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La clasificación e interacción del papel y la tinta Parte A
I. Papel
El papel, uno de los cuatro grandes inventos de la antigua China, es un material fibroso-similar a una hoja que se utiliza principalmente para escribir, imprimir, dibujar o empaquetar. Por lo general, se fabrica a partir de una suspensión-a base de agua de fibras vegetales que se han convertido en pulpa, seguidas de su formación sobre una malla de alambre, deshidratación inicial, prensado y secado.
1. Composición del Papel
El papel se compone de fibras vegetales, cargas, agentes de apresto y colorantes.
(1) Fibras vegetales
Las fibras vegetales constituyen el principal componente estructural del papel. Las fibras adecuadas para la fabricación de papel deben exhibir características favorables tales como facilidad de separación durante la fabricación de pulpa, alto contenido de celulosa, bajo contenido de lignina, resistencia adecuada, longitud y ancho apropiados, elasticidad suficiente y fuerte capacidad de unión entre fibras. Además, deben ser abundantes,-rentables y adecuados para la producción a gran-escala.
Las fibras vegetales comúnmente utilizadas en China incluyen paja de arroz, paja de trigo, juncos, bambú, madera, lino, algodón y materiales reciclados como algodón de desecho, trapos, desechos de cáñamo y papel usado.
Durante la fabricación de pulpa, las fibras vegetales se procesan para eliminar componentes no-celulósicos, como lignina, pectina, resina y grasas, y al mismo tiempo conservar componentes deseables como celulosa y hemicelulosa. Las propiedades físicas y químicas de las fibras seleccionadas, junto con el método de pulpa empleado, influyen significativamente en las características finales del papel.
(2) Rellenos
Debido a la naturaleza porosa de las redes de fibras en el papel, se agregan rellenos para reducir la porosidad, mejorar la suavidad, disminuir la transparencia y la absorbencia, mejorar la uniformidad de la superficie y cumplir con los requisitos funcionales.
Los rellenos comunes incluyen caolín, talco, yeso, carbonato de calcio y sulfato de bario. El talco se utiliza normalmente en papeles de impresión estándar, mientras que el caolín y el sulfato de bario se prefieren para los grados de impresión de alta-calidad.
El contenido de carga generalmente constituye aproximadamente el 20% del peso del papel. Un exceso de relleno puede afectar la resistencia a la tracción y la flexibilidad, dificultar la absorción de tinta y provocar formación de polvo durante la impresión.
(3) Agentes de apresto
Se aplican compuestos de apresto para reducir la porosidad de la superficie y la acción capilar, mejorando así la resistencia al agua. También contribuyen a mejorar el brillo de la superficie, la resistencia mecánica y la resistencia al pelusa de la superficie.
Los agentes de apresto comunes incluyen colofonia, sulfato de aluminio, alumbre, almidón, silicato de sodio (vidrio soluble) y caseína.
Dependiendo de la aplicación prevista, se emplean varios métodos de dimensionamiento-como el dimensionamiento interno, el dimensionamiento de superficie, el dimensionamiento pesado y el dimensionamiento liviano-. La dosis suele oscilar entre el 0,25% y el 9% del peso de la pulpa. El tamaño excesivo-puede afectar negativamente a la receptividad de la tinta.
(4) Colorantes
Aunque las fibras vegetales poseen una coloración inherente, incluso después del blanqueo a menudo conservan un ligero tinte amarillento o verdoso, que es insuficiente para producir papel blanco puro. Por lo tanto, se introducen colorantes para ajustar el tono y realzar la blancura.
Para la producción de papel blanco, se suelen utilizar tintes como el magenta y el azul ultramar. Los papeles de alta-calidad también pueden incorporar agentes abrillantadores fluorescentes.
En la fabricación de papeles coloreados, se utilizan tanto pigmentos inorgánicos como tintes orgánicos según el tono deseado y los requisitos de rendimiento.
2. Tipos de papel
Las variedades de papel son numerosas. Según su uso, el antiguo Ministerio de Industria Ligera de China los clasifica en 17 categorías: 11 tipos de papel y 6 tipos de cartón.
Las 11 categorías de papel incluyen: papel de impresión, papel de escritura, papel de dibujo e ilustración, papel aislante eléctrico, papel de fumar, papel absorbente, papel para instrumentos, papel fotosensible, papel de transferencia (papel base), papel técnico industrial y papel de embalaje.
Las seis categorías de cartón son: cartón para encuadernación, cartón para cajas, cartón aislante, tablero técnico industrial, tablero de construcción y tablero para zapatos.
3. Especificaciones del papel
Las especificaciones del papel se definen por tipo, dimensiones y peso.
(1) Tipo
El papel de impresión está disponible en dos formas: en hojas y en rollo. El papel en bobina (en rollo) está diseñado para prensas rotativas de alta-velocidad, mientras que el papel en hojas se utiliza más comúnmente en procesos de impresión convencionales.
(2) Dimensiones
Según la norma nacional original GB147-59, las dimensiones del papel base para impresión, escritura y dibujo se especifican de la siguiente manera: Los anchos de los rollos están estandarizados en 1575 mm (2×787), 1092 mm, 880 mm y 787 mm. Los tamaños de hoja incluyen 880×1230 mm, 850×1168 mm, 880×1092 mm, 787×1092 mm, 787×960 mm y 690×960 mm.
Según el estándar nacional actualizado GB786-87, se adoptan formatos de hoja única-sin recortar de 880×1230 mm, 900×1280 mm y 1000×1400 mm para alinearse con los estándares internacionales y facilitar el intercambio cultural. Sin embargo, debido al equipo existente y a las limitaciones de suministro, el formato de 787×1092 mm sigue estando permitido como tamaño transitorio no estándar hasta el año 2000, después del cual se eliminará gradualmente. Esta transición refleja el cambio hacia la armonización con las convenciones internacionales sobre el tamaño del papel.
(3) Peso
El gramaje del papel se expresa en términos de gramaje y gramaje de resma, más comúnmente como gramaje.
El peso base, o gramaje, se refiere a la masa por unidad de área, medida en gramos por metro cuadrado (g/m²). Por ejemplo, 60 g/m² indica un papel que pesa 60 gramos por metro cuadrado. Los papeles con un gramaje igual o inferior a 200 g/m² se clasifican como papel; los que superan este umbral se clasifican como cartón.
El peso de la resma indica el peso total de 500 hojas de un tamaño determinado. Por ejemplo, una resma de papel de 52 g/m² y que mide 880×1230 mm pesa aproximadamente 28 kilogramos.
4. Papeles de impresión
Los papeles de impresión abarcan una variedad de tipos adaptados a aplicaciones específicas, que incluyen papel de periódico, papel tipográfico, papel offset, papel offset estucado, papel de diccionario, papel para mapas, papel de huecograbado, papel artístico, papel para pizarra blanca y papel sintético.
(1) Papel periódico
El papel periódico, que se utiliza principalmente para periódicos y publicaciones periódicas impresas-tipográficas, es suave, elástico y muy absorbente, lo que permite una rápida adhesión de la tinta. El calandrado produce una superficie lisa resistente a la formación de pelusas, lo que garantiza impresiones claras y sólidas a doble-cara. Posee resistencia mecánica adecuada para impresión rotativa de alta-velocidad y buena opacidad. Sin embargo, debido a su alto contenido de pulpa de madera mecánica e impurezas residuales, es susceptible a amarillear y volverse quebradizo con el tiempo. Su alta absorbencia y poca resistencia al agua lo hacen vulnerable a daños.
(2) Papel de impresión tipográfica
Utilizado para imprimir antologías, clásicos, libros de texto y revistas mediante tipografía, este papel comparte similitudes con el papel periódico pero ofrece una calidad superior. Presenta mayor suavidad, resistencia al agua y blancura. Si bien su absorción de tinta es ligeramente menor que la del papel periódico, es más uniforme.
(3) Papel de impresión offset
Diseñado para la impresión offset de libros ilustrados en color, álbumes, carteles, marcas comerciales y publicaciones premium, el papel offset está disponible en variantes de una-cara y de doble-cara. El papel de una-cara se utiliza para artículos como cajas de cigarrillos y etiquetas, mientras que el papel de doble-cara se utiliza para ilustraciones, mapas y productos similares.
El papel offset debe presentar baja elasticidad y alta resistencia al agua para evitar cambios dimensionales y errores de registro durante la impresión multicolor. Debe estar libre de pelusa y polvo, tener una estructura compacta para resistir el desgaste bajo impresiones repetidas y una absorbencia de tinta moderada para permitir la retención del aglutinante en la superficie para un secado y desarrollo de brillo adecuados. Una superficie lisa y libre de contaminantes-garantiza la integridad de la impresión y protege las mantillas y planchas de impresión.
(4) Papel estucado para impresión offset
También conocido como papel estucado, se produce aplicando un recubrimiento inorgánico (por ejemplo, arcilla o carbonato de calcio) sobre el papel base, seguido de un super-calandrado. La superficie resultante es excepcionalmente suave y altamente reflectante, ideal para reproducir detalles finos en impresiones artísticas, catálogos, calendarios y muestras de productos.
El papel estucado permite una reproducción precisa de puntos y una excelente gradación tonal. La superficie debe resistir la formación de polvo y la delaminación. La absorción de tinta no debe ser excesiva; de lo contrario, las impresiones pueden perder brillo o desarrollar problemas de polvo.
(5) Papel de diccionario
Utilizado para imprimir diccionarios, libros de bolsillo, obras de referencia y literatura científica, el papel para diccionarios es liviano y oscila entre 25 y 40 g/m². Requiere alta opacidad para evitar que se trasluzca, distribución uniforme de la fibra, suavidad, espesor consistente y textura suave. Sin embargo, sus bordes son propensos a curvarse.
(6) Papel para mapas y cartas náuticas
El papel para mapas topográficos se utiliza para la impresión offset multicolor-de mapas y atlas, clasificados en Grado Especial y Grado No. 1-Especial para mapas topográficos, No. 1 para mapas y atlas generales. El papel para cartas náuticas se utiliza de manera similar para las cartas marítimas.
Ambos tipos son blancos, bajos en polvo (especialmente libres de partículas negras de más de 1 mm), lisos en ambos lados, fuertemente estructurados, dimensionalmente estables y capaces de reproducir detalles finos con precisión. Presentan una gran resistencia al plegado y, en el caso del papel para cartas náuticas, una excepcional resistencia a la tracción.
(7) Papel de impresión en huecograbado
Utilizado para la impresión calcográfica de libros de arte, ilustraciones y revistas ilustradas, el papel de huecograbado debe ser fuerte, blanco y muy suave con una excelente resistencia al agua. Debe resistir la formación de pelusas, el polvo y mostrarse-durante la impresión.
Originalmente, el papel calcográfico incluía sustratos para impresiones de alta-seguridad, como billetes y sellos. Desde entonces, se han clasificado por separado como papel para billetes y papel para sellos.
(8) Papel de pizarra blanca
Utilizado para empaquetar cajas, gráficos educativos y soportes decorativos, el papel de pizarra blanca presenta una estructura de fibra uniforme. La capa superficial contiene cargas y agentes de encolado, y está recubierta con pigmento y calandrada. Esto da como resultado una superficie blanca, densa y lisa con una absorción de tinta constante, una mínima formación de pelusa y una alta durabilidad al plegado.
(9) Papel sintético
El papel sintético, utilizado para-impresiones artísticas, mapas y libros de referencia de alta gama, está fabricado a partir de materias primas químicas a base de hidrocarburos-con aditivos. Presenta una excelente resistencia a la tracción, resistencia al agua, estabilidad térmica (-60 grados a 60 grados), resistencia a la luz, al moho y a la corrosión química.
El papel sintético no es-tóxico, está libre de contaminación-y de polvo-, lo que lo hace adecuado para entornos de salas blancas. No desprende fibras ni polvo, lo que lo hace ideal para uso en oficina e impresión por computadora en entornos sensibles. Está reemplazando cada vez más al papel tradicional en las aplicaciones de tecnología de la información.
5. Rendimiento de impresión del papel
El rendimiento de impresión del papel determina su idoneidad para un funcionamiento fluido durante la impresión y su capacidad para producir resultados de alta-calidad. Este rendimiento está influenciado no sólo por las características del papel sino también por las condiciones de impresión y las propiedades de la tinta.
Los requisitos generales de calidad para el papel de impresión incluyen:
- Blancura alta y uniforme dentro del mismo lote
- Contenido mínimo de polvo
- Translucidez y brillo consistentes
- Resistencia mecánica adecuada para el procesamiento
- Espesor, densidad y estructura uniformes en todos los lotes
- Contenido de humedad entre 6% y 8%
- Bordes cuadrados para hojas de papel, con una desviación del borde no superior a ±3 mm
Las propiedades de impresión clave incluyen:
(1) Suavidad
La suavidad es una propiedad de impresión crítica. Una mayor suavidad garantiza un mejor contacto entre el papel y la plancha de impresión, lo que permite una transferencia de tinta uniforme y una definición de imagen nítida. Por el contrario, las superficies rugosas dan como resultado un contacto desigual y una deposición de tinta inconsistente.
Aunque la impresión offset utiliza una mantilla elástica que mitiga algunas irregularidades de la superficie, la reproducción de alta-calidad sigue exigiendo un papel más suave. Para papeles con menor-suavidad, una mayor presión de impresión puede compensar parcialmente las irregularidades de la superficie.
La suavidad de la superficie también influye directamente en el brillo: las superficies más lisas reflejan más luz y parecen brillantes, mientras que las superficies rugosas dispersan la luz y parecen mate.
(2) Absorbencia de tinta
La absorbencia de la tinta se refiere al grado en que el papel absorbe la tinta, particularmente la penetración del aglutinante de la tinta en la red de fibras. Depende del tamaño de los poros y de la compacidad del papel.
Los papeles con pequeños espacios entre-fibras exhiben una acción capilar limitada y, por lo tanto, una menor absorbencia. Por el contrario, los papeles demasiado porosos absorben un exceso de aglutinante y pigmento, lo que provoca la penetración de la tinta y las impresiones translúcidas.
La absorbencia de la tinta se ve afectada no sólo por la estructura del papel sino también por la viscosidad de la tinta, la presión de impresión y el tiempo de permanencia.
(3) Elasticidad y Plasticidad
Durante la impresión, el papel sufre deformaciones bajo tensión mecánica. En la tipografía, las áreas elevadas de la imagen comprimen el papel, provocando una deformación localizada.
El papel puede presentar tres tipos de deformación bajo carga:
- Deformación elástica instantánea: recuperación inmediata al retirar la fuerza.
- Deformación elástica por histéresis: retorno gradual a la forma original después de la eliminación de la fuerza.
- Deformación plástica: cambio permanente de forma después de la eliminación de la fuerza.
Los dos primeros son reversibles; el último es irreversible. La elasticidad de la fibra, especialmente la elasticidad instantánea, favorece un rendimiento de impresión eficaz.
Estos comportamientos dependen de la composición de la fibra, el contenido de humedad, el calandrado y la compactación.
(4) Resistencia superficial
La resistencia de la superficie determina la resistencia al desgaste, al polvo y al desprendimiento de fibras durante la impresión. Las tintas de alta-viscosidad requieren superficies de papel resistentes para evitar que se desprendan, lo que puede ensuciar las planchas de impresión. En la impresión offset, las superficies débiles pueden provocar la emulsificación de la tinta con la solución humectante, lo que provoca formación de espuma en las áreas sin -imagen.
(5) Contenido de humedad
El contenido de humedad se define como el porcentaje del peso del agua con respecto al peso total del papel.
Afecta significativamente la calidad de impresión. El exceso de humedad reduce la resistencia, aumenta la plasticidad y retarda el secado. La humedad insuficiente hace que el papel se vuelva quebradizo, propenso a romperse y susceptible a la electricidad estática.
Las fibras celulósicas son higroscópicas, por lo que la humedad del papel se equilibra con la temperatura y la humedad ambiente. Un cambio del 10% en la humedad relativa normalmente altera la humedad del papel en aproximadamente un 1%. Para mantener la estabilidad, los entornos de impresión deben controlarse a una temperatura de entre 18 y 24 grados y entre un 60 y un 65 % de humedad relativa.
