Propriedades do papel de impresso

Propriedades do papel de impresso

Srgio Rossi

(Edio condensada a partir do original)

O papel deve reunir uma srie de propriedades que garantam a printabilidade (qualidade) e o desempenho (produtividade) durante os processos de impresso e acabamento, bem como atendam aos requisitos do produto. O termo printabilidade no facilmente definido ou mensurvel. Significa a extenso com que as propriedades do papel permitem reproduzir com fidelidade o padro aprovado. De maneira abrangente, essas propriedades podem ser classificadas em: propriedades de aparncia, propriedades qumicas, propriedades estruturais, propriedades mecnicas e propriedades superficiais. Considerando os aspectos prticos de manuseio e uso do papel, iremos considerar essas propriedades como um todo, em conjunto com os fenmenos de inter-relacionamento com outras variveis.

Alvura e brancuraUm dos requisitos do produto impresso que exista contraste suficiente entre a imagem entintada e o papel. Papel branco proporciona maior contraste com tinta preta do que papis coloridos.

Os termos alvura e brancura so usados como sinnimos, gerando grande confuso, uma vez que ambos tm definio distinta. Brancura significa a propriedade de refletir por igual os comprimentos de onda dominantes do espectro visvel; alvura a reflectncia relativa num determinado comprimento de onda padro (457 nm).

Considerando trs diferentes papis, cujas reflectncias so ilustradas na tabela ao lado, fica fcil demonstrar que: o papel A o mais branco visto que reflete de maneira equilibrada nas trs zonas do espectro visvel; o papel B o mais alvo devido maior reflexo na regio do azul, portanto branco azulado ou "branco frio"; o papel C reflete maior quantidade total de luz, porm amarelado ou "branco quente". O papel B produzir azuis mais contrastados, enquanto o papel C favorecer os amarelos, laranjas e vermelhos.

INSERIR TABELA 01INSERIR FIGURA 01 (ESPECTRO VISVEL) um grave erro assumir que a cor do impresso governada apenas pela tinta. A seleo do papel igualmente importante. A cor resultante depende das propriedades da tinta (cor, tipo e granulometria do pigmento) e do papel (cor, absoro e brilho). Alis, por ser branco, o papel encerra, na forma latente, todas as cores visveis. As tintas de impresso funcionam como filtros para evitar ou limitar a reflexo de certos comprimentos de onda da luz, modulando as cores.

CorA cor do papel o resultado da absoro seletiva de luz de determinados comprimentos de onda pela estrutura do papel. Anilinas ou pigmentos adicionados ao papel promovem absoro de luz de comprimento de onda especfico. A combinao dos comprimentos de onda refletidos pelo papel mais os comprimentos de onda refletidos pelas tintas determina a cor final do impresso. A seleo de cores deve ser feita de modo a compensar a influncia do papel; caso contrrio, o resultado obtido ser diferente do previsto, a menos que as provas tenham sido executadas no mesmo papel da impresso.

Brilho

Brilho o atributo do papel que o torna reluzente ou lustroso. Conforme a superfcie do papel se aproxima do nivelamento ptico, por meio de calandragem ou outro tratamento superficial, os raios de luz incidentes so refletidos como raios paralelos, como acontece num espelho.

OpacidadeA opacidade a medida da obstruo da luz pelo papel. Quando a luz incide no papel, parte refletida, parte absorvida e parte transmitida atravs do papel. O papel pode transmitir a luz de duas maneiras: como raios paralelos, que no sofrem difuso, ou na forma de raios dispersos ou difusos. A transmitncia total de luz (paralela + difusa) determina a opacidade do papel. As fibras de celulose pura so transparentes, portanto a opacidade resulta da absoro e difuso da luz conforme esta passa do ar para as fibras e volta para o ar e, adicionalmente, para papis contendo cargas minerais, nas interfaces: arfibra, arcarga e fibracarga.

Falta de opacidade, ou transparncia, reduz o contraste do impresso. Pigmentos e anilinas escuros adicionados ao papel aumentam sua opacidade visto que absorvem luz. Pasta mecnica e fibras no branqueadas tambm absorvem luz e, portanto, aumentam a opacidade do papel. Cargas minerais dispersam a luz e aumentam a opacidade do papel.

O grau de opacidade depende de diversas propriedades do papel: composio fibrosa e no-fibrosa, alvura, tonalidade, gramatura, espessura etc... A transparncia do impresso pode ser o resultado da falta de opacidade do papel ou do atravessamento causado por excessiva penetrao da tinta no papel, ou ainda uma combinao das duas coisas.

Composio da camadaA camada do papel deve ser formulada para atender aos requisitos dos processos de impresso e de uso final do produto impresso. No processo flexogrfico e na rotogravura no existe a necessidade de formular o papel com ligantes resistentes gua, exceto para impresso com tintas base gua. O processo offset exige que a superfcie do papel tenha certa resistncia gua. O grau de resistncia necessrio determina o tipo de ligante a ser escolhido. O esforo a que o papel estar sujeito durante o processo de impresso determina o grau de resistncia que a superfcie deve ter: resistncia ao arrancamento ("pick"), resistncia ao "blistering" (empolamento), resistncia umidade etc

Composio das fibras e cargasA composio fibrosa do papel afeta suas propriedades de printabilidade e desempenho. Fibras de algodo e linho promovem caractersticas diferentes daquelas derivadas de fibras de madeira. Polpas qumicas tm caractersticas diferentes dependendo da espcie de madeira utilizada e da qumica do processo. Pasta mecnica proporciona absoro elevada, mas resistncia e alvura baixas.

Cargas minerais ("fillers") de diferentes tipos e em diferentes propores so usadas para: aumentar a opacidade, a alvura e a lisura; melhorar as caractersticas superficiais; reduzir o atravessamento da tinta e reduzir a aspereza das fibras. Conforme a quantidade de carga mineral aumenta, os vazios e os poros capilares do papel so reduzidos de tamanho. Quanto menor o dimetro dos poros capilares do papel, maior a fora exercida sobre os lquidos (gua, tinta). Entretanto, o aumento do contedo de carga mineral torna o papel quebradio e mais absorvente, embora a capacidade de reteno diminua. Papis absorventes tm capacidade de absorver grandes volumes de gua, mas papel couch absorve o veculo ou o solvente da tinta mais rapidamente do que um papel mais "aberto".

Os materiais usados como carga so inertes s variaes de umidade, portanto, a estabilidade dimensional do papel melhora conforme o contedo de carga mineral aumenta. Considerando apenas o processo de impresso, desejvel uma elevada porcentagem de carga mineral (15% a 20%) no caso de papis no-revestidos. Entretanto, outros requisitos impem uma quantidade menor.

INSERIR FIGURAS 02, 03 E 04

Contedo de umidadeCelulose e gua so inseparveis e apresentam um inter-relacionamento fundamental durante a fabricao e uso do papel. O contedo de umidade do papel, assim como o vapor d'gua ao qual est exposto, afeta suas propriedades eltricas, mecnicas, superficiais e, principalmente, sua estabilidade dimensional.

O papel higroscpico porque as fibras de celulose tm forte atrao por molculas de gua. As fibras absorvem gua tanto no seu interior quanto na superfcie. As fibras sofrem expanso quando absorvem gua e contrao ao perd-la. Quando isso acontece, as fibras alteram as suas dimenses, muito mais o dimetro do que o comprimento. Por isso, o papel sofre maior variao dimensional no sentido perpendicular direo das fibras. Esta a principal causa de fora de registro e encanoamento.

O nvel de variao dimensional em funo da variao de umidade depende do tipo de papel, da composio fibrosa e no-fibrosa e do grau de refinao do papel.

Vrias distores so causadas por variaes no contedo de umidade do papel. Perda de umidade para o ambiente causa encolhimento do papel nas bordas exteriores das pilhas e bobinas tornando-as estiradas e deixando o centro frouxo. Ganho de umidade torna as bordas do papel frouxas. Essas distores podem ser reduzidas mantendo o papel embalado, com material prova de umidade, at o momento do uso. As distores provocadas por desequilbrio de umidade entre o papel e o ambiente da sala de impresso podem levar a problemas de fora de registro, duplagem, encanoamento e, em condies extremas, rugas.

Na impresso offset a condio ideal que o papel tenha umidade relativa ligeiramente superior umidade relativa da sala de impresso (cerca de 5%). Contedo de umidade muito baixo torna o papel muito rgido, quebradio, pouco elstico, com lisura e maciez reduzidas. Papis mais midos imprimem melhor, visto que se acomodam melhor superfcie de impresso.

Papis usados na impresso em mquinas rotativas com forno podem sofrer "blister" se o seu contedo de umidade for excessivo. Conforme a gramatura aumenta, a umidade deve ser reduzida para minimizar a probabilidade de ocorrer "blistering". A combinao de umidade elevada com baixo pH do papel ou da soluo de molhagem altera a taxa de secagem das tintas "quickset".

A umidade de equilbrio depende da composio fibrosa e no-fibrosa do papel, assim como da umidade relativa do ambiente ao qual o papel fica exposto e das condies ambientais anteriores. A carga mineral e o revestimento do papel reduzem o seu contedo de umidade uma vez que apresentam consideravelmente menos atrao pela gua do que as fibras de celulose. Desse ponto de vista, portanto, desejvel um elevado contedo de carga mineral.

O contedo de umidade do papel influencia significativamente suas propriedades fsicas, seu desempenho na impressora e nas operaes de acabamento (encadernao, colagem, envernizamento, plastificao, hotstamping, etc.). O aumento do contedo de umidade torna as fibras e a camada do papel mais flexveis. A perda de umidade torna o papel quebradio na dobra. As propriedades mecnicas e eltricas do papel tambm variam com as variaes no contedo de umidade. Quando a umidade relativa inferior a 35%, a eletricidade esttica gerada durante a impresso no dissipada, aumentando o risco de decalque e prejudicando as operaes de dobra e encadernao. A umidade relativa ideal encontra-se no intervalo entre 50% e 60%.

INSERIR FIGURA 05O pH (acidez/alcalinidade)O termo pH freqentemente usado nas indstrias de papel e de impresso. a abreviao ou smbolo qumico de potencial de ons hidrognio (H+).

Quando uma substncia cida dissolvida em gua ocorre a liberao de excesso de ons hidrognio e a soluo torna-se cida. Do mesmo modo, quando uma substncia alcalina dissolvida em gua ocorre a liberao de excesso de ons hidroxila (OH-) e a soluo torna-se alcalina.

A escala de valores de pH varia de 0 a 14. Tais valores representam o expoente (logaritmo) que matematicamente expressa a concentrao de ons hidrognio. Quando o pH de uma soluo 7, as concentraes de ons hidroxila e hidrognio so iguais e a soluo quimicamente neutra (nem cida, nem alcalina). Quando o pH da soluo menor do que 7, existe maior concentrao de ons hidrognio, portanto a soluo cida.

INSERIR FIGURA 06Mudanas de pH representam alteraes exponenciais na concentrao inica de uma soluo, portanto, uma soluo com pH 5 10 vezes mais cida do que uma soluo com pH 6, ou 100 vezes mais cida do que uma soluo com pH 7.

Existem muitas aplicaes nos processos de fabricao e uso do papel que exigem o controle do pH: nos diversos estgios de branqueamento da polpa, no controle das resinas de ligao interna e no controle das cargas minerais. Baixo pH acelera o processo de envelhecimento do papel.

O pH tem pouca significncia nos processos tipogrfico, flexogrfico e rotogravura, assim como no caso de tintas que no contm leos secativos. O pH do papel no afeta as tintas "heatset". Entretanto, pH baixo (