Archivo mensual: diciembre 2013

La Baquelita

La Baquelita, el material que destruía los equipos de laboratorio, pero abrió la puerta a la era de los Plásticos…

La Baquelita (o Bakelita) fue la primera sustancia plástica totalmente sintética, creada en 1907 gracias al fruto de la constancia y curiosidad de un gran científico; al igual que el Celuloide, la Baquelita busca sustituir un producto natural, que en este caso era utilizado para la naciente industria eléctrica; pero el desarrollo de la Baquelita inspiró todo un mundo de nuevos materiales que ya no solamente imitaban la naturaleza sino que en muchos casos la superaban…

Leo Hendrik Baekeland nació en Bélgica en Ghent el 14 de Noviembre de 1863, hijo de un zapatero, y madre dedicada a los servicios domésticos; el padre orientó a Leo para que desarrollara el oficio de zapatero, pero su madre se opuso y logró que asistiera a una escuela secundaria pública, donde inicio su larga dedicación por la Química. Beakeland mientras trabajaba como asistente farmacéutico, tomaba clases nocturnas de química, mecánica y fotografía.

En 1880, ingresó a la Universidad de Ghen, la misma Universidad donde 15 años antes, August Kekule, había descrito el anillo de Benceno, piedra angular de la Química Orgánica Aromática.

Leo Beakland

Sus estudios de química, sentaron las bases de sus logros futuros, tanto en compuestos fenólicos y la fotografía.

veloxEstados Unidos de América llamó la atención del joven que, en 1889, emigró a Nueva York y comenzó a trabajar como químico en una empresa de material fotográfico, bajo la tutoría del prof. Charles F. Chandler de la Universidad de Columbia. Aquí logró su primer gran invento: Velox, un nuevo tipo de papel fotográfico que permitía tomar imágenes usando luz artificial. En 1899 la patente de Velox y la fábrica fueron compradas por George Eastman por un monto que estiman entre 750 mil y 1 millón de dólares!!

Cualquier persona con semejante capital a inicios del siglo XX, se hubiera sentido realizado y comenzaría a disfrutar de la buena vida, pero Leo Baekeland a sus 36 años y entusiasta espíritu científico, prefirió comenzar una nueva etapa de investigación, y de esa forma creó su propio laboratorio.

El auge de la nueva industria eléctrica, requería de mucho material aislante para los cables, el material utilizado para tal fin era el Shellac; este material se obtenía de una resina segregada por el insecto Lac en los bosques de la India y Tailandia en Asia Oriental. Con la esperanza de sacar provecho de la escasez de esta goma-laca de origen natural, Baekeland, así como varios otros investigadores, estaban experimentando con resinas solubles. Una de las cosas que llamó su atención fue el producto resinoso formado cuando dos productos químicos reaccionan juntos como el fenol y el formaldehído.

Adolf Von Baeyer (Premio Nobel de Química de 1905) había iniciado los primeros experimentos en 1872 con la reacción Fenol-Formaldehído, la cual describió como una feroz reacción que resulta en una sustancia similar al alquitrán que parecía no ser accesibles para el análisis químico y que él llama despectivamente “grasa”. En 1891 Werner Kleeberg (alumno de Baeyer), también experimentó con la misma reacción utilizando acido clorhídrico como catalizador. El resultado fue una sustancia similar a la sustancia pegajosa de Baeyer  pero era insoluble, infusible y químicamente inerte. En 1899 Arthur Smith recibe la patente británica 16.275 por “Resina fenol-formaldehido para uso como sustituto de la ebonita en aislamientos eléctricos”, pero el producto requería de varios días para su solidificación y a lo largo de ese tiempo se deformaba.

bakelizer

A partir de 1902 y a pesar de todos los fracasos que tuvieron sus antecesores, Baekeland insistió en controlar la reacción. Su primer resultado para sustituir el Shellac fue un producto soluble de fenol-formaldehído que llamó Novolak, pero no tuvo éxito comercial. Gracias a su perseverancia y confianza en el producto, siguió investigando para obtener un producto sólido y comenzó a añadir soda cáustica (NaOH) a la reacción, así como otras bases para brindarle al producto resistencia al calor y a los solventes. Para controlar la liberación feroz del gas se le ocurrió la idea de desarrollar el “Bakelizer” un recipiente de presión a vapor que permitía ajustar la presión y temperatura para la liberación controlada del gas a presión, dando así origen a los reactores de polimerización que hoy conocemos.

Tras varios años de investigación para poder controlar el proceso, en 1907 el producto final del “Bakelizer” fue:

 Polyoxybenzylmethylenglycolanhydride;    

ahora entendemos y disculpamos el egocentrismo de Leo Baekeland  al “bautizar” a esta nueva resina sintética como: “baquelita o bakelita” y la produjo en tres formas que denomino baquelita A, B y C en función de sus características químicas y físicas.

A pesar que el objetivo inicial era obtener un material que fuera imitación de la naturaleza, la Baquelita tenía una poderosa identidad propia, era un material oscuro que a diferencia del celuloide podía ser moldeado y mecanizado en casi cualquier cosa, es resistente a los solventes y tiene buenas propiedades como aislante eléctrico.  Baekeland había transformado algo maloliente y desagradable en una sustancia maravillosa!

La baquelita se clasifica como el primer plástico termoestable, ya que una vez que ha sido calentado, moldeado y solidificado no puede volver a ablandarse; a diferencia de los polímeros termoplásticos que pueden ser fundidos y moldeados repetidas veces.

Baekeland reivindicaba sin exagerar que su producto era el material de mil usos.

Estos productos no podrían haber llegado en mejor momento debido a los enormes mercados potenciales como el del automóvil, la radio, la fotografía y la telefonía estaban comenzando a cambiar el mundo.

productos baquelita

Para comercializar la baquelita, creó en 1910 la Compañía General Bakelite en los EE.UU, de la que fue presidente hasta 1939 y dio licencias a concesionarios de otras partes del mundo.

En 1939, dicha compañía fue adquirida por Union Carbon and Carbide; como presidente de la subsidiaria británica se nombró al  ingeniero eléctrico británico James Swinburne, que casualmente en 1907 había presentado en la oficina de patentes  británica un producto de resina de fenol, la cual fue rechazada porque el día antes Baekeland patentó su producto!!.

Gracias al éxito de la baquelita Baekeland se convirtió en multimillonario y fue portada de la revista Times el 22 de diciembre de 1924. Recibió la medalla Franklin en 1940. Es autor del libro Some aspects of industrial chemistry.

time beakland

Como hemos visto, el desarrollo del primer polímero no natural obtenido en un laboratorio de química, revolucionó el mundo al dar origen un nuevo material que no se encuentra en la naturaleza y puede ser fabricado, moldeado y mecanizado a nuestro antojo, y a lo anterior debemos añadir que el mayor aporte de baquelita fue el de inspirar al desarrollo de los plásticos modernos que hoy conocemos.

El material de los mil usos no podía estar ausente en el mundo del empaque. Por la década de 1930 eran muchas las tapas de rosca hechas con baquelita; todavía hoy en día se fabrican algunas tapas con baquelita, especialmente con diseños muy elaborados utilizados en la industria de cosmética y química. Las tapas de rosca de baquelita tenían el defecto de no ser flexibles al aplicar el torque de cierre, ya que tendían a agrietarse y partirse; por esa razón hoy en día la mayoría de las tapas son de Polipropileno.

tapas baquelita

La puerta que a principios del siglo XX abrió Baekeland para la obtención de nuevos materiales hechos en laboratorios, ha modificado la forma que diseñamos nuestros productos; ya no buscamos un material que se adapte a nuestras necesidades, ahora gracias a los polímeros podemos diseñar un material cuyas propiedades se adapten a nuestras necesidades.

Videos:

L. Baekeland y la Baquelita (1907):

Cumbres de las ciencias naturales y la técnica: 

The Bakelite Breakthrough: How plastics came of age:

 

Bibliografía y Webgrafía

Bakelite museum: http://www.bakelitemuseum.de/

American Chemical Society: 

http://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/bakelite.html

http://www.acs.org/content/dam/acsorg/education/whatischemistry/landmarks/bakelite/the-bakelizer-commemorative-booklet.pdf

British plastic federation-Plastipedia:  http://www.bpf.co.uk/Plastipedia/Plastics_History/Default.aspx

Escuela de Ingenierías Industriales de la Universidad de Vallalodid:  http://www.eis.uva.es/~macromol/curso09-10/Isabel/web/uno.html

Tecnologías de los Plásticos: http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2011/06/baquelita.html

Plastics Historical Society: http://www.plastiquarian.com/index.php?id=62

Chemical Heritage Foundation: http://www.chemheritage.org

Wikipedia: http://www.wikipedia.org/

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Cronología de los Empaques

Si no sabes que fue primero,

el Vidrio o la Hojalata…, el Políester o el Polipropileno…;

no te preocupes aquí tienes un mapa que te va a ayudar !

La siguiente es la cronología durante los últimos 10.000 años de nuestra historia

El nacimiento de los empaques, se origina con la necesidad del hombre primitivo de almacenar, proteger y transportar sus alimentos.

Inicialmente, estos primeros empaques fueron fabricados con los materiales que el hombre primitivo tenía a mano,  y entre los que se pueden incluir: Hojas, fibras, cueros, intestinos.

Con el nacimiento de la cerámica, se crean los primeros envases rígidos, antecesores del vidrio. Poco a poco el hombre fue desarrollando nuevos materiales y aplicaciones en la búsqueda de protección y conservación para sus alimentos.

 8000 A.C.

Primeras vasijas de barro sin cocer Cestos de hierbas entrelazadas Primeros cestos tejidos

4000 A.C.

Nace la alfarería y con ella las primeras urnas y botellas de barro cocido – cerámica

3000 A.C.

cronologia 1

Se desarrolla la industria de los envases de vidrio en Fenicia y Egipt0.

cronologia 2

La historia menciona que mercaderes Fenicios llegaron a una playa en el mediterráneo, y allí hicieron una fogata, que al apagarse dejó ver unos trozos de arena fundida por lo que algún mercader observador decidió experimentar y encontró el camino del vidrio.

Se desarrollan envases de vidrio para perfumes.

1550 A.C.

Primeros productos agrícolas envueltos en hojas de palma y plátano para evitar contaminación.

1500 A.C.

Aparece el ANFORA de barro cocido como elemento de transporte y exportación de vinos, aceites, y agua. Se cubrían con “pez” en la parte interna para darles “barrera” a los líquidos contenidos.Esta “pez” era un recubrimiento obtenido por la destilación del alquitrán y que servía para impermeabilizar las ánforas, sus tapones y las embarcaciones de la época.

Estas ANFORAS tuvieron un papel muy importante en el comercio antiguo y además establecieron unidades de medidas romanas, como el CUADRANTAL que equivalía a 39 litros.

cronologia 3

Las ANFORAS podían medir desde los 30cm hasta un metro y medio de altura y diferentes volúmenes según el tamaño; pero se estandarizó en una media de 45cms de altura y un volumen de un pie cúbico, o 26,026 litros; volumen cuyo peso para agua era equivalente al TALENTO Romano (unidad monetaria).

cronologia 4

400 A.C.

Los celtas inventan el barril de madera para envasado de vinos, aprovechando nuevas técnicas desarrolladas para doblar madera para fabricar barcos.

cronologia 5

Además usaron el principio de que la madera húmeda se dilata o hincha y esto lo y usaron para fabricar un recipiente cuya hermeticidad la producía el mismo producto contenido.

Para la fabricación de barriles se usan maderas finas como el roble y el cedro que además aportan al vino o licor contenido los taninos de la madera, agregando sabor, color, y olor característicos.

Los barriles se usaron para envasar todo tipo de licores, agua, vinos, y muchos productos en salmuera, como pescados y conservas.

Los barriles se fabrican con aros de hierro donde se van colocando el fondo, y las duelas laterales ajustadas a martillo y donde finalmente se coloca la tapa. El volumen contenido era de 42 galones o 159 litros. Hoy los barriles

continúan fabricándose en madera pero también los hay en acero, y plástico.

200 A.C.

Los Chinos desarrollan el Papel a partir de hojas de morera

Se fabrican los primero toneles y barriles de madera para almacenamiento y transporte de vino, aceite de oliva y agua.

750 D.C.

La tecnología china del papel se exporta al medio oriente y de allí llega a Italia y Alemania

868 D.C.

Se desarrollan las primeras herramientas para impresión del papel, en China – Xilografía

1D.C.

Los Romanos desarrollan envases metálicos para cremas cosméticas

1200

La industria del papel se inicia en España, Francia, Inglaterra

Se inventa en Alemania el proceso de estañado del hierro con calor.

1500

Con la imprenta de Gutemberg se imprimen las primeras etiquetas de papel, nace el arte del etiquetado.

Nace la industria de sacos y costales de fique, y yute. Esto fue impulsado por el descubrimiento de América y el inicio de la Logística de embarque

1547

Los españoles inician la industria del vidrio soplado en Puebla (México)cronologia 6

1550

De esta fecha es el empaque impreso más antiguo que se conoce. Por Andreas Bernhardt en Alemania.

cronologia 7

Fotografía: fabrica de papel, Se aprecian las prensas, los moldes.

1700

Llega a Estados Unidos la tecnología de fabricación del papel. Simultáneamente a la revolución Francesa, se desarrollan envases de vidrio para champaña capaces de resistir altas presiones.

Se fabrican tapones de corcho para vino y champaña muy ajustados y que garantizan la hermeticidad el envase.

1798

Se inventa en Francia la primera maquina para fabricación de papel en banda continua. (Robert)

1800

cronologia 8Se lanza al mercado en Bristol Inglaterra la primera Agua Mineral envasada por Jacobo Schweppe con la famosa marca Schweppe’s.

Janet Keiller de Dundee Escocia, introduce la primera mermelada en envase de boca ancha.

Se envasan en metal alimentos secos.

1809

Nicolás Appert investiga la conservación de alimentos mediante el envasado, y gana 12.000 francos en el primer concurso de Diseño de envases, patrocinado por Napoleón y el Gobierno Francés, por su trabajo sobre conservación de alimentos en envases de vidrio para las fuerzas armadas. Este fue el primer concurso de diseño que se llevo a cabo en el mundo; y permitió la posibilidad de que los productos gracias a su envase pudieran salir de los mercados locales al proporcionar un alargamiento de su vida útil.

1810

Peter Durand diseña el envase cilíndrico de hojalata.

Se inicia el envasado aséptico de alimentos por tratamiento con altas temperaturas, gracias a los trabajos del Dr. Luis Pasteur.

1811

Primera prensa mecánica para imprimir, inventada en Alemania por Konig.

1825

Una ola de suicidios, hace que los droguistas Ingleses definan y adopten las primeras normas de etiquetado para venenos.

1835

Justus von Liebig, en 1835 inventa el PVC, desafortunadamente su falta de visión comercial no le permite ver aplicaciones prácticas a este material, y termina almacenado en un depósito; y solo 90 años después hasta 1927 el PVC es redescubierto en Estados Unidos, donde se le encuentran grandes aplicaciones, en la naciente industria discográfica.

1841

Las cajas corrugadas se inventan y se fabrican a mano. Su gran éxito logra que pronto se desarrollen máquinas cartoneras corrugadoras.

1852

Se diseña y fabrica la primera máquina dobladora de papel, que se aplica para fabricar bolsas.

1856

Se patenta la tapa con rosca.

cronologia 9Se desarrolla el tubo colapsible y se aplica al envasado de pinturas al óleo para artistas.

Los primeros tubos colapsibles eran de plomo y estaño lo que unido a que ciertos colores como el rojo (con alto contenido de plomo), causaban a los pintores la enfermedad del saturnismo porque ellos tenia la manía de meterse los tubos la boca para abrirlos o para mascar pintura seca.

1856

Perkin en Inglaterra inventa los colorantes sintéticos, y sienta las bases para la fabricación de tintas.

1856

Borden en Inglaterra inventa la leche condensada

1866

Marinoni en Francia inventa la prensa rotativa

1870

Hyatt en Estados Unidos inventa el celuloide.

1884

Mergenthaler inventa en Estados Unidos el Linotipo, que acelera el desarrollo de la tipografía.

1890

cronologia 10Se imprimen por primera vez las cajas de cartón.

Se envasa en vidrio la leche

Se envasa whisky escocés para la exportación con la marca Black & White.

Se inventa la crema dental y se envasa en tubos colapsibles.

Entra al mercado la Coca-Cola en envase de vidrio.

Entra al mercado la Pepsi Cola

Se desarrolla la flexografía

1893

Ives inventa el fotograbado (USA)

1900

Kellog lanza al mercado el cereal, y este se empaca en cajas de cartoncillo. Se fabrican las primeras tapas de aluminio

1904

Se desarrolla la impresión offset

1905

Nacen los envases compuestos

Se utilizan los tambores de fibra (Drums) para quesos.

Se fabrican los primeros barriles de metal para envasar petróleo.

1907

Se inicia el envasado de mayonesa, un producto muy delicado porque se contamina fácilmente.

1909

Se utilizan las primeras cajas reforzadas con alambre para embalar a granel. Se inventa el Celuloide o Acetato de Celulosa, aplicado a usos fotográficos. Se aplica a pequeños envases de Acetato transparentes.

1911

Se crea la primera máquina empacadora en Suiza.

1913

cronologia 11

Se utiliza foil de aluminio y papel para empaque de los caramelos LifeSavers

1924

Dupont inventa y desarrolla el celofán como material de empacado en New Cork, Estados Unidos.

1926

Laura Scudder de Montgomery, CA. Inventa la bolsa para papas fritas.

1927

Se re-inventa, fabrica y comercializa en Estados Unidos el Policloruro de Vinilo o PVC, que tiene en la industria discográfica su más importante aliado para su desarrollo.

1927

Imperial Chemical Industries ICI de Inglaterra inventa el Poliéster

1928

Los alimentos para bebes comienzan a envasarse en vidrio

1932

Walter Swoyer crea la primera máquina empacadora por formado/Llenado/Sellado para empacar de dulces

1933

Imperial Chemical Industries ICI de Inglaterra desarrolla el polietileno La Dixie Wax Paper Company, de Dallas, introduce la primera bolsa parafinada, preimpresa, llamada “Dixie’s Fresheen”.

1933

BASF desarrolla el poliestireno en Alemania.

1938

Dupont lanza el nylon al mercado.

1940

Se utiliza un aerosol para DDT

Durante la Segunda Guerra Mundial se emplea el polietileno para empaque de tabletas de sulfas Mepacrine durante la Segunda Guerra mundial. También se aplica a la protección de los primero radares en los aviones de guerra.

1947

Se fabrica el primer envase plástico oprimible para el Desodorante Stoppette.

1949

Se desarrolla la técnica de soplado de película y se fabrica el primer tubular para fabricación de bolsas de polietileno.

1950

cronologia 12Imperial Chemical Industries ICI de Inglaterra desarrolla el polietileno de alta densidad.

Se diseñan y fabrican los primeros envases con foil aluminio. GENERAL ELECTRIC de USA y BAYER de Alemania desarrollan el Policarbonato

DUPONT introduce las Películas transparentes de poliéster resistentes a la perforación, Mylar(R).

1959

Se inventa en Italia el Polipropileno.

Se diseña el envase para bebidas gaseosas en aluminio.

1960

Se fabrican con éxito sacos para fertilizantes en polietileno de baja densidad

Nacen los envases flexibles cerrados al vacío como aplicación para empacar salchichas.

Primeras máquinas empacadoras horizontales de tecnología Formado/llenado/sellado – Flor pack

1964

Se desarrollan los primeros Termoencogibles y las películas strech

1970

Se desarrolla en Estados Unidos la tecnología de identificación con código de barras.El primer empaque que lo utiliza es el de chicles Wrigley’s, el sistema utilizado es el UPC, posteriormente los japoneses desarrollan el codigo JAN y los europeos el código EAN que fue el que terminó imponiéndose alrededor del mundo.

Son introducidas las resinas ionoméricas para los envases de carne Llegan los vasos y las bandejas desechables de poliestireno

1974

Se introducen al mercado las películas de PE y PVC extensibles o estirables.

1977

Se comienza a utilizar el PET para fabricar envases de bebidas Gaseosas.

cronologia 14

1980

Se trabaja en reducir los calibres de los envases de hojalata, y se diseñan los envases de una sola pieza.

cronologia 15

Se envasan en caliente productos alimenticios como mermeladas, utilizando PET como material de envase.

Se introduce al mercado la técnica de la coextrusión

Nacen los empaques y envases para microondas.

Se aplica el PET al campo de envasado de perfumes.

Se inventa la holografía

1987

Se desarrolla el empaque con atmósfera modificada MAP

1990

Aumenta la preocupación mundial por la contaminación con envases en los desechos.

El vidrio reconquista mercado por ser un material 100% reciclable.

Los productos biodegradables y los empaques reciclables toman ventaja en los mercados

La comunidad Europea expide una normativa de embalaje que implica 10 años de esfuerzos para reducir empaque y aumentar la tasa de reciclabilidad.

Se crea la Dual System Deuchtland para administrar el Punto Verde en los envases.

Se crea conciencia sobre “EL QUE CONTAMINA PAGA”

cronologia 16

Logo de punto verde

En Alemania los envases con este punto verde han garantizado y pagado por su recogida y reciclado.

2000

cronologia 16La compañía Simphony de Inglaterra crea un plástico de empaque obtenido por petroquímica pero completamente biodegradable.

CARGILL DOW inicia la construcción de la primera fábrica productora de plásticos “Naturales” obtenidos del azúcar de las plantas. Acido poliláctico PLA.

Se introduce al mercado la tecnología de identificación de productos por radiofrecuencia.

2002

Se presenta al mercado de Estados Unidos la primera maquina de empacado con protocolo TCP/IP y puerto para comunicación vía internet. Nace Corny en Australia un plástico obtenido a partir del maíz.

2003

En unas excavaciones arqueológicas en Londres se encuentra un envase metálico de 2000 años conteniendo una crema cosmética. El envase era de origen Romano.

cronologia 17

Foto, Museo de Londres

2004

Se lanzan al mercado las primeras máquinas digitales para impresión de etiquetas. Hewlett Packard, (Indigo) espera sustituir el mercado de máquinas flexográficas y offset de banda angosta.

2007

La robótica es una gran tendencia en maquinaria de empaquetado, el mundo de la automatización en el empaquetado ocupa yá el 70% de los robots en el mundo. A automatización genera mayor calidad, eficiencia y baja el riesgo de contaminación.

2007

Se lanzan al mercado la tecnología de “Rotura Foto térmica” que convierte envases plásticos en combustible.

cronologia 18

Bibliografía y Webgrafía

 Diplomado Envapackhttp://www.envapack.com/diplomado

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