Gomme

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Contexte

Une gomme est un objet qui est utilisé pour enlever les marques du papier. La plupart des gommes sont conçues pour éliminer les marques de crayon. D'autres gommes sont conçues pour être utilisées sur les marques de machine à écrire. Certains stylos spéciaux contiennent de l'encre effaçable qui peut être enlevée par des gommes. Alors que certaines gommes sont vendues séparément sous forme de blocs larges et minces, de nombreuses autres gommes sont attachées en permanence aux crayons. D'autres gommes sont conçues pour s'attacher temporairement aux crayons. Certaines gommes sont enfermées dans des étuis en bois qui ressemblent à des crayons. Ces gommes, conçues pour être taillées comme des crayons, sont souvent accompagnées d'un pinceau. Ceci est utilisé pour éliminer les petits morceaux de gomme laissés après avoir supprimé une marque. Ce type de gomme est généralement utilisé pour supprimer les marques de machine à écrire.

Historique

Les premières gommes étaient des morceaux de pain. Il n'y avait pas de meilleure substance pour enlever les marques de crayon jusqu'à ce que le caoutchouc soit disponible dans l'Ancien Monde. Le caoutchouc était connu des habitants d'Amérique centrale et d'Amérique du Sud bien avant l'arrivée des Européens dans le Nouveau Monde. Dès le XIe siècle, il servait à enduire les vêtements et à confectionner des bals. Il était également utilisé pour fabriquer des chaussures et des bouteilles en versant la forme liquide sur des moules en terre et en la laissant sécher.

En 1735, le scientifique français Charles de la Condamine a décrit une substance connue sous le nom de caoutchouc et envoyé des échantillons en Europe. Le caoutchouc est dérivé d'un fluide produit sous l'écorce d'un arbre trouvé dans les régions tropicales du Nouveau Monde. Ce liquide laiteux, connu sous le nom de latex, est encore utilisé pour fabriquer du caoutchouc naturel.

Caoutchouc a été suggéré pour la première fois comme gomme dans les Actes de l'Académie française en 1752, probablement par Jean de Magellan. En 1770, le scientifique anglais Joseph Priestley a suggéré que le caoutchouc soit nommé caoutchouc, en raison de sa capacité à effacer les marques de crayon. Il a également parlé aux lecteurs de son livre Introduction familière à la théorie et à la pratique de la perspective où acheter "une pièce cubique, d'environ un demi-pouce, pour trois shillings". Au Royaume-Uni, les gommes sont encore connues sous le nom de gommes.

Jusqu'à la fin du XIXe siècle, les crayons et les gommes étaient toujours séparés. En 1858, Hyman Lipman de Philadelphie a breveté un crayon avec une rainure dans la pointe, dans laquelle une gomme a été collée. Au début des années 1860, la société Faber fabriquait des crayons avec des gommes attachées. En 1862, Joseph Rechendorfer de New York a breveté une amélioration de la conception de Lipman et a poursuivi Faber. La Cour suprême des États-Unis a déterminé que l'idée de combiner un crayon avec une gomme ne pouvait pas être brevetée. La raison de cette décision était le fait que la combinaison du crayon et de la gomme ne changeait pas la fonction de l'un ou l'autre. Cette décision a ouvert la voie à de nombreuses entreprises pour fabriquer des crayons avec des gommes.

En 1867, une gomme creuse, dans laquelle un crayon pouvait être inséré, a été inventée par J. B. Blair de Philadelphie. Des versions antérieures sont également connues pour avoir existé. En 1872, la société Eagle fabriquait des crayons avec des gommes insérées directement dans l'étui en bois du crayon. D'autres entreprises ont rapidement fabriqué des crayons similaires, qui sont devenus connus sous le nom de crayons penny parce qu'ils étaient peu coûteux. La disponibilité de crayons avec gommes attachées dans les salles de classe a d'abord été controversée. On croyait que la capacité de corriger facilement les erreurs rendrait les étudiants insouciants. Malgré cette préoccupation, les crayons avec gomme étaient extrêmement populaires. Environ 90% des crayons américains modernes sont fabriqués avec des gommes attachées. Les crayons sans gomme sont un peu plus courants en Europe.

Matières premières

La matière première la plus importante dans une gomme est le caoutchouc. Le caoutchouc peut être naturel ou synthétique. Le caoutchouc naturel est obtenu à partir du latex produit par l'hévéa (Hevea brasilienesis). Le caoutchouc synthétique existe sous une grande variété de formes. Le caoutchouc synthétique le plus courant est dérivé des produits chimiques styrène et butadiène. Le styrène est un liquide dérivé de l'éthylbenzène. L'éthylbenzène est généralement fabriqué à partir d'éthylène et de benzène, tous deux dérivés du pétrole. Le butadiène est un gaz dérivé soit directement du pétrole, soit de substances appelées butanes et butènes, qui sont dérivés du pétrole.

D'autres ingrédients ajoutés au caoutchouc incluent des pigments qui changent la couleur de la gomme. Le blanc peut être produit avec de l'oxyde de zinc et de l'oxyde de titane. Le rouge peut être produit par l'oxyde de fer. De nombreuses autres couleurs peuvent être produites avec divers colorants organiques.

Un ingrédient important ajouté à presque tout le caoutchouc est le soufre. Le soufre permet au caoutchouc d'être vulcanisé. Ce procédé a été inventé par Charles Goodyear en 1839. Il utilise la chaleur et le soufre pour rendre le caoutchouc plus durable et résistant à la chaleur.

Divers autres ingrédients peuvent être ajoutés au caoutchouc. Il s'agit notamment de l'huile végétale, pour rendre le caoutchouc plus souple et plus facile à façonner, et de la pierre ponce, un minéral naturel qui rend la gomme plus abrasive.

Le processus de fabrication

Fabrication de caoutchouc naturel

• 1 Les plantations d'hévéas ne se trouvent que dans les régions tropicales avec des niveaux élevés de précipitations annuelles. La Malaisie est le premier producteur d'hévéas. Un arbre à caoutchouc est entaillé en coupant une fine bande d'écorce d'environ 0,04 po (1 mm) de profondeur de l'arbre aussi haut que le travailleur peut facilement atteindre. Les bandes suivantes seront coupées sous la première. Chaque bande atteint environ la moitié de la circonférence de l'arbre et s'incline vers le bas à un angle d'environ 30 degrés pour permettre au latex de s'écouler dans un récipient. Si le latex est autorisé à coaguler naturellement, chaque coupe produira environ 1 oz (28 g) de latex avant que le latex ne cesse de couler après quelques heures. Un produit chimique peut être appliqué sur l'écorce pour empêcher le latex de coaguler, lui permettant de s'écouler pendant plusieurs jours.
• 2 Le latex collecté passe à travers un tamis pour éliminer les corps étrangers. De l'eau est ajoutée au latex et le mélange est pompé dans de grands réservoirs horizontaux contenant des cloisons en aluminium. De l'acide acétique ou de l'acide formique dilués sont ajoutés pour faire coaguler le caoutchouc en plaques sur les cloisons. Les dalles sont aspergées d'eau lors de leur passage dans une série de rouleaux. L'excès d'eau est éliminé par une autre série de rouleaux. Les dalles sont emballées en balles, pesant généralement 225-250 lb (102-113 kg), sous la forme de cubes d'environ 2 pi (60 cm) de chaque côté. Les balles sont recouvertes d'argile pour empêcher le collage, liées avec des sangles métalliques et expédiées aux fabricants.

Fabrication de caoutchouc synthétique

• 3 Selon le type de caoutchouc synthétique fabriqué, une grande variété de procédés de fabrication peut être utilisée. La forme la plus courante de caoutchouc synthétique, le caoutchouc styrène-butadiène, est généralement fabriqué dans un processus d'émulsion.
• 4 Divers produits chimiques sont obtenus à partir du pétrole par distillation fractionnée. Ce processus consiste à chauffer le pétrole à environ 600-700°F (315-370°C) et à permettre à la vapeur de passer à travers une haute tour verticale. Au fur et à mesure que la vapeur monte à travers la tour, elle se refroidit. Les produits chimiques avec des points d'ébullition différents passent du gaz au liquide à différents points à l'intérieur de la tour et sont collectés. Les produits chimiques à très haut point d'ébullition restent à l'état liquide lorsque le pétrole est chauffé et peuvent être retirés du bas de la tour. Les produits chimiques à très bas point d'ébullition restent sous forme de gaz et peuvent être retirés du haut de la tour.

  Les gommes sont fabriquées à partir de caoutchouc naturel ou synthétique. Le caoutchouc naturel est produit à partir de latex récolté sur les hévéas. L'eau est éliminée du latex, augmentant la teneur en caoutchouc à 60%. De l'acide est ajouté au concentré liquide afin de produire des feuilles solides de caoutchouc sec.

• 5 D'autres produits chimiques sont obtenus par craquage catalytique. Ce procédé implique le chauffage du pétrole à environ 850-900°F (454-510°C) sous pression en présence d'un catalyseur. Le catalyseur provoque des réactions chimiques. Le nouveau mélange de produits chimiques est ensuite séparé par distillation fractionnée.
• 6 Le styrène et le butadiène sont obtenus en soumettant certains produits chimiques dérivés du pétrole à diverses réactions chimiques. Le styrène est un liquide dans des conditions normales, mais le butadiène est un gaz et doit être stocké sous pression pour le maintenir sous forme liquide.
• 7 Les deux liquides sont pompés dans un récipient et mélangés avec de l'eau, du savon et un catalyseur. Le catalyseur fait réagir le styrène et le butadiène pour former des particules de caoutchouc synthétique. Le savon provoque la dispersion de ces particules dans l'eau en une émulsion lisse. Une agitation constante empêche les particules de caoutchouc de se déposer.
• 8 D'autres produits chimiques ajoutés au mélange comprennent des stabilisants, qui empêchent le caoutchouc de se décomposer, et des modificateurs, qui modifient les propriétés du caoutchouc. Un autre produit chimique est ajouté pour arrêter la formation de particules de caoutchouc à un point optimal. Le styrène et le butadiène non convertis sont éliminés et réutilisés. Un coagulant est ajouté à l'émulsion, provoquant le dépôt du caoutchouc synthétique. Le caoutchouc styrène-butadiène est généralement expédié aux fabricants dans des sacs en plastique polyéthylène, chacun contenant 75 lb (34 kg) de caoutchouc.

Faire des gommes

• 9 Le caoutchouc arrive à l'usine de gommes et est mélangé à des pigments, de l'huile végétale, de la pierre ponce, du soufre et d'autres ingrédients qui modifient les propriétés du produit final. Le caoutchouc synthétique est plus facile à mélanger car il se présente généralement sous forme de poudre ou de liquide. Le caoutchouc naturel arrive généralement en balles et doit être pulvérisé en poudre ou dissous dans un solvant avant de pouvoir être mélangé.

  Une fois le caoutchouc naturel ou synthétique mélangé avec des pigments, de l'huile végétale, de la pierre ponce, du soufre et d'autres ingrédients supplémentaires, le mélange est chauffé et les gommes sont formées. Afin de fabriquer des tampons gomme qui seront fixés aux extrémités des crayons, le mélange de caoutchouc est extrudé et découpé en tampons. Pour réaliser des gommes plates et rectangulaires, le mélange est injecté dans des moules puis refroidi.

• 10 Le mélange est chauffé, provoquant la vulcanisation du soufre, le rendant plus stable. Pour fabriquer des bouchons, qui seront fixés sur des crayons, un procédé d'extrusion est généralement utilisé. Le mélange, sous la forme d'un solide mou, est forcé à travers une filière pour former un long cylindre. Le cylindre est coupé à plusieurs reprises au fur et à mesure de sa sortie, formant des bouchons.
• 11 Pour fabriquer des plats, qui ne sont pas attachés à des crayons, un procédé de moulage par injection est généralement utilisé. Le mélange, sous la forme d'un liquide chaud, est forcé dans des moules et laissé refroidir en un solide. Les méplats sont ensuite démoulés.
• 12 bouchons sont expédiés directement aux fabricants de crayons. Ils sont attachés aux crayons par de petits étuis métalliques cylindriques appelés viroles. Les viroles sont en aluminium ordinaire pour les crayons moins chers, ou en laiton peint pour les crayons plus chers. La virole est fixée au crayon avec de la colle ou avec de petites pointes métalliques. Le bouchon est inséré dans la virole et serré autour de celle-ci.
• 13 Les appartements peuvent être marqués du nom du fabricant ou d'autres marques. Cela peut être fait en tamponnant en appuyant sur un tampon encré sur la gomme. Elle peut également être réalisée par sérigraphie en déplaçant un rouleau encreur sur une feuille de soie à motifs ou un autre matériau qui recouvre la gomme. Des marquages ​​tridimensionnels peuvent être réalisés par gaufrage, en coupant la gomme avec une matrice pointue. Les appartements terminés sont emballés dans des boîtes en carton et expédiés aux détaillants.

Contrôle qualité

La fabrication des gommes est hautement automatisée, avec des produits fiables fabriqués par millions chaque année. Les fabricants de gommes expérimentés ont affiné les techniques utilisées au point où une inspection approfondie n'est pas nécessaire.

Les matières premières expédiées au fabricant sont fournies par des entreprises connues pour fournir des substances ayant les caractéristiques appropriées. Si une nouvelle substance est fournie, ou si elle provient d'une nouvelle entreprise, le fabricant de la gomme peut l'inspecter pour s'assurer qu'elle répond à toutes les spécifications.

Seul un très petit pourcentage de gommes doit être inspecté pour s'assurer qu'elles ont les propriétés physiques appropriées. Les appartements doivent être de la bonne taille pour entrer dans les boîtes. Les bouchons doivent avoir les dimensions correctes pour s'adapter aux embouts. La dureté des gommes est essentielle à leur efficacité. Les inspecteurs expérimentés peuvent facilement déterminer si une gomme est trop dure ou trop douce.

Le futur

Les gommes sont restées pratiquement inchangées pendant de nombreuses années. Des améliorations dans la technologie de la gomme sont susceptibles d'être apportées à la façon dont le caoutchouc est produit. De nouvelles formules chimiques sont constamment développées pour produire du caoutchouc synthétique de manière plus efficace, moins coûteuse et qui aboutit à des produits aux propriétés plus utiles. Le génie génétique peut produire des arbres à caoutchouc qui produisent plus de latex, ou des arbres qui produisent du latex avec des propriétés physiques qui rendraient la production de caoutchouc naturel plus efficace.

L'Ergoraser, une gomme unique de Levenger, une entreprise spécialisée dans les fournitures d'écriture de très haute qualité, donne un aperçu de l'avenir de la conception de la gomme. L'Ergoraser, développé après deux ans de recherche, est ovale et incurvé, un peu comme la forme d'une cuillère.

Le pouce s'adapte à l'intérieur de la courbe pendant l'utilisation d'une manière conçue pour être confortable et efficace. Bien qu'extrêmement chère par rapport aux gommes ordinaires, l'Ergoraser promet de jouer un rôle important à l'avenir pour ceux qui exigent la plus haute qualité dans des objets simples.