En la impresión offset es muy frecuente obtener diferentes calidades de impresión con papeles de la misma categoría adquiridos a distintos fabricantes, que presentan valores similares en las propiedades más comunes. Este hecho origina defectos en la impresión que se traducen en pérdidas económicas. Esto unido a que cada día se es más exigente con la repetibilidad de la impresión y con cumplir normas o estándares hace que sea necesario mejorar las técnicas de caracterización del papel, con el fin de predecir los resultados en la impresión.
La caracterización del papel consiste en aplicar una serie de métodos analíticos para obtener información numérica de sus propiedades. En el caso de los papeles de impresión y escritura, estos análisis tratan de ofrecer información sobre su imprimibilidad. En esta línea de trabajo, los Laboratorios de Celulosa y Papel del INIA-CIFOR tienen más de 50 años de de experiencia en la caracterización de todo tipo de papeles, combinando para ello las tecnologías más tradicionales con los métodos más novedosos.
Por ejemplo, la porosidad del papel es el volumen de espacios vacíos presentes en la hoja. Como la porosidad real es muy difícil de medir, en las fábricas de papel se recurre a determinar la permeabilidad Bendtsen o Gurley, que miden la facilidad del aire para atravesar el papel. Estos métodos indirectos no dan información sobre el tamaño y el porcentaje de poros presentes en el papel, que juegan un papel muy importante en la forma en que se fijan y se secan las tintas sobre la superficie del papel.
Por otro lado, comienza a utilizarse en papeles de impresión la porosimetría por intrusión de mercurio. Esta técnica se basa en forzar la penetración de mercurio en los espacios vacios del papel, aplicando presiones crecientes que se relacionan con un determinado tamaño de poro. Así podemos obtener información más detallada sobre la estructura porosa de un papel, ya que además, del porcentaje de poros totales del papel, se determinan curvas de distribución de frecuencia de poros en función de su diámetro (Figura 1).
Otra propiedad del papel que afecta marcadamente la calidad de impresión es la rugosidad o lisura. Los métodos convencionales para determinar esta propiedad son la lisura Bekk, la Rugosidad Bendtsen y la Rugosidad PPS (Parker Print Surf), técnicas todas ellas basadas en flujos de aire entre la superficie del papel y un anillo metálico. El principal inconveniente de estos métodos es que no se obtiene información precisa sobre la topografía superficial del papel. Además, el resultado puede verse influenciado por otras propiedades del papel, como la compresibilidad y la porosidad de la superficie.
TÉCNICA NOVEDOSA
Como técnica novedosa, la perfilometría confocal está resultando muy adecuada para la obtención de representaciones topográficas de la superficie del papel. Este método se basa en un sensor de luz que recorre la superficie de la hoja a la vez que registra perfiles en 3D, mostrando imágenes como la que aparece en la Figura 2.
Una de las principales ventajas de la perfilometría con respecto a los métodos tradicionales es que aporta información mucho más detallada, y con el empleo de programas de software especializados se obtienen una gran variedad de parámetros estadísticos que caracterizan la superficie. Además, no hay influencia de otras propiedades del papel en los resultados, dado que durante el registro de datos no existe contacto directo entre el sensor y el papel.
Conocer la interacción entre distintos líquidos (soluciones de mojado, tintas, etc.) y la superficie del papel es muy interesante, ya que da información sobre su mojabilidad y su comportamiento en la impresión. Dicha interacción puede evaluarse a través de medidas de ángulo de contacto (α), que mide el ángulo formado entre el papel y una gota del líquido a estudiar (Figura 3).
Esta técnica permite evaluar diferentes propiedades de la superficie del un papel. Así, determinando el ángulo de contacto en el instante inicial (Figura 4; Tiempo: 0 s) se caracteriza la mojabilidad del papel por el líquido ensayado. También es interesante estudiar la evolución del ángulo de contacto con el tiempo (Figura 4), lo que permite cuantificar la absorción y la dispersión de los líquidos sobre el papel soporte. Esta información resulta muy valiosa para analizar los fenómenos que ocurren en los primeros instantes de la impresión, cuando las tintas y/o los agentes de mojado son transferidos al papel. Además, midiendo los ángulos de contacto iniciales entre el papel y líquidos modelo se determina la energía libre de superficie del papel. Esta propiedad está estrechamente relacionada con el comportamiento del papel frente a los diferentes líquidos implicados en la impresión.
Como se acaba de exponer, el empleo de nuevas técnicas para caracterizar la estructura y la superficie del papel permite mejorar el conocimiento sobre que propiedades del papel son las más determinantes en la impresión. De esta forma, se trata de ofrecer a los fabricantes de papel y a los impresores las herramientas necesarias para mejorar la imprimibilidad de los papeles.