En la imprenta , el metal tipográfico se refiere a las aleaciones metálicas utilizadas en la fundición tipográfica tradicional y la composición tipográfica en caliente . Históricamente, el metal tipográfico era una aleación de plomo , estaño y antimonio en diferentes proporciones según la aplicación, ya sea fundición mecánica de caracteres individuales para composición manual, fundición mecánica en línea o composición tipográfica mecánica de caracteres individuales y fundición de planchas estereoscópicas. Las proporciones utilizadas están en el rango: plomo 50-86%, antimonio 11-30% y estaño 3-20%. El antimonio y el estaño se agregan al plomo para mayor durabilidad, al tiempo que se reduce la diferencia entre los coeficientes de expansión de la matriz y la aleación. Aparte de la durabilidad, los requisitos generales para el metal tipográfico son que debe producir una fundición verdadera y nítida, y mantener las dimensiones y la forma correctas después de enfriarse. También debe ser fácil de fundir, a una temperatura de fusión razonablemente baja , el hierro no debe disolverse en el metal fundido y el molde y las boquillas deben permanecer limpios y ser fáciles de mantener. Hoy en día, las máquinas Monotype pueden utilizar una amplia gama de aleaciones diferentes. Los equipos de colada mecánica utilizan aleaciones cercanas a la eutéctica .
Aunque el conocimiento de la fundición de metales blandos en moldes ya estaba bien establecido antes de la época de Johannes Gutenberg , su descubrimiento de una aleación que fuera dura, duradera y que tomara una impresión clara del molde representa un aspecto fundamental de su solución al problema de la impresión con tipos móviles . Esta aleación no se encogía tanto como el plomo solo cuando se enfriaba. Otras contribuciones de Gutenberg fueron la creación de tintas que se adherirían a los tipos de metal y un método para ablandar el papel de impresión hecho a mano para que tomara bien la impresión.
El plomo , barato, disponible en abundancia como galena y fácil de trabajar, tiene muchas de las características ideales, pero por sí solo carece de la dureza necesaria y no permite realizar piezas fundidas con detalles nítidos porque el plomo fundido se encoge y se deforma cuando se enfría hasta convertirse en un sólido.
Después de mucha experimentación, se descubrió que agregar estaño de peltre , obtenido a partir de casiterita , mejoraba la capacidad del tipo fundido para soportar el desgaste del proceso de impresión, haciéndolo más resistente pero no más quebradizo.
A pesar de probar pacientemente diferentes proporciones de ambos metales, resolver la segunda parte del problema del metal tipo resultó muy difícil sin la adición de un tercer metal, el antimonio .
Los alquimistas habían demostrado que cuando se calentaba estibina , un mineral de sulfuro de antimonio , con chatarra de hierro, se producía antimonio metálico. El fundidor de tipos introducía normalmente estibina en polvo y clavos de herradura en su crisol para fundir plomo, estaño y antimonio y convertirlo en metal para tipos. Tanto el hierro como los sulfuros se desechaban en el proceso.
La adición de antimonio confirió las tan necesarias mejoras en las propiedades de dureza, resistencia al desgaste y especialmente, la nitidez de reproducción del diseño tipográfico , dado que tiene la curiosa propiedad de disminuir la contracción de la aleación al solidificarse.
El metal tipográfico es una aleación de plomo, estaño y antimonio en diferentes proporciones según la aplicación, ya sea fundición mecánica de caracteres individuales para composición manual, fundición mecánica en línea o composición tipográfica mecánica de caracteres individuales y fundición de placas estereoscópicas.
Las proporciones utilizadas oscilan entre el plomo 50 y el 86%, el antimonio 11 y el 30% y el estaño 3 y el 20%. Las características básicas de estos metales son las siguientes:
El metal tipográfico es una aleación de plomo (Pb). El plomo puro es un metal relativamente barato, blando y por lo tanto fácil de trabajar , y es fácil de fundir , ya que se funde a 327 °C (621 °F). Sin embargo, se encoge cuando se solidifica, lo que produce letras que no son lo suficientemente nítidas para imprimir. Además, las letras de plomo puro se deforman rápidamente durante el uso, lo que es un resultado directo de la facilidad de trabajo del plomo.
El plomo es excepcionalmente blando, maleable y dúctil , pero con poca resistencia a la tracción .
El óxido de plomo es un veneno que daña principalmente la función cerebral. El plomo metálico es más estable y menos tóxico que su forma oxidada. El plomo metálico no se puede absorber a través del contacto con la piel, por lo que se puede manipular con cuidado y con mucho menos riesgo que el óxido de plomo.
El estaño (Sn) favorece la fluidez de la aleación fundida y hace que el tipo sea más resistente, lo que le confiere resistencia al desgaste. Es más duro, más rígido y más resistente que el plomo.
El antimonio (Sb) es un elemento metaloide que se funde a 630 °C (1166 °F). El antimonio tiene un aspecto cristalino y es frágil y fusible. [1]
Cuando se alea con plomo para producir metal tipográfico, el antimonio le otorga la dureza que necesita para resistir la deformación durante la impresión y le proporciona piezas fundidas más nítidas en el molde para producir un texto impreso claro y fácil de leer en la página.
Las composiciones reales variaron con el tiempo y las distintas máquinas se adaptaron a distintas aleaciones en función de los usos previstos para los tipos. Los impresores a veces tenían sus propias preferencias sobre la calidad de determinadas aleaciones. La Lanston Monotype Corporation del Reino Unido tenía una amplia gama de aleaciones enumeradas en sus manuales.
La mayor parte de la composición tipográfica mecánica se divide básicamente en dos tecnologías diferentes que compiten entre sí: la fundición de líneas ( Linotype e Intertype ) y la fundición de caracteres individuales ( Monotype ).
Los manuales de la máquina de fundición de composición Monotype (ediciones de 1952 y posteriores) mencionan al menos cinco aleaciones diferentes para utilizar en la fundición, dependiendo del propósito del tipo y del trabajo a realizar con él.
Aunque en general los caracteres fundidos Monotype pueden identificarse visualmente como si tuvieran una muesca cuadrada (a diferencia de las muescas redondas utilizadas en los tipos de fundición), no existe una manera sencilla de identificar la aleación aparte de un costoso ensayo químico en un laboratorio.
Además de esto, las dos empresas Monotype de Estados Unidos y el Reino Unido también fabricaron moldes con muescas "redondas". Los fundidores de tipos y los impresores podían encargar moldes especialmente diseñados según sus propias especificaciones: altura, tamaño, tipo de muesca e incluso se podía modificar el número de muescas.
Los tipos producidos con estos moldes especiales sólo se pueden identificar si se conoce la fundición o el impresor.
En Suiza, la empresa Metallum Pratteln AG, de Basilea, tenía otra lista de aleaciones de metales tipo. En caso necesario, se podía fabricar cualquier aleación según las especificaciones del cliente.
El metal de regeneración [ aclaración necesaria ] se fundió en el crisol para reemplazar el estaño y el antimonio perdidos a través de la escoria . [ cita requerida ]
Cada vez que se vuelve a fundir un metal, el estaño y el antimonio se oxidan . Estos óxidos se forman en la superficie del crisol y deben eliminarse. Después de remover el metal fundido, se forma un polvo gris en la superficie, la escoria, que debe eliminarse. La escoria contiene cantidades recuperables de estaño y antimonio.
La escoria debe procesarse en empresas especializadas, para poder extraer los metales puros en condiciones que eviten la contaminación ambiental y sigan siendo económicamente viables.
El metal puro se funde y solidifica de forma sencilla a una temperatura determinada. No ocurre lo mismo con las aleaciones, en las que encontramos un rango de temperaturas con todo tipo de eventos diferentes. La temperatura de fusión de todas las mezclas es considerablemente inferior a la de los componentes puros.
La adición de una pequeña cantidad de antimonio (entre el 5% y el 6%) al plomo modifica considerablemente el comportamiento de la aleación en comparación con el plomo puro: aunque el punto de fusión del antimonio puro es de 630 °C, esta mezcla estará completamente fundida y será un fluido homogéneo incluso a temperaturas tan bajas como 371 °C. Si dejamos enfriar esta mezcla, la aleación permanecerá líquida incluso a 355 °C, el punto de fusión del plomo puro. Una vez que la temperatura alcance los 291 °C, comenzarán a formarse cristales de plomo , lo que aumentará la cohesión de la aleación líquida. A 252 °C, la mezcla comenzará a solidificarse por completo, durante lo cual la temperatura permanecerá constante. Solo cuando la mezcla se haya solidificado por completo, la temperatura comenzará a disminuir nuevamente.
El uso de una mezcla de 10% de antimonio y 90% de plomo retrasa la formación de cristales de plomo hasta aproximadamente 260 °C.
El uso de una mezcla de 12% de antimonio y 88% de plomo evita por completo la formación de cristales y se convierte en un eutéctico . Esta aleación tiene un punto de fusión claro, a 252 °C.
Aumentar el contenido de antimonio más allá del 12% conducirá a una cristalización predominantemente de antimonio.
La adición de estaño a este sistema bipolar complica aún más el comportamiento. Una parte del estaño entra en el eutéctico. Una mezcla de 4% de estaño, 12% de antimonio y 84% de plomo se solidifica a 240 °C.
Dependiendo de los metales en exceso, respecto al eutéctico, se forman cristales, agotando el líquido, hasta volver a formarse la mezcla eutéctica 4/12.
La aleación 12/20 contiene muchos cristales mixtos de estaño y antimonio, estos cristales constituyen la dureza de la aleación y la resistencia al desgaste.
No es posible aumentar el contenido de antimonio sin añadir también algo de estaño, ya que la fluidez de la mezcla disminuirá drásticamente cuando la temperatura baje en algún punto de los canales de la máquina. Las boquillas pueden quedar obstruidas por cristales de antimonio.
En las máquinas Linotype y en las máquinas de colada Ludlow se utilizan aleaciones eutécticas para evitar el bloqueo del molde y garantizar una colada continua y sin problemas.
Las aleaciones utilizadas en las máquinas Monotype suelen contener mayores contenidos de estaño para obtener caracteres más resistentes. Todos los caracteres deben poder resistir la presión durante la impresión. Esto suponía una inversión extra, pero Monotype era un sistema caro en todos los aspectos.
La feroz competencia entre los distintos sistemas de impresión mecánica de tipos, como Linotype y Monotype, ha dado lugar a algunos cuentos de hadas sobre los tipos de metal que perduran en el tiempo. Los usuarios de Linotype despreciaban a Monotype y viceversa.
Las máquinas monotipo pueden utilizar una amplia gama de aleaciones diferentes; mantener una producción constante y alta significaba una estricta estandarización del metal tipográfico en la empresa, con el fin de reducir por todos los medios cualquier interrupción de la producción. Se realizaron ensayos repetidos a intervalos regulares para controlar la aleación utilizada, ya que cada vez que se recicla el metal, aproximadamente el medio por ciento del contenido de estaño se pierde por oxidación . Estos óxidos se eliminan con la escoria mientras se limpia la superficie del metal fundido.
Hoy en día, esta "batalla" ha perdido su importancia, al menos para Monotype. La calidad del tipo producido es mucho más importante. Las aleaciones con un alto contenido de antimonio y, por consiguiente, un alto contenido de estaño, se pueden fundir a una temperatura más alta, a una velocidad más baja y con un mayor enfriamiento en una composición Monotype o en una máquina de colada superrápida.
Aunque se tuvo cuidado de evitar mezclar distintos tipos de metal en talleres con distintos sistemas de fundición de tipos, en la práctica esto ocurrió a menudo. Dado que una máquina de fundición de composición Monotype puede trabajar con una variedad de aleaciones de metal diferentes, la mezcla ocasional de aleación Linotype con aleación descartada de fundidores de tipos ha demostrado ser útil.
Los equipos de colada mecánica utilizan aleaciones cercanas a la eutéctica .
El cobre se ha utilizado para endurecer metales de tipografía; este metal forma fácilmente cristales mixtos con el estaño cuando la aleación se enfría. Estos cristales crecerán justo debajo de la abertura de salida de la boquilla en las máquinas Monotype, lo que provocará un bloqueo total después de un tiempo. Estas boquillas son muy difíciles de limpiar, porque los cristales duros resistirán la perforación.
Los espacios de latón contienen zinc , que es extremadamente contraproducente en el metal tipográfico. Incluso una cantidad minúscula (menos del 1 %) formará una superficie polvorienta en la superficie del metal fundido que es difícil de eliminar. Los caracteres fundidos a partir de metal tipográfico contaminado como este son de calidad inferior; la solución es descartarlos y reemplazarlos con aleación nueva.
Por lo tanto, el latón y el cinc deben eliminarse antes de volver a fundirlos. Lo mismo se aplica al aluminio , aunque este metal flotará en la parte superior de la masa fundida y se descubrirá y eliminará fácilmente antes de que se disuelva en el plomo.
Las placas de magnesio son muy peligrosas en el plomo fundido, porque este metal puede arder fácilmente y se encenderá en el plomo fundido.
El hierro apenas se disuelve en el metal de fusión, aunque el metal fundido siempre está en contacto con la superficie de hierro fundido del crisol.
Joseph Moxon , en sus Ejercicios Mecánicos , menciona una mezcla de cantidades iguales de "antimonio" y clavos de hierro . [3]
Parágrafo 2. De la fabricación de Mettal.
Los fundidores de metales fabrican letras de imprenta con plomo endurecido con hierro . Por eso eligen clavos para fundir el mejor hierro, tanto porque están seguros de que están hechos de hierro blando y resistente , como porque (al estar en trozos pequeños de hierro ) se fundirán más rápido. Para hacer que el hierro funcione , mezclan un peso igual de antimonio (machacado en un mortero de hierro en trozos pequeños) y clavos . Y preparan tantos crisoles de barro de cuarenta o cincuenta libras (hechos con ese propósito para soportar el fuego ) como piensan usar. Cargan estos crisoles con el hierro y el antimonio mezclados hasta que quepan.
Cada vez que fundían el metal , construían un nuevo horno para fundirlo. Este horno se llama horno abierto , porque el aire entra por todos sus lados para avivar el fuego . Lo hacen de ladrillos en un lugar abierto, tanto para que el aire pueda tener libre acceso a todos sus lados, como para que los vapores del antimonio (que son desagradables) ofendan menos a quienes ofician en la fabricación del metal ; y también porque el fuego violento que se hace en el horno no debe poner en peligro la cocción de las casas adyacentes.
El "antimonio" era en realidad estibina , sulfuro de antimonio (Sb2S3 ) . En este proceso se quemaba el hierro, lo que reducía el antimonio y al mismo tiempo eliminaba el azufre no deseado . De esta forma se formaba ferrosulfuro, que se evaporaba con todos los humos.
La mezcla de estibina y clavos se calentó al rojo vivo en un horno al aire libre hasta que todo se fundió y terminó. El metal resultante puede contener hasta un 9% de hierro. Se puede realizar una purificación adicional mezclando el material termofusible con sal de cocina, NaCl. Después de esto, se agrega plomo al rojo vivo de otro crisol y se revuelve bien. [4]
Se añadía algo de estaño a la aleación para fundir caracteres pequeños y espacios estrechos, con el fin de rellenar mejor las zonas estrechas del molde. Las buenas propiedades del estaño eran bien conocidas. En ocasiones, se reducía su uso para ahorrar gastos.
Gran parte de este trabajo tóxico se realizó mediante trabajo infantil , una fuerza laboral que incluye a niños . [5]
Hasta ahora un hombre (o más bien un niño) podía encargarse de todo este trabajo.
Como supuesto antídoto contra los humos metálicos tóxicos inhalados, a los trabajadores se les dio una mezcla de vino tinto y aceite de ensalada: [6]
Ahora (según la costumbre) se proporciona media pinta de aceite de antimonio mezclado con sal para que cada trabajador la beba; con la intención de usarlo como antídoto contra los humos venenosos del antimonio y para restaurar los espíritus que un fuego tan violento y un trabajo duro pueden haber agotado.