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Bienvenidos al Curso de Técnicas de Impresión 2 donde hablaremos de la Estructuración y consolidación de la hoja (Prensas, Sequería, Trantamientos superficiales, Lisas, Pope) y del Estucado (Cocinas de preparación de masas de estucado, Mezcla de componentes,Depuración y circuito de estucadora, Estucadora, Estucado alto brillo), sin más dilaciones os dejo a continuación con los puntos 3 y 4 del curso, espero que lo disfruteis.

Como se decía en el capítulo anterior cuando el papel llega al final de la tela tiene una humedad de un 80%, por lo que la hoja está preparada para recibir tratamientos más enérgicos destinados a eliminar el agua que contiene. Se describen a continuación los pasos necesarios para llegar al secado del papel, así como los primeros tratamientos superficiales que recibe.

3.1. Prensas
Es la sección colocada inmediatamente después de la tela y donde continúa por medios mecánicos la eliminación de agua en la hoja de papel. Asimismo, en el prensado se realiza en cierta medida la consolidación de la hoja, es decir, las fibras son forzadas a un contacto íntimo para que luego en la secuencia se desarrollen buenos enlaces.

El prensado húmedo de la hoja de papel se realiza en contacto con un fieltro entre dos rodillos en la zona de prensado. La humedad del papel pasará al fieltro que en su recorrido tendrá zonas de lavado y secado para que cuando vuelva a hacer nuevo contacto con el papel esté seco.

Hay diferentes tipos de prensas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1.1. Prensa aspirante (pick-up)
En las máquinas modernas la salida de la hoja de la mesa hacia la zona de prensas se hace mediante una prensa aspirante conocida con el nombre de pick-up. En el pick-up la hoja es tomada de la tela por el fieltro que circunda el cilindro aspirante en el punto de contacto. Posteriormente la hoja de papel es transportada por la parte inferior del fieltro hasta la primera prensa.

 

3.1.2. Prensa ranurada
En otro tipo de prensa que presenta unas ranuras que facilitan el paso del agua. Las ranuras son de forma helicoidal. Las prensas ranuradas son frecuentes en los diseños de máquinas modernas. Las prensas también pueden ser completamente lisas.

Generalmente en las máquinas modernas las prensas comienzan con el pick-up y tienen después tres contactos más, es decir, tres zonas de prensado, en las que puede haber diferentes combinaciones entre los diferentes tipos de prensas. La humedad del papel pasará del 80% hasta un 55-60%, es decir, eliminan un 20% de agua aproximadamente.

 

3.1.3. Prensa offset
Esta prensa no elimina agua de la hoja de papel, sino que suele colocarse antes de que la hoja entre en la sequería, o sea, inmediatamente después de la zona de prensas. La función es eliminar la doble cara que suelen presentar los papeles, especialmente en las máquinas convencionales. Dado que el papel está a un 60% de humedad, un prensado ligero puede originar un alisado en húmedo que iguala hasta límites prácticamente idénticos las dos caras del papel.

 

3.2. Sequería
Una vez el papel sale de la zona de prensas solamente se le puede eliminar el agua residual por calor. Esta operación se realiza en la sección denominada sequería. Normalmente la sequería consta de dos partes llamadas primera y segunda sequería. Entre ellas se coloca un sistema para darle al papel un tratamiento superficial, aspecto que será tratado en el apartado 3.3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 
Tanto la primera como la segunda sequería están divididas en secciones o baterías con controles individuales de velocidad para evitar los problemas de las tensiones de la hoja. En cada una de estas baterías el papel irá acompañado de un fieltro independiente. En la sequería se aplica calor al papel a través de grandes cilindros de 1,5 m de diámetro cuya superficie es calentada por vapor.

La temperatura de los diferentes secadores no es la misma, sino que sigue una cierta curva empezando a unos 70 °C y llegando a una temperatura máxima de 120 a 130 °C. El secado del papel desarrolla importantes efectos sobre la hoja.

Por un lado comporta modificaciones estructurales, principalmente una contracción importante de la anchura de las fibras, del orden del 20%, frente a un 1 ó 2% de contracción longitudinal.

En la sequería el papel va tirando de sí mismo, lo cual genera unas tensiones entre las fibras denominadas tensiones internas. Esto condiciona de manera muy especial la calidad del papel, ya que estas tensiones pueden provocar problemas de estabilidad dimensional en la impresión. La presencia de la size-press o cualquier otro tipo de tratamiento superficial contribuirán a mejorar este problema.

3.3. Tratamientos superficiales
Cuando el papel acaba la primera sequería ya está seco y dispuesto para que se le dé el primer tratamiento superficial. Los tratamientos superficiales del papel pueden ser variados y realizados en diferentes sistemas. El más corriente es la size-press, pero pueden haber otros sistemas más sofisticados como la gate-roll, la bill-blade, etc.

Incluso, a veces, puede haber sistemas de rasquetas similares a las que se emplean en ocasiones fuera de máquina. Este sistema puede ser muy útil para fabricar papeles LWC (véase tipos de papel).

 

3.3.1. Size-press
Es uno de los tratamientos más simples. Consiste en aplicar una pequeña capa de ligante en la superficie del papel con el fin de evitar problemas de impresión derivados de la baja resistencia al arrancado.

La S-P la forman dos prensas de recubrimiento blando que presionan el papel después de haber atravesado un baño de solución de ligante (generalmente almidones). Cuando el tratamiento se hace solamente a base de ligante tendremos un papel offset. Si además de ligante existe también un cierto porcentaje de pigmento, se tiene un papel pigmentado.

La cantidad de capa que se aplica está en función del papel soporte, velocidad de la máquina, reología de la salsa, etc. Para establecer alguna cifra se puede dar como cantidad tipo 1-2 g/m2 por cara para los offset; 4-5 g/m2 por cara para los pigmentados. La S-P forma parte de la máquina de papel y se sitúa entre las dos secciones de sequería. La S-P mejora la imprimibilidad del papel (especialmente si es pigmentado) así como su estabilidad dimensional. En muchas ocasiones la acción de la S-P es de preestucado. La S-P puede ser inclinada, vertical u horizontal. La más moderna es la inclinada.

 

3.3.2. Gate-roll
Puede considerarse una S-P mejorada. La salsa se transfiere a los rodillos aplicadores a través de un rodillo intermedio. Permite aplicar mayor cantidad de capa, así como una mayor facilidad para actuar independientemente en las dos caras.

En ocasiones y utilizando solamente los rodillos aplicadores, la gate-roll puede actuar como una size-press.

 

 

 

 

 

 

 

La gate-roll suele emplearse más bien para papeles estucados en máquina que para papeles sin estucar; o sea, normalmente no es empleada para la aplicación de almidón, sino para depositar sobre el papel una ligera capa de estucado que puede oscilar entre 8 y 10 g/m2 por cara.

 

3.3.3. Bill-blade
Es un sistema utilizado habitualmente para estucar en máquina. La aplicación se hace por una cara con una cuchilla y por la otra con rodillo. El papel en las zonas húmedas origina tensiones internas entre las fibras, por lo que los tratamientos superficiales, al mismo tiempo que mejoran su aspecto sirven también para romper estas tensiones internas y garantizar una mejor estabilidad dimensional.

Una vez el papel ha recibido cualquiera de estos tratamientos superficiales, pasará por la segunda sequería, que siempre es más corta que la primera. Los dos últimos rodillos de esta segunda sequería son refrescadores, y sirven para enfriar el papel antes de su entrada en lisas. Para ello, se hace pasar por el interior agua fría en vez de vapor.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4. Lisas
Son máquinas compuestas por rodillos metálicos superpuestos (de dos a cinco normalmente). Los rodillos suelen tener dispositivos para regular su bombeo; tal es el caso de las lisas Kuster que se utilizan actualmente. Suelen instalarse exclusivamente al final de la máquina de papel, después de los cilindros refrigeradores. Su función es la de dar lisura al papel y regular en lo posible el espesor a lo ancho de la hoja. Las lisas no dan brillo al papel. Su efecto depende de la presión y el número de pasos del papel por líneas de contacto (Nips).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.5. Pope
El papel una vez ha pasado por las lisas se enrolla en una máquina llamada Pope.

A partir de aquí el papel puede seguir dos caminos:

1. Si se trata de un papel no estucado, o estucado en máquina, pasa ya directamente a la sección de acabados. De esta sección se tratará después del estucado.
2. Si es un papel estucado fuera de máquina pasa a la máquina estucadora y, de ahí, al acabado.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Para una mejor comprensión de todos los puntos tratados, puede verse la figura 33 en donde aparecen las diferentes partes de la máquina, así como los contenidos de humedad de la hoja en los distintos puntos.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El estucado consiste en aplicar al papel una especie de pintura denominada salsa que ennoblecerá su acabado. La realización de la salsa de estucado se lleva a cabo en una sección de la fábrica que se denomina cocina.
La salsa de estucado está formada por unos pigmentos que, como se dijo en el capítulo de cargas, son iguales a ellas pero tienen una finura y calidad superior. Por otro lado, para fijar estos productos al papel se requiere la intervención de unos ligantes tales como almidones, proteínas, caseínas, alcoholes de polivinilo, látex, etc.
Existen, asimismo, otros aditivos tales como blanqueantes ópticos antiespumantes, lubricantes, microbicidas, etc., cada uno de los cuales cumple su función determinada.

4.1. Cocinas de preparación de masas de estucado
Para la preparación de una salsa de estucado se requiere en esencia:

* Un depósito para la cocción del ligante (almidón, caseína, alcohol polivinílico).
* Un agitador para dispersar los pigmentos y donde también se adicionan y homogeneízan los componentes de la masa de estuco, cumpliendo la misión de mezclador.

* Filtro o tamices para depurar el fluído de estucar.
* Depósito de reserva.
* Bombas para el trasiego del estuco.

Las cocinas de preparación de estucados pueden ser complejas, de acuerdo con las necesidades de la instalación y el volumen de la producción.

Cuanto más complejas y grandes, más nivel de sofisticación, tendiendo a la automatización e incluso a la conducción por medio de ordenadores.

4.2. Mezcla de componentes
Lo básico de esta operación es el orden de adición.

Sucede que, según el orden, pueden producirse floculaciones al mezclar los componentes, debidas a diversas causas. Por este motivo y previos estudios y experiencia, se establece un orden que se respeta.

Como ejemplo general puede ser:

    Sobre los pigmentos dispersados añadir:

    * Los ligantes solubles, agitandolos bien.
    * Antiespumantes.
    * Los aditivos como:
          . Retentores de agua (CMC, alginatos).
          . Colorantes.
          . Microbicidas.
          . Lubricantes.
          . Blanqueantes ópticos.
          . Resinas para dar resistencia en húmedo.
          . Ajuste en pH final y agua para los sólidos necesarios, si procede.

La mezcla debe continuar hasta asegurar una buena homogeneización, terminada la cual, la formulación se trasvasa a los depósitos de reserva que alimentan a la estucadora.

En estos depósitos hay una agitación suficiente para mezclar bien las preparaciones, evitar la sedimentación y no generar turbulencias que puedan producir espuma.

4.3. Depuración y circuito de estucadora
Los fluídos que se envían al cabezal de la estucadora pueden contener granos, impurezas, trozos de papel, etc., los cuales podrían causar inconvenientes al estucar.

Por ello se depuran, generalmente, tamizándolos a través de telas de malla muy finas.

Para un buen funcionamiento del estucado, se alimenta el cabezal de la máquina con un exceso de fluído, el cual retorna a un depósito y en su retorno es tamizado de nuevo.

4.4. Estucadora
Es la máquina que aplica la salsa al soporte previamente fabricado.

Existen diferentes formas de aplicación de esta salsa, de las que se habla a continuación.

4.4.1. Estucado de rasqueta
En este proceso, que es el más común, se aplica el fluído mediante un rodillo sobre el papel y posteriormente se iguala y dosifica la capa mediante una lámina de acero.

El conjunto aplicador y dosificador se apoya en un rodillo que actúa de soporte al papel y como elemento base para soportar la presión del rodillo aplicador y la lámina dosificadora.

Hay dos tipos:

* La cuchilla que trabaja con la presión sobre el canto o bisel (cuchilla rígida).
* La cuchilla que trabaja con la presión en el borde del extremo (cuchilla flexible).

Ambos sistemas son útiles para trabajar con las mismas salsas y a las mismas velocidades.

Normalmente, la cuchilla flexible permite la aplicación de mayor cantidad de capa, lo que hace que el papel quede más ennoblecido.

Normalmente, con una cuchilla rígida se llega hasta unos 12 o 13 g/m2 , mientras que con la flexible se puede llegar hasta 22 o 23 g/m2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                Estucado de rasqueta

 
Las rasquetas pueden trabajar habitualmente a una velocidad entre 600/700 m/min, aunque en la actualidad hay máquinas que van a 1.200 m/min.

En cualquier tipo de papel estucado, la lisura del papel será mejor cuanto mejor sea la lisura del soporte.

4.4.2. Estucado de labio soplador
La aplicación también se hace mediante un rodillo que aplica un exceso de fluído, eliminando este exceso mediante un flujo laminar de aire a presión. La operación permite depositar altas cantidades de capa (20 a 40 g/m 2 ).

La distribución del estucado sigue un tanto la estructura de la superficie del papel, repitiendo su perfil.

Trabaja con salsa de baja viscosidad y con un contenido en sólidos alrededor del 40 %, lo que limita su velocidad a un tope que no suele pasar de 350 m/min, debido a que la máquina requiere una mayor capacidad de secado.

Se utiliza para papeles con alto contenido de capa y en papeles arte. Está demostrado, no obstante, que es un sistema menos perfecto que la rasqueta, lo que ha hecho que en la actualidad algunos fabricantes de arte lo hagan a base de dos pasos por rasqueta y eviten el hacerlo con labio soplador.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                    Labio soplador

La salsa aplicada mediante cualquiera de los dos sistemas es secada por convectores de aire caliente y secadores, enrollándose el papel estucado en una pope similar a la de la máquina de papel.

Normalmente las estucadoras disponen de dos cabezales para estucar el papel por las dos caras con una sola pasada. Si el papel es estucado 1/c en el segundo cabezal se estuca con agua para conseguir un papel plano.

Asimismo, en la actualidad existen estucadores de cuatro cabezales (2 por cara) para dar al papel un doble estucado por cada cara.

Una vez el papel ha sido estucado pasa a la sección de acabado.

Lo mismo que se hizo en la fabricación de papel se esquematiza el paso por esta cadena para una mejor comprensión del tema .

 

 

 

 

 

 

 

                            Esquema de estucadora

 

4.5. Estucado alto brillo
Este tipo de papel conocido a nivel internacional como Cast Coated tiene un proceso de fabricación diferente al de los estucados, especialmente en lo que al acabado se refiere.

El sistema de producción de este tipo de papeles es americano y tiene dos patentes diferentes.

4.5.1. Sistema Warren
En este caso la aplicación del estuco se hace por labio soplador. Esto implica que el soporte debe ser muy liso.

Una vez aplicado el estuco, el soporte pasa por un presecado, generalmente de rayos infrarrojos, para terminar de secarse en un cilindro cromado que está a 180 °C y que transmitirá al papel su brillo especular.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                       Esquema del sistema Warren

Posteriormente el papel pasa por un acondicionado, ya que sale muy seco del cilindro cromado y finalmente puede pasar ya a bobinadora o a cortadora.

4.5.2. Sistema Champion
A diferencia del anterior, la aplicación se hace por un rodillo y el papel pasa directamente al cilindro cromado sin el secado previo. El cilindro cromado en este caso está a una temperatura de 80 °C.

El estucado en ambos casos es sólo por una cara.

Generalmente los altos brillos de dos caras se fabrican contracolando dos de una cara.

El papel alto brillo no necesita tratamiento posterior de calandra, como en el caso de los papeles estucados por los sistemas convencionales. Únicamente después del abrillantado pasarán por un sistema de acondicionado para evitar que salgan muy secos de la estucadora.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                         Esquema del sistema Champion

 

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