本文旨在通過物理的手段來分析和解決一些常見的鋼筆方面問題，在選題、分析的過程中難免受限于個(gè)人知識(shí)水平和表達(dá)的局限，如果有不同的見解，或者其他感興趣的話題，都?xì)g迎在評(píng)論區(qū)進(jìn)行討論。需要注意的是，復(fù)雜的實(shí)際情況并不是真空中的球形雞，要求一套理論能夠解釋和預(yù)測(cè)所有情況，不是一個(gè)合格的工程師應(yīng)該有的思維，只要能局部成立、把事情講清楚的理論就是好理論。

目錄

一、前言

二、基本概念

三、理想狀態(tài)下的導(dǎo)墨系統(tǒng)

四、鰭片

五、“起筆飛白”的成因及解決方案

六、“水槍”的成因及解決方案

七、“斷墨”的成因及解決方案

一、前言

“表面張力”這個(gè)詞在日常生活中被提及的次數(shù)非常多，以至于很多并沒有系統(tǒng)學(xué)習(xí)過相關(guān)知識(shí)的朋友，也以為自己理解了——幾年前我自己也是這么以為的，直到現(xiàn)在做表面活性劑相關(guān)的項(xiàng)目做了一年多才有了更深的理解。

在正式開始之前，這里摘錄一段話：液體具有內(nèi)聚性和吸附性，這兩者都是分子引力的表現(xiàn)形式。內(nèi)聚性使液體能抵抗拉伸應(yīng)力，而吸附性則使液體可以黏附在其他物體上面。

二、基本概念

浸潤

液體在與固體接觸時(shí)，沿固體表面擴(kuò)展而相互附著的現(xiàn)象，又稱為液體浸潤固體，也可稱為潤濕。當(dāng)附著力大于內(nèi)聚力時(shí)，會(huì)發(fā)生液體浸潤。

θ＜90°為浸潤

θ的測(cè)量方法

毛細(xì)作用

毛細(xì)作用是指浸潤液體在細(xì)管里升高的現(xiàn)象（和不浸潤液體在細(xì)管里降低的現(xiàn)象，本文僅討論浸潤液體的情形）。

有關(guān)“毛細(xì)作用”這里展開說明一下，雖然字面意思和實(shí)際現(xiàn)象都很容易理解，但他的本質(zhì)實(shí)際上是液體和毛細(xì)管間吸引力要大于液體內(nèi)部的吸引力，導(dǎo)致在界面處存在一個(gè)拉力，把液體往高處拉，最終達(dá)到的平衡就是這個(gè)拉力和重力的平衡。（ps拉力的大小就與浸潤角直接相關(guān)）。

等式左邊為拉力合，右邊為水柱重力

而整體來看，液體分子間的力與液體表面積有關(guān)，界面處的作用力則跟接觸的周長相關(guān)。如果通道足夠細(xì)，則內(nèi)聚的力會(huì)小于吸附的力；而當(dāng)通道變寬時(shí)（r增大），內(nèi)聚力的提高（或者理解為水重量的上升）高于吸附力的提升的。因此只有“毛細(xì)管”才能看到明顯的“毛細(xì)作用”，因?yàn)榇藭r(shí)吸附力是遠(yuǎn)大于內(nèi)聚力的。

三、理想狀態(tài)下的導(dǎo)墨系統(tǒng)

“導(dǎo)墨系統(tǒng)”是我自己為了方便描述給的概念，大體上包括了儲(chǔ)存墨水的墨囊/上墨器/活塞腔體，直接插入儲(chǔ)墨部分的毛細(xì)管，筆舌，和筆尖上的氣孔。這些部件并不一定在每一支筆上都存在，也有可能集成在了一起，但他們大致上發(fā)揮的作用是一致的。

中間兩排的零件即組成了所謂“導(dǎo)墨系統(tǒng)”，包括了第一排的金片、筆舌、筆舌總成套筒，第二排的筆握、上墨器。

至于活塞鋼筆，他們主要是上墨和儲(chǔ)墨的結(jié)構(gòu)不太一樣，“差動(dòng)式活塞”的原理可以看我很早以前的一篇答案：

https://www.zhihu.com/question/56641752/answer/150216188

先拋開儲(chǔ)墨部分不談，只考慮“出墨”的部分。

如果我們?cè)O(shè)想一種結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的筆——蘸水筆，甚至是直接由兩片金屬夾在一起制成的鴨嘴筆。在這里由于吸附力的緣故，可以有一定體積的墨水被攜帶在筆上，不會(huì)由于重力而全部滴下來。當(dāng)筆尖接觸到紙面上，可以認(rèn)為未吸水紙張，對(duì)于液體的吸附能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于儲(chǔ)存墨水的筆尖，因此墨水會(huì)迅速地轉(zhuǎn)移到紙上，而當(dāng)紙張的纖維已經(jīng)吸水飽和后，就不再具有這個(gè)效果，使得剩下的墨水仍然留在筆尖上。

鴨嘴筆可以參考我去年一篇文章：

https://zhuanlan.zhihu.com/p/78312713

鴨嘴筆蘸墨的狀態(tài)

而帶有儲(chǔ)墨裝置的鋼筆，則是需要毛細(xì)管先將墨水從儲(chǔ)存處吸出（這里就是典型的毛細(xì)作用），將其導(dǎo)入到筆尖氣孔處。鋼筆筆尖的開叉則類似于一個(gè)導(dǎo)墨槽，雖然筆尖和筆舌接觸的部分都內(nèi)含了足夠多的墨水，但達(dá)到紙面前最終的一小段距離還是靠這段開縫和最前端的銥粒。

可以看到從氣孔到筆尖這段開縫上，有很多墨水。事實(shí)上即使你想用紙巾完全擦干凈都不太可能。

中縫到銥粒這段距離的開縫，包括銥粒的打磨方式對(duì)寫字時(shí)下水流暢度影響相當(dāng)大

筆尖氣孔對(duì)于墨水流出的過程并無很大幫助，甚至它對(duì)于維持內(nèi)部氣壓平衡的作用也有限（因?yàn)橛珊芏鄤e的孔可以起到類似的效果）。個(gè)人認(rèn)為氣孔最主要的作用，其實(shí)是上墨的時(shí)候不用把筆握完全浸入墨水中，這對(duì)一些容易染色的筆握是很關(guān)鍵的。

四、鰭片

鰭片就是存在于筆舌下方，平行排列的一系列薄片。

筆尖下面就是稱為“鰭片”的部分

在筆尖裝入總成后，有一部分被植入進(jìn)總成內(nèi)，而相當(dāng)一部分則留在了外面。內(nèi)部的鰭片對(duì)于毛細(xì)把墨水吸出的幫助很明顯，但外部鰭片能夠起到的作用相當(dāng)有限——這也是為什么很多品牌實(shí)際上取消了這個(gè)設(shè)計(jì)。

派克筆舌的設(shè)計(jì)就很有代表性，它內(nèi)部還是有非常細(xì)密的鰭片，但外部卻很“光滑”

百樂capless由于其按動(dòng)出尖的設(shè)計(jì)，鰭片根本沒有存在的空間

五、“起筆飛白”的成因及解決方案

如果一支筆只在每次剛開始用的第一筆時(shí)寫不出墨，而一旦出墨以后卻能保持順暢不間斷，這種現(xiàn)象我們稱之為“起筆飛白”。

它的原因很簡(jiǎn)單，就是墨水在剛開始的時(shí)候被困在了筆尖里，無法與紙張相接觸而造成的，這與筆尖結(jié)構(gòu)、墨水性質(zhì)和紙張性質(zhì)都有一定的關(guān)系。

1、筆尖（銥粒）結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的“嬰兒屁股”

這里引用國外論壇常用的一個(gè)詞，叫“嬰兒屁股”，它指的是一種中縫處過分內(nèi)凹的銥粒構(gòu)造（但往往是大銥粒，再加上過度打磨造成的）。墨水在中縫處本來就會(huì)形成一個(gè)內(nèi)凹的液面（原理參考液體的內(nèi)聚性和吸附性），銥粒突出的部分接觸紙面時(shí)，這個(gè)內(nèi)凹的液面卻是很難碰到紙的，因此也就使得第一筆寫的時(shí)候無法出墨了。

而連續(xù)的書寫時(shí)，這部分“斷路”一直都有墨水存在，也就不會(huì)中斷了。因此“起筆飛白”和“出墨斷續(xù)”其實(shí)是兩個(gè)不同的問題。

具體的原理在這篇回答里面有詳細(xì)的展開。

https://www.zhihu.com/question/386369723/answer/1150747247

2.解決方案

思路非常簡(jiǎn)單，就是需要保證中縫里的墨水能夠順利接觸到墨水。那么最簡(jiǎn)單的就是換一個(gè)流動(dòng)性更好的墨水，或者吸水性更強(qiáng)的紙（有關(guān)墨水的“流動(dòng)性”，下一篇文章會(huì)專門用一個(gè)章節(jié)詳細(xì)介紹）。

但如果單純只考慮從鋼筆層面的改動(dòng)呢？

比較簡(jiǎn)單的方法是拿小刀片調(diào)整中縫的開縫大小，和筆尖與筆舌間的距離，使更多的墨水能夠到達(dá)銥粒這邊，靠重力也能克服最后內(nèi)凹的這點(diǎn)距離。這一步驟俗稱“刀尖”。只要不刮花金屬鍍層，基本上整個(gè)過程還是可逆的，就算一次下來效果不滿意也有進(jìn)一步調(diào)整的余地。比如刀得太寬了，還能捏一捏再讓他緊一點(diǎn)。注意這里我們并不是要把中縫一味地開大，而是調(diào)整到合適的寬度，因?yàn)樘珜捘€是會(huì)留在中縫里，太窄又無法順利地從筆舌那邊引過來。

進(jìn)一步的，可以想辦法磨平這部分突出的銥粒，讓中縫能夠直接接觸紙面。如果不想下手磨，其實(shí)忍一忍用個(gè)一個(gè)月，靠日常的書寫也能比較自然地達(dá)到這個(gè)效果。這個(gè)方法缺點(diǎn)當(dāng)然就是不可逆，一旦磨過頭這個(gè)筆尖基本上也就廢了。

一句經(jīng)驗(yàn)之談送給各位：基本上沒有用壞的鋼筆，筆都是自己修壞的。

六、“水槍”的成因及解決方案

翻譯一下，“水槍”其實(shí)就是指下水過于充沛的夸張說法，它一般出墨量還是挺均勻的，就是有些過于多了，雖然在非?？焖俚睾灻麜r(shí)這可能是個(gè)優(yōu)點(diǎn)，但想要拿來慢慢寫小字的話，它會(huì)造成筆畫過粗、同時(shí)干得也很慢的毛病。

但很遺憾的是，水槍一般是鋼筆從出廠就帶上的“設(shè)定”，且我個(gè)人認(rèn)為這并不是一個(gè)問題，而是廠家對(duì)于鋼筆定位的選擇。它單純從鋼筆本身來說很難被改變，如果你不喜歡這種下水很多的筆，應(yīng)該從一開始就避免購買，而不是后來再想辦法解決。

一定程度的改善還是可以做到的，但仍然需要從墨水著手，選用流動(dòng)性更差的墨水就可以顯著地提高使用體驗(yàn)，哪怕萬寶龍現(xiàn)產(chǎn)M尖的筆也可以正常在橫線的本子上使用。具體內(nèi)容敬請(qǐng)關(guān)注下一期有關(guān)墨水的文章。

七、“斷墨”的成因及解決方案

“斷墨”一般指書寫連續(xù)筆畫的過程中，出現(xiàn)了墨水供應(yīng)不勻的情況。這種問題其實(shí)比“起筆飛白”更加惱火，因?yàn)轱w白也就剛開始的第一下，而斷墨誰也不知道會(huì)發(fā)生在什么地方，斷了再回過頭來補(bǔ)一筆確實(shí)是太難受了。

它產(chǎn)生的原因其實(shí)不完全是供墨系統(tǒng)上，比如一種常見的情況：手長時(shí)間接觸在紙上，把一部分油脂留在了上面，那筆在寫上去的時(shí)候，由于疏水作用墨水就無法出來了。這在一些有涂層處理、拋光過的紙張上尤其容易出現(xiàn)，比如Rhodia的上翻本，和巴川紙之類的。

另外就是鋼筆本身的緣故了，可能內(nèi)部的毛細(xì)存在堵塞，墨水并不是連續(xù)出來的。更進(jìn)一步的原因可能是長時(shí)間沒有使用、也沒有清洗，水分蒸發(fā)后留有一部分固體沉積在內(nèi)產(chǎn)生堵塞；或者混用不同墨水，造成聚沉；以及很少見的，毛細(xì)本身工藝不合格，有沒有疏通的部分。

這些都可以通過徹底的拆洗而得到很好的解決，一般鋼筆配送的說明書上都告訴你洗筆只要反復(fù)吸清水再浸泡就夠了，但實(shí)際上不拆開你真的不知道里面都積了多少年的陳年舊墨，尤其是之前用過傳統(tǒng)碳素墨水的，直接能洗下一層泥出來。