El papel es una delgada hoja elaborada con pasta de fibras vegetales que son molidas, blanqueadas, desleídas en agua, secadas y endurecidas posteriormente; a la pulpa de celulosa, normalmente, se le añaden sustancias como el polipropileno o el polietileno con el fin de proporcionar diversas características. Las fibras están aglutinadas mediante enlaces por puente de hidrógeno. También se denomina papel, hoja o folio a su forma más común como lámina delgada.
En el Antiguo Egipto se escribía sobre papiro (de donde proviene la palabra papel), el cual se obtenía a partir del tallo de una planta muy abundante en las riberas del río Nilo (Cyperus papyrus). En Europa, durante la Edad Media, se utilizó el pergamino que consistía en pieles de cabra o de carnero curtidas, preparadas para recibir la tinta, que por desgracia era bastante costoso, lo que ocasionó que a partir del siglo VIII se popularizara la infausta costumbre de borrar los textos de los pergaminos para reescribir sobre ellos (dando lugar a los palimpsestos) perdiéndose de esta manera una cantidad inestimable de obras.
Sin embargo, los chinos ya fabricaban papel a partir de los residuos de la seda, la paja de arroz y el cáñamo, e incluso del algodón. Se considera tradicionalmente que el primer proceso de fabricación del papel fue desarrollado por el eunuco Cai Lun, consejero del emperador He de Han, en el S. II d. C. Durante unos 500 años, el arte de la fabricación de papel estuvo limitado a China; en el año 610 se introdujo en Japón, y alrededor del 750 en Asia central. El conocimiento se transmitió a los árabes, quienes a su vez lo llevaron a las que hoy son España y Sicilia en el siglo X. La elaboración de papel se extendió a Francia que lo producía utilizando lino desde el siglo XII.
En el Antiguo Egipto se escribía sobre papiro (de donde proviene la palabra papel), el cual se obtenía a partir del tallo de una planta muy abundante en las riberas del río Nilo (Cyperus papyrus). En Europa, durante la Edad Media, se utilizó el pergamino que consistía en pieles de cabra o de carnero curtidas, preparadas para recibir la tinta, que por desgracia era bastante costoso, lo que ocasionó que a partir del siglo VIII se popularizara la infausta costumbre de borrar los textos de los pergaminos para reescribir sobre ellos (dando lugar a los palimpsestos) perdiéndose de esta manera una cantidad inestimable de obras.
Sin embargo, los chinos ya fabricaban papel a partir de los residuos de la seda, la paja de arroz y el cáñamo, e incluso del algodón. Se considera tradicionalmente que el primer proceso de fabricación del papel fue desarrollado por el eunuco Cai Lun, consejero del emperador He de Han, en el S. II d. C. Durante unos 500 años, el arte de la fabricación de papel estuvo limitado a China; en el año 610 se introdujo en Japón, y alrededor del 750 en Asia central. El conocimiento se transmitió a los árabes, quienes a su vez lo llevaron a las que hoy son España y Sicilia en el siglo X. La elaboración de papel se extendió a Francia que lo producía utilizando lino desde el siglo XII.
Tipos de papel
- Papel cristal
- Papel de estraza
- Papel libre de ácido
- Papel kraft Papel liner
- Papel (cartón) multicapa
- Papel pergamino vegetal
- Papel sulfurizado verdadero
- Papel simil-pergamino
- Papel sulfurizado verdadero
- Papel similsulfurizado
- Papel sulfurizado
- Papel tisúe
- Papel permanente
- Papel fluting
Propiedades
- Durabilidad del papel
- Estabilidad dimensional
- Mano
- Permanencia
- Resiliencia
- Carteo
Papel de pasta virgen
Una vez que se tiene la pulpa de celulosa, obtenida por medios químicos (pasta química o Wood Free, que se consigue disolviendo la lignina) o medios mecánicos (pasta mecánica, que no elimina la lignina sino que separa las fibras por fricción), hay que acondicionarla para el proceso de fabricación.
Pulper
La pasta se prepara en un aparato llamado pulper (dispositivo semejante a una gran batidora), donde se mezcla agua con la pasta de papel. La pasta puede estar en forma de fardos y balas (muchas hojas de pasta de papel), a granel (pasta de papel desmenuzada) o, si se trata de una fábrica integrada cuyo proceso de pasta y de papel se realiza en la misma factoría, en suspensión de agua.
El pulper es una gran cuba, normalmente a nivel inferior al del suelo, en cuyo interior se encuentra una gran hélice. Al añadir la pasta de papel, comienza el proceso de disgregación de fibras, primero por el impacto al caer los fardos, después por el rozamiento de la hélice con la pasta y finalmente por el rozamiento de las mismas fibras entre sí. Esta acción genera calor que ayuda a la dispersión.
Refino
Después, las fibras en suspensión se han de tratar físicamente mediante un proceso de fricción, para aumentar su capacidad de "afieltrarse" y unirse entre sí. A este proceso se le llama "refino". Consiste en frotar las fibras entre sí y contra unos discos metálicos. Esto hace que se rompan parcialmente y se creen una especie de pelos que son los que crearán los puentes de hidrógeno y darán al papel mayor resistencia a la tracción.
Cada tipo de fibra papelera y cada tipo de papel usan una refinación distinta que se adecua a cada necesidad. Al aumentar el grado de refinación de una pasta disminuye su opacidad, aumenta la resistencia a la tracción y disminuye la porosidad. Así, el papel cebolla (típico papel usado en dibujo, semitransparente) está muy refinado.
Una vez refinado, pasa por varias tinas (contenedores de líquidos) donde se le añaden aditivos tales como colorantes, cargas minerales (para añadir blancura, disminuir porosidad, etc.), productos especiales (para aumentar la resistencia al agua, a la tracción, etc.)
Una vez se le han añadido todos los elementos que se necesitan y la pasta ha reposado un pequeño tiempo para eliminar la latencia (propensión de la fibra a enredarse, convirtiéndose en pegotes), llega a la máquina de papel donde será tratado para ser después secado en un sitio secante.
La máquina de papel
Es el elemento más importante. Es el lugar donde la pasta en suspensión se convierte en papel. Aunque hay varios tipos, la más extendida es la máquina de mesa plana, derivada de la primera máquina inventada por Fourdrinier en tiempos de Napoleón.
Consta de varios elementos, se citan los más importantes por orden de utilización y la utilidad que desempeñan.
Cabeza de máquina
Cabeza de máquina
Se encarga de expulsar la pasta de papel en una fina capa sobre la tela de la máquina de papel. Básicamente es una caja alargada, en cuyo interior circula la pasta. En su extremo inferior, tiene una abertura en su largo por donde sale la película de pasta. El ancho de esta abertura se controla con unos labios, que al aumentar su distancia entre sí dejan caer más o menos cantidad. Controlando la salida de pasta de los labios se obtienen distintas propiedades de la hoja formada.
Al salir de los labios, cae directamente en la tela de máquina, ésta en su inicio, se le da un movimiento horizontal para mitigar un sentido de la fibra pronunciado.
Al caer las fibras tienden a colocarse en una posición paralela al movimiento de la tela, si no se elimina en parte, el papel tendrá una serie de características no adecuadas, como menor estabilidad dimensional (al humedecerse el papel, las celulosa se hincha, si todas las fibras van en el mismo sentido, se hincharán más en sentido longitudinal que en el transversal), mayor desgarro (fibras menos unidas).
Un experimento sencillo para descubrir el sentido de la fibra: tomar una hoja de periódico (tienen el sentido muy marcado), desgarrarla (sin tijeras, usar las manos), primero en el sentido de las letras impresas y después en el contrario, puede verse que en un sentido sale una línea casi recta, mientras que en el otro es complicado conseguir.
En otros papeles de gran calidad esta diferencia es casi imperceptible, se han de realizar ensayos más complicados (rigidez por ejemplo).
Tela
Es una malla muy fina donde se coloca la pasta de papel y comienza el desgote y secado.
La primera parte del secado es por gravedad, el agua cae atravesando la tela y las fibras quedan retenidas en la parte superior.
Después, el exceso de agua no desgota por sí sola, por lo que hay que ayudarla con varios elementos.
- Foils
Unas piezas, generalmente de plástico, que se colocan en la parte inferior de la tela. Tienen un ligero ángulo de descenso que al contacto con la malla generan un cierto vacío.
- Vacuum foils
Lo mismo que los foils, pero además absorben el agua mediante bombas de vacío.
- Dandy
Un gran rodillo hueco, cuyo exterior está recubierto de una malla. Se coloca en la parte superior de la tela en contacto directo con el papel. Mediante presión y, en algunos casos bombas de vacío, exprime el agua.
Además puede tener una serie de dibujos en relieve, que al presionar sobre el papel húmedo crea las marcas al agua. Es posible ver marcas de agua si se coloca, por ejemplo, un billete de banco al trasluz.
Al eliminar el agua en su mayor parte, el papel comienza a tener consistencia y se coloca en la sección de prensas y secadores.
Prensas y secadores
Una vez el papel ya ha adquirido consistencia, se ha de eliminar toda la humedad posible, para esta etapa se usa presión y calor.
La presión se da por medio de pares de rodillos recubiertos de goma; entre los rodillos y la hoja de papel corre una cinta de fieltro que absorbe el agua escurrida por la presión del rodillo.
La banda de papel prensada se hace pasar por una serie de rodillos huecos por los que circula vapor a altas temperaturas, para ello se acompaña con una manta de fieltro que evita que la hoja se aparte del cilindro ayudando al secado y guiando la hoja por ellos.
Cocina
Es un proceso aparte del de fabricación del papel en el que se elaboran los productos para ser aplicados a la superficie del papel para modificar aspectos del producto final. Después continúa otra serie más de prensas para terminar el secado.
Este producto aplicado en la máquina de papel es llamado preestucado, luego el papel puede ser llevado a la máquina estucadora para serle aplicado el estucado que junto con una aplicación de presión y calor se da brillo al papel.
Lisas y calandras
Una vez seco, las fibras se han unido convirtiéndose finalmente en lo que consideramos papel. En algunas ocasiones, se requiere un papel muy brillante, o con una lisura especial, esto se consigue presionando entre dos rodillos llamados lisas. Las calandras tienen varios rodillos metálicos colocados unos sobre otros, algunos calentados a vapor. Otra aplicación de las lisas es la de modificar el calibre o grosor del papel mediante presión.
Pope
Finalmente, el papel fabricado se enrolla en grandes bobinas para su posterior uso. Es un cilindro refrescador con entrada y salida de agua para el correcto enrollado.
Manipulado
- Rebobinado
la máquina de papel entrega una hoja continua de ancho fijo y con defectos. En una etapa de rebobinado se eliminan los defectos y se corta la hoja por el largo de acuerdo a las necesidades de los usuarios. Las grandes bobinas que se obtienen en pope se transforman en bobinas terminadas más pequeñas y fáciles de manejar.
- Corte
El transformado de bobinas de papel a papel cortado, se realiza en una máquina llamada
Cortadora.
Cortadora.
El papel una vez cortado, se separa en paquetes:
- Resma - 500 hojas
- Media resma - 250 hojas
- Cuarta - 125 hojas
- Quinta - 100 hojas
Estas medidas vienen dadas porque antiguamente el papel se contaba a mano. Se separaban las hojas de cinco en cinco (dedo = 5 hojas) equivalentes a un cuadernillo, con cada cinco cuadernillos de papel se formaba una mano (mano = 25 hojas), y veinte manos de papel formaban una resma.
Formatos
Para facilitar la impresión y economizar en gasto de papel, existen una serie de normas sobre el formato del papel.
Los formatos más habituales son:
Características técnicas
Según el uso al que vaya dirigido, necesita unas características técnicas específicas. Para ello se miden las cualidades del papel.
Las más comunes son:
- Peso - Gramaje: peso en gramos por unidad de superficie (g/m2). Antiguamente se medía por el peso de una resma, una docena de docenas de pliegos, siendo cada pliego del tamaño de 8 hojas, del antiguo tamaño folio (215 mm x 315 mm). Actualmente, la resma tiene otro valor (500 hojas).
- Longitud de rotura: se mide la cantidad de papel (en miles de metros) necesaria para romper una tira de papel por su propio peso.
- Desgarro: resistencia que ofrece el papel a la continuación de un desgarro.
- Resistencia al estallido: resistencia que ofrece el papel a la rotura por presión en una de sus caras.
- Rigidez: resistencia al plegado de una muestra de papel.
- Dobles pliegues: cantidad de dobleces que soporta una muestra hasta su rotura.
- Porosidad: se mide la cantidad de aire que atraviesa una muestra de papel.
- Blancura: grado de blancura.
- Opacidad: es la propiedad del papel que reduce o previene el paso de la luz a través de la hoja. Es lo contrario a la transparencia.
- Estabilidad dimensional: básicamente la estabilidad dimensional hace referencia a las modificaciones en tamaño de una hoja de papel dependiendo de las condiciones de humedad en el ambiente. Esto quiere decir que dependiendo de la humedad el papel tenderá a variar su tamaño, suele hacerlo en dirección de las fibras (fusiforme) por lo que se puede predecir aproximadamente como se deforma.
- Ascensión capilar: altura en milímetros que alcanza el agua en una muestra parcialmente sumergida.
- Planeidad: algunos de los cambios anteriormente enumerados inciden en la planeidad del papel, esto último es un factor importante para la impresión offset.
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