【化学】「消せるボールペン」の秘密。温度で色が変わるインクの構造とは?

住吉区東粉浜の完全1対1個別指導塾、学友ハイスクールです。シルバーウィークも前半戦が終了、皆様いかがお過ごしですか。

さて、ノートを綺麗にまとめる必須アイテム「消せるボールペン」。間違えてもすぐに直せる魔法のような文房具ですが、実は消しゴムで鉛筆の黒鉛をこすり落とすのとは全く違う「化学反応」が起きているのをご存知でしょうか。

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インクは「消えている」のではなく「透明になっている」

消せるボールペンのインクには、目に見えないほど小さな「マイクロカプセル」が無数に含まれています。そのカプセルの中には、以下の3つの成分が同居しています。

  • 発色剤: 色の基本となる成分。
  • 呈色剤(ていしょくざい): 発色剤とくっつくことで「色」を出す成分。
  • 変色温度調整剤: 温度の変化を感知して、上の2つの結びつきをコントロールする成分。

常温のときは発色剤と呈色剤がしっかりと手を繋いでいるため、インクとして目に見える色がついています。

摩擦熱が引き起こす化学変化

ペンの後ろについている専用のラバーで紙をこすると、そこに「摩擦熱」が発生します。温度がおよそ60度以上になると、カプセル内の「変色温度調整剤」が働き、手を繋いでいた発色剤と呈色剤を強制的に引き離します。

成分が離れ離れになることでインクは「透明」になり、私たちの目には文字が消えたように見えるのです。物理的にインクを削り取っているわけではないため、消しカスも出ません。ちなみに、透明になったノートを冷凍庫などでマイナス10度以下に急冷却すると、成分が再び結びついて文字が復活します。

身近な疑問から「学習の面白さ」を引き出す指導を目指します。

私たちが毎日何気なく使っている文房具の中にも、中学校や高校で学ぶ「化学変化」や「熱エネルギー」の最先端技術が詰まっています。理科を単なる「用語の暗記科目」にしてしまうのは、非常にもったいないことです。

学友ハイスクールでは、生徒が「なぜ?」と興味を持てる身近な具体例を引き合いに出しながら、公式や現象の本質を理解させる指導を大切にしています。集団授業では難しい「生徒一人ひとりの持ち物や趣味に合わせた解説」ができるのは、完全1対1指導ならではの強みです。是非一緒に、学ぶ楽しさを見つけていきましょう。

この記事を書いた人

学友ハイスクール代表です。中学入試対策(算国理社)、高校入試対策(5教科)、高校生(英数中心)の授業を担当しています。

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