问题

为什么有的中性笔墨水速干,有的干的很慢?

回答
这事儿说起来还挺有意思的,中性笔墨水干得快慢,其实跟它肚子里装的“料”以及这“料”怎么个玩法儿大有关系。咱们就从这几个方面掰扯掰扯。

首先,得说说这墨水成分。中性笔的墨水,说白了就是一些颜料或者染料溶在一种溶剂里,再加点儿别的“辅料”来保证书写顺畅和稳定性。

溶剂是个关键:中性笔墨水里,水是其中一个重要的溶剂。但是,你想象一下,如果全是水,那墨水写出来就像水彩一样,半天也干不了,而且容易洇纸。所以,除了水,里面通常还会加一些有机溶剂,比如酒精、乙二醇之类的。这些有机溶剂比水挥发得快!所以,要是你手里这支笔的墨水里,有机溶剂的比例高一些,那它自然就干得快。你可以想象一下,酒精倒出来是不是很快就没影儿了?
颜料/染料的“脾气”:墨水里的颜色来源,有的是颜料,有的是染料。颜料是微小的固体颗粒,不溶于溶剂,只是悬浮在里面。染料呢,是能溶解在溶剂里的。当墨水写到纸上时,如果是颜料,这些小颗粒会停留在纸张表面,随着溶剂(水和有机溶剂)的蒸发,它们就会固定下来。但如果是染料,它可能会渗透到纸张纤维里一些。一般来说,颜料由于停留在表面,并且有一定的吸附作用,溶剂挥发后它更容易被固定,所以也助推了“速干”的感觉。而有些染料,尤其是渗透性强的,溶剂挥发后可能还会残留一些湿润的痕迹。
增稠剂和助剂的“捣鼓”:为了让墨水写起来顺滑,不会断断续续,里面还得加点东西,比如增稠剂。增稠剂能让墨水在笔尖的时候黏度增加,这样就不容易漏墨,也能更好地控制出墨量。但增稠剂的种类和用量也会影响墨水在纸上的扩散速度和干燥速度。有些增稠剂会让墨水在纸上铺展得更均匀,接触空气的面积大,自然干得也快;有些则可能让墨水稍微“凝聚”一些,延缓了蒸发。还有一些助剂,比如润滑剂、防沉淀剂等,它们的作用更多是为了书写体验和墨水稳定性,但间接上也会影响到干燥过程。

然后,我们再聊聊笔尖和出墨设计。这玩意儿也直接关系到墨水怎么个“出来法”。

笔尖的材质和孔隙:中性笔通常用滚珠笔头。这个滚珠的材料、加工精度,还有笔尖内部导墨槽的设计,都会影响墨水从笔头流出来的方式。有的笔尖设计得导墨更顺畅,出墨量稍大,但如果配合速干的墨水,那感觉就是写得飞快,墨也干得快。而有些笔尖可能设计得更“精密”,出墨更细腻,但如果墨水本身渗透性不强,或者溶剂挥发慢,写起来就会感觉“滑溜溜”的,干得也慢。
出墨量的控制:写过笔的人应该都有体会,有些笔写起来墨水“哗啦啦”的,有些则“细水长流”。这跟你刚才说的溶剂比例、增稠剂都有关。出墨量大的笔,虽然写得爽快,但因为单位面积上有更多的墨水,所以自然需要更长的时间才能干透。反之,出墨量小的笔,即使墨水本身干得不那么快,但因为写上去的墨水总量少,整体给人的感觉也可能比较快干。

最后,我们从书写环境和纸张的角度来看待这个问题。

环境湿度和温度:这是最直观的影响因素。在干燥、温暖的环境里,墨水里的溶剂(尤其是水和有机溶剂)挥发得更快,所以笔墨自然干得就快。相反,在潮湿或者寒冷的环境下,墨水里的溶剂蒸发速度会大大减慢,写完的字可能就需要更长时间才能干。
纸张的吸水性:不同的纸张,吸水性差异很大。像道林纸、宣纸这种吸水性好的纸,墨水一上去就能被“吃”进去,并且通过纤维间的毛细作用迅速扩散,接触空气的表面积增大,干得就快。而有些纸张表面有涂层,或者纸质比较紧密,吸水性差,墨水不容易渗透,主要依靠表面蒸发,这样就容易出现“浮墨”的现象,干得自然就慢,甚至容易蹭花。

所以你看,一支笔墨水干得快还是慢,其实是多方面因素综合作用的结果。有的是产品设计上的故意为之,比如有些强调快速书写的笔记用笔,就会选用挥发性强的溶剂和速干型的颜料;有些则更注重墨色的饱满和书写的流畅度,可能会牺牲一点点干燥速度。下次你再拿到一支笔,感觉它干得特别快,或者特别慢,不妨就从这几个角度去琢磨琢磨,很有可能就能找到答案了。

网友意见

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所谓的“速干”主要受触变恢复性影响。

良好的墨水表现为:中性笔开始书写时,墨水可以由不能流动的凝胶状态迅速转变为自由流动的溶胶状态,这样不会出现起笔位置无墨的现象;当停止书写,墨水受到的剪切应力消失后,墨水由粘度较小的溶胶状态可以迅速转变为不能流动的凝胶状态[1],也就是墨水干了。触变恢复性越好,上述两个转变就越快,墨水也就干得越快。

不过很遗憾,虽然触变恢复现象很明确,但我们对其机理的讨论仍未达成共识。我们一般认为,触变恢复现象的产生是流体在剪切应力作用下,应力对流体稳定体系的破坏和布朗无规则运动对稳定体系的重建之间较量的结果[1]。这其中的重要角色就是增稠剂。

在增稠剂的作用下,流体的稳定状态其实是在笔管中的不能流动的凝胶状态。当墨水静置时,增稠剂与水分子形成氢键或增稠剂形成胶束将水分子包围,形成一个网状的空间结构,此时,墨水粘度高,处于不能自由流动的凝胶状态。书写时,笔尖滚珠转动,此时,墨水会受到来自笔尖的剪切应力,增稠剂的分子链由原来的无序交联状态转变为平行流动状态,彼此间的相互作用减弱,导致粘度急剧下降,从而使墨水由凝胶状态转变为可以流动的溶胶状态,顺着笔尖流出。而当附着在纸面上时,来自笔尖的剪切应力消失,墨水又重新恢复到凝胶状的稳定状态,不再具有流动性,也就是墨水干了。


参考文献:

[1]王文波. 纳米纤维素基中性笔墨水的研究[D].华南理工大学,2019.

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