Espesor, densidad y bulk del papel.

Espesor, densidad y bulk del papel

Con la ayuda de un artículo publicado por el Laboratorio de la Unión de Industriales Litógrafos de México, y el desarrollo teórico y práctico realizado en el laboratorio de la Compañía Papelera Gravent S.A., trataremos de profundizar esta cuestión tan importante en los papeles.
El espesor, llamado también calibre, se define como la distancia perpendicular que existe entre las dos caras del papel, bajo condiciones específicas. Su valor se expresa en mm, micras y puntos, que son milésimas de pulgada.

Normalmente se determina el espesor del papel para comprobar si corresponde al valor solicitado al comprarlo, sin embargo resulta mucho más interesante comprobar la uniformidad del espesor en diferentes puntos de una hoja y de una hoja a otra de una misma partida. Si se tiene en cuenta la manera en que se forma la hoja de papel durante su fabricación, se puede comprender que su superficie no es perfectamente plana y que puede presentar irregularidades que afectan directamente al espesor.
La uniformidad del espesor varía según el tipo y el grado de acabado del papel.
El espesor del papel depende de su peso base, sin embargo, papeles del mismo gramaje pueden tener diferente espesor, dependiendo de su composición fibrosa, la refinación que se le haya dado a la pasta, la compresión a la que haya sido sometida la hoja durante el proceso de fabricación, tanto en el prensado como en el calandrado y la porosidad. El contenido de humedad de la hoja, también puede afectar su espesor. Esta variación en el espesor para un peso base dado, corresponde a una variación en la densidad aparente de la hoja de papel, que es una de sus propiedades fundamentales más importantes.

El espesor es una propiedad muy importante desde el punto de vista de la transformación y el uso final del papel. Su importancia se debe a que al variar el espesor, el manejo del papel en algunas máquinas se dificulta; además se ven afectadas casi todas las propiedades físicas, ópticas y eléctricas del papel, pudiendo provocar problemas en su uso, las variaciones altas del espesor. Es especialmente importante su uniformidad en papeles para impresión, cajas plegadizas para ser llenadas en máquinas automáticas, tarjetas para índices y folders entre otros.
En el caso de los papeles para impresión, las variaciones de espesor en la hoja, tienen como consecuencia diferencias de intensidad en el color de la tinta impresa, debidas a una presión irregular en el momento de la transferencia. Lógicamente, si el punto de impresión está regulado a una presión determinada, las zonas de papel que tienen mayor espesor sufrirán una mayor presión, en cambio las de menor espesor sufrirán una menor presión, cosa que hará que el espesor de la película de tinta transmitida varíe de acuerdo con dicha presión. Además, la mayor presión existente en las zonas de mayor espesor, provocará una mayor penetración del vehículo de la tinta en el cuerpo del papel, con lo que puede disminuir la opacidad en esas áreas.

La mededición se hace por medio de micrómetros. Normalmente se reporta en milímetros, micras o puntos. El procedimiento se describe con todo detalle en el método estándar TAPPI T 411.

FACTORES DE CONVERSION DE UNIDADES
Puntos x 0.0254 = mm
Puntos x 25.4 = micras
Puntos x 0.001 = pulgadas
mm x 39.37 = puntos
mm x 0.039 = pulgadas
mm x 1000 = micras

DENSIDAD Y BULK
La densidad del papel es probablemente la propiedad fundamental más importante, esta propiedad nos proporciona información sobre la estructura de la hoja y está relacionada con la mayoría de las propiedades del papel, especialmente: porosidad, rigidez, dureza y resistencias, aunque de hecho influye en todas las propiedades ópticas y físicas, excepto el peso base, también afecta la absorción y la facilidad para ser impreso.
El Volumen específico o bulk, es la recíproca de la densidad, o sea, el volumen en cm3 de 1 gramo de papel. En algunos casos se acostumbra utilizar bulk, cuando se trata de papeles voluminosos, pero puede considerarse un equivalente de la densidad aparente y lo que influye en una, se aplica también a la otra. Esta propiedad es importante para los fabricantes de libros, ya que si hay variaciones de consideración, tendrán diferente grueso los libros, causando problemas en su encuadernación. También es una propiedad importante en papeles absorbentes y crepados.
La Densidad aparente del papel se ve afectada por muchos factores, que se pueden dividir en tres grupos:
1) los factores que afectan el número de uniones entre fibras, entre estos son importantes el diámetro y la flexibilidad de las fibras, el grado de refinación, el prensado a la hoja húmeda y la cantidad de hemicelulosa.
2) la presencia de materiales que llenan los vacíos en la hoja, los principales son: cargas, encolantes y almidón.
3) el calandrado.
La Densidad del papel o cartón es su peso por unidad de volumen, se calcula dividiendo el peso base en g/m2 entre el espesor en micras. Es más correcto utilizar el término densidad aparente, debido a que se incluye en el volumen el aire que existe en el papel, atrapado entre las fibras.
Algunos valores normales de densidad aparente del papel en g/cm3 van de 0.5 en papeles voluminosos hasta 0.75 para papeles con alto número de uniones (más comprimidos), como el bond. Algunos papeles como el couché y el glassine, tienen densidades de 1.0 g/cm3 o mayores. La celulosa tiene una densidad de 1.5, lo que indica que la mayoría de los papeles no recubiertos, contienen más del 50% de aire.

FORMULAS PARA SU CALCULO:
1.- Densidad aparente g/cm3 es igual al Peso base g/m2 (dividido entre) Espesor micras
2.- Bulk cm3/g es igual al Espesor micras (dividido entre) Peso Base g/m2
3.- Densidad aparente g/cm3 es igual a 1 (dividido entre) Bulk
4.- Bulk cm3/g es igual a 1 (dividido entre) Densidad