Fabricación de papel

La fabricación de papel es la fabricación de papel y cartón, que se utilizan ampliamente para imprimir, escribir y empaquetar, entre muchos otros fines. Hoy en día, casi todo el papel se fabrica con maquinaria industrial, mientras que el papel hecho a mano sobrevive como una artesanía especializada y un medio de expresión artística.

En la fabricación de papel, una suspensión diluida que consiste principalmente en fibras de celulosa separadas en agua se drena a través de un tamiz, de modo que se deposita una capa de fibras entretejidas al azar. El agua se elimina aún más de esta hoja presionando, a veces con la ayuda de succión o vacío, o calentamiento. Una vez seco, se consigue una hoja de papel generalmente plana, uniforme y resistente.

Antes de la invención y la adopción generalizada actual de maquinaria automatizada, todo el papel se fabricaba a mano, se formaba o colocaba una hoja a la vez por trabajadores especializados. Incluso hoy en día, quienes fabrican papel a mano utilizan herramientas y tecnologías bastante similares a las que existían hace cientos de años, desarrolladas originalmente en China y otras regiones de Asia, o modificadas posteriormente en Europa. El papel hecho a mano sigue siendo apreciado por su singularidad distintiva y la habilidad artesanal involucrada en la fabricación de cada hoja, en contraste con el mayor grado de uniformidad y perfección a precios más bajos que se logra entre los productos industriales.

La fabricación de papel sigue siendo motivo de preocupación desde una perspectiva ambiental, debido al uso de productos químicos agresivos, la necesidad de grandes cantidades de agua y los riesgos de contaminación resultantes, así como la pérdida de secuestro de carbono por la deforestación provocada por la tala de árboles utilizados como base. principal fuente de pulpa de madera. El papel hecho de otras fibras, siendo el algodón el más común, tiende a tener un valor más alto que el papel a base de madera.

Historia

El papel de cáñamo se había utilizado en China para envolver y rellenar desde el siglo VIII a. El papel con escritos chinos legibles data del 8 a. La atribución de inventor tradicional es de Cai Lun, un funcionario adjunto a la corte imperial durante la dinastía Han (202 a. C. - 220 d. C.), que se dice que inventó el papel alrededor del año 105 d. C. usando morera y otras fibras de líber junto con redes de pesca, trapos viejos y residuos de cáñamo. El papel utilizado como medio de escritura se había generalizado en el siglo III y, en el siglo VI, el papel higiénico también comenzaba a usarse en China. Durante la dinastía Tang (618–907 d. C.), el papel se doblaba y cosía en bolsas cuadradas para conservar el sabor del té.mientras que la dinastía Song posterior (960-1279 EC) fue el primer gobierno en emitir dinero impreso en papel.

En el siglo VIII, la fabricación de papel se extendió al mundo islámico, donde se perfeccionó el proceso y se diseñó maquinaria para la fabricación a granel. La producción comenzó en Samarcanda, Bagdad, Damasco, El Cairo, Marruecos y luego en la España musulmana. En Bagdad, la fabricación de papel estaba bajo la supervisión del Gran Visir Ja'far ibn Yahya. Los musulmanes inventaron un método para hacer una hoja de papel más gruesa. Esta innovación ayudó a transformar la fabricación de papel de un arte a una industria importante. El primer uso de molinos accionados por agua en la producción de papel, específicamente el uso de molinos de pulpa para preparar la pulpa para la fabricación de papel, se remonta a Samarcanda en el siglo VIII. Las primeras referencias a las fábricas de papel también provienen del mundo islámico medieval, donde los geógrafos árabes de Damasco las observaron por primera vez en el siglo IX.

La fabricación de papel tradicional en Asia utiliza las fibras internas de la corteza de las plantas. Esta fibra se remoja, cocina, enjuaga y tradicionalmente se bate a mano para formar la pulpa de papel. Las fibras largas se colocan en capas para formar hojas de papel resistentes y translúcidas. En el este de Asia, tres fibras tradicionales son abacá, kōzo y gampi. En el Himalaya, el papel se fabrica a partir de la planta lokta. Hoy en día, este papel se usa para caligrafía, impresión, artes de libros y trabajos tridimensionales, incluido el origami. En otros países del sudeste asiático, los elefantes son alimentados con una gran cantidad de alimentos con almidón para que sus heces también puedan usarse para hacer papel. Esto se puede encontrar en los campamentos de preservación de elefantes en Myanmar, donde el papel se vende para financiar las operaciones.

En Europa, se desarrollaron moldes para la fabricación de papel con alambre metálico, y las características como la marca de agua estaban bien establecidas en 1300 d. C., mientras que los trapos de cáñamo y lino eran la principal fuente de pulpa, y el algodón finalmente se hizo cargo después de que las plantaciones del sur fabricaran ese producto en grandes cantidades. La fabricación de papel originalmente no era popular en Europa debido a que no tenía muchas ventajas sobre el papiro y el pergamino. No fue hasta el siglo XV, con la invención de los tipos móviles de imprenta y su demanda de papel, que muchas fábricas de papel entraron en producción y la fabricación de papel se convirtió en una industria.

La fabricación de papel moderna comenzó a principios del siglo XIX en Europa con el desarrollo de la máquina Fourdrinier. Esta máquina produce un rollo continuo de papel en lugar de hojas individuales. Estas máquinas son grandes. Algunas producen papel de 150 metros de largo y 10 metros de ancho. Pueden producir papel a una velocidad de 100 km/h. En 1844, el canadiense Charles Fenerty y el alemán Friedrich Gottlob Keller inventaron la máquina y el proceso asociado para utilizar pulpa de madera en la fabricación de papel. Esta innovación puso fin al uso de trapos despulpados durante casi 2000 años y comenzó una nueva era para la producción de papel periódico y, finalmente, casi todo el papel se hizo con madera despulpada.

Fabricación manual de papel

La fabricación de papel, independientemente de la escala en la que se haga, implica hacer una suspensión diluida de fibras en agua, llamada "suministro", y obligar a esta suspensión a drenar a través de una pantalla para producir una estera de fibras entretejidas. El agua se elimina de esta estera de fibras utilizando una prensa.

El método de fabricación manual de papel cambió muy poco con el tiempo, a pesar de los avances tecnológicos. El proceso de fabricación de papel artesanal se puede generalizar en cinco pasos:

1. Separando la fibra útil del resto de materias primas. (por ejemplo, celulosa de madera, algodón, etc.)
2. Golpeando la fibra hasta convertirla en pulpa
3. Ajuste del color, mecánicas, químicas, biológicas y otras propiedades del papel mediante la adición de premezclas químicas especiales
4. Cribado de la solución resultante
5. Prensado y secado para obtener el papel real

El tamizado de la fibra consiste en utilizar una malla hecha de un material inerte y resistente a la corrosión, como el latón, el acero inoxidable o una fibra sintética, que se estira en un molde de papel, un marco de madera similar al de una ventana. El tamaño del papel se rige por el área abierta del marco. Luego, el molde se sumerge completamente en la materia prima, luego se estira, se agita y se drena, formando una capa uniforme en la pantalla. Luego se elimina el exceso de agua, la estera húmeda de fibra se coloca sobre un paño húmedo o fieltro en un proceso llamado "recubrir". El proceso se repite para el número requerido de hojas. Esta pila de esteras húmedas se prensa luego en una prensa hidráulica. Luego, la fibra bastante húmeda se seca utilizando una variedad de métodos, como el secado al vacío o simplemente el secado al aire. A veces, la lámina individual se enrolla para aplanar, endurecer y refinar la superficie.

El marco de madera se llama "deckle". El deckle deja los bordes del papel ligeramente irregulares y ondulados, llamados "bordes deckle", uno de los indicios de que el papel fue hecho a mano. Hoy en día, en ocasiones, se imita mecánicamente el papel con bordes cortados para crear la impresión de un lujo pasado de moda. Las impresiones en el papel causadas por los cables de la pantalla que se extienden lateralmente se denominan "líneas tendidas" y las impresiones realizadas, generalmente de arriba a abajo, por los cables que mantienen unidos los cables laterales se denominan "líneas de cadena". Las marcas de agua se crean tejiendo un diseño en los alambres del molde. El papel hecho a mano generalmente se pliega y rasga de manera más uniforme a lo largo de las líneas establecidas.

La Asociación Internacional de Fabricantes de Papel Manual y Artistas del Papel (IAPMA) es la asociación líder mundial de artistas del papel hecho a mano.

El papel hecho a mano también se prepara en laboratorios para estudiar la fabricación de papel y en papeleras para comprobar la calidad del proceso de producción. Las "hojas de prueba" hechas de acuerdo con TAPPI Standard T 205 son hojas circulares de 15,9 cm (6,25 pulgadas) de diámetro y se prueban para determinar las características del papel, como el brillo, la resistencia y el grado de encolado.

Fabricación de papel industrial

Una fábrica de papel moderna se divide en varias secciones, que corresponden aproximadamente a los procesos involucrados en la fabricación de papel hecho a mano. La pulpa se refina y se mezcla en agua con otros aditivos para hacer una suspensión de pulpa. La caja de entrada de la máquina de papel (máquina Fourdrinier) distribuye el lodo en una pantalla continua móvil, el agua se drena del lodo (por gravedad o al vacío), la hoja de papel húmeda pasa por prensas y se seca, y finalmente se enrolla en rollos grandes.. El resultado a menudo pesa varias toneladas.

Otro tipo de máquina de papel, inventada por John Dickinson en 1809, utiliza un molde cilíndrico que gira mientras está parcialmente sumergido en una tina de pulpa diluida. La pulpa es recogida por la malla de alambre y cubre el molde a medida que sale de la cuba. Se presiona un rodillo de mesa contra el molde para alisar la pulpa y se quita la lámina húmeda del molde.

Fabricantes de papel notables

Si bien la fabricación de papel se consideró un trabajo de toda la vida, una profesión exclusiva durante la mayor parte de su historia, el término "fabricantes de papel notables" a menudo no se limita estrictamente a aquellos que realmente fabrican papel. Especialmente en el campo de la fabricación manual de papel, actualmente hay una superposición de ciertos célebres practicantes del arte del papel con sus otras actividades artísticas, mientras que en el ámbito académico el término puede aplicarse a quienes realizan investigaciones, educación o conservación de libros y artefactos de papel. En el campo industrial tiende a superponerse con la ciencia, la tecnología y la ingeniería, ya menudo con la gestión del propio negocio de la celulosa y el papel.

Algunos papeleros conocidos y reconocidos han encontrado fama en otros campos, hasta el punto de que su experiencia en la fabricación de papel está casi olvidada. Uno de los ejemplos más notables podría ser el de los primeros humanos que lograron volar, los hermanos Montgolfier, donde muchos relatos apenas mencionan la fábrica de papel de su familia, aunque el papel utilizado en sus globos sí jugó un papel relevante en su éxito, como probablemente hizo su familiaridad con este material ligero y fuerte.

Los inventores clave incluyen a James Whatman, Henry Fourdrinier, Heinrich Voelter y Carl Daniel Ekman, entre otros.

A mediados del siglo XIX, la fabricación de papel a mano se extinguió en los Estados Unidos. En 1912, el impresor y editor de libros finos, Dard Hunter, había restablecido el oficio de la fabricación de papel fino a mano, pero en la década de 1930 el interés del oficio había vuelto a perder. Cuando el artista Douglass Howell regresó a la ciudad de Nueva York después de servir en la Segunda Guerra Mundial, se estableció como grabador de bellas artes y descubrió que escaseaba el papel de arte. Durante las décadas de 1940 y 1950, Howell comenzó a leer los libros de Hunter sobre la fabricación de papel, y aprendió sobre la historia de la fabricación de papel manual, realizó investigaciones sobre la fabricación de papel y aprendió sobre libros impresos.