為什麼橡皮能擦掉鉛筆寫的字,而彩色筆或鋼筆寫的字卻不能被擦掉

鉛筆和橡皮都是我們常用的文具,我們可以隨意地用鉛筆書寫和畫畫,再用橡皮塗擦掉。利用的是一種物理原理,具體來說,就是將鉛筆留下的痕跡從書寫物體的表面脫離出來,也就是利用橡皮去吸附筆心留下的黑色粉末,而這也就是橡皮擦能夠擦掉鉛筆字的原因所在。那麼,鉛筆和橡皮又是用什麼東西做出來的?鉛筆與彩色鉛筆的區別在哪裡?我們一起來解讀鉛筆和橡皮的原理。

鉛筆芯的材質主要是石墨。它是用石墨和粘土按一定比例混合在一起,經1000℃以上的高溫燒結後,再用油浸處理而成的。如“h”即英文“hard”(硬)的詞頭,代表粘土的含量,用以表示鉛筆芯的硬度。“h”前面的數字越大(如6h),鉛筆芯就越硬,也即筆芯中與石墨混合的粘土比例越大,寫出的字越不明顯,常用來複寫。“b”是英文“black”(黑)的詞頭,代表石墨的含量,用以表示鉛筆芯質軟的情況和寫字的明顯程度。以“6b”為最軟,字跡最黑,常用以繪畫,普通鉛筆標號則一般為“hb”。考試時用來塗答題卡的鉛筆標號一般為“2b”。

鉛筆的鉛芯主要成分是石墨和黏土,按國家標準鉛筆根據石墨濃度分為18種型號。在當前我國的標準化考試中,計算機只能識讀鉛芯濃度為2B的鉛筆筆跡,過濃或過淡都會造成計算機識讀的失敗或錯誤。

早期的鉛筆含有鉛,現在人們使用的鉛筆筆芯的主要成分是石墨和粘結劑,不再含鉛,對人體無害。

用橡皮在紙上摩擦之後,橡皮自帶的黏性就會使石墨粒子吸附到橡皮上,結果導致文字消失(中圖)。右圖為橡皮結構的放大圖,其中,增塑劑和填充材料夾在氯乙烯分子之間。

將石墨吸附在橡皮上,從而擦掉字跡

彩色筆寫的字。或者鋼筆寫字時,有色液體會滲透到紙張的毛細管裡面去,所以用橡皮無法擦掉,鉛筆字型只是附著在紙張表面,所以才能用吸附力更強的橡皮擦掉的。

用“磨砂”擦除顏色

“磨砂橡皮”與橡皮有點類似。但不同之處在於它是由一種尖銳的粒子—“石英砂”與“合成橡膠”混合而成。磨砂橡皮的主要用途是擦除帶有顏色的墨水字跡。它所使用的方法並不是將滲入紙張的墨水顆粒吸附於橡皮上,而是藉助石英砂的顆粒,把紙張的一部分刮下來,從而擦掉墨水的顏色。

橡皮屑的產生方式有所不同

橡皮分不同的種類,有的橡皮擦掉文字後很容易產生橡皮屑,且碎屑偏細;有的則會產生很大一團碎屑,容易集中在一起。根據日本蜻蜓鉛筆株式會社品質保證部部長牛若圓的介紹,容易產生橡皮屑且能夠輕鬆擦掉文字的橡皮,其內部含有小氣泡,碎屑很容易就從橡皮上脫落。反之,如果橡皮碎屑容易集中,擦掉文字又比較費力,那應該是在橡皮中加入了某種“聚合物”(polymer),即細長而結實的纖維,就是它使得橡皮碎屑難以從橡皮上分離下來。

如果把橡皮放在鉛筆盒或者桌子抽屜裡一段時間,極有可能發生橡皮跟塑膠尺子粘在一起的現象。這是因為隨著時間的流逝,橡皮中的增塑劑遷移到了周圍的塑膠製品上。

在橡皮中,增塑劑存在於聚氯乙烯的分子之間。但在高溫等條件的影響下,增塑劑會變得很容易移動,有可能遷移到與橡皮接觸的其他塑膠製品上。為防止這種現象發生,一般是將橡皮放到不易接觸到塑膠的地方進行保管,例如用紙套包裹起來。

彩色鉛筆因滲入紙張內部而無法擦除

彩色鉛筆跟鉛筆十分相似。但與鉛筆的不同之外在於,彩色鉛筆寫的字很難用橡皮擦乾淨,這又是為什麼?

彩色鉛筆的筆芯是由色素成分—“顏料”(有顏色的粉末)和類似油脂的成分—“蠟”混合凝固而成。顏料分散在蠟中,與蠟融為一體。

為什麼橡皮能擦掉鉛筆寫的字,而彩色筆或鋼筆寫的字卻不能被擦掉

圖片的上半部分展示了用鉛筆(左)和用彩色鉛筆(右)在紙上書寫的區別。圖片的下半部分是把這兩種情況分別放大後的樣子。用彩色鉛筆書寫時,顏色會擴散,直至填充至紙的纖維之間。

彩色鉛筆的顏料和蠟的粒子滲透到紙張的“纖維縫隙”中(上圖)。要將已滲透至纖維縫隙中的粒子再吸附到橡皮的表面是很難的,所以彩色鉛筆的字跡無法用橡皮擦乾淨。如果硬要擦乾淨,橡皮和紙張摩擦生成的熱量會使蠟易於流動,反而會造成其顏色向四周擴散,這點還要多加註意。

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