墨之用

碳素墨水简介

碳素墨水是一种字迹长期保存,水不褪色的墨水,它的坚牢度极强,具有优良的耐水性、耐光性及耐各种药品的腐蚀性。碳素墨水用途广泛,特别适用于记载重要的档案文件,碳素墨水的这些优良性能是普通墨汁、各类染料墨水和鞣酸铁墨水所无法比拟的。炭黑是碳素墨水的主要原材料,它是碳氢化合物经不完全燃烧成热解所得的炭素微粒,炭黑的化学组成是以元素碳为主体的,还含有硫、氢、氧等,炭黑是一种不溶于水的颜料。从电子显微镜观察,它的直径约为20~30纳米,炭黑的基本粒子都不是一粒粒单独存在,而是由许多粒子连成链状或团状的,这些粒子与粒子之问的联结非常坚固,但是经过一定时间的强力机械加工,炭黑的结构性遭到破坏,而改变了它原来的结构体。为了使炭黑分散度更好,工业上一般对炭黑进行强力碾磨,主要不是在于使细微的炭黑磨细,而是破坏由于个别颗粒联结而形成的系统,即碾磨作用是在于使在介质中的炭黑的颗粒细质点的形成悬浮。一般来讲,颗粒越细,流利性就越高[1]

碳素墨水制作原理

我国碳素墨水的生产始于80年代初,其生产方法采用化学氧化法:

  1. 炭黑在氧化剂(如HNO、KMnO、、KgCr2O,、H2O2等)的作用下制成氧化炭黑,使颗粒表现出-CO0H、-0H等亲水基团而产生较强的亲水性。
  2. 将高色素炭黑研磨到一定的细度[2](通常为5~15μm)
  3. 加上适量的稳定剂、悬浮剂、乳化剂、分散剂等,以增加炭黑的亲水性能,使炭黑长期稳定的在水中高度分散、悬浮,从而组成了类似胶体液 的混合物——炭黑分散体。

注意,碳素墨水的化学本质为类似胶体的混合物。所以不同性质的碳素墨水混合很容易会发生聚沉现象,具体原因在下一小节解释。

碳素墨水标准

作为国民生活必需之物品,碳素墨水也有其工业化标准[3]

序号 项目 高级碳素墨水的 要 求
1 色度 不低于高级对比色标*
2 酎水性 224h,线迹保持可见
3 耐晒性 >72h,线迹保持可见
4 耐乙醇性 >l0min,线迹保持可见
5 耐盐酸性 >24h,线连保持可见
6 耐氨水性 >24h,线迹保持可见
7 耐漂白性 e5min,线迹保持可见
8 稳定性 色度不低丁80%浓度的对比墨水
9 问做书写/min 230
10 扩散度/级 3
11 毛细扩散 扩散均匀
12 墨水外观 表面无悬浮物,无异味

墨水沉淀的解读

通常认为不要混合使用不同颜色、不同厂家的墨水。如需另换墨水,要撤掉剩余的墨水,再将自来水笔用温水洗净,方可吸入所需的墨水。否则,不同的墨水会起化学反应,产生沉淀物,阻塞通道,影响出水[4]

但这究竟对不对呢?为此,我找到了一篇山西大学2006做的二十种墨水的交叉混合实验[5],研读后发现实验的结果与人们印象中的稍有不同。

文献中的试验结果显示:纯蓝墨水、蓝黑墨水之间混合后既无沉淀产生,也无褪色现象。所以下面这三种情形都可以混合

  • 纯蓝墨水与纯蓝墨水、
  • 纯蓝墨水与蓝黑墨水、
  • 蓝黑墨水与蓝黑墨水

但是纯蓝墨水、蓝黑墨水都不可以与碳素墨水或绘图墨水混合使用!实验中的如英雄碳素墨水、鸵鸟碳素墨水、鸵鸟绘图墨水、泸光绘图墨水、上海碳素墨水,凡与之混合的墨水均有大量的沉淀产生。即便同是碳素墨水或绘图墨水,不同厂家的墨水混合也会有沉淀。黑墨水与其它墨水混合大部分也有沉淀产生。将上述170个交叉结果放置一星期继续观察,现象基本一致。对于这些奇怪的现象,作者这样解释几种混合墨水沉淀与否的机理:

蓝蓝混合

纯蓝墨水属于染料型墨水,又都是酸性的。所用的着色剂一般是酸性墨水蓝G、直接湖蓝5B(一种颜料)。酸性墨水蓝属三芳甲烷类染料,极易溶于水中呈蓝色溶液,主要用于制造纯蓝和蓝黑墨水,还可用于制做色淀,蓝印台油墨,用于皮革染色和生物的着色。

酸性墨水蓝G和直接湖蓝5B都是在酸性介质中稳定,随着体系 pH的增大,颜色由蓝变为浅紫色。尽管不同的纯蓝墨水组成配方不尽相同,两种颜料的含量也有差异,但混合后仍属于稳定体系,所以不同的纯蓝墨水之间可以混合使用。

蓝、蓝黑混合

蓝黑墨水中形成色素的主要原料是鞣酸、没食子酸、亚铁盐及染料。

  • 鞣酸又称单宁酸,分子式C76H52046C_{76}H_{52}0_{46},它是植物鞣料的主要成分;
  • 没食子酸又称五倍子酸,化学名称是3,4,5-三羟基苯甲酸,分子式C7H6O5C_7H_6O_5。鞣酸与亚铁盐(一般为 FeSO4·7H20)生成鞣酸亚铁,没食子酸与亚铁盐生成没食子酸亚铁,二者完全溶于水,但书写时颜色较浅,在空气中氧化后才能逐渐变为灰黑色、不溶于水的鞣酸铁和没食子酸铁,前者耐水,后者耐光。为了使初写时的颜色不至于太浅,人们一般往墨水里加了蓝色的有机染料酸性墨水蓝G或直接湖蓝5B,墨水蓝是墨水的主色,直接湖蓝5B起助色作用。这样,初写时以蓝色为主,一段时间后变为黑色,因而称为蓝黑墨水。这类墨水的稳定剂是酸,溶液pH<2,所以,蓝黑墨水和纯蓝墨水之间都可以混合使用。

黑墨水(染料墨水)混合

黑墨水主要成分是高级黑色有机染料,如直接耐晒黑(一种染料),属于染料型墨水。试验表明既有酸性的也有碱性的,显然所含的黑色有机染料不相同。由于介质的酸碱变化会引起分子结构变化,从而产生颜色变化或沉淀,因此,不仅黑墨水与其它墨水不能混合,而且不同品牌的黑墨水之间混合也可能有沉淀产生。

碳素墨水混合

碳素墨水和绘图墨水都属于颜料性墨水,主要着色颜料是炭黑,有时也添加一些直接黑染料。前文说过,炭黑是一种不亲水的黑色粉末,即使将炭黑磨的很细,加水后也不能制成墨水,必须经过处理或添加具有特殊功能的助剂才能制成墨水。这些墨水都具有胶体的性质,添加电解质或改变酸碱性都有可能引起胶体的破坏。试验表明碳素墨水既有酸性的也有碱性的,绘图墨水略显碱性,由于所加的稳定剂差异很大,形成的胶粒带有不同的电荷,因此,碳素墨水、绘图墨水不仅不能与其它墨水混合,而且不同品牌的碳素墨水、绘图墨水之间混合也会产生沉淀。

笔之用

钢笔的结构

常见的钢笔结构:

  • 笔杆
  • 笔颈
  • 笔帽
  • 笔颈上下端螺纹连接的上套和下套
  • 插套在笔颈下端的墨囊
  • 插装在笔颈上孔中的笔舌、笔尖、
  • 插装在笔舌排气孔中的排气管

钢笔的使用

  1. 使用恰当的笔力:使用恰当的笔力,不要太轻也不要太重,以免破坏笔尖或破坏书写表面。
  2. 使用正确的笔法:使用正确的笔法,避免在书写过程中刮伤纸张或污染书写表面。
  3. 注意维护:使用完后,及时清洁笔尖,清洁笔芯,以保持钢笔的性能。

如何保养钢笔

轻度清理

日常使用时可以轻度清理,每周把笔头洗一次,用半湿的餐巾纸或有酒精的湿纸巾轻轻擦拭钢笔周身。

中度清理

轻度堵墨时需要简单拆解:把上墨器或者笔杆的开口处浸没在一杯水里,反复吸取和排出清水,直到干净为止(对着自来水冲最方便);再把上墨器或者笔杆重新装回笔握部分;再把整个钢笔浸没在一杯水里,反复吐水几次,直到干净为止。

重度清理

重度堵墨时,也就是说上面两种方法都失效时,需要大拆,这也是我今天遇到的情况。博主(这个词好难听)笔者我的钢笔有两支,一支是父亲送的英雄6006,一支是网购的金豪X750(弯头),用了大概有两年,从来没有彻底拆开清洗过。之前一直用的挺好,隔两天洗洗也没有什么毛病。但上星期那会儿在图书馆写着写着出事了,英雄笔用的晨光的墨,金豪笔用的一得阁的墨,后者笔迹粗,练字好用,墨先用完了,正不知怎么解决,偏偏灵光一现,手贱把两只墨囊换了下,还自作聪明的写了好久。晚上还专意把两支笔都好好泡了泡、洗了洗,打算以后就专用晨光的墨了。悲剧在第二天发生,在我把洗过后的笔抽上墨后,不管哪支笔,都在写了一会后就断墨,每写一会儿就要拆开打墨,不胜其烦。今晚在网上浏览了一番,发掘拆开笔的清洗方法很是高效,手一痒,便拽开了(两手墨),原来钢笔尖这般好拆!
堵死的笔尖内部

爽!爽!爽!

干净的笔尖好美

拆解钢笔的方法取决于钢笔的类型和结构,一般可以分为以下几种:(来自Bing的回答)

需要用拆卸工具的,例如国笔经典英雄100,有工具,再找个视频,就可以。不需要拆卸工具的,主要可以分为活塞钢笔和上墨器的钢笔。活塞钢笔劝你还是别拆,一般都比较贵;上墨器的钢笔则可以用笔盖压住笔尖,向后拉笔杆,就可以拆下钢笔尖。如果想拆下笔芯的话,就将笔盖按在笔尖往上一点的塑料处,同样的拉动,就可以抽出。

回到宿舍后,找了个杯子,又把笔舌,笔颈拆开仔细泡了泡,笔舌的中沉淀已将毛细结构堵死了,又用小刀把缝里边的沉淀一点点挖出来,最后又泡了好久,这才把笔舌清理完。

笔舌浸泡中

终于清理完了,吃一堑长一智,以后绝对不把碳素墨水混合了!(下回把蓝墨水与红墨水混合起来玩玩,似乎还没人做过这个实验)

洗完收工


  1. 许获三.碳素墨水新配方新工艺的研究[J].江西师范大学学报:自然科学版,1993,17(3):199-201232 ↩︎

  2. 钱翠英.碳素墨水的流利性[J].中国制笔,1994,0(2):29-30 ↩︎

  3. 节选自中华人民共和国轻工行业标准 QB/T 2063-2007 碳素墨水 ↩︎

  4. 董川,温建辉,张俊编著.笔墨材料化学.北京:科学出版社,2005:50 ↩︎

  5. 温建辉,程新红,董川.书写墨水的酸碱性与相容性研究[J].中国制笔,2006(3):32-34 ↩︎