Banda elástica

Antecedentes

Las bandas de goma son uno de los productos más convenientes del siglo XX, utilizado por numerosas personas e industrias para una amplia variedad de propósitos. El mayor consumidor de bandas elásticas del mundo es la Oficina de Correos de EE. UU., Que solicita millones de libras al año para clasificar y entregar pilas de correo. La industria de los periódicos también utiliza cantidades masivas de bandas elásticas para mantener los periódicos individuales enrollados o doblados antes de la entrega a domicilio. Otro gran consumidor es la industria de productos agrícolas. La industria de las flores compra bandas de goma para unir los ramos de flores o usa bandas delicadas alrededor de los pétalos de las flores (especialmente los tulipanes) para evitar que se abran durante el tránsito. Con frecuencia, las verduras como el apio se agrupan con bandas de goma, y ​​las cubiertas de plástico sobre las bayas, el brócoli y la coliflor suelen estar aseguradas con bandas de goma. En total, cada año se venden más de 30 millones de libras de ligas elásticas en los Estados Unidos.

El caucho, que se deriva de las plantas que crecen mejor en un clima ecuatorial, fue descubierto por primera vez por exploradores europeos en las Américas, donde Cristóbal Colón encontró a los indios mayas usando zapatos y botellas impermeables hechas de la sustancia. Intrigado, llevó varios artículos de caucho mayas en su viaje de regreso a Europa. Durante los siguientes cientos de años, otros exploradores europeos siguieron su ejemplo. La palabra caucho nació en 1770, cuando un químico inglés llamado Joseph Priestley descubrió que los trozos de caucho endurecido borran lápiz marcas. A finales del siglo XVIII, los científicos europeos habían descubierto que la disolución del caucho en trementina producía un líquido que podía utilizarse para impermeabilizar la tela.

Sin embargo, hasta principios del siglo XIX, el caucho natural presentaba varios desafíos técnicos. Si bien era evidente que tenía el potencial para un desarrollo útil, nadie pudo llevarlo al punto en el que pudiera usarse comercialmente. El caucho se volvió rápidamente seco y quebradizo durante los fríos inviernos europeos. Peor aún, se volvió suave y pegajoso cuando se le advirtió.

El inventor estadounidense Charles Goodyear había estado experimentando con métodos para refinar el caucho natural durante casi una década antes de que un accidente le permitiera superar estos problemas con el caucho sin procesar. Un día de 1839, Goodyear dejó accidentalmente un trozo de caucho crudo encima de una estufa caliente, junto con algo de azufre y plomo. Al descubrir su "error", Goodyear se dio cuenta encantado de que la goma había adquirido una consistencia y una textura mucho más útiles. Durante los siguientes cinco años, perfeccionó el proceso de convertir el caucho natural en un producto utilizable. Este proceso, que Goodyear denominó vulcanización después del dios romano del fuego, permitió el desarrollo de la moderna industria del caucho.

La primera banda de goma se desarrolló en 1843, cuando un inglés llamado Thomas Hancock cortó una botella de goma fabricada por algunos indios del Nuevo Mundo. Aunque estas primeras gomas elásticas se adaptaron como ligas y cinturones, su utilidad fue limitada porque no estaban vulcanizadas. El propio Hancock nunca vulcanizó su invento, pero hizo avanzar la industria del caucho al desarrollar el masticador , un precursor de la moderna fresadora de caucho utilizada para fabricar bandas de caucho, así como otros productos de caucho. En 1845, el compatriota de Hancock, Thomas Perry, patentó la banda elástica y abrió la primera fábrica de bandas elásticas. Con las contribuciones combinadas de Después de cosechar y purificar el látex, se combina con ácido acético o fórmico para formar placas de caucho. A continuación, las losas se aprietan entre rodillos para eliminar el exceso de agua y se presionan en balas o bloques, generalmente de 2 o 3 pies cuadrados.
Luego, el caucho se envía a una fábrica de caucho, donde las losas se cortan a máquina en trozos pequeños y se mezclan en un mezclador Banbury con otros ingredientes:azufre para vulcanizarlo, pigmentos para colorearlo y otros productos químicos para aumentar o disminuir. la elasticidad de las bandas de goma resultantes. Después de ser molidas, las tiras de caucho calentadas se introducen en una máquina de extrusión que expulsa el caucho en tubos largos y huecos. Goodyear, Hancock y Perry, la fabricación de bandas de goma eficaces se hizo posible.

A finales del siglo XIX, los fabricantes de caucho británicos comenzaron a fomentar el desarrollo de plantaciones de caucho en colonias británicas como Malaya y Ceilán. Las plantaciones de caucho prosperaron en el clima cálido del sudeste asiático, y la industria europea del caucho también prosperó, porque ahora podía evitar el gasto de importar caucho de América, que estaba más allá del control político y económico de Gran Bretaña.

Materias primas

Aunque el 75 por ciento de los productos de caucho actuales están hechos de caucho sintético perfeccionado durante la Segunda Guerra Mundial, las bandas de caucho todavía están hechas de caucho orgánico porque ofrece una elasticidad superior. El caucho natural proviene de látex un líquido lechoso compuesto principalmente de agua con una cantidad menor de caucho y trazas de resina, proteína, azúcar y materia mineral. La mayor parte del látex industrial no sintético se deriva del árbol del caucho (Hevea brasiliensis), pero varios árboles ecuatoriales, arbustos y enredaderas también producen la sustancia.

Dentro del árbol del caucho, el látex se encuentra entre la corteza externa y la capa de Cambium, a través de la cual fluye la savia del árbol. A diferencia de la savia, el látex sirve como agente protector, se filtra y sella las heridas en la corteza del árbol. Para "golpear" la sustancia, los recolectores de caucho cortan una cuña en forma de "V" en la corteza. Tienen que tener cuidado de hacer sus cortes a una profundidad de entre 0,25 y 0,5 pulgadas (0,635 y 1,2 centímetros) en un árbol maduro (7 a 10 pulgadas o 17,7 a 25,4 centímetros de diámetro), porque deben alcanzar el látex sin cortar los vasos de la savia. También deben tener cuidado de tocar cada árbol en un lugar ligeramente diferente cada vez. A finales del siglo XIX, el botánico Henry Ridley comenzó a recomendar esta medida, habiendo notado que hacer tapping repetidos en el mismo Después de extruirse, los tubos de goma se fuerzan sobre postes de aluminio llamados mandriles y curado en grandes hornos. Finalmente, los tubos se retiran de los mandriles y se introducen en una máquina cortadora que los corta en bandas de goma terminadas. mancha árboles de caucho muertos rápidamente. Después de que los trabajadores hacen un corte, el látex rezuma y se acumula en un recipiente adherido al árbol. El golpeteo se lleva a cabo cada dos días, y cada golpe rinde aproximadamente 2 onzas (56 gramos) de la sustancia. Después de golpear, el corte se seca y el látex deja de fluir en una o dos horas.

El
proceso de fabricación

Procesando el látex natural

• 1 La etapa inicial de fabricación del látex cosechado generalmente se lleva a cabo en la plantación de caucho, antes del empaque y envío. El primer paso en el procesamiento del látex es la purificación, que implica filtrarlo para eliminar los otros elementos constituyentes además del caucho y filtrar las impurezas como la savia y los desechos de los árboles.
• 2 El caucho purificado ahora se recoge en cubas grandes. Combinado con ácido acético o fórmico, las partículas de caucho se adhieren para formar placas.
• 3 A continuación, las losas se aprietan entre rodillos para eliminar el exceso de agua y se presionan en balas o bloques, generalmente de 2 o 3 pies cuadrados (.6 o .9 metros cuadrados), listas para su envío a las fábricas. El tamaño de los bloques depende de lo que pueda acomodar la plantación individual.

Mezclar y moler

• 4 Luego, el caucho se envía a una fábrica de caucho. Aquí, las losas se cortan a máquina (o se cortan) en trozos pequeños. A continuación, muchos fabricantes utilizan un mezclador Banbury, inventado en 1916 por Femely H. Banbury. Esta máquina mezcla el caucho con otros ingredientes:azufre para vulcanizarlo, pigmentos para colorearlo y otros químicos para aumentar o disminuir la elasticidad de las bandas de caucho resultantes. Aunque algunas empresas no agregan estos ingredientes hasta la siguiente etapa (molienda), la máquina Banbury los integra más a fondo, produciendo un producto más uniforme.
• 5 El fresado, la siguiente fase de producción, implica calentar el caucho (una masa mezclada si se ha mezclado, piezas discretas si no) y exprimirlo en una fresadora.

Extrusión

• 6 Después de que el caucho aplanado y calentado sale de la fresadora, se corta en tiras. Todavía calientes por la molienda, las tiras se introducen en una máquina extrusora que expulsa la goma en tubos largos y huecos (de la misma forma que una picadora de carne produce largas tiras de carne). El exceso de caucho se acumula regularmente alrededor del cabezal de cada máquina extrusora, y este caucho se corta, se recoge y se coloca nuevamente con el caucho que ingresa a la fresadora.

Curado

• 7 Los tubos de caucho se fuerzan luego sobre postes de aluminio llamados mandriles que se han cubierto con talco en polvo para evitar que la goma se pegue. Aunque el caucho ya ha sido vulcanizado, es bastante quebradizo en este punto y necesita ser "curado" antes de que sea elástico y utilizable. Para lograr esto, los postes se cargan en rejillas que se cuecen al vapor y se calientan en máquinas grandes.
• 8 Quitados de los postes y lavados para eliminar el talco, los tubos de goma se introducen en otra máquina que los corta en bandas de goma terminadas. Las bandas elásticas se venden por peso y, debido a que tienden a agruparse, las máquinas solo pueden pesar con precisión pequeñas cantidades. Generalmente, cualquier paquete de más de 5 libras (2,2 kilogramos) se puede cargar con la máquina, pero aún así será necesario pesarlo y ajustarlo manualmente.

Control de calidad

Las bandas de goma de muestra de cada lote se someten a una variedad de pruebas de calidad. Una de esas pruebas mide módulo o la fuerza con la que una banda se levanta:una banda apretada debe retroceder con fuerza cuando se tira, mientras que una banda hecha para asegurar objetos frágiles debe retroceder con más suavidad. Otra prueba, para alargamiento determina cuánto se estirará una banda, que depende del porcentaje de goma en una banda:cuanto más goma, más debe estirarse. Un tercer rasgo comúnmente probado es resistencia a la rotura o si una goma elástica es lo suficientemente fuerte para soportar la tensión normal. Si el 90 por ciento de las bandas de muestra en un lote pasan una prueba en particular, el lote pasa a la siguiente prueba; si el 90 por ciento pasa todas las pruebas, el lote se considera listo para el mercado.

El futuro

Las bandas elásticas son un "producto maduro", para el cual el mercado no está creciendo tan rápido como lo hizo hace varios años. Sin embargo, la demanda de gomas elásticas es constante y no es probable que caiga drásticamente en un futuro predecible.