Fabricación de papel

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

En la fabricación de papel ^{[ 1 ]} , una suspensión diluida compuesta principalmente de fibras de celulosa separadas en agua se drena a través de una malla, formando una estera de fibras entrelazadas aleatoriamente. El agua se elimina aún más de esta lámina mediante presión, a veces con ayuda de succión o vacío, o mediante calentamiento. Una vez seca, se obtiene una hoja de papel generalmente plana, uniforme y resistente.

Antes de la invención y la actual adopción generalizada de la maquinaria automatizada, todo el papel se fabricaba a mano, hoja por hoja, por trabajadores especializados. Incluso hoy en día, quienes fabrican papel a mano utilizan herramientas y tecnologías muy similares a las de hace cientos de años, desarrolladas originalmente en China y otras regiones de Asia, o posteriormente modificadas en Europa. El papel hecho a mano sigue siendo apreciado por su singularidad y la destreza artesanal que implica la elaboración de cada hoja, en contraste con la mayor uniformidad y perfección que ofrecen los productos industriales a precios más bajos.

La palabra «papel» deriva etimológicamente de papiro , término griego antiguo que designa a la planta Cyperus papyrus . El papiro es un material grueso, similar al papel, que se obtiene de la médula de la planta Cyperus papyrus y que se utilizaba para escribir en el antiguo Egipto y otras sociedades mediterráneas mucho antes de que se utilizara el papel en China. ^{[ 2 ]} El papiro se prepara cortando finas tiras de la médula (interior) de la planta Cyperus papyrus y colocándolas una al lado de la otra para formar una hoja. A continuación, se coloca una segunda capa encima, con las tiras perpendiculares a la primera. Luego, se golpean ambas capas con un mazo para formar una hoja. El resultado es muy resistente, pero tiene una superficie irregular, especialmente en los bordes de las tiras. Al utilizarse en rollos, el enrollado y desenrollado repetido provoca que las tiras se separen, generalmente a lo largo de líneas verticales. Este efecto se puede observar en muchos documentos antiguos de papiro. ^{[ 3 ]}

El papel de cáñamo se había utilizado en China para envolver y acolchar desde el siglo VIII a. C. ^{[ 4 ]} Se ha datado papel con escrituras chinas legibles en el 8 a. C. ^{[ 5 ]} La atribución tradicional de la invención es a Cai Lun , un funcionario adscrito a la corte imperial durante la dinastía Han (202 a. C. – 220 d. C.), quien se dice que inventó el papel alrededor del 105 d. C. utilizando morera y otras fibras de líber junto con redes de pesca, trapos viejos y desechos de cáñamo . ^{[ 6 ]} El papel utilizado como soporte de escritura se había generalizado para el siglo III ^{[ 7 ]} y, para el siglo VI, el papel higiénico también comenzó a usarse en China. ^{[ 8 ]} Durante la dinastía Tang (618–907 d. C.) el papel se doblaba y cosía en bolsas cuadradas para preservar el sabor del té, ^{[ 4 ]} mientras que la posterior dinastía Song (960–1279 d. C.) fue el primer gobierno en emitir dinero impreso en papel.

En el siglo VIII, la fabricación de papel se extendió al mundo islámico , donde el proceso se perfeccionó y se diseñó maquinaria para la producción en masa. La producción comenzó en Samarcanda , Bagdad , Damasco , El Cairo , Marruecos y luego en la España musulmana . ^{[ 9 ]} 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 en una industria importante. ^{[ 10 ] [ 9 ]} El uso más antiguo de molinos hidráulicos 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. ^{[ 11 ]} Las referencias más antiguas a los molinos de papel también provienen del mundo islámico medieval , donde fueron mencionados por primera vez en el siglo IX por geógrafos árabes en Damasco . ^{[ 12 ]}

La fabricación tradicional de papel en Asia utiliza las fibras de la corteza interna de las plantas. Esta fibra se remoja, se cuece, se enjuaga y, tradicionalmente, se golpea a mano para formar la pulpa de papel. Las fibras largas se superponen para formar hojas de papel resistentes y translúcidas. En Asia Oriental, tres fibras tradicionales son el abacá , el kōzo y el gampi . En el Himalaya, el papel se elabora a partir de la planta lokta . ^{[ 13 ]} Este papel se utiliza para caligrafía, impresión, artes del libro y trabajos tridimensionales, incluido el origami .

En Europa , se desarrollaron moldes para la fabricación de papel que utilizaban alambre metálico, y características como la marca de agua estaban bien establecidas hacia el año 1300 d. C., mientras que los trapos de cáñamo y lino eran la principal fuente de pulpa, siendo el algodón el que finalmente lo reemplazó después de que las plantaciones del sur produjeran ese producto en grandes cantidades. ^{[ 13 ]} La fabricación de papel no fue popular en Europa en un principio debido a que no tenía muchas ventajas sobre el papiro y el pergamino . No fue hasta el siglo XV, con la invención de la imprenta de tipos móviles y su demanda de papel, que muchas fábricas de papel comenzaron a producir y la fabricación de papel se convirtió en una industria. ^{[ 14 ] [ 15 ]}

La fabricación moderna de papel comenzó a principios del siglo XIX en Europa con el desarrollo de la máquina Fourdrinier , que produce un rollo continuo de papel en lugar de hojas individuales.

En 1844, el canadiense Charles Fenerty y el alemán Friedrich Gottlob Keller inventaron la máquina y el proceso asociado para utilizar la pulpa de madera en la fabricación de papel. ^{[ 16 ]} Esta innovación puso fin a casi 2000 años de uso de trapos triturados y dio inicio a una nueva era para la producción de papel de periódico ; con el tiempo, casi todo el papel se fabricaba a partir de pulpa de madera.

Grabados en madera que representan los cinco pasos fundamentales en la fabricación de papel en la antigua China. Procedentes del Tiangong Kaiwu de 1637 de la dinastía Ming . ^{[ 17 ]}

La fabricación de papel, independientemente de la escala en que se realice, implica preparar una suspensión diluida de fibras en agua, llamada "hoja", y forzar el drenaje de esta suspensión a través de una malla para producir una estera de fibras entrelazadas. El agua se elimina de esta estera de fibras mediante una prensa. ^{[ 18 ]}

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 hecho a mano se puede generalizar en cinco pasos:

1. Separar la fibra útil del resto de las materias primas. (p. ej., celulosa de la madera, el algodón, etc.)
2. Triturar la fibra hasta convertirla en pulpa.
3. Ajustar el color, las propiedades mecánicas, químicas, biológicas y otras del papel mediante la adición de premezclas químicas especiales.
4. Analizar la solución resultante
5. Presionar y secar para obtener el papel propiamente dicho.

El tamizado de la fibra implica el uso de una malla hecha de un material inerte y no corrosivo, como latón, 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 viene determinado por el área abierta del marco. El molde se sumerge completamente en la fibra, luego se estira, se agita y se drena, formando una capa uniforme sobre la malla. A continuación, se elimina el exceso de agua y la estera húmeda de fibra se coloca sobre un paño o fieltro húmedo en un proceso llamado "copping". El proceso se repite para la cantidad de hojas requeridas. Esta pila de esteras húmedas se prensa en una prensa hidráulica. La fibra, aún bastante húmeda, se seca mediante diversos métodos, como el secado al vacío o simplemente al aire. A veces, la hoja individual se enrolla para aplanarla, endurecerla y refinar su superficie. Finalmente, el papel se corta a la forma deseada o a la forma estándar (A4, carta, legal, etc.) y se empaqueta. ^{[ 19 ] [ 20 ]}

El marco de madera se llama « deckle ». El deckle deja los bordes del papel ligeramente irregulares y ondulados, llamados « bordes de deckle », uno de los indicios de que el papel fue hecho a mano. Hoy en día, el papel con bordes de deckle se imita a veces mecánicamente para crear la impresión de lujo antiguo. Las impresiones en el papel causadas por los alambres de la trama que van de lado se llaman «líneas de trazado», y las impresiones hechas, generalmente de arriba abajo, por los alambres que mantienen unidos los alambres laterales se llaman «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 se rasga de manera más uniforme a lo largo de las líneas de trazado.

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

El papel hecho a mano también se prepara en laboratorios para estudiar la fabricación de papel y en fábricas de papel para comprobar la calidad del proceso de producción. Las "hojas hechas a mano" según la norma TAPPI T 205 ^{[ 21 ]} son ​​hojas circulares de 15,9  cm (6,25  in) de diámetro y se prueban para determinar características del papel como el brillo, la resistencia y el grado de encolado . ^{[ 22 ]} El papel hecho de otras fibras, siendo el algodón la más común, tiende a ser más valorado que el papel a base de madera. El papel hecho de otras fibras, siendo el algodón la más común, tiende a ser más valorado que el papel a base de madera. Los métodos de fabricación de papel también se han aplicado experimentalmente a materiales no celulósicos como el papel de fibra de seda , que se produce a partir de fibras de seda a base de proteínas en lugar de celulosa derivada de plantas. ^{[ 23 ]}

Una fábrica de papel moderna se divide en varias secciones, que corresponden aproximadamente a los procesos involucrados en la fabricación de papel artesanal. La pulpa se refina y se mezcla con agua y otros aditivos para formar una pasta de pulpa. La caja de entrada de la máquina de papel, llamada máquina Fourdrinier, distribuye la pasta sobre una criba continua móvil, donde el agua se escurre por gravedad o al vacío. ^{[ 24 ]} La hoja de papel húmeda pasa por prensas y se seca ^{[ 25 ]} y finalmente se enrolla en grandes rollos. El resultado suele pesar varias toneladas. ^{[ 26 ]}

Otro tipo de máquina de papel, inventada por John Dickinson en 1809, utiliza un molde cilíndrico que gira parcialmente sumergido en una cuba de pulpa diluida. La pulpa es recogida por una malla metálica y cubre el molde a medida que asciende fuera de la cuba. Un rodillo alisador presiona contra el molde para extender la pulpa y retirar la hoja húmeda del molde. ^{[ 27 ] [ 28 ]}

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 carbono por la deforestación causada por la tala rasa de los árboles utilizados como fuente principal de pulpa de madera . ^{[ 29 ]}

Si bien la fabricación de papel se consideró una labor de toda la vida, una profesión exclusiva durante la mayor parte de su historia, el término "fabricantes de papel destacados" no suele limitarse estrictamente a quienes se dedican a la producción de papel. Especialmente en el ámbito de la fabricación artesanal, actualmente se observa una superposición entre ciertos artistas del papel de renombre y sus otras actividades artísticas, mientras que en el ámbito académico el término puede aplicarse a quienes realizan investigación, docencia o conservación de libros y objetos de papel. En el sector industrial, tiende a solaparse con la ciencia, la tecnología y la ingeniería, y a menudo con la gestión de la propia industria de la pulpa y el papel.

Algunos fabricantes de papel muy conocidos y reconocidos han alcanzado la fama en otros campos, hasta el punto de que su origen en la fabricación de papel casi ha caído en el olvido. Uno de los ejemplos más notables podría ser el de los hermanos Montgolfier , los primeros humanos en volar , de quienes muchos relatos apenas mencionan la fábrica de papel que poseía su familia, aunque el papel utilizado en sus globos sí desempeñó un papel relevante en su éxito, al igual que probablemente su familiaridad con este material ligero y resistente.

Entre los inventores más destacados se encuentran James Whatman , Henry Fourdrinier , Heinrich Voelter y Carl Daniel Ekman , entre otros.

A mediados del siglo XIX, la fabricación de papel a mano se había extinguido en los Estados Unidos. ^{[ 30 ]} En 1912, el impresor y editor de libros de alta calidad, Dard Hunter, había restablecido el oficio de la fabricación de papel fino a mano, pero en la década de 1930 el interés por este oficio había disminuido nuevamente. ^{[ 30 ]} 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 el papel artístico escaseaba. ^{[ 30 ]} Durante las décadas de 1940 y 1950, Howell comenzó a leer los libros de Hunter sobre la fabricación de papel, además de aprender sobre la historia de la fabricación de papel a mano, realizar investigaciones sobre la fabricación de papel y aprender sobre libros impresos. ^{[ 31 ] [ 32 ]}

• Amate , papel hecho de corteza, utilizado en la América Central precolombina.
• Encuadernación
• Museo Robert C. Williams de la fabricación de papel
• Fábrica de papel de Basilea
• Adhesivos (fabricación de papel)

24. Longwood LC "Ciencia y práctica del papel hecho a mano": (2004). 25. Westerlund LC "Opciones de fibra para el desarrollo sostenible de la industria australiana del papel y la pulpa": (2004)

• La colección Harrison Elliott de la Biblioteca del Congreso cuenta con muestras de papel, documentos personales y material de investigación relacionado con la historia de la fabricación de papel.
• El Centro de Artes del Libro y el Papel del Columbia College Chicago organizó una exposición sobre el arte contemporáneo de la fabricación artesanal de papel en 2014.
• La Asociación Internacional de Fabricantes de Papel Artesanal y Artistas del Papel (IAPMA)
• La colección de documentos de Arnold Yates en las bibliotecas de la Universidad de Maryland.
• Cómo hacer un cartón: historia de la fabricación de papel en Australia , blog de la Biblioteca John Oxley