本次将探讨日常生活中，粘度测量技术得以应用的物品和事例。本次的主题是“墨水”。

说到日常的墨水产品，大家可能立刻会想到圆珠笔。圆珠笔的书写机制和书写感受，正是粘度控制技术成果的体现。

另一方面，近几年来，个人电脑的打印机（喷墨打印机）作为一种墨水产品也迅速普及。顾名思义，这种打印机使用经过准确管理的墨水，如今已能实现几乎与照片媲美的艳丽色彩和高精细度的表现。要制造出这样的墨水，粘度同样是关键的要素之一。

在本系列中，我们将聚焦于这种喷墨打印机的墨水。

围绕圆珠笔“顺滑书写感”的历史

为了理解墨水的特性，我们以“圆珠笔的书写感”为例。由于大家都有使用体验，相信能获得更直观的理解。

圆珠笔的种类及其书写感，根据其墨水组成大致可分为三类。

首先是圆珠笔发明初期的时代。圆珠笔的构想似乎早在19世纪末就已出现，但其真正实用化是在1943年，由匈牙利报社校对员拉迪斯劳·比罗实现。当时的墨水是将染料溶解在高粘度油性溶剂中制成的。虽然与金属笔尖相比书写已相当顺滑，但仍存在墨水易凝固、易渗透到纸张背面、遇水易晕染等缺点。

接着登场的是水性墨水。由于其低粘度的特性，防止墨水从笔头漏出等技术难题一度难以解决。据了解，Pentel株式会社的“Ball Pentel”（于1972年在日本国内发售）成功将其真正实用化。这种采用树脂笔尖的水性圆珠笔，实现了与以往不同的书写感受。年纪稍长的读者，或许还记得初次用Ball Pentel书写时，那种略带惊讶的感觉吧？

之后，“能否在保持书写感的同时，制造出不易洇墨和漏墨的墨水呢？”这样的探索仍在继续。在各种尝试中诞生的，是水性凝胶墨水圆珠笔。即由樱花彩色笔株式会社于1984年开发的“Ball Sign”。这正是巧妙利用了粘度特性（触变性）的产品。在笔管内，它如同油性墨水一样保持高粘性（凝胶状）而稳定；但在书写时，因笔珠旋转产生强大的“剪切力”，导致粘度下降，从而产生水性墨水般的顺滑书写感。不仅如此，当墨水渗透到纸张上时，会再次凝胶化，因此能形成不易洇开的笔迹。

喷墨打印机的机制

家用喷墨打印机的高性能化历程，实际上与圆珠笔的革新历史有相通之处。

从成果（打印输出）来看，要求色彩表现佳、耐环境性（耐水洇、耐光和气体导致的褪色等）优异。

从硬件方面来看，则要求能生成均匀的墨滴等。

那么，适合这种喷墨打印机的墨水是什么样的呢？让我们先从打印机的机制说起。

喷墨打印机，是一种将极微细的墨滴高速喷射到纸张上进行打印的方式。这种墨滴渗透到纸张上形成的点称为“网点”，通过连接或铺满这些微小的网点来形成文字和图像。与通常通过印版将附着的墨水直接接触转印到纸张的印刷方式不同，喷墨打印的特点是墨水供应部（打印头）与纸张非接触，即从打印头内部的喷嘴喷射出墨水。

喷射墨滴的方式主要有两种：一种是通过电信号使金属板变形从而弹射墨水（压电式）；另一种是通过热量产生气泡从而挤出墨水（气泡喷墨式、热发泡式）。

这种打印机的输出品质，取决于上述墨水喷射部的精度、墨水以及打印用纸（普通纸、铜版纸、相纸等）的性质。其中，近年来墨水的性能提升尤为显著，即使不严格选择纸张也能实现色彩鲜艳的打印。

染料与颜料有何不同？

墨水根据溶剂和着色剂的差异进行分类。这一点圆珠笔和打印机是相似的。

简单来说，溶剂为油的称为油性墨水，为水（包括水性凝胶）的称为水性墨水。再根据着色剂的不同，可细分为水性染料墨水、油性颜料墨水等类别。

那么，染料和颜料究竟有什么不同呢？

两者虽然都作为着色材料发挥作用，但染料是单分子结构，能溶解于水或油等溶剂中，通过溶剂渗透到纸张等介质上来实现着色。另一方面，颜料不溶解于溶剂，而是以颗粒状态存在于溶剂中，其颗粒本身发色。由于这种结构差异，它们作为墨水时的特性也不同。

能溶解于溶剂的染料，在色彩鲜艳度和色调再现性方面表现出色。但是，由于其会渗透到打印对象中，遇水时容易发生晕染。此外，对光照等环境因素的耐受性较弱，容易褪色。反之，颜料能以稳定的分子结构固着在打印对象上，因此耐水性、耐光性好，打印品不易因水的渗透而晕染。

目前，家用喷墨打印机中多使用染料墨水。这是为什么呢？一个原因在于染料墨水均一性好，适合需要喷射极微小墨滴的喷墨打印机结构。也就是说，颜料墨水因其颗粒存在于溶剂中，作为溶液的稳定性较差，颗粒容易造成喷嘴堵塞。然而，随着颜料墨水的发色性不断提升，更重要的是其打印后的保存性优异，采用颜料墨水的趋势也在逐渐增强。

那么，现在终于轮到粘度控制登场了。而且这是相当困难的、需要精细调控的那一类。

为了使墨水顺利喷射，粘度低一些更好。另一方面，要使用颜料来提高打印品的稳定性，分散稳定剂的使用就不可或缺，而这会导致粘度上升。对于打印机和墨水制造商而言，须解决这个相互矛盾的课题。