Papeles

Clasificación de papeles
La elección del papel que utilizará en su publicación, debe realizarla, basándose en un completo conocimiento de su aplicación final y que expectativas de calidad de reproducción final tiene.
Una falta de comprensión de estos puntos, puede conducir a desperdicios elevados, mayores costos y no satisfacer sus expectativas. La elección del papel suele hacerse basada en consideraciones estéticas y requerimientos técnicos.
Una propiedad del papel que influencia la valoración estética es la blancura. Hay múltiples tonos de blanco en el mercado, hay blancos cálidos, crema, azulados, etc. Cada fabricante de papel y cada planta subsidiaria, fabrican su papel con un color determinado y propio de esa planta.
Otra propiedad estética es la textura o terminación superficial del papel, esto varía de la misma manera que la blancura, brillo y opacidad con la planta donde se fabrica el papel.
Más allá de estas consideraciones, el papel debe reunir numerosos requerimientos técnicos o propiedades que hacen al proceso de impresión y que permiten al impresor, alcanzar las expectativas que usted tiene en mente con respecto a la apariencia de su producto terminado.

Propiedades estructurales

• Espesor ("Thickness" ó "Caliper")
• Formación ("Formation")
• Porosidad ("Porosity")
• Lisura ("Smoothness"), opuesto de Rugosidad ("Roughness")

Propiedades ópticas

• Blancura ("Brightness")
• Opacidad ("Opacity")
• Tonalidad ("Shade")

Propiedades mecánicas

• Resistencia a la Tensión ("Tensile Breaking Strength")
• Estiramiento ("Stretch of Paper" ó "Elongation")
• Resistencia a la Explosión ("Bursting Strength")
• Resistencia al Rasgado ("Tear Strength")

Tipos de papel

El papel se divide por clases, especificaciones y marcas. La palabra clase se refiere a un amplio grupo de papeles similares.

Los papeles se dividen en dos grupos generales definidos por el tipo de pulpa utilizada para fabricarlos:

• papeles de fibra de madera son fabricados de pulpa mecánica y contienen impurezas
• papeles con pulpas químicas, cuyas impurezas son lavadas y blanqueadas.

Papeles estucados. También llamados encapados, coated o ilustración, están recubiertos por una capa de pintura (pigmento o carga mineral + adhesivo o ligante) cuya principal función es física y estética, tienen la particularidad de dar una mejor calidad de reproducción y de tener menor absorción de tinta, dando así un mayor brillo de impresión. Su acabado superficial puede ser mate, semi mate o brillante. De acuerdo a su composición de fibras pueden ser "wood free", es decir, hechos 100% con pulpa blanqueada químicamente o "non wood free" con un porcentaje de pulpa mecánica. De acuerdo a su gramaje pueden clasificarse en:

• MWC Medium Weight Coated (70 a 135 gr/m2)
• LWC Light Weight Coated (45 a 60 gr/m2)

Supercalandrados o SC. Su rango de gramaje puede ir de 35 a 67 gr/m2. Son papeles sin encapar, con un calandrado o alisado en máquina. Su composición es de un alto porcentaje de pulpa mecánica muy similar a un papel de periódico pero con una superficie muy lisa y de alto brillo. Poseen diferentes porcentajes de cargas minerales que le confieren muy buenas cualidades de impresión y brillo.
Papel Diario o Periódico. Es fabricado con pulpa mecánica y su aplicación principal es en la impresión de periódicos. Tienen una alta absorción para permitir una rápida penetración de la tinta ya que en este proceso, en general no se usa secado por horno.

Papeles Obra: Su gramaje puede ir de 50 a 90 gr/m2. Son papeles sin encapar con una alta blancura debido a que están hechos con un alto porcentaje de pulpa química. Tienen buena resistencia mecánica y muy buenas características de impresión. Las calidades de los papeles, su desarrollo e investigación y sus métodos de análisis responden a estándares internacionales nucleados bajo normas conocidas como TAPPI (Technical Association of the Pulp and Paper Industry).

Propiedades estructurales

Espesor ("Thickness")

El espesor del papel o calibre como normalmente se le conoce, se define como la distancia perpendicular entre las dos superficies del papel. La unidad que se acostumbra manejar es la milésima de pulgada en los Estados Unidos y el micrón en el resto del mundo. El cuerpo del papel es afectado en gran medida por su espesor. La medida exacta del calibre no es una operación simple. El contenido de humedad, tanto como el grado de comprensibilidad del papel, puede alterar las medidas sustancialmente. Se utilizan micrómetros para medir el espesor del papel usando condiciones estándar como la presión (7.3 ± 0.3 lb/in2) y el área específica en donde la medida es tomada (0.25 in2).

Formación ("Formation")

La uniformidad con la cual las fibras y otros componentes sólidos están distribuidos en el papel se conoce como la formación. En términos prácticos, la formación se refiere a la apariencia del papel cuando se observa a través de la luz transmitida. Se dice que el papel tiene mala formación cuando las fibras se encuentran tan mal distribuidas que se aprecia una apariencia "nublada" cuando la hoja se ve contra la luz. La formación es una propiedad importante en los papeles para impresión.
Existen varios instrumentos disponibles para tomar medidas de formación que esencialmente miden variaciones en la luz transmitida a través de la hoja.

Porosidad ("Porosity")

El papel contiene aproximadamente un 50% de aire por unidad de volumen. El aire se encuentra atrapado entre las fibras, pero la mayor parte de este reside en los poros, dentro de la estructura de la hoja. La porosidad, aunque es bien importante, raramente se mide en el papel, excepto durante estudios de laboratorio. Sin embargo, una propiedad muy relacionada; la permeabilidad al aire, es frecuentemente determinada. La permeabilidad al aire se define como la habilidad del papel a permitir el flujo de aire a través de la hoja cuando existe una diferencia de presiones entre ambas caras. Se debe aclarar que la permeabilidad no es estrictamente una medida de porosidad, y que ambos términos no se deben intercambiar como frecuentemente se hace. Dos materiales con la misma porosidad, uno con poros pequeños y otro con menos poros pero más grandes, pueden tener permeabilidades muy diferentes. En práctica, el parámetro que usualmente se mide no es la permeabilidad del papel, sino el inverso, la resistencia al paso del aire.

La permeabilidad del papel es una característica muy importante. Primeramente, en muchos papeles, la permeabilidad es inversamente proporcional a la resistencia al rasgado o a la ruptura por tensión. Sin embargo, de más importancia es como la permeabilidad podría predecir la respuesta de la hoja a la penetración de otros fluidos, por ejemplo, en el proceso de impresión, la permeabilidad provee un estimado de cómo las tintas penetran y se esparcen en la hoja. Las medidas de permeabilidad comúnmente se realizan con los mismos instrumentos de corriente de aire que se utilizan para las medidas de lisura.

Lisura or Rugosidad ("Roughness" ó "Smoothness")

A la calidad de la superficie del papel se la denomina normalmente como el acabado. Tanto la textura del papel, como el aspecto visual contribuyen en la evaluación de este término. La lisura del papel es favorecida por la ausencia de huecos entre las fibras y los pigmentos, al igual que la ausencia de marcas superficiales dejadas por los fieltros y las mantas de la máquina de papel.

Muchos factores afectan la lisura del papel. Varios métodos se emplean para la medición de la lisura, algunos métodos se basan en lecturas ópticas, otros en medidas de fricción y otros en medidas de flujo de aire, de todos estos métodos, el método de las mediciones de flujo de aire es el más popular, sobre todo para propósitos de control de calidad. Estos instrumentos miden el tiempo (o flujo) requerido para que un volumen de aire determinado fluya entre la superficie del papel y otra superficie ópticamente plana, contra la cual se presiona la hoja. Los tres métodos más populares son el Bekk, Sheffield y Gurley. En estas medidas, un valor numérico elevado índica una lisura baja (mayor rugosidad).
La lisura es otra característica muy importante del papel, especialmente para los papeles de impresión. En muchos casos, una lisura sumamente alta resulta en el escurrimiento de las tintas aplicadas.

Propiedades Ópticas

Blancura ("Brightness")

La blancura del papel se está definida por el grado de reflexión de un rayo de luz por parte de un papel blanco o semi-blanco en un largo de onda específico (457 mm). La presencia de pigmentos tiene un efecto marcado en la blancura del papel. Muchos de estos aditivos tienen la capacidad e reflejar más la luz que las fibras naturales del papel, por lo que tienden a impartir más blancura a la hoja. El método más aceptado para la medición de la blancura del papel en los Estados Unidos es el método TAPPI, en el cual se ilumina la muestra de papel con rayos paralelos de luz blanca a un ángulo de 45°. Unos filtros se colocan en la trayectoria de los rayos que determinan la porción que se transmite versus la porción que es reflejada. De estas medidas, se calcula la blancura.

Opacidad ("Opacity")

La opacidad es determinada por la cantidad de luz transmitida a través de la hoja de papel. Un papel perfectamente opaco es aquel que es absolutamente impenetrable al paso de la luz (opacidad es 100%). Por el contrario, si toda la cantidad de luz es transmitida y nada es absorbida o reflejada, la opacidad del papel es cero. Varios factores como el gramaje, los rellenos, y el enlace entre fibras pueden afectar la opacidad del papel. Aunque mediciones de la opacidad del papel se pueden lograr determinando la cantidad de luz transmitida, usualmente se determina utilizando la razón de contraste. Este valor es el producto de la cantidad de luz reflejada por la hoja de papel cuando se le coloca en el fondo un objeto negro dividido por la cantidad de luz reflejada por la hoja cuando se le coloca en el fondo un objeto blanco.

Tonalidad ("Shade")

Frecuentemente, el color de papel se discute en términos de la tonalidad del mismo. Muchos instrumentos para la medición del papel se basan en un sistema descriptivo conocido como el sistema CIE. Otro sistema de color derivado del sistema CIE, y que ha ganado mucha aceptación por su simplicidad es el sistema Hunter L, a, b.

El valor L es una representación matemática de la respuesta del ojo humano al color blanco-negro. Un blanco perfecto representa un valor L de 100, mientras que un valor negro perfecto representa un valor de 0. Un valor positivo ha, representa la tendencia al rojizo, mientras que un valor negativo representa una tendencia al verde. Un valor positivo b, representa la tendencia al amarillo, mientras que un valor negativo representa una tendencia al lo azulado. El espectrofotómetro es el instrumento básico para medidas de color ya que produce un resultado completamente objetivo.

Propiedades mecánicas

Resistencia a la Tensión ("Tensile Breaking Strength")

Durante esta prueba, un espécimen de papel de largo y ancho uniforme es colocado entre dos tenazas. Las tenazas son entonces separadas para ejercer fatiga a lo largo del plano del papel. Un mecanismo mide la fuerza ejercida al momento que el papel se rompe. Muchos instrumentos pueden calcular el estiramiento simultáneamente. La resistencia a la ruptura por tensión se reporta en unidades de fuerza por unidad de distancia. Cuando la medida se corrige por concepto del calibre, se conoce como el índice de tensión.

Una medida similar, llamada largo de ruptura, es también usada para reportar medidas que incorporan una corrección por concepto de gramaje. El largo de ruptura se define come el largo de una cinta de papel la cual se rompe bajo la fuerza ejercida por su propio peso. Se calcula dividiendo la resistencia a la ruptura de tensión por el gramaje. Cabe señalar que tanto el largo de ruptura como la resistencia a ruptura por tensión exhiben valores mayores en la dirección de la fibra de papel (dirección de la maquina) que en la dirección a lo ancho del maquina. La resistencia a la ruptura por tensión es una indicación directa de la durabilidad y el posible desempeño del papel cuando se somete a condiciones de fatiga como las que existen en el proceso de impresión.

Estiramiento ("Stretch of Paper" ó "Elongation")

Cuando el papel se somete a fatiga durante por ejemplo, la prueba de resistencia a ruptura por tensión, el papel se estira. El incremento en el largo del espécimen dividido por el largo inicial se conoce como elongación. Usualmente, la elongación se reporta en términos de porciento (%).

Cuando uno presenta en una grafica la resistencia a la ruptura por tensión versus la elongación del papel, se obtiene una curva, el área bajo la cual se conoce como la energía de absorción de tensión (TEA). En términos simples, el área bajo la curva es proporcional al la energía que el papel puede absorber antes de romperse. La energía de absorción de tensión se expresa en unidades de energía por unidad de área. El estiramiento del papel es una propiedad que no solamente afecta la resistencia a la ruptura por tensión, es decir, la resistencia en el plano del papel, sino también la resistencia al rasgado y la explosión.

El papel también se somete a elementos de fatiga en dirección perpendicular al mismo. Por ejemplo; durante el proceso de impresión, cuando la mantilla se separa del papel, un tirón es ejercido sobre la superficie del papel. La fuerza del tirón depende de la pegajosidad ("tack") de la tinta, la velocidad de la mantilla, el ángulo de separación y otros factores. Es muy importante que las fibras en la superficie del papel estén lo suficientemente entrelazadas para no ser arrancadas en el momento en que la mantilla se separa del papel. La propiedad que describe esta característica es la resistencia de superficie.

Existen varios métodos para medir la resistencia del papel en dirección perpendicular. Uno de los más comunes es la prueba de cera, la cual utiliza ceras selladoras calibradas con varios grados de pegajosidad. Las ceras tienen forma de palillos y se les asigna un valor numérico, mientras más alto, más pegajoso. Para conducir la prueba, el palillo se suaviza al exponerse a una llama y se coloca sobre la superficie de la muestra de papel. Al cabo de 15 minutos, el palillo se remueve rápidamente de la superficie mientras el papel se sostiene firmemente. El valor numérico del resultado de la prueba es el número asignado al palillo que no distorsiona la superficie del papel. A pesar de que esta prueba es utilizada con bastante frecuencia, no siempre constituye una indicación adecuada para predecir el comportamiento del papel en el proceso de impresión. Otros instrumentos y técnicas se han desarrollado para la medición del fenómeno de desprendimiento superficial ("picking") en el proceso de impresión.

Resistencia a la Explosión (Bursting Strength")

Esta propiedad se mide a través de un método de prueba en el cual la muestra se sujeta por medio de una tenaza anular mientras se aplica presión por un lado. Esto causa que el papel se deforme simulando una esfera antes de que se obtenga la ruptura del mismo. Esta medida es una del las más antiguas en la industria ya que es relativamente fácil y barata de utilizar. Como la resistencia a la explosión y la resistencia a la ruptura por tensión están íntimamente relacionadas, algunos molinos prefieren utilizar la resistencia a la explosión para efectos de control de calidad por su simplicidad.

El instrumento más utilizado es el instrumento "Mullen", el cual utiliza un diafragma de hule que se expande por presión hidráulica a una razón constante. La lectura máxima que se obtiene, descontando la presión atmosférica, en libras por pulgada cuadrada al momento de la ruptura del papel representa el valor numérico de la prueba. En el Sistema Internacional, las unidades típicamente se expresan en kilopascals.

Resistencia al Rasgado ("Tear Strength")

La resistencia al rasgado es comúnmente evaluada por el instrumento "Elmendorf", cuyo nombre fue adoptado del inventor del aparato. Esta medida se relaciona mayormente con la resistencia interna de las fibras del papel. La resistencia al rasgado es el trabajo necesario para rasgar el papel a través de una distancia fija una vez el papel se comienza a rasgar.

El procedimiento envuelve un espécimen de papel de un ancho específico, fijado con unas tenazas en posición vertical, al cual se le hace una pequeña cortadura de 20 mm en la parte inferior. En la cortadura, se coloca una navaja cortante que se encuentra conectada a un péndulo que se deja caer, causando que el papel se rasgue en dos. El trabajo en lograr el rasgado es la diferencia entre la energía potencial de la posición inicial y final del péndulo (la altura de la posición inicial del péndulo versus la altura final). Las medidas tradicionales de resistencia al rasgado son gramos por página. En el sistema SI, las unidades se reportan normalmente en milinewtons. La resistencia al rasgado es afectada por la dirección de las fibras, siendo el valor paralelo a la dirección de la fibra (maquina) menor que el valor perpendicular a la fibra (ancho de la maquina). Esta prueba ha sido utilizada por molinos por décadas. La resistencia al rasgado es de particular importancia para los tipos de papel que se utilizan en las "convertidoras" como bolsas, papel higiénico, libros, etc.

Características del papel

Calidad de la superficie: Muchas clases de papeles no esmaltados se fabrican con diferentes texturas y patrones en su superficie. Los patrones pueden interferir con la calidad de impresión o afianzar el mensaje que el diseñador quiere presentar. Los papeles esmaltados vienen con diferentes características de superficie. Brillante, mate, opaco y esmaltado fino son algunos de los acabados superficiales ofrecidos por las papeleras.

Color: El color del papel afecta los resultados de la impresión. Los papeles no esmaltados se ofrecen en una variedad de blancos y de colores. Los papeles esmaltados normalmente vienen en una amplia gama de tonos de blanco. El papel puede ser desde un blanco muy azul hasta un blanco amarillento. De nuevo, considere si el tono del papel le ayudará a hacer énfasis en el mensaje que está tratando de presentar.

Brillo: El fabricante de papel mide la luz que refleja el papel y reportan los porcentajes. La industria utiliza los porcentajes de brillo para especificar el papel. En general, mientras más alto sea el brillo del papel, mejor será su calidad. Los papeles para libros y manuales técnicos deben ser impresos en papeles de menor brillo, para prevenir el cansancio de los ojos. Sin embargo, los afiches y las revistas normales se imprimen en papeles de alto brillo, para que la publicidad sea más atractiva.

Opacidad: La impresión sobre una cara del papel no debe interferir con la impresión sobre la otra cara. La buena opacidad evita que las imágenes de un lado se vean en el otro. La opacidad afecta la facilidad de la lectura. La alta opacidad le permite al lector concentrarse y reducir el esfuerzo visual. Muchas características afectan la opacidad: El papel grueso es más opaco que el papel delgado. Los papeles ásperos son más opacos que los suaves. Los papeles de fibra de madera son más opacos que los de pulpa química.