Papel

O papel (do latín papyrus) é un material constituído por unha delgada lámina elaborada a partir de polpa de celulosa, elaborada cunha pasta de fibras vexetais moídas suspendidas en auga, xeralmente branqueada, e posteriormente secada e endurecida, á que normalmente se lle engaden substancias como polipropileno ou polietileno co fin de proporcionarlle características especiais. As fibras que o compoñen están aglutinadas mediante ligazóns por ponte de hidróxeno.

Diferentes tamaños de papel.

As fibras para a súa fabricación requiren algunhas propiedades especiais, como alto contido de celulosa, baixo custo e fácil obtención: razóns polas cales as máis comunmente usadas son as vexetais. O material máis comunmente usado é a polpa de madeira de árbores, principalmente piñeiros (polo prezo e pola calidade da fibra, moi longa) e eucaliptos (moi barata e resistente). Outros materiais como o algodón e o cánabo tamén poden ser utilizados na confección do papel.

Fabricación do papel

En resumo, o proceso de fabricación consta de varias etapas que levan á formación do papel a partir da madeira. As principais etapas son:

1. Preparación das fibras: polpa
2. Branqueamento
3. Formación e prensado de follas
4. Varios tratamentos superficiais
5. Secado.

A madeira está composta por:

• Celulosa (aproximadamente o 45%)
• Hemicelulosa (aproximadamente o 30%)
• Lignina (aproximadamente o 20%)
• Varios extractos: terpeno, resinas, ácidos graxos (aproximadamente o 5%).

Fabricación artesanal dunha folla de papel

En esencia, no proceso tradicional para a fabricación de papel prepárase unha suspensión de fibras en auga e escóase nun baruto, de xeito que se produce unha capa de fibras entrelazadas aleatoriamente. A continuación, elimínase a auga desta capa mediante presión e secado. Antigamente esas fibras extraíanse de trapos ou pezas de roupa vellas de algodón ou de liño ou cánabo. A primeira máquina que substituíu o proceso de produción manual construíuse en 1798 e foi mellorada en 1803 co nome de máquina de Fourdrinier.

Posteriormente, a maior parte do papel fabricouse con polpa de madeira, debido ao seu menor custo. Con todo, as fibras téxtiles continúan a empregarse para a fabricación de papeis de alta calidade.

Dende o século XX empréganse diferentes métodos para a fabricación do papel, polpa mecánica de madeira, pasta morena, pasta de palla, pasta de recortes...

Historia

Unha folla de papel.

O papel máis antigo coñecido usado para conter unha mensaxe descubriuse na China e foi datado no 8 a. C., baixo a dinastía Han occidental (206 a. C. - 25). É un anaco duns 10 cm², o papel estaba feito de fibras de liño e é un fragmento dunha carta con preto de vinte antigos identificados. Atopouse en 2006 en Dunhuang, provincia de Gansu, (noroeste da República Popular da China). Antes da aparición do papel os escritos debíanse facer sobre pergamiños, sobre papiros ou sobre superficies como cortiza, follas de plantas, etc.

No Antigo Exipto escribíase sobre láminas de papiro dende antes do 3000 a.C. Fabricábase cun vexetal moi abondoso nas ribeiras do río Nilo, o Cyperus papyrus, e foi o primeiro material que presentou propiedades asociadas ao papel. Posteriormente, na antigüidade grecorromana, o papiro compartiu popularidade co pergamiño, que prevalecería en Europa durante a Idade Media. O pergamiño consistía en peles de becerro, ovella, cabra ou carneiro curtidas con cal e preparadas para recibiren a tinta. Non obstante este proceso resultaba custoso, polo que a partir do século VIII adoitábase a borrar os textos dos pergamiños para reescribir sobre eles (dando lugar aos palimpsestos) perdéndose deste xeito unha gran cantidade de creacións.

O papel

Folla de papel histórica feita a partir de cánabo

Antes de inventar o papel, os escribas chineses escribían sobre tiras de madeira ou bambú empregando unha punta ríxida, mais estes materiais non facilitaban a escritura, ademais de que supuñan un problema no momento de arquivalos. Despois da introdución do pincel de pelo, substituíuse o soporte polos primeiros intentos de realizar papel a partir de residuos de tea, seda, palla de arroz e cánabo e mesmo algodón. Considérase tradicionalmente que o primeiro proceso de fabricación do papel foi desenvolvido polo eunuco Cai Lun, conselleiro do emperador He da dinastía Han, no ano 105 a.C.

Durante uns 500 anos, a arte da fabricación de papel estivo limitado á China; no ano 610 introduciuse no Xapón, onde se fabricaba o papel a partir de fibras de morus, gampi e mitsumata, e arredor do 750 en Asia Central. Díxose que o coñecemento da fabricación de papel pasouse ao mundo islámico despois da Batalla de Talas no 751 d.C. cando dous fabricantes de papel chineses foron capturados como prisioneiros. Aínda que a veracidade desta historia é incerta, o papel comezou a fabricarse en Samarcanda pouco despois, que se convertería no primeiro centro de produción de papel musulmán do mundo, mellorando o proceso de fabricación. Forón os árabes, quen o introducirón no século XI en España, establecéndose en Xàtiva (Valencia) a primeira fábrica de papel europea (ano 1056). O primeiro documento en papel de Europa é unha carta ditada en castelán medieval e escrita en caracteres gregos e árabes que a condesa Adelaida enviou en 1109 ao seu fillo Roxerio, futuro rei de Sicilia. Este novo material de escritura chegou a París, a través de España, coincidindo coa inauguración da Universidade nesa cidade. A partir deste momento difundiuse a técnica por todo o continente creándose muíños papeleiros en Italia, Francia e Holanda, o que implicou a introdución de marcas de auga ou filigranas para identificar a procedencia do papel.

En Europa, a única materia prima utilizada eran trapos de liño e algodón, polo que a aparición da imprenta xerou un aumento do uso do papel para partir do século XV, provocando unha escaseza destes materiais. Aínda que se tentou utilizar diferentes materiais como substituto, ningún foi un éxito comercial ata 1840 coa introdución do proceso mecánico de trituración de madeira para fabricar polpa, e en 1850 introdúcese o primeiro proceso químico.

No século XIX a industrialización reduciu o custo da fabricación de papel. En 1844 o canadense Charles Fenerty e o alemán F. G. Keller desenvolveron independentemente procesos para conseguir polpa das fibras de madeira.

Desde entón o papel converteuse nun dos produtos emblemáticos da nosa cultura, elaborándose non só de trapos vellos ou algodón senón tamén de gran variedade de fibras vexetais; ademais a crecente invención de colorantes permitiu unha xenerosa oferta de cores e texturas.

No comezo da chamada "era dos computadores", prevíase que o consumo de papel ía diminuír bastante, pois ficaría obsoleto. Porén, esta previsión foi desmentida na práctica: a cada ano, o consumo de papel vén sendo maior.

De feito, os escritorios consomen moito máis papel despois da introdución de computadores. Iso pode ocorrer ben por que cos computadores, o acceso á información aumentou moito (aumentando a oferta de informacións, aumenta tamén a demanda), ou ben pola facilidade do uso de computadores e impresoras, o que permite que o uso do papel sexa menos racional que outrora (escribir á man ou á máquina dactilográfica demandaba moito máis esforzo, diminuíndo o ímpeto de gastar papel con materiais inútiles). De feito, a porcentaxe de papeis impresos que nunca serán lidos é bastante alta na maior parte dos escritorios (especialmente os que dispoñen de impresoras a láser (que imprimen moitas páxinas por minuto).

Fabricación tradicional do papel

Fabricación artesanal dunha folla de papel

En esencia, no proceso tradicional para a fabricación de papel prepárase unha suspensión de fibras en auga e escórrese nun baruto, de maneira que se produce unha capa de fibras entrelazadas aleatoriamente. Acto seguido, elimínase a auga desta capa mediante presión e secado. Antigamente esas fibras extrainse de trapos ou pezas vellas de algodón ou de liño, ou da planta do cánabo. A primeira máquina que substitúe o proceso de produción manual construíuse en 1798 e logo foi mellorada en 1803 co nome de máquina de Fourdrinier.

Posteriormente, a maior parte do papel fabricouse con polpa de madeira, debido ao seu menor custo. Con todo, as fibras téxtiles seguiranse empregando ata hoxe en día para a fabricación de papeis de alta calidade.

Fabricación do papel (séculos XX e XXI)

A continuación descríbense distintos procesos que se empregan na actualidade para a elaboración de papel:

Polpa de trapos

Créase a partir de fibras de algodón, liño ou cáñamo. Foi a principal forma de facer papel ata mediados do século XIX, cando comezou a produción de papel de polpa de madeira. Na primeira metade deste século pódense atopar papeis de trapo formados en máquina. O proceso para obter a polpa de trapo é o seguinte:

• Clasificación (sepárase polo tipo de fibra e estado da tea)
• Partido (córtanse os retrincos a un tamaño uniforme)
• Lavado (límpanse impurezas)
• Branqueado (elimínanse tintas e colorantes)
• Macerado (déixase "podrecer" a tea nun barreño con auga)
• Bateado (golpéanse as teas con mazos de madeira mentres unha corrente de auga limpa as impurezas ata desfacelas por completo co que se xera o desfibrado). O material desfibrado mestúrase con auga ata obter unha pasta, a cal se extrae dos contedores por medio dun molde ou malla permitindo a filtración da auga, para despois ser prensada e secada para obter a folla de papel de trapo. A maioría deste tipo de papeis presenta buracos e marca de auga.

Polpa mecánica de madeira

Comeza a súa produción para mediados do século XIX, e componse de polpa elaborada a partir de fibras de madeira. A maior porcentaxe da polpa deste papel provén de procesos mecánicos, polo que as fibras son pequenas e débiles ademais de que conta con certa porcentaxe de lignina, a cal co tempo vólveo amarelado e quebradizo.

A fins do século XIX desenvolvéronse outros procesos para obter papel a partir de madeira como son os de polpa química, en cuxo proceso se elimina a lignina xerando papeis máis resistentes aos de polpa mecánica.

Hai dous tipos de polpa química: a xerada ao sulfito, na cal se quenta a polpa de madeira e agrégaselle ácido sulfuroso e bisulfito cálcico, e a xerada ao sulfato, en que se sustiye o bisulfito por sulfato de sodio : A maioría destes papeis son de aparencia lisa e non presentan buracos.

Pasta morena

Obtense simplemente desfibrando a madeira despois de lavala e fervido (para eliminar materias incrustantes e facilitar o desfibrado). Conséguese unha pasta de fibras longas e resistentes. Emprégase para a elaboración de cartóns, papel de embalaxe, sacos de papel, etc.

Pasta de palla

Obtense de cereais e de arroz. Posúe unha cor amarelada e emprégase para a elaboración de papeis de carnizaría e para o interior do cartón ondulado.

Pasta de recortes

O recorte de papel mestúrase coas pastas para abaratar os custos. Segundo de onde proceda o recorte divídense nas seguintes categorías:

• De cortes de bobina: na fábrica ao cortar as bobinas, papeis de boa calidade.
• De guillotina: aquí clasifícase segundo a brancura, composición, etc.
• Recortes domésticos: estes proveñen das oficinas, para elaborar papeis de baixa calidade.
• Da rúa ou impresos: só utilizado para fabricar cartón gris.

Tipos de papel

Diferentes obxectos que se poden facer con papel

Papel cristal

Papel traslúcido, moi liso e resistente ás graxas, fabricado con pastas químicas moi refinadas e subsecuentemente calandrado. É un similsulfurizado de calidade superior fortemente calandrado. A transparencia é a propiedade esencial. Papel ríxido, bastante sonante, con pouca man, sensible ás variacións higrométricas. Por mor do seu impermeabilidad e a súa bela presentación, emprégase en empaquetados de luxo, como en perfumería, farmacia, confeitería e alimentación. Vivamente competido polo celofán ou as súas imitacións.

Papel de estraza

Papel fabricado principalmente a partir de papel recuperado (papelote) sen clasificar.

Papel libre de ácido

En principio, calquera papel que non conteña ningún ácido libre. Durante a súa fabricación tómanse precaucións especiais para eliminar calquera ácido activo que poida estar na composición, co fin de incrementar a permanencia do papel acabado. A acidez máis común provén do uso de aluminio para precipitar as resinas de colofonia usadas no encolado, dos reactivos e produtos residuais do branqueo da pasta (cloro e derivados) e da absorción de gases acídicos (óxidos de nitróxeno e xofre) de atmosferas contaminadas circundantes. Un proceso de fabricación de papel ácido é incompatible coa produción de papeis duradeiros.

Papel de lear

Un papel de fumar ou papel de lear é un papel que se utiliza para lear cigarros. O papel de fumar ten un extremo engomado, cun peso que oscila entre 12 e 25  g/m² en función da súa composición, marcas e usos. Entre as marcas máis renombradas podemos nomear a tres dos máis populares, Smoking, OCB e Rizzla.

Pola súa finura, o papel de fumar pódese utilizar nunha máquina ferramenta, para axudar ao operador cando ten que tarar a ferramenta (coa superficie de traballo).

Papel kraft

Papel de elevada resistencia fabricado basicamente a partir de pasta química kraft (sulfato). Pode ser cru ou branqueado. En ocasións en nalgúns países refírese ao papel fabricado esencialmente con pastas crúas kraft de madeiras de coníferas. Os crus úsanse amplamente para envolturas e embalaxes e os branqueados, para contabilidade, rexistros, actas, documentos oficiais, etc. O termo vén da palabra alemá para resistencia.

Papel liner

Papel de peso lixeiro ou medio que se usa nas cubertas, caras externas, dos cartóns ondulados. Denomínase kraftliner cando na súa fabricación utilízase principalmente pasta o sulfato (kraft) virxe, crúa ou branqueada, normalmente de coníferas. A calidade en cuxa fabricación se utilizan fibras recicladas denomínase testliner, a miúdo constituído por dúas capas.

Papel (cartón) multicapa

Produto obtido por combinación en estado húmido de varias capas ou bandas de papel, formadas separadamente, de composicións iguais ou distintas, que se adhiren por compresión e sen a utilización de adhesivo algún.

Papel pergamiño vexetal

Papel sulfurizado verdadeiro.

Papel símil-pergamiño

Papel sulfurizado verdadeiro.

Papel hixiénico

O papel hixiénico (denominado tamén rolo hixiénico, papel de baño, papel sanitario ou papel toilette) é un tipo de papel fino que se usa para a limpeza anal e xenital tras o acto da defecación ou a micción. Pode estar perfumado ou non. O seu formato máis común é o de rolo de papel, pero tamén é posible atopalo en paquetes. Adóitase vender en mercados, supermercados e farmacias en paquetes de varias unidades. O papel adoita estar deseñado para que se descompoña en contacto coa auga, ao contrario das toallas de papel para as mans. Nalgúns casos elabóranse papeis especiais para non danar ou atascar os pozos sépticos.

Papel similsulfurizado

Papel exento de pasta mecánica que presenta unha elevada resistencia á penetración por graxas, adquirida simplemente mediante un tratamento mecánico intensivo da pasta durante a operación de refinado, que tamén produce unha gelatinización extensiva das fibras. O seu porosidad (permeabilidade aos gases) é extremadamente baixa. Diferénciase do sulfurizado verdadeiro en que ao mergullalo en auga, durante un tempo suficiente, variable segundo a calidade, o símil perde toda a súa resistencia mentres que o sulfurizado conserva a súa solidez polo menos en parte.

Papel sulfurizado

Papel cuxa propiedade esencial é a súa impermeabilidade aos corpos graxos e, así mesmo, unha alta resistencia en húmido e boa impermeabilidade e resistencia á desintegración pola auga, mesmo en ebulición. A impermeabilización obtense pasando a folla de papel durante uns segundos por un baño de ácido sulfúrico concentrado (75 %, 10 °C) e subseguinte eliminación do ácido mediante lavado. Ao contacto co ácido, a celulosa transfórmase parcialmente en hidrocelulosa, materia xelatinosa que obstruye os poros do papel e vólveo impermeable.

Foto de papel tissue

Papel tisú

Papel de baixo peso, suave, a miúdo lixeiramente crespado en seco, composto predominantemente por fibras naturais, de pasta química virxe ou reciclada, ás veces mesturada con pasta de alto rendemento (químico-mecánicas). É tan delgado que dificilmente se usa nunha simple capa. Dependendo dos requirimentos adóitanse combinar dous ou máis capas. Caracterízase pola súa boa flexibilidade, suavidade superficial, baixa densidade e alta capacidade para absorber líquidos. Úsase para fins hixiénicos e domésticos, tales como panos, panos de mesa, toallas e produtos absorbentes similares que se desintegran na auga.

Papel permanente

Un papel que pode resistir grandes cambios físicos e químicos durante un longo período (varios centos de anos). Este papel é xeralmente libre de ácido, cunha reserva alcalina e unha resistencia inicial razoablemente elevada. Tradicionalmente a comunidade cultural considerou crucial usar fibras de alta pureza (liño ou algodón) para asegurar a permanencia do papel. Hoxe en día, considérase que se ten que poñer menos énfase no tipo de fibra e máis sobre as condicións de fabricación. Un proceso de fabricación ácido é incompatible coa produción de papeis permanentes.

Papel fluting

Papel fabricado expresamente para a súa ondulación para darlle propiedades de rixidez e amortiguación. Normalmente fabricado de pasta semiquímica de frondosas (proceso ao sulfito neutro, NSSC), pasta de alto rendemento de palla de cereais ou papel recuperado, úsase na fabricación de cartóns ondulados.

Papel de pedra

É unha combinación de carbonato de calcio (80 %) cunha pequena cantidade de resinas non tóxicas (20 %) para crear un substrato sostible forte. O carbonato de calcio provén maioritariamente de desperdicios da industria da construción, como o mármore, a calcaria e o xeso, que son moídos nun po moi fino. O polietileno provén en parte de residuos postindustriais reciclados e actúa como un ligante para o carbonato de calcio. Da simbiose deses materiais resulta un produto que resiste fortemente, tanto ao auga como ás roturas. É un proceso de fabricación ecolóxico e dos máis modernos, durante o proceso de produción o consumo de enerxía representa aproximadamente o 50 % do que se consome fabricando pasta de papel normal, non fai falta utilizar para nada a auga e non se emite ningún gas tóxico.

Papel China

Os primeiros papeis chineses foron creados a partir de gomos e residuos de seda embebidos en auga, os cales eran moídos e pulverizados, e que agregando auga quedaban reducidos a un barro que se estendía sobre unha esteira de ramas moi finas. A auga filtrábase a través da esteira e o barro ao secarse daba orixe a un prego de papel pero de pobre calidade para a escritura. Por iso e dadas as súas características de maleabilidade, foron utilizados principalmente para envolver, facer lampariñas ou farois e papaventos (papalotes, barriletes, etc.). Para darlle maior atractivo ao delicado papel, engadíuselle algunhas veces cor.

Propiedades

Durabilidade do papel

A durabilidade expresa principalmente a capacidade do papel para cumprir as súas funcións previstas durante un uso intensivo e continuado, sen referencia a longos períodos de almacenado. Un papel pode ser durable (ao resistir un uso intensivo durante un tempo curto) pero non permanente (debido á presenza de ácidos que degradan lentamente as cadeas celulósicas).

Estabilidade dimensional

Capacidade dun papel ou cartón para reter as súas dimensións e a súa planidade cando cambia o seu contido en humidade, por exemplo, baixo a influencia de variacións na atmosfera circundante. Un alto contido en hemicelulosas promove o inchamento das fibras e a súa inestabilidade.

Man

Termo aplicado a un papel que expresa a relación entre o seu espesor e o peso. O seu valor diminúe cando aumentan a compactación e a densidade da folla.

Permanencia

Refírese á retención das propiedades significativas de uso, especialmente a resistencia mecánica e a cor, despois de prolongados períodos. Un papel pode ser permanente (retén as súas características iniciais) pero non durable, debido, por exemplo, á súa baixa resistencia inicial.

Resiliencia

Capacidade do papel para retornar á súa forma orixinal despois de ser curvado ou deformado. A presenza de pasta mecánica na composición confire dita propiedade.

Carteo

Combinación de tacto e son que produce unha folla de papel cando se axita manualmente.

Permeable

A capacidade de deixarse penetrar por líquidos é alta.

Etapas do proceso

Refinado

A pasta refínase para desfibrar e cortar as fibras a fin de adaptalas ao tipo de papel desexado. Deste proceso depende o grao de resistencia que terá o papel ao dobrado, rebentado e rachado.

O papel pode sufrir dous tipos de refinamento: graxo ou magro:

• o graxo deixa as fibras moi hidratadas dotando ao papel de resistencia, rixidez e certa transparencia, pero quítalle flexibilidade e faio quebradizo, con dificultade para o encartado (papeis vexetais, de fumar, pergamiños).
• o magro deixa as fibras enteiras ou truncadas, o que lle dá ao papel flexibilidade, facilidade para o encartado, grosor, blandura e opacidade (son por exemplo os papeis absorbentes, de impresión, ófset, etc.).

Encolado

Nesta etapa, engádeselle cola ao papel, para evitar que sobre o papel se corra a tinta ao imprimir ou escribir. Deste proceso depende o grao de permeabilidade.

O encolado pódese realizar en dous momentos: en masa ou en superficie:

• en masa realízase no transcurso da fabricación, no momento no que se preparan as masas (as pasta).
• en superficie cando o papel está case seco, no terzo da sequería.

O encolado consiste na adición de produtos hidrófobos como colas de resina, xelatina, colas reforzadas e produtos fixantes como sulfato de aluminio (chamado frecuentemente e de forma incorrecta sulfato de alúmina).

A finalidade é evitar a penetración de líquidos no papel que orixinan problemas de resistencia e de impresión (por exemplo os caracteres poden perder nitidez).

O encolado en masa retarda a penetración de líquido a través da envoltura cara aos materiais. A porosidade diminúe se se utilizan xelatinas como cola. A brancura tamén diminúe xa que as substancias que se empregan son menos brancas que a celulosa. A opacidade tamén diminúe (en xeral o encolado diminúe as características físicas dos papeis como pliegues, alongamento, estalido, etc.).

Serve tamén para favorecer a retención do seguinte paso: a incorporación de cargas e a mellora da uniformidade da cor.

Cargas

Son produtos en po (normalmente procedentes da molturación de rochas) que contribúen a darlle corpo ao papel, ademais de contribuír substancialmente a conseguir outras características como diminuír o brillo, aumentar a resistencia mecánica, crear unha microporosidade adecuada para a súa transpirabilidade, facilitar o seu lixado, aumentar o seu poder de recheo, etc.

As cargas máis utilizadas son minerais como carbonato de calcio, caolín, mica, talco, sílice, xeso, sulfato de bario ou substancias orgánicas como fécula de pataca, amidónetc.

Como as cargas son máis económicas que a celulosa, diminúe o prezo do papel. Os produtos de carga enchen todos os baleiros existentes entre as fibras, co cal o papel adquire unha superficie uniforme, ao mesmo tempo que se abranda, reducen a súa transparencia e melloran as condicións para a impresión.

A brancura do papel, o seu brillo ou opacidade, dependen da clase de produto de carga. O gran máis fino, por exemplo, produce maiores opacidades e unha brancura máis elevada. As cargas son produtos que dan corpo ao papel que non posúe moita celulosa. A proporción de cargas que se lle engade ás pastas varía proporcionalmente á súa calidade (máis carga, peor calidade).

Pigmentos

Do mesmo xeito que as cargas, enchen os ocos do papel dando máis opacidade e brancura. Diferéncianse destas polo modo en que se aplican e porque as partículas son máis pequenas. Os pigmentos aplícanse en superficie e as cargas en masa.

Coloración

Engádenselle á pasta substancias colorantes de natureza mineral ou orgánica (segundo o tipo de papel). As cores obtidas de substancias minerais son máis resistentes á luz que os derivados orgánicos.

Pódese engadir a cor en masa (nas mesturadoras) ou nalgúns tipos de papel efectúase cando se forma a folla na máquina continua.

Axente de branqueo óptico (A.B.O.)

O axente de branqueo óptico utilízase para dar un efecto visual de maior brancura ao papel. É o responsable de que se vexa ese brillo azulado cando o papel está baixo unha luz ultravioleta.

Ligantes

Debido ao carácter orgánico das fibras e o carácter inórganico dalgúns aditivos (cargas, pigmentos...) necesítanse os ligantes para poder unilos entre si. Estes crean unhas «pontes» que unen os aditivos entre si e despois únenos á fibra. Os máis utilizados son:

• amidón
• látex
• alcol polivinílico.

Procesos de elaboración (máquina continua)

A pasta do refinado pasa a uns depósitos de reserva (chamados tallas) onde uns axitadores manteñen a pasta en continuo movemento. Logo pasa por un depurador probabilístico e por un dinámico ou ciclónico. O depurador probabilístico separa as impurezas grandes e lixeiras (plásticos, achas...) e os dinámicos separan as impurezas pequenas e pesadas (areas, grampas...) Daquela a pasta é levada á caixa de entrada mediante o distribuidor, que transforma a forma cilíndrica da pasta (chega ás tallas por unha rede de distribución de tubaxes) nunha lámina ancha e delgada.

Despois chega á mesa de fabricación, que contén unha malla metálica de bronce ou de plástico, que ao xirar constantemente sobre os rodetes, fai de baruto que deixa escorrer parte da auga, e á vez realiza un movemento de vibración transversal para entrelazar as fibras. As teas transportan o papel por uns elementos desgotadores ou sen carga, entre eles atopámonos os foils, os vacuofoils, as caixas aspirantes, o rodete desgotador ou Dandy Roll e o cilindro aspirante. A función destes elementos é a de absorber a auga que está xunto ás fibras, facendo que a folla quede cun bo perfil (espesor) homoxéneo en todo o ancho.

Despois a folla é pasada polas prensas. Estas están provistas dunhas baetas que transportan o papel e á vez absorben a auga da folla cando esta é presionada polas prensas. O prensado en húmido consta de 4 fases:

1ª fase, compresión e saturación da folla

O aire abandona os espazos entre fibras e o seu espazo é ocupado pola auga, ata chegar á saturación da folla, que é cando a folla non pode absorber máis auga.

2ª fase, compresión e saturación da baeta

Créase unha presión hidráulica no papel e a auga empeza a pasar do papel á baeta ata chegar á saturación desta.

3ª fase, expansión da baeta

A baeta expansionase máis rápido que o papel e segue absorbendo auga ata a máxima secura da folla

4ª fase, expansión da folla

Créase unha presión hidráulica negativa e a auga volve da baeta ao papel, neste momento hai que separar a folla da baeta o máis rapidamente posible.

Despois do prensado en húmido a folla pasa aos secadores onde se seca mediante uns cilindros que son alimentados con vapor. A folla é transportada por uns panos que exercen unha presión sobre os secadores para facilitar a evaporación da auga da folla.

Máquina calandra

Dos secadores o papel chega á calandria ou calandra. Estes son cilindros superpostos verticalmente e apertados entre si en cuxo interior pode circular vapor para quentar o papel, ou auga para refrescalo (segundo o tipo de papel que se desexe fabricar). Así se lle dá ao papel un lixeiro alisado que pode ser definitivo (se se está fabricando papel alisado) ou preparatorio para a calandria de satinado (na que segundo a intensidade da presión dos cilindros, obtéñense diferentes satinados). Este proceso, ademais de alisar e compactar a estrutura do papel, dá maior brillo á superficie do papel.

Finalmente o papel chega ao plegador onde se procede a recollelo nunha bobina.

Manufactura

As fibras para a súa fabricación requiren dunhas propiedades especiais, como alto contido en celulosa, baixo custo e fácil obtención, polo que as máis comunmente usadas son as vexetais. A materia prima máis común é a polpa de celulosa, proveniente de madeira de árbores, principalmente piñeiros, polo seu prezo e a calidade da súa fibra (moi longa), e eucaliptos, pois é moi barata e resistente. Tamén se utilizan outros materiais, como o algodón e o cánabo. Dependendo do tipo de materia prima utilizada e do proceso ao que esta fora sometida, os produtos obtidos serán distintos en canto a calidade da pasta do papel, así como a tipos de papel e cartón. Así mesmo, tamén dependerá do tipo de maquinaria empregada en cada proceso.

Descríbese a produción de papel, xa que o proceso de obtención de pasta ou polpa é un tema totalmente diferente.

Preparación das fibras

Papel reciclado

Obtención de papel con materia prima reciclada. Os pasos de formación da folla e a súa manipulación son os mesmos. A diferenza radica en que o material utilizado xa é papel. Este é obtido na súa maior parte dos sobrantes de edición (mellor calidade, menos utilizado, máis limpo e homoxéneo) e das recollidas selectivas (papel máis sucio por estar utilizado e descoñecerse a súa composición exacta, xornais mesturados con revistas, caixas de cartón usadas, etc.).

Papel de pasta virxe

Unha vez que se ten a polpa de celulosa, obtida por medios químicos (pasta química ou Wood Free, que se consegue disolvendo a lignina) ou medios mecánicos (pasta mecánica, que non elimina a lignina senón que separa as fibras por fricción), hai que acondicionala para o proceso de fabricación.

Pulper

Vista da hélice dun pulper

A pasta prepárase nun aparello chamado pulper (dispositivo semellante a unha gran batedora), onde se mestura auga coa pasta de papel. A pasta pode estar en forma de fardos e balas (moitas follas de pasta de papel), a granel (pasta de papel desmenuzada) ou, se se trata dunha fábrica integrada cuxo proceso de pasta e de papel realízase na mesma factoría, en suspensión de auga.

O pulper é unha gran cuba, normalmente a nivel inferior ao do chan, en cuxo interior se atopa unha gran hélice. Ao engadir a pasta de papel, comeza o proceso de disgregación de fibras, primeiro polo impacto ao caer os fardos, despois polo rozamento da hélice coa pasta e finalmente polo rozamento das mesmas fibras entre si. Esta acción xera calor que axuda á dispersión.

Segundo o tipo de produción, pódese usar papel vello, obtendo un papel de menor calidade (papel reciclado). Aínda que sempre se mestura con pasta virxe, xa que as fibras estráganse, rompen e deixan de ser útiles para a fabricación. É imposible reciclar ou reutilizar papel indefinidamente.

Refino

Despois, as fibras en suspensión trataranse fisicamente mediante un proceso de fricción, para aumentar a súa capacidade de «afieltrarse» e unirse entre si. A este proceso chámaselle «refino». Consiste en fregar as fibras entre si e contra uns discos metálicos. Isto fai que rompan parcialmente e crense unha especie de pelos que son os que crearán as pontes de hidróxeno e darán ao papel maior resistencia á tracción.

Cada tipo de fibra papeleira e cada tipo de papel usan unha refinación distinta que se adecua a cada necesidade. Ao aumentar o grao de refinación dunha pasta diminúe a súa opacidade, aumenta a resistencia á tracción e diminúe a porosidade. Así, o papel cebola (típico papel usado en debuxo, semitransparente) está moi refinado.

Unha vez refinado, pasa por varias cubas (contedores de líquidos) onde se lle engaden aditivos tales como colorantes, cargas minerais (para engadir brancura, diminuír porosidade, etc.), produtos especiais (para aumentar a resistencia á auga, á tracción, etc.).

Unha vez que se lle engadiron todos os elementos que se necesitan e a pasta repousou un pequeno tempo para eliminar a latencia (propensión da fibra para enredarse, converténdose en pegotes), chega á máquina de papel onde será tratado para ser despois secado nun sitio secante.

A máquina de papel

É o elemento máis importante. É o lugar onde a pasta en suspensión convértese en papel. Aínda que hai varios tipos, a máis estendida é a máquina de mesa plana, derivada da primeira máquina inventada por Fourdrinier en tempos de Napoleón.

Vista dos beizos da cabeza de máquina

Consta de varios elementos, cítanse os máis importantes por orde de utilización e a utilidade que desempeñan.

Cabeza de máquina

Encárgase de expulsar a pasta de papel nunha fina capa sobre a tea da máquina de papel.

É unha caixa alongada, en cuxo interior circula a pasta. No seu extremo inferior, ten unha abertura no seu largo por onde sae a película de pasta. O ancho desta abertura contrólase cuns beizos, que ao aumentar a súa distancia entre si deixan caer máis ou menos cantidade. Controlando a saída de pasta dos beizos obtéñense distintas propiedades da folla formada.

Ao saír dos beizos, cae directamente na tea da máquina, esta no o seu inicio, dáselle un movemento horizontal para mitigar un sentido da fibra pronunciado.

Ao caer as fibras tenden a colocarse nunha posición paralela ao movemento da tea, se non se elimina en parte, o papel terá unha serie de características non adecuadas, como menor estabilidade dimensional (ao humedecerse o papel, as celulosa inchanse, se todas as fibras van no mesmo sentido, incharanse máis en sentido lonxitudinal que no transversal), maior racho (fibras menos unidas).

Tea da máquina de papel

Un experimento sinxelo para descubrir o sentido da fibra: tomar unha folla de xornal (teñen o sentido moi marcado), desgarrala (sen tesoiras, usar as mans), primeiro no sentido das letras impresas e despois no contrario, pode verse que nun sentido sae unha liña case recta, mentres que no outro é complicado conseguir.

Noutros papeis de gran calidade esta diferenza é case imperceptible, téñense que realizar ensaios máis complicados (rixidez por exemplo).

Tela

Detalle dos foils

É unha malla moi fina onde se coloca a pasta de papel e comeza o desgote e secado.

A primeira parte do secado é por gravidade, a auga cae atravesando a tea e as fibras quedan retidas na parte superior.

Despois, o exceso de auga non desgota por si só, polo que hai que axudalo con varios elementos.

• Foils

Unhas pezas, xeralmente de plástico, que se colocan na parte inferior da tea. Teñen un lixeiro ángulo de descenso que ao contacto coa malla xeran un certo baleiro.

• Vacuum foils

O mesmo que os foils, pero ademais absorben a auga mediante bombas sen carga.

• Dandy

Dandy roll

Un gran rodete oco, cuxo exterior está recuberto dunha malla. Colócase na parte superior da tea en contacto directo co papel. Mediante presión e, nalgúns casos bombas sen carga, espreme a auga.

Ademais pode ter unha serie de debuxos en relevo, que ao premer sobre o papel húmido crea as marcas á auga. É posible ver marcas da auga se se coloca, por exemplo, un billete de banco a contraluz.

Ao eliminar a auga na súa maior parte, o papel comeza a ter consistencia e colócase na sección de prensas e secadores.

Prensas e secadores

Rodetes da zona de sequería

Unha vez o papel xa adquiriu consistencia, eliminarase toda a humidade posible. Para esta etapa úsase presión e calor.

A presión dáse por medio de pares de rodetes recubertos de goma; entre os rodetes e a folla de papel corre unha cinta de feltro que absorbe a auga escorrida pola presión do rodete.

A banda de papel prensada faise pasar por unha serie de rodetes ocos polos que circula vapor a altas temperaturas. Para iso acompáñase cunha manta de feltro que evita que a folla se aparte do cilindro axudando ao secado e guiando a folla por eles.

Cociña

É un proceso á parte da fabricación do papel no que se elaboran os produtos para ser aplicados á superficie do papel para modificar aspectos do produto final. Despois continúa outra serie máis de prensas para terminar o secado.

Este produto aplicado na máquina de papel é chamado preestucado. Daquela o papel pode ser levado á máquina estucadora para serlle aplicado o estucado que xunto cunha aplicación de presión e calor dá brillo ao papel.

Lisas e calandras

Unha vez seco, as fibras uníronse converténdose finalmente no que consideramos papel. Nalgunhas ocasións, requírese un papel moi brillante, ou cunha lisura especial; isto conséguese presionando entre dous rodetes chamados lisas. As calandras teñen varios rodetes metálicos colocados uns sobre outros, algúns quentados a vapor.

Outra aplicación das lisas é a de modificar o calibre ou grosor do papel mediante presión.

Pope

É un cilindro refrescador con entrada e saída de auga para o correcto enrolado. Finalmente, o papel fabricado enrólase en grandes bobinas para o seu posterior uso.

Manipulado

Rebobinado

A máquina de papel entrega unha folla continua de ancho fixo e con defectos. Nunha etapa de rebobinado elimínanse os defectos e córtase a folla polo longo de acordo ás necesidades dos usuarios. As grandes bobinas que se obteñen en pope transfórmanse en bobinas terminadas máis pequenas e fáciles de manexar.

Corte

O transformado de bobinas de papel a papel cortado, realízase nunha máquina chamada cortadora.

O papel unha vez cortado, sepárase en paquetes:

• Resma: 500 follas
• Media resma: 250 follas
• Cuarta: 125 follas
• Quinta: 100 follas.

Estas medidas veñen dadas porque antigamente o papel contábase a man. Separábanse as follas de cinco en cinco (dedo = 5 follas) equivalentes a un caderno pequeno, con cada cinco cadernos pequenos de papel formábase unha man (man = 25 follas), e vinte mans de papel formaban unha resma.

Formatos

Para facilitar a impresión e economizar en gasto de papel, existen unha serie de normas sobre o formato do papel.

Na maioría de países europeos, a norma UNE (unha adaptación da norma DIN).

Os formatos máis habituais son:

• Norma DIN Serie A

Máis información sobre formatos de papel.

Aplicacións

Unha grúa e papeis do mesmo tamaño empregados para facela.

Rolo de papel hixiénico

O papel ten moitas aplicacións, entre as que podemos mencionar:

O papel úsase para infinidade de cousas. Á parte das máis habituais (escritura, impresión...) hai unha serie de usos curiosos:

• Para a papiroflexia.
• Puertas. Algunhas portas de baixa calidade constan de dúas chapas de madeira en cuxo interior se atopan unhas celas tipo abella, que dan consistencia, feitas de papel.
• Decorativo como sucedáneo de madeira. Por exemplo, nas de carballo en cuxo interior aparece ao romper serraduras prensadas e unha capa co debuxo simulando as vetas de madeira. É papel pintado e melaminado (tratamento que lle dá aspecto de plástico). Tamén se usa para elaborar obxectos decorativos superpoñendo capas de anacos engomados dándolle a forma desexada, ou moldeándoo despois de reconvertelo en pasta, técnicas denominadas papel maché ou carta pesta.
• Diñeiro (billetes). É un papel complicado de fabricar, e moi complicado de imitar. Fabrícase cunha gran porcentaxe de pasta de algodón, que lle confire resistencia (fibras moi longas). Engádense fibras especiais que brillan con luz ultravioleta, e aplícanselle marcas á auga.
• O empapelado decorativo de paramentos en arquitectura interior.
• Na escultura, aínda que sempre tivo o seu sitio para a realización de certas figuras, máis ou menos artísticas, para as cales se utiliza o chamado cartón pedra, integrouse para a realización daquelas "máis nobres". O papel ten, en contra do que se puidese supoñer, unha gran fortaleza e persistencia no tempo.
• Dentro da restauración de obras sobre papel e libros, utilízase o papel xaponés feito a man nos seus distintos pesos, isto pola calidade das súas fibras longas e resistentes ademais de que é libre de ácido.

Características técnicas

Segundo o uso ao que vaia dirixido, necesita unhas características técnicas específicas. Para iso mídense as calidades do papel.

As máis comúns son:

Peso

Peso en gramos por unidade de superficie ( g/m²). Antigamente medíase polo peso dunha resma, unha ducia de ducias de pregos, sendo cada prego do tamaño de oito follas, do antigo tamaño folio (215 mm x 315 mm). Actualmente, a resma ten outro valor (500 follas).

Lonxitude de rotura

Mídese a cantidade de papel (en miles de metros) necesaria para romper unha tira de papel polo seu propio peso.

Racho

Resistencia que ofrece o papel á continuación dun racho.

Resistencia ao estalido

Resistencia que ofrece o papel á rotura por presión nunha das súas caras.

Rixidez

Resistencia ao encartado dunha mostra de papel.

Dobres pliegues

Cantidade de dobleces que soporta unha mostra ata a súa rotura.

Porosidade

Mídese a cantidade de aire que atravesa unha mostra de papel.

Brancura

Grao de brancura.

Opacidade

É a propiedade do papel que reduce ou prevén o paso da luz a través da folla. É o contrario á transparencia.

Estabilidade dimensional

Basicamente a estabilidade dimensional fai referencia ás modificacións en tamaño dunha folla de papel dependendo das condicións de humidade no ambiente. Isto quere dicir que dependendo da humidade o papel tenderá a variar o seu tamaño; adoita facelo en dirección das fibras (fusiforme) polo que se pode predicir aproximadamente como se deforma.

Ascensión capilar

Altura en milímetros que alcanza a auga nunha mostra parcialmente mergullada.

Planeidade

Algúns dos cambios anteriormente enumerados inciden na planeidade do papel, isto último é un factor importante para a impresión ófset.

Conservación

O papel é un dos principais soportes de información, ademais de constituír a memoria histórica e cultural das civilizacións, non só das que o utilizan senón dos que o manufacturan. Polo mesmo é necesario ter en conta a súa conservación e resgardo adecuado, xa que tanto o plasmado nel, como o soporte, forman parte da memoria documental da humanidade.

Hai distintos factores, tanto intrínsecos como extrínsecos, que alteran e deterioran ao papel, polo que é necesario coñecer as condicións inmediatas que o rodean.

Humidade e temperatura

A humidade excesiva pode chegar a provocar a presenza de fungos, ondulacións e degradación do papel por hidrólise, a cal se pode agravar se a temperatura é alta pois cataliza a reacción de degradación. En cambio a baixa humidade máis altas temperaturas fai que o papel se volva fráxil e quebradizo.

Luz

As luces, xa sexan solares ou artificiais, ao romper as cadeas de celulosa, poden degradar o papel. é habitual observar o prexuízo na decoloración de tintas e cores.

Pragas

É fácil atopar pragas e insectos en condicións similares ás requiridas para a aparición de fungos. Os máis comúns adoitan ser vermes de libro, peixiños de prata, piollos de libro, cascudas e roedores.

Acidez

Debilita o papel, provoca hidrolise ácida, e tórnao máis ríxido e fráxil. Pode ser xerada por contaminantes atmosféricos, impurezas, pinturas, tintas ferrogálicas, adhesivos, papeis de montaxe ou presenza de materiais que non son libres de ácido. Os papeis máis afectados pola acidez son os producidos a partir de 1860 xa que é moi probable que se realizaron con polpa de madeira non purificada e encolados con alume e colofonia.

Mancha

É toda alteración non desexada da cor orixinal, causada por elementos externos. Poden ser produto de po ou sucidade, humidade, ataque de fungos, cintas adhesivas e alimentos entre outros.

Foxing

Denomínase así á aparición de manchas de cor ocre a marrón, cuxo orixe é descoñecido. Téñense dúas hipótese sobre a súa orixe; a primeira expón que son produto de impurezas metálicas de ferro no papel, mentres que a outra menciona que se trata dun ataque biolóxico por bacterias ou fungos.

Oxidación

Dáse de maneira pausada e progresiva e é causado por rupturas na cadea de celulosa. Pode acelerarse pola presenza de acidez e humidade e temperatura altas ou presenza de tintas ferrogálicas.

Deformacións

Son causadas por exceso de humidade ou acción mecánica.

Roturas

Existen tres tipos de roturas: rachado, rotura por encartado e corte. Nos dous primeiros casos as fibras non se fragmentan mentres que nos cortes as fibras son seccionadas.

Alteracións de elementos gráficos

Xérase cando a alteración dos elementos plasmados no papel afectan de maneira negativa o soporte. Poden identificarse como a deterioración cromática das tinguiduras, difusión das tinguiduras xerando halos ou manchas e arrastres de pigmento por medios mecánicos ou por humidade.

Tintas ferrogálicas

Son tintas creadas a partir de ferro e taninos e clasifícanse en tres tipos. As tintas balanceadas teñen unha proporción equilibrada de ferro e taninos polo que son estables. Tintas desbalanceadas ao ferro, a cantidade de ferro é maior á de taninos, son susceptibles á corrosión o que provoca a degradación completa do papel. E as tintas desbalanceadas aos taninos, os cales actúan como protección ante a oxidación pero van adquirindo un ton café amarelo e tenden á decoloración.

As condicións de almacenamento son indispensables para unha correcta conservación do papel, polo que se recomenda un rango de humidade relativa de 40 a 55 % e un rango de temperatura entre 18 e 23 °C. Deberán almacenarse estendidos, non dobrados, e en presenza de material libre de ácido.

Reciclaxe

Antecedentes

Colector de papel e cartón para reciclaxe en España

Aínda que antigamente se obtiña papel doutras plantas, incluíndo o cáñamo, do que se extrae unha celulosa de alta calidade, a maior parte do papel fabrícase a partir das árbores. Para fabricar un quilogramo de papel convencional utilízanse 250 litros de auga. Coa reciclaxe afórrase un 70 % de enerxía no proceso de fabricación. No mundo a industria consome arredor de 4000 millóns de árbores cada ano, principalmente piñeiro e eucalipto. As técnicas modernas de fabricación de pastas papeleiras empregan especies moi específicas destas árbores.

Reciclaxe do papel e do cartón

Os refugallos de papel poden ser triturados e reciclados varias veces. Con todo, en cada ciclo, do 15 ao 20 % das fibras vólvense demasiado pequenas para seren empregadas. A industria papeleira recicla os seus propios refugallos e os que recolle doutras empresas, como os fabricantes de envases e embalajes e as imprentas.

O papel e o cartón recóllense, sepáranse e posteriormente mestúranse con auga para seren convertidos en polpa. A polpa de menor calidade emprégase para fabricar caixas de cartón. As impurezas e algunhas tintas elimínanse da polpa de mellor calidade para fabricar papel reciclado para impresión e escritura. Noutros casos, a fibra reciclada mestúrase coa polpa nova para elaborar produtos de papel cunha porcentaxe de material reciclado.

Museos

O Museo do Muíño de Papel de Capellades, situado en Capellades, provincia de Barcelona, España, é un dos museos máis importantes en canto á temática do papel. Está situado nun antigo muíño papeleiro. A súa colección inclúe maquinaria para a fabricación de papel tradicional e papeis e documentos desde o século XIII. No soto, onde aínda se continúa fabricando papel manualmente, mostra o proceso artesanal de fabricación do papel.

O Museo Valenciano do Papel, situado en Bañeres, provincia de Alacante, España, expón o proceso artesanal de fabricación de papel, ilustrado cos obxectos utilizados e maquetas de antigos muíños. Inclúe 1300 libriños de papel de fumar, filigranas e xoguetes de papel, así como unha biblioteca especializada.

O Museo Suízo do Papel, a Escritura e a Imprenta, situado en Basilea, Suíza, está dedicado á fabricación de papel, a imprenta e a escritura. Mostra as antigas técnicas artesanais de elaboración de papel, de imprenta e de encadernación. O museo está situado nun edificio restaurado que xa funcionaba como muíño de papel hai máis de 500 anos.

Véxase tamén

Bibliografía

• Burns, Robert I. (1996). "Paper comes to the West, 800−1400". En Lindgren, Uta. Europäische Technik im Mittelalter. 800 bis 1400. Tradition und Innovation (4th ed.). Berlín: Gebr. Mann Verlag. pp. 413–422. ISBN 3-7861-1748-9. 
• Hunter, Dard (1978). Papermaking, The History and Technique of an Ancient Craft. Nova York: Dover Publications. ISBN 0-486-23619-6. 
• Tapia López, Pilar (2015). Martha E. Romero Ramírez, ed. Conservación de documentos analógicos y digitales (en castelán). Nerea. ISBN 978-84-16254-07-1. 
• Tsien, Tsuen-Hsuin (1985). "Paper and Printing". Science and Civilisation in China, Chemistry and Chemical Technology. Joseph Needham, (Cambridge University Press). 5 part 1. 

Outros artigos

• Imprenta
• Formato de papel
• Papel libre de ácido
• Papel vergado
• Papiro

Ligazóns externas

• "Consorzio Nazionale Recupero e Riciclo degli Imballaggi a base Cellulosica" (en italiano). 
• "Il museo della carta di Fabriano" (en italiano).