古詩(shī)有云：

吐言貴珠玉，落筆回風(fēng)霜；

筆落驚風(fēng)雨，詩(shī)成泣鬼神；

江山萬(wàn)古潮陽(yáng)筆，合在元龍百尺樓；

......

一支筆所承載的不僅僅是書(shū)寫(xiě)的樂(lè)趣，更是對(duì)五千年中華民族傳統(tǒng)文化的傳承。

 

簽字筆兼具圓珠筆和鋼筆的優(yōu)點(diǎn)，以其流暢的書(shū)寫(xiě)體驗(yàn)獲得大眾的良好口碑，逐漸成為用戶(hù)們首選的書(shū)寫(xiě)工具。

 

市面上簽字筆品牌繁多，品質(zhì)良莠不齊，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)異常激烈。即便如此，也不乏新進(jìn)入者，小米早在2016年就推出了多款米家簽字筆。究竟其品質(zhì)如何，簽字筆市場(chǎng)上還需要一個(gè)新品牌嗎？為此，美信檢測(cè)選擇了其中一款米家簽字筆，進(jìn)行了較為細(xì)致的評(píng)測(cè)。希望您接下來(lái)能與我一起了解這款簽字筆的評(píng)測(cè)過(guò)程。同時(shí)您也會(huì)知道，美信檢測(cè)如何通過(guò)公正、專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)服務(wù)，幫助遍布于各行各業(yè)的客戶(hù)提升產(chǎn)品質(zhì)量與技術(shù)水平，從而創(chuàng)造和諧安全的品質(zhì)生活！

 

包裝外觀設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單大方，采用抽取式包裝，簽字筆被一層磨砂半透明的“外衣”包裹，朦朧美，讓人想要一探究竟。

 

見(jiàn)到真身之后，直觀感受清新不媚俗，筆身潔白如玉。塑膠磨砂外殼有著類(lèi)膚質(zhì)感，握在手上感覺(jué)很舒服。

 

而后，我們由內(nèi)而外進(jìn)行一系列專(zhuān)業(yè)評(píng)測(cè)：

 

 

外觀評(píng)測(cè)

 

美信檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室為了確定米家簽字筆中塑料件的材質(zhì)成分，將其拆開(kāi)（拆開(kāi)米家簽字筆也非常簡(jiǎn)單，反向旋轉(zhuǎn)即可），拆開(kāi)以后有三個(gè)部分（如下圖所示）。而后我們對(duì)米家簽字筆中的筆芯外殼塑料部分以及筆管外殼塑料部分進(jìn)行了FTIR分析；對(duì)簽字筆管結(jié)構(gòu)銅部分進(jìn)行了電感耦合等離子體發(fā)射光譜分析；對(duì)筆夾位置的金屬進(jìn)行了鍍層分析。

 

（1）筆芯外殼塑料部分

筆芯管材進(jìn)行FTIR（傅里葉變換紅外光譜）分析，結(jié)果如圖1所示。

 

圖1. 米家中性樣品筆芯外殼的紅外光譜

 

由紅外光譜測(cè)試結(jié)果可知，筆芯外殼的主成分為聚丙烯（PP）。

 

（2）筆管外殼塑料部分

米家簽字筆外殼FTIR（傅里葉變換紅外光譜）分析，結(jié)果如圖2所示。

 

圖2. 米家中性樣品筆外殼的紅外光譜

 

測(cè)試結(jié)果顯示，米家簽字筆外殼的主成分為PC+ABS，另外含有少量的TiO2(二氧化鈦)和防老劑（亞磷酸鹽）。其中，TiO2有增白的作用。

 

（3）筆管結(jié)構(gòu)銅部分

米家簽字筆上手第一感覺(jué)——這是一支“有重量”的筆。當(dāng)我們將其拆開(kāi)，清楚的看到內(nèi)部的結(jié)構(gòu)銅部分。

 

 

而后為了確定米家簽字筆中筆管內(nèi)部銅結(jié)構(gòu)的成分，對(duì)米家簽字筆結(jié)構(gòu)銅部分進(jìn)行了電感耦合等離子體發(fā)射光譜分析，分析結(jié)果如下所示：

 

表1. 樣品筆內(nèi)結(jié)構(gòu)銅部分ICP檢測(cè)結(jié)果(wt.%)

元素	測(cè)試結(jié)果（%）	檢出限（%）
銅（Cu）	54.78	/
錫（Sn）	0.7847	0.0001
鉛（Pb）	3.580	0.0001
鐵（Fe）	0.6332	0.0001
鎳（Ni）	0.3129	0.0001
鋅（Zn）	余量	/
鈷（Co）	0.0025	0.0001
錳（Mn）	0.0064	0.0001
鋁（Al）	0.0200	0.0001
鎂（Mg）	N.D.	0.0001
鈹（Be）	N.D.	0.0001
磷（P）	0.0037	0.0001
鎘（Cd）	N.D.	0.0001
銻（Sb）	0.0345	0.0001
砷（As）	N.D.	0.0001
鉻（Cr）	N.D.	0.0001
鈦（Ti）	N.D.	0.0001
鉍（Bi）	0.0144	0.0001
硒（Se）	N.D.	0.0001
碲（Te）	N.D.	0.0001

N.D. 表示低于檢測(cè)線(xiàn)

由ICP分析結(jié)果知，該銅合金近似為鉛黃銅，但對(duì)比牌號(hào)其錫、鐵含量偏高。

 

（4）筆夾部分

筆夾部分合金金屬制的筆夾邊角光滑圓潤(rùn)，看不到任何毛刺。

 

 

而后我們對(duì)米家簽字筆的筆夾位置金屬進(jìn)行了鍍層分析，分析結(jié)果如下：

 

圖3. 米家中性樣品筆夾位置鍍層金屬分析

圖4.米家中性樣品筆夾位置表面SEM圖片

 

如圖3所示，筆夾鍍層有銅層和鎳層，其中鍍銅層厚度約為18.6μm，鍍鎳層約為3.66μm，銅層底下是鋅合金。

 

表2. 樣品筆筆夾表面EDS檢測(cè)結(jié)果(wt.%)

譜圖	C	O	Cr	Ni	總計(jì)
1	1.1	1.9	14.5	82.5	100.0
2	1.1	2.0	14.9	82.0	100.0

 

如圖4和表2所示，由米家簽字筆筆夾表面EDS檢測(cè)結(jié)果可知，材料表面存在一定量的Cr元素，說(shuō)明在鎳層表面還存在一層很薄的Cr層。

 

銅/鎳/鉻鍍層是當(dāng)今用量較多的防護(hù)-裝飾性鍍層。鎳在戶(hù)外使用時(shí)表面易變暗，在鎳層上鍍上一層薄薄的鉻，便可以有效的阻止變暗的發(fā)生。

 

 

結(jié)構(gòu)評(píng)測(cè)

 

做完外觀材質(zhì)上的評(píng)測(cè)，我們進(jìn)行了米家簽字筆筆頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)測(cè)試，包括筆尖滾珠與球座，充分去了解它“內(nèi)涵”。

 

（1）筆頭部分（筆尖滾珠）

筆頭部分有一個(gè)明顯可見(jiàn)，扎實(shí)的紅色保護(hù)球球封裝，避免筆尖受到損傷，包裝非常細(xì)致。

 

紅色保護(hù)球封裝	掀掉紅色保護(hù)球

 

為了了解筆尖部分的內(nèi)部情況，我們進(jìn)行CT測(cè)試發(fā)現(xiàn)，米家簽字筆采用的是彈簧筆頭，可較長(zhǎng)時(shí)間保持筆頭內(nèi)墨水不干，并可防止墨水倒流。

 

圖5. 米家簽字筆CT圖

 

書(shū)寫(xiě)時(shí)，有時(shí)筆尖球珠滾動(dòng)的速度可能比高速汽車(chē)還要快[1]。同時(shí)，各種書(shū)寫(xiě)角度的摩擦也會(huì)對(duì)其帶來(lái)?yè)p耗。為了解米家簽字筆筆尖滾珠的材質(zhì)成分，對(duì)其進(jìn)行了SEM+EDS（掃描電子顯微鏡和能譜儀）分析，分析結(jié)果如下：

 

圖6. 米家簽字筆樣品-滾珠 SEM圖片

 

表3. 米家簽字筆樣品-滾珠 EDS檢測(cè)結(jié)果(wt.%)

譜圖	C	O	Cr	Co	Ni	W	總計(jì)
1	5.8	0.4	3.3	13.3	4.3	72.9	100.0
2	5.9	0.4	2.9	12.9	3.7	74.2	100.0

 

米家簽字筆筆尖滾珠元素分析如表3所示，由EDS結(jié)果可知，筆頭球珠中含有大量的W元素，另外還含有少量的C、O、Cr、Co、Ni元素。

 

球珠材料應(yīng)為碳化鎢基（WC）合金中的WC-Cr-Co-Ni系，含有Cr約3.1%，含有Co約13.1%，含有Ni約4.0%。

 

為了進(jìn)一步增加對(duì)筆頭球珠的了解，我們對(duì)其進(jìn)行了表面形貌觀察。如下圖所示：

 

圖7. 米家簽字筆筆頭滾珠表面形貌圖

 

由圖7可知，該碳化鎢球珠由碳化鎢粉末經(jīng)固相燒結(jié)而成，碳化鎢球珠表面密布微孔，有助于將油墨填充到碳化鎢空隙中，起到自潤(rùn)滑的作用。

 

由EDS分析結(jié)果可知，球珠中含有Co、Ni、Cr元素，Co、Ni、Cr起粘結(jié)劑作用，可以降低碳化鎢的熔點(diǎn)，純碳化鎢的熔點(diǎn)約為3000℃，添加Co、Ni、Cr元素后，可以使合金的燒結(jié)溫度降到1500℃左右。

 

碳化鎢硬質(zhì)合金球珠表面密布微孔，可以增加球珠與書(shū)寫(xiě)表面間的摩擦阻力，保證書(shū)寫(xiě)時(shí)球珠的滾動(dòng)，即使是在油污的紙上，或光滑堅(jiān)硬的表面都能出墨書(shū)寫(xiě)，解決了圓珠筆的“打滑”現(xiàn)象[2]。

 

（2）筆頭部分（球座）

筆頭滾珠與球座配合良好，才能流暢地書(shū)寫(xiě)，為了解筆頭球座的材質(zhì)，我們對(duì)筆頭球座部分進(jìn)行金相分析，筆頭球座的金相顯微組織見(jiàn)圖8，從圖8中可以看出，筆頭球座的金相顯微組織為珠光體+鐵素體組織。

 

圖8. 米家簽字筆樣品-球座部分部分金相分析

 

另外，還借助ICP（電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀）和碳硫分析儀對(duì)筆頭球座部分進(jìn)行了元素分析，分析結(jié)果如下：

 

表4. 樣品筆筆頭球座部分ICP和碳硫分析檢測(cè)結(jié)果(wt.%)

元素	測(cè)試結(jié)果（%）	檢出限（%）
碳（C）	0.7330	0.0010
硫（S）	0.0070	0.0005
硅（Si）	0.0230	0.0050
錳（Mn）	0.1887	0.0010
磷（P）	0.0141	0.0010
鉻（Cr）	0.0380	0.0010
鎳（Ni）	1.031	0.0010
鉬（Mo）	0.0024	0.0010
銅（Cu）	0.3384	0.0010
鐵（Fe）	余量	/

 

根據(jù)ICP的測(cè)試結(jié)果，米家簽字筆球座用鋼成分近似70A碳素鋼，形成工藝為冷拔成型。該鋼材中Ni、Cu含量較高，較高含量的Ni、Cu有助于冷拔。

 

（3）整體上對(duì)于筆頭部分的測(cè)試

筆頭耐磨性測(cè)試：在2400＃砂紙上劃線(xiàn)200 m，之后再用此米家簽字筆在紙張上進(jìn)行書(shū)寫(xiě)“筆頭耐磨性測(cè)試”幾個(gè)字，結(jié)果顯示書(shū)寫(xiě)正常，無(wú)斷墨、空心現(xiàn)象。

 

 

筆頭耐沖擊測(cè)試：在水平狀態(tài)下從1m高度垂直跌落，結(jié)果顯示零件無(wú)開(kāi)裂、變形、脫落，書(shū)寫(xiě)正常。

米家簽字筆一大特點(diǎn)就是旋轉(zhuǎn)出芯，120°輕旋優(yōu)雅。輕輕旋轉(zhuǎn)，筆尖緩緩滑落，一只手也能輕松完成。

 

 

為此，我們對(duì)其進(jìn)行出芯靈活性測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示：

旋轉(zhuǎn)120°出芯，使用、復(fù)位轉(zhuǎn)換靈活，復(fù)位時(shí)球珠不外露；

筆桿頭部孔徑與筆頭外徑差值規(guī)格值為≤0.20 mm（依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)：QB/T 2625-2011），米家簽字筆測(cè)試值為0.03 mm，判定為合格；

金屬筆夾彈性測(cè)試測(cè)初始間隙，然后測(cè)量回彈10次后的間隙，對(duì)比差值規(guī)格值小于0.1 mm；

測(cè)試米家簽字筆回彈10次后和初始間隙的對(duì)比差值為0.079 mm，小于規(guī)格值，合格。

 

 

書(shū)寫(xiě)體驗(yàn)

 

做完簽字筆的材質(zhì)、外觀、靈活性等的測(cè)試，我們開(kāi)始正式的書(shū)寫(xiě)體驗(yàn)。米家簽字筆使用的MiKuni 日本進(jìn)口油墨。而進(jìn)行的一系列測(cè)試結(jié)果顯示：油墨穩(wěn)定性良好，遇水不暈，同時(shí)，墨水粘度剛剛好，快干，不易滲透紙張。

 

列舉幾個(gè)實(shí)驗(yàn)例子：

A. 對(duì)米家簽字筆進(jìn)行書(shū)寫(xiě)性能測(cè)試，首先對(duì)米家簽字筆進(jìn)行積墨測(cè)試，在紙上寫(xiě)下“米家簽字筆積墨測(cè)試”幾個(gè)字，未發(fā)現(xiàn)筆頭有積墨。

 

 

B. 劃線(xiàn)均勻性測(cè)試：在紙上寫(xiě)下“米家簽字筆粗細(xì)測(cè)試”幾個(gè)字，和標(biāo)準(zhǔn)尺比較，觀察并評(píng)價(jià)寫(xiě)完后的字的劃線(xiàn)粗細(xì)情況，結(jié)果顯示劃線(xiàn)粗細(xì)均勻良好；

 

 

C. 對(duì)米家簽字筆進(jìn)行初寫(xiě)性能測(cè)試，書(shū)寫(xiě)性能測(cè)試，間歇書(shū)寫(xiě)性測(cè)試，結(jié)果顯示簽字筆出墨正常。

 

D. 為了測(cè)試油墨的穩(wěn)定性，對(duì)油墨進(jìn)行了耐水性、耐光性及耐擦性測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示將試樣紙放入蒸餾水中1 h后取出，自然干燥，觀察線(xiàn)跡，線(xiàn)跡清晰可見(jiàn)；

 

 

可靠性

 

米家簽字筆外部筆管涂層材料的可靠性測(cè)試：

為了了解米家簽字筆外部筆管涂層材料的可靠性，還對(duì)其進(jìn)行粘附性測(cè)試。用美工刀在筆管涂層部分劃X，劃透至底材，然后使用3M600膠帶粘貼，壓緊，1 min內(nèi)剝離，涂層未發(fā)生剝離。

 

涂層粘貼前	涂層粘貼后

 

 

環(huán)保性

 

最后進(jìn)行的是米家簽字筆材質(zhì)的環(huán)保性測(cè)試：

 

就在剛剛來(lái)臨的2018年始，REACH法規(guī)SVHC（高關(guān)注度物質(zhì)清單）即將增至181項(xiàng)物質(zhì)。為了測(cè)試米家簽字筆材質(zhì)是否符合REACH要求，隨機(jī)抽取米家簽字筆進(jìn)行了現(xiàn)有的REACH174測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，174項(xiàng)物質(zhì)均未檢出，符合REACH環(huán)保要求。

 

同時(shí)，于2006年7月1日開(kāi)始正式實(shí)施的RoHS——《關(guān)于限制在電子電器設(shè)備中使用某些有害成分的指令》強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)主要用于規(guī)范電子電氣產(chǎn)品的材料及工藝標(biāo)準(zhǔn)，使其更加有利于人體健康及環(huán)境保護(hù)。

 

該標(biāo)準(zhǔn)的目的在于消除電器電子產(chǎn)品中鉛、汞、鎘、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯和多溴二本醚共6項(xiàng)物質(zhì)。

 

為此，我們隨機(jī)抽取米家簽字筆進(jìn)行了RoHS六項(xiàng)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，鉛、鎘、汞、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚的測(cè)試數(shù)據(jù)滿(mǎn)足指令2011/65/EU-關(guān)于在電氣電子設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令（RoHS）的要求。

 

樣品 編號(hào)	樣品描述	EDXRF的結(jié)果					化學(xué)確認(rèn)結(jié)果 （mg/kg）	結(jié)論
		鉛	鎘	汞	鉻	溴
1	白色外殼	BL	BL	BL	BL	BL	--	合格
2	光面金屬殼	BL	BL	BL	BL	--	Cr(VI)陰性	合格
3	銅殼	IN	BL	BL	BL	--	Cr(VI)陰性	合格
4	彈簧	BL	BL	BL	BL	BL	PBBs:N.D. PBDEs:N.D.	合格
5	白色塑料管	BL	BL	BL	BL	BL	Cr(VI)陰性	合格
6	透明塑料管	BL	BL	BL	BL	BL	Cr(VI)陰性	合格
7	筆頭	BL	BL	BL	BL	--	--	合格
8	紅色塑料球	BL	BL	BL	BL	BL	--	合格
9	亮面金屬殼	IN	BL	BL	BL	--	Cr(VI)陰性	合格
10	銅管	IN	BL	BL	BL	--	Cr(VI)陰性	合格
11	白色塑料殼	BL	BL	BL	BL	BL	Cr(VI)陰性	合格
12	黑色油墨	BL	BL	BL	BL	BL	Cr(VI)陰性	合格

 

 

評(píng)測(cè)總結(jié)

 

米家簽字筆外觀簡(jiǎn)潔美觀，書(shū)寫(xiě)順滑，選材合理且符合歐盟RoHS 6項(xiàng)和REACH174項(xiàng)環(huán)保要求，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精巧且可靠性良好。

 

 

參考文獻(xiàn)

 

[1]唐仁承. 筆尖上的皇冠[J]. 中國(guó)制筆，2016（3）：7-13.

[2] 滕名達(dá). 筆的一家[M]. 北京：輕工業(yè)出版社，1985：46.

 

 

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2.本文系美信檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室研究分析成果，僅用于技術(shù)交流，不構(gòu)成對(duì)消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)建議。