Fabricación del papel

La fabricación del papel consta de dos pasos fundamentales. Primero, la materia prima fibrosa, celulosa procedente de madera para pasta, fibras no madereras o papeles reciclados, se convierte en pasta, una masa de fibras apta para la fabricación de papel. Segundo, esta pasta se entrelaza y se une en una estructura laminar, formando el papel. El proceso de pasta separa las fibras papeleras de la madera.

Los tres tipos principales de pasta son la pasta mecánica, la pasta termomecánica (TMP) y la pasta química. Cada tipo produce papel con características de calidad distintas.

La madera está formada por fibras de celulosa unidas por lignina, una sustancia similar a un pegamento. La calidad del papel mejora generalmente con la eliminación de la lignina, ya que esta provoca decoloración con el tiempo. La pasta química elimina la lignina, mientras que los métodos mecánico y termomecánico no lo hacen.

Pasta mecánica. Los tipos principales son la pasta de madera molida, producida al forzar la madera contra una piedra abrasiva giratoria, y la pasta mecánica de refino (RMP), creada al pasar astillas de madera por un refino de discos.

Pasta termomecánica. La pasta termomecánica (TMP) se produce cociendo astillas o serrín a presión con vapor para ablandar la lignina. Las astillas ablandadas se muelen luego para obtener pasta mediante un refino de discos y se blanquean para lograr blancura. Este proceso produce papeles más blancos y brillantes, con buena opacidad para impresión a doble cara. Muchos periódicos de alta calidad utilizan TMP.

Pasta química. La pasta química es el método más costoso y produce los papeles de mayor calidad. Las astillas de madera se cuecen a presión en un licor químico diseñado para descomponer y eliminar la lignina. La pasta resultante se limpia y se blanquea, produciendo un papel blanco brillante con excelente permanencia. La pasta química libera las fibras de celulosa de la lignina que las une.

Durante la pasta química, los productos químicos disuelven la lignina y la hemicelulosa para liberar las fibras de celulosa. El blanqueo elimina la lignina y hemicelulosa residuales. La pasta química tiene un rendimiento del 45% al 55%, significativamente menor que el 90% o más de los métodos de pasta mecánica. Los procesos utilizan ácidos como el ácido sulfuroso y álcalis como la lejía (sosa cáustica).

Pasta semiquímica. Las pastas semiquímicas se producen cociendo suavemente astillas de madera con productos químicos, típicamente sulfito de sodio o una pequeña cantidad de una sal alcalina como carbonato, bicarbonato o hidróxido de sodio. Esta cocción elimina y ablanda parcialmente la lignina, debilitando el enlace entre las fibras. Las astillas se someten luego a refino de discos para su fibración, seguido de un lavado químico. La pasta semiquímica retiene una cantidad considerable de lignina, lo que da rendimientos del 60% al 80%. El blanqueo reduce el rendimiento, como en todos los métodos de pasta.

Blanqueo de la pasta. La pasta de madera sin blanquear varía en color desde el crema hasta el marrón oscuro; las bolsas de papel marrón se fabrican con pasta sin blanquear. El blanqueo elimina la lignina residual sin dañar gravemente las fibras de celulosa, lo que da como resultado un papel más blanco que mejora el contraste de impresión y produce papeles de colores más brillantes.

Preparación de la pasta y refinado. Las fibras pulpadas requieren un tratamiento adicional, denominado preparación de la pasta, antes de formar papel de alta calidad. Este proceso implica el refinado de las fibras y la mezcla de las fibras con materiales no fibrosos para lograr las propiedades deseadas del papel. Aunque el papel se forma en una máquina de fabricación de papel, muchas características se determinan durante la preparación de la pasta.

El refinado utiliza batidoras, refinadores de tipo cónico (jordán) o refinadores de discos para someter las fibras a acciones de cepillado, corte, deshilachado y acortamiento. Estas acciones hacen que las fibras se hinchen, se ablanden y desarrollen finos pelos superficiales, lo que favorece la unión y crea un papel más resistente.

Durante la preparación de la pasta, las fibras de celulosa se mezclan con cargas, encolado interno, colorantes, pigmentos coloreados y otros aditivos que confieren propiedades específicas al papel.

Formación del papel. La mayoría de los papeles de impresión se producen en máquinas de fabricación de papel Fourdrinier, llamadas así por los inventores Henry y Sealy Fourdrinier. La pasta se mezcla con grandes cantidades de agua antes de la etapa de formación, alcanzando una proporción de agua del 99%. Esta mezcla de pasta y agua, denominada pasta de papel, se drena y se prensa a continuación para formar una banda continua de papel.

La sostenibilidad sigue siendo un factor central, con un mayor enfoque en sistemas de agua en circuito cerrado y métodos de producción energéticamente eficientes. Los avances en impresión digital también exigen papeles con características de rendimiento específicas, lo que influye en la selección de la pasta y los tratamientos de acabado.

Supercalandrado

. El papel supercalandrado se fabrica haciendo pasar papel acabado a máquina por la supercalandra, Figura 5-4, una máquina compuesta por rodillos alternos de acero pulido y de papel comprimido o algodón que giran juntos bajo alta presión. Comprime el papel y aumenta la suavidad superficial y el brillo del papel.

Papeles estucados

. El operador de prensa suele utilizar la prensa de imprimir para aplicar un barniz de recubrimiento sobre el papel después de imprimirlo, normalmente con fines protectores o estéticos. Sin embargo, el fabricante de papel también puede aplicar un recubrimiento a la superficie del papel para hacerlo más adecuado a su uso final. Los papeles estucados son papeles que han recibido un recubrimiento mineral, generalmente arcilla, para mejorar su imprimibilidad y su aspecto. Están disponibles en una variedad de acabados. Los recubrimientos mejoran la blancura del papel, la resistencia al arrancado, la resistencia al agua, la retención de tinta, la opacidad del papel, el brillo y la calidad de impresión general. Normalmente, el papel se estuca por las dos caras (C2S).