，以来说明收集弃笔芯是否有其价值。当然，得到的答案是很肯定，有价值，因此我们打算展开此项研究。分工很匀称，

3、我们的研究逐步开始。二、研究目标：找到废旧笔芯的再利用的方法。可以直接保护环境，以全国的角度来说也可以节约大量资源。三、准备过程：关于废旧笔芯的研究调查高一九班接下来打扰您宝贵的几分钟，谢谢您的配合1您平常是否经常用水笔?b不是您平常用完之后怎样处理?a扔掉b其他形式，请写出如果把笔芯扔掉，是否分类？a是b不是您是随时用完随时扔弃，还是积累到一定数目时再扔?a前者b后者您大概一个礼拜用几只？您有没有想过这些笔芯还有什么用处？a有b没有您是否对这些笔芯进行过回收利用？a是b不是您有没有对回收笔芯有什么好方法？谢谢您的合作四、研究过程目前，国内中性笔墨水大多依靠进口，价格高昂。由于中性笔墨水的核心

4、内容是颜料色素，所以高品质的颜料色浆成为生产中性笔墨水的关键。中性笔墨水所需要的颜料色浆必须达到纳米或次纳米级，而普通用于油墨生产的色浆是不能用于中性笔墨水的，否则会造成堵头等问题。此外，中性笔墨水所需要的颜料色浆不但要求细度小而均匀，而且要求经过特殊防止 沉淀和团聚的技术处理，这样才能保证颜料在墨水中不沉淀，不结块和书写的流畅性。目前,由捷凯科技所生产的纳米颜料色浆已经被国内多家喷墨和墨水企业 所采用，同时该公司产品出口到美国和欧洲。1、发明匈牙利的新闻工作者艾尔斯兹尔比罗与其兄弟乔治合作于 1938年制造了第一支圆珠笔。比罗看到报纸墨水干燥得很快，而且墨迹不模糊，从中获取了灵感。 这种比较

5、浓稠的墨水无法通过普通钢笔尖流出，因此他设计了圆珠从而革新了钢笔设计。首先开发这一设计的是英国皇家空军，因为其飞行员需要一种不同于自来水笔的在高纬度不会漏水的笔。比罗与英国皇家空军的成功合作使圆珠成为公众关注的中心。2、改进圆珠笔是如何发明的：改变问题本身的艺术Hornbill Literary Essay :在十九世纪三十年代的欧洲大陆，一种方便，价廉的圆珠笔开始在书记员，银行职员甚至是富商中流行起来。制笔工厂开始大量的生产圆珠笔。不久却发现圆珠笔市场严重萎缩。 原因是圆珠笔前端的钢珠在长时间的书写后，因摩擦而变小继而脱落导致笔筒内的油泄露出来。弄的满纸油啧，给书写工作带来了极大的不便。人们

6、开始厌烦 圆珠笔，从而不在用它了。一些科学家和工厂的设计师们开始为了改变笔筒漏油”这种状况进行了大量的工作。其中一个科学家做了大量的实验。他实验了上千种不同的材料来做笔前端的哪个圆珠”，以求找到寿命最长的圆珠”。但结果却不很理想。这时一个叫马塞尔 比希的人却很好的将圆珠笔做了改善，解决了 漏油”的问题。他的成功是得益于他的一个想法。既然不能将圆珠笔的寿命很好的延长，那为什么不主动的控制圆珠笔的寿命呢？他所做的工作只是在实验中 找到一颗 钢珠”所能完成书写的 最大用油量”。然后每支笔所装的”了油”都不超过这个 最大用 油量” 这样，方便，价廉又 卫生”的圆珠笔有成了人们最喜爱的书写工具之一。3、

7、成分圆珠笔是用油墨配不同的颜料书写的一种笔。笔尖是个小钢珠，把小钢珠嵌人一个小圆柱体型铜制的碗内，后连接装有油墨的塑料管，油墨随钢珠转动由四周流下。该笔比一般钢笔坚固耐用，但如果使用保管不当， 往往写不出字来， 这主要是因干固的墨油粘结在钢珠 周围阻碍油墨流出的缘故。油墨是一种粘性油质，是用胡麻子油、合成松子油（主含萜烯醇类物质）、矿物油（分馏石油等矿物而得到的油质）、硬胶加入油烟等而调制成的。在使用 圆珠笔时，不要在有油、有蜡的纸上写字，不然油、蜡嵌人钢珠沿边的铜碗内影响出油而写 不出字来，还要避免笔的撞击、曝晒，不用时随手套好笔帽，以防止碰坏笔头、笔杆变型及 笔芯漏油而污染物体。 如遇天冷

8、或久置未用。 笔不出油时，可将笔头放入温水中浸泡片刻后 再在纸上划动笔尖，即可写出字来。配方的基本成分：染料 5% 25%成膜剂5% 15%溶剂30% 60%分散剂5% 20% 其他助剂2% 10%染料染料的作用是赋予油墨足够的颜色深度，圆珠笔油墨中所用染料可分为油溶性染和醇溶性染料， 本试验所用染料为酞菁系染料，该染料不溶于溶剂，在油墨中有好的分散性，对成膜剂有强的附着力， 从而不渗透于纸张内部， 且颜色要色泽鲜艳， 耐候性好。成膜剂成膜剂是可擦性圆珠笔用油墨的重要组成部分，其作用主要是能在纸张表面均匀成膜并作为染料的载体。要求它对纸张表现有一定的粘附力，不易剥落，但可用橡皮擦轻轻擦去，和着

9、色剂有强的附着力， 在溶剂中溶解性好， 且与其他成分相互稳定， 能长期保 存。本实验中采用橡胶类成膜剂。溶齐U在可擦性圆珠笔用油墨中，溶剂的作用在于溶解染料、成膜剂并与各类助剂相溶，提供一定的流动性，还要有恰到好处的挥发性，在书写过程中能有效控制干燥速度。 试验表明，采用共溶剂要比单溶剂效果好，本实验采用了溶剂A:溶剂B=1 : 1.52.5的共溶剂体系，其效果最佳。分散剂适量的分散剂可降低油墨和纸张表面的粘附性，使油墨书写到纸张表面时在一定时间内具有可擦性，分散剂还可以保持油墨的书写流利性和长期稳定性。本实验所用物质是邻苯二甲酸酯类和乙二醇酯类二者按一定比例配制的混合物。其它助剂（1 ）润滑

10、剂和缓蚀剂在油墨组分中通常以脂肪酸作润滑剂，润滑剂同时是助溶剂，润滑剂作用包括：A、使球珠润滑，提供流利的书写；B、防止油墨干燥，使圆珠笔具有稳定、良好的初笔性能；C、增加染料溶解深度，提高染料色泽。脂肪酸的引入对某些笔尖金属（如铜合金）有腐蚀 性，使油墨中产生一种非均质结晶物质而堵塞通道，因而缩短圆珠笔的使用寿命。采用脂肪酸并辅以缓蚀剂的方法可以解决腐蚀问题，同时满足润滑要求。实验中采用的缓蚀剂呈饱和状态溶解在脂肪酸中，可达到防腐目的。（2）抗氧剂、反干燥剂圆珠笔油墨中产生凝聚堵塞物和晶冠的另一原因在于黄铜和界面发生氧化作用，并在溶液中产生铜、锌化合物所致。在抗氧剂中含有能吸附和吸收周围氧的

11、物质，因此能有效地防止氧化，抗氧剂和缓蚀剂并用能更有效防止或抑制铜合金的腐蚀，实验表明，我们所用的抗氧剂效果良好。实验中我们还采用了反干燥剂，主要作用是阻止油墨表面或墨迹的氧化干燥，使油墨和墨迹有较好的视觉效果，同时延长其使用期和保持期，在应用时还可以提高圆珠笔的性能，反干燥剂同时也是抗氧剂。可擦圆珠笔笔油配方：黑色配方：天然橡胶22.5克炭黑（939-41A）20 克三苯酯（HB40）30克硬脂酸和月桂酸4克红色配方：石脑油29克天然橡胶29克矿油物27克有机红（814-92G）15克绿色配方联辛基酞酸33.5克23.5 克脂肪族稀释剂6号（沸点94-104 C ） 天然橡胶22.5克硬脂酸

12、和月桂酸4克酞花绿（839-41）16.5克蓝色配方天然橡胶22.5克脂肪族稀释剂6号 23 . 5克 联辛基酞酸27克酞花蓝（839-26）4克4、制备方法将磨碎的未经硫化的天然橡胶，与沸点低于180 C的可蒸发浴剂（如6号脂肪族稀释剂）混合,制成具有高粘度的橡胶溶液 ，将此溶液加热到55-85 C,再加入其余组分的混合分散 液高速度搅拌混合均匀.由于该油墨粘度大于普通圆珠笔油，故笔芯管要用高于大气压的手段方能使笔油流动圆珠笔油消字剂配方：配方用量（g）A液：次氯酸钠8.0碳酸钠2.0阴离子表面活性剂 5.0水 85.0B液：二氯苯10.0硝酸8.0非离子表面活性剂 9.0水 73.05、工

13、艺、性能、用途将A、 B两液中各4种组分分别搅匀装瓶即成。本品是一种液态圆珠笔油消字剂， 使用效果良好，不损伤纸张。使用时，先将A液涂抹在圆珠笔迹处，使圆珠笔油与纸张分离，再在笔迹处涂抹B液，就可使圆珠笔迹消除。中性笔芯尾部的油状物：油状物叫中性笔尾油锂基酯，是石蜡油，来自于石油化工中的产品。其作用如下：1、保持良好的保湿密封，防止墨水蒸发或倒流溢出。2、在中性笔书写时，锂基酯能象活塞一样随时跟进，利用大气压将墨水往下压，保持 中性笔书写流畅，直至墨水书写完。水笔卡墨原因黑色中性笔笔芯使用的墨水中含有碳素，若制作工艺不好，或是碳素颗粒的直径没有达到标准，导致堵塞。这是国内一些厂家出问题的原因。

14、另一个断墨的原因，是笔芯中的锂基酯，也就是所见的笔芯末端的一段透明油状物。这段锂基酯可以起到液封的作用，使墨液在大气压的作用下向下推进。但是如果锂基酯的配方不当，会使墨液滞留在笔芯中，就产生了断墨现象。还有一个原因，就是笔尖被损坏，导致出墨不畅。最后一个因素，是纸张。有些纸张表面的摩擦系数太低，太油滑，就会导致 中性笔出墨不畅。关于回收所有东西都有它的商业价值商业价值只有高低笔头已经磨损无法循环再次使用笔杆强度检测残留墨液清洗等需耗费很多的资源这样做将失去市场竞争力目前笔杆可以按废旧塑料回收当然使用者可以自主拼拆废物循环综合利用当然可以回收，技术上没有问题，但此种回收目前没有商业价值，只有环保

15、意义（减少污染和节约资源）。遗憾的是我国尚未建立此种回收体系，省级的回收体系都没有试点；市级的有试点，但尚无结果；目前国内仅有数家民办环保机构在做些局部努力。以圆珠型笔尖和免再吸墨水笔芯为主要特征的水性笔，因其便捷、洁净和书写流利的特点，经过十多年的发展，已经风行邕城大小机关单位、公司企业和大中专院校。如今，除了 被规定不准使用圆珠型笔尖类笔的小学生外，已经很难看到使用吸水型硬笔笔尖写字的群体了。但水性笔在人们工作生活中的大量使用，也凸显了其与建设节约型社会的矛盾。据估算，南宁市每年有近2000万的水性笔和笔芯被弃置在生活垃圾中掩埋，既浪费资源，又污染环 境。目前，已有专家建议回收水性笔残骸”

16、随手弃芯壳浪费又污染经济和节约的角度说，水性笔的使用成本比吸水笔要高数倍，一支国产水性笔售价1 2元的笔芯，一般的书写长度约在3 0 0米左右，大约可以写8 0 0 0个字左右，一支售价5 10元的进口笔芯的书写长度约在1 0 0 0米左右，可写2 0 0 0 0个字左右， 这是正常的消耗。但用过的笔芯笔壳，加上一些被弃之不用的劣质水性笔，其中有的笔芯还充满墨水，但写不出字来，也被扔掉了。而且不少水性笔是连壳带芯扔掉的，这些被扔掉的水性笔残骸”作为垃圾，会到哪里去呢？水性笔还经常因为剧烈摇晃使得油墨溢出，又脏又难清洗。书写工具的附属品，可以多次替换。中性笔芯笔头直径有 0.25mm 0.35m

17、m 0.38mm 0.5mm 0.7mm6、用途笔头剪掉，剩下的空白管切成2毫米一段的，若干段。然后，每段都用小刀切出一个开口，每两段之间交叉咬合，最后能做成一条手链。如果笔管足够长，颜色足够多，能做得 挺好看的项链。可以再装入笔水，再利用：方法一、首先把笔芯的笔嘴取下。二、把取下笔芯笔嘴这头 放进墨水瓶里，另一头用手指塞住笔芯的洞子，目的是进入笔芯的墨水不让流出来。三、装 上笔嘴就可以用了，和新的一样。其他的中性笔前面滚珠掉了的话，把用过的前面的那段非塑料的拔下来，安进去，继续用。五、讨论我们的讨论，我们决定主板一个“回收笔芯”的活动。如果大家能响应我们的活动，那么我们可以收经过集一定量的笔

18、芯，然后我们打算回收笔芯后，将笔芯收集起来做一些工艺品。例如，一些笔筒，一个个的小盒子，平常可以装一 些学习用具，或者装一些生活用品，以此来减少物品的占用空间，让生活更加的洁净。如果可以，我们也会联系一下附近的文具厂，希望有厂家能够回收笔芯，然后重新利用 来制造新的笔芯。当然，我们也可以号召全社会的学生不要随便丢弃笔芯，设立专门回收的站点，大家一起将笔芯用到点上。衡阳市一中高三学生何明和陈京山发起了一场名为我们拒绝污染”的环保活动。自2009年11月28日起，仅仅3个多月，他们总计回收废旧笔芯近 5000支。这是进行回收活动后， 与他们联系的记者的电话。我们可以寻找他，质询一些活动的内容。联系电话13517344664）六、总结经过组员的团结合作， 各展所长的努力之后， 此研究课题终于初步成效。组员所利用空余时间确定了“旧笔芯回收和利用”该主题，并积极收集有关方面的信息，还自我设计，发 放并回收了调查问卷，广泛了解同学所对于旧笔芯回收及利用的意见，