造物还原:改变世界的37种物品

最早的专利

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第一根橡皮筋是在1843年研制出的,当时一个名叫托马斯·汉考克(Thomas Hancock)的英国人把印第安人制造的一个橡胶瓶子切成了薄片。虽然这些橡皮筋又改造成了吊袜带和腰带,但它们的用途有限,因为它们未经硫化。汉考克本人从未做过橡胶硫化,但他确实通过开发割碎机促进了橡胶工业的发展。割碎机是现代橡胶铣床的前身,用于制造橡皮筋和其他橡胶制品。

世界上最大的橡皮筋消费用户是美国邮局。他们每年订购7亿多根橡皮筋,用于分类和投递成堆的邮件。

1845年,另一位英国人斯蒂芬·佩里(Stephen Perry)申请了橡皮筋专利,开办了第一家橡皮筋工厂。在固特异、汉考克和佩里的共同努力下,终于制造出了实用的橡皮筋。

19世纪末,英国橡胶制造商开始在马来西亚和锡兰(斯里兰卡)等英属殖民地开发橡胶种植园。橡胶种植园在东南亚温暖的气候条件下蓬勃发展,同时欧洲的橡胶工业也发展迅猛。更重要的是,出于政治、经济原因,英国不再进口美洲的橡胶。

合成橡胶工艺成熟于第二次世界大战,尽管现在75%的橡胶制品是合成橡胶制成的,但橡皮筋仍然是由天然橡胶制成,因为天然橡胶具有良好的弹性。天然橡胶来自乳胶,一种主要由水和少量橡胶以及少量树脂、蛋白质、糖和矿物质组成的乳状**。大多数天然工业乳胶来自橡胶树,但也有其他品种的树木、灌木和藤蔓产生这种物质。

1.在包装和运输之前,首先在橡胶园生产收获乳胶。处理乳胶的第一步是净化,或者通过过滤以去除树液和碎片等杂质。

班伯里密炼机是芬利· H.班伯里(Fernley H.Banbury,1881—1963)在1916年发明的,它可以把橡胶和其他成分的材料混合在一起。

2.将净化后的橡胶收集在大桶里,与醋酸或甲酸化合作用后,橡胶颗粒粘在一起形成板块物体。

橡皮筋不仅可以把花束绑在一起,而且柔软、宽松的橡皮筋还可以防止花瓣(尤其是郁金香)在运输过程中张开。

处理天然橡胶

3.接下来,在滚轮之间挤压板块物体以去除多余的水分(见图1),然后压成捆或块,通常是61厘米—91厘米见方,准备运往工厂。

混合和铣

4.运到橡胶厂后,一捆捆的板块物料被机器切成小块。接下来,许多制造商使用班伯里密炼机将橡胶和其他成分混合——硫磺使其硫化,颜料使其着色,以及加入其他化学物质来增加或减少橡皮筋的弹性(见图1)。尽管一些公司在下一阶段(铣)之前不添加这些原料,但通过班伯里密炼机混合后的橡胶,产品性能更好,可生产更加统一的产品。

5.生产的下一个阶段是铣削,加热橡胶(如果它已经混合了,那就是混合块;如果没有混合,那就是分开块),然后在铣**将其压扁。

挤出

6.橡胶离开铣床后,被切成条状。在铣削过程中,橡胶条仍然是热的,然后被送入挤出机(见图1),挤出机将橡胶挤出成长而中空的管子(就像绞肉机做出长肉串一样)。

图1 橡胶板在辊间挤压,以去除多余的水,然后压成捆或块。再将它们切成小块,与其他配料混合。接下来,加热的橡胶条被送入挤压机,将橡胶挤出成为长而中空的管子。

固化

7.橡胶管被压在被称为“芯棒”的铝杆上,杆子上覆盖着滑石粉以防止橡胶粘在杆子上。虽然橡胶已经硫化,但此时它还是相当脆弱的,需要“固化”,固化的目的是使用之前,改变它的稠度使其更有弹性,杆子被装载到架子上,然后在大型烘箱加热固化(见图2)。

图2 挤压后,橡胶管被压在被称为“芯棒”的铝杆上,在大型烘箱中固化。最后,把管子从烘箱架上拿下来,放进切割机里,切割机把管子切成橡皮筋。

8.把橡胶管从铝杆上取下,清洗并除去滑石粉,再将其送入切割机中切割,制成橡皮筋(见图2),橡皮筋是按重量卖的,因为它们往往会集在一起,机器很少能准确地称出重量。通常,任何重量超过2.3千克的包裹都可以用机器称重,但仍需要人工称重和调整。

质量控制是一个连续的过程。每个批次的橡皮筋样品都要运用多种方法进行质量检测。一是测试弹性模量,或者说测试一根橡皮筋反弹的强度。绷紧的橡皮筋一拉就会有力地弹回来,而用来固定易碎物品的橡皮筋应该是更轻柔地弹回来。另一个是拉伸测试,它决定了橡皮筋的拉伸程度,拉伸程度取决于橡皮筋中橡胶的百分比:橡胶越多,拉伸的距离就越远。通常第三个特性测试是断裂强度,或者说橡皮筋能够承受多大的拉力后断裂。如果一批样品中90%通过了特定的测试,那么该批橡皮筋将转到下一个测试;如果90%的样品通过了所有测试,那么这批产品就可以上市了。

虽然大多数制造商是按磅出售橡皮筋的,但有些制造商还会保证每磅橡皮筋的数量。这一增加的步骤不仅保证了数量,也保证了质量,因为在称重和计数的过程中额外检查了橡皮筋。

最小的和最大的橡皮筋

任何戴过牙套的人都知道最小的橡皮筋。用来矫正牙齿的韧带是世界上最小的橡皮筋。世界上最大的橡皮筋可以把几辆汽车连在一起用于运输——从技术上讲,它不是橡皮筋,虽然它看起来像橡皮筋。它实际上是由水泥黏合在一起的长条橡胶,叫作板带的物品。

提取橡胶

乳胶存在于树皮和橡胶树内部形成层(树液流动的地方)的乳管中。与树液不同的是,乳胶起着保护剂的作用,从树皮的伤口渗出,并将伤口封闭起来。为了“取出”这种物质,橡胶收获机在树皮上切了一个v形楔子。他们必须记住下次只能在橡胶树不同的地方割胶,如果重复在同一位置割胶会很快地杀死橡胶树。工人们切开树皮,乳胶就会渗出来,收集到一个固定在树上的容器里。每隔一天进行一次,每次都能产出56克的乳胶。