童年谜团:中性笔后面的神秘液体是什么?

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在无聊的课堂上祸害中性笔,这大概是很多人共有的童年回忆。在中性笔笔芯的末端,总有一截无色或是黄色的神秘液体。把长长的自动铅笔芯捅进去,然后再搅一搅,这个动作对不想听课的好奇宝宝似乎有着无限的吸引力。然而,这段神秘的液体到底是什么?

童年谜团:中性笔后面的神秘液体是什么?  第1张

它是什么?| 作者拍摄


随动密封剂:墨水的塞子


这段神秘液体正式的名字叫“随动密封剂”,英文一般叫“ink follower”。它其实就是一个堵在墨水后端的凝胶状“塞子”。随动密封剂可以阻止墨水向后流动,还有一定防冲击作用,它可以让中性笔无论立着放、躺着放还是掉在地上时都不会漏墨。同时,它还能防止墨水中的水分蒸发。它非常粘稠,但又可以在墨水使用减少时跟随墨水向前流动——这也就是“随动”的意思。这样可以避免密封的部分形成负压,影响正常使用。

童年谜团:中性笔后面的神秘液体是什么?  第2张

密封剂随着墨水向前移动 | 作者拍摄


 它是什么做的?


随动密封剂的具体配方有很多版本,不过它们大体都是以下这几类东西的组合:

① 基础油。一般是本身就有一定粘度、难挥发同时也不会与中性笔墨水混溶的液体,比如可以是硅油,也可以是聚丁烯、液体石蜡等等。

② 增稠剂。可以让基础油变成更稠,并且可以通过分子内或分子间的作用形成类似凝胶的结构。比如增稠剂可以是纳米级二氧化硅。

③其他添加剂。表面活性剂等调整流动性和混合状态的添加剂。

童年谜团:中性笔后面的神秘液体是什么?  第3张

一种随动密封剂专利配方

虽然看起来不起眼,但随动密封剂的配方其实也相当讲究。它需要十分粘稠和稳定才能防止墨水渗漏,但另一方面又必须保持一定流动性,才能顺利跟随墨水。要想同时做到这有些矛盾的两点,就需要仔细的配方工艺调整。

童年谜团:中性笔后面的神秘液体是什么?  第4张

作者拍摄


 圆珠笔里怎么没有?

通常只有中性笔里才有这段随动密封剂,而油性圆珠笔芯里则没有,这与两种墨水的性质差异有关。

一方面,中性笔墨水与圆珠笔油墨的粘度差别很大,前者要比后者“稀”得多。中性笔墨水的粘度通常在0.05-3帕斯卡·秒,油性圆珠笔墨水粘度则高达3-20帕斯卡·秒。低粘度的中性笔墨水必须加额外的“塞子”来防止渗漏,而圆珠笔油墨自身就已经非常粘稠、很难洒出来了。

另一方面,圆珠笔油墨也不像含水的中性笔墨水那样容易挥发变干,因此也不需要加“塞子”来预防墨水蒸发。

童年谜团:中性笔后面的神秘液体是什么?  第5张

是否需要随动密封剂取决于墨水的性质 | 图虫创意


 不小心吃了会怎么样?

虽然很难找到确切的安全数据,但鉴于制作随动密封剂的基础成分是一些化学性质很稳定的油类,不小心吸进嘴里一点应该不会造成什么问题。中性笔墨水在少量误食时通常也没有明显的毒性。当然,小朋友们还是不要尝试为好。

参考文献

[1] https://www.mrsilicone.co.in/2022/01/15/ink-follower-and-its-use-in-water-base-ballpoint-pen/

[2] https://patents.google.com/patent/US6530708

[3] https://www.nyelubricants.com/datasheet/SDS_US_English_INK+FOLLOWER+675A.pdf

[4] https://www.illinoispoisoncenter.org/my-child-ate/ink

[5] https://patents.google.com/patent/CN101280173B/zh


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