Archivo de la etiqueta: Envases

El Aerosol, un empaque siempre bajo presión…

El concepto del aerosol, se basa en pulverizar un producto para dispensarlo; lo que a sus inicios no se sabía, es que también estábamos pulverizando la capa de Ozono…

 

 Antes de comenzar con los orígenes de los aerosoles, es pertinente  conocer su funcionamiento. 

aerosol-can-2El concepto del aerosol comprende un sistema que dispensa por medio de una neblina,  un principio activo (detergente, pintura, fragancias, etc) y para crear la neblina (pulverización) utiliza un gas propelente almacenado en un contenedor, como puede ser una botella o una lata. Cuando se abre la válvula del recipiente, el líquido sale a través de un pequeño agujero y luego emerge como niebla. Con la expansión del gas, parte del propelente se evapora en la lata lo que ayuda a mantener una presión constante. Justo fuera de la lata, pequeñas gotas de propelente se evaporan rápidamente, lo que deja la carga útil suspendida en forma de gotitas o partículas muy finas. El concepto de una lata de aerosol de este tipo no es nuevo y ha estado allí desde hace siglos.

La idea de utilizar presión para dispensar un producto existe desde el siglo XVIII, cuando en Francia se introducen las bebidas carbonatadas. En 1837  Perpignan inventa el primer concepto de las bebidas gaseosas con un sifón metálico que incluía una válvula; el problema era que por su tamaño y peso no era fácil de usar y transportar.

En 1899 los inventores Helbling y Pertsch patentan los aerosoles presurizados utilizando un propelente añadido como el cloruro de etilo. La idea de Helbling y Pertsch facilitó a los médicos de la época aplicar la anestesia local utilizando ampollas que podían calentar con la mano para incrementar la presión y luego rompían un extremo para que el líquido saliera a presión produciendo una sensación de frío en la piel al evaporarse.

Erik RotheimLa gran innovación aplicable en términos comerciales se la debemos al noruego Erik Rotheim, que en 1927 patentó una lata aerosol con válvula. La invención funcionaba, pero había problemas con la boquilla, la cual tendía a obstruirse.  Erik decidió vender su patente a una compañía americana por el monto de 17.000 dólares.Patente Erik Rotheim

Más tarde en el año 1939 Julian S. Kahn tomó la batuta que Erick había cedido y desarrolló un aerosol desechable, pero lamentablemente su idea de crema batida en aerosol no pudo concretarse.

La invención de Erik tuvo que esperar hasta la segunda guerra mundial donde tuvo el mayor auge, específicamente en el Pacífico, donde más soldados fallecían por enfermedades transmitidas por insectos que por el mismo enemigo. La responsabilidad de combatir a este “pequeño enemigo” estuvo a cargo de Lyle Goodhue y William Sullivan, quienes trabajaban para el departamento de agricultura de los Estados Unidos.

 800px-aerosol_1943En 1941 Goodhue y Sullivan desarrollaron una moderna lata de aerosol que tenía la virtud de poder recargar el gas licuado (flurocarbono) y el principio activo, la llamaban la “bomba contra insectos”. Su cualidad de ser portátil y recargable abrió un completo horizonte comercial después de la guerra; en 1948 tres compañías recibieron licencias  para fabricar este tipo de aerosol, entre las cuales se encuentran Claire Manufacturing y Chase Products Company, las mismas que hoy en día siguen fabricando productos en aerosol.

Desde el punto de vista comercial el propelente que impulsó el uso masivo de los aerosoles, no fue el gas en su interior; paradójicamente fue ¡la válvula que evitaba su salida!

Robert AbplanabEn 1947 el inventor de 27 años de edad Robert Abplanalp desarrolló una válvula que se engrapaba o engarzaba (crimp) al envase, logrando mantener su presión interna; el envase de aluminio permitió elaborar aerosoles económicos y prácticos para productos diversos como líquidos, polvos y cremas.

En 1953 Robert patentó su invento (crimp-on valve) y fundó la compañía “Precision Valve Corporation” que sigue siendo hoy en día una referencia en este campo.

Patente Robert Abplanalp

 

A mediados de los años 1970, a raíz del informe de Frank Sherwood Rowland y Mario J. Molina en el Congreso de los Estados Unidos, donde propusieron que el uso de clorofluorocarbonos (CFC) contribuía a la destrucción de la capa de ozono del planeta,  comenzó una creciente preocupación por el futuro en los envases de aerosol.

A pesar de que los aerosoles tenían un impacto menor, comparado a los equipos de refrigeración, la industria del envasado en aerosoles se adaptó a las exigencias ambientales y buscó otras opciones de propelentes como fueron los hidrocarburos solubles en agua (HFC); todavía quedan algunos pocos productos del área médica con CFC pero por razones de desempeño y compatibilidad.

El aerosol es uno de los pocos empaques nacidos en el siglo XX que además de haber tenido una gran aceptación por su comodidad y conveniencia en el uso, por ejemplo: pinturas, lubricantes, analgésicos y desodorantes en aerosol;  ha sabido adaptarse rápidamente a las presiones medioambientales.

Bibliografía y Webgrafía

 National Aerosol Association: http://www.nationalaerosol.com/

 Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Aerosol_spray

Como funciona.org: http://comofunciona.org/como-funciona-un-aerosol-o-spray/

 http://www.thoughtco.com: https://www.thoughtco.com/history-of-aerosol-spray-cans-1991231

Asociación Española de Aerosoles: http://aeda.org/el-aerosol/historia-del-aerosol/

 All in Packaging: https://allinpackaging.co.uk/history-of-making-aerosols-en.html

 Comité Francais des Aérosols: http://cfa-aerosol.org/en/history.php

Precision Valve Corporation: http://precisionglobal.com/about/history/

Google Patent: https://patents.google.com/patent/US2631814

Sciencie.howstuffworks: https://science.howstuffworks.com/innovation/everyday-innovations/aerosol-can.htm

 

Anuncios

Deja un comentario

Archivado bajo El aerosol, Empaques Icónicos

… que pueda ser reconocida aún rota… ¡la botella de Coca Cola!

La particular forma de la icónica botella tiene su origen en un acto desesperado por evitar el plagio y la piratería de la competencia; esta botella fue uno de los primeros recipientes de vidrio que se patentó por su forma distintiva hace un poco más de 100 años y me atrevería a decir que gracias a esta acción, la botella de Coca Cola es el empaque más ampliamente reconocido en el mundo.

 

En 1886 el químico y farmacéutico Jhon Stith Pemberton inventó la bebida más famosa del mundo en Terre Haute, Indiana (a 800Km de Atlanta).  Gracias a un negocio de franquicias de embotellado, el crecimiento de la bebida fue abismal: de vender en 1886 en una localidad, se pasó a vender en todos los EE.UU. ¡en tan solo 14 años!

Evidentemente este crecimiento llamó la atención de muchas personas que comenzaron a incursionar en el mercado con bebidas y nombres similares: Koka-Nola, Ma Coca-Co, Toka-Cola e incluso Koke; las botellas utilizadas en aquellos días eran bastante simples, básicamente cilindros de color marrón o transparentes con la única diferencia entre compañías de un logo en alto relieve en la botella; esto facilitaba la competencia desleal ya que había competencia inescrupulosa que adoptaba logos similares al de Coca Cola para confundir a los consumidores.

Coca Cola 1899-1902koca20nola20crowntop20gastonia20nc

 

En 1906 con la finalidad de evitar la copia ilegal de la botella, la Coca Cola Company comenzó a colocarle a sus botellas una etiqueta en forma de diamante con impresión a colores, pero desafortunadamente el producto se enfriaba en barriles con agua y hielo lo que permitía que se despegara la etiqueta o facilitaba su remoción para colocar la de la competencia.

diamond-paper-labelfb1c6896a28a42f583c29293d193079708dc9fdffd2b2a3c82d687bd8687dd68

La Coca Cola Company inicia litigio contra las empresas que están haciendo falsificaciones de su producto, pero estas acciones legales toman muchos años y los embotelladores estaban pidiendo más protección.

En 1912 la Coca-Cola Bottling Company, convoca a todos sus miembros a unir esfuerzos para buscar un empaque distintivo y proteger su negocio; ellos trabajaron con el abogado principal de la Coca Cola Company, Harold Hirsch, para determinar la mejor manera de conseguir una botella especial.

El 26 de abril de 1915, la Asociación de Embotelladores de Coca Cola acordó aportar 500 dólares para un concurso con el objetivo de desarrollar una botella distintiva para Coca Cola. Se invitaron unas 10 empresas fabricantes de botellas de vidrio y presentarles el reto de desarrollar “una botella tan distintiva que se pudiera reconocer con solo tocarla en la oscuridad o al verla rota en el suelo”.

4452159262_aa5aaa8948Entre los invitados al concurso se encontraba la Root Glass Company en Terre Haute, Indiana. Chapman J Root, como fundador y presidente asumió el reto y convocó a su personal, entre ellos: William R. Root, su hijo; Alexander Samuelson,  superintendente de planta; Edwards Clyde, auditor; y  Earl R. Dean, supervisor del taller de moldería. Se le asignó a Edwards y a Dean buscar ideas en la biblioteca local, y regresó con la imagen del fruto del Cacao; la razón por la cual terminaron con la imagen del cacao es otro misterio, algunos comentan que provino de la confusión entre Coca y Cacao ya que su pronunciación en inglés tiene cierta semejanza; pero otra hipótesis es que al hojear la Enciclopedia  Británica de 1913 la mazorca de Cacao aparecía un par de páginas después de la palabra Coca y quedaron fascinado con su forma.  Cuando Edward y Dean regresaron a presentar su imagen a Samuelson, desarrollaron unas muestras.

Coca Cola Patentcocoa-pods-superfood

La realidad es que la forma del  grano de Cacao fue el modelo a seguir para la nueva botella, una botella abultada en la parte media con ranuras paralelas.

1915_contour_coca-cola_contour_bottle_prototypeLa Root Glass Company puso adelante un registro de patente bajo el nombre de Samuelson, la cual fue concedida el 16 de noviembre de 1915. Es interesante observar que la presentación de la patente se hizo sin la firma en relieve de las letras de Coca-Cola. Esto se hizo para proteger el secreto del diseño y el cliente final.

La propuesta de la Root Glass Company ganó el concurso de los embotelladores y fue adoptada en 1916; más adelante se tuvo  que afinar un poco la forma, pues las pronunciadas curvas del diseño original complicaban el proceso productivo.

A pesar que la botella entró en producción a principios de 1916, no todos los embotelladores la comenzaron a utilizar, ¿la razón? su costo; el peso de la botella era de aproximadamente 14,5 oz (411g) que sumando el peso del producto 6,5 oz (184g) representaban ¡0,6Kg de peso! Al sumar los costos de la nueva botella a los costos de transporte por el alto peso de la botella, las botellas de vidrio eran la parte más cara del negocio de los embotelladores. Pero hacia 1920 la publicidad con la emblemática botella obligó a la mayor parte de los embotelladores a adoptarla.

51a8776c4b2cb49c66c3b175c3fbaea8El color verde de la botella también paso a ser una característica distintiva de la nueva botella, inicialmente se denominó “Verde Alemán” para luego llamarse “Verde Georgia” en homenaje al estado natal de la compañía Coca-Cola. También se pidió que cada fabricante de la botella, grabara en la parte inferior el nombre de la ciudad donde había sido fabricada, y aunque esto fue con fines netamente logísticos y de trazabilidad,  mantuvo durante décadas un aura de misterio con los consumidores y coleccionistas.

Coca Cola 1915-1961Para 1951 todas las patentes habían expirado y la Coca Cola Company, ya dueña de los derechos de las patentes, acudió a registrar la forma contorneada de la botella como marca registrada (Trade Mark) en vez de una patente; este inusual procedimiento le permitió el uso indefinido de la forma contorneada de la botella; recordemos que el uso de la patentes garantizan la exclusividad sólo por un tiempo limitado.

 

La Cola Cola Company ha mantenido por más de 100 años una consistencia internacional en los tres elementos con los cuales más se identifica el consumidor: El producto, aunque en 1985 intentaron hacer modificaciones en su fórmula secreta, fueron los mismos consumidores que le enseñaron a la empresa que ellos son los que mandan…los otros 1428426409347elementos son el logotipo de la marca y la botella; si bien ellos no han sido modificados drásticamente, si han evolucionado a las nuevas tendencias tanto de modas como tecnológicas; el logotipo se ha simplificado pero siempre manteniendo elementos emblemáticos como colores, tipografía y líneas contorneadas; la botella se ha adaptado a las nuevas tecnologías de producción y materias pero manteniendo su esencia de botella contorneada: botellas de vidrio pero de menor peso, botellas de plástico así como aluminio.

coca-cola-logo-evolution

evolution-of-the-contour-bottle-2720-2000-7d9e1f07

Bibliografía y Webgrafía:

Coca Cola Company: http://www.coca-colacompany.com/stories/the-story-of-the-coca-cola-bottle/

Coca Cola España: http://www.cocacolaespana.es/nosotros/botella-contour-historia#.VytuBtThDvZ

Wikipedia: www.wikipedia.com

Revista Time. http://time.com/3724845/coca-cola-bottle/

El Tiempo: http://www.eltiempo.com/economia/sectores/la-historia-de-la-botella-de-coca-cola/15676579

Pasión Coca Colera: http://pasioncocacolera.mex.tl/

Vigo County Historical Society Museum: http://www.vchsmuseum.org/#!coca-cola/c18xx

Kocanola.com: http://kocanola.com/History/default.htm

Glass Bottle Mark: http://www.glassbottlemarks.com/root-glass-company-terre-haute-indiana/

 

Video

The Evolution of the Coca-Cola Bottle

https://youtu.be/Z0ygHKSOMTI

Deja un comentario

Archivado bajo Empaques Icónicos, La Botella de Coca Cola, Uncategorized

Litografía Offset

Una cuestión de química,

si el agua y el aceite se mezclaran…

 ¡no existiría la Litografía!

 

Después de Gutenberg,  el desarrollo de la imprenta como él la concibió fue enorme; crecieron diferentes imprentas a todo lo largo de Europa, elaborando libros con diferentes temáticas; fue la Internet del momento!    Pero los costos de impresión debido a los procesos de grabación, seguían limitando el acceso a las publicaciones hasta que aparece un dramaturgo y músico frustrado por no poder publicar sus obras…

 

Alois Senefelder nace en Praga en 1771, hijo de un actor del Teatro Real de Munich; comenzó a estudiar leyes hasta la muerte de su padre, que lo obliga a dejar los estudios para ayudar a su madre y ocho hermanas y hermanos.

Con el claro objetivo de mantener a su familia, acude al teatro pensando que podía obtener dinero de forma rápida; se inicia como dramaturgo y escribe una obra de teatro: “Mathiyle von Altenstein” la cual se presentaría en la Feria de Leipzing, pero los editores no cumplen con los plazos trayéndole grandes pérdidas económicas.

Cansado de pelear con los editores e impresores, comienza a autoeditar  sus obras; inicia con la técnica de Calcografía, pero la abandona rápidamente por falta de destrezas. Debido a que el grabado en planchas de cobre era muy difícil, él decidió tratar de grabar en bloques de piedra caliza bávara; experimenta en su pulido y su grabado por ácido, método que abandona temporalmente por el grabado en relieve, para el que utiliza barnices y tintas diferentes. Fracasa en el intento de obtener una patente de invención por este método, denominado litografía mecánica; la palabra  litho proviene de un vocablo griego que significa piedra.

El mismo Senefelder cuenta en sus escritos una anécdota acaecida en 1796, cuando su madre interrumpe sus trabajos de preparación de una piedra caliza para que escriba una lista de ropa que debía enviar a la lavandería; como no tenía lápiz ni papel, la escribe directamente en la piedra donde estaba trabajando con la tinta alta en grasa que usaba compuesta de jabón, cera y negro de humo; en vez de secarla se le ocurrió pensar en lo que sucedería mojando la superficie con agua fuerte diluida; lo que más le llamó la atención fue como la tinta quedaba fijada indeleblemente a la piedra porosa, incluso después de lavarse repetidamente;  además si se la lavaba observó que la tinta no se adhería a las partes húmedas.

Después de innumerables experimentos y pruebas, en donde probó dibujar con tintas más grasas, y a lavar la superficie de la piedra con distintas diluciones de ácido y agua, fue perfeccionando su técnica hasta llegar a conseguir el procedimiento correcto.

Dos años más tarde, en 1798, Senefelder ha completado todos los pasos de su revolucionario procedimiento, que él denomina “impresión química” y que da a conocer, tras patentarlo, en el resto de Europa.

El sistema sirve comercialmente para la impresión masiva de partituras musicales, carteles publicitarios, mapas, reproducciones de color y rótulos.

En los siguientes años se inicia un rápido desarrollo de maquinarias que buscan optimizar el proceso de impresión litográfica. Recordemos que para esas fechas ya se comenzaba a desarrollar la potencia por vapor y la industrialización de todas las actividades.

El desarrollo de la litografía tomará dos caminos diferentes en los siguientes años según el substrato que se utilice.

En 1875 el inglés Robert Barclay  dado el desarrollo de la latas como envase para alimentos y la necesidad de identificarlas y decorarlas, tomó el desarrollo de la imprenta rotativa que hizo Richard March Hoe en1843, en la cual, la plancha tipográfía de Gutenberg  se convirtió en un cilindro y el papel recorre el perímetro del cilindro; Barclay sustituyó la impresión tipográfica por litográfica y en vez de utilizar piedra caliza (que no podía doblarse) utilizó planchas metálicas, y para evitar el desgaste por contacto directo entre la plancha metálica y la hojalata, introduce un cilindro de cartón para transferir la imagen, dando origen al proceso que conocemos como Litografía Offset, que significa “fuera de lugar” ya que el elemento que tiene la imagen (plancha o piedra) no hace contacto directo con el substrato. Posteriormente el cilindro de cartón es sustituido por caucho y se le conoce como mantilla; el desarrollo de Barclay es utilizado hoy en día para sustratos no porosos como la hojalata y plástico; se conoce como offset seco ya que no se utiliza el agua para delimitar la tinta.

Pocos años después, en 1904, se vuelve a repetir como hemos visto en anteriores capítulos de nuestras historias de empaques, que un accidente se convierte en un gran descubrimiento. En esta ocasión un operador de nombre Ira Washington Rubel que trabajaba en una imprenta de New Jersey llamada Nutley es el protagonista.  En un descuido Rubel olvidó cubrir el rodillo de la prensa litográfica con el papel a reproducir quedando la imagen del soporte grabada, directamente sobre el caucho del rodillo que hace presión sobre el papel;  pasa el rodillo y descubre que algo ha pasado con el papel que creía haber puesto, porque de la prensa no ha salido nada;  Rubel piensa que algo ha debido tragarse el papel de la compleja prensa, y que lo mejor es sacar otra lámina sin limpiar rodillos ni hacer nada; al imprimir por segunda vez , ésta ya con papel y doble comprobación de su colocación,  el impreso final apareció reproducido por las dos caras del papel , una la del contacto con la piedra caliza y la otra la del contacto con el rodillo al que se había adherido la imagen anteriormente;  al ver ambas impresiones, la de la parte del rodillo superaba con creces la calidad de la que se lograba con el sistema litográfico.

A partir de ese momento, al igual que Barclay con la hojalata, nace la impresión no directa (offset) pero con los sustratos porosos como el papel y el cartón.

De esta forma, podríamos decir que la impresión offset es muy parecida a la litografía. Se trata principalmente de aplicar una tinta  de carácter oleoso, sobre una plancha de metal compuesta en su mayoría por una aleación de aluminio. La plancha se impregna de la tinta en las partes donde hay un compuesto oleófilo y el resto de ella se moja en agua para que repela la tinta. Lo que se pretende imprimir se transmite por presión a una mantilla de caucho, para pasarla luego al susbtrato. Es precisamente esta característica la que confiere una calidad excepcional a este tipo de impresión, puesto que el recubrimiento de caucho del rodillo de impresión es capaz de transferir la tinta que lleva adherida a superficies con texturas irregulares o rugosas gracias a las propiedades elásticas del caucho, que no presentan los rodillos metálicos y mucho menos una piedra caliza…

Hoy en día muchos libros, folletos, volantes publicitarios, etiquetas y estuches para empaque son hechos a través de la litografía offset,  básicamente por el bajo costo que representa elaborar las planchas de impresión comparado a otros sistemas de impresión y su excelente nitidez.

 

Bibliografía y Webliografía:

Enciclopedia Britannica:  http://www.britannica.com/EBchecked/topic/477017/printing#toc36829

http://www.jaberni-coleccionismo-vitolas.com 

http://www.jaberni-coleccionismo-vitolas.com/1A.4.3-Alois%20Senefelder-Inventor%20de%20la%20litografia.htm

www. Prepessure.com http://www.prepressure.com/printing/history

http://www.brightub.com http://www.brighthub.com/multimedia/publishing/articles/106466.aspx

Diseño y preimpresión Moza  https://disenoypreimpresionmozadr.wordpress.com


E how en español: http://www.ehowenespanol.com/historia-impresion-litografica-sobre_302145/

Wikipedia: http://es.wikipedia.org/wiki/Aloys_Senefelder

Wikiprint: http://printwiki.org/Lithography

Deja un comentario

Archivado bajo Litografía Offset

El Polipropileno

El Polipropileno, más popular
que la tapa del frasco…

Durante las guerras mundiales, habían interesantes descubrimientos pero si no tenían aplicación inmediata en el mundo bélico, se guardaban en una gaveta; después de la segunda guerra mundial, muchos científicos retornaban a la investigación libre que las prioridades de la guerra no le permitieron ahondar. Los recién descubiertos polímeros derivados del petróleo eran parte de esas investigaciones engavetadas por las guerras.

En el año de 1951 J.Paul Hogans y Robert Banks trabajando para la empresa estadounidense Phillip Petroleum (hoy en día Phillps 66, la cual es dueña del 50% de la acciones de Chevron Phillips Chemical) , estaban tratando de obtener gasolina en base a Propileno, lo cual no lograron, pero obtuvieron de su trabajo un catalizador (sustancia que acelera las reacciones químicas) que les permitió obtener una muestra de polipropileno, aunque en ese momento ni sus propiedades ni su catalizador lo hacía apto para un desarrollo industrial, con el tiempo permitió el desarrollo del polipropileno cristalino.

En paralelo a la Phillip Petroleum , la Standard Oil , por medio de Bernhard Evering y su equipo también estaban produciendo mezclas de Polipropileno y Polietileno en el año de 1950, utilizando un catalizador en base a molibdeno; los resultados fueron iguales de insatisfactorios a nivel industrial.

En 1954 el equipo dirigido por el alemán Karl Ziegler había obtenido el polietileno de alta densidad usando catalizadores organometálicos como las sales de Titanio y circonio; pero lo que no se percató inicialmente el equipo de Ziegler, era que también había obtenido Polipropileno.

Ese mismo año  en Italia, comenzó a experimentar con los catalizadores de Ziegler pero en vez de aplicarlos al Etileno lo hizo con el Propileno, obteniendo el Polipropileno Isotáctico; este tipo de Polipropileno de cadenas regulares, le confiere propiedades que han permitido su uso a nivel industrial y comercial.

Si bien no podemos decir que Giulio Natta fue el descubridor del Polipropileno, si podemos afirmar que Giulio fue el que lo desarrollo para su uso industrial. Evidentemente, se generaron varias disputas sobre los derechos de propiedad intelectual del polipropileno; entre las empresas estaban Montecatini (patrocinador de las investigaciones de Natta), el instituto Max Planck (Karl Ziegle), Phillips Petroleum, DuPont y Standard Oil; estas disputas retrasaron el desarrollo comercial del Polipropileno.

Los trabajos de investigación de Ziegler y Natta fueron recompensados en 1963 con el premio Nobel de Química.

En sus inicios el Polipropileno no podía competir comercialmente con el Polietileno por tener menos resistencia al calor y a la luz, así como su fragilidad a bajas temperaturas. El desarrollo de antioxidantes específicos solucionó la resistencia al calor y la luz mientras que el problema de la baja temperatura fue resuelto incorporando a la formulación del Polipropileno pequeñas cantidades de otros monómeros como por ejemplo el etileno.

Las características y propiedades del Polipropileno, lo hace propicio para una gran variedad de aplicaciones en diferentes sectores, pero resalta su uso en envases para medicamentos y alimentos que requieran procesos de esterilización o envasado en caliente; no podemos dejar pasar por alto que la mayorías de las tapas también son realizadas con este fabuloso y versátil polímero.

Bibliografía y Webgrafía:

Enciclopedia Británica: http://www.britannica.com/EBchecked/topic/469069/polypropylene

Chevron Phillips Chemical company:
http://www.cpchem.com/en-us/news/Pages/Plastics-Innovators-J–Paul-Hogan-and-Robert-L–Banks.asp

Chemical Heritage Foundation:
http://www.chemheritage.org/discover/online-resources/chemistry-in-history/themes/petrochemistry-and-synthetic-polymers/synthetic-polymers/ziegler-and-natta.aspx.

Wikipedia: http://www.wikipedia.com

Deja un comentario

Archivado bajo Polipropileno

El Polietileno

Gracias a “exitosos accidentes” nace el Polietileno!

 

Ya no nos debe sorprender que el Polietileno, al igual que otros polímeros, tenga su origen en un accidente, y que después de varios años, es que hallamos donde podemos utilizar este nuevo material; lo curioso es que por extraña coincidencia con otros materiales de empaque, el campo de batalla es  ¡el primer lugar donde hace su debut!

 

La primera persona que por accidente se topa con este compuesto es el químico alemán Hans Von Pechmann , quien es el descubridor del gas Diazometano. En 1898 calentando este gas en un tubo de ensayo observa un residuo ceroso en el fondo del mismo; consulta a sus compañeros químicos Eugen Bamberger y Friedrich Tschirner, los cuales investigaron la sustancia blanca y grasosa, descubriendo largas cadenas compuestas por –CH2 y lo llamaron poli-metileno.

 El descubrimiento de esa resina de cera llamada polimetileno no pasó a ser algo más que una curiosidad de laboratorio, hasta que el 27 de Marzo de 1933 en los laboratorios de la Imperial Chemical Industries (ICI), Eric Fawcett y Reginald Gibson realizaban experimentos con etileno sometido a altas presiones, pero esa noche debido a un “exitoso accidente” la muestra de Etileno se contaminó con trazas de oxígeno debido a fugas en el autoclave; el oxígeno actuó como iniciador y en la mañana obtuvieron una sustancia blanca y cerosa.

El experimento exitoso no se pudo reproducir hasta 1935, cuando otro químico de la ICI, Michael Perrin , desarrolló este accidente con una síntesis de alta presión reproducible. ¡ Había nacido el Poli-Etileno de baja densidad (LDPE)!

El polietileno fue patentado por la ICI en 1936 y un año después fue desarrollado el polietileno como película. En 1939 (el mismo año en que Alemania invade Polonia y Gran Bretaña le declarala guerra a Alemania) inicia la  primera aplicación del Polietileno en el recubrimiento de cables eléctricos.

cable con PE

 

La excelente capacidad aislante sumada a la ligereza del nuevo material fue fundamental para el desarrollo cableado en submarinos y del radar con fines militares, esta enorme ventaja aislante y a la vez de bajo peso, permitió su uso en los aviones  de Gran Bretaña, logrando una efectiva defensa contra los submarinos alemanes que buscaban neutralizar a la flota Naval. Fue tal la importancia del polietileno en la fabricación del radar autotransportado que fue declarado secreto militar.

No fue sino hasta que término la II Guerra Mundial cuando la  ICI licencia  a otras empresas como Dupont Corp y la Union Carbide Corp para comenzar a realizar profundos estudios sobre el Polietileno. Sin embargo, las condiciones extremas de presión y los altos costos de producción limitaron la fabricación de Polietileno de baja densidad (LDPE) para la extrusión de películas y aplicaciones en moldeo por inyección.

 

A principios de la década de 1950 se descubrió un nuevo proceso para la síntesis de polímeros que permitió el desarrollo de nuevas cadenas de polímeros. Karl Ziegler    desarrolló un catalizador (sustancia que aceleran las reacciones químicas) que permitió la polimerización a temperatura ambiente y presión atmosférica normal, logrando con exactitud la posición de los átomos unidos a las cadenas poliméricas. Uno de los nuevos polímeros desarrollados por medio de este proceso con los catalizadores de Ziegler, fue el Polietileno de Alta Densidad (HDPE).

 

La amplia gama posterior de los nuevos polímeros y procesos, sobre todo en las películas de embalaje y contenedores, junto con un gran diseño y flexibilidad de la producción a través de las propiedades del material controlado, ha afectado a casi todos los aspectos de la vida moderna.

 
El Polietileno encontró un espacio ideal en el mundo de los envases.  Los hogares están llenos de envases de polietileno para conservar los alimentos; las botellas de polietileno, tanto en baja como alta densidad, eran la primera opción cuando pensábamos transportar algún líquido; hoy compiten con las de PET y si no hablamos de líquidos usaremos una bolsa plástica (que son hechas de polietileno). Cuando nos referimos a empaques flexibles, el polietileno estará presente como capa sellante garantizando la hermeticidad del sobre o bolsa.
 

Bibliografía y Webgrafía 

The Story of Polythene by Robert H. Olley

http://www.independent.co.uk/news/science/polythenes-story-the-accidental-birth-of-plastic-bags-800602.html

Plastic Historical Society: http://www.plastiquarian.com/index.php?id=86

History of the World: the first piece of polythene:

http://news.bbc.co.uk/local/manchester/hi/people_and_places/history/newsid_9042000/9042044.stm

EDN Network:

http://www.edn.com/electronics-blogs/edn-moments/4410771/Polyethylene-synthesis-is-discovered–again–by-accident–March-27–1933

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

Wikipedia: http://www.wikipedia.org/

1 comentario

Archivado bajo Polietileno

El Poliéster

El Poliéster  ¿Es tela o es botella?

Muy a menudo surge la anterior pregunta, y cuando se le responde que es lo mismo; el asombro y la incredulidad en la cara es digno de ser publicada en el perfil de Facebook!
 

El origen del Poliéster tiene un fallido nacimiento en el año 1929 en los laboratorios de Dupont, cuando Wallace Carothers en su búsqueda de fibras sintéticas comienza a experimentar con etilenglicol y  ácido tereftálico, pero descarta estas investigaciones ya que los resultados con aminas le parecían más prometedoras que con los glicoles. Dupont y Carothers, por un lado acertaron con esa decisión, ya que los llevó al desarrollo de las Poliamidas, mejor conocidas como Nylon, pero por otro lado dejó el camino libre para que otras personas desarrollaran el Poliéster.

La caza por nuevas fibras sintéticas para rivalizar con el Nylon y el Rayón había comenzado; el camino hacia los poliésteres lo consiguieron Jhon Rex Whinfield y James Tennant Dickson a finales de la década de 1930.

J. R. Whinfield (left) and J. T. Dickson (right) (photograph circa 1942)

 

Whinfield y su asistente Dickson trabajaban para una empresa textil británica de nombre: Calico Printer’s Association ubicada en la ciudad de Manchester. Ellos  descubrieron cómo condensar el ácido tereftálico y el etilenglicol para producir un nuevo polímero que pudiera caer dentro de la clasificación de una fibra. Whinfield y Dickson patentaron su invento en julio de 1941 bajo el nombre de “Polyethylene Terephthalate, PET” (Tereftalato de Polietileno), pero debido a restricciones de secreto en tiempos de guerra no se hizo público hasta 1946.

En 1926 se funda en Londres, la Imperial Chemical Industries (ICI); la misma surge de la fusión de cuatro compañías: Brunner Mond, Nobel Explosives, United Alkali Company, y British Dyestuffs Corporation. La ICI comienza a producir químicos, explosivos, fertilizantes, insecticidas y colorantes entre otros, con lo cual pasa a competir con la Dupont e IG Farben. En octubre de 1929 DuPont e ICI acordaron compartir información sobre las patentes y los avances de la investigación.

Como nos indica su nombre, la Calico Printer’s Association, se especializaba en la impresión y acabado de textiles, y no contaba con el interés ni el potencial financiero para desarrollar la nueva fibra sintética, por lo que cedieron  la licencia a ICI donde el equipo conformado por W.K. Birtwhistle y C.G. Ritchiethey se dedicaron a llevar del laboratorio al proceso industrial la producción de la fibra de Poliéster. ICI patenta la fibra bajo la denominación comercial de Terlyne.

Al finalizar la guerra, Dupont conocía el potencial de las fibras sintéticas por su experiencia con la medias al sustituir la seda por Nylon, y viendo el potencial del Tereftalato de Polietileno como sustituto del algodón, regresa a sus investigaciones sobre los Poliésteres, pero ya la ICI había registrado la patente a su nombre, por lo que en el año 1945 tuvo que comprar los derechos para comercializarla en los Estados Unidos; en 1950 inició su producción bajo la denominación “Dacrón”.

Tanto DuPont como ICI continuaron sus investigaciones a partir del poliéster, pero ahora no como fibra sino como películas, DuPont patenta en 1952 el Mylar  y  posteriormente ICI lo registra como Melinex. Estas películas (PET Films) gracias a sus propiedades, le permitieron al PET incursionar en nuevas aplicaciones como cintas de audio magnéticas, cintas de videos, dieléctricos de condensadores y empaques.

 

poliester doy pack

Por la década de los 1970, la película de Mylar representaba la mayor venta de DuPont en el área de películas, sustituyendo al Celofán. A nivel de los empaques flexibles, las películas de PET como el Mylar y Melinex son ampliamente utilizadas en empaques flexibles por su resistencia a las perforaciones y excelente barrera al oxígeno.

En los años de 1975 y 1976 en medio de los problemas de racionamiento de gasolina en los EE.UU. por la crisis del petróleo, hace su aparición paradójicamente un nuevo envase rígido derivado del petróleo: la botella de PET para las bebidas carbonatadas. El desarrollo para el uso del poliéster (PET) en botellas plásticas de uso comercial inició en la década de 1960 y se intensificó durante el período 1971-1975 gracias a Nathaniel Wyeth.

 

Wyeth trabajaba como ingeniero de campo para DuPont, y un día se preguntó: ¿Por qué no podemos colocar una soda (refresco o bebida carbonatada) en una botella?  Su curiosidad lo llevó a experimentar con una botella de detergente; evidentemente el envase no soportó la presión interna, posteriormente experimentó con otros materiales hasta que llegó al Tereftalato  de Polietileno (PET), recibiendo la patente en 1973 por el desarrollo de un proceso que permitía la alineación en dos dimensiones de las moléculas de este material.

El proceso consta de dos etapas; en la primera, se crea una “preforma” por inyección y en la segunda el material se sopla sobre el molde final; de esta forma se logra la alineación biaxial del material, obteniendo un producto final ligero, transparente y resistente.

botellas pet

Hoy en día el Tereftalato  de Polietileno, es uno de lo materiales de mayor uso a nivel de los empaques, no solo en las botellas de PET, sino en muchos empaques flexibles que son sometidos a altas temperaturas, así como las bandejas de comida preparada que  introducimos en el microondas.

 Para los que todavía se confunden, el término “PET” es más utilizado en envases y el término “Poliéster” está comúnmente asociado a telas o prendas de vestir, aunque realmente en ambos casos estamos hablando de Tereftalato  de Polietileno.

 logo reciclaje petEl desarrollo de la botella de PET desechable, destronó el concepto de las botellas reutilizables de vidrio. Este cambio en la cultura de consumidor, motivado a la comodidad de desechar en vez de reutilizar, tiene todavía sus consecuencias en el medio ambiente. Nuestra determinación y acción para contar con un buen sistema de recolección es lo que permitirá incluir al PET como un gran benefactor de la humanidad.
 

  Videos:

Mylar Plastic Film (BoPET): “Whats It to You” 1955 Dupont 24min

 

Bibliografía y Webgrafía:

http://www.whatispolyester.com: http://www.whatispolyester.com/history.html

About Inventors:

 http://inventors.about.com/library/inventors/blpolyester.htm

Escuela de Ingenierías Industriales de la Universidad de Vallalodid:

http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-6/pet/un_poco_de_historia.htm

Fibras sintéticas y artificiales.webnode:

http://fibras-articiales.webnode.mx/poliester/historia-antecedentes/

madehow.com:  http://www.madehow.com/Volume-2/Polyester.html

cemguide.comhttp://www.chemguide.co.uk/organicprops/esters/polyesters.html

Dupont.com:

http://www2.dupont.com/Phoenix_Heritage/en_US/1952_detail.html

http://www2.dupont.com/Products/en_RU/Mylar_en.html

plastictechnologies.comhttp://www.plastictechnologies.com/company/history/pet_industry

Wikipedia:   www.wikipedia.com

 

 

 

Deja un comentario

Archivado bajo Plásticos, Poliéster

El Nylon

El Nylon: no vamos hablar de medias, 

pero a medias, !hablaremos de ellas!

 

Aunque cuando hablamos del Nylon todos pensamos en medias, ésta no es su única aplicación. Hay enormes usos de este polímero de la familia de las poliamidas, como en los engranajes y en los empaques, especialmente aquellos que tienen aplicaciones muy sofisticadas.

 

Esta historia tiene simplemente dos nombres:Wallace Hume Carothers y la empresa DuPont.

Sobre la empresa Dupont ya hemos hablado de sus orígenes en el artículo del Celofán; por lo tanto ahora vamos hacerle los honores a Wallace.

El 27 de abril de1896 nace en Burlington, Iowa, Wallace Hume Carothers, uno de los grandes químicos orgánicos; su destacado desempeño académico fue evidente en la Universidad Tarkio College en Missouri. Comenzó su experiencia docente en la Universidad de Dakota del Sur, posteriormente recibió una Maestría y Doctorado en la Universidad de Illinois. En 1924 era profesor en la Universidad de Harvard, donde comenzó sus investigaciones sobre las estructuras químicas de los polímeros.

En 1928, la compañía química DuPont abrió un laboratorio de investigación para el desarrollo de materiales artificiales, decidiendo con mucho coraje que la investigación básica era el camino a seguir en ese momento y comenzó un reclutamiento de reconocidos académicos para guiar estas investigaciones.

Entre los académicos contactado se encontraba Wallace Carothers; la oferta fue tentadora, pero la principal motivación para aceptar, fue el hecho de que la enseñanza no era lo que le más gustaba; él estaba en la Universidad porque le permitía  tener contacto con los laboratorios.

A los 32 años, Wallace dejó su puesto en la Universidad de Harvard para dirigir la división de investigación de DuPont; él y sus colaboradores se centraron en el estudio de la composición de polímeros naturales, tales como la celulosa, la seda y el caucho, con la idea de producir materiales sintéticos parecidos a estos.

Este equipo comenzó a trabajar sobre una adquisición de patente la que realizó DuPont a la Universidad de Notre Dame; esta patente estaba basada en la química del acetileno y del divinilacetileno, una sustancia que se convertía en un compuesto elástico similar al caucho o goma elástica. 

En abril de 1930 uno de los ayudantes de Carothers, Arnold M. Collins, aisló un nuevo compuesto líquido, Cloropreno, que espontáneamente se polimeriza para producir un sólido gomoso. El nuevo polímero inicialmente se llamó Dupreno para posteriormente cambiar a Neopreno y es similar químicamente al caucho natural, lo que animó a DuPont para explotarla y se convirtió en el primer éxito de este laboratorio, aunque comercialmente no fue competencia para el caucho natural debido a sus altos costos de producción; hoy en día es ampliamente conocido en los trajes para submarinistas.

Poco después del desarrollo del Neopreno, el equipo de investigación vuelve a sus esfuerzos en pro de una fibra sintética que pudiera sustituir a la seda. Japón era la principal fuente de la seda y las relaciones comerciales entre los dos países se estaban deteriorando por la inminente guerra que se avecinaba.

Carothers junto a otro colaborador Julian W. Hill, crearon una fibra sintética fuerte y elástica en base a la reacción de glicoles y ácidos dibásicos con ácidos fuertes a presión reducida; Wallace estaba a punto de desarrollar el Poliéster (PET), pero lo veía problemático para un textil, debido a que tenían bajo punto de fusión y una alta solubilidad en disolventes. Después de algunos intentos suspendió esta línea de investigación; esta decisión tuvo la consecuencia de que más tarde DuPont tuvo que comprar la patente del Poliéster a la Imperial Chemical Industries (ICI) para poder comercializarla en los Estados Unidos.

DuPont animó a Carothers para no rendirse en el campo de las fibras sintéticas, y a principios de 1934 él y su equipo utilizaron las aminas en lugar de glicoles para producir poliamidas en vez de poliésteres. Las poliamidas son proteínas sintéticas y son más estables que los poliésteres, que son estructuralmente similares a las grasas y aceites naturales.

Nylon obtenciónCarothers como buen científico tenía la costumbre de numerar sus especímenes; en este caso lo hizo en base al número de átomos de carbono que contenían los reactivos. El 28 de Febrero de 1935 le tocó el turno al espécimen número 66 el cual estaba constituido por la resina del ácido adípico y hexametilendiamina. Hill, el asistente de Carothers, observa que del polímero fundido se pueden extraer fibras con apariencias sedosas, a continuación hizo un importante e inesperado descubrimiento: una vez enfriados estos filamentos podían ser estirados para formar fibras muy fuertes. Esto atrajo su atención y la de los otros que trabajaban con él y se cuenta que un día, mientras Carothers había ido al centro de la ciudad, Hill y sus compañeros intentaron ver lo lejos que podrían llegar estirando una de estas muestras. Tomaron una bola pequeña en una varilla de agitar, bajaron corriendo al vestíbulo y la estiraron formando una larga cuerda. Mientras hacían esto, notaron la gran apariencia sedosa de los filamentos extendidos y se dieron cuenta que con el proceso efectuado la resistencia del producto se incrementó; supusieron que lo que estaba ocurriendo a nivel molecular, es que estaba ocurriendo una reorientación de las moléculas.

El grupo de Carothers  descubrió una fibra de poliamida excepcional; su primera aplicación fue en cepillos de dientes y la fibra se le conoció como Tiber 66 hasta septiembre de 1938.

Con respecto al origen del nombre Nylon ( Nailon en español), hay varias y curiosas versiones entre las cuales tenemos:

–          Había dos ciudades en las que se esperaba que tuviese gran éxito este invento, y por las cuales le pusieron el nombre a la fibra: New York(Ny) y Londres(Lon).

–          Otros dicen que su nombre no es un juego de palabras; que no hace referencia a dos ciudades (Nueva York y Londres), que conjugadas en idioma inglés dan como resultado NyLon, sino que según John W. Eckelberry (DuPont), “nyl” es una sílaba elegida al azar y “on” es en inglés un sufijo de muchas fibras.

–          Otra versión dice que el nombre debería haber sido “no-run”, indicando que las medias hechas por este material no se rompían con facilidad pero por razones jurídicas fue cambiado a Nylon.

–          Otra leyenda atribuye el nombre a abreviaciones de exclamaciones como “Now You Lousy Old Nipponese“ (o “Now You Look Old Nippon“) como sustituto de la seda y en contra de los japoneses que habían ocupado a China en la Segunda Guerra Mundial.

El Nylon, la primera fibra sintética con éxito, se hizo tan familiar para el mundo como la lana o la seda. Desafortunadamente, Wallace Hume Carothers murió demasiado pronto para ver el impacto que su invento tendría en la industria y la vida cotidiana. Se obsesionó con la idea de que el trabajo de su vida no tenía sentido; estuvo batallando con ataques de depresión hasta que el 29 de abril de 1937; dos días después de su cuadragésimo primer cumpleaños Wallace Hume Carothers se quitó la vida por el consumo de una ración de cianuro venenoso.

Dada la escasez de seda motivada a la Segunda Guerra Mundial, Dupont había decidido comercializar el nylon como sustituto de la seda en la medias para damas, dejando otras aplicaciones para más adelante. El Nylon entró en producción en 1939, y la presentación de las medias de Nylon en la Feria Mundial de Nueva York de ese año, fue una sensación, bajo el lema “tan fuerte como el acero, tan fino como una tela de araña”.

Dupont dentro de una gran estrategia de mercadeo decide registrar el proceso de fabricación del Nylon,  pero no lo registra como marca; de esta forma el nombre se convierte en un genérico sinónimo de medias. El 15 de mayo de 1940 durante su lanzamiento, la historia del Nylon da un salto abismal hacia su éxito: las mujeres hacían fila en las tiendas de todo el país para comprar estas medias hechas con un sustituto de la seda. Con un precio de un dólar el par, se vendieron 5 millones de pares ¡el primer día!

Con el inicio de la Segunda Guerra Mundial, el uso posiblemente banal del Nylon cambió; toda la producción fue orientada hacia la fabricación de paracaídas, sogas, ropa de combate, cauchos de aviones, redes, hamacas y balsas salvavidas. Culminada la Segunda Guerra, las ventas de medias de nylon regresaron a ritmos más altos, inclusive que antes de la guerra.

Después de la guerra, Dupont comenzó a desarrollar el Nylon para aplicaciones  industriales y de ingeniería. Registró la marca Zytel y la comercializó como resina de bajo peso, de alta resistencia al calor, y resistente a los corrosivos químicos.

Los Nylons han encontrado campos de aplicación como materiales plásticos en aquellos sectores o usos particulares donde se requiere más de una de las propiedades siguientes: alta tenacidad, rigidez, buena resistencia a la abrasión, buena resistencia al calor. Debido a su alto costo no han alcanzado, naturalmente, la aplicabilidad de materiales tales como polietileno o poliestireno, los cuales tienen un precio tres veces más bajo que el del Nylon.

Las aplicaciones de los Nylon en el área industrial, las podemos encontrar en: asientos de válvulas, engranajes, cojinetes, rodamientos, etc. El principal beneficio de elaborar esas piezas en Nylon, es que pueden funcionar sin lubricación y son silenciosas comparadas con las metálicas.

 

En el mundo del empaque, específicamente en el empaque flexible, las películas de Nylon son utilizadas por sus excelentes propiedades de resistencia química, resistencia a la penetración y resistencia térmica, lo cual permite la esterilización.

Las películas de Nylon o Poliamidas más utilizadas en envases flexibles destacan la PA6 y PA66; la PA66 mantiene un buen balance entre la resistencia mecánica, rigidez, resistencia a la temperatura y al desgaste. Sin embargo, la PA6 es más fácil de procesar por requerir menores temperaturas. Son muy comunes encontrarlas dentro de películas extruidas multicapas para el envasado de embutidos y quesos

Otro gran uso de las Poliamidas en envases flexibles  para productos alimenticios y farmacéuticos gracias a su resistencia a altas temperaturas, es la posibilidad de hervir la bolsa con los alimentos adentro o la esterilización del producto dentro de la bolsa en autoclaves. El Nylon laminado junto a otros materiales ha originado un material sustituto a los tradicionales envases de conservas de vidrio y latas metálicas; estos envases flexibles para conservas se conocen como empaques retortables.

Empaque retortable

 

 

 

 

 

 

 

 

Videos:

Chemistry Lesson Idea: What is Nylon and how is it made?

 

Bibliografía y Webgrafía:

Chemical Heritage Foundation:

http://www.chemheritage.org/discover/online-resources/chemistry-in-history/themes/petrochemistry-and-synthetic-polymers/synthetic-polymers/carothers.aspx

Biographical  memoir of Wallace Hume Carothers by Roger Adams. National Academy of Science:

books.nap.edu/html/biomems/wcarothers.pdf

Dupont.com:

http://www2.dupont.com/Phoenix_Heritage/en_US/1939_c_detail.html

http://www2.dupont.com/Phoenix_Heritage/en_US/1927_detail.html

 

The Nylon Drama: by David A. Hounshell and John Kenly Smith, Jr.

http://invention.smithsonian.org/centerpieces/whole_cloth/u7sf/u7materials/nylondrama.html

Plastics Historical Society:

http://www.plastiquarian.com/index.php?id=77

Escuela de Ingenierías Industriales de la Universidad de Vallalodid:

http://www.eis.uva.es/~macromol/curso05-06/nylon/Nylon_file/page0001.htm

Tecnologías de los Plásticos:

http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2011/07/nylon.html

Wikipedia:

http://es.wikipedia.org/wiki/Wallace_Carothers

Inventors About.com:

http://inventors.about.com/od/nstartinventions/a/nylon.htm

California Polytechnic Pomona University:

http://www.csupomona.edu/~nova/scientists/articles/caro.html

Deja un comentario

Archivado bajo Nylon, Plásticos