실제 실험 자료를 반영한 보완 논의
글소담의 실제 실험에서는 두성종이-칼라 머메이드-178gsm (양면 엠보싱) 용지에서 부분적인 획 끊김이 관찰되었다.
원본 사진과 장비 조건은 제3편에 수록했다. 표면 요철에 따른 접촉 불량은 한 가지 가설일 뿐, 다른 변수를 통제하기 전에는 인과관계로 확정할 수 없다.
펜과 잉크가 같아도 종이가 바뀌면 전혀 다른 글씨가 나온다. 종이는 단순한 기록 대상이 아니라 잉크를 흡수하고 퍼뜨리며 건조시키는 다공성 재료다. 따라서 종이를 통제하지 않은 비교는 펜 성능 비교가 아니다.
위의 두가지 용지를 비교해보면, 일반적으로 평면 용지에 비해서, 엠보싱된 용지 경우, 획이 끊기는 현상이 많이 발생하는 경향성이 있다는 것이 보인다. 이런 경우에는 사람의 경우에는 눈으로 보면서, 자동 피드백이 되기 때문에, 필압을 끊기지 않게 스스로 조정을 하겠지만, 글소담과 같은 장비에서 엠보싱과 같은 용지를 사용할 경우에는 의도적으로 z축 압력을 일반 용지에 비해서 약간 높여주는 튜닝이 필요하다는 것을 알수 있다.
평활도와 마찰
표면이 거친 종이에서는 볼의 접촉 상태가 불규칙해지며 미세한 선 끊김이 증가할 수 있다. 반대로 매우 매끈한 코팅지는 펜촉의 구름 마찰을 줄일 수 있지만 잉크가 표면에 머물러 번지거나 늦게 건조될 수도 있다.
평활도와 필기감의 관계는 단조롭게 좋은 방향으로 변하지 않는다.
자동 필기기가 같은 Z축 높이로 동작하더라도 두께 편차와 표면 요철이 있는 용지에서는 접촉력이 달라진다. 작은 한글은 짧은 획이 반복되므로 이 변화에 더욱 민감할 수 있다.
다공성 구조와 모세관 작용
종이 내부의 기공은 모세관 압력에 의해 액체를 빨아들인다. 침투 속도는 기공 반경, 표면장력, 접촉각, 점도와 관계가 있다.
단순한 모세관 모델은 경향을 설명하지만 실제 종이는 섬유 배열과 바인더 때문에 복잡한 네트워크로 작동한다.
잉크가 많이 흡수되면 표면에 남는 백색 안료층이 얇아져 발색이 약해질 수 있다.
반대로 지나치게 흡수하지 않는 용지에서는 잉크가 마르기 전 옆으로 번지거나 손에 묻을 수 있다.
코팅과 표면에너지
종이 코팅층은 액체의 접촉각과 잉크의 펴짐을 바꾼다. 같은 잉크방울이라도 표면에너지가 높은 표면과 낮은 표면에서 다른 형태를 만들 수 있다. 필기 선폭은 펜촉뿐 아니라 젖음성의 결과이기도 하다.
검정 용지가 모두 같은 물성을 갖는 것도 아니다. 안료를 넣은 검정 종이와 표면을 코팅한 검정 종이는 흡수와 마찰이 다르다. 제품 사진에서 모두 진한 검정으로 보이더라도 재료 특성은 따로 평가해야 한다.
종이별 실험 설계
일반 복사용지, 평활한 유색지, 무광 코팅지, 표면 질감이 있는 카드지를 같은 온습도에서 비교한다. 시험 전 종이를 일정 시간 실내에 놓아 수분 상태를 맞추고 가능하면 종이의 평량과 두께, 표면 거칠기를 측정한다.
결과는 표면 밝기, 선폭, 끊김률, 마찰로 인한 선의 불균일, 손묻음 시간으로 나눠 기록한다. ‘좋은 펜’이라는 결론이 종이에 따라 뒤집힐 가능성도 연구 결과 자체로 가치가 있다.
종이-잉크 결합 실험의 확장
종이의 평량(g/m²)은 널리 표시되지만 표면 거칠기와 흡수성을 직접 나타내지는 않는다.
같은 180g 종이라도 코팅이나 압착 조건에 따라 펜의 움직임이 크게 다를 수 있다. 그러므로 제품 소개 페이지의 평량만으로 적합성을 예측하는 것은 위험하다.
선폭 변화를 정확히 평가하려면 시험지의 결 방향도 고려해야 한다. 섬유 방향과 평행하게 그은 획과 수직으로 그은 획이 다른 거동을 보일 가능성이 있으며, 습도가 높아 종이가 팽창하면 접촉 조건도 달라질 수 있다.
인쇄·제지 분야에서는 이런 조건을 조절하는 것이 일상적인 품질 관리다.
잉크 흡수가 빠른 종이가 언제나 좋은 종이는 아니다. 표면에 머물러야 선명한 백색을 내는 안료가 종이 내부로 들어가면 눈에 보이는 은폐력이 떨어질 수 있다.
반대로 흡수가 지나치게 느리면 흰 선이 번지거나 손에 묻는다. 두 성능의 균형을 찾으려면 동일 선폭과 동일 잉크량을 기준으로 비교해야 한다.
장시간 보존성은 별도의 문제다. 햇빛 노출, 습도 변화, 종이의 산성도는 필기 흔적의 장기 색상과 접착에 영향을 줄 수 있다. 일주일 내의 건조 안정성이 좋았다고 해서 몇 년 동안의 보존성까지 확보되었다고 주장해서는 안 된다.
참고 문헌 및 확인 자료
[R12] Washburn, E. W. (1921), The Dynamics of Capillary Flow, Physical Review, 17, 273–283. https://doi.org/10.1103/PhysRev.17.273
[R13] TAPPI, paper and ink interaction technical standards catalogue. https://www.tappi.org/
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162.글소담 - 쉬어가기 (화이트펜 - 종이 표면은 잉크의 두 번째 재료 #8)
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160.글소담 - 쉬어가기 (화이트펜 - 수정액과 젤 잉크, 같은 흰색 다른 화학 #6)
159.글소담 - 쉬어가기 (화이트펜 - 젤 잉크의 전단박화와 볼펜촉 유체역학 #5)
158.글소담 - 쉬어가기 (화이트펜 - TiO₂는 어떻게 검은 종이를 하얗게 만들까 ? #4)
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