Elaboración de Papel

Materiales. Historia. Pasta papelera. Fibras primarias y secundarias. Blanqueo. Pigmentos. Aditivos. Formación de la hojas. Estructura y consolidación. Proceso de estucado. Cartón multicapa

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UNIDAD 1

1.1 INTRODUCCION

Historia dl papel

  • S. XXX a.C: Egipto (Papiro). Tiras d tronco Papyrus. Part baja/gruesa. Se descorteza hasta medula. Se corta en tiras finas. Se pone 1 al lado d otras solapandose, luego una 2ª capa. Golpea, prensa, secado, pulir, formar en rollos. Hasta s. X d.C.

  • S. II a.C: Grecia (Pergamino). Piel oveja / asno. Hasta s. X d.C.

  • S. II a.C: China (G Seda) Mezcla con agua y ligante (algas). + tarde sustituyen fibras x hilachas. Ok result - con lana. Los arabes descubren la fabricación y lo extienden Medit.

  • S. X d.C: America. Cortezas d higueras silv y + plantas.

  • S. X d.C: Córdoba. 1º fabri d papel.

  • S. XI d.C: Xativa. Trapos d lino. Se extiende x Cataluña.

  • S. XIII y XIV d.C: Conocido x Europa papel Catalan.

Evolucion historica

  • S. XIII d.C: Encolar cola d animal. Produc Alum Roca.

  • 1450: Alemania. Gutenberg Imprenta.

  • 1680: Holanda. Pila holand. Trapos viejos. Batidora.

  • 1789: Francia. N. R. inventa l rollo papel. Ancho 60 cm.

  • 1807: Caolin como carga.

  • 1840: Pasta mecanica a partir madera.

  • 1854: Pasta quimica.

  • 1884: Pasta Kraff.

  • S. XX d.C: Pigmentos, resinas, ligantes sinteticos. Papeles d + calidad, + tipos.

La madera

  • Celulosa: hidrato de carbono y oxig. Hidrofilo. F absorben el agua y dispersan en soluciones acuosas.

  • Hemicelulosa: Polimero exclus d glucosa. 5 azucares dif: glucosa, mamosa, galaptosa, dulosa, aravinosa. Celulosa + Hemicelulosa: Olocelulosa.

  • Lignina: Comp quimic complejo. Amorfo, oscuro, une fuerte f. Se elimina xa individ las f. En papeles blancos, elem total. Amarillea el papel.

Preparación

Desmoche o elim. copa / cortado en troncos (2 - 2.5 m) / descortezado (mano, quim, mec) / astillado (chips).

1.2 PASTA PAPELERA

  • P Mecanica d Muelas: F. larga.

TRONCOS muela cilindrica + agua frote astillas 170º rebl lign.

Ventajas: + rendimiento. - instalaciones. Ok caracteristicas. Opacidad.

Desventajas: Propiedades fisicas -. Difícil depurar y blanqueo.

Usos: prensa, cartoncillo…

Tipos: Great Norteen, Warren de cadena, Roberts.

  • P Mecanica d Astillas: F. larga y corta.

ASTILLAS desfibradores d disco.

Ventajas: - mano obra. Mejor caract fisicas. Calidad uniforme. Cntrl calidad sencillo.

Desventajas: + inversion, consumo y coste de mantenimiento.

  • P Termomecanica:

ASTILLAS vapor + Tº refino presion + rebl lign.

  • P Quimico - Termomecanica: F. larga y corta.

ASTILLAS como cerillas SOSA 80º 3h Rebl lign refino disco.

  • P Quimica Kraff:

(Dibu)

1.3 BLANQUEO DE LA PASTA

Proceso imprescindible en pasta Quimica si keremos pasta blanca o xa alimentos.

Objetivo: elimin lignina y d+ colorantes.

Formas:

  • Cloro y Dioxido Cloro (5 / 7 fases)

  • Oxigeno (no limpia dl todo)

  • Ozono (degrada celulosa)

  • Enzimas (junto con otro +)

  • Agua oxigenada (xa + blanc )

  • Hipoclorito (deriv cloro)

1.4 PREPARACION DE LA PASTA XA FABRIC PAPEL

F. PRIMARIAS:

  • Pulper: Si en fab d papel no hay fab de pasta, esta llega en hojas gruesas PULPER.

'Elaboración de Papel'
Agita las hojas. Batidora Suspens d mat sexa en agua.

Agua: recicl (restos d f y carg)

F larga separada d la corta.

  • Despastilladores: Xa dsfibrar mjor. Xa kitar impurezas q puedan qdar. 2 discos con púas.

  • Refino: Tratamiento especific según tipo de papel.

- Se hac en:

    • Pilas holandesas.

    • Refino conico d pq ang o gran ang.

    • Refino de disco.

- Operación básica: elemento fijo (estator) y rotativo (rotor). La pasta pasa entre ambos.

- La F se somete a:

    • Batido (absorb el agua la f)

    • Frote (se deshilacha en fibrillas)

    • Corte / Cizallamiento (la f se corta)

- Efectos / consecuencias:

    • Fibrilacion: liberac d fibrillas y prod microf + finas en superf. Mjor long d rotura y estallido d papel.

    • Formación d finos: pq f q tb importan en la fabric de la hoja.

- Control de la operación:

Aparato q mid la capac de DESGOTE. Schopper Riegler (ºSR).

Papeles norm: 28 - 36º // Papel biblia: + refino. Gasto enorme de energia.

  • Tinas x agitación y luego a la tinas d mezclas dond se mezclan las cargas, aditivos…

F. SECUNDARIAS:

Papelote (papel recicl al menos 50% d f secund). Lleva x huevos algo de f prim. Solo 3 / 5 ciclos. No todos se reciclan. Xa aliment no aconsejable.

Se recoge el papel se clasifica papel x papel Pulper (antes) Despastillador (antes) Destintado (*) Refino (antes) Tina x Agitación (antes) Tina de mezclas (antes).

  • (*) Destintado: Proceso q elimina la tinta xa fab papel blanco. Se hac con: Prod quim, calor y energ mecan.

- Productos q usan:

    • Detergentes: elimin la tinta d la f.

    • Dispersantes: xa q partic d tinta vayan al agua y no a la f.

    • Espumante: xa formar espuma y quitar tinta.

- Procesos de destintado:

    • Dest x LAVADO: cn deterg y dispers n varias fases d lavado. Suele p. quimica.

    • Dest x FLOTACION: cn espumants, arrastran tinta arriba y s kita. - agua.

    • Procesos COMBINADOS: los 2 anteriores juntos. (lo + normal).

    • Dest x ENZIMAS: microorganismos q se comen la tinta. Sin desarrollar.

Fibras primarias: Monte, corte, desmoche, descortezo

pasta cruda blanqueo refino tina de mezclas (si tienen las 2 en mismo sitio)

pasta cruda blanqueo hojas de pasta pulperdespastilladorrefino tina de mezclas.

Fibras secundarias: Recogida selección traslado papelera en fardos

pulper despastillador destintado refino tina de mezclas.

1.5 MATERIALES NO FIBROSOS

Prod inorganicos q forman part dl papel. CARGAS y PIGMENTOS. Similars en composic xo granulometria no.

  • CARGAS: más grueso. Se añaden al papel en masa.

- Tipos:

    • Caolin

    • Talco.

    • Carbonato calcico.

    • Sulfato calcico.

  • PIGMENTOS: más fino. Da + lisura y microporosidad. Se añaden al papel en superficie.

Ingrediente fundamental del ESTUCADO (disolución con ligants, da brillo, - porosidad, + calidad). Todas las salsas de estucado 2 ó 3 pigmentos.

- Destacan:

    • Caolin: el + usado. Forma: placas hexagonales. Da superf mu brillant al calandrar. Brillo + cuanto - tamaño d las particulas.

    • Carbonato cálcico: - brillo q anterior. Le atacan los acidos. Finura elevada = cubriente potente = buena opacidad.

    • Blanco satino: Formado x: reaccion del sulf de aluminio y hidrox. calcico. Particulas forma d aguja. Da mu buena microporosidad.

    • Talco: Poco usado. Buen brillo.

    • Dioxido titanio: Poco usado x caro. Se usa cuando keremos opacidad elevada.

Todos los pigm anteriores naturales. A veces tb sinteticos, a base d silicatos de aluminio y magnesio. Caros. En pq cantidades. Mjor uniformidad superficial d papeles.

  • ADITIVOS:

- Tipos:

    • Produc d encolado: xa disminuir permeabilidad. Evita q penetre en offset, encuadernación, xa evitar barbas.

      • Uso colas de colofonia: debemos sumarle sulfato de aluminio. amarillea.

      • Uso sust sintetic (polvos finos): encolado neutro. Normal. - viejo, + secado de tintas.

    • Ligantes de estucado: se añaden a salsa d stuco xa q los pigm keden unidos a la superf. Demasiado: adios porosidad, papel no absorbe tinta. Poco: hac arrancado.

1.6 FORMACION DE LA HOJA DE PAPEL

La fabricación = xa todos los papeles. Dif: composición y acabado. El 1º paso: transformar la pasta diluida en laminas d liquido degada, ancha y uniforme. Esto se hac en la caja de cabza de maquina.

- Difent fases xa formar la hoja:

  • Tina de mezclas: se unen todos los components (f, carg, aditivos) Las f y carg dispersas en agua.

  • Se mezcla bien y a la tina de reserva.

  • Depuradores (de malla o tamiz perforado) o Depuradores Centrifugos: hacen girar la masa en el interior d cuerpos conicos, separando particulas + pesadas. (salen x extrem inf abierto).

  • La pasta depurada a la caja de entrada con un caudal y consistencia constante (MANIFOL): regula la presion y caudal d la pasta a lo ancho de la caja (grifo d entrada).

  • La pasta entra en el cuerpo de la caja, se somete a agitación q lo hacen unos rodillos perforados. Objeti: evitar q la f se entrelace.

  • Suspensión fibrosa, se lleva a una tela sin fin (metalica o plastica): donde se formara hoja de papel. Esta tela movim longitudinal y transv a modo de traqueo xa orientar las f en dif direc y evitar descompensaciones.

  • El sentido d la f deb tenerse en cuenta en impresión, plegado y encuadernación.

    - Formas de fabric variadas:

    • Mesa plana convencional: sobre la tela (cara tela a la q toca a la tela) y cara fieltro (cara super). Desgot en 1 direcc (a traves de la tela). El papel 2 caras diferentes.

    • Mesa doble tela: Desgote en 2 direcc, Papel con 2 caras iguales.

    La eleccion de la tela en funcion dl papel q keramos hacer y las mat q usemos.

    El DESGOTE es import. Al principio rapido, luego + dific kitar el agua xa ello RODILLOS DESGOTADORES q soportan la tela y ayudan a kitar el agua. + veloc tela = + eficacia. Tb se usan FOILS si veloc d tela es alta. Son barras q no giran y la tela se desliza sobre ellos. Cuando los FOILS y RODILLOS no kitan mas agua se colocan CAJAS ASPIRANTES (accion + energik) y x ultimo xa el desgote CILINDRO ASPIRANTE camisa metalica q gira a la veloc de tela. Tb RODILLOS MATAESPUMAS (Dandy Roll) xa mejor lisura, formación y uniformidad. En algunos tipos de maquina xa MARCAS DE AGUA y VERJURAR. No en mesas de doble tela.

    1.7 ESTRUCTURA Y CONSOLIDACION DE LA HOJA.

    Fin d la tela. Humedad 80%. Procesos d secado.

    • Prensado húmedo: la hoja se coloca en fieltro entre 2 rodillos, humedad al fieltro.

    - Tipos:

      • Prensa Pick-Up: la hoja al fieltro q circunda el cilindro aspirante. Quita humedad.

      • Prensa ranurada: Ranuras forma helicoidal x dnd se va el agua. Normales en maq modernas. Pierden el 20% de agua. Quita la humedad.

      • Prensa Offset: Colocada después de zona prensas. Quita la doble cara q suelen tener papeles de maq convencionales. No quita humedad.

    • Sequerias: Eliminar el agua por calor. Cilindros grandes (1,5 m diam), se calientan x vapor la superficie. Aumenta progresivamnt Tº. Los 1º frios, ultimos frios, los del medio calientes.

    • Tratamientos Superficiales: Hay 3 tipos.

    - Tipos:

      • Size - Press: aplica capa ligante en superficie (almidon). Evita proble+ de impresión x el arrancado. 2 prensas d recubrimiento blanco q prsionan después del baño de solucion de ligante. Papel offset.

    Estucados ligeros o en maq:

      • Gate - Roll:. Aplica ligera capa d estucado.

      • Bill - Blade: Mejor aspecto, rompen tensiones internas entr f. Mjor estabilidad dimensional.

    • 2ª Sequerias: los 2 1º rodillos refrescadores xa enfriar xa cuando pasen a Lisas.

    • Lisas: Rodillos metalicos superpuestos. Dan lisura. Regula espesor a lo ancho. No dan brillo.

    • Pope: Para enrollar el papel. Maquina. Desde aquí dos caminos:

  • Papel no estucado o estucado en maquina: SECCION D ACABADO.

  • Papel estucado fuera de maquina: COCINA y SECCION D ACABADO.

  • 1.8 PROCESO DE ESTUCADO.

    Estucado: aplicar especie de pintura (salsa) q mejora el acabado. Esta salsa se hace en la Cocina. La salsa formada x Pigmentos.

    - Las cocinas contienen:

      • Deposito xa la coccion de ligante.

      • Agitador xa dispersar / mezclar pigmentos.

      • Filtro xa depurar el fluido de estucar.

      • Deposito de reserva.

      • Bombas xa el trasiego del estuco.

    - Las mezclas un orden:

  • Ligantes solubles agitando.

  • Antiespumantes.

  • Aditivos (redentores de agua, colorantes, microbicidas, blanqueantes opticos…)

  • La mezcla debe ser homogenea. Se depura y tamiza con telas de mallas muy finas. Alimentación a la estucadora: abundante.

    - Tipos de aplicación d la salsa:

    • Estucado de rasqueta: Aplicación con rodillo y extiende con la mina de acero. Suele dejar marca.

    • Estucado labio soplador: Aplicación con rodillo y extiende con aire a presion. Papeles de arte.

    • Estucado de alto brillo:

  • Sist Warren: aplicación labio soplador. Seca con rayos infrarrojos cilindro cromico a 180ºC se adiciona bobinadora o cortadora. Brillo espectacular.

  • Sist Champion: aplicación con rodillo. Pasa a cilindro cromico a 80ºC.

  • Después de esta aplicación se lleva a la calandra (xa dar brillo. Rodillos metalicos y otros de f dura). Los estucados de alto brillo no necesitan este proceso.

    1.9 ACABADO DEL PAPEL.

    • Rebobinadota: maq q rebobina el papel xa quitar defectos y unir roturas.

    • Calandra: xa dar brillo. Rodillos metalicos y de f dura.

    • Cepilladora: cepillos cilindricos. Giran rapido xa brillo. Disminuye microporosidad. Xa cartoncillo.

    • Gofradora: Graba relieves.

    • Bobinadoras: reparten el papel de bobinas grandes a pequeñas.

    • Cortadoras: cortan bobinas en hojas. 2 tipos: convencionales o sincronizadas.

    • Escogido manual.

    • Embalaje: en bobinas, en plataforma o granel o en paquetes.

    1.10 FABRICACION DEL CARTON MULTICAPA.

    Material xa embalaje, tb xa especialidades graficas. Se uso muxo f. secundaria. Formado x 3-5 capas. La sup: CARA. Lo del medio: TRIPA. General estucado x 1 cara xo tb estucado por las dos caras.

    Se hacen varias capas finas, su unen en húmedo xa resultar + liso.

    Sistemas de Producción:

      • Formas redondas: cilindro horizontal (tela met o plast). Gira dentro de un cubo lleno de pasta diluida. El agua se filtra a traves del tambor, la capa de f pasa a un fieltro en movimiento mediante un rodillo de goma blanda q presiona sobre la forma redonda. En esta forma se hace la tripa y el reverso.

      • Mesas planas: Varias mesas planas con cajas d entrada. Las hojas individuales se unen en humedo. pag. 14.

      • Inverformes: Varias cajas de entrada encima de una tela q proporciona desgote por la parte sup e inf. Las hojas se unen en una misma mesa en húmedo. pag. 14.

    Secado y acabado del carton:

    PRENSAS SEQUERIAS YANKEE (cilindro de grandes dimensiones. Seca y hace un satinado sobre las caras del carton. Xa cara tenga lisura y dorso rugoso) ESTUCADORA 2ª SEQUERIAS CALANDRA o CEPILLADORA POPE EMBOBINADORA o HOJAS.