• Author / Uploaded
• Basilia Aguilar

• Categories
• Adhesión
• Gelatina
• Agua
• Proteínas
• Materiales

Citation preview

Traduccion del capitulo cola del libro de restauracion de Weisshaar, es bastante util, ya que la mayoria no maneja los conocimientos minimos de su manejo

Nota: para convertir Fº a Cº, tienen que restar al valor 32, luego multiplicar por 5 y dividir por 9, pongo ej. 140 Fº - 32= 108 108 por 5= 540 540 / 9= 60 Cº

Introducción

La cola animal evidentemente se originó en Egipto hace más de 3.300 años. Desde entonces, debe haber habido referencias de su uso en muchos países, pero no fue hasta 1690, en Holanda, que se fabricó comercialmente por primera vez. Poco despúes se fabricó en Inglaterra y, en 1808, se estableció en los Estados Unidos la primera planta para producción de cola animal.

A pesar de que la cola animal se ha usado por muchos años, son polímeros extremadamente complicados, con una estructura más compleja que muchos de los sintéticos más nuevos. Desde el punto de vista químico, estos adhesivos se componen de grandes moléculas orgánicas que contienen largas cadenas de proteínas de aminoácidos periódicos. La proteína para fabricar cola animal proviene de pieles animales, tejido conjuntivo, huesos y material similar. Los "grados" de cola animal los estandarizó Peter Cooper en 1827. Aún hoy la cola animal se vende por gramo o densidad (resistencia) de gelatina, usando estas unidades. La densidad o resistencia de la gelatina en "gramos" es el peso necesario para hundir un pistón de un tamaño dado a una profundidad fija en la superficie de una solución de cola gelatinosa, usando el Gelómetro Bloom. En términos generales, los valores de densidad (resistencia) de la gelatina van desde unos 30 gramos (una gelatina muy débil) hasta unos 500 gramos (una gelatina extremadamente fuerte). Los grados intermedios se separan en intervalos de aproximadamente 30 gramos. Para la mayoría de las restauraciones y para la fabricación de violines, una densidad (resistencia) gramo de 192 es muy buena. Permite un tiempo de trabajo de 1-1/2 minutos antes de que la cola comience a endurecer.

La viscocidad o propiedad de flujo de la cola se mide en "milipoises" la resistencia de flujo de una solución de cola a través de un orificio con constantes conocidas, a una concentración y temperatura dadas. La viscocidad alcanza desde 25 milipoises (muy diluída) hasta unos 200 milipoises (extremadamente densa). La viscocidad y la resistencia de la gelatina determinan la cantidad de agua a usar para proveer lo siguiente:

1. la fluidez adecuada para su aplicación. 2. velocidad de endurecimiento (o tiempo libre, abierto) de la capa de cola.

La cola animal seca se mezcla con agua y se usa caliente. Algunos carpinteros creen erróneamente que los grados de prueba más altos darán la fuerza de adherencia más alta. En realidad, todos los grados de prueba normales de cola animal de buena calidad, producirán adherencias secas (sin agua) más fuertes que la madera más fuerte. En consecuencia, otros son los factores que deberán determinar la selección del grado de adherencia.

PORQUÉ PEGA

Para poder usar cola animal hasta el máximo de su rendimiento en trabajos de madera, es necesario tener algún conocimiento de porqué y cómo se adhiere a la madera. Uno de los errores más comunes sobre la cola animal es creer que debe penetrar e impregnar totalmente la madera adyacente a la línea de cola, de manera de producir zarcillos o ganchos de cola que mecánicamente adherirán la cola a los poros de la madera. En un intento por lograr esta penetración, muchos carpinteros usan cola diluída, calientan la madera y aplican alta presión para forzar a la cola a penetrar profundamente en los poros. Esto da como resultado una junta "subalimentada" débil que mostrará poca fractura de la madera si la junta se rompe. (Si la penetración en los poros de la madera fuera un pre-requisito para lograr adherencias fuertes de la cola, ¿por qué es tan difícil obtener juntas fuertes en las vetas de los extremos?).

El vidrio, con su superficie suave e indiscutiblemente no-porosa, puede "astillarse" usando cola animal de graduación relativamente baja. Cuando la cola se seca, fractura o quiebra la superficie del vidrio en varias

estructuras (formas). Como la cola animal forma adherencias fuertes con los materiales no porosos tales como el vidrio, o al rellenar superficies porosas, se ha llegado a la conclusión de que la atracción electroquímica entre las moléculas de la cola y la madera es, en realidad, la base para las adherencias fuertes de la cola. Este concepto se conoce como adhesión específica y hoy día está generalmente aceptado. La máxima fuerza de adhesión se obtiene formando una película de cola delgada pero contínua entre las superficies de madera bien unidas. Esto ofrece la línea integral de cola más larga posible, desarrollando así la máxima fuerza de atracción entre la cola y la madera.

Muchos lectores recordarán "las sillas de la abuela" con juntas separadas. Estas juntas tenían profundos bolsillos de cola animal y un contacto pobre madera-con-madera. La cola animal no es una masilla y las juntas deben estar bien ajustadas. Recuerde, la mesa de la abuela de bordes encolados generalmente permanece tan sólida como cuando era nueva ¡así como algunos de los muebles encontrados en las tumbas egipcias!

Las colas animales fueron los primeros adhesivos "ablandados con calor", porque desarrollan una adhesividad extremadamente enérgica (dinámica) al perder calor. La adhesión final resulta cuando la humedad se nivela con la madera. La cola deberá formar una capa delgada pero continua al ser aplicada sobre la superficie a encolar. La concentración de cola correcta depende de varios factores:

1. tiempo de montaje 2. temperatura ambiente y de la madera 3. temperatura de la cola

El cuadro siguiente indica la proporción media de agua para cola por peso, donde la temperatura de la madera y la temperatura ambiente oscilan entre los 70-75° F y la temperatura de la cola entre los 140-145° F.

0° Centígrado = 32° Fahrenheit (punto de congelación). 100° Centígrados = 212° Fahrenheit (punto de ebullición).

Agregue cola por peso al agua limpia, fresca y medida y mézclela hasta que la cola esté totalmente mojada. Deje que se empape al menos por 30 minutos, y luego póngala en una caldera doble o en un recipiente para cola industrial. Para cantidades pequeñas de cola, ponga la solución de cola en un pote de vidrio chico y para calentarla sirve un calentador de biberón (al "baño María"). Caliente la cola hasta 140-145° F (60-63 Cº), usando un termómeto para controlar la temperatura de la cola. No sobrecaliente. "Cocinar" la cola rompe las cadenas de proteínas (hidrólisis) y altera la fuerza de la cola. Cuando la cola esté disuelta y la temperatura sea de 140-145°, la solución está pronta para usar.

Si se necesita prolongar el tiempo de montaje o si la temperatura de la madera o la temperatura ambiente están por debajo de lo normal, pueden utilizarse geles debilitantes. Algunos "viejos programadores" usaban diferentes ácidos para extender el tiempo de adherencia de las colas animales. Los ácidos sí prolongaban el tiempo de gelatinización de la cola, pero lo lograban rompiendo las cadenas de proteínas y destruyendo la composición química de la cola, lo cual daba como resultado una cola más débil a medida que la fuerza por gramo decaía. Es muy posible destruir completamente la cola animal utilizando ácidos.

La urea (nó la Thiourea, un conocido irritante) enlentece el tiempo de gelatinización sin producir efectos quimicos adversos en la estructura de la cola animal. La fuerza de unión producida por esta solución de cola no se distingue de la fuerza de unión producida por una solución de cola sin modificación. El tiempo de gelatinización normalmente puede extenderse lo suficiente agregando hasta el 10% de urea, medida por peso de cola seca

Las colas animales líquidas industriales contienen hasta el 30% de urea y se mantienen líquidas a temperatura ambiente. Sin embargo, cualquier cola animal líquida de más de seis meses puede no ser confiable, pues la urea eventualmente hidroliza la estructura proteica de la cola y la debilita -aun cuando el producto haya sido "protegido" con diferentes bactericidas y

fungicidas durante su fabricación.

Prueba Gramo

Graduaciones Normales

Relación Agua/Cola

Peter Cooper Mezcla abierta/cerrada de un minuto

250 de cola

IXM

2 partes de agua/1 parte

192 parte de cola

1 1/4

1.6 partes de agua/1

135 parte de cola

1 1/2

1.25 partes de agua/1

ENCOLADO

Las superficies a unirse con cola deberán estar limpias y ser planas y uniformes. No es recomendable lijarlas. Los lados de las uniones deberán ajustar bien; la cola no compensa por una junta pobre.

Aplique cola caliente a una de las superficie a encolar. Extienda sólo la cola suficiente como para "humedecer" la superficie opuesta y formar una fina película contínua. Trabaje rápidamente porque si la cola gelatiniza, no se produce la transferencia y resultará una unión pobre. La gelatinización se produce cuando la superficie de la cola comienza a transformarse en una capa gomosa no pegajosa.

La aplicación correcta de la cola la indica un pliegue semigelatinoso de cola que se extiende contínuamente a lo largo de cada línea de cola luego del engrampado. Si al engrampar, la cola chorrea por la pieza de trabajo, es porque se aplicó de más y quizás, también, porque la mezcla estaba demasiado diluída.

A temperatura ambiente, las grampas pueden quitarse de una unión montada luego de una o dos horas. Para uniones sometidas a esfuerzo, sin embargo, aconsejamos dejar las grampas por 24 horas, para que la cola desarrolle su máxima resistencia.

DURACIÓN EN ALMACENAJE Y EN TARROS

Cuando se la guarda en solución a 140-145° F y tapada para evitar la evaporación, la cola animal caliente se mantiene perfectamente utilizable por 8-10 horas. Recomendamos mezclar solamente la cola que se necesite para un solo día de trabajo. Considerando el costo y el tiempo que insume fabricar o restaurar un instrumento de calidad, la cola es el componente menos costoso pero uno de los más importantes.

Las colas secas de piel animal, si se las protege de la humedad, tienen una duración de almacenaje ilimitada. No sufren cambios significativos ni en años de almacenaje.

VENTAJAS DE LAS COLAS DE PIEL ANIMAL

Estas colas pueden soportar temperaturas de hasta 350-400° F cuando están secas, y tienen una mayor resistencia a la tracción y una película más firme que las resinas polivinílicas o alipáticas. No se disuelven con solventes de base oleosa -aguarrás, alcoholes minerales, etc. Sólo son solubles en agua.

Solidifican al perder temperatura y humedad. Compárelas con

sustancias derretidas calientes que solidifican sólo por enfriamiento, o con emulsiones como las colas blancas, que solidifican solamente por pérdida de humedad. La características de endurecimiento por temperatura/humedad combinadas de las colas animales, les permite un amplio uso en encuadernación de libros, conversión del papel, abrasivos, desbarbado (picado) de vidrios, cinta engomada, fabricación industrial de muebles -y fabricación de violines.

La cola animal puede usarse para cubrir la madera porque rellena los poros y regula la penetración de las tinturas. Una fórmula útil para cubrir es 1 parte de Gelatina Knox por 10 partes de agua; o 1 parte de cola animal de 315+ resistencia gramo por 8 partes de agua. Pero dicho esto es necesario, sin embargo, tener la siguiente precaución: mientras que el tapaporos a la cola rellena bien los poros, no vuelve impermeable a la madera. Siempre que el instrumento se cubra con una capa protectora de barniz, la humedad no provocará ningún problema, pero algunas partes, inevitablemente, sufrirán desgaste. Los microbios se desarrollan muy bien en la cola gelatinosa debilitada y la madera expuesta es vulnerable a la suciedad y al ácido de la traspiración, decolorándose hasta casi un gris-negruzco.

Si se desea cubrir un instrumento con tapaporos a la cola antes de barnizarlo, trate la capa húmeda de cola con formaldehido para volverla resistente a la humedad. Trabaje al aire libre: el olor del formaldehido es picante e irritante.

Algunos barnices color ciruela negruscos eran comunes en los instrumentos de los siglos l7 y l8 en Viena, Austria y Mittenwald, Alemania, porque la cola se utilizaba junto con el barniz. Nosotros recomendamos usar la cola para unir piezas de madera, pero nó necesariamente como una masilla o mezclada con barnices.

La composición química única de la cola animal la hace extremadamente versátil. Tiene lugar en la fabricación del papel, fósforos y juntas (arandelas). Se usa como aditivo para compuestos de goma, como un elemento purificador en la elaboración de papel, zinc, plomo y uranio, y hasta en el tratamiento de aguas residuales.

El hecho de que la cola animal se haya usado sin interrupción en los trabajos de madera por más de 3000 años, le permite llevar el título de "anticuado" con un bien ganado orgullo. Y aún es, sin lugar a dudas, uno de los adhesivos más simples y sin problemas del que disponen los carpinteros refinados.