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主动铅笔

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  自动铅笔,即按动压力释放后,弹簧恢复原位的铅笔。自动铅笔按铅笔芯直径大小分为粗芯和细芯活动铅笔。按出芯方式,可分为坠芯式、旋转式、脉动式和自动补偿式。

  世界上第一支自动铅笔于1822年在英国发明。1915年日本人早川德治发明了一种自动铅笔,为了出口,给这种铅笔取名为“Every-Ready Sharp Pencil”。一开始这种新的书写工具并不受到日本国内认可,直到出口订单激增,受到国外认可之外,日本国内的需求才迅速增长。早川公司也凭借自动铅笔的销售得到了扩张。

  自动铅笔于1970年代末开始在日本校园普及,并由日本夏普公司大量生产,自动铅笔使用前需放入由石墨制成的细笔芯(俗称铅芯),放入笔芯后关上后面的盖子以防止笔芯跌出来。自动铅笔内有弹簧,按压后面的盖子可以使笔芯由前端固定长度伸出,并写出粗细相同的字体。

  木制铅笔为了维持书写顺利,需要时常卷削,自动铅笔的出现正顺应了人们使用方便的需要。自动铅笔,顾名思义,即不用卷削,能自动或半自动出芯的铅笔。

  19世纪中期,自动铅笔在欧洲以手工艺品出现。19世纪末期德国开始商品化生产,但铅芯仍需人工削尖,产量有限。1903年日本开始使用机械制造活动铅笔,其结构简单,均为旋转式。40年代美国派克公司首批生产0.9mm旋转式活动铅笔,铅芯无须人工削尖。1965年日本研制成功0.5mm和0.7mm合成树脂细铅芯,并开发了新型三爪卡头,取代了传统的金属三爪卡头。同年日本派罗德自来水笔株式会社首次生产出脉动式细芯活动铅笔。70年代又相继开发了二次揿动式、双卡揿动式和甩打揿动式结构芯活动铅笔。1979年联邦德国法伯·卡斯特铅笔厂首次推出自动出芯式活动铅笔。1980年前后又研制成功了塑料二爪卡头,使自动铅笔在材料和结构上有了新的突破。

  坠芯式靠铅芯重力自动出铅芯。旋转式靠旋转输送铅芯。脉动式(揿动式)靠揿动输送铅芯,结构有一次揿动式,即揿动一次出铅芯。二次揿动式,第一次揿动笔嘴伸出笔杆,第二次揿动铅芯伸出。双卡头揿动式,采用双卡头结构,缩短了卡头和笔嘴端部距离,使活动铅笔内最后剩下的8~15mm的一段残留铅芯,不用揿动可出一支整铅芯将其顶出,即可连续书写。自动补偿式(自动出芯)无须旋转或脉动装置,可自动补偿铅芯,连续书写。

  脉动式机芯结构是活动铅笔普遍采用的基本结构形式,主要由笔杆、尖套(笔尖)、固定护芯管(活动阻尼)、卡头(开花)、锁紧箍、弹簧等组成。

  当储芯管受揿动压力(手指压力)作用时,克服弹簧的弹性力向下移动,并使卡头爪片张开,同时铅芯依靠自身的重力,离开在储芯管内的原来位置,在制动元件阻尼圈的控制下沿着护芯管壁移动一定长度。揿动压力释放后,弹簧恢复原位,铅芯被锁紧箍和卡头自动锁紧定位,完成一次脉动出芯过程。依此往复即可连续脉动出芯。

  细芯活动铅笔的专用铅芯,具有挠曲强度高、书写性能好等特点。它主要以合成树脂为铅芯的粘结剂,常用的有聚乙烯醇、沥青、呋喃树脂、聚氯乙烯、ABC树脂、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物等;以石墨为铅芯的着色剂;常用溶剂有水、乙醇等;常以邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯等为增塑剂,用来降低树脂在高温下的流动粘度,改善成型工性能;常以硬脂酸铅为稳定剂,防止树脂老化,抑制氧化过程进行;以液体石蜡、低分子聚乙烯等为润滑剂,改善树脂熔体的流动性能。

  树脂细铅芯的制造是在惰性气体(如氩气)保护下或密封条件下,经高温焙烧碳化而形成石墨化结构,使其具有较高的机械强度和较好的书写性能。

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