铅笔上面那块废柴橡皮为什么容易把纸擦破?




1736年,有个法国探险者在南美洲发现原住民用一种奇怪的树脂制造可以用来踢的球。他把这种树脂带回了法国,后来人们发现,这种树脂能够用来擦除铅笔上的字迹。橡胶的英文名rubber,就是从擦rub 这个单词来的。

天然橡胶

不过,天然橡胶会腐烂。直到100年后,天然橡胶腐烂的问题才被Charles Goodyear 解决。

1839年,Goodyear 把橡胶和硫掺在一起加热,就让橡胶变得更加强韧,这就是固化工艺(curing process)。世界第三大轮胎厂固特异轮胎(Goodyear)的名字就是为了纪念他。

在高分子化学和程序工程中,固化是橡胶里的高分子发生交联反应而导致的韧化和硬化现象。固化工艺可以防止橡胶腐烂。

现在市面上的橡皮主要是下面这几类。它们分别都是干哈用的,怎么挑选合适的橡皮呢?

办公橡皮

这种橡皮叫做办公橡皮。你的铅笔头上的那个小橡皮就是它。大概在1910年办公橡皮就已经出现了。粉色是它的标配。

因为制造成本比较低,所以它是铅笔的日常搭档。从来不用它的小朋友举手(。・・)ノ。

此外,由于含有轻石(pumice)——一种多孔的火山碎屑岩——的关系,它摸起来糙糙的,很容易把纸弄破,所以它其实更适合擦除印刷字还有钢笔字(把纸张表面带有墨水的纤维一波带走),并不适合你的作业本。

它的主要成分和制造过程接下来我们会具体讲。

乙烯橡皮

乙烯橡皮学生党也很熟悉,它比办公橡皮白一点,擦得很干净。它诞生于20世纪中期。

它主要是由聚氯乙烯(PVC)、碳酸钙、氯化物,还有色素制造的,成本比办公橡皮高,所以铅笔头上不用它。

乙烯橡皮会产生橡皮屑,而且在我们介绍的几款橡皮里它的研磨性最弱的,不容易使你的作业本擦破,pH值也偏中性,比较适合搭配2B以下,比如HB的铅笔。

艺术橡皮

艺术橡皮你应该也见过,它诞生于1903年,最开始是文具制造公司Eberhard Faber Pencil Company 的产品。它是用下面会讲的硫化植物油制造的,不含橡胶,所以特别软,也特别容易产生橡皮屑。坏处是,它容易把本子擦得脏兮兮的。

它适合擦除软铅笔字,也就是2B~8B的铅笔。

可塑橡皮

这种橡皮叫做可塑橡皮,它们和普通橡皮不同,可以捏成不同的形状,有点像橡皮泥。

可塑橡皮不产生橡皮屑,主要是靠把铅笔的石墨吸收的方式擦除铅笔笔迹,它对纸张的研磨性比艺术橡皮还有办公橡皮要弱。

艺术生对它们很熟悉,因为在绘画的时候常常需要这种橡皮,它可以制造晕染和渐变的效果。它的主要成分是硫化植物油、天然橡胶、合成橡胶、轻石,还有色素,其实和办公橡皮一样,只不过比例不同。

1982年的一项研究比较了办公橡皮、乙烯橡皮、可塑橡皮对纸张的磨损和腐蚀情况,发现乙烯橡皮对纸张的磨损最小,也最不容易让纸张变色灰化;办公橡皮,也就是铅笔头上的橡皮却是最差的。

现在,我们来看看铅笔头上面的那种办公橡皮是怎么做的。

填料、橡胶促进剂、固化剂、油脂、色素,还有合成橡胶是经典的办公橡皮,也是铅笔头上面的那种橡皮的主要原料。

制造橡皮的第一步,就是把一坨橡胶塞入锤磨机里。

橡胶在加热的磨锤之间反复滚动碾压。

切割后的废料也会被塞到这里。

接着,橡胶里就会加入硫、橡胶促进剂和红色素。硫是固化剂。然后还要加入橡胶促进剂来加速反应过程。

对了,白橡皮是用软聚氯乙烯做的,它的制造工艺和铅笔头橡皮类似,只不过不需要添加固化剂,也不需要进行“固化”这一步,揉踏实了直接拿去切就好了。

工人把这些原料放在锤磨机里碾压5~10分钟,让它们充分混合成为颜色均匀的“面团”。

接着,再加入硫化植物油(vulcanized vegetable oil)、普通植物油和碳酸钙。下面这是硫化植物油——加入了硫的植物油。

硫化植物油

许多人不知道的是,根据美国农业部(USDA)的介绍,橡皮能擦除铅笔字靠的不是橡胶,而是硫化植物油。实际上,在橡皮里,主角是硫化植物油,橡胶只是起到了结合剂——把各种原料结合起来的功能。文章开头讲的艺术橡皮就不含橡胶,主要原料是硫化植物油。

硫化植物油在橡胶工业里已经有上百年的历史了。硫化植物油的掉屑功能,和相对橡胶更加低廉的价格是大多数橡皮含有这种物质的主要原因。也是由于硫化植物油会让橡胶产生碎屑,所以汽车轮胎里就不含硫化植物油。

碳酸钙呢是一种填料,用人话说就是本身没什么用,不和其他原料发生反应,主要功能是吃瓜+降低成本。

经过了反复的锤磨,橡胶的厚度和颜色变得非常均匀,它看起来就像真的面团一样。

这时,就可以把它从机器上取下来,在室温下晾半天让它变硬。

接着,就用机器在橡胶面团上切出一个5~8千克的方块出来。

把这个方块面团放到熨烫机里,在163摄氏度的温度里固化20分钟。熨烫机机会让橡胶变得更紧实,而163摄氏度的高温则会让橡胶进一步变硬。

工人把不规整的边角料切掉,再把规整的橡胶方块浸入冷水里,防止橡胶继续固化变得太硬。

你可能从来没有考虑过,为什么一些橡皮有两种颜色。

实际上,这样的双色橡皮既可以擦出铅笔字,也可以擦除墨水渍。没想到吧。

比如,这里正在制作的蓝色的橡皮里含有轻石。轻石作为一种研磨剂,可以把纸张磨破,从而让吸收了墨水的纸张纤维被剥落。

工人把蓝色和粉色的橡胶条配对,一起塞到熨烫机里做12分钟的热棒马杀鸡,就可以让它们合体变成统一的橡皮啦。

然后,工人把多余的边角切掉。再把红蓝橡皮浸入冷水里停止固化。

冷却后的红蓝橡胶被自动切割机切成成品的大小。

当然咯,有些人没有用墨水写字的习惯,他们只需要买单色的橡皮就可以了。对于这种用户,只要用机器把粉色橡胶切割出来就好了。

接着,还要把橡皮丢到一个滚动大缸里,滚动3~5个小时。

让橡皮滚来滚去的目的是削去它们的棱角。你在社会这个大缸里也会被磨成这样的形状。

看一下磨去棱角后的橡皮君——

然后就是给橡皮打码。

最后装入盒子里。

告诉各位学生党一件事,那就是被含硫化植物油的橡皮擦过的地方,随着时间会变成灰色,而且被擦过的地方的pH值都有点高。

你如果不信的话,可以把你多年前用橡皮使劲擦过分数的卷子拿出来看一看。

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