Cartón

El cartón es un material grueso a base de papel . Si bien no existe una diferenciación rígida entre el papel y el 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/m2 ^, pero hay excepciones. ^[1] El cartón puede ser de una o varias capas.

El cartón se puede cortar y moldear fácilmente, es liviano y, debido a su resistencia, se utiliza en embalajes . 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 crear esculturas.

A veces se lo denomina cartón , que es un término genérico que se utiliza para referirse a cualquier cartón pesado hecho a base de pulpa de papel ; sin embargo, este uso está en desuso en las industrias del papel, la impresión y el embalaje, ya que no describe adecuadamente cada tipo de producto.

En 1817 se produjo el primer cartón en Inglaterra . Los primeros cartones plegables surgieron alrededor de la década de 1860 y se enviaban planos para ahorrar espacio, listos para que los clientes los montaran cuando los necesitaran. El troquelado y plegado mecánico de piezas en bruto 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 utilizaba. El cartón horneable se introdujo en 1974. ^[2]

La terminología y las clasificaciones del cartón no siempre son uniformes. Existen diferencias según la industria específica, la localidad y la elección personal. En general, se suelen utilizar las siguientes: ^{[3] [4]}

• Cartón para cajas plegables y cajas rígidas de montaje
  • Cartón plegable (FBB): un tipo de cartón que se puede doblar y rayar sin fracturarse.
  • Tablero aglomerado : un tablero reciclado de baja calidad.
    • Tablero aglomerado revestido de blanco (WLC): un tablero aglomerado blanco, a menudo revestido de arcilla.
  • Cartón kraft : un cartón de fibra virgen resistente que se suele utilizar para transportar bebidas. A menudo se recubre con arcilla para imprimir.
  • Tablero laminado: una laminación de cartones y otros materiales, por ejemplo, cartón para envasar líquidos.
  • Cartón sólido blanqueado (SBB) o sulfato sólido blanqueado (SBS): cartón blanco limpio utilizado para alimentos, etc. El sulfato se refiere al proceso kraft.
  • Cartón macizo sin blanquear (SUB): cartón fabricado a partir de pulpa química sin blanquear.
• Cartón corrugado : un tipo de cartón fabricado para la producción de cartón corrugado.
  • Medio corrugado: la porción acanalada interna del tablero de fibra corrugado.
  • Cartón corrugado: cartón rígido y resistente para uno o ambos lados de las cajas de cartón corrugado. Es la cubierta plana que recubre el soporte corrugado.
• Otro
  • Cartón de encuadernación: cartón utilizado en encuadernación para hacer tapas duras.

El material fibroso se transforma en pulpa y se blanquea para crear una o más capas de cartón, que pueden recubrirse opcionalmente para lograr una mejor superficie y/o apariencia. El cartón para pulpa se produce en máquinas despulpadoras que pueden manejar gramajes más altos y varias capas.

El material fibroso mencionado anteriormente puede provenir de fuentes frescas (vírgenes) (por ejemplo, madera) o de papel usado reciclado . Alrededor del 90% del papel virgen se fabrica a partir de pulpa de madera . ^[5] Hoy en día, 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 reglamentarias buscan recursos renovables para satisfacer la creciente demanda. En la actualidad, en muchos países es obligatorio 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, p. ej., abedul, que tiene fibras cortas. Generalmente es más difícil trabajarla; sin embargo, proporciona mayor resistencia a la tracción, pero menor resistencia al desgarro y otras propiedades de resistencia. Aunque sus fibras no son tan largas y fuertes como las de la madera blanda, dan lugar a un producto más rígido, definido por algunas pruebas de rigidez. Las fibras de madera dura rellenan mejor la hoja y, por lo tanto, producen un papel más suave, más opaco y mejor para la impresión. La madera dura es un excelente medio para corrugar.
• Madera blanda : C. 0,13 pulgadas (3,3 mm) de longitud, por ejemplo, pino y abeto, que tienen fibras típicamente largas y sirven para fabricar cartón de calidad superior en servicios donde la resistencia es importante. La madera blanda sirve para fabricar cartón para revestimiento.
• Reciclado : el papel usado se recoge y clasifica y, por lo general, se mezcla con fibras vírgenes para fabricar material nuevo. Esto es necesario porque la fibra reciclada suele perder resistencia cuando se reutiliza; las fibras vírgenes añadidas mejoran la resistencia. El papel usado mezclado no suele destintarse (omitiendo la etapa de destintado) para la fabricación de cartón y, por lo tanto, la pulpa puede contener trazas de tintas, adhesivos y otros residuos que juntos le dan un color gris. Los productos hechos de 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. Estudios suizos han demostrado que el material reciclado puede contener porciones significativas de aceite mineral, que puede migrar a los alimentos envasados. ^[7] Se encontraron niveles de aceite mineral de hasta 19,4 mg/kg en arroz envasado en cartón reciclado. ^[8]

• Otros : También es posible utilizar fibras de bagazo de caña de azúcar , paja , cáñamo , algodón , lino , kenaf , abacá y otros productos vegetales.

Dos métodos principales para extraer fibras de sus fuentes son:

• La pulpa química utiliza soluciones químicas para convertir la madera en pulpa, con un rendimiento alrededor de un 30% menor que la pulpa mecánica; sin embargo, la pulpa hecha 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.

La pulpa utilizada en la fabricación de cartón se puede blanquear para reducir 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 aglutinantes y otros residuos que lo tiñen de gris. Aunque el blanqueo no es necesario para todos los usos finales, es vital para muchos fines gráficos y de embalaje. Existen varios métodos de blanqueo , que se utilizan de acuerdo con una serie de factores, como 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 mediante gas cloro , método que ha sido ampliamente sustituido por procedimientos más respetuosos con el medio ambiente como el uso de oxígeno en sustitución del gas cloro.
• Blanqueamiento por oxidación utilizando productos químicos como dióxido de cloro , peróxido de hidrógeno o hipoclorito de sodio .
• Blanqueo por reducción utilizando productos químicos como el bisulfito de sodio . ^[6]

El cartón multicapa generalmente tiene un mejor rendimiento de plegado y arrugado que el cartón de una sola capa como resultado de la aplicación de 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 da forma individualmente para crear la mayor calidad posible. ^[6]

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

• un pigmento , que puede ser caolín , 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 blanqueadores ópticos ). ^[9]

La norma DIN 19303 "Cartón - Términos y calidades" (Fecha de publicación: 2005-09) define diferentes calidades de cartón en función del tratamiento de la superficie (primera letra), la materia prima principal (segunda letra) y el color (no calidad D) o el volumen (sólo calidad D) (numeración).

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

Gramaje básico (EE.UU.): Es el peso en 1.000 pies cuadrados (93 m2 ⁾ de cartón.

Brillo: El 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 blancos "cálidos" (amarillos) y no en blancos 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 las cajas de cartón para pasar sin problemas por la máquina que las forma, las llena y las cierra. La rigidez también proporciona resistencia y reduce la propensión de una caja de cartón a abultarse bajo el peso de los contenidos fluidos que se asientan, como los cereales.

Aunque la mayoría de las propiedades de resistencia del papel aumentan con el aumento de la densidad de la hoja, la rigidez no lo hace. Una regla general es que la rigidez es proporcional a la potencia 1,6 del calibre de la hoja.

En igualdad de condiciones, la especie de fibra utilizada influye en la rigidez. Las especies de madera blanda del norte proporcionan una rigidez superior a las de las maderas blandas del sur.

Otros factores que afectan la rigidez del tablero incluyen los recubrimientos y el contenido de humedad. ^[10]

Suavidad: la suavidad es especialmente 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 la 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, desde debajo de una cuchilla cilíndrica colocada sobre la superficie, más rugosa será la superficie. ^[10]

Calibre/espesor: En Estados Unidos, el calibre se suele expresar en milésimas de pulgada (0,001”) o puntos, donde una hoja de cartón con un espesor de 0,024” serían 24 puntos. En Europa, se suele vender en g/m2 ^, sin embargo, el espesor del cartón se mide en micras (μm).

También se tiende a hacer referencia al cartón por su grosor en lugar de por su peso. ^[9]

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

El sector del cartón se analiza principalmente en relación con la industria del papel. El tamaño del mercado de papel y cartón (2007) tuvo un valor de 630,9 mil millones de dólares estadounidenses y un volumen de 320,3 millones de toneladas métricas. ^[5] De ese mercado, el 40,1% es europeo. Alrededor del 50% de todo el papel producido se utiliza para embalajes, seguido de la impresión y la 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 imprentas producen 5,4 millones de toneladas de cartón al año. Los envases de cartón 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 a partir de fibra recuperada o papel usado. La industria del papel y el cartón es bastante intensiva en energía y capital. Una sola máquina de cartón estucado puede costar alrededor de 90 a 120 millones de euros ^[15] (alrededor de 125 a 166 millones de dólares estadounidenses en noviembre de 2011). Se aplican economías de escala , por lo que unos pocos grandes actores a menudo dominan el mercado. Por ejemplo, en América del Norte, los 5 principales productores tienen una participación de mercado del 85%.

• Cartulina
• Papel cuché
• Fibra vulcanizada
• Fabricación de papel
• Sábana deslizante
• Homasota

• 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 

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