El clima y el papelInterrelaciones entre el clima y elprocesado de papeles estucados

sappi

Cubierta H

annoArt G

loss 250 g/m2, interior H

annoArt G

loss 150 g/m2, 2004, ©

Sappi E

urope SA

, comm

unications@eu.sappi.com

El folleto “El clima y el papel” es la continuación de la serie de folletos técnicos de Sappi. Sappi ha condensado sus conocimientossobre el papel con el fin de inspirar a sus clientes para que aspiren a ser los mejores.

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Water interference Mottling¿Es el agua un factor perturbador en laimpresión de offset?

Plegado y hendidode hojas de papel estucado despuésde ser impresos en offset

Encuadernación encoladaDesarrollos en las industrias papelera y deimpresión que afectan a la encuadernaciónrústica fresada en la elaboración de libros.

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Tecnología de impresiónLa tecnología de la impresión offsetde pliegos y a bobina

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Sappi Fine Paper EuropeSappi Europe SA154 Chausseé de la HulpeB-1170 BrusselsTel. + 32 2 676 97 36Fax + 32 2 676 96 65

sappiThe word for fine paper

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La fabricación de papelDe la madera al papel estucado

Verarbeitung von MattpapierWarum verdienen Mattpapierebesondere Beachtung?

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Imprimir en papel mate¿Por qué merecen los papeles mate unaconsideración especial?

Este folleto técnico, así como otros, se ofrece gratuitamente y sepuede pedir por Internet en la direccción:

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El clima y el papel, el séptimo folleto de Sappi Idea Exchange

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En la filosofía de Sappi, poder ayudar a los tipógrafos y diseñadores gráficos a optimizar su uso del papel es un objetivo muyimportante. Compartimos nuestros conocimientos con nuestros clientes, ofreciéndoles en la página web Sappi Idea Exchangeinformaciones y especificaciones técnicas, ideas, muestras y hasta series completas de folletos informativos.

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Instrumentos de medida electrónicos

En la práctica de la medición de la humedad se han impuestolos instrumentos de medida electrónicos con indicacióndigital. Se caracterizan por su respuesta rápida ante lasvariaciones de humedad, así como por un control y ajustefáciles.

La mayoría de los aparatos del comercio se basan en elprincipio de la medición de la conductividad o trabajansegún el método capacitivo.

En los instrumentos del primer tipo la señal de mediciónutilizada es la variación de la conductividad de un electrólitohigroscópico (por ejemplo el cloruro de litio) en función de laabsorción de vapor de agua.

El principio de los higrómetros capacitivos se basa en lamedición de la variación de la capacidad de un dieléctrico(aislante) en función de la absorción de vapor de agua. Estamedida depende de la humedad relativa del aire ambiental.

Existen sondas de medición de varias formas adaptadas alas diferentes tareas de medición:

� Sondas de espada para realizar mediciones en las pilasde papel,

� Sondas de contacto para mediciones en la superficie depliegos y bobinas de papel,

� Sondas para la medición de la humedad del aire del localy el consiguiente control de sistemas de humectación yclimatización.

Los dispositivos de ajuste que vienen con los aparatospermiten una calibración segura y fácil de los instrumentosde medida electrónicos. La célula de medición incorporadaen la punta de la sonda está protegida por un cierre herméticoal aire. La humedad del aire se ajusta mediante solucionessalinas contenidas en un espacio diminuto, ubicado directa-mente debajo de la célula de medición.

El valor indicado por el instrumento se compara con el índicede la solución salina, asegurándose que se repete la tempera-tura requerida para la solución salina en cuestión.

Sonda de espada

Sonda de contacto superficial

lX Conclusión

El contenido del presente folleto es el resultado de una estrecha colaboración con la asociación FOGRA, así comode la recopilación de experiencias de aplicación técnica.

Queremos dar las gracias por su apoyo y ayuda a

FOGRAForschungsgesellschaft Druck e. V., Münchenwww.fogra.org

por poner a nuestra disposiciónlos fragmentos del informe“Praxis Report 50“ de FOGRAEl clima, el papel y la impresiónde Dipl.-Ing. (FH) Karl-Adolf Falter, 1998

Por cedernos material gráfico queremosdar las gracias a las firmas:

Rotronic Messgeräte GmbH, Ettlingenwww.rotronic.de

MAN Roland Druckmaschinen AG, Augsburgwww.man-roland.com

Wilh. Lambrecht GmbH, Göttingenwww.lambrecht.net

DRAABE Industrietechnik GmbH, Hamburgwww.draabe.de

17 18

Índice

I Introducción

� La situación de la industria 2papelera y tipográfica

� La situación de las imprentas 3y empresas de transformación de papel

II Definición de los conceptos básicos

� Tiempo, clima, ambiente 4y clima ambiental

� Temperatura y humedad del aire, 5humedad absoluta y relativa del aire

� Punto de rocío, humedad de los cuerpos, 6contenido absoluto de humedad y humedadde equilibrio

III El impacto del ambiente del local en la planeidad del papel

� Impacto de la humedad del aire, 7bordes ondulados y abombamiento

� Impacto de la temperatura del local 8� Impacto de la humedad en la tendencia 8

al abarquillado del papel� Impacto de la humedad de la pila de papel 8

y de la temperatura en el secado de la tinta

IV Correlación entre el ambiente y los problemas de impresión

� Alteraciones dimensionales del papel 9� Carga del papel con electricidad estática 9

V ¿Qué posibilidadestiene el impresor?

� El ambiente en la sala de impresión 10� Manejo del papel 10

VI Particularidades en la 11impresión offset a bobina

VII Problemas en laimpresión offset a bobina

� Ampollado 12� Roturas al plegar 13� Ondulación 14� Cubierta más corta que la tripa 15

VIII Medición de la temperaturay de la humedad

� Medición de la temperatura 16y de la humedad relativa del local

� Determinación del contenido 16de humedad del papel

� Medición de la humedad 16de equilibrio del papel

� Instrumentos de medida electrónicos 17

lX Conclusión 18

El clima y el papelInterrelaciones entre el clima y elprocesado de papeles estucados

1

l Introducción

La situación de la industria papeleray tipográfica

Desde los comienzos de la fabricación industrial del papel existeel debate sobre el impacto del clima en el almacenamiento yel transporte, así como en los procesos de impresión ytransformación del papel. Muchas generaciones han tenido queinteresarse por estas interacciones, casi siempre indeseadas,entre clima y papel, y en las publicaciones especializadasabundan los trabajos sobre la medida de la humedad y de latemperatura. Pese a las largas experiencias con la temática,hay más de un fenómeno que no se ha podido aclarar oexplicar del todo hasta la actualidad. En la práctica siguenexistiendo muchas interpretaciones equivocadas, sobre todo encuanto a las correlaciones entre el clima, el papel y la impresión.

En las plantas de producción modernas de la industria papelera,el papel que se fabrica para la posterior transformación en laimpresión offset de pliegos, suele tener una humedad relativa del50% +/- 5%. Los índices de humedad de los papeles empleadosen el offset a bobina son parecidos o inferiores, en función dela calidad del papel. Estos valores de humedad son controladoscontinuamente después de cada fase del proceso de impresión.

Con el fin de conservar unas características climáticas óptimasde cara a la posterior impresión, el papel se envuelve despuésde su fabricación en un embalaje que lo protege de los cambiosclimáticos del entorno. Las posibilidades que tiene la industriapapelera para controlar la reacción del papel, es decir de las fibrasde celulosa, frente a los impactos climáticos en la imprenta, la salade encuadernación o el entorno del usuario, son escasas o nulas.

Como fabricante de papel a nivel mundial, Sappi cubre el 25%del mercado occidental de papeles estucados de pasta química.Sappi Fine Paper Europe produce papeles estucados en sieteplantas industriales europeas. Mediante la tecnología másreciente se fabrican principalmente papeles estucados depasta química para la industria tipográfica. Para Sappi la inno-vación y los desarrollos continuos constituyen sus prioridades.

En su planta de Gratkorn (Alemania) Sappi elabora papelesestucados de pasta química en la máquina de papel más grandey moderna del mundo. Tanto esta planta como las otras fábricaseuropeas de Sappi gozan de una larga tradición en la fabricaciónpapelera. A lo largo del tiempo, diferentes fábricas con ela-boración de pasta integrada han determinado de maneraespecial la historia de la tecnología papelera.

Planta papelera de Sappi Ehingen

2

3

La situación de las imprentas y empresasde transformación de papel

En condiciones normales las imprentas y empresas detransformación de papel no tienen que enfrentarse conmuchos problemas relacionados con factores climáticos.Las influencias climáticas no suelen investigarse hasta queno causen problemas de impresión como por ejemplo el remosqueo, los problemas de registro, la formación de arru-gas y la tendencia al abarquillado. Naturalmente, estos pro-blemas surgen con más frecuencia en las estaciones delaño con condiciones climáticas más severas (veranos muycalurosos o inviernos muy fríos). En estos periodos un trata-miento indebido del papel, especialmente el desembalajeantes de tiempo y el subenfriamiento del papel, así como lassalas de imprenta y de encuadernación con condicionesclimáticas inadecuadas, pueden tener consecuencias muygraves para la planeidad y las propiedades de impresión delpapel.

El presente folleto quiere aclarar algunas correlaciones, enla mayoría de los casos indeseadas, y facilitar al usuarioinformaciones y consejos acerca de un tratamiento apropiadodel papel estucado que le permitan un perfecto control delproceso de impresión.

ll Definición de losconceptos básicos

Cuando hablamos de tiempo, nos referimos al estado de laatmósfera en un lugar y momento dados. La noción máscompleja de clima sin embargo se refiere más bien al tiempoque se observa durante un periodo largo en una zonadeterminada. Para definir y describir el clima con ciertaaproximación se usan diferentes características climáticascomo por ejemplo la temperatura, la humedad y presiónatmosféricas, las precipitaciones, la dirección y fuerza delviento o las horas de sol.

El concepto de ambiente (clima de un local) se usa paradesignar el estado del aire en un local, en el cual las personasy objetos están parcial o totalmente protegidos de la influenciadel clima exterior. El clima de un local, es decir del aire delentorno inmediato es determinante para el bienestar de unapersona y para el desarrollo de los procesos de producción,así como para el almacenamiento de materiales sensibles ala temperatura y a la humedad.

Al hablar del clima de un local, se suele diferenciar desdeuna perspectiva práctica entre locales no acondicionadosy locales acondicionados. En los primeros, el clima no semodifica por medios artificiales. Por su parte, el clima de loslocales acondicionados es modificado mediante la cale-facción o sistemas de humidificación y deshumidificación.

El clima de un local que no está totalmente climatizadodepende en gran medida del clima exterior. Si en los periodosde frío se emplea un sistema de calefacción en un localacondicionado sin que este local esté climatizado al mismotiempo, la humedad relativa del aire interior tiene un com-portamiento opuesto al del aire exterior. Los índices dehumedad medidos en los locales son muy bajos en invierno,es decir durante el periodo de empleo de la calefacción,registrándose los valores máximos en verano.

El clima ambiental es un concepto que se refiere al estadodel aire en la proximidad inmediata de un objeto, por ejemplode una pila o una bobina de papel.

4

Data logger HygroLog-D

El aparato de adquisición y almacenamiento de datos,data logger, permite registrar la temperatura y humedadatmosféricas durante un año. Su intervalo de medición esprogramable entre 15 s y 120 min.

5

Temperatura del aire

La temperatura del aire es una medida para indicar su estadocalorífico, es decir el estado energético de las moléculas de gasque contiene, que son principalmente nitrógeno y oxígeno.

Con la absorción de energía calorífica crece la temperaturadel aire, se acelera la agitación de las moléculas y aumentael volumen del aire.

Humedad del aire

El aire contiene en cada momento humedad en forma de vaporde agua. La humedad del aire se indica o como humedadabsoluta, es decir como contenido absoluto de agua, o biencomo humedad relativa. A continuación vamos a dar lasdefiniciones de los dos conceptos.

Humedad absoluta del aire

Este concepto corresponde a la relación entre la masa delvapor de agua y el volumen del aire, es decir a la cantidad deagua en gramos que contiene un metro cúbico de aire. Lahumedad absoluta del aire no tiene mucha importancia en lapráctica, ya que omite una magnitud climática determinante,es decir la temperatura.

Punto de rocío

Al enfriarse el aire caliente hasta una temperatura determi-nada (punto de rocío) se produce la condensación del vaporde agua contenida en él. Esta condensación, debida alenfriamiento del aire hasta su punto de rocío, es la base demedición de la humedad relativa.

Humedad relativa del aire

A temperatura dada, la capacidad del aire de absorber aguaen forma de vapor de agua está limitada. Cuanto mayor esla temperatura del aire, más agua puede recibir. Una vez elaire ha absorbido la cantidad máxima de agua, correspon-diente a la temperatura concreta, se dice que el aire estásaturado. De la relación entre la humedad absoluta en unmomento dado y la humedad máxima a la temperatura encuestión, se deriva la humedad relativa:

Visto que la humedad máxima del aire depende en granmedida de la temperatura, la humedad relativa tambiénvaría en función de ella, al contrario que la humedad absoluta.

Estas correlaciones están representadas en el diagrama dela página 6, que permite la lectura del valor de la humedadrelativa en función de la temperatura y la humedad absoluta,o al contrario, la humedad absoluta en función de la humedadrelativa del aire.

termohigrómetro registrador

En la medición de la temperatura existen dos puntosde referencia:

0 °C = temperatura de fusión del hielo

y

100 °C = temperatura de ebullición del agua al niveldel mar.

humedad =humedad absoluta del aire

x 100 (%)relativa humedad absoluta máxima del aire

para esa temperatura

El termohigrómetro permite registrar la temperaturay la humedad del aire en un periodo de 24 horas o de7 días.

6

Humedad de los cuerpos sólidos

Un sólido poroso como el papel contiene agua en forma devapor en los poros grandes y en forma de líquido en loscapilares estrechos de su estructura molecular. De formaanáloga al aire, el contenido de humedad de los cuerpossólidos se puede definir de dos maneras.

Contenido absoluto de humedad

El contenido de humedad indicado en % se suele definircomo la proporción de la masa de agua contenida en elpapel en función de la masa del material. El contenido absolu-to de humedad sirve principalmente de parámetro de medi-ción y control en la fabricación papelera, siendo su impor-tancia en la impresión y transformación del papel algomenor.

Humedad de equilibrio

Un cuerpo poroso como el papel tiende a alcanzar un esta-do de equilibrio de humedad con el aire de su entorno. Deahí que el aire contenido en una pila de papel, entre los dife-rentes pliegos, se encontrará siempre en equilibrio de hu-medad con el papel. La humedad de equilibrio indica la rela-ción entre la humedad del material y la humedad del medioenvolvente. Al ser los dos contenidos de humedad aproxi-madamente idénticos, no se producirá transferencia de hu-medad alguna entre el papel y el aire del entorno.

Si los índices de humedad del papel y del aire son muy dife-rentes, el papel intentará adaptarse a su entorno absorbien-do o desprendiendo humedad.

Humedad relativa del aire en función de la temperatura

30

25

20

15

10

5

0 10 20 30

10%

100%

90%

80%

70%

60%

50%

40%

30%

20%

Pre

sión

de

vapo

r de

agu

a en

mm

Hg

gH2O

/m3

aire

40

30

20

10

Temperatura del aire en °C

Hum

edad

rela

tiva

del a

ire

Presión de saturación del vapor de ag

ua

7

lll El impacto del ambiente dellocal en la planeidad del papel

Impacto de la humedad del aire

Los pliegos con bordes ondulados o deformados porabombamiento constituyen un problema, especialmente enla impresión offset, ya que el contacto en toda la superficieentre el cilindro de mantilla y el cilindro de contrapresiónprovoca una deformación de la hoja en la zona de impresión,que a su vez puede ocasionar efectos indeseados como elremosqueo, las faltas de registro o la formación de arrugas.

Los bordes ondulados en el pliego se producen cuandola humedad de la pila de papel es inferior a la humedadambiental, es decir cuando un papel demasiado seco estásometido a un entorno de humedad superior o cuando unpapel de humedad normal se somete a un ambiente excesiva-mente húmedo. Esto puede ocurrir sobre todo en los mesesde verano con altas temperaturas e índices de humedad,y cuando el papel se almacena o imprime en locales sinclimatizar. Asimismo puede producirse el ondulado durante

el transporte del papel en embalajes no estancos al vaporo por el almacenamiento en un entorno excesivamentehúmedo. Por otro lado, cuando en los meses de invierno laspilas de papel frías y ya desembaladas se pasan al airecaliente de la sala de imprenta, el aire del local se enfría,sufriendo un fuerte incremento de su humedad relativa. Entodo caso los bordes del pliego absorben humedad, lo queocasiona la ondulación de éstos, debido a su mayor dilatacióncon respecto al centro de la hoja.

El ambombamiento del papel se produce cuando una pilade papel con índice de humedad normal se somete al aireambiental excesivamente seco. Se evapora el agua de losbordes del pliego, por lo que éstos se contraen con respectoal núcleo de la hoja. El efecto se observa sobre todo en losmeses fríos del año cuando la humedad relativa en lasnaves de trabajo sin climatizar o humidificar puede bajarhasta tomar valores inferiores al 20%.

Un embalaje con material estanco al vapor de agua constituyeuna protección eficaz contra los impactos de la humedad.Sin embargo es muy importante procurar que el embalajeno sufra daños y quede íntegro.

Con una variación del equilibrio de humedad correspondientea un 5 % de humedad relativa no suele producirse ningunaondulación de bordes ni abombamiento de los pliegos. Unadiferencia del 8 al 10% de humedad relativa puede consider-arse como límite crítico en este sentido.

Transferencia de humedad en las pilas de papel

Interacción entre la humedad relativa del localy la humedad de la pila de papel

Las flechas indican absorción o desprendimiento dehumedad de la pila

Abombamiento

Bordes ondulados

Medición de la humedad relativa con un higrómetro de espada

8

Impacto de la temperatura del local

El impacto de la temperatura en la humedad de la pila depapel no es muy importante. Pero aún así es un factor quehay que tener en cuenta, ya que la humedad relativa dependede ella. De ahí que al observar una diferencia entre latemperatura de la pila de papel y la del local, el papel debepermanecer dentro de su embalaje hasta que se hayaestablecido una convergencia suficiente de ambos valores.

En la práctica, el tiempo de almacenamiento de una pila depapel depende de la diferencia de temperatura y del tamañode la pila. El diagrama representado a la derecha indica lostiempos de compensación que hay que respetar. Cabemencionar que los tiempos de compensación indicadospueden variar en función del tipo de papel y su respectivaconductividad térmica.

Impacto de la humedad en la tendencia alabarquillado del papel

La tendencia al abarquillado del papel depende en granmedida de las oscilaciones de la humedad. Por otra partetambién se produce por el hinchamiento o la contracción de

las fibras de papel en sentido transversal (véase figuraabajo). Al humidificar solamente una cara de papel, el hin-chamiento de las fibras provoca una dilatación unilateralque a su vez produce un abarquillado de la hoja hacia su caraseca. Una vez alcanzado el equilibrio de humedad dentrode la estructura del papel, se vuelve a establecer la planeidadinicial, a no ser que fuera evitada por una distribución irregularde las fibras.

Impacto de la humedad de la pila de papel yde la temperatura en el secado de la tinta

Un valor excesivamente elevado de la humedad de equilibriodentro de la pila de papel puede retrasar considerablementeel secado de la tinta. Con una humedad de equilibrio dehasta un 60% el tiempo de secado de la tinta no suele alargarsede forma significativa. Superándose este valor en la pila, laralentización es tan marcada que se puede triplicar el tiempode secado del papel.

El subenfriamiento de las pilas también suele incidir deforma negativa en el secado de las tintas de impresión. Asípor ejemplo, el almacenamiento transitorio en un local frío(caída de temperatura de 25 °C a 5 °C) puede hacer que eltiempo de secado de la tinta pase de 10 a 50 horas.

Comportamiento de dilatación de una fibra de papel

Tiempo de compensación térmica de una pila de papel en función de la dife-rencia de temperatura y del volumen de la pila

0 10 20 30 40

0,15

0,35

0,70

2,5

m3

1,5

Tiem

po n

eces

ario

par

a la

com

pens

ació

nde

tem

pera

tura

(hor

as)

Diferencia de temperatura (°C)

20

0

40

60

80

100

120

140

160

180

– 1 día

– 2 días

– 3 días

– 4 días

– 5 días

– 6 días

– 7 días

Orientación de las fibras

Dirección de dilata-ción de las fibras

9

lV Correlación entre el ambientey los problemas de impresión

Las fibras vegetales que constituyen la materia prima principaldel papel son higroscópicas, es decir que absorben o des-prenden agua en función de la humedad del aire en su entorno.

El contenido de humedad de un papel depende sustancial-mente de la naturaleza de las materias primas que contiene,pero también de su forma de elaboración. Un refino másmagro de las fibras de papel conduce a una mayor absorciónde agua, debido principalmente al aumento de la superficie.

Las cargas minerales, como por ejemplo el carbonato decalcio y el caolín no influyen en el intercambio de humedad.De ahí que los papeles con alta proporción de cargas conten-gan menos humedad que los papeles menos cargados. Elencolado del papel tiene poca importancia para su contenidode humedad.

Según la naturaleza del papel, el contenido de humedadpuede influir en sus propiedades. Así por ejemplo, existeuna correlación entre la humedad del papel y su longitud derotura, su resistencia al plegado y su lisura superficial.

Mientras que los factores arriba mencionados sólo ocasionanperturbaciones del proceso de trabajo en condicionesclimáticas muy desfavorables, la electricidad estática y lasalteraciones dimensionales son fenómenos que causan frecuentes problemas en la práctica.

Por otra parte los desajustes en el registro también puedenser originados por el paso imperfecto del papel por la máquinade impresión.

Alteraciones dimensionales del papel

La fibras vegetales pueden absorber o desprender humedad,en función de la humedad relativa de su entorno. Según el casoesto conduce a un hinchamiento o a una contracción de lasfibras. Las alteraciones dimensionales de este tipo afectanmucho más al diámetro de la fibra que a su longitud. En lafabricación de papel, las fibras se orientan principalmente ensentido paralelo al desplazamiento de la tela formadora. Poreste motivo los cambios dimensionales son mucho más im-portantes en dirección transversal que en la dirección depaso del papel por la máquina. En función del papel, las

dilataciones causadas por la humedad pueden alcanzarentre el 0,1 % y el 0,3 % en dirección de paso y entre el 0,3 %y el 0,7 % en sentido transversal. Estos valores se puedenverificar en la prueba de higroexpansividad según la normaDIN/ISO 8226-1, pero no suelen alcanzarse en la práctica.

En condiciones reales una variación de la humedad relativadel 10% puede provocar una alteración dimensional ensentido transversal del 0,1 al 0,2 %, lo que corresponde auna dilatación o contracción de 1 a 2 mm en un pliego de100 cm de anchura. Estas desviaciones pueden manifestarsecomo desajustes de registro en la impresión.

Afortunadamente la mayoría de los impresores conoce bieneste problema, y es posible tomar contramedidas apro-piadas en la fase de preparación o en el proceso mismo dela impresión. Por otra parte, gracias al uso de equiposhumectadores modernos y de planchas offset “con reducidacantidad de agua“, así como por la adición de alcohol alagente humectador y no en último lugar por las elevadasvelocidades de impresión actuales (con tiempos reducidosde permanencia en la máquina de impresión) se han podidoeliminar prácticamente los problemas de registro causadospor absorción de humedad.

Carga del papel con electricidad estática

La adherencia de los pliegos entre sí, que se observa aveces en la impresión, se debe en muchos caso a la cargadel papel con electricidad estática.

La electricidad estática se produce principalmente porfrotamiento o contacto directo con otros materiales y alseparar el papel de éstos. El fenómeno se manifiesta sobretodo al trabajar papeles demasiado secos en entornos debaja humedad relativa.

En la práctica se ha confirmado un valor del 40 al 42 %como umbral inferior crítico, tanto para la humedad delpapel como para la humedad relativa del aire de la sala deimpresión.

La carga electroestática y las fuerzas de atracción resultantespueden hacer que la máquina de impresión aspire variospliegos de la pila de entrada a la vez, o que el colchón de aireaislante entre los pliegos de la pila de salida se suprima dema-siado rápido, de modo que la última hoja impresa con la tintatodavía húmeda se coloque en el reverso del pliego anterior.

V ¿Qué posibilidades tiene el impresor?

El ambiente en la sala de impresión

Actualmente casi todos los locales usados para el tratamientodel papel están equipados con sistemas de humectación.Gran parte de estos sistemas de la última generación (verfoto abajo) trabajan de forma automática y casi no necesitanmantenimiento. Especialmente en los meses fríos de inviernocon índices de humedad relativa muy bajos, los trenes dehumectación instalados en los almacenes de la imprenta ylas salas de impresión garantizan un clima óptimo. Conayuda de aire comprimido los humedecedores dispersanuna niebla de agua a través de sus boquillas. La gama dehumedad deseada se puede ajustar en el aparato que aseguradespués la regulación automática de la humedad relativadel aire.

Manejo del papel

Las imprentas deberían aplicar las siguientes reglasgenerales, especialmente en las estaciones críticasdel año:

� Hay que prever un tiempo suficiente decompensación de temperatura, ya que el papel es un mal conductor térmico.

� El embalaje nunca debería abrirse hasta que elpapel se introduzca en la prensa para su impresión,porque la envoltura protege el papel contra lasoscilaciones climáticas.

� El secado por infrarrojo debe emplearse congran cuidado para evitar una disminución dela humedad relativa del papel.

� Durante el secado, el papel no debe estar expuestoa temperaturas muy bajas ya que éstas alargansustancialmente el tiempo de secado.

� Se tienen que evitar daños en el embalaje del palet,y los usados en parte se tienen que volver a embalardebidamente.

10

Sistemas de humectación del aire EuroFog

11

Vl Particularidades en la impresión offset a bobina

El proceso heat-set-web-offset (variante de offset con secadomediante calor) requiere una adaptación de la humedad delpapel a esta tecnología de impresión con su especial sistemade secado.

En la impresión offset multicolor a bobina de papeles estu-cados, la banda de papel impresa por ambos lados sesomete a un secado térmico después de pasar por el últimogrupo impresor. Una película de tinta de impresión que noesté bien seca se adheriría a las barras de inversión, losrodillos guía y el embudo plegador, lo que ensuciaría losimpresos y evitaría un plegado normal de la banda de papelen la plegadora.

Las tintas para el proceso heat-set se solidifican mediante laevaporación de los aglutinantes muy fluidos contenidos enellas. Para conseguir esta vaporización la banda de papelimpresa pasa por un horno de secado con varias seccionesmantenidas a diferentes temperaturas. La primera secciónpresenta normalmente la mayor temperatura, que posterior-mente va decreciendo de sección en sección.

El secado de la tinta de impresión se efectúa con elevadastemperaturas de aire, ya que la rotativa imprime con altavelocidad, lo que obliga a limitar el tiempo de permanenciade la banda de papel en la sección de secado. Al salirdel horno, la banda de papel presenta normalmente unatemperatura de entre 100 y 130 °C, en función de la calidady gramaje del papel, así como del grado de cobertura delcolor.

Esquema de una máquina de impresión offset a bobina

Impresión de dos lados en un grupo impresor

12

Vll Problemas en laimpresión offset a bobina

Ampollado (blistering)

Al secarse la tinta de impresión, también se seca el papel.En el caso de trabajar un papel sensible al blistering o al someterlo a temperaturas de secado muy elevadas, puedeproducirse un ampollado en zonas con gran volumen detinta. El calentamiento brusco de la banda de papel ocasiona la formación de vapor de agua en la estructurainterna del papel. Debido al estucado y la aplicación degrandes volúmenes de tinta de impresión en ambos ladosde la banda, el vapor de agua no puede desprendersedel papel. Se produce un efecto de desintegración en laestructura del papel, ocasionando un ampollado en laszonas impresas (véanse fotos abajo).

Desde el punto de vista tecnológico, el ampollado dependede forma decisiva del espesor de la capa de color y de latemperatura del aire caliente en la sección de secado.

Cuanto más gruesa sea la capa de color, más baja es lapermeabilidad al vapor de la superficie del papel. Al crecer latemperatura del aire caliente también aumenta la cantidad yla presión del vapor de agua que se va formando en laestructura del papel.

Por eso el método más apropiado y más fácil para evitar elampollamiento es la disminución de la temperatura delaire caliente de secado. Y para obtener una solidificaciónsuficiente de la película de las tintas de impresión, no quedaotra solución que la de reducir la velocidad de impresión.

Visto que el ampollado sólo se produce en impresos conaplicación de grandes cantidades de tinta en ambos lados, lareducción del espesor de las capas de tinta – por ejemplomediante la reducción de color de fondo (UCR) o el uso decolores no matizados - puede tener un efecto favorable.

Los factores determinantes relacionados con el papel sonla naturaleza del aglutinante y de los pigmentos estucados,la cantidad del aglutinante y del estucado, así como ladensificación de la superficie mediante el satinado.

El contenido de humedad del papel es naturalmente un factormuy importante. En los papeles estucados para la impresiónoffset a bobina, los valores de equilibrio del contenido dehumedad son a menudo inferiores a los de la impresión offsetde pliegos. Esta tendencia está más marcada en los papelesde pasta química que en los de pasta mecánica.

Ampollado

Ampollado

13

Roturas al plegar

Estas roturas son un tipo de defecto encontrado frecuente-mente en la impresión offset a bobina, especialmente al traba-jar papeles de pasta mecánica. Los pliegues rotos o muyfrágiles pueden causar paradas de máquina y convierten elimpreso en un producto inutilizable.

La causa principal de las roturas en pliegue es la acción delas elevadas temperaturas en la sección de secado y/o laaplicación de presiones excesivamente altas en el aparatode plegado de la rotativa.

La temperatura del aire caliente se debe ajustar de tal modoque garantice un secado suficiente de las tintas de impresión,evitando al mismo tiempo un secado excesivo del papel.

La presión de los rodillos de pliegue se ha de controlarcuidadosamente y tiene que ser adaptada al calibre delpapel.

Roturas en pliegue

Papeles con gramaje > 72 g/m2

área crítica< 10 N/15 mm(las roturas en pliegue se deben al papel)

área intermediade 10 N/15 mm a 15 N/15 mm(las roturas en pliegue pueden ser causadas por el papelo por el proceso de impresión)

área no crítica> 15 N/15 mm(las roturas en pliegue no se deben al papel)

Papeles con gramaje < 72 g/m2

área crítica< 10 N/15 mm(las roturas en pliegue se deben al papel)

área intermediade 10 N/15 mm a 12,5 N/15 mm(las roturas en pliegue pueden ser causadas por el papelo por el proceso de impresión)

área no crítica> 12,5 N/15 mm(las roturas en pliegue no se deben al papel)

Estos valores de resistencia final se aplican tanto endirección longitudinal como en dirección transversaldel papel.

El papel debería presentar unos valores de resistencia finales que según las recomendaciones de FOGRA son los siguientes:

Ondulación

La ondulación más o menos marcada de los papelesestucados sigue siendo una de las características típicas dela impresión offset a bobina. Su orientación es paralela a ladirección de impresión, es decir al desplazamiento delpapel. La principal característica del papel que influye en laondulación es su resistencia transversal. Los papeles conorientación de fibras sustancialmente longitudinal son mássensibles a la ondulación. Curiosamente los papeles degramaje reducido tienden con mayor frecuencia a la ondulaciónque los papeles de gramaje superior.

La composición de la forma es un factor determinante parala ondulación. Si los elementos gráficos con alta proporciónde tinta alternan con zonas de papel sin imprimir, la ondulaciónpuede ser especialmente marcada. Es muy difícil, o prácti-camente imposible, remediar la ondulación durante el procesode impresión.

Lo contrario ocurre con la ondulación que ya se puedeobservar antes de llegar el papel al alimentador de la rotativa.Esta ondulación “por tracción“ se puede atenuar disminuy-endo la tensión de la banda de papel. Sin embargo, no esposible eliminarla del todo, ya que se precisa una tensiónmínima para transportar el papel sin formación de arrugas yfaltas de registro.

Los índices de humedad medidos en pilas de pliegosplegados después de su impresión demuestran que elsecado con aire caliente elimina la casi totalidad del aguacontenida en la estructura del papel. Por regla general, lahumedad de equilibrio corresponde aproximadamente a un10%.

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Ondulación

Ondulación

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Cubierta más corta que la tripa

Este problema, que surge en los productos de impresión ala hora de combinar una tripa procedente de la impresiónoffset a bobina con cubiertas impresas en una prensa offsetde pliegos, se debe a la fuerte deshumectación del papel enel secado por aire caliente. Esta pérdida extrema de hume-dad provoca un encogimiento del papel que puede alcanzarvalores del 0,3 al 0,7 %. Cuando después de encuadernar yrecortar el producto impreso, el papel vuelve a adaptarseprogresivamente a la humedad de su entorno, absorbiendootra vez humedad, se dilata de nuevo. Si en este proceso derecuperación las hojas interiores se dilatan más que las cubier-tas, pasando los límites de éstas, se produce el comentadodefecto.

La mejor manera de evitar o reducir el problema en losproductos impresos en rotativas offset, es la rehumectaciónoptimizada del papel. El objetivo de este tratamiento eshumedecer la banda entera de papel después de pasar por lasección de secado, obteniendo de esta manera un aumentouniforme de la humedad del papel. Esta rehumectacióntiene un efecto favorable en la planeidad del papel, al tiempoque elimina o reduce las cargas electroestáticas.

En la mayoría de los casos los sistemas de rehumectacióntambién pueden instalarse sin problemas en las prensas off-set a bobina ya existentes.

Para regular la humedad y la temperatura se emplea unsensor digital de banda. Éste se instala encima de la bandaen movimiento, a poca distancia del papel pero sin estar encontacto con él. La humedad y la temperatura del papel forman en el entorno inmediato del sensor un microclimaque se puede medir perfectamente. El impacto del aireambiental varía de forma análoga al valor de medida, por loque es fácil compensarlo. Esta disposición permite vigilar deforma continua e ininterrumpida la calidad de papel, suminis-trando datos importantes para optimizar la rentabilidad.

Rehumectación

Sensor de banda

Sensor de banda digital para medir la humedad de equilibrio y la temperaturaen la banda en movimiento

TransmisorHygroFlex

Salida análoga

Sensor de banda

BFC-Dio

Sensor debanda BFC-Dio

Vlll Medición de la temperatura y de la humedad

Medición de la temperatura y de la humedad relativa del local

La fiabilidad de los datos extraídos de un diagrama, porejemplo la humedad relativa del aire en función de la variaciónde la temperatura, depende de la exactitud de las medidas.Las curvas indican que especialmente la medida de la tempe-ratura ha de realizarse con gran precisión. Se deben utilizartermómetros que permitan la lectura de medio grado y laestimación de décimas de grado.

Mientras que la medida de la temperatura con gran exactitud ysin instalaciones complejas es bastante fácil, la comprobaciónfiable de la humedad absoluta y de la humedad relativa delaire resulta más difícil.

Las dificultades prácticas de cualquier medición de la humedadresultan de la necesidad de registrar cantidades relativamentepequeñas de agua con alta precisión.

En el diagrama de la página 6 se puede comprobar que auna temperatura de 20 °C aproximadamente, basta unaumento del contenido de agua en 2 g/m3 para que lahumedad relativa incremente en un 10%.

Determinación del contenido dehumedad del papel

La determinación del contenido de humedad del papel sólose realiza en casos excepcionales en las imprentas y talleresde transformación del papel.

Medición de la humedad de equilibrio del papel

Al contrario que la determinación del contenido “absoluto“de humedad de los papeles de impresión, la comprobaciónde la humedad de equilibrio es una medida normal y corrienteen las imprentas y empresas de transformación.

Indica el índice de humedad relativa del aire ambiental con elque el papel en cuestión está en equilibrio. Si ambos valoresson más o menos idénticos, no habrá absorción ni despren-dimiento de humedad, con lo cual tampoco se alteraránlas propiedades del papel dependientes de la humedad, yespecialmente no habrá que temer problemas dimensionales.

Para determinar la humedad relativa del aire o por ende lahumedad de equilibrio del papel, se tiene que recurrir a lacomprobación de una magnitud mensurable, dependientede la humedad. Tales magnitudes, que varían en función dela humedad, son por ejemplo, el alargamiento de pelos, laconductividad de electrólitos o la variación de la resistenciaeléctrica de los semiconductores. Estos métodos se empleanfrecuentemente en la práctica en los sistemas de medición yregulación. Los métodos utilizados para calibrar los aparatosde medida de la humedad son muy exactos y se basan en lamedición del punto de rocío y la determinación de la diferenciapsicrométrica o del frío por evaporación. El informe “PraxisReport 50“ de FOGRA describe el funcionamiento de unhigrómetro de punto de rocío y de un psicrómetro.

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Los métodos correspondientes se han descrito detallada-menteen el informe “Praxis Report 50“ de la asociaciónalemana de investigación tecnológica para la industria gráficaFOGRA y damos a continuación un resumen de ellos:

� Método de armario térmico� Báscula de secado por infrarrojo� Determinación del contenido de agua mediante

secado por microondas� Determinación del contenido de agua mediante

absorción de microondas� Determinación del contenido de agua mediante

el método “Karl Fischer“� Otros métodos

El clima y el papel, el séptimo folleto de Sappi Idea Exchange

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En la filosofía de Sappi, poder ayudar a los tipógrafos y diseñadores gráficos a optimizar su uso del papel es un objetivo muyimportante. Compartimos nuestros conocimientos con nuestros clientes, ofreciéndoles en la página web Sappi Idea Exchangeinformaciones y especificaciones técnicas, ideas, muestras y hasta series completas de folletos informativos.

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Instrumentos de medida electrónicos

En la práctica de la medición de la humedad se han impuestolos instrumentos de medida electrónicos con indicacióndigital. Se caracterizan por su respuesta rápida ante lasvariaciones de humedad, así como por un control y ajustefáciles.

La mayoría de los aparatos del comercio se basan en elprincipio de la medición de la conductividad o trabajansegún el método capacitivo.

En los instrumentos del primer tipo la señal de mediciónutilizada es la variación de la conductividad de un electrólitohigroscópico (por ejemplo el cloruro de litio) en función de laabsorción de vapor de agua.

El principio de los higrómetros capacitivos se basa en lamedición de la variación de la capacidad de un dieléctrico(aislante) en función de la absorción de vapor de agua. Estamedida depende de la humedad relativa del aire ambiental.

Existen sondas de medición de varias formas adaptadas alas diferentes tareas de medición:

� Sondas de espada para realizar mediciones en las pilasde papel,

� Sondas de contacto para mediciones en la superficie depliegos y bobinas de papel,

� Sondas para la medición de la humedad del aire del localy el consiguiente control de sistemas de humectación yclimatización.

Los dispositivos de ajuste que vienen con los aparatospermiten una calibración segura y fácil de los instrumentosde medida electrónicos. La célula de medición incorporadaen la punta de la sonda está protegida por un cierre herméticoal aire. La humedad del aire se ajusta mediante solucionessalinas contenidas en un espacio diminuto, ubicado directa-mente debajo de la célula de medición.

El valor indicado por el instrumento se compara con el índicede la solución salina, asegurándose que se repete la tempera-tura requerida para la solución salina en cuestión.

Sonda de espada

Sonda de contacto superficial

lX Conclusión

El contenido del presente folleto es el resultado de una estrecha colaboración con la asociación FOGRA, así comode la recopilación de experiencias de aplicación técnica.

Queremos dar las gracias por su apoyo y ayuda a

FOGRAForschungsgesellschaft Druck e. V., Münchenwww.fogra.org

por poner a nuestra disposiciónlos fragmentos del informe“Praxis Report 50“ de FOGRAEl clima, el papel y la impresiónde Dipl.-Ing. (FH) Karl-Adolf Falter, 1998

Por cedernos material gráfico queremosdar las gracias a las firmas:

Rotronic Messgeräte GmbH, Ettlingenwww.rotronic.de

MAN Roland Druckmaschinen AG, Augsburgwww.man-roland.com

Wilh. Lambrecht GmbH, Göttingenwww.lambrecht.net

DRAABE Industrietechnik GmbH, Hamburgwww.draabe.de

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Omgevingsomstandigheden en papier, de zevende publicatie in een reekstechnische brochures, verzorgd door Sappi Idea Exchange

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Sappi heeft zich verplicht gesteld om drukkers en grafische ontwerpers te helpen papier op de beste wijze in te zetten. Wij doendit door onze kennis te delen met onze klanten en hen te voorzien van monsters, specificaties, ideeën, technische informatie eneen complete range van producten via Sappi Idea Exchange. U vindt meer informatie op onze website.

www.ideaexchange.sappi.com

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Elektronische meetapparatuur

Voor het meten van vochtgehalten zijn elektronische meet-apparaten met digitale displays inmiddels gemeengoedgeworden. Dit zijn apparaten die zeer snel reageren opvochtigheidsschommelingen en eenvoudig te gebruiken ente kalibreren zijn.

De gangbare apparaten werken in principe op basis vantwee meettechnieken – meting van geleidend vermogen encapacitieve meting.

In het eerste geval worden wijzigingen in het geleidendvermogen van hygroscopische elektrolyten (zoals lithium-chloride) als gevolg van de opname van waterdampgebruikt als meetsignaal.

Bij capacitieve hygrometers is de meting gebaseerd op wijzi-gingen in de capaciteit van een diëlektrikum (een niet-gelei-dend materiaal) als gevolg van de opname van waterdamp.In beide gevallen zijn de gemeten wijzigingen het resultaatvan verandering in de relatieve vochtigheid van de omge-vingslucht.

Voor de metingen zijn diverse, technisch onderscheidenapparaten beschikbaar:

� Zwaardmeters voor metingen in stapels papier

� Opzetmeters voor metingen bij papier in vellen of op rollen

� Apparatuur voor meting van de omgevingslucht tenbehoeve van de instelling van bevochtigingsinstallatiesen airconditioning

Met de voor dat doel meegeleverde hulpmiddelen kunnendeze apparaten op eenvoudige en betrouwbare wijze wordengekalibreerd. De meetcel wordt daartoe luchtdicht afgesloten.Vervolgens wordt direct onder de meetcel een zoutoplossingaangebracht, waardoor de luchtvochtigheid wordt ingesteld.

De waarde die deze zoutoplossing aangeeft, wordt vergelekenmet de door het apparaat gemeten waarde. Voor de zout-oplossing geldt een voorgeschreven temperatuur, die altijdmoet worden aangehouden.

Zwaardmeter

Opzetmeter

lX Slotopmerkingen

De inhoud van deze brochure is het resultaat van ervaringenuit de praktijk en nauwe samenwerking met de FOGRA.

Op deze plaats danken wij de FOGRA voor de gebodenassistentie

FOGRAForschungsgesellschaft Druck e. V., Münchenwww.fogra.org

en voor het beschikbaar stellen van teksten uit het FOGRA Praktijkrapport 50, “Klima, Papier und Druck” door Dipl.-Ing. (FH) Karl-Adolf Falter, 1998

Voor het beschikbaar stellen van beeldmateriaal danken wij:

Rotronic Messgeräte GmbH, Ettlingenwww.rotronic.de

MAN Roland Druckmaschinen AG, Augsburgwww.man-roland.com

Wilh. Lambrecht GmbH, Göttingenwww.lambrecht.net

DRAABE Industrietechnik GmbH, Hamburgwww.draabe.de

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Omgevingsomstandighedenen papierDe wisselwerking tussen omgevingsomstandigheden en de druktechnischeverwerking van gestreken papieren

sappi

Om

slag HannoA

rt Gloss 250 g/m

2, binnenwerk H

annoArt G

loss 150 g/m2, 2003, ©

Sappi E

urope SA

, comm

unications@eu.sappi.com

“Omgevingsomstandigheden en papier” is een van Sappi's technische brochures. Sappi heeft deze kennis over papierbijeengebracht om onze klanten te inspireren om het maximale uit zichzelf te halen.

sappi

Water Interference MottlingWater als storende factor in de offsetdruk?

Vouwen en rillenVerwerking van gestreken papierenna de vellenoffsetdruk

Garenloos binden: LijmtechniekenOntwikkelingen in de druk- en papier- industrie en de betekenis voor lijmtechnieken in de boekbinderij

sappi

Het drukprocesVellen-offset- en rotatie-offsetdruk

sappi

Het procesvan papierproductieVan hout tot gestreken papier

Verarbeitung von MattpapierWarum verdienen Mattpapierebesondere Beachtung?

sappi

Mat papier in de praktijkWaarom vereisen matte papieren speciale aandacht?

Deze en andere technische brochures zijn aan te vragen op onzeknowledge bank:

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Sappi Fine Paper EuropeSappi Europe SA154 Chausseé de la HulpeB-1170 BrusselsTel. + 32 2 676 97 36Fax + 32 2 676 96 65

sappiThe word for fine paper

El clima y el papelInterrelaciones entre el clima y elprocesado de papeles estucados

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Cubierta H

annoArt G

loss 250 g/m2, interior H

annoArt G

loss 150 g/m2, 2004, ©

Sappi E

urope SA

, comm

unications@eu.sappi.com

El folleto “El clima y el papel” es la continuación de la serie de folletos técnicos de Sappi. Sappi ha condensado sus conocimientossobre el papel con el fin de inspirar a sus clientes para que aspiren a ser los mejores.

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Water interference Mottling¿Es el agua un factor perturbador en laimpresión de offset?

Plegado y hendidode hojas de papel estucado despuésde ser impresos en offset

Encuadernación encoladaDesarrollos en las industrias papelera y deimpresión que afectan a la encuadernaciónrústica fresada en la elaboración de libros.

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Tecnología de impresiónLa tecnología de la impresión offsetde pliegos y a bobina

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Sappi Fine Paper EuropeSappi Europe SA154 Chausseé de la HulpeB-1170 BrusselsTel. + 32 2 676 97 36Fax + 32 2 676 96 65

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La fabricación de papelDe la madera al papel estucado

Verarbeitung von MattpapierWarum verdienen Mattpapierebesondere Beachtung?

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Imprimir en papel mate¿Por qué merecen los papeles mate unaconsideración especial?

Este folleto técnico, así como otros, se ofrece gratuitamente y sepuede pedir por Internet en la direccción:

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