1. Ciencia

CAPÍTULO VI
PROPIEDADES DEL PAPEL
Miguel Zanuttini
Colaboradores: Carlos Antúnez1; Antonio Clemente2;
Antonio L. Torres2; Paulo Ferreira3; Paulina Mochiutti4.
1- Papel Misionero S.A.I.F. C., Argentina. 2- ETSEIAT, España.
3- Universidad de Coimbra, Portugal. 4- Universidad Nacional del Litoral, Argentina.
Se describen en este capítulo las características generales del papel que dan
cuenta de su diversidad de componentes y propiedades. Se muestran, resumidos en
una tabla, los principales productos celulósicos y las necesidades que deben satisfacer según su uso. A estas necesidades las hemos denominado “propiedades críticas”.
Se describen luego las características generales de estas propiedades, sus métodos
de ensayo y valores típicos. Se analiza el efecto de la anisotropía del papel industrial
sobre las propiedades. Finalmente se muestran resumidas las capacidades de ensayo
de algunos centros de investigación en Ibero América.
Características generales del papel
El usuario pretende un comportamiento del papel como si éste fuera un material homogéneo. Sin embargo, el papel es un material altamente heterogéneo con
más de 1 millón de fibras por gramo que contiene, generalmente, finos, cargas minerales, agentes de resistencia y otros elementos menores.
El papel tiene las siguientes propiedades particulares:
• Es normalmente de alta porosidad. La densidad del papel está en el rango 0,50,8 g/cm3 y por lo tanto resulta poroso ya que la densidad de la pared de la fibra
es de 1,5 g/cm3. Según su uso se logra que sea altamente permeable o que sea
impermeable a gases o líquidos.
• Tiene en general una alta superficie específica que determinada ópticamente
resulta entre 20 a 60 m2/ kg y por absorción de nitrógeno (isoterma de BET)
entre 400 a 1200 m2/kg.
• Puede tener una alta capacidad de dispersión de luz y así, alta opacidad. No
obstante para ciertos usos puede fabricarse un material relativamente transparente.
• Puede tener alta capacidad de absorción de líquidos o presentar una reducida
velocidad de penetración de agua cuando el papel es encolado. Figura 1.
• Es higroscópico y su humedad varía entre 5-8% dependiendo del tipo de fibra
y de la humedad ambiente. Las propiedades físicas son fuertemente afectadas
por el contenido de humedad del papel.
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Panorama de la industria de celulosa y papel en Iberoamérica 2008
• Su estructura puede ser compleja. Papeles de gramaje alto así como cartulinas
y cartones pueden estar formados en capas. Intencionalmente estas capas pueden ser entre sí de propiedades marcadamente diferentes.
• El papel, así como la cartulina o cartón, puede estar recubierto con una capa
de cargas minerales y un ligante que permite lograr una lisura y brillo que son
inalcanzables por una estructura de fibras celulósicas.
COMPOSICIÓN DEL PAPEL: FIBRAS CELULÓSICAS, CARGAS, ADITIVOS, AGENTES DE PROCESO
El componente principal del papel son las fibras. Estas pueden ser fibras largas
provenientes de madera de coníferas, fibras cortas de madera de latifoliadas o fibras
no madereras. En estos dos últimos casos acompañan a las fibras los vasos de la
materia prima vegetal original. Siempre están presentes proporciones menores de
elementos parenquimáticos.
Por razones de menor costo y mejora de algunas propiedades de los papeles blancos se agregan frecuentemente cargas minerales. Estas permiten mejorar
características como lisura, opacidad, blancura, brillo en los papeles calandrados,
uniformidad de absorción de tinta en el uso del papel en la impresión y estabilidad
dimensional. Pueden usarse cargas como pigmentos para darle color al papel y cargas minerales para control de pitch.
La mayoría de los papeles blancos contienen cargas, la Tabla 1 muestra algunos
ejemplos. Los papeles marrones obtenidos por reciclo pueden contener también
cantidades considerables de cargas minerales provenientes del papel que ha sido
reciclado.
Las cargas minerales pueden ser: Carbonato de calcio (molido o precipitado),
caolines, talco, yeso, bentonita, pigmentos coloreados. Pueden determinarse en
forma global como cenizas del papel.
FIGURA 1.
Microscopía
electrónica de un
papel. G. J. Williams
y J. G. Drumond JPPS
26(5)2000. Publicada
bajo autorización de
PAPTAC para RIADICYP.
El guión indica 10 μm.
El corte de un papel
muestra una alta
diversidad en la sección
de las fibras.Estas
presentan distintos
espesores de pared
y distintos niveles de
colapso.
Propiedades del papel
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237
El tamaño de las partículas (“pigmento” o “carga”) puede estar en el rango de
0,3–5 μm, dimensiones que son mucho menores a la de las fibras.
Las cargas no se distribuyen uniformemente en el espesor del papel. Su presencia reduce el nivel de enlace entre fibras, y el papel resulta así más débil. Por ejemplo, un nivel de carga de 50% de un caolín anula la resistencia de la estructura.
Como consecuencia de la presencia de cargas, el papel tiene tendencia a liberar
polvo y puede existir además mayor desgaste de cuchillas de corte y de placas de
impresión.
TABLA 1. Cantidad y tipo de cargas en diferentes papeles blancos.
Papel
Contenido (%)
Tipo de carga
Diario
0-10
Carbonato, caolín, talco, pigmentos especiales
Revistas
20-30
Caolín, Talco
Papeles finos
0-25
Carbonato, caolín, talco, yeso
Papel de envoltura
0-10
Carbonato, caolín, talco, yeso
Capa blanca reciclada en Liner White Top
10-25
Principalmente Carbonato
El papel contiene en general cantidades apreciables de hasta 2,0% de agentes de
resistencia en seco como almidones modificados. Estos pueden agregarse en masa
a la pulpa antes de la fabricación del papel o en la prensa de encolado para mejorar
la resistencia en seco del papel.
El papel puede contener resinas de resistencia en húmedo que establecen entre
las fibras enlaces químicos estables frente a la acción del agua.
Muchos papeles son encolados en su fabricación. El objetivo del encolado es
reducir la velocidad de penetración del agua en los poros del papel en su uso. Se
utiliza para ello compuestos hidrófobos que son depositados y extendidos en la
superficie de las fibras.
FIGURA 2.
Microscopía
electrónica de un papel
fuertemente cargado
y además recubierto.
G. J. Williams y J.
G. Drumond JPPS
26(5)2000.
Publicación autorizada
por PAPTAC para
RIADICYP. El guión
indica 10 μm.
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Panorama de la industria de celulosa y papel en Iberoamérica 2008
El encolado se hacía, hasta hace pocos años, exclusivamente con resina jabón
de colofonia formando el papel en medio ácido (pH 4,0) por agregado de ácido
sulfúrico y sulfato de aluminio. Actualmente se ha generalizado el encolado en medio neutro con emulsión de resina a pH 6,0 y sulfato de aluminio o usando agentes
sintéticos (AKD o ASA). Se les adjudica a estos compuestos sintéticos, la capacidad
de reaccionar directamente con la superficie de la fibra.
Los papeles blancos de impresión y escritura pueden contener blanqueantes
ópticos que mejoran la blancura del papel captando energía lumínica en el rango
ultravioleta.
Están presentes en el papel restos de agentes de proceso como agentes de retención y/o drenaje, antiespumantes, biocidas, etc.
Cuando el papel está destinado a usos en contacto con alimentos, la totalidad
de componentes presentes en el papel debe ser conocida. Las reglamentaciones
como las normas GMC del MERCOSUR (GMC 55/97) establecen una lista de
componentes posibles y, para algunos de ellos, se especifican límites en contenido.
Se establecen además límites de migración total hacia los alimentos o, para algunos
componentes, límites específicos de migración.
Para el papel reciclado existen además otras restricciones para su uso en
contacto con alimentos (GMC 52/99). Según esta norma el papel reciclado puede
usarse solo para:
• Alimentos secos no grasos.
• Frutas, vegetales y huevos no procesados.
Se especifican para este caso valores límites en pentaclorofenol y PCBF por
extracción acuosa para papeles para alimentos secos, y en Cadmio, Cromo, Plomo,
Mercurio además del Pentaclorofenol y PCBF para papel para frutas.
Propiedades físicas críticas según el tipo de papel
La Tabla siguiente muestra una clasificación de los tipos principales de productos celulósicos y las propiedades que son críticas para su uso. No se pretende cubrir
todas las especialidades sino considerar solo las más generales.
El gramaje o peso base, medido como peso del material acondicionado por m2
de superficie, es una especificación comercial de todos los papeles o cartones, sin
embargo esta propiedad puede muchas veces no ser crítica para el comportamiento
del papel en el uso final.
Se indican con flechas según si se requiere un valor alto (↑), bajo (↓) o un nivel
acotado (↑↓) y, cuando corresponde, la dirección de papel del requerimiento, es
decir dirección máquina (MD) y dirección transversal (CD).
A: Pulpas absorbentes Fluff.
H: Papeles de Higiene. Papel higiénico (toilet), servilletas, pañuelos, etc.
I-E: Papeles Planos de Impresión y Escritura.
IR: Papel de Impresión Recubierto.
Propiedades del papel
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TABLA 2. Propiedades críticas de diferentes productos celulósicos
H
A
IE
D–R
IR
B
L
O
C
Diarios
Absorbentes Impresión
Impresión
Liner y
Cartulinas
Higiene
revistas
Bolsero
Onda
Fluff
y escritura
recubiertos
white top
y cartones
y LWC
Espesor
↑
Absorción de
agua
↑
Tracción
Elong. TEA
↑MD
↑
↑
↓
Desgarro
↓
↑↓
↑↓
(1)
↑MD
↑MD
↑
↑
↑MD
↑MD
↑MD
↑
MD/CD
↑
↑
CD
↓
↓
Tracción Z
↓
Rugosidad
Suavidad
↑
Porosidad
↑↓
↑
↑↓
↑
↑
↑↓
Rigidez
↑
Reventamiento
Estabilidad
dimensional
↑
↑
↑
↑
CMT
↑MD
SCT
↑CD
RCT
Brightness
↑CD
↑(2)
↑
Tonalidad
↑
↑
↓
↑
Whiteness
↑
↑
Opacidad
↑
↑
Brillo
↑
↓(3)
↑
↑(2)
↑(2)
↑(3)
D-R: Papel de Diario y Revistas y LWC (papeles recubiertos de bajo gramaje).
B: Papel bolsero (papel para sacos multipliego).
L: Papel Liner o tapa para corrugado marrón y liner con capa superior blanca
(white top).
O: Papel Onda o Tripa para corrugado.
C: Cartulinas y cartones.
(1) En el caso de papel onda encolado.
(2) En el caso de papel blanco.
(3) En el caso de cartulina encapada.
Para cada uno de los tipos de producto se dan sus requerimientos generales y
luego detalles de sus propiedades críticas.
PAPELES DE HIGIENE
Este tipo de papeles incluye a los papeles higiénicos (toilet), servilletas, pañuelos, etc. Son, por lo general, fuertemente crepeados por lo que presentan alta
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Panorama de la industria de celulosa y papel en Iberoamérica 2008
elongación en un esfuerzo a la tracción. Su gramaje es bajo (15 a 25 g/m2). Son
denominados Tissue.
Propiedades críticas de estos papeles son: espesor, suavidad, absorción de agua,
y, según el uso, resistencia a la tracción en húmedo. Otras propiedades importantes
son la resistencia a la tracción en seco, limpieza y ausencia de impurezas, ausencia
de mal olor, blancura, color, etc.
Espesor
Todo tipo de papel es compresible y viscoelástico y por lo tanto su espesor depende del nivel y velocidad de la presión o carga aplicada. Para papeles en general se
usan presiones estándar de 50 o 100 kPa. Esto es inadecuado para un papel Tissue,
para el cual se usan presiones menores, por ejemplo 2,0 kPa (norma SCAN P47).
La operación de conversión del papel en un producto final como rollos o servilletas
puede variar notoriamente el espesor.
Suavidad
Esta propiedad está asociada a la sensación de suavidad del papel contra la piel.
Está relacionada a la lisura superficial, resistencia a la fricción y compresibilidad
del papel.
La suavidad puede medirse con métodos subjetivos por medio de paneles de
personas entrenadas o por métodos instrumentales.
Existen varios instrumentos para esta determinación. En la técnica Tappi 498
cm-85 el papel es apoyado sobre una ranura de 6,35 mm de ancho en una superficie
plana y se determina la fuerza necesaria para que una cuchilla de 1 mm de espesor
fuerce al papel a entrar en la ranura.
Absorción de líquidos
Es la propiedad más importante de estos papeles. Implica su velocidad y capacidad de absorción de líquido. Como líquido puede interesar el agua u otro como
aceite, tinta, etc.
Algunos de los métodos usados son:
a) Tiempo en que una gota de agua de volumen conocido es absorbida (Tappi T
432).
b) Distancia de avance del agua en una tira de papel colocada en contacto con el
agua (método Klemm, ISO 8787, SCAN P13).
c) Medición del peso de agua remanente después de la humectación y la remoción del exceso por suave succión (ASTM D4250).
Resistencia en seco y en húmedo
Resulta importante aquí su resistencia a la tracción en dirección máquina y
dirección transversal. Discutimos aspectos generales de la resistencia a la tracción
más adelante en este capítulo. Las distintas técnicas estándar como la SCAN P44
Propiedades del papel
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especifican, para el papel tissue, un ancho de probetas de 25 o 50 mm en vez del ancho de 15 mm normal usado para otros papeles. Valores que pueden considerarse
mínimos en resistencia se dan en la siguiente Tabla:
Tabla 3: Valores típicos de resistencia de un papel tissue
Papel Tissue 18 g/m2
MD
CD
Resistencia a la tracción (kN/m)
0,11
0,033
En húmedo, la baja resistencia de estos papeles, dado su bajo gramaje, hace que
no puedan manipularse. Las normas establecen la determinación de la resistencia a
la tracción después de una humectación de 15 segundos (SCAN P58) o una humectación de saturación entre 7 y 40 seg (TAPPI T456) usando el dispositivo de Finch.
La Tabla indica valores típicos de resistencia para un ancho de probeta de 50 mm
(valores mínimos de la determinación en ambas direcciones).
Tabla 4: Valores típicos de resistencia de papel de higiene húmedo (SCAN P58)
Grado
Resistencia a la tracción
en seco (g)
Resistencia a la tracción en
húmedo (g)
Toalla de cocina (20
g/m2), 2 papeles
650
200
115
35
Tissue facial (13 g/m2),
2 papeles
PULPAS ABSORBENTES (FLUFF)
Estas pulpas son usadas en el corazón absorbente de productos como pañales
descartables, absorbentes femeninos y otros.
Pulpas de fibra larga de diferentes tipos como Kraft, sulfito o CTMP son usadas
con este fin. En la conversión las hojas de pulpa son desintegradas en un molino a
martillos u otro para la obtención del fluff.
Las propiedades críticas del fluff son: Volumen específico, Velocidad de absorción y capacidad de absorción de agua.
Volumen específico, velocidad de absorción y capacidad de absorción de agua:
Para el ensayo de estas propiedades según norma SCAN C33, la pulpa, en
forma de hojas secas, debe ser desintegrada en un molino específico. El fluff así
obtenido es usado para formar una mata cilíndrica de 50 mm de diámetro y
aproximadamente 3,0 g de peso. Se usa para ello una corriente de aire en un dispositivo estándar. A este cilindro de fluff, bajo una carga muy baja de 0,5 kPa, se
le determina el volumen específico y luego es ensayado poniéndolo en contacto,
en la parte inferior, con agua. Se determina el tiempo necesario para que el agua
alcance la parte superior del cilindro de fluff y, por peso, se determina la cantidad
de agua absorbida.
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Panorama de la industria de celulosa y papel en Iberoamérica 2008
Tabla 5: Valores típicos de propiedades las pulpas fluff.
Energía de desfibrado (Molino Kamas)
20 - 40 kWh/ton
Desfibrado
96 – 100%
Volumen específico (carga de 25,5 g/cm2)
0,05 g / cm3
Absorción específica
1,0 –2,0 s / g
Capacidad específica
10,0 g agua / g
PAPELES PLANOS DE IMPRESIÓN Y ESCRITURA-DIARIOS, REVISTAS Y LWC
Una clasificación amplia de estos papeles se basa en la presencia o no de pulpa
mecánica en el papel. Se denominan WC (wood containing) y WF (wood free) respectivamente.
La calidad de la superficie de estos papeles es mejorada por encolado superficial, calandrado o por recubrimiento (coating). El encolado superficial y el
calandrado se realizan en general en la misma máquina de papel mientras que el
recubrimiento puede hacerse en etapa separada.
La Figura 3 muestra el cambio que se produce en la superficie por un encolado
superficial. Por incorporación de cargas y agentes ligantes, el encolado superficial
reduce la rugosidad, aumenta la resistencia al desprendimiento y controla la velocidad de entrada de tinta en la impresión.
Son propiedades críticas de todos los papeles de impresión y escritura, su blancura y opacidad. Es crítica además la calidad de impresión. Detallados requerimientos y ensayos específicos de los diferentes sistemas de impresión pueden encontrase
en P. Oittinen y H. Saarelma [1] y no son desarrollados en este texto.
Dentro de los papeles sin pulpa mecánica (WF), el grupo de papeles de impresión y escritura más importante lo constituyen los papeles para fotocopia, el papel
de impresión ink jet y de impresión láser que englobamos aquí como papeles de oficina. Una propiedad importante para estos papeles es su estabilidad dimensional.
Estos papeles, casi siempre, son fuertemente encolados y en general se comercializan planos (en resma de hojas).
El nombre “Bond” es usado actualmente para referirse a papeles blancos
destinados a propósitos especiales que requieren lisura, resistencia, que no exista
liberación de polvo y alta rigidez.
FIGURA 3.
Superficie de papel
de laboratorio con
(izquierda) y sin
encolado superficial
(derecha) (SEM).
(Paulo Ferreira, U. de
Coimbra; Portugal).
Propiedades del papel
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Especiales especificaciones deben cumplirse cuando se requiere papeles bond
de alta permanencia. Solo se admiten fibras de alto contenido de alfa celulosa. Es
necesario en este caso: pH entre 8,0 y 9,5 (TAPPI T 509 om-88), una reserva alcalina
dada por un contenido de entre 2 y 4% de carbonato de calcio (ASTM 4988-89),
alta resistencia al doble plegado (75 doble plegado en dirección máquina usando
1,0 kg de carga, TAPPI T 511 om-88) y alta permanencia de la blancura.
Los papeles de impresión que contienen pulpa mecánica (WC) incluyen a los
papeles de diario y LWC (Light weight coated). LWC son papeles recubiertos de
gramaje similar al papel de diario o inferior usados en general para folletería.
Debido a su uso en impresión a alta velocidad, a su bajo gramaje (45 a 48,8
g/m2, para impresión en blanco y negro y en color respectivamente) y a la necesaria presencia mayoritaria de pulpa mecánica en su composición, resulta crítica su
resistencia y elongación a la tracción así como su resistencia al desgarro, en ambas
direcciones. Además de las propiedades ópticas brightness y opacidad, para el papel
de diario resulta crítico no superar un límite máximo en tonalidad. En general se
comercializan en bobinas.
Tabla 6: Clasificación general de papeles de impresión y escritura.
WF (sin pulpa mecánica), Planos
Oficina
Bond
Otros
WC (con pulpa mecánica), en bobinas
Diario
LWC
Propiedades ópticas: Interacción del papel con la luz
El papel presenta una alta superficie específica y por lo tanto tiene en general una
alta capacidad de dispersión de la luz. Su estructura es aproximadamente laminar.
Podríamos analizar simplificadamente la múltiple interacción de la luz suponiendo que el papel está formado por varias láminas paralelas semitransparentes.
En cada superficie fibra-aire, se producirá una reflexión. La luz no reflejada en
cada lámina será en parte absorbida en su camino hasta la superficie de salida y el
resto transmitida.
En cada interacción, la luz incidente (I) se dividirá en luz reflejada (R), luz
transmitida (T) y luz absorbida (A): I= R+T+A.
Al salir de la primer lámina y encontrarse con una nueva superficie podrá reflejarse, transmitirse o absorberse en la segunda lámina.
Debe considerarse además qué parte de la luz puede ser reflejada al salir de cada
lámina si el ángulo de incidencia es bajo.
Esta estructura, si está compuesta de varias láminas paralelas semitransparentes, reflejará o transmitirá la luz siempre en forma difusa.
Pero el papel es más complejo que una estructura de láminas, ya que las superficies no son paralelas y por lo tanto el papel es un cuerpo ampliamente difusor.
El papel produce una dispersión difusa de la luz ya que múltiples reflexiones
internas hacen que la luz que emerge como reflexión o como transmisión del papel
viaje en todas direcciones.
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Panorama de la industria de celulosa y papel en Iberoamérica 2008
I
FIGURA 4.
Interacción de la
luz con dos láminas
paralelas parcialmente
transparentes.
Se indican tres
interacciones.
R
T
Tendremos entonces en el papel una Reflectancia Difusa que implica la capacidad de reflejar la luz y una Transmitancia Difusa que se refiere a la capacidad de
transmitir la luz.
Determinación de la reflectancia difusa:
Se denomina Reflectancia (R∞) al valor porcentual de reflectancia de una pila
de papeles en relación a un patrón considerado como 100%. Para su determinación
se usa luz difusa para lo cual se ilumina al papel desde una esfera integradora y se
cuantifica (más comúnmente) la reflectancia desde una dirección perpendicular al
papel (ángulo de 0º respecto a la vertical).
Las últimas normas de medición, de acuerdo con las recomendaciones de CIE
(Sistema CIE Lab) (Tappi T 525, SCAN P3, ISO 2469) toman como patrón de reflectancia un “patrón ideal de reflectancia completa” en reemplazo del patrón de
óxido de magnesio usado anteriormente.
El iluminante debe estar perfectamente identificado. CIE establece un iluminante incandescente común (A) y dos de iluminación luz día (C y D65).
Los espectros de reflectancia en el rango de luz visible muestran que las pastas
no blanqueadas absorben más en la zona del azul. Por esta razón se ven amarillas o
marrones. Por su parte, las pastas blanqueadas tienen reflectancia alta (cercana al
patrón 100%) y además ese valor es similar en todo el espectro visible y por lo tanto
no muestran color.
Blancura (ISO Brightness)
Se denomina ISO Brightness al índice de reflectividad determinada con el uso
de espectro de sensibilidad estándar centrado en una longitud de onda de 457 nm
según las normas ISO 2470 o norma TAPPI T525. Anteriormente se la denominaba
factor de reflectancia azul. El mismo espectro de sensibilidad se lograba con un
filtro previo al detector.
La característica de blancura puede ser complementada con el concepto
de Whiteness (ISO 11475, SCAN P66) que intenta considerar todo el espectro
Propiedades del papel
|
de luz visible así como la mayor sensibilidad del ojo humano en el centro del
espectro.
Opacidad
La opacidad es la medida de la capacidad del material de obstruir el paso de
luz. Es decir, que un papel opaco es aquel que presenta dificultad para ver a través
de él.
La opacidad es necesaria en los papeles blancos de oficina y en todos los papeles de impresión. Debe ser suficiente para evitar que la impresión en el reverso del
papel no afecte negativamente el aspecto de una impresión.
Podría medirse según la luz transmitida pero la forma usual de medirla es
determinar la relación entre dos reflectancias medidas usando un espectro de sensibilidad centrado en 557 nm (valor triestímulo Y e iluminante C, ISO 2471). Este
espectro cubre todo el rango visible y corresponde a la sensibilidad normal del ojo
humano.
Ro557: Reflectancia medida sobre una única hoja de papel colocada sobre un
cuerpo negro.
R∞557: Reflectancia medida sobre un pila del mismo papel.
Tonalidad
La determinación o el cálculo de los valores triestímulo (X, Y, Z de CIE) a partir de la determinación de reflectancia espectral permite obtener las coordenadas de
color como por ejemplo los valores L*, a* y b* en el espacio de color CIELab (ISO
5631).
El parámetro a mide el tinte en el eje rojo (+)-verde (-) y el parámetro b mide
el tinte en el eje amarillo (+) azul (-). Ambos pueden alcanzar valores máximos de
80–90. Ausencia de color significa valores nulos de los parámetros a y b.
Tabla 7: Valores típicos de propiedades ópticas de papeles de impresión y escritura
Brightness (%)
Opacidad (%)
Papel de oficina–60 g/m2
83–90
85,0
Diario–45 g/m2
60
90–94
a*
b*
-0,3
4,0
-
Resistencia de los papeles de diario
La limitada resistencia mecánica de los papeles de diario hace que ésta sea una
especificación clave.
Se describen más adelante en este capítulo las características y técnica de determinación de las propiedades de resistencia a la tracción y al desgarro.
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Panorama de la industria de celulosa y papel en Iberoamérica 2008
Los valores que pueden considerarse como límites inferiores para la resistencia
de un papel de diario son indicados en la Tabla siguiente.
Tabla 8: Valores típicos de resistencia del papel de diario.
Resistencia
Indices (45 g/m2)
Tracción DM/CD
2,2/0,5 kN/m
48,9/11,1 kNm/kg
Desgarro MD/CD
300/325 mN
6,6/7,2 mNm2/g
Resistencia superficial
Una adecuada resistencia al desprendimiento de material desde la superficie
del papel es necesaria para evitar problemas de liberación de polvo y de ensuciamiento de los sistemas de impresión. Se puede determinar con el método de las
ceras Dennison. Este ensayo es solo válido para papeles o cartones no recubiertos.
Para estos últimos, el ensayo IGT es recomendable.
La serie de ceras Dennison tienen una adherencia creciente clasificadas desde 2A a 26A. Estas se aplican en caliente sobre el papel y luego de 15 minutos se
desprenden manualmente. Se informa el número de cera que el papel soporta sin
desprender material. La Tabla siguiente informa valores típicos:
Tabla 9: Valores típicos de resistencia al arrancado
“Pick Dennison”
Papel de impresión o escritura
Papel liner
# 6–11
# 18
Encolado
Es evidente que la absorción de agua puesta en contacto con el papel no puede
ser evitada, pero al menos puede ser retardada. Con esto se logra reducir la interacción del papel con la humedad y con el agua. Se mejora por ejemplo la estabilidad
dimensional del papel.
Los mecanismos de absorción de agua en el papel son dos:
• Ocupación de huecos.
• Absorción de agua por parte de la pared de la fibra.
El encolado (en Inglés “Sizing”), reduce la afinidad superficial de las fibras
hacia el agua. Los agentes de encolado presentes en la superficie de las fibras en
la formación del papel se extienden y fijan en la superficie de las fibras durante el
proceso de secado en caliente.
El encolado puede ser de distinto nivel (débilmente, medianamente o fuertemente encolado).
Ensayos:
a) Ángulo de contacto de una gota de agua sobre el papel (TAPPI T458; SCAN
P18) (Figura 5).
Propiedades del papel
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Mayor nivel de encolado significa mayor ángulo de contacto.
El ángulo se calcula según:
siendo: a: base de la gota; h: altura de la gota.
Se necesita un sistema óptico específico (goniómetro) para la determinación
pero existen equipos específicos.
El ángulo debe ser mayor de 90o para que la gota sea estable.
Es particularmente adecuado para papeles medianamente o fuertemente encolados ya que de otro modo la gota es absorbida rápidamente.
b) Hércules size test (TAPPI T 530)
Se lee la reflectancia del papel desde abajo después de un determinado tiempo
en el que la otra cara ha estado en contacto con una tinta. Es un equipo específico (HST). Esta reflectancia es reducida gradualmente por la entrada de
líquido al papel. Este ensayo es sensible a bajo nivel de encolado y es ampliamente usado para todo tipo de papeles pero sus resultados son afectados por el
gramaje, blancura del papel, color y opacidad.
c) Ensayo Cobb. (TAPPI T441, ISO 535): se colocan sobre el papel, previamente
pesado, 100 mL de agua destilada que queda contenida por un anillo de 100
cm2 de superficie interior colocado sobre el papel. Luego de 2 o de 5 minutos,
se vuelca el agua, se saca el exceso de agua con un secante ejerciendo presión
con un rodillo metálico y se pesa el papel húmedo. Presenta cierta dispersión
para niveles bajos de encolado.
Si el papel no está encolado el agua atraviesa el papel.
Puede hacerse sobre el cartón corrugado.
FIGURA 5.
Gota sobre la superficie
del papel.
Ángulo
gota
Papel
α
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Panorama de la industria de celulosa y papel en Iberoamérica 2008
Tabla 10: Valores típicos de Cobb 2 minutos (g/m2)
Papel de oficina
20 – 40
Papel Bolsero
30 - 40
Papel Liner
30 – 80
Papel Onda
180
Energía superficial:
El conocimiento de la energía superficial del papel y de sus componentes polar
y dispersiva es muy importante para determinar el carácter más o menos hidrofílico
de la superficie y consecuentemente la mayor o menor adhesión de los compuestos
que sobre ella son aplicados, como agentes de encolado superficial y/o de revestimiento y tintas. Una de las formas más convenientes de determinar la energía de superficie de un papel es la medición del ángulo de contacto con diferentes líquidos,
siendo uno de los métodos más utilizados para esa medición el método de la gota
sessil [2]. Este método es el mismo que el utilizado para la determinación del nivel
de encolado en el cual el líquido usado es agua.
El ángulo de contacto entre un líquido y una superficie sólida, en equilibrio,
está dado por:
σ = σ + σ ⋅ cos θ
s
sl
l
donde σs es la energía libre de la superficie del sólido, σsl la energía libre de la interfase sólido/líquido, σl la tensión superficial del líquido y θ el ángulo de contacto
formado. Con alguna manipulación matemática, y aplicando el método OWRK,
esta ecuación conduce a la siguiente relación:
1 + cos ș ı l
ıp
⋅
= ı sp ⋅ dl + ı ds
2
ıl
ı dl
donde
y
son las componentes dispersivas;
y
las componentes polares
de la energía de superficie del líquido y del sólido respectivamente (σl= + , σs=
+ ).
Así, midiendo el ángulo de contacto con diferentes líquidos para los cuales
se conocen las componentes dispersiva y polar de tensión superficial ( y ) y
ajustando la representación de (1+ cos σ)/2.(σl/( )1/2) en función de ( / )1/2
a una recta puede calcularse
y
a partir de la pendiente y ordenada, respectivamente. Deben ser usados líquidos con diferente carácter polar, tales como, agua,
etilenglicol, propilenglicol, diodometano y formamida.
Al medir el ángulo de contacto debe tenerse en cuenta que éste es también
afectado por la topografia de la superficie. Existen formas de descontar este efecto
de manera que el resultado final sea solo el reflejo de las características químicas de
esa superficie (por ejemplo, la corrección de Wenzel, [3]).
Propiedades del papel
|
Otra técnica que permite determinar la componente dispersiva de la energía
superficial del papel (y de otros materiales) es la cromatografía gaseosa de fase inversa (IGC) [4]. Esta técnica difiere de la cromatografía convencional por el hecho
de que el material que se pretende estudiar (el papel) es la fase estacionaria que es
colocada dentro de la columna de cromatografía, siendo los materiales inyectados
aquellas cuyas propiedades son conocidas. Tiene la ventaja, en relación a la técnica
de medición de ángulo de contacto, de que los resultados no son afectados por la
topografia de la superficie.
Para calcular la componente dispersiva de la energía superficial, se utilizan
compuestos de una serie de n-alcanos (compuestos apolares) y para cada uno se
calcula el volumen de retención (Vn), a partir del tiempo de interacción de las
moléculas del gas con la superficie del material. Luego de algún tratamiento matemático, y teniendo en cuenta las aproximaciones propuestas por Fowkes, es posible
calcular la componente dispersiva de la energía superficial del papel ( ) aplicando
la ecuación siguiente:
( ) (σ )
2 ⋅ N ⋅ a ⋅ σdS
1/ 2
d 1/ 2
L
+ C = R ⋅ T ⋅ ln(Vn )
Siendo: N, número de Avogadro, a el área de sección,
el componente dispersivo de tensión superficial en estado líquido, C una constante, R la constante de
los gases y T la temperatura absoluta. A través del gráfico que relaciona R.T.ln(Vn)
con 2.N.a.( )1/2, se determina el valor de
para la temperatura de operación a
partir de la pendiente de la recta obtenida. Efectuando el mismo tratamiento para
diferentes temperaturas puede obtenerse el efecto de esta.
La técnica de IGC permite también determinar, a través de las interacciones de
la superficie con los líquidos polares, las características ácido-base de la superficie.
Porosidad en los papeles de impresión
La porosidad es necesaria para permitir la entrada de las tintas de impresión.
Los ensayos técnicos usuales se basan en la determinación de la resistencia al paso
de aire bajo una cierta presión. Se usan para esto los equipos como el Gurley (TAPPI T 460. ISO 5636-5) y/o el Bendtsen (ISO 5636-3). Más detalles se mencionan
más adelante en la descripción del ensayo de Papel Bolsero.
Además de los ensayos de permeabilidad como Gurley e Bendtsen, puede ser
muy útil cuantificar la porosidad del papel por porosimetría de intrusión de mercurio. Esta es una técnica muy poderosa para medir la porosidad total de la hoja, la
distribución de tamaño de poro y tamaño medio de poro. En algunos casos, permite distinguir los poros de la superficie de los poros del interior de la hoja [5].
La porosimetría de mercurio consiste básicamente en forzar al mercurio a penetrar en los espacios vacíos de la muestra por aplicación de presiones crecientes,
hasta un valor máximo de presión (dependiendo del equipamiento puede alcanzar
2000 a 4000 bar), obteniéndose lo que se denomina “curva de intrusión”. Segui-
249
250
|
Panorama de la industria de celulosa y papel en Iberoamérica 2008
damente, la muestra es sometida a una descompresión, también gradual, hasta la
presión atmosférica (curva de extrusión).
La relación entre la presión aplicada y el radio de poro, conocida por ecuación
de Washburn está dada por:
rp =
2λ cos θ
Δp
donde rp es el radio de poro (supuestamente cilíndrico), Δp el exceso de presión
para forzar al mercurio a entrar en un poro de radio rp, γ la tensión superficial de
mercurio y θ el ángulo de contacto entre el mercurio y el sólido. Esta expresión
muestra que el tamaño del poro es inversamente proporcional a la presión necesaria para forzar al mercurio a penetrar.
La Figura 6 muestra dos porogramas de papel de eucalipto.
Tabla 11: Valores de porosidad determinada por intrusión de mercurio para
los papeles indicados en la Figura 6
Hoja de Laboratorio
Papel comercial encolado
Porosidad total
41.6
37.2
Porosidad superfícial(a)
13.5
10.5
Porosidad interna(b)
28.1
26.7
(a) poros mayores a 10 μm; (b) poros menores a 10 μm.
Rugosidad de los papeles de impresión
Un nivel bajo de rugosidad es necesario para lograr buenas propiedades de
impresión. Las técnicas de ensayo de rugosidad se detallan entre las técnicas para
papeles recubiertos.
Laboratorial
handsheet
Commercial paper
sheet.
0.8
Differential Intrusion, mL/g
FIGURA 6.
Curvas diferenciales
de distribuición de
tamaño de poros
(porogramas) para una
hoja de laboratorio y
un papel comercial
con “encolado” en
ambas caras (pasta
kraft branqueada de E.
globulus) [5].
0.6
0.4
0.2
0.0
1000
100
10
1
Pore diameter, μm
0.1
0.01
Propiedades del papel
|
PAPELES RECUBIERTOS
Son críticas en este caso las propiedades superficiales de baja rugosidad, brillo
y resistencia superficial.
Rugosidad del papel
Esta propiedad afecta directamente a la calidad de impresión. Interesa en este
caso la rugosidad bajo cierta presión mecánica.
Podemos clasificarla en dos tipos:
a) Micro porosidad (hasta 0,1 mm)
b) Macro porosidad (0,1 a 1 mm)
Los métodos usuales de ensayo se basan en la medición del volumen de aire
que escapa entre un borde rígido y la superficie de papel. Al cabezal de lectura se le
aplica una determinada carga.
Los ensayos usuales se basan en los siguiente equipos:
• Bendtsen (ISO 8791-2, SCAN P21, BS4420, DIN 53108);
• Gurley (TAPPI T 460).
• Sheffield (ISO 8791-3:2005 ISO 2494, TAPPI T538, CPPA D.29).
• Bekk (ISO 5627, Tappi T 479).
• Parker Print Surf (PPS, ISO 8791-4, TAPPI T 555).
Este último caso (PPS), es el adecuado para los bajos niveles de rugosidad requeridos para una buena impresión. En este equipo, un espesor de anillo reducido
(51 μm) y la mayor calidad constructiva permiten estimar la separación media entre el anillo y el papel debida a la rugosidad según la ecuación de Parker:
G=k.Q1/3
Carga sobre el anillo
Diámetro interior
del anillo
Aire bajo presión
Papel
Placa plana rígida
Superficie
plana del
anillo
FIGURA 7.
Esquema básico
general de los
dispositivos de
determinación de
rugosidad por escape
de aire.
251
252
|
Panorama de la industria de celulosa y papel en Iberoamérica 2008
El resultado (G) se expresa así en micrones. Puede usarse en este equipo, una
base Dura o Blanda y tres presiones de mordaza.
Tabla 12: Valores típicos de rugosidad de papeles de oficina (especificaciones
de Hewelt Pacard para los papeles de impresión laser (2002)
Sheffield
cm3 /10-2 min
Gurley SPS (3 psi)
Bekk
Bendtsen
s/100 cm3
s/100 cm3 (1 kg/cm2) cm3/min
Máximo
100
140
48
140
Mínimo
250
33
10
480
Tabla 13: Valores típicos de rugosidad de papel de diario y liner
Parker Print Surf
Diario
2,6–4,5 μm
Bendtsen (mL/min)
80–140
Liner
700–1700
Bolsero
1300–1900
Además de los métodos rápidos usuales de fuga de aire citados, también se
comienza a utilizar con frecuencia la perfilometría óptica para cuantificar la rugosidad del papel con mayor precisión. Esta técnica permite obtener varios parámetros
3D de la superficie de una hoja a partir de la función Z(x,y), que representa, en cada
punto, la altura de la interfase en relación al plano que mejor se ajusta a esa superficie [6]. De entre estos parámetros se destacan:
Sa (μm) - Media Aritmética de la Rugosidad
Además pueden determinarse los siguientes parámetros:
Sp (μm): Diferencia de cota entre el pico más alto y el plano medio
Sv (μm): Diferencia de cota entre el plano medio y el valor más profundo.
Ssk: Skewness (el 2º momento de la distribución de alturas): medida de la simetría de superficie. Suministra una indicación de la superficie constituida por un
plano con valores profundos (<0) o de un plano con picos altos (>0).
Str: Texture Aspect Ratio. Representa una medida de la isotropía de la superficie. Si este valor es 1 se puede decir que la superficie es isotrópica. Si resulta
cerca de 0, indica que la superficie es anisotrópica.
Sdr: Developed Interfacial Area Ratio (área interfacial desarrollada). Indica la
complejidad de la superficie gracias a la comparación de ésta con una superficie de referencia (plano). Así una superficie de Sdr = 0% es plana. Cuanto más
esta se aleja de características de plana, mayor será el Sdr.
Propiedades del papel
|
Una técnica emergente es la reflectometría de luz polarizada, que se basa en los
reflectogramas resultantes de la interacción de la luz con la superficie del papel [7].
En esta técnica se calculan-2 parámetros: a) La macrorugosidad, que se expresa en
grado y corresponde a una escala de rugosidad muy superior a la longitud de onda
de la luz utilizada y b) La microrugosidad (o rugosidad óptica), expresada en nm
y corresponde a una escala de rugosidad de una magnitud similar a la longitud de
onda de la luz.
Brillo
Es la capacidad del papel de reflejar la luz en forma especular. Puede medirse
como la relación de luz incidente que es reflejada en esta forma.
No es suficiente obtener un papel de baja rugosidad para lograr un alto brillo.
Este puede lograrse solo con un recubrimiento. De cualquier manera el brillo tiene
un límite porque parte de la luz se refracta hacia el interior del papel.
El brillo se mide según su reflexión a un ángulo fijo. Normalmente el ángulo
es 75º (Tappi 480).
Tabla 14: Valores típicos de brillo
Papel de impresión (no recubierto)
4–6%
Papel ilustración (recubierto)
65–86%
PAPEL BOLSERO
Sus requerimientos críticos son resistencia y elongación a la tracción y su resistencia al reventamiento y resistencia al desgarro. Para el logro de mayor elongación
y consecuentemente TEA, el papel bolsero suele ser tratado en máquina por el mecanismo Clupack®. Otros requerimiento del papel bolsero son porosidad, y si debe
ser impreso, rugosidad.
Resistencia a la tracción
Es la fuerza a la tracción requerida para producir una rotura en una tira de
papel o cartulina medida en las direcciones MD y el CD. Se expresa en fuerza por
unidad de ancho (kN/m). Resulta un indicador de la resistencia necesaria en las
operaciones de conversión o impresión. Los detalles experimentales se explican en
las normas TAPPI T 494 e ISO 1924-2.
En un ensayo de tracción, el papel presenta el comportamiento indicado en
la gráfica: Una zona elástica y una zona no elástica. La resistencia a la tracción y la
elongación son los valores máximos alcanzados en el ensayo.
La absorción de energía en rotura por tracción (Área bajo la curva tracciónelongación) se denomina TEA. Depende de la capacidad de soportar la tensión y de
la capacidad de deformación del papel. Ambas pueden ser necesarias en la fabricación del papel o en su posterior uso.
253
|
Panorama de la industria de celulosa y papel en Iberoamérica 2008
Puede determinarse además la rigidez a la tracción como el cociente entre dos
niveles de carga y dos niveles de elongación en la zona elástica (a/b en la Figura 8).
Tabla 15: Valores típicos de resistencia a tracción, elongación y TEA de papel bolsero “clupado”.
Papel Bolsero
Tracción
(kN/m)
Índice
(N.m/g)
Elongación
(%)
Papel (80 g/m2) MD/CD
4,3 / 3,1
53 / 39
8,0 / 8,9
210 /195
Papel (100 g/m2) MD/CD
5,5 /4,4
55 / 44
8,0 / 8,9
270 / 240
TEA
(J/m2)
Resistencia al Estallido (Reventamiento o Explosión)
Se mide la presión hidrostática que, aplicada en forma creciente, rompe una
probeta de papel o cartón corrugado. La presión se ejerce en una superficie circular
de 30,5 mm de diámetro a través de un diafragma elástico que se expande por el
bombeo constante de un líquido. Se aplica sobre papeles livianos (TAPPI T403,
ISO 2758) y, en un equipo más robusto, para papeles pesados (T807) y sobre cartón
corrugado (TAPPI T810).
La resistencia al estallido puede asociarse a la resistencia a la tracción. Es un
ensayo menos preciso que la resistencia a la tracción pero por su practicidad, es
muy usado. No diferencia la dirección de máquina del papel.
Tabla 16: Valores típicos de resistencia al estallido e índice de un papel bolsero “clupado”
Papel bolsero (80 g/m2)
390 (kPa)
4,9 (kPa.m2/g)
Papel bolsero (100 g/m2)
515 (kPa)
5,2 (kPa.m2/g)
Resistencia al Desgarro
Se determina el trabajo requerido para continuar el desgarro de un papel a
partir de un corte inicial ejecutado en el mismo equipo (TAPPI T 414, ISO 1974 &
Fuerza (N/m)
254
FIGURA 8.
Gráfica tensión–
estiramiento en el
ensayo a la tracción.
Carga de rotura
Energía de rotura
Elongación
máxima
a
Zona
elástica
b
Elongación (%)
Propiedades del papel
|
255
Carga de
mordaza
Diafragma
elástico
Papel
FIGURA 9.
Esquema del ensayo de
estallido.
Presión hidráulica
creciente
SCAN P11). Se usa el péndulo Elmendorf. Como la longitud de probeta a desgarrar
es conocida, el valor determinado puede tomarse como fuerza media de desgarro.
El instrumento mide un trabajo que es expresado en la lectura como fuerza
media en una escala de 0 a 100 en gramos fuerza (gf) considerando 16 hojas simultáneamente.
Si la capacidad del péndulo es la estándar (1600 gf) se calcula:
Resistencia por cada hoja en gf :
1600.(valor medido)
100.(número de hojas usadas en el ensayo)
El resultado, se expresa como la fuerza media en gramos fuerza (gf) o en mN
(Milinewton).
Generalmente existe una notoria diferencia según la dirección (MD y CD). La
cara del papel afecta a la resistencia y por lo tanto las normas establecen la medición
de un número de veces igual hacia ambos lados. La resistencia se expresa en mN
(mili Newton) y su índice en mN.m2/g.
Tabla 17. Valores típicos de resistencia al desgarro Elmendorf
2
Resistencia (mN)
Índice de desgarro (mN.m2/g)
6,25–8,75
Coating Base (80g/m )–CD
500–700
Papel Bond (100 g/m2)–CD
700
7,0
Papel de oficina (80 g/m2)–CD
500–600
6,25–7,5
Test Liner (186 g/m2) –CD
1800
9,7
Papel Bolsero “Clupado”(100 g/m2) MD/CD
1310/1600
13,1/16,0
Porosidad
La porosidad se evalúa midiendo la permeabilidad al aire. Es necesaria para
permitir el flujo de aire y para permitir la entrada de adhesivos y tintas de impresión. Los ensayos usuales se basan en la determinación de la resistencia al paso de
256
|
Panorama de la industria de celulosa y papel en Iberoamérica 2008
aire bajo una cierta presión. Se usan para esto los equipos como el Gurley (TAPPI
T 460. ISO 5636-5) y/o el Bendtsen (ISO 5636-3) mencionado en el ítem rugosidad
pero, en este caso, se deja libre la superficie inferior para permitir el flujo de aire a
través del papel.
De acuerdo con ISO 5636-1, los resultados se expresan como permeabilidad
(μm /Pa.s) y se calcula según:
Para Bendtsen: P = 0,0113.x q (ml/min).
Para Gurley: P = 135,5 / t(s)Tabla 18. Valores típicos de porosidad
Grado
Bendtsen
(ml/min)
Permeabilidad
(μm/Pa.s)
Papel no recubierto
500–1500
5,65–17
Papel recubierto
0–10
0-0,11
Test Liner (186 g/m2)
25
Test Liner (120/200 g/m2)
Gurley (s)
0,28
50/60
2,7–2,26
Papel secante
1–2
135,5–67,8
Papel Bolsero (80–100 g/m2)
10–22
13,6–6,2
PAPEL LINER Y PAPELES ONDA
Para la conversión de estos papeles en cartón corrugado se requieren propiedades mecánicas como su resistencia a la tracción y resistencia a la delaminación. Los
papeles liner pueden tener otros requerimientos como límite de porosidad debido
a que deben responder adecuadamente en las operaciones neumáticas de uso de las
cajas de cartón corrugado y requerimiento de baja rugosidad ya que, tanto el blanco
como el liner marrón, son muchas veces impresos.
Estos papeles son formados normalmente en capas y su gramaje está entre 105
a 230 g/m2. Entre los papeles liner se distingue entre Kraft liner con alto porcentaje
de pulpa virgen (más de 80%) y test liner fabricado por reciclo.
Para la performance de la caja de cartón corrugado se requiere en el papel
principalmente resistencia a la compresión en su plano. Se requiere frecuentemente
una reducida velocidad de absorción de agua, no obstante un excesivo encolado
FIGURA 10.
Microscopía electrónica
un cartón corrugado.
Williams G. J. y
Drumond J. G. JPPS
26(5)2000; publicación
autorizada por PAPTAC.
El guión indica 100 μm.
Propiedades del papel
|
dificultará la adhesión en la fabricación del corrugado. El nivel de encolado se mide
para estos papeles normalmente con el ensayo Cobb.
Resistencias a la compresión
Las propiedades correspondientes a la resistencia a la compresión son: RCT y
SCT para papel liner y por su parte CMT y CCT para el papel onda: todas las determinaciones experimentales se realizan a una misma velocidad de aplastamiento
(12,5 mm/min).
RCT (Ring Crush Test)
Se determina la resistencia a la compresión (aplastamiento) de un anillo en un
soporte estándar (ISO 12192). El anillo se forma con una probeta de 152 mm de
largo. Al colocar esta probeta en el soporte de ensayo, la mitad del ancho (6,35 mm
del total de 12,7 mm) queda libre y la mitad de la misma queda dentro de la ranura.
El ancho de la ranura está definido por el diámetro del disco metálico interior del
soporte que se elige según el espesor del papel.
La carga se aplica con una placa plana sobre el borde del anillo. La resistencia
depende de la resistencia a la compresión pura del papel y a la resistencia estructural de la porción libre del anillo. La falla de la estructura del anillo, hace que la
resistencia RCT sea menor a la correspondiente a la resistencia a la compresión
pura del papel.
La dirección del ensayo de interés es el CD, es decir que la probeta se corta en
dirección máquina.
SCT (Short Span Compression Test)
Compresión del papel sujeto entre mordazas separadas inicialmente 0,7 mm.
La baja relación de “alto de columna de compresión” (0,7 mm) a “espesor del papel” (0,15 a 0,30 mm) implica una baja relación de esbeltez. Esto hace que el papel
falle únicamente por compresión pura. Numéricamente, el valor (calculado como
resistencia por unidad de longitud transversal) resulta siempre superior al valor de
RCT.
La dirección de interés es CD y por lo tanto la probeta se corta en dirección
CD.
CMT (Concora Crush Test).
Se determina la carga máxima de compresión (aplastamiento) de 10 ondas
formada en el laboratorio sobre una probeta de 12,7 mm de ancho (ISO 7263).
La dirección de interés es MD y por lo tanto la probeta se corta en esa dirección. Inmediatamente después del corrugado de la probeta, ésta se coloca sobre una
soporte y se pega a una cinta engomada. La compresión puede hacerse en forma
inmediata o puede dejarse 30 minutos para acondicionamiento. En el primer caso
la resistencia resulta mayor.
257
258
|
Panorama de la industria de celulosa y papel en Iberoamérica 2008
CCT (corrugated Crush Test)
Se determina la carga máxima de compresión (aplastamiento) de borde de 10
ondas formadas en el laboratorio sobre una probeta de 12,7 mm de ancho. La probeta corrugada es colocada en un soporte (ver Figura 14) que la sujeta lateralmente.
Igualmente al ensayo RCT, la mitad de la altura de la probeta es sujetada por el
soporte en el ensayo. El resultado se expresa como la carga soportada por unidad
de longitud del papel no corrugado (kN/m). La dirección de interés es CD y por lo
tanto la probeta se corta en dirección MD.
ASPECTO EN COMÚN DE LAS PROPIEDADES DE COMPRESIÓN
Estas propiedades de compresión son fuertemente dependientes del nivel de
enlace interfibrilar y por lo tanto son favorecidas por una mejor consolidación
de hoja. El nivel de enlace interfibrilar o nivel de contacto entre fibras reduce las
longitudes libres de fibra reduciendo así las posibilidades de falla de las fibras a la
compresión por inestabilidad longitudinal de las mismas.
La Figura 15 muestra el efecto sobre las resistencias RCT y CMT cuando se
varía la presión de prensado sobre una hoja de laboratorio formada por fibras (fracción R30 de la clasificación Bauer McNett) de una pulpa kraft reciclada de pino.
FIGURA 11.
Esquema del ensayo
RCT.
Porción libre de la
probeta (6,35 mm)
Soporte
FIGURA 12.
Esquema del dispositivo
de compresión SCT.
0,7 mm
Porción de la
probeta sujeta en
la ranura (6,35 mm)
15
mm
Propiedades del papel
Cinta engomada
Muestra corrugada
|
259
FIGURA 13.
Ensayo CMT.
FIGURA14.
Dispositivo CCT.
Zona libre
Zona soportada
Puede observarse que el crecimiento de la consolidación de la hoja aumenta
claramente estas propiedades.
Valores típicos de un papel liner y onda de calidad media, obtenidos a partir de
fibras recicladas son los indicados en las Tablas siguientes. Papeles obtenidos con
pulpas vírgenes pueden tener resistencia notoriamente mayores.
|
260
Panorama de la industria de celulosa y papel en Iberoamérica 2008
Tabla 19: Características típicas de un papel liner de gramajesr
Gramaje (g/m2)
125
Espesor (μm)
165
240
Reventamiento (kPa)
550
820
RCT–CD (N)
170
310
SCT–CD (kN/m)
2,5
3,7
200
Tabla 20: Características típicas de un papel onda.
Gramaje (g/m2)
105
CMT0 - MD (N)
160
250
CCT–CD (N)
200
300
150
CARTULINAS Y CARTONES
Existen diversos tipos de cartulinas, todas ellas fabricadas en capas. Estas pueden ser recubiertas en una o ambas caras.
Además de una cartulina de alta calidad de impresión e higiénica denominada
SBB (Solid Bleached Board) existen, para su uso en el empaque y transporte de botellas múltiples o latas de bebidas, el denominado SUB (Solid Unbleached Board) y
para la fabricación de estuches el FBB (Folding Box Board) y el WLC (White Lined
Chipboard).
Resultan críticas para las cartulinas y cartones: su rigidez y su resistencia a la
delaminación. Para cartulinas resulta crítica la rugosidad del lado de impresión.
Rigidez
Esta propiedad es la resistencia del papel a la flexión en el rango elástico (sin
deformaciones permanentes).
•
CMT pulpa original
○ CMT 0.8% ozone
■ RCT original pulp
□ RCT 0.8% ozone.
175
150
125
CMT, RCT (N)
FIGURA 15.
Resistencia al
aplastamiento de
onda y resistencia al
aplastamiento de borde
(RCT) en función de
el área unida relativa
(RBA) de una papel de
fibras de pulpa Kraft. Se
presentan resultados
fibras no tratadas o
tratados con ozono [8] .
100
75
50
25
0
0,3
0,4
0,5
0,6
Densidad (g/cm3)
0,7
0,8
Propiedades del papel
|
La Rigidez a la Flexión (Sb) de un cuerpo sometido a la flexión se define como:
Sb=M.R=(F.L).R
M: Momento aplicado (F. L).
R: Radio de la curvatura producido en el cuerpo.
Mayor resistencia a la flexión, implica mayor radio de curvatura producida.
El momento resistente de una sección rectangular como el papel es:
Donde: Sb: momento resistente; E: módulo de elasticidad del papel; h: espesor
del papel o cartón.
Resulta claro que la rigidez es fuertemente dependiente del espesor.
Por otro lado, conocido el valor del espesor y del módulo E, determinado este
último por ejemplo en un ensayo a la tracción, podemos predecir la rigidez de una
cartulina o cartón. En la práctica el cálculo se dificulta por el hecho de que la cartulina o cartón está formado en capas donde en general las capas externas son de
material de mayor calidad que presentan un mayor módulo en relación al material
de las capas interiores.
Para papeles y cartones, los equipos de determinación más comunes son el Taber
(Tappi T489 ISO 2493) y el equipo estándar de la norma SCAN P29 (estándar TAPPI
T556). Ambos miden el momento que surge a una distancia de 50 mm, al flexionar en
un ángulo 15º una tira rectangular de papel de ancho 38 mm (Figura 17).
La rigidez, medida sobre ambas caras del papel, debe resultar igual. Aunque
existen estas similitudes, los valores determinados por el equipo Taber resultan
menores que con el uso del equipo SCAN.
FIGURA 16.
Esquema de flexión de
un cuerpo.
R
F
L
261
262
|
Panorama de la industria de celulosa y papel en Iberoamérica 2008
Tabla 21: Valores típicos de rigidez Taber para distintos papeles
MD
CD
(g.cm) (g.cm)
Gramaje
Papel de oficina
70 g/m2
1,6
0,6
Papel Liner
120 g/m2
14
10
Cartulina recubierta–SBS
163 ((24x36/500)
265 g/m2
120
65
Cartulina recubierta–SBS
265 (24x36/500)
434g/m2
560
280
800 (lb/3000 pie2) 1302 g/m2 5600
2500
Cartón
RESISTENCIA DE ENLACE INTERNO DE CARTULINAS Y CARTONES (TRACCIÓN Z).
Esta propiedad indica la resistencia a la separación de las capas de un cartón o
cartulina. También ha mostrado ser útil para determinar la resistencia de enlace del
recubrimiento en todo tipo de papeles. Para papeles monocapa, esta determinación
de resistencia interna de enlace no siempre es sencilla, especialmente cuando no se
define en el ensayo, un plano preferente de falla.
Existen dos principios, ambos requieren el uso de una cinta específica de doble
engomado para la adherencia de ambas caras del papel. La adhesión debe ser suficiente como para evitar la falla en el plano de adhesión pero el adhesivo no debe
afectar la estructura interior del papel.
a) Método de péndulo (método Scott Bond, TAPPI T569). En este, un péndulo
golpea una escuadra adherida al papel. La resistencia se mide como energía en
J/m2.
Tabla 22: Valores típicos de resistencia Scott Bond
Papel Offset (J/m2)
240–290
Paper para fotocopia (J/m2)
220–400
Papel recubierto (J/m2)
200–315
Cartulina (J/m2)
200–400
Fuerza
FIGURA 17.
Esquema de la
determinación de
rigidez de un papel.
15°
50 mm
Propiedades del papel
|
263
Adhesivo
Cinta doble
engomado
Papel
FIGURA 18.
Preparación de la
muestra para ensayo.
b) Método de resistencia a la tracción en dirección Z (TAPPI T 541, SCAN-P 80).
En este caso se produce una separación de las caras del papel a una velocidad
determinada. En la norma Tappi T 541 se establece la adhesión en el mismo
equipo aplicando una presión y tiempos de adhesión y un tiempo de espera
corto (6 s) antes de la carrera de ensayo. Los resultados se expresan aquí en
unidades de fuerza por unidad de área.
Tabla 23: Valores típicos de resistencia a la tracción Z
Papel Kraft Liner (MPa)
0,3 a 0,4
Cartulina (MPa)
0,25 a 0,35
Diferencia de propiedades
DIRECCIÓN MÁQUINA – DIRECCIÓN TRANSVERSAL Y EN EL ESPESOR DEL PAPEL.
El papel industrial presenta diferencia en sus propiedades en el plano, es decir,
diferentes propiedades entre la dirección de máquina y la dirección transversal.
En la formación industrial del papel, la diferencia entre la velocidad del chorro
de suspensión que sale de la caja de formación y la velocidad de la tela en la máquina hace que las fibras se orienten parcialmente dando lugar a una diferencia de
propiedades según dirección máquina DM (MD, del inglés Machine Direction) y
dirección transversal del papel DT (CD, del inglés Cross Direction).
Normalmente se usa una mayor velocidad de tela para orientar las fibras en el
sentido de máquina. Las razones de este direccionamiento en máquina son:
- En el sentido de orientación se mejoran algunas propiedades.
- Las diferencias de velocidad entre chorro y tela mejora la formación.
264
|
Panorama de la industria de celulosa y papel en Iberoamérica 2008
Una orientación de las fibras en la dirección de máquina mejora propiedades
en esa dirección como la resistencia a la tracción, la rigidez y perjudica otras como
el desgarro. La elongación se reduce.
La diferencia en rigidez permite en general determinar rápidamente la dirección del papel (ver Figura 19).
La resistencia al aplastamiento de onda (CMT) que interesa en dirección de
máquina también es mejorada por la orientación de las fibras, mientras que la resistencia al aplastamiento de canto de la onda (CCT) y la resistencia a la compresión
en anillo (RCT) y la resistencia a la compresión SCT que interesan en dirección
transversal, son perjudicadas.
Las tensiones de secado también producen diferencias en propiedades según
dirección MD y CD. La hoja tiende a contraerse durante el secado pero la contracción en la dirección de máquina se controla con las velocidades relativas entre los
grupos de cilindros secadores (el tiro de la máquina). Por su parte, la contracción
en el sentido transversal siempre existe porque no se puede controlar fácilmente en
especial en los bordes del papel.
Tabla 24. Efecto de la orientación de fibra y del secado sobre las
propiedades del papel industrial
Resistencia
MD
Tracción
↑
↓
Elongación
Rigidez
Desgarro
↑
↓
CMT (papel onda)
↑
CD
↓
↑
↓
↑
CCT (papel onda)
↓
SCT (papel liner)
↓
RCT (papel liner)
↓
Las resistencias a la tracción y contracción del papel aumentan con el tiro y se
reducen con la contracción. El secado en máquina acentúa entonces el efecto de la
orientación de fibra en la formación.
La comparación de las resistencias nos permite determinar la dirección en una
pieza de papel.
El efecto aditivo de la orientación preferencial de las fibras en el sentido MD y
la contracción del papel en el sentido CD en el secado sumado a una mayor expansión de las fibras en su sección hacen que las variaciones dimensionales del papel
FIGURA 19.
La tira de papel de
dirección máquina
(MD) presenta mayor
rigidez en relación a la
dirección transversal
(CD).
DM
CD
CD
MD
Propiedades del papel
|
sean mucho mayores en el sentido CD. El eje del curvado de una pieza de papel producida por una alta o baja humedad ambiente, es normalmente en el sentido MD.
El papel presenta además diferencia de propiedades entre sus caras. Estas diferencias están dadas por una mayor proporción de fibras en relación a finos y cargas,
y una mayor orientación de fibras en el lado tela en relación al lado superior para
un papel formado en mesa plana.
El efecto de la cara de un papel industrial es notorio en la resistencia al desgarro. El aspecto visual de la línea de falla de un desgarro manual es una forma de
identificar las caras según lo establece norma TAPPI T 455. El diferente patrón de
falla según la dirección del desgarro obliga, según establecen las normas, a realizar
un igual número de determinaciones hacia cada lado en la evaluación de esta resistencia para un dado papel.
Capacidades de ensayo en iberoamérica
Gracias al esfuerzo de los estados, instituciones, e integrantes y el apoyo de
las industrias, diferentes centros han alcanzado, en los diferentes países, un grado
avanzado de capacidad de análisis de propiedades.
Varios centros cuentan con equipamiento en adecuada condición de uso y
técnicas ajustadas y se trabaja activamente en la respuesta a las necesidades de las
industrias o usuarios de los productos.
No hay uniformidad de normas pero resulta clara la creciente aplicación de las
normas ISO.
En muchos casos se aplican los sistemas de control interlaboratorio, los cuales
son imprescindibles para asegurar la exactitud de las mediciones y ofrecer a las industrias un adecuado control de especificaciones de producto.
Es claro que además de prestar un servicio imprescindible a las industrias de
sus respectivos países, estos centros trabajan en muchos casos integradas a las actividades de investigación y formación en niveles de operadores y niveles superiores
de estudios de postgrados.
Dado el avance permanente en la ciencia y tecnología de la caracterización
de estos materiales y al propio desarrollo de nuevos productos o necesidades de
control, el ofrecimiento de ensayos físicos al medio implica una tarea y un esfuerzo
continuo que necesita el continuo apoyo de los estados y las industrias.
Se listan en el siguiente anexo, resumidas, las capacidades de ensayo de algunos centros de investigación en Ibero América ordenadas según los distintos países
con referencias a controles Inter-laboratorio. Se incluyen en algunos casos ensayos
químicos.
265
266
|
Panorama de la industria de celulosa y papel en Iberoamérica 2008
Anexo. Capacidades de ensayo en Iberoamérica
Cuba 9
Cuba
Univ
Santander
X
Colombia
CENPAPEL
X
LPF
UFP
Chile
ESALQUI
SENAI
T 203
UV
T 203
IPT
ITC
Brasil
PROCYP
Ensayo
Argentina
INTI
Paises
Ensayos Quimicos
α β ϒ celulosa
X
Acidez o alcalinidad del
papel
Ácidos hexenurónicos
X
Almidón en papel
X
T 203
T 428
T 428
Chai (3)
Chai et
al.(3)
X
X
X
X
X
X
X
T 419
Carbohidratos estructurales
en madera y pulpa
Celulosa en madera
Ceniza a 525°C
Ceniza a 900°C
Seifert (1)
Seifert (1)
X
T 211
T 211
X
T 413
ISO 2144
X
T 401
(*) ISO 2144
(*) ISO
2144
X
•
X
X
T 211
X
X
X
•
X
X
T 413
X
X
X
X
X
X
X
X
T 204
X
X
X
T 204
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Wise(8)
Cenizas
Composición fibrosa
X
Conductividad del extracto
acuoso
Contenido de cobre
X
Extractivos
X
T 204
Extractivos DCM
T 280
Extractivos en agua de
madera y pulpa
T 207
Grupos ácidos superficiales
X
T 207
Wagberg (6)
X
Grupos carboxílicos y
Sulfónicos en pulpa
Holocelulosa
X
ISO 624
Extractivos en acetona
madera y pulpa
Grupos carbonilos y
carboxilos en pasta
ISO 624
T 204
T 401
Katz (2)
X
Katz (2)
Wise (8)
Impurezas
Kappa number
X
T 236
ISO 302
(*) T 236
ISO 302
X
X
X
T 236
Lignina insoluble en ácido
X
T 222
T 222
X
X
X
T 222
T UM 250
X
X
X
X
X
X
X
X
X
T 223
X
X
X
T 252
Lignina soluble en ácido de
madera y pulpa
T UM 250
Migración total
(*) ISO 302
X
GMC 12/95
Monosacáridos neutro
Monosacáridos neutro
p/capa fina cualitativa
X
Morfología de las fibras
Na, Ca, Cu, Fe y Mn en
pulpas y papeles
T 266
Pentosanos en pasta
X
T 223
pH del extracto acuoso
X
(*) T 252
ISO 6588
Reserva alcalina
X
(*) ISO
6588
X
X
X
Chai (3)
X
X
T 419
X
X
X
X
ISO 1762
X
X
ISO 1762
NP 3192
ISO 1762
ISO 2144
X
X
ISO 2144
NP 36
ISO 2144
X
X
Uruguay
Venezuela
LNPF
X
Chai et al.(3)
Gellersted (9)
T 203
T 203
T 428
T 419
Cromatografía
iónica
T 211
ISO 1762
T 211
T 413
ISO 2144
NP 3192
ISO 9184
X
ISO 6587
X
X
ISO 778
UNE 5705
X
X
ISO 624
T 204
X
X
T 204
X
X
X
X
•
ISO 9184
NP 3190
ISO 6587
NP 3190
T 204
ISO 624
ISO 624
X
T280
ISO 14453
ISO 14453
X
T 207
T 207
T 207
ISO 6587
ISO 7888
T 204
T 207
X
X
T 237
X
SCAN CM65
X
X
Browning
(1967)
X
X
ISO 302
X
X
NP 3186
ISO 302
NP 3186
ISO 303
NP 3186/95
T 236
T 222
X
X
T 222
T 222
T 222
T 222
T UM 250
T UM 250
T UM 250
Browning
(1967)
X
NF-T-12-02
Met per-acético
X
Fengel 1980
X
X
MI
X
X
T 223
X
X
T 223
T 223
T 223
ISO 6588
X
X
ISO6588-1
ISO 6588-2
NP 3610
ISO 6588
NP 3610
ISO 10716
X
ISO 777
ISO 10716
267
LATU
T 203
T 428
Guadalajara
T 203.
INEA
X
X
T 203
LEPAMAT
X
X
UPC
Raiz
Portugal
Beira Interior
Mexico
AVEIRO
España
|
IPT TOMAR
Propiedades del papel
ISO 10716
268
|
Panorama de la industria de celulosa y papel en Iberoamérica 2008
Solubilidad en álcalis,
pulpa 25ºC
T 235
X
X
X
T 235
Solubilidad en NaOH al 1%
de madera y pulpa
T 212
X
X
X
T 212
Viscosidad intrínseca límite
de pulpa
Viscosidad de celulosa
X
Caracterización de fibras
por método óptico
X
Clasificación de fibras.
(Baüer-McNett)
X
ISO 5351-1
MI
(*) ISO
5351-1
ISO
T230
MI
(*) T 230
T 230
X
T 233
T 233
T 233
Consistencia de pulpa
Contenido de astillas
Somerville
T 275
T 275
Drenabilidad (CSF)
X
T 227
T 227
Drenabilidad (ºSR)
X
(*) ISO
5267/1
Drenaje-retención Jarra
de Britt
X
X
T 227
X
ISO 5267/1
X
T 205
X
X
EN 20535
Formación con
recirculación MK
Formación de hojas
(convencional)
X
T 205
Formación de hojas para
ensayos ópticos
X
T 218
T 272
(*) ISO
5269-1
T 218
Formación de hojas Rapid
Kothen
T 218
(*) ISO
5269-2
Formación dinámica
Máquina papel piloto
Material seco en pulpa
Potencial Z
X
X
T 200
ISO 5264/1
Refino en Valley
ISO 5264-1
T 200
X
X
Refino equipo piloto
Refino Lampen
X
Refino PFI
X
UNE 57024
T 248
ISO 5264/2
(*) EN ISO
5264-2
(*) EN ISO
5264-2
T 248
Retención de agua WRV
Tiempo de drenaje
T 221
X
Papeles y cartones
Absorción de agua
Absorción de agua (Cobb)
X
(*) T 441
ISO 535
Adhesión de corrugado PAT
X
T 821
(*) ISO 535
(*) T 441
ISO 535
T 459
T 459
X
T 441
X
X
X
X
X
X
Angulo de contacto
Arrancado con ceras
X
Ascensión capilar de agua
(Klemm)
X
T 459
T 441
Ascenso capilar. Método
Klem
Calandrado de papeles
Clasificación de reciclados
Coeficiente de fricción
dinámico
X
T 815
ISO 15539
Coeficiente de fricción
estático
X
X
Densidad Aparente
X
X
X
Propiedades del papel
ISO 692
X
X
ISO 692
T 235
T 235
X
X
T 212
T 212
T 212
ISO 5351-1
UNE 57039-1
ISO 5351
X
ISO 16065-1/2
T 271
X
T 233
UNE 57118 (♣)
X
ISO 4119
X
ISO 5267-2 (♣)
X
EN ISO 5267-1 (♣)
X
T 261
X
T 233
MI
ISO 5269-1
X
ISO 5269-1
ISO 3688
X
ISO 3688
ISO 5269-2
X
X
X
T 227
X
ISO 5267/1
ISO 5267/1
ISO 5267-1
X
ISO 5269-1
T 205
T 205
T 218
MI
X
ISO 5264-1
UNE 57017
NP EN ISO 4119
X
X
X
T 230
T 233
ISO 4119
ISO 5267/1
269
ISO 5351/1
ISO 5351/1
X
|
MI
X
ISO 638
X
MI
ISO 5624-2
ISO 638
ISO 5624-2
X
ISO 5624-2
MI
UNE 57024 (♣)
EN ISO 5264-2 (♣)
T248
ISO/FDIS 23714
EN 12625-8 (♣)
EN 20535
X
MI
X
T 221
T 221
X
ISO 535
ISO 535
X
T 821
X
X
X
T 821
FEFCO 11
X
MI
UNE 57088
X
T 459
UNE 57044
ISO 8787
X
NP 768
ISO 8787
X
MI
MI
ISO 15539 (♣)
X
ISO 15539 (♣)
X
X
ISO534
ISO 5270
ISO 534
NP 3792
ISO 535
X
270
|
Panorama de la industria de celulosa y papel en Iberoamérica 2008
Desgarro
X
Deslaminación (Scott)
X
(*) T 414
ISO 1974
(*) T 414
ISO 1974
ISO 1974
X
T 414
X
X
X
X
Dirección máquina papel
Ensayos físicos de hojas
de pulpa
X
Envejecimiento (calor
húmedo)
X
Envejecimiento (calor seco)
X
Envejecimiento (Luz
Suntest)
X
Espesor
X
Espesor cartón ondulado
T 220
T 220
ISO 534
(*) T411
(*) T 411
T 220
X
T 411
X
X
X
X
X
X
X
X
(*) ISO 534
(*) ISO
534
X
(*) T 807
ISO 2759
(*) T 807
(*) T 403
ISO 2758
(*) ISO
2758
X
T 403
X
X
T 412
X
T 412
X
X
Estabilidad dimensional
Estallido (cartón)
Estallido (papel)
X
Gramaje componentes
cartón ondulado
X
Humed relativa
X
Humedad estufa
X
(*) T403
ISO 2758
T 807
X
ISO 3039
T412
T 412
(*) ISO 287
Identificación de cara tela
Lisura (Bekk)
X
Orientación fibrosa en la
superficie del papel
Permeabilidad al aire (Bekk)
X
Permeabilidad al aire
(Gurley)
X
Permeabilidad al aire
(Bendtsen)
X
Permeabilidad al aire
(Schopper)
X
Plegado
X
(*) T 460
(*) T 460
ISO 5636-5
(*) ISO
5636-5
T 460
(*) ISO
5636-3
X
X
T 423
Resistencia a las grasas.
Método de la trementina
Rig Flexión (reson.)
X
Rigidez Flexión
(5-30º; 1-50MM)
Rigidez Flexión
(15º; 10mm)
Rigidez Flexión
(75º 15º; 50mm)
X
ISO 2493
Rugosidad o lisura
(Bendtsen)
X
X
Tracción después de
inmersión en agua
X
Tracción Zero-Span
X
X
ISO 3781
•
X
X
X
T231
Tracción, Elongación, TEA
X
Transmisión vapor de agua.
Método gravimétrico
X
Variación dimensional
después de inmersión
X
(*) T 414
ISO 1974
(*) T494
(*) ISO
1924-2
X
T 494
X
Propiedades del papel
EN 21974 (♣)
X
UNI 9439 (♣)
T 569
X
ISO 1973
ISO 1974
X
T-UM 403
T-UM 404
ISO 5270
ISO 5271
ISO 1975
X
ISO 5270
X
X
ISO 5630
UNE 57092
X
X
271
X
UNIT-NM 106
X
ISO 5630
UNE 57092
|
T 220
ISO 5630
X
EN 20534
X
X
ISO 3034 (♣)
X
X
X
ISO 2759 (♣)
X
ISO 2758 (♣)
X
ISO 535
X
X
EN 20187
X
T 411
ISO 534
T 411
X
X
MI
X
ISO 3039
UNE 57107
X
ISO 534
ISO 2758
ISO2758
ISO 5270
ISO 3039
X
NP 36
ISO 2759
T 810
T 403
T 403
T 807
NP1602
ISO 3039
UNE57107
ISO 287
X
T 412
X
X
UNIT-NM 107
ISO 5627 (♣)
X
ISO 5636-5
ISO 5636-3 (♣)
X
MI
ISO 5636-5
ISO 5636-5
T 536
ISO 5636
ISO 5363-3
ISO 5363-3
ISO 5363-3
ISO 5636
ISO 5636-2 (♣)
ISO 5626 (♣)
ISO 5626
T 556
UNE 57071
ISO 5629 (♣)
ISO 5629
ISO 5628
ISO 2493 (♣)
ISO 2493
ISO 2493 (♣)
ISO 493
ISO 8791-2 (♣)
ISO 8791-2
X
ISO 8791-2
ISO 8791-2
X
T 456
T 231
EN ISO 1924-2 (♣)
ISO 2528
UNE 53097
ISO 5635
UNE 57049
X
X
X
MI
ISO 1924-2
X
T 514
ISO 1974
T 494
T 494
ISO 1924
X
272
|
Panorama de la industria de celulosa y papel en Iberoamérica 2008
Velocidad de absorción de
agua. Tissue
CCT
X
T 824
T 824
CMT
X
(*) T 809
ISO 7263
(*) T 809
ISO 7263
ECT (Borde encerado)
ECT (Borde no encerado)
FCT
T 824
X
T 809
X
X
X
X
(*) T 809
X
(*) ISO
3037
X
(*) T 808
X
T 808
X
X
T 818;T
822
X
X
ISO 3037
X
T 825
ISO 3035
X
(*) T822
SCT
X
ISO 9895
(*) ISO 3037
(*) T 822
ISO 12192
(*) T 822
T 818
X
Blancura de pigmentos
Brightnes c/UV s/UV A,
C,CD55, D65, 2-10º
Brightness direcc
T 452
T 452
Brillo 20,60,85º
Brillo especular 75°, haz
convergente
X
C Reflectancia Luminosa
Rx; Ry, Rz
X
(*) ISO
8254-1
X
ISO 2469
CIE Tint; D65/10°
CIE Tint; UV420
CIE Whiteness D65/10°
CIE Whiteness UV420
CIE Whiteness y Tono de
papeles y cartones (5)
T 560
Coeficiente dispersión
de luz
X
Color L*, a*, b*
X
T 442
SCAN C27
ISO 9416
X
ISO 5631
D65 Blancura (Brightness)
ISO 2470
D65 Color L*, a*, b*
X
D65 Reflectancia Luminosa
Rx, Ry, Rz
X
ISO 2469
ISO Blancura (Brightness)
UV420
ISO Brightness de papeles
X
ISO 2470
ISO Brightness de pulpas
X
(*) ISO
3688
Opacidad
X
ISO 2471
T 519
Opacidad direcc.
X
X
T 425
ISO 2471
T 425
X
Absorción superficial de
tinta K&N
NBR 7154
X
Arrancado IGT
Arrancado Westwaco IGT
Brillo de Tintas IGT
X
Contenido de tinta
residual (ERIC)
Densidad óptica
Densitométricas de un
impreso
X
Heliotest IGT
X
Lisura/Rugosidad IGT
X
X
ISO 2470
ISO 3688
Whitness c/UV s/UV A,
C,CD55, D65, 2-10º
Arrancado en Húmedo IGT
X
T 811
RCT
Absorción de tinta. Tintas
poliméricas.
X
ISO 2471
X
X
Propiedades del papel
X
EN ISO 7263 (♣)
X
SCAN P 42
SCAN P 42
X
ISO 7263
ISO 7263
T 809
T 811
EN ISO 3037
X
ISO 3037
ISO 3037
EN 23035 (♣)
X
ISO 3035
ISO 3035
T 825
X
ISO 12692
T 822
T 822
X
ISO 9895
X
X
X
T 534
MI
X
X
273
T 432
X
X
ISO 12192
UNE 57170 (♣)
|
T 452
T 452 (CTS)
MI
ISO 8254-1:99 (♣)
ISO 2469
ISO 11475 (♣)
ISO 2468
X
ISO 11475 (♣)
ISO 11475 (♣)
ISO 11475
ISO 11475 (♣)
ISO 11476
ISO 5631 (♣)
ISO DIS 2470-2
X
ISO 9416
X
ISO 5631
X
ISO/CD 2470-2
ISO 9416
ISO 9416
X
ISO 2469
MI
X
ISO 2469
X
ISO 2470
ISO 2470
ISO 2470
X
ISO 3688
ISO 3688
ISO 2470
ISO 3688
ISO 2471
T 425
T 519
ISO 2470 (♣)
ISO 2470 (♣)
ISO 2471 (♣)
X
ISO 2471
X
X
MI
X
MI
X
IGT W 66
X
ISO 3783 (♣)
X
IGT W38
ISO 3783
NP 769
MI
IGT W 49
T 567
ISO-CD 22754
MI
IGT W 41
IGT W 28
MI
X
MI
IGT W24
ISO 2470
X
ISO 2471
274
|
Panorama de la industria de celulosa y papel en Iberoamérica 2008
Penetración IGT
Propiedades reológicas de
tintas. Viscos. varilla
Transferencia de tinta IGT
X
Trapping IGT
X
Viscosidad Brookfield
Viscosidad tintas. Visc.
Vareta Laray
Control ambiental
AOX
X
Color de efluentes de
fábricas de pasta
X
DBOn (después de n días)
X
X
APHA
5210
DQO (dicromato)
X
X
APHA
5220 C
Dureza del agua
X
Sólidos en suspensión
X
CPPA H5
APHA
2540 D
ISO 5635
UN 57049
Sulfuros disuelto
TOC
X
X
Controles Interlaboratorio: (*): IPT. (♣): CEPI-CTS.
Referencias: (1): Seifert K. “New method for rapid determination of pure cellulose”, Papier 10 (13/14): 301 (1965). (2): Katz S., Beatson R.P. y Scallan A.M.
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to Determine Hexenuronic Acid Groups in Chemical Pulps”. JPPS 27(5): 165-170(2001). (4): Sluiter Amie. “Determination of structural carbohydrates and lignin in
biomass”, Biomass analysis technology team, Laboratory analytical procedure, National Bioenergy Center (2004). (5): Geometría esférica, iluminación difusa y
medida normal-d/0º-(Equipo Color Touch- Technidine Corporation). (6): Wagberg L. y col. Nordic Pulp Paper Res J. 4(2):71(1989). (7): Fengel y Waseneger, Ross,
Brown, Jurasek (ed.) ACS, Orlando, (1980), pág.145. (8): Wise L.E. and Jahn E.C. “Wood chemistry” Mc Graw-Hill. (1952). (9): Gellerstedt G. and Li J. “An HPLC
method for the quantitative determination of hexenuronic acid groups in chemical pulps”. Carbohydr. Res. 294:41-51 (1996).
Abreviaturas: MI: Método Interno. X: Ensayo realizado (consultar norma utilizada).
Referencias
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Science and Technology”. FPEA-TAPPI.
2. Moutinho, I., Figueiredo, M., Ferreira, P. (2007). Evaluating the surface energy
of laboratory-made paper sheets by contact angle measurements. Tappi J., 6 (6),
26–32.
3. Moutinho, Isabel M. T.; Ferreira, Paulo J. T.; Figueiredo, Margarida L. (2007).
Impact of surface sizing on inkjet printing quality, Ind. & Eng. Chem. Res. (in
press).
4. Carvalho, M. G.; Santos, J. M. R. C. A.; Martins, A. A.; Figueiredo, M. M.
(2005). The effects of beating, web forming and sizing on the surface energy
of Eucalyptus globulus kraft pulps evaluated by inverse gas chromatography,
Cellulose, 12: 371–383.
Propiedades del papel
IGT W 24 (♣)
X
ISO 12644
UNE 54108
X
IGT W 72
X
|
MI
IGT W 69
X
MI
MI
EN ISO 9562
2004
CPPA H 5
x
NP 627
EN 1899-1
ISO 5815
x
SME WW (5)
UNE 77004
ISO 6060
x
UNE 77040
x
NP 424
ISO 5635
UNE-EN 872
UN77034
x
SME WW 2540D
ISO 5626
APHA 5210
ISO 15701
ISO 10530
USP219
ISO APHA
5. Moura, M.; Ferreira, P.; Figueiredo, M. (2005). Mercury intrusion porosime-
try –a valuable tool for the characterization of wood, pulp and paper. Powder
Technology 160 (2) 61-66.
6. Cohen, D. Glossary of surface texture parameters, Michigan metrology, LLC
(http://www.michmet.com/ )
7. Elton, N. J.; Preston, J. S. (2005). Polarised light reflectometry for studies of
coated and printed paper, Proc. COST Action E32, Cornwall (UK).
8. Zanuttini M, V. Marzocchi, M. Citroni, P. Mocchiutti. (2002). “Tratamiento
oxidativo de pulpas kraft de reciclo no blanqueadas”. II CIADICYP. http:
//www.riadicyp.org.ar, Campinas, Brasil.
275