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2022-09-20 18:12
童年之谜:那种好看的香橡皮,为何总是擦不干净?

本文来自微信公众号:果壳 (ID:Guokr42),作者:孙亚飞,题图来自:unsplash


前阵子在网上看到这么一张梗图《如果你觉得自己没用,就想想这些家伙吧》——



不得不说,这张图真是满满的童年回忆啊!


回忆被勾起的同时,我们就要问了:为什么童年记忆里,这些漂亮的香橡皮常常不好用,而那些擦得很干净的橡皮又往往难看又难闻?


其实,从橡皮诞生起,这个问题就出现了。


橡皮:橡胶擦除器 


说到橡皮,就要先说铅笔。


之前,铅笔的木质笔杆中包裹的是真的“铅”。到16世纪,铅笔中的铅被石墨替代,变得笔迹明显又容易擦除,自然广泛应用起来。对需要画图纸的工程师们来说,简直是一次技术革命。


但问题也随之而来。


最初,人们一般用面包来擦除铅笔痕迹。背后原理并不复杂:石墨吸附在纸张表面形成笔迹,只要找个吸附力比纸更强的东西,就可以擦除。虽然潦草,倒也对付得过去。


这种擦除办法,在18世纪时迎来了转机。当时,在欧洲,有一种美洲大陆来的舶来品引起了很多人的兴趣,那就是:天然橡胶。


1770年,英国化学家普利斯特利(也是氧气最早的发现人之一)在用橡胶做实验的时候注意到,这种物质似乎很适合用来擦除铅笔的笔迹。这主要是因为,天然橡胶有很好的弹性,和粗糙的纸面之间能够更好地贴合,擦除效果自然也就提升了。


于是,根据这个特点,普利斯特利给橡胶起名“rubber”,字面意义就是“擦除器”。至今,“rubber”也同时具有“橡胶”和“橡皮擦”的含义,不过,在日常生活中,也会用来指代“橡胶避孕套”。此处插播一个冷知识:我们国家1993年出版的人教版中学英语教材,就是有著名的“李雷和韩梅梅”那个版本,教材中橡皮的英文是“eraser”,在此之前的版本中则是“rubber”。


不过,这种“橡胶擦除器”有个不足之处在于,天然橡胶太过柔软,使用起来的体验不够好。


1839年,转机再次来临。一位名叫查尔斯·古德伊尔(Charles Goodyear)的美国人开发出一种橡胶处理工艺,他将硫磺和天然橡胶混合起来加热,制成了最早的硫化橡胶。所谓硫化,就是橡胶的分子通过硫原子连接起来,硫在其中起到了固定位置的作用。这样,橡胶分子就不再能随意移动,成品形状也就确定了。


如此,也就诞生了现代意义的橡皮。


橡皮悖论:好用的不好闻,好看好闻的不好用 


只是,新问题也随之而来。这种硫化天然橡胶做成的橡皮擦,好处是形状固定,更加耐用,擦除效果确实不错,但是味道实在有些糟糕。这也不奇怪,硫化工艺最早使用的原料就是硫磺,一种有着“地狱元素”之称的化学元素,气味委实有些刺鼻。即便是现代的硫化剂,很多也仍然含硫,难免会有难闻的味道。


硫化天然橡胶做成的橡皮擦,本身的颜色是鹅黄色到棕黄色丨putitonpaper.bigcartel.com


到了20世纪,人工合成的聚合物成为新材料的发展趋势。其中,一种叫聚氯乙烯的聚合物,因为成本低廉等优点,迅速跻身最通用、用量最大的人工合成材料之一。


聚氯乙烯(PVC),一般情况下被视为塑料。有时候,你会在一些塑料制品的包装上看到三角形标志,如果标志中的数字是“3”,就代表它是聚氯乙烯,有时候人们也会用“乙烯基”简称这种材料。


图丨@许小然/知乎


不过,这种塑料很特殊,它本身比较脆,不容易定型,所以就需要加入增塑剂(也叫塑化剂),然后混合加热才能定型。


在PVC中添加塑化剂的比例,可以有很大的调整空间。如果添加量在10%左右,那么最终的成品也只是刚刚能够定型,仍然很脆,通常被用来做水管;但是,如果添加量在50%左右,这是的PVC就变得非常柔软,甚至还有些弹性,就跟橡胶似的。所以,这种状态下的PVC也常被称为塑胶,它也能像天然橡胶那样擦除笔迹。


PVC橡皮擦确实有一些优点。比如在塑化剂的添加量较多时,它就变成半透明的状态了,这时候如果添加一些色素,就可以制作成各种有趣的造型,比如水果或者各种动物。另外一方面,大量添加的塑化剂相当于溶剂,橡皮也就能溶解一些香精,这样就成了有香味的橡皮擦。好看,还有点香,这样的橡皮谁看了不喜欢?


这样的橡皮谁看了不喜欢?丨SKsiddhartthan / Wikimedia Commons


对厂家来说,生产PVC橡皮非常考验工艺水平。一旦条件控制不够理想,很容易导致橡皮的质量不稳定。


比如橡皮的硬度。如果对塑化剂的含量控制不佳,可能造出的橡皮就会太硬或者太软,都不是很实用,因为硬橡皮的摩擦力太小,擦除效果比较弱,而软橡皮耐磨性差,一擦就掉出很多橡皮屑。


而且,当长期使用或是放置时受热以后,塑化剂还会出现分离,这样一来,橡皮擦的材质就会越来越硬,直到丧失擦除的能力;另一方面,如果将它和塑料尺子放在一起,渗出来的塑化剂还会溶解尺子的塑料材质,然后就粘在一起,这恐怕也是很多人童年的噩梦。


图丨@紫绝/知乎


铅笔顶端的橡皮头,原本是为了应急 


关于童年的橡皮,还有一种特殊的存在形式,就是那种安装在铅笔顶端的橡皮头。


时间拨回到1858年,一位名叫海曼·李普曼(Hyman L. Lipman)的美国画家突发奇想,将铅笔和橡皮组合在一起,并为此申请了专利。这种“带橡皮的铅笔(eraser pencil)”受到了消费者的欢迎,穷困潦倒的李普曼因此大赚一笔,并在14年后将专利以10万美元的高价转手给生产商。


这里还有一个小插曲:由于市面上还有其他人模仿,于是这种二合一的工具挑起了一场专利战。李普曼的专利并没有获得法院支持,法官认为这种发明没有创新性。尽管如此,这场专利战后来还是成为知识产权领域的经典案例。


遗憾的是,这款经典设计虽然保留至今,但是从实用的角度,这种铅笔上的橡皮略显鸡肋,同样也是很多人童年记忆中很不好的部分。不过,不知是否有人注意到,这种橡皮虽然擦铅笔笔迹效果不佳,却能够擦掉钢笔笔迹。


这是因为,铅笔橡皮二合一的设计本就是为了应急,生产厂家也不是很上心,往往会安装最廉价的“办公橡皮”。这种橡皮含有一些“轻石”矿物,生产成本较低,但它能够刮掉纸张表面一层,从而擦除那些渗透在纸张纤维中的钢笔笔迹,却又因为太硬不适合用于擦除铅笔笔迹。


铅笔上的橡皮丨Unsplash


如今,虽然应用的场景越来越少,但是随着消费者对它的要求越来越高,橡皮也有了很多改进。


比如最通用的PVC橡皮,其中的塑化剂往往使用邻苯二甲酸酯类,摄入后可能会给儿童发育造成性早熟之类的影响。于是,PVC橡皮开始转型,使用更环保安全的塑化剂。同时,因为颜值低而被冷落的天然橡胶橡皮又重新开始流行起来,当然,这也和硫化剂的气味进一步减弱有关。


此外,那种带橡皮的铅笔工艺现在也已经有了很大进步,一些生产商将更适合擦掉笔迹的橡皮和铅笔结合起来,使用起来既便捷且橡皮不易丢失,擦除效果也有了改善。


或许等现在的孩子们长大,关于橡皮的童年记忆会更美好一些吧。


参考文献

[1] Historical Note. MRS Bulletin 19, 69 (1994).https://doi.org/10.1557/S0883769400036824

[2]Grady, M. F., & Alexander, J. I. (1992). Patent law and rent dissipation. Va. L. Rev., 78, 305-350. https://doi.org/10.2307/1073310


本文来自微信公众号:果壳 (ID:Guokr42),作者:孙亚飞

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