消しゴム

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背景

消しゴムは、紙からマークを取り除くために使用されるオブジェクトです。ほとんどの消しゴムは、鉛筆の跡を取り除くように設計されています。他の消しゴムは、タイプライターマークで使用するように設計されています。一部の特殊なペンには、消しゴムで除去できる消去可能なインクが含まれています。一部の消しゴムは幅の広い細いブロックの形で別売りされていますが、鉛筆に恒久的に取り付けられている消しゴムは他にもたくさんあります。他の消しゴムは鉛筆に一時的に取り付けるように作られています。一部の消しゴムは、鉛筆に似た木製のケースに収められています。これらの消しゴムは、鉛筆のように鋭くするように設計されており、多くの場合、ブラシが取り付けられています。これは、マークを削除した後に残った消しゴムの小片をブラシで取り除くために使用されます。このタイプの消しゴムは通常、タイプライターのマークを削除するために使用されます。

歴史

最初の消しゴムはパンでした。旧世界でゴムが利用可能になるまで、鉛筆の跡を取り除くためのより良い物質はありませんでした。ゴムは、ヨーロッパ人が新世界にやってくるずっと前から、中南米の住民に知られていました。早くも11世紀には、衣服のコーティングやボールの製造に使用されていました。また、土型に液体を流し込んで乾燥させ、履物や瓶の製造にも使用されました。

1735年、フランスの科学者シャルルデラコンダミーヌは、ゴムとして知られる物質について説明しました。 サンプルをヨーロッパに送りました。 Caoutchoucは、新世界の熱帯地域で見つかった木の樹皮の下で生成された液体から派生しました。ラテックスとして知られているこの乳白色の液体は、今でも天然ゴムの製造に使用されています。

Caoutchoucは、おそらくJean de Magellanによって、1752年にフランスアカデミーの議事録で消しゴムとして使用することが最初に提案されました。 1770年、英国の科学者ジョセフ・プリーストリーは、鉛筆の跡をこすり落とす能力があるため、ゴムという名前を付けることを提案しました。彼はまた、彼の本の読者にパースペクティブの理論と実践へのなじみのある紹介を語った。 「3シリング用の約0.5インチの立方体」を購入する場所。英国では、消しゴムはまだゴムとして知られています。

19世紀後半まで、鉛筆と消しゴムは常に別々でした。 1858年、フィラデルフィアのハイマンリップマンは、先端に消しゴムが接着された溝のある鉛筆の特許を取得しました。 1860年代初頭までに、Faber社は消しゴムが付いた鉛筆を作りました。 1862年、ニューヨーク市のジョセフ・レッヘンドルファーはリップマンのデザインの改良について特許を取得し、フェイバーを訴えました。合衆国最高裁判所は、鉛筆と消しゴムを組み合わせるというアイデアは特許を取得できないと判断しました。この決定の理由は、鉛筆と消しゴムを組み合わせてもどちらの機能も変わらなかったという事実でした。この決定により、多くの企業が消しゴム付きの鉛筆を作る道が開かれました。

1867年、鉛筆を挿入できる中空の消しゴムがフィラデルフィアのJ.B.ブレアによって発明されました。以前のバージョンも存在していたことが知られています。 1872年、イーグル社は鉛筆の木製ケースに消しゴムを直接挿入した鉛筆を製造しました。他の会社はすぐに同様の鉛筆を作りました、それは彼らが安価だったのでペニー鉛筆として知られるようになりました。学校の部屋で消しゴムが付いた鉛筆が利用できるかどうかは、最初は物議を醸していました。エラーを簡単に修正できると、生徒は不注意になると考えられていました。この懸念にもかかわらず、消しゴム付きの鉛筆は非常に人気がありました。現代のアメリカの鉛筆の約90％は消しゴムが付いて作られています。消しゴムのない鉛筆は、ヨーロッパではやや一般的です。

原材料

消しゴムの最も重要な原材料はゴムです。ゴムは天然または合成のものであり得る。天然ゴムは、ゴムの木（Hevea brasilienesis）によって生成されたラテックスから得られます。 合成ゴムにはさまざまな形があります。最も一般的な合成ゴムは、化学物質のスチレンとブタジエンに由来します。スチレンはエチルベンゼンから派生した液体です。エチルベンゼンは通常、エチレンとベンゼンから作られ、どちらも石油に由来します。ブタジエンは、石油に直接由来するガス、または石油に由来するブタンおよびブテンとして知られる物質に由来するガスです。

ゴムに添加される他の成分には、消しゴムの色を変える顔料が含まれます。白は酸化亜鉛と酸化チタンで作ることができます。赤は酸化鉄によって生成することができます。他の多くの色は、さまざまな有機染料で生成できます。

ほとんどすべてのゴムに添加される重要な成分は硫黄です。硫黄はゴムを加硫することを可能にします。このプロセスは、1839年にチャールズグッドイヤーによって発明されました。熱と硫黄を使用して、ゴムの耐久性と耐熱性を高めています。

他の様々な成分をゴムに加えることができる。これらには、ゴムを柔らかく成形しやすくするための植物油や、消しゴムをより研磨性にする天然鉱物である軽石が含まれます。

製造
プロセス

天然ゴムの製造

• 1ゴムの木のプランテーションは、年間降水量が多い熱帯地域でのみ見られます。マレーシアはゴムの木の主要な生産国です。ゴムの木は、作業者が簡単に届く高さまで、樹皮の深さ約0.04インチ（1 mm）の薄いストリップを切り取って叩きます。後のストリップは最初のストリップの下にカットされます。各ストリップは木の円周の約半分に達し、ラテックスを容器に排出できるように約30度の角度で下向きに傾斜します。ラテックスを自然に凝固させると、数時間後にラテックスの流れが止まる前に、カットごとに約1オンス（28 g）のラテックスが生成されます。ラテックスが凝固するのを防ぐために樹皮に化学薬品を塗布して、ラテックスが数日間流れるようにすることができます。
• 2収集したラテックスは、ふるいを通過して異物を取り除きます。ラテックスに水を加え、混合物をアルミニウムパーティションを含む大きな水平タンクにポンプで送ります。希酢酸またはギ酸を加えて、ゴムをパーティション上のスラブに凝固させます。スラブは、一連のローラーを通過する間に水が噴霧されます。余分な水は別の一連のローラーによって除去されます。スラブは、通常225〜250ポンド（102〜113 kg）の重さのベールに詰められ、各辺が約2フィート（60 cm）の立方体の形をしています。ベールは粘着を防ぐために粘土でコーティングされ、金属製のストラップで縛られ、メーカーに出荷されます。

合成ゴムの製造

• 3製造する合成ゴムの種類に応じて、さまざまな製造プロセスを使用できます。合成ゴムの最も一般的な形態であるスチレンブタジエンゴムは、通常、エマルジョンプロセスで製造されます。
• 4石油から分別蒸留により、さまざまな化学物質が得られます。このプロセスでは、石油を約600〜700°F（315〜370°C）に加熱し、蒸気を高い垂直塔に通します。蒸気が塔を通って上昇するにつれて、それは冷えます。沸点の異なる化学物質は、塔内のさまざまな場所で気体から液体に変化し、収集されます。非常に高い沸点を持つ化学物質は、石油が加熱されても液体状態のままであり、塔の底から取り除くことができます。沸点が非常に低い化学物質はガスの形で残り、塔の上部から取り除くことができます。

  消しゴムは天然ゴムまたは合成ゴムのいずれかで作られています。天然ゴムは、ゴムの木から集められたラテックスから作られています。ラテックスから水が除去され、ゴム含有量が60％に増加します。乾燥ゴムの固体シートを生成するために、酸が液体濃縮物に加えられる。

• 5他の化学物質は、接触分解によって得られます。このプロセスでは、触媒の存在下で圧力下で石油を約850〜900°F（454〜510°C）に加熱します。触媒は化学反応を引き起こします。次に、化学物質の新しい混合物が分別蒸留によって分離されます。
• 6スチレンとブタジエンは、石油由来の特定の化学物質をさまざまな化学反応にさらすことによって得られます。スチレンは通常の状態では液体ですが、ブタジエンは気体であり、液体の状態に保つために圧力下で保管する必要があります。
• 7 2つの液体は容器にポンプで送られ、水、石鹸、および触媒と混合されます。触媒により、スチレンとブタジエンが反応して合成ゴムの粒子が形成されます。石鹸は、これらの粒子を滑らかなエマルジョンで水に分散させます。絶え間なく攪拌することで、ゴム粒子が沈殿するのを防ぎます。
• 8混合物に添加される他の化学物質には、ゴムの分解を防ぐ安定剤、およびゴムの特性を変える改質剤が含まれます。ゴム粒子の形成を最適な位置で止めるために、別の化学薬品が追加されます。未変換のスチレンとブタジエンは除去され、再利用されます。エマルジョンに凝固剤を添加し、合成ゴムを付着させます。スチレンブタジエンゴムは通常、ポリエチレンプラスチック製のバッグでメーカーに出荷され、それぞれに75ポンド（34 kg）のゴムが入っています。

消しゴムの作成

• 9ゴムは消しゴム工場に到着し、顔料、植物油、軽石、硫黄、および最終製品の特性を変更するその他の成分と混合されます。合成ゴムは通常、粉末または液体として届くため、混合が容易です。天然ゴムは通常、ベールで届きます。混合する前に、粉末に粉砕するか、溶剤に溶解する必要があります。

  天然または合成ゴムが顔料、植物油、軽石、硫黄、およびその他の追加成分と混合されると、混合物が加熱され、消しゴムが形成されます。鉛筆の先に取り付ける消しゴムのプラグを作るために、ゴムの混合物を押し出し、プラグにカットします。平らな長方形の消しゴムを作るために、混合物は型に注入され、次に冷却されます。

• 10混合物が加熱され、硫黄が混合物を加硫し、より安定させます。鉛筆に取り付けるプラグを作成するには、通常、押し出しプロセスが使用されます。混合物は、柔らかい固体の形で、ダイを通過して長いシリンダーを形成します。シリンダーは出てくるときに繰り返し切断され、プラグを形成します。
• 11鉛筆に取り付けられていないフラットを作成するには、通常、射出成形プロセスが使用されます。温かい液体の形の混合物は、型に押し込まれ、固体に冷却されます。次に、フラットを金型から取り外します。
• 12本のプラグは鉛筆メーカーに直接出荷されます。それらは、フェルールと呼ばれる小さな円筒形の金属ケースによって鉛筆に取り付けられています。フェルールは、安価な鉛筆の場合はプレーンアルミニウムで、高価な鉛筆の場合は真ちゅうで塗装されています。フェルールは、接着剤または小さな金属の突起で鉛筆に取り付けられています。プラグはフェルールに挿入され、その周りに固定されます。
• 13フラットには、メーカーの名前またはその他のマークが付いている場合があります。これは、消しゴムにインクを塗ったスタンプを押すことで行うことができます。また、スクリーン印刷によって行うこともできます。つまり、インクを塗ったローラーを、パターン化されたシルクのシートまたは消しゴムを覆う別の素材の上に移動します。鋭いダイで消しゴムに切り込むエンボス加工により、立体的なマーキングを行うことができます。完成したアパートは段ボール箱に詰められ、小売業者に出荷されます。

品質管理

消しゴムの製造は高度に自動化されており、信頼できる製品が毎年何百万もの製品で製造されています。経験豊富な消しゴムメーカーは、徹底的な検査が不要になるまで使用される技術を洗練させてきました。

メーカーに出荷される原材料は、適切な特性を持つ物質を提供することが知られている企業によって供給されます。新しい物質が供給された場合、またはそれが新しい会社からのものである場合、消しゴムの製造元は、それがすべての仕様を満たしていることを確認するためにそれを検査する場合があります。

消しゴムのごくわずかな割合だけを検査して、適切な物理的特性があることを確認する必要があります。フラットは、ボックスに収まるように正しいサイズである必要があります。プラグは、フェルールに適合する正しい寸法である必要があります。消しゴムの硬さは、消しゴムがどれだけうまく機能するかにとって重要です。経験豊富な検査官は、消しゴムが硬すぎるか柔らかすぎるかを簡単に判断できます。

未来

消しゴムは何年もほとんど変わっていません。消しゴム技術の改善は、ゴムの製造方法で行われる可能性があります。より効率的で低コストの方法で合成ゴムを製造し、より有用な特性を備えた製品を生み出すために、新しい化学式が絶えず開発されています。遺伝子工学は、より多くのラテックスを生産するゴムの木、または天然ゴムの生産をより効率的にする物理的特性を備えたラテックスを生産する木をもたらす可能性があります。

消しゴムのデザインの未来のヒントは、非常に高品質の筆記用具を専門とする会社であるLevengerのユニークな消しゴムであるErgoraserに見られます。 2年間の研究の末に開発されたエルゴレーザーは、スプーンの形によく似た楕円形で湾曲しています。

親指は、快適で効率的に設計された方法で、使用中にカーブの内側にフィットします。通常の消しゴムに比べると非常に高価ですが、シンプルなオブジェクトで最高の品質を求める人々にとって、エルゴレイザーは将来重要な役割を果たすことを約束します。