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Papel


 



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El papel es un afieltrado de fibras unidas tanto físicamente, por estar entrelazadas a modo de malla, como químicamente por puentes de hidrógeno. Se cree que fue inventado por Ts'ai Lun en el año 105 adC. El nombre viene de papiro, que es como se llamaba un antecedente egipcio del papel, hecho con fibras de la planta del mismo nombre.Las fibras para su fabricación requieren unas propiedades especiales, como alto contenido en celulosa, ser baratas y de fácil obtención, por lo que las más comúnmente usadas son las vegetales. La materia prima más común es la pulpa de madera de árboles, principalmente pinos, por precio y calidad de fibra (muy larga), y eucaliptos (muy barata y resistente). También se utilizan otros materiales, como el algodón y el cáñamo.

ManufacturaNos centraremos en la producción de papel, ya que el proceso de obtención de pasta o pulpa es un tema totalmente diferente.

Preparación de las fibras

Papel reciclado

Obtención de papel con materia prima reciclada. Los pasos de formación de hoja y manipulación son los mismos. La diferencia radica en que el material utilizado es papel. Este es obtenido en su mayor parte de los sobrantes de edición (mejor calidad, menos utilizado, mas limpio y homogéneo) y de las recogidas selectivas (papel más sucio por estar utilizado y desconocer exactamente la composición exacta, periódicos mezclados con revistas,cajas de cartón usadas etc...).

Papel de pasta virgen

Una vez se tiene la pasta de papel, obtenida por medios químicos (pasta química o Wood Free, se consigue disolviendo la lignina) o medios mecánicos (pasta mecánica, no se elimina la lignina si no que se separan las fibras por fricción), hay que acondicionarla para el proceso de fabricación.

Pulper

La pasta se prepara en un aparato llamado pulper (algo así como una batidora gigantesca), 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 incluso, 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 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 con el rozamiento de las mismas fibras entre si. Esta acción genera calor que ayuda a la dispersión.

En según que tipo de producción, se puede usar papel viejo, obteniendo un papel de menor calidad (papel reciclado). Aunque siempre se mezcla con pasta virgen, ya que las fibras se estropean, se rompen y dejan de ser útiles para la fabricación. Es imposible reciclar/reutilizar papel indefinidamente.

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 ellas. A este proceso se le llama refino. Consiste en frotar las fibras entre si 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 mayor resistencia a la tracción al papel.

Ejemplo: El papel tissué (higiénico) está muy poco refinado, prueba a tirar de los extremos de una hoja, verás como se rompe fácilmente.

El papel cebolla (típico papel usado en dibujo, semitransparente) está muy refinado por lo que es muy resistente a la tracción.

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.

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 papel plana.

Consta de varios elementos, se citan los mas importantes por orden de utilización y la utilidad que desempeñan.

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. Esta es una de las maneras de controlar el gramaje final del papel, esto es, los gramos por metro cuadrado que pesará.

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 hinchará mas en sentido longitudinal que en el transversal), mayor desgarro (fibras menos unidas)...

Un experimento sencillo para descubrir el sentido de la fibra: coged una hoja de periódico (tienen el sentido muy marcado), desgarrarla (sin tijeras, usad las manos), primero en el sentido de las letras impresas y después en el contrario, veréis 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 si 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 se absorben el agua mediante bombas un 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. Podéis ver marcas de agua si colocáis, 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 a adquirido consistencia, se ha de eliminar toda la humedad posible, esto se consigue aplicando calor.

La banda de papel, 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 parta ayudando al secado y guiando la hoja por los cilindros.

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 continua 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

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. Fase final de la formación del papel. 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.

Manipulado

- Rebobinado:

El papel en grandes bobinas es complicado de almacenar y transportar, por ello se suele transformar en bobinas mas pequeñas en una máquina llamada Rebobinadora.

- Corte:

El transformado de bobinas de papel a papel cortado, se realiza en una máquina llamada Cortadora.

El papel una vez cortado, se separa en paquetes.

- Resma - 500 hojas.
- Media resmas - 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), cada cinco dedos era una mano (Mano= 25 hojas).

Formatos
Distintos formatos de papel

Para facilitar la impresión y economizar en gasto de papel, existen una serie de normas sobre el formato del papel.

En la mayoría de países europeos, la norma UNE (una adaptación de la norma DIN).

Los formatos más habituales son:

Norma DIN Serie A

Más información sobre formatos de papel.

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:

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; actualmente la resma tiene otro valor)

- Longitud de rotura:

Se mide la cantidad de papel (en Kms) 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:

Cantidad de aire que permite pasar una muestra de papel.

- Blancura:

Grado de blancura.

- Opacidad:

Cantidad de luz que atraviesa un papel.

- Estabilidad dimensional:

Diferencia en mm de una muestra seca y la misma muestra una vez se ha sumergido en agua.

- Ascensión capilar:

mm que asciende el agua en una muestra parcialmente sumergida en agua.

Aplicaciones

El papel se usa para infinidad de cosas. Aparte de las más habituales (escritura, impresión...) hay una serie de usos curiosos:

- Para la papiroflexia
- Puertas. Algunas puertas de baja calidad constan de dos chapas de madera en cuyo interior se encuentran unas celdas tipo abeja, que dan consistencia, hechas de papel.
- Decorativo como sucedáneo de madera. Por ejemplo, en las de roble en cuyo interior aparece al romperse serrín prensado y una capa con el dibujo simulando las vetas de madera. Es papel pintado y melaminado (tratamiento que le da aspecto de plástico).
- Dinero (billetes). Es un papel complicado de fabricar, y muy complicado de imitar. Se fabrica con un gran porcentaje de pasta de algodón, que le confiere resistencia (fibras muy largas). Se añaden fibras especiales que brillan con luz ultravioleta, y se le aplican marcas al agua.


 





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