Slime

Antecedentes

Slime es un material de juego único compuesto por un polímero reticulado. Se clasifica como líquido y normalmente se elabora combinando soluciones de alcohol polivinílico con iones de borato en un recipiente de mezcla grande. A menudo tiene un olor desagradable, un color verde y es frío y viscoso al tacto.

En términos científicos, el limo se clasifica como un fluido no newtoniano. Estos son líquidos espesos que tienen una viscosidad variable. La viscosidad es una medida de la resistencia al flujo cuando se aplica una fuerza de corte. Los fluidos newtonianos tienen una viscosidad constante en función de su composición. Por ejemplo, el agua es siempre un líquido fino con baja viscosidad. La melaza es espesa y tiene una alta viscosidad. Los fluidos no newtonianos, como el limo, tienen una viscosidad diferente según la cantidad de fuerza que se ejerce sobre ellos. Si se aplica una pequeña cantidad de fuerza, como removerlos lentamente con los dedos, se sienten delgados y parecidos al agua. Si se aplica una fuerza alta, como arrojarla contra una pared, la resistencia es muy fuerte. Se denominan fluidos no newtonianos porque no se comportan según lo predicho por las leyes de Newton. Otros materiales que también se comportan así son el ketchup, la gelatina, el pegamento y las arenas movedizas.

La estructura molecular del limo es el factor responsable de su interesante comportamiento. El limo de juguete generalmente se compone de moléculas de polímero de cadena larga enredadas. Estas moléculas de polímero se pueden considerar como hebras de espagueti. Cuando se juntan en un plato, las hebras se mezclan formando un lío enredado. Si las hebras se frotan juntas, se alinean y se vuelven más suaves. Este movimiento le da a la masa su sensación viscosa y resbaladiza.

Si bien la mezcla de las hebras de polímero dará cierta viscosidad incorporada, también está presente un agente de reticulación en el fango para darle el comportamiento de fluido no newtoniano. Los agentes de reticulación son iones que ayudan a conectar temporalmente hebras de polímero con enlaces iónicos relativamente débiles. Estos enlaces son lo suficientemente fuertes para mantener unidas las hebras de polímero, pero no lo suficientemente fuertes para hacer que la masa sea sólida.

Historial

La historia del desarrollo del limo de juguete se remonta a principios del siglo XX, cuando se estaba determinando la ciencia de los polímeros sintéticos. Durante la década de 1920, el premio Nobel Hermann Staudinger sentó las bases para nuestra comprensión moderna de la ciencia de los polímeros. Sugirió un nuevo modelo molecular para polímeros; una de moléculas largas en forma de cadena y no agregados o compuestos cíclicos como se pensaba anteriormente. En 1928, sus modelos fueron confirmados por Meyer y Mark. Estos dos científicos estudiaron las dimensiones del caucho natural mediante técnicas de rayos X. En la década de 1930, los modelos de Staudinger fueron ampliamente aceptados y comenzó en serio el desarrollo extenso de polímeros sintéticos.

Los fabricantes llevan años vendiendo materiales de juego poliméricos como la baba. Se sabe que no solo divierten a niños y adultos, sino que también ayudan en el desarrollo de la destreza y la creatividad. Los primeros de estos juguetes eran materiales moldeables como plastilina. La necesidad de materiales de juego mejorados y variados llevó al desarrollo de la masilla tonta en la década de 1950. Posteriormente se introdujo la masilla tonta que brilla en la oscuridad. Durante la década de 1980, se introdujeron varios juguetes tipo limo. Estos productos estaban hechos de materiales como alcohol polivinílico, goma guar o incluso leche fortificada.

Diseño

Aunque se vende una amplia variedad de variantes de limo, tienen muchas características en común. En general, la baba es un líquido pegajoso disponible en tinas pequeñas. Se puede vender solo o como parte de un juego de juguetes, como un accesorio para una figura de acción . La baba tiene un olor ligeramente desagradable y es fría y viscosa al tacto. Los colores varían, pero los más comunes son el verde, el azul y el rojo. Algunos fabricantes agregan fragancias para mejorar el olor.

Uno de los aspectos clave de la formulación de slime es que los materiales deben ser seguros para los niños pequeños. En general, esto significa que las materias primas utilizadas para hacer la baba deben ser no irritantes para la piel o los ojos y no tóxicas en caso de ingestión. Además, los consumidores exigen que la baba (y juguetes similares) no dañen cosas como ropa, tapizados, telas o alfombras.

Materias primas

Las fórmulas de slime son inicialmente producidas en laboratorios por químicos. Estos científicos comienzan determinando qué características estéticas tendrá el limo. Por ejemplo, deciden cuál será la consistencia, qué color tendrá y cómo olerá. Las pruebas del consumidor se utilizan a menudo para ayudar a tomar estas decisiones. Una vez determinadas las características, se preparan pequeños lotes de prueba en el laboratorio utilizando las materias primas primarias. Los ingredientes más comunes utilizados en la producción de limo de juguete son agua, materiales poliméricos, agentes gelificantes, colorantes, rellenos y conservantes.

El material más abundante en la baba es el agua, que normalmente constituye más del 90% de la fórmula. Generalmente, se utiliza agua desionizada especialmente tratada. El agua es un diluyente que le da al limo su consistencia líquida. La fuente del agua puede provenir de pozos subterráneos, lagos y ríos.

Los materiales poliméricos son responsables de las importantes características del fango. El material más utilizado es el alcohol polivinílico (PVA). El PVA es un polímero de cadena larga que tiene un esqueleto de moléculas de carbono con numerosos grupos hidroxilo (OH) unidos. En una fórmula típica de limo, se necesita aproximadamente un 2% de PVA. Otro polímero similar es el acetato de polivinilo (PVAC). Este tiene una composición química ligeramente diferente, pero se comporta de la misma manera que el PVA cuando se agrega un agente gelificante. También se pueden usar ciertos polímeros "naturales" para producir lodo. Los ejemplos comunes incluyen la goma guar, que se deriva del frijol de la planta guar, la metilcelulosa, que proviene de las plantas, y la maicena.

Mientras que los materiales poliméricos dan al limo su sustancia, se necesita un agente gelificante para darle el comportamiento líquido no newtoniano. En las formulaciones clásicas de limo, se usa borato de sodio (Borax) o tetraborato de sodio. Cuando se disuelve en agua, el borato de sodio se disocia en iones de sodio e iones de borato. Si un polímero está presente como PVA, los iones borato interactúan con las cadenas del polímero y forman enlaces iónicos débiles que hacen que la solución sea más espesa. Estos enlaces también dan la capacidad de estirarse cuando se aplica una fuerza. Normalmente, el borato de sodio constituye aproximadamente el 2% del producto final. La relación del polímero al agente gelificante es un factor para determinar la consistencia del lodo.

Se agregan una variedad de ingredientes adicionales a los productos de limo para mejorar el color y el olor. En general, las soluciones poliméricas utilizadas en la fabricación de lodos son incoloras. Por lo tanto, se agregan una variedad de tintes para dar color al producto. Estos suelen ser colorantes alimentarios certificados por el gobierno, como FD&C Blue y FD&C Yellow. Para mejorar el olor a limo, a menudo se agrega una fragancia. Las fragancias se componen de materiales oleosos volátiles. Dado que es posible la contaminación por moho y bacterias, también se agregan conservantes como formaldehído o metilparabeno para prevenir el crecimiento microbiano. Además, se pueden incluir varios ácidos o bases para controlar el pH del fango.

El proceso de fabricación

La producción de limo se produce en dos pasos. Primero, se hace un lote de limo. Luego se llena en su empaque final. Sin embargo, este proceso puede variar, ya que el llenado puede ser más fácil si el agente de reticulación no se agrega hasta que la solución polimérica esté en el paquete final. La siguiente descripción describe un proceso por lotes.

El limo se prepara combinando una mezcla 5:1 de solución de alcohol polivinílico (PVA) y una solución de bórax.

Composición del lote

• 1 Los lotes de limo se elaboran en grandes tanques de acero inoxidable equipados con mezcladores y un sistema de control de temperatura. Comenzando con agua, los mezcladores agregan el resto de las materias primas de acuerdo con las instrucciones de la fórmula en momentos y temperaturas específicos. Usando controles de computadora, se regulan la velocidad y la temperatura de mezcla. El limo generalmente se calienta para que el PVA se mezcle con la solución. Los colorantes, conservantes y otros aditivos se agregan al final.

Control de calidad

• 2 Después de la fase de composición, se lleva una muestra de lote al laboratorio de control de calidad para su aprobación. En esta área, se realizan evaluaciones físicas y químicas para asegurar que el lote cumpla con las especificaciones mínimas descritas en las instrucciones de la fórmula. Se pueden realizar pruebas, como determinación de pH, controles de viscosidad y evaluaciones de apariencia y olor. Se pueden hacer ajustes en este punto si es necesario. Una vez que se aprueba el lote, se bombea a un tanque de almacenamiento, donde se almacena antes de llenarlo.

Llenado y empaque

• 3 La etapa de llenado depende del tipo de empaque en el que se venderá el slime. Para la tina típica de limo, el proceso ocurre en una línea de llenado. En un extremo de la línea de llenado hay una tolva que contiene las tinas vacías. Estas tinas son manipuladas físicamente por una máquina giratoria hasta que están en posición vertical. Luego se mueven a lo largo de una cinta transportadora hasta los cabezales de llenado, que contienen la solución de lodo.
• 4 Los cabezales de llenado son una serie de tubos de pistón conectados entre sí en un carrusel circular. A medida que las tinas pasan por debajo de los cabezales de llenado, se inyecta producto en ellas.
• 5 Una vez llenas, las cubetas se trasladan a una máquina taponadora. Esta máquina clasifica las tapas, las coloca en las tinas y las aprieta.
• 6 Si es necesario, las cubetas pasan por una etiquetadora. A veces, esto no es necesario porque se utilizan envases decorados previamente. En este punto, es posible que se produzcan más pasos de embalaje, como el envoltorio retráctil o la adición de una base de cartón. A continuación, los paquetes se colocan en cajas y se apilan en palés. Los palés se transportan al almacenamiento y finalmente se envían a los puntos de venta locales.

Control de calidad

El control de calidad es un proceso continuo que ocurre durante todo el proceso de producción. Antes del procesamiento por lotes, las materias primas se inspeccionan y prueban para garantizar que cumplan con las especificaciones mínimas. Este proceso de inspección generalmente implica el trabajo de químicos de control de calidad, quienes verifican varias características físicas y químicas. Miden las características de las materias primas entrantes, como el tamaño de las partículas, el pH, la viscosidad, la apariencia y el olor. Si una materia prima no cumple con las especificaciones predeterminadas, se rechaza. Los lotes se prueban de manera similar.

Si un lote no cumple con todas las especificaciones, se puede realizar un ajuste. Por ejemplo, si el color del lote está apagado, se puede agregar más tinte. Las pruebas de conservación ayudan a garantizar que los juguetes estén a salvo del crecimiento microbiano con un uso prolongado. También se realizan pruebas de estabilidad. Estos estudios monitorean el desempeño de un lote terminado bajo una variedad de condiciones ambientales. En las líneas de llenado, los inspectores de línea inspeccionan el aspecto de las botellas, el sellado de las tapas y los pesos de llenado.

El futuro

Los juguetes como la baba tienen una cualidad intrínseca que los hace fascinantes y divertidos. Si bien los materiales actuales disfrutan de un éxito comercial, sigue existiendo la necesidad de formulaciones de material de juego mejoradas y variadas. Ya están disponibles algunas variaciones del clásico producto de limo. Por ejemplo, se venden kits de limo que permiten al usuario crear sus propios productos de limo. En el futuro, los fabricantes de juguetes se centrarán en encontrar nuevas formas de vender la baba actual y también en crear materiales nuevos y novedosos.