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天下文化首頁 主題 鋼筆雖然復古,但原子筆是最偉大的發明
科學自然

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2019.04.08
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液體
浸在液體裡的人類怎麼呼吸?冰箱殺人事件的真凶是誰?眼淚有哪三種?酒為什麼流淚?如何打造「流動」的馬路...
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鋼筆雖然復古,但原子筆是最偉大的發明



圖片來源:unsplash

十九世紀,鋼筆相關專利大量出現。然而,儘管這些鋼筆出墨都很順暢,卻始終控制不了出墨速度,無法阻止墨水一次流出,在紙上留下大滴黑點或藍點。光是縮小墨水管的管口沒有用,因為小管口會讓鋼筆根本無法出墨,中管口又會讓出墨時多時少。鋼筆發明家後來慢慢發現,會有這個現象是因為空氣和墨水管內出現真空的影響。

從容器倒出液體時,騰出的空間必須補上東西,否則會形成真空,讓液體無法繼續流出。只要用嘴完全罩住瓶口喝飲料,就會感覺到這一點。

當飲料大口灌進你嘴裡,空氣就會努力想取代你喝下的飲料。 你每喝一口,空氣就會往瓶口擠,讓飲料無法出來,最後就是輪流,一口飲料出來,一口空氣進去,一口飲料出來,一口空氣進 去,咕嚕咕嚕。但只要嘴巴不全罩住瓶口,你就能一口氣不停地喝,而不是斷斷續續,因為空氣可以順暢進入瓶中。這就是用杯子喝飲料更輕鬆的原因。

然而,早期鋼筆缺乏讓空氣進入墨水管的機制,使得墨水很難穩定流到紙上。這個問題似乎在墨水管頂端開個洞就解決了,但這樣一來,鋼筆只要倒著拿,墨水就會漏得到處都是。

這件事幾乎讓所有人束手無策,直到 1884 年美國一位名叫華特曼(Lewis Waterman)的發明家改善了金屬筆尖的設計,讓墨水藉重力和毛細作用順著凹槽往下流,空氣反方向進入墨水管中,才解決了這個問題。

華特曼的設計讓鋼筆一飛沖天,徹底改寫了人們的溝通方式, 並成為人人渴望擁有的產品,簡直就是那個年代的手機。擁有鋼筆就代表你是一號人物,隨時隨地需要簽名或寫字。跟手機、筆電或其他電子產品剛問世時一樣,擁有它就代表你很酷。

不過,事情終究沒那麼完美。鐵膽墨水通常酸度極高,會腐蝕金屬筆尖,而且裡頭常混有雜質微粒,不是寫字時看得很明顯,就是會卡在筆尖阻塞墨水,讓人氣得猛力甩筆,想把妨礙寫字的雜質甩掉,結果讓墨水噴得老遠或滴到旁邊無辜的人身上。鋼筆或許完美了,但墨水還沒。鐵膽墨水該下台了。

然而,這個問題很複雜。從墨水本身的化學特性、墨水要在筆內流動而不會凝結、墨水和紙的交互作用,到墨水必須留下耐久的墨跡但又要乾得快,統統必須同時考慮。

解決方法有很多,各家鋼筆製造商自有其選擇,這就是為什麼他們總強調你買了他們家的鋼筆,就要用他們家的特製墨水。例如,派克鋼筆便在 1928 年研發了快乾(Quink)墨水,解決漏墨問題。他們在合成顏料裡加入酒精,使得墨水在筆內容易流動,但一接觸到紙面就會迅速風乾。

可惜這種墨水會侵蝕塑膠,而他們當時正改用賽璐珞(一種合成樹脂)之類的材質製作鋼筆。此外,這種墨水還不防水,只要紙一濕就會變回液態,而且其中的合成顏料往往會分解出來,例如黑色墨水會分解成黃色和藍色,最終讓字變得無法辨讀。

儘管如此,大多數筆商仍然認為鋼筆大有可為,改良墨水是打造可靠的可攜式書寫工具的唯一之道。然而,匈牙利發明家畢洛 (László Bíró)完全不作此想,而是將焦點擺在改良筆頭上。畢洛在成為發明家之前是報社記者。他發現印報機使用的油墨非常好,不僅乾得快,還很少抹髒或漏墨,只是對鋼筆來說太濃稠,無法輕易 流動,會黏在墨水管內。因此他心想,與其改變墨水,何不改變筆的設計?

非牛頓流體的稀化效應(thinning)正好滿足了畢洛的需要,讓他得以將濃稠的報紙油墨用在鋼筆上。他推測這個效應能讓墨水於書寫時流洩自如,但只要沾到紙上就會再次變稠變黏,迅速固化不再流動。於是畢洛開始研發完美的筆,並找了自己的化學家弟弟一起合作。兩人歷經多次挫折,甚至因第二次世界大戰暴發而移民阿根廷,最後終於成功了。 

畢洛兄弟移民阿根廷後,量產了第一批原子筆,賣出的數量與對象不知凡幾,連英國皇家空軍都買來給領航員使用,取代一到高空就漏水的鋼筆。想到這裡,我不禁滿懷敬意重新望著手裡的原子 筆。機長和機組員是最先領略原子筆美妙之處的人,而我很高興能用畢洛原子筆的後代在空中填寫申報單。根據目前全球最大的原子筆製造商法商比克(Bic)公司表示,自原子筆發明以來,已經生產了超過一千億枝。

【書籍資訊】
《液體》

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