Papel

La materia prima para la obtención del papel es la madera, que según su origen se puede obtener de coníferas o frondosas. Las coníferas más empleadas son las piceas, abetos y pinos, este tipo de maderas proporcionan fibras largas de unos 3 mm de longitud. Por otra parte las frondosas más empleadas son el chopo, eucalipto y abedul, este tipo de maderas a diferencia de las anteriores proporcionan fibras más cortas de 1mm de longitud. Es posible emplear otro tipo de materiales naturales como son el esparto, yute, paja etc, pero su uso en la industria papelera no es tan importante. Los principales componentes de las fibras que forman la madera son la celulosa, hemicelulosas y ligninas. De estos componentes la celulosa es la más importante y la que otorga las características al papel.

Los papeles empleados en la fabricación de envases se emplean en distintas aplicaciones, entre ellas podemos destacar por su importancia las siguientes:

• Fabricación de estuches de cartoncillo.
• Fabricación de embalajes.
• Fabricación de sacos:
• Otras aplicaciones: papel parafinado, etiquetas, complejos etc.

Características técnicas principales.

Los pasos para la fabricación del papel parten del descortezado de los arboles. Esto se produce al hacer pasar los arboles a través de una serie de tambores. A continuación se produce el astillado de la madera y su posterior homogeneizado. A partir de aquí es necesario obtener de la madera las fibras de la celulosa, eliminando el resto de los componentes. Para realizar este proceso existen distintos sistemas, estos se pueden clasificar en:

• Proceso mecánico. Utiliza la energía mecánica para liberar la celulosa sin emplear productos químicos.
• Proceso químico: En el se emplean distintos tipos de reactivos, pero el proceso sulfato o Kraft es el más empleado. Para realizar esto se utilizan los denominados digestores en los cuales las astillas a altas temperaturas están en contacto con los reactivos facilitando de esta forma la extracción de la celulosa.
• Procesos semiquímicos: Mediante este tipo de proceso las astillas son tratadas parcialmente tanto con un proceso químico como mecánico. Este tipo de proceso se emplea para fabricar los papeles empleados en el ondulado de los embalajes.

A continuación la pasta obtenida es blanqueada caso que sea necesario, para posteriormente realizar una serié de operaciones. Las principales operaciones son:

• Desfibrilado-despastillado. En esta operación la pasta en forma de balas secas se coloca en suspensión acuosa en los denominados “pupers”, en donde se produce su batido.
• Refino. Es un proceso de fricción que permite aumentar la capacidad de las fibras de unirse entre sí. No se realiza en pastas mecánicas.
• Formado. El formado de la hoja consiste en un proceso de filtración, el cual se realiza en las denominadas mesas formadoras.
• Prensado. El objetivo del prensado es disminuir la cantidad de agua del papel.

A continuación se realizan otras operaciones cuyo objetivo es mejorar la calidad final de papel y prepararlo para su uso, entre ellas se pueden señalar las siguientes:

• Secado
• Alisado-Calandrado
• Enrollado.
• Bobinado.
• Cortado.

Cartoncillo

El cartoncillo es un material fibroso (básicamente celulosa), similar al papel pero formado por tres o más capas de celulosa de diversa calidad de fibras sólidamente unidas durante su fabricación, lo que da gramajes superiores a 180gr/m2. Esto hace que el esquema genérico señalado anteriormente para la fabricación de papel, no se ajuste en su totalidad al cartoncillo, ya que la unión de las distintas capas se realiza antes del prensado del papel y posteriormente y una vez que se ha producido el secado, se realiza el estucado del cartoncillo. El estucado está formado por distintos elementos (generalmente pigmentos, aglutinantes y sustancias auxiliares) que se colocan sobre al papel mejorando sus cualidades ópticas, blancura y coloración del papel, lo que permite mejorar la impresión

Recomendaciones de uso.

A continuación se mencionan las propiedades más importantes a considerar en el estudio del papel.

• Direccionalidad del papel: Durante el proceso de fabricación del papel las fibras tienden a orientarse en una dirección que se denomina dirección de máquina (DM) frente a una dirección transversal (DT). Esto hace que la resistencia del papel varíe según se ensaye en una dirección u en otra.
• Gramaje: Masa de papel por superficie (gramos/m2).
• Espesor o calibre: Es la distancia entre las dos caras del papel. Micras (m)
• Resistencia a tracción: Mide la fuerza necesaria que resiste una probeta de medidas normalizadas antes de su rotura (KN/m). A partir de este ensayo que determina una curva de esfuerzo-deformación, se pueden determinar los siguientes parámetros:
• Indice de tracción: Resistencia a tracción dividida por el gramaje (Nm/g)
• Longitud de rotura: Es la longitud límite, de una tira de papel, por encima de la cual si el papel se suspendiera por un extremo, se rompería por su propio peso (m)
• Alargamiento a rotura: Alargamiento de una probeta normalizada hasta su rotura. Se expresa en (%)

En la siguiente gráfica se puede observar la curva de comportamiento del material frente a un incremento de carga.

El papel es capaz de absorber esfuerzos antes de su rotura. Esta propiedad es especialmente importante en los papeles empleados para la fabricación de sacos. A continuación se citan los más importantes.

• Trabajo de rotura. Es el área comprendida entre la curva de rotura (curva carga-alargamiento) de una probeta de papel o cartón, y el eje correspondiente al alargamiento. (J).
• TEA: Es el trabajo efectuado por unidad de superficie de papel, al someter este a un esfuerzo de tracción hasta su rotura. (J/m2)
• Indice TEA. Es el TEA dividido por el gramaje (J/g)

• Resistencia al Rasgado. Es la fuerza requerida por un péndulo para continuar un rasgado ya iniciado en una probeta de papel. (mN)
• Indice de Rasgado. Corresponde a la resistencia al rasgado divida por el gramaje. (mMm2/g)
• Coob. Determinación de la absorción de agua por unidad de superficie en un tiempo determinado. (g/m2)

Permeabilidad al aire. Mide la cantidad de aire que pasa a través de una superficie de papel en unas condiciones de determinadas. Existen distintos métodos para medir esto siendo el método Gurley uno de los más empleados, el cual mide el tiempo necesario para hacer pasar un caudal de aire determinado. (seg), a través de una superficie de papel determinada.

Otras propiedades del papel son las siguientes:

• Propiedades ópticas: Brillo, opacidad, color, blancura.
• Propiedades superficiales: Rugosidad o lisura, resistencia al arrancado.
• Otros papeles: En el caso de emplear papel parafinado, es necesario conocer el gramaje del papel empleado y el de la parafina por cada una de las caras.

Últimos desarrollos.

El papel es un material que permite la formación de complejos junto a distintos materiales como son los poliméricos, aluminio o metalizados, bien sea por el empleo de adhesivos o por técnica de extrusión. Esto da lugar a múltiples aplicaciones entre las que cabe destacar: etiquetas, bricks, multicapas empleados en los sectores de farmacia y cosmética.

Normativa.

Es muy numerosa la normativa existente referida al papel, a continuación se menciona la principal normativa, para ampliar esta relación en especificaciones concretas (etiqueta, impresión, cartón, cartoncillo se recomienda acudir a los capítulos relacionados).