大约八年前，一个看似寻常的观察，却点燃了爱媛大学内村宏美教授的创新灵感。当他看到市面上广受欢迎的可擦笔时，一个大胆的想法油然而生——这位时年64岁的教授不禁琢磨道：“如果纸张本身能带一个‘计时器’功能，那会非常有意思。”正是这个设想，促使内村教授及其所在的大学研究中心致力于研发一种全新的纸张，这种纸张能够让圆珠笔书写的字迹在设定的时间范围内保持可擦写状态，但一旦超过预设时间，字迹便会永久固着，无法再被擦除。
虽然市面上可擦写圆珠笔已随处可见，但这种于今年2月获得专利的新型纸张，其独特之处恰恰在于此——它巧妙地解决了可擦写笔墨迹易被篡改的固有缺陷。爱媛大学造纸工业创新中心（PIICE）的官员们指出，这种纸张的出现，不仅允许使用者在书写过程中即时纠正笔误，更重要的是，它能有效防止文件在日后被恶意伪造或篡改，为重要文件的安全性提供了新的保障。
灵感源于热门产品，旨在克服传统痛点
内村教授，作为PIICE的负责人兼杰出的造纸技术专家，他的这一开创性想法，正是受到了日本文具巨头百乐（PilotCorp.）旗下“Frixion”系列可擦圆珠笔产品的启发。 Frixion系列笔的原理在于，当使用特殊的橡皮擦擦拭时，摩擦产生的热量会使墨水变得透明，从而实现字迹的“消失”。
虽然市面上可擦写圆珠笔已随处可见，但这种于今年2月获得专利的新型纸张，其独特之处恰恰在于此——它巧妙地解决了可擦写笔墨迹易被篡改的固有缺陷。爱媛大学造纸工业创新中心（PIICE）的官员们指出，这种纸张的出现，不仅允许使用者在书写过程中即时纠正笔误，更重要的是，它能有效防止文件在日后被恶意伪造或篡改，为重要文件的安全性提供了新的保障。
灵感源于热门产品，旨在克服传统痛点
内村教授，作为PIICE的负责人兼杰出的造纸技术专家，他的这一开创性想法，正是受到了日本文具巨头百乐（PilotCorp.）旗下“Frixion”系列可擦圆珠笔产品的启发。 Frixion系列笔的原理在于，当使用特殊的橡皮擦擦拭时，摩擦产生的热量会使墨水变得透明，从而实现字迹的“消失”。
Frixion笔自问世以来，便以其便捷性风靡全球，广受消费者喜爱。然而，这款产品也存在一个显著的缺点：由于其字迹可以被永久性擦除，导致书写内容极易被篡改，因此在官方文件等对防伪性有严格要求的重要场合被明令禁止使用。
内村教授的目标正是要克服这种“永久可擦除”的固有缺陷。他设想，如果能发明一种具有定时功能的纸张产品，让墨迹在特定时间内保持可擦除性，而一旦超出这个时间限制就变得不可擦除，那无疑会是一项极具实用价值的创新。他深入研究了圆珠笔墨水的构成——墨水通常由颜料、固色剂和液体溶剂等成分组成。当墨水涂布在纸张上时，溶剂会逐渐渗入纸张纤维或蒸发，从而导致墨水干燥。最终，墨水中的颜料会通过固色剂的作用，牢固地结合在纸张上，形成稳定的字迹。
内村教授的目标正是要克服这种“永久可擦除”的固有缺陷。他设想，如果能发明一种具有定时功能的纸张产品，让墨迹在特定时间内保持可擦除性，而一旦超出这个时间限制就变得不可擦除，那无疑会是一项极具实用价值的创新。他深入研究了圆珠笔墨水的构成——墨水通常由颜料、固色剂和液体溶剂等成分组成。当墨水涂布在纸张上时，溶剂会逐渐渗入纸张纤维或蒸发，从而导致墨水干燥。最终，墨水中的颜料会通过固色剂的作用，牢固地结合在纸张上，形成稳定的字迹。
纳米纤维技术：在纸张表面“施魔法”
为了实现字迹的“定时固着”功能，内村教授尝试减缓墨水中溶剂渗入纸张的速度。他决定在纸张表面添加一种精细的结构，以抑制墨水的快速渗透。为此，他选择了一种名为纤维素纳米纤维（CNF）的材料。CNF是一种将植物纤维分解成极其细微的绒毛制成的材料，其特点是重量轻、强度高，并且具有独特的微观结构。
为了实现字迹的“定时固着”功能，内村教授尝试减缓墨水中溶剂渗入纸张的速度。他决定在纸张表面添加一种精细的结构，以抑制墨水的快速渗透。为此，他选择了一种名为纤维素纳米纤维（CNF）的材料。CNF是一种将植物纤维分解成极其细微的绒毛制成的材料，其特点是重量轻、强度高，并且具有独特的微观结构。
内村教授尝试在纸张表面涂抹一层薄薄的CNF溶液。其原理是利用CNF在纸张表面形成一层超薄的、肉眼几乎不可见的纳米级屏障。这层屏障能够有效抑制墨水溶剂的快速渗透，从而延长墨水的干燥和固着时间，同时又基本保持了纸张表面原有的纹理，确保书写体验不受影响。
然而，涂布CNF溶液的过程并非一帆风顺。由于纸张本身由纤维构成，其表面会略显粗糙，存在微小的凸起。当CNF涂层过薄时，它无法完全覆盖这些纤维凸起的部分，导致墨水依然会过快地渗入纸张深层，使得字迹无法在预期时间内被擦除。
相反，如果涂层过厚，又会使纸张表面变得过于光滑，从而丧失了纸张典型的书写摩擦感和纹理特征。内村教授及其团队通过反复试验，对涂布工艺进行了精细调整，最终成功找到了最佳的平衡点，既能实现对墨水渗透的有效抑制，又能保持纸张的优良书写性能和自然触感。
创新成果：可自由调节的“时间锁”
在对原型纸张进行测试时，研究团队取得了令人鼓舞的成果。测试表明，在将墨水涂抹到纸张上后立即使用橡皮擦，墨水可以从纸张表面完全去除，字迹不留痕迹。然而，仅仅三小时后再次尝试擦除，墨水便会残留部分，无法完全擦净。当时间延长到24小时后，墨水几乎无法被去除，字迹已牢固地固着在纸张上。这一结果验证了纸张“定时固着”的可行性。
然而，涂布CNF溶液的过程并非一帆风顺。由于纸张本身由纤维构成，其表面会略显粗糙，存在微小的凸起。当CNF涂层过薄时，它无法完全覆盖这些纤维凸起的部分，导致墨水依然会过快地渗入纸张深层，使得字迹无法在预期时间内被擦除。
相反，如果涂层过厚，又会使纸张表面变得过于光滑，从而丧失了纸张典型的书写摩擦感和纹理特征。内村教授及其团队通过反复试验，对涂布工艺进行了精细调整，最终成功找到了最佳的平衡点，既能实现对墨水渗透的有效抑制，又能保持纸张的优良书写性能和自然触感。
创新成果：可自由调节的“时间锁”
在对原型纸张进行测试时，研究团队取得了令人鼓舞的成果。测试表明，在将墨水涂抹到纸张上后立即使用橡皮擦，墨水可以从纸张表面完全去除，字迹不留痕迹。然而，仅仅三小时后再次尝试擦除，墨水便会残留部分，无法完全擦净。当时间延长到24小时后，墨水几乎无法被去除，字迹已牢固地固着在纸张上。这一结果验证了纸张“定时固着”的可行性。
更令人兴奋的是，经过后续的持续改进，研究团队成功地使得可以自由调整墨水无法擦除的阈值时间。这意味着，这项技术不再局限于单一的固着时间，可以根据实际应用需求，将字迹的固着时间设定为6小时、24小时，甚至是更长或更短的时间。这种灵活性极大地拓宽了新型纸张的应用场景。
目前，PIICE正积极与一家造纸厂和一家文具厂展开紧密合作，共同推进使用这种创新纸张的商业产品开发。这种允许文字在一定时间内可擦除，但超过该时间限制后将无法擦除的独特功能，使得该纸张在对防伪性有严格要求的重要文件中具有广阔的应用前景，例如提交给政府部门的正式文件、具有法律效力的书面协议，甚至是合同等。在文件准备过程中，任何笔误都可以在现场即时纠正，而无需使用传统的涂改液或修正带，从而避免了可能出现的污迹或篡改嫌疑，保持了文件的整洁和可信度。
内村教授对这项发明的未来充满信心。他表示：“我们开发工作的动力源于创造世界上尚不存在的东西。”他展望未来，希望能将来自“造纸之都”四国中央（这里是众多造纸商的所在地）的创新产品推向日本国内外的广阔市场。
他相信，这项技术不仅能为全球消费者带来便利和安全，更能成为推动四国中央地区振兴的催化剂，让这个传统的造纸产业基地焕发出新的活力。这项创新成果不仅体现了日本在材料科学和造纸技术领域的深厚积累，也为全球印刷和文具行业带来了新的发展方向，预示着纸张的功能性将进一步拓展，更好地服务于现代社会的多样化需求。
文章来源：全球印刷与包装工业
