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Tablero de fibra corrugado de cartón

El cartón es un material a base de papel grueso . Si bien no existe una diferenciación rígida entre papel y cartón, el cartón es generalmente más grueso (generalmente más de 0,30 mm, 0,012 pulgadas o 12 puntos ) que el papel y tiene ciertos atributos superiores como la capacidad de plegado y la rigidez. Según las normas ISO , el cartón es un papel con un gramaje superior a 250 g / m 2 , pero existen excepciones. [1] El cartón puede ser de una o varias capas.

El cartón se puede cortar y moldear fácilmente, es liviano y, debido a que es fuerte, se usa en el empaque . Otro uso final es la impresión gráfica de alta calidad, como portadas de libros y revistas o postales. El cartón también se utiliza en bellas artes para la creación de esculturas.

A veces se lo conoce como cartón , que es un término genérico que se usa para referirse a cualquier cartón pesado a base de pulpa de papel , sin embargo, este uso está desaprobado en las industrias del papel, la impresión y el empaque, ya que no describe adecuadamente cada tipo de producto.

Historia

En 1817, se produjo la primera caja de cartón en Inglaterra . Las cajas de cartón plegables surgieron por primera vez alrededor de la década de 1860 y se enviaron planas para ahorrar espacio, listas para ser instaladas por los clientes cuando las necesitaran. El troquelado mecánico y el plegado de espacios en blanco se desarrolló en 1879. En 1911 se construyó el primer molino de sulfato kraft en Florida . En 1915 se patentó el cartón de leche con tapa a dos aguas y en 1935 se observó la primera planta lechera que los usaba. El cartón para hornear se introdujo en 1974. [2]

Terminología y clasificación

Paquete de cigarrillos a prueba de aplastamiento hecho de cartón plegable

La terminología y las clasificaciones del cartón no siempre son uniformes. Las diferencias ocurren según la industria específica, el lugar y la elección personal. En general, a menudo se utilizan los siguientes: [3] [4]

Producción

Fábrica de cartón Metsä Board Tako cerca de Tammerkoski en Tampere , Finlandia

El material fibroso se convierte en pulpa y se blanquea para crear una o más capas de cartón, que se pueden recubrir opcionalmente para una mejor superficie y / o apariencia mejorada. El cartón de pasta se produce en máquinas de despulpado que pueden manejar gramajes más altos y varias capas.

Materias primas

El material fibroso mencionado anteriormente puede provenir de fuentes frescas (vírgenes) (por ejemplo, madera) o de papel de desecho reciclado . Alrededor del 90% del papel virgen se fabrica a partir de pulpa de madera . [5] En la actualidad, los envases de cartón en general, y especialmente los productos de fuentes sostenibles certificadas , están recibiendo nueva atención, ya que los fabricantes que se ocupan de cuestiones medioambientales, sanitarias y normativas buscan recursos renovables para satisfacer la creciente demanda. Ahora es obligatorio en muchos países que los envases de papel se fabriquen total o parcialmente a partir de material reciclado .

Las materias primas incluyen:

  • Madera dura : C. 0,05 pulgadas (1,3 mm) de longitud, por ejemplo, abedul que tiene fibras cortas. Generalmente es más difícil trabajar con él; sin embargo, proporciona mayor resistencia a la tracción, pero menor desgarro y otras propiedades de resistencia. Aunque sus fibras no son tan largas y fuertes como las de la madera blanda, hacen un producto más rígido definido por algunas pruebas de rigidez. Las fibras de madera dura llenan mejor la hoja y, por lo tanto, hacen un papel más suave, más opaco y mejor para imprimir. La madera dura es un excelente medio para ondular.
  • Madera blanda : C. 0,13 pulgadas (3,3 mm) de longitud, por ejemplo, pino y abeto, que suelen tener fibras largas y fabrican cartón superior en servicios donde la resistencia es importante. La madera blanda es un excelente tablero de revestimiento.
  • Reciclado : el papel usado se recolecta y clasifica y generalmente se mezcla con fibras vírgenes para hacer nuevo material. Esto es necesario ya que la fibra reciclada a menudo pierde resistencia cuando se reutiliza; las fibras vírgenes agregadas mejoran la resistencia. El papel de desecho mezclado no se suele destintar (saltándose la etapa de destintado) para la fabricación de cartón y, por tanto, la pulpa puede contener trazas de tintas, adhesivos y otros residuos que en conjunto le dan un color gris. Los productos fabricados con cartón reciclado suelen tener una composición menos predecible y peores propiedades funcionales que los tableros a base de fibra virgen. [6]Se han asociado riesgos para la salud con el uso de material reciclado en contacto directo con alimentos. Los estudios suizos han demostrado que el material reciclado puede contener porciones significativas de aceite mineral, que pueden migrar a los alimentos envasados. [7] Se encontraron niveles de aceite mineral de hasta 19,4 mg / kg en el arroz envasado en cartón reciclado. [8]
  • Otros : También es posible utilizar las fibras de Bagazo de Caña de Azúcar , Paja , Cáñamo , Algodón , Lino , Kenaf , Abacá y otros productos vegetales.

Pulping

Dos métodos principales para extraer fibras de sus fuentes son:

  • La fabricación de pasta química utiliza soluciones químicas para convertir la madera en pasta, con un rendimiento de alrededor de un 30% menos que la fabricación de pasta mecánica; sin embargo, la pulpa fabricada mediante el proceso kraft tiene una resistencia superior
  • La pulpa termomecánica es un proceso de dos etapas que da como resultado un rendimiento muy alto de fibras de madera a expensas de la resistencia.

Blanqueamiento

La pulpa utilizada en la fabricación de cartón se puede blanquear para disminuir el color y aumentar la pureza. La pulpa de fibra virgen es naturalmente de color marrón, debido a la presencia de lignina . El cartón reciclado puede contener trazas de tintas , agentes adhesivos y otros residuos que lo tiñen de gris. Aunque el blanqueo no es necesario para todos los usos finales, es vital para muchos propósitos gráficos y de empaque. Existen varios métodos de blanqueo , que se utilizan de acuerdo con una serie de factores, por ejemplo, el grado de cambio de color requerido, los productos químicos elegidos y el método de tratamiento. Hay tres categorías de métodos de blanqueo :

  • Blanqueo por deslignificación con cloro gaseoso , que es un método que ha sido reemplazado en gran medida por procedimientos más respetuosos con el medio ambiente, como el uso de oxígeno en sustitución del cloro gaseoso.
  • Blanqueo por oxidación con productos químicos como dióxido de cloro , peróxido de hidrógeno o hipoclorito de sodio .
  • Blanqueo por reducción con productos químicos como bisulfito de sodio . [6]

Plies

(1) una sola capa frente a (2) varias capas

El cartón multicapa generalmente tiene un rendimiento de plegado y plegado más alto que el de una sola capa como resultado de colocar diferentes tipos de pulpa en un solo producto. En los casos en que se utiliza el mismo tipo de pulpa en varias capas, cada capa separada se trata y se le da forma individualmente para crear la mejor calidad posible. [6]

Recubrimiento

Para mejorar la blancura, la suavidad y el brillo del cartón, se aplica una o más capas de revestimiento . El papel estucado suele estar compuesto por:

  • un pigmento , que podría ser arcilla china , carbonato de calcio o dióxido de titanio , generalmente una combinación de dos
  • un adhesivo o aglutinante como emulsiones de estireno-butadieno o almidones y agua .

Los componentes adicionales podrían ser OBA ( agentes abrillantadores ópticos ). [9]

Calificaciones

La norma DIN 19303 "Cartón - Términos y grados" (Fecha de publicación: 2005-09) define diferentes grados de cartón según el tratamiento de la superficie (primera letra), la materia prima principal (segunda letra) y el color (grado no D). o a granel (solo grado D) (numeración).

Primera letra
(tratamiento superficial)		Segunda letra
(mobiliario principal)		Número
  • A = revestido por fundición
  • G = pigmento recubierto
  • U = sin recubrimiento
  • Z = pulpa química virgen blanqueada
  • C = pulpa mecánica virgen
  • N = pulpa química virgen sin blanquear
  • T = fibra reciclada / secundaria con reverso blanco, crema o marrón
  • D = fibra reciclada / secundaria con dorso gris

Todos excepto los grados D:

  1. reverso blanco
  2. crema del reverso
  3. reverso marrón

Solo grados D:

  1. a granel ≥ 1,45 cm 2 / g
  2. 1,3 cm 2 / g <volumen <1,45 cm 2 / g
  3. a granel ≤ 1,3 cm 2 / g

Ejemplo: GC1 sería un tablero "recubierto de pigmento", "pulpa mecánica virgen" con un "reverso blanco". A menudo, el tipo de cartón utilizado sería FBB, que estaba revestido en ambos lados.

Términos comunes

Peso básico (EE. UU.): Es el peso expresado en 93 m 2 (1.000 pies cuadrados ) de cartón.

Brillo: Brillo es un término técnico que se define como la cantidad de luz azul-blanca que refleja un papel. [10] Esta propiedad es muy subjetiva e individual para cada comprador y uso final, ya que el color de la piel y los alimentos se reproducen mejor en los blancos "cálidos" (amarillos) y no en los azules.

Gramaje: El gramaje del cartón se evalúa de acuerdo con la norma ISO 536. [11] El gramaje expresa la masa por unidad de área y se mide en g / m 2 . [10]

PH: el pH de la superficie se mide en un extracto de agua y está en una escala de 0 a 14. 0 es ácido , 7 es neutro y 14 es alcalino . [12]

Rigidez: la rigidez es una de las propiedades más importantes del cartón, ya que afecta la capacidad de los cartones para pasar sin problemas a través de la máquina que los monta, llena y cierra. La rigidez también confiere resistencia y reduce la propensión de una caja de cartón a abultarse bajo el peso de los contenidos fluidos que se sedimentan, como los cereales.

Aunque la mayoría de las propiedades de resistencia del papel aumentan al aumentar la densidad de la hoja, la rigidez no lo hace. Una regla general es que la rigidez es proporcional a la potencia de 1.6 del calibre de la hoja.

La especie de fibra utilizada tiene un efecto sobre la rigidez, en igualdad de condiciones. Las especies de madera blanda del norte imparten una rigidez superior en comparación con las maderas blandas del sur.

Otros factores que afectan la rigidez de la tabla incluyen los revestimientos y el contenido de humedad. [10]

Suavidad: la suavidad es particularmente importante cuando se utiliza para imprimir, cuanto más suave sea el cartón, mejor será la calidad de la imagen, debido a la mejor cobertura de tinta. La suavidad se mide utilizando métodos de fuga de aire: cuanto mayor sea la tasa de fuga de aire, a una presión de aire específica, debajo de un cuchillo cilíndrico colocado en la superficie, más rugosa será la superficie. [10]

Calibre / Espesor: En los Estados Unidos, el calibre generalmente se expresa en milésimas de pulgada (0.001 ”) o puntos, donde una hoja de cartón con un espesor de 0.024” sería 24 puntos. En Europa , a menudo se vende en g / m 2 , sin embargo, el grosor del tablero se mide en micrones (μm).

También se tiende a referirse al cartón con grosor en lugar de peso. [9]

Blancura: se refiere idealmente a la presencia igual de todos los colores, porque una hoja verdaderamente blanca reflejará todas las longitudes de onda de la luz visible por igual. [10]

Industria del cartón

El sector del cartón se analiza principalmente junto con la industria del papel. El tamaño del mercado de Papel y Cartón (2007) tuvo un valor de US $ 630,9 mil millones y un volumen de 320,3 millones de toneladas métricas. [5] De ese mercado, el 40,1% es europeo. Aproximadamente el 50% de todo el papel producido se utiliza para embalaje, seguido de impresión y escritura. [5] Según ProCarton, el consumo de papel y cartón parece correlacionarse con las tendencias económicas (PIB). [13] [14]Las ventas de cartón en Europa suman alrededor de 8 mil millones de euros. Más de 1.100 impresores producen 5,4 millones de toneladas de cartón al año. Los cartones constituyen un tercio de los envases de papel y cartón y el 15% de todos los envases. Un poco más de la mitad (54%) del cartón europeo se produce utilizando fibra recuperada o papel de desecho. La industria del papel y el cartón consume mucha energía y capital. Una sola máquina de cartón revestido puede costar entre 90 y 120 millones de euros [15] (entre 125 y 166 millones de dólares en 11/2011). Se aplican economías de escala, por lo que algunos grandes actores a menudo dominan el mercado. Por ejemplo, en América del Norte, los 5 principales productores tienen una cuota de mercado del 85%.

Ver también

  • Papel cuché
  • Fibra vulcanizada
  • Fabricación de papel
  • Hoja de deslizamiento
  • Homasote

Referencias

  1. ^ Robertson, Gordon L. (2005). Envasado de alimentos: principio y práctica (2ª ed.) . pag. 111. ISBN 978-0-8493-3775-8.
  2. ^ Alianza de envases de cartón. "Embalaje de cartón" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 21 de noviembre de 2008 . Consultado el 18 de julio de 2009 .
  3. ^ ASTM D996
  4. ^ Soroka, W. Glosario ilustrado de terminología de envases (segunda ed.). Instituto de Profesionales del Embalaje.
  5. ^ a b c Datamonitor (junio de 2008). "Papel y cartón global - Perfil de la industria". Cite journal requiere |journal=( ayuda )
  6. ↑ a b c Iggesund Paperboard AB (2008). "Cartón al estilo Iggesund": 10. Cite journal requiere |journal=( ayuda )
  7. ^ Instituto federal de evaluación de riesgos (Alemania). "Migración de aceite mineral de materiales de embalaje a productos alimenticios (Opinión BfR Nº 008/2010 de 2009-12-09)" (PDF) . Consultado el 21 de abril de 2010 .
  8. ^ Bundesinstitut für Risikobewertung. "Übergänge von Mineralöl aus Verpackungsmaterialien auf Lebensmittel" (PDF) . Consultado el 21 de abril de 2010 .
  9. ↑ a b Kirwan, Mark J. (1998). Tecnología de embalaje de papel y cartón . Londres: Blackwell Publishing. ISBN 978-1-4051-6845-8.
  10. ^ a b c d e Twede, Diana; Selke, Susan EM (2004). "Cartones, cajas y cartón ondulado: manual de tecnología de embalaje de papel y madera". Lancaster, PA: Publicaciones DasTech. Cite journal requiere |journal=( ayuda )
  11. ^ ISO: Organización Internacional de Normalización (1995). "Papel y cartón - Determinación del gramaje" . Consultado el 18 de julio de 2009 .
  12. ^ Cartón de Iggesund (2008). "Catálogo de productos: Información técnica general" . Archivado desde el original el 13 de julio de 2011 . Consultado el 18 de julio de 2009 .
  13. ^ Dr. Peter Ince (1999-2000). "Papel, cartón y celulosa: producción, consumo y comercio Examen anual del mercado de productos forestales de la CEPE / FAO" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 5 de junio de 2011 . Consultado el 18 de julio de 2009 .
  14. ^ ProCarton (2009). "El archivo de datos de envases de cartón: cartones, industria y el medio ambiente" (PDF) . Consultado el 20 de julio de 2009 .
  15. ^ Comunicado de prensa de Metso Corporation (2011). "Metso suministrará una línea de cartón revestido a International Paper & Sun Cartonboard en China" . Archivado desde el original el 13 de octubre de 2011 . Consultado el 4 de noviembre de 2011 .

Lectura adicional

  • Brody, AL y Marsh, K, S., Enciclopedia de tecnología de embalaje , John Wiley & Sons, 1997, ISBN 0-471-06397-5 
  • Soroka, W., Fundamentos de la tecnología de envasado , IoPP, 2002, ISBN 1-930268-25-4 

Enlaces externos

  • TAPPI — Asociación Técnica de la Industria de Pulpa y Papel