Papel carbón

Antecedentes

El papel carbón es un dispositivo reprográfico económico que se utiliza para hacer una sola copia al mismo tiempo que el original, como en los recibos de transacciones de tarjetas de crédito, documentos legales, manuscritos, cartas y otros formularios simples.

Incluso hasta el siglo XX, copiar documentos con fines comerciales era un proceso difícil y laborioso. Los redactores, como los escribas de iglesias y oficinas gubernamentales antes que ellos, eran comunes en las oficinas comerciales del siglo XIX.

El primer intento de copiar correspondencia comercial importante se atribuye al ingeniero escocés James Watt, quien mejoró la máquina de vapor. A Watt no le gustaba confiar en los escribas para copiar cartas comerciales, por lo que inventó un método para presionar un papel de seda que se había humedecido con líquidos especiales sobre un original, que había sido escrito con tinta especial. En 1779, estaba listo para comercializar el proceso, pero no se puso de moda.

En 1806 Ralph Wedgwood inventó el Escritor múltiple estilográfico. Se colocó un papel saturado con tinta de imprenta entre un trozo de papel de seda y un trozo de papel normal. Luego, un lápiz de metal rayó una impresión en el papel tisú, creando una copia que se leía correctamente y otra que era un espejo . imagen, aunque se lee fácilmente a través del fino papel de seda. Era necesario preparar copias de esta manera porque los bolígrafos de la época (canillas) no podían presionar lo suficiente y los lápices se podían borrar. Hacia 1820 fue posible utilizar papel entintado por una sola cara y un lápiz indeleble. para producir el original. Este primer papel carbón no fue un gran éxito, aparentemente porque los dueños de negocios, por temor a la falsificación, preferían los artículos escritos con tinta.

En 1823, Cyrus P. Dakin comenzó a fabricar carbonos, papeles recubiertos de aceite y negro de humo. En la década de 1860, Lebbeus H. Rogers intentó vender estos carbones a las empresas, pero no fue hasta la invención de la máquina de escribir en 1867 que se aceptó el papel carbón (las máquinas de escribir producían una copia más limpia y un original de calidad) . Rogers originalmente hizo papel carbón colocando papel sobre una mesa de piedra y untándolo con una mezcla que contiene negro de carbón (hollín), aceite y nafta (un hidrocarburo líquido). Posteriormente desarrolló una máquina que aplicaba cera caliente al papel carbón, eliminando el cepillado manual.

La producción de papel carbón se ha mantenido básicamente igual desde los avances tecnológicos de Rogers. En un pintoresco libro de comercio de fabricación publicado a principios de este siglo, el papel carbón se describe como compuesto por varios pigmentos, incluido el negro de carbón y cera o aceites aplicados con brocha sobre papel delgado y resistente. Si bien el papel carbón moderno se fabrica utilizando esencialmente la misma fórmula, los fabricantes se han concentrado en aumentar la limpieza del proceso y mejorar la calidad de la reproducción mediante el uso de materiales más refinados.

Materias primas

Una pieza típica de papel carbón consiste en una hoja de papel que se ha impregnado con carbón y se intercala entre dos hojas de papel normal. Todos los componentes son estándar, excepto la hoja estucada que realiza la reprografía. Su revestimiento está compuesto por varios materiales, el más importante de los cuales es el negro de humo. El negro de carbón es muy El ingrediente clave del papel carbón es el negro de carbón. Para hacerlo, se introduce aire y un hidrocarburo (como el aceite de petróleo) en un horno. En el horno, parte del aceite de petróleo se quema, lo que ayuda a elevar la temperatura hasta 3000 grados Fahrenheit y hace que el hidrocarburo no quemado se descomponga en negro de carbón. Luego, el negro de carbón se enfría con agua y se recupera colocando un ciclón centrífugo o un filtro de bolsa. Forma de carbono fina, esférica y amorfa que no es tan cristalina como el grafito. Principalmente carbono, también contiene pequeñas cantidades de oxígeno, hidrógeno y azufre. El negro de humo se adhiere al papel con la ayuda de varias ceras. El conocido papel de carbón negro de un solo uso (del tipo que se usa para los recibos de tarjetas de crédito, por ejemplo) está recubierto con una mezcla compuesta comúnmente de cera de parafina (33%), aceite mineral (25%), negro de carbón (15%), arcilla china o caolín (12%), cera de montana (8%), cera de carnauba (6%) y violeta de metilo o violeta de genciana (1%). El papel carbón azul de una sola vez menos común se recubre comúnmente con una mezcla compuesta de azul de hierro (21%), cera de parafina (20%), vaselina (20%), aceite mineral (15%), cera de carnauba (10%), arcilla china (10%) y cera montana (4%).

Se puede reutilizar algo de papel carbón. Esto resulta útil para su uso en libros de ventas, por ejemplo, porque solo se necesita una hoja de papel carbón para escribir los recibos de varias ventas. El carbón de lápiz soluble en aceite reutilizable produce una copia indeleble. Por lo general, se recubre con una mezcla de talco (39%), cera de carnauba (23%), aceite de manteca de cerdo (16%), ácido oleico (15%) y base de azul victoria (7%). El papel carbón de lápiz pigmentado reutilizable produce una copia borrable. Está recubierto con una mezcla que comúnmente consiste en azul milori (25%), cera de carnauba (20%), aceite mineral (16%), vaselina ámbar (11%), vaselina (11%), azul de hierro tonificante (10%). ) y cera de parafina (7%). El carbón de máquina de escribir también es reutilizable y, debido a la gran fuerza de golpe de la tecla de la máquina de escribir, utiliza negro de carbón de mayor calidad e ingredientes más finos que el papel carbón de una sola vez o de lápiz. Por lo general, se recubre con una tinta que consiste en cera de carnauba (32%), aceite mineral (26%), negro de humo (12%), vaselina ámbar (6%), cera de abejas (5%), cera Ouricury (5%). , cera de ozoquerita (5%), ácido oleico (3%), tóner púrpura pigmentado (3%), tinte violeta cristal (2%) y base azul victoria (1%). Para una mayor protección, también tiene una cera de respaldo compuesta por cera de carnauba (40%), cera Ouricury (40%) y cera microcristalina (20%).

El
proceso de fabricación

El ingrediente más importante del papel carbón, el negro de carbón, ha cambiado en los últimos años. Antes de 1940, el 90 por ciento del negro de carbón producido en los Estados Unidos estaba hecho de carbono de canal o de impacto, donde pequeños chorros de llama de gas impactaban (golpeaban) una superficie metálica fría, como un canal (o surco) de hierro. El hollín resultante de la combustión parcial se eliminó luego, produciendo partículas de carbono de aproximadamente 10 ^-8 metros de diámetro Este magnífico método de crear negro de humo fino se abandonó en 1976, sin embargo, debido a un gran aumento en el precio del gas natural. El método actual de producción de negro de humo utiliza el proceso de horno, que se describe a continuación. El negro de carbón terminado se recubre sobre papel utilizando una serie de rodillos offset.

Fabricación de negro de humo

• 1 Un hidrocarburo (como aceite de petróleo) y aire se introducen en una cámara. Parte del hidrocarburo sufre una combustión incompleta, elevando la temperatura dentro de la cámara. Dos métodos utilizados para producir papel carbón de una sola vez son el método Mayer y el método flexográfico. Los dos métodos son similares en que ambos incluyen papel que se mueve alrededor de una serie de rollos, uno de los cuales entra en contacto con una bandeja de tinta de carbón. a 2.012-3.092 grados Fahrenheit (1100-1.700 grados Celsius). A esta temperatura, el hidrocarburo no quemado se descompone en negro de humo.
• 2 El negro de humo recién creado se envía a un enfriador, donde se rocía con agua. La sustancia negra fina se recupera luego usando un ciclón centrífugo o un filtro de bolsa.

Fabricación de papel carbón de una sola vez
(método Mayer)

• 3 Un rollo grande de papel de recubrimiento (llamado rollo de molino) se desenrolla y pasa sobre otro rollo (el rollo de dope) que se encuentra en una bandeja de tinta de carbón. La bandeja de tinta se ha calentado entre 168,8 y 179,6 grados Fahrenheit (76 y 82 grados Celsius). A medida que el papel pasa por este rollo, la tinta calentada se transfiere a un lado del papel.
• 4 A continuación, el papel pasa por una varilla igualadora, que raspa el papel estucado para alisarlo y eliminar el exceso de tinta. La varilla igualadora puede ser lisa o estriada. Luego, el papel pasa por otro rollo, el rollo frío, que enfría y solidifica la tinta sobre el papel. Finalmente, el papel terminado se rebobina en otro rollo.
• 5 En el caso de formularios comerciales múltiples, el papel carbón se pega a otro formulario, por lo que el papel debe tener una tira sin recubrimiento sin carbón donde se pueda aplicar el adhesivo. Para lograr esto en el método Mayer, simplemente se coloca una tira de metal en el lugar adecuado en el rollo de droga. Por tanto, esta parte del rollo no recoge tinta del depósito de tinta para pasarla al papel.

Método flexográfico

• 6 Otro método, llamado método flexográfico, también se puede utilizar para producir papel carbón de una sola vez. Primero, un rollo de droga se recubre con tinta de carbón de una bandeja caliente debajo de él. Un rodillo dosificador entra en contacto con el rodillo de El paso final en la fabricación de papel carbón es la perforación. Esto se realiza automáticamente mediante una máquina de procesamiento de carbonizador puntual e incluye tanto las perforaciones entre las hojas de papel carbón como los pequeños orificios (producidos al cortar) a lo largo de los bordes del papel. exprime la tinta hasta obtener un grosor uniforme. Luego, la tinta se transfiere a un tercer rollo, el rollo de impresión.
• 7 Mientras tanto, el papel se alimenta desde un rollo de molino a un rollo de impresión que entra en contacto con el rollo de impresión, el tercer rollo mencionado en el paso # 5 anterior. Cuando estos dos rollos entran en contacto, la tinta del rollo de impresión pasa al papel del rollo de impresión. Luego, el papel pasa por un rodillo de enfriamiento que solidifica la tinta, antes de pasarlo al rodillo de rebobinado. Para múltiples formularios comerciales que se producen con el método flexográfico, se forma una ranura poco profunda en el rollo de impresión. Donde esta ranura hace contacto con el papel en el rollo de impresión, no se transfiere tinta.

Perforación

• 8 La etapa final en la fabricación de papel carbón de una sola vez es la perforación. Primero, el carbón y los formularios impresos se cortan mientras se clasifican. A continuación, los enormes rollos de papel carbón se cortan en formas u hojas del tamaño adecuado. Si es necesario, también se pueden perforar orificios de línea en el papel. Todas estas operaciones se llevan a cabo automáticamente mediante una máquina procesadora de carbonizador puntual. Finalmente, el papel se apila, se empaqueta y se envía al cliente.

Papel carbón para máquina de escribir

El papel carbón para máquinas de escribir se diferencia del papel carbón de una sola vez en que generalmente tiene una capa de tinta y cera de respaldo, así como material impreso en la parte posterior. En este método de producción, una configuración flexográfica que comprende un rollo de dope, un rollo de medición, un rollo de impresión y un rollo de impresión proporciona los medios para imprimir en la parte posterior del papel que se ha suministrado desde un rollo de laminación. Después de la impresión, el papel pasa sobre un rollo de dope para recibir una capa de tinta de carbón que se alisa con una varilla igualadora como en el método Mayer. A continuación, el papel pasa a un rollo de cera, que lo recubre con cera de respaldo. Como en los otros métodos, un rodillo frío solidifica la cera. En ocasiones, se utiliza un rodillo de pulido de fieltro para mejorar la apariencia del producto antes de enrollarlo en un rodillo de rebobinado.

Control de calidad

El principio detrás del papel carbón es simple, pero producirlo es difícil. Un fabricante moderno de papel carbón prueba la calidad de todas las materias primas entrantes. Se pueden aplicar una gran cantidad de pruebas al negro de humo, incluidas las de pigmentos y contenido de azufre. El negro de carbón seleccionado también debe tener un tamaño de partícula fino, que se determina midiendo el diámetro medio de una partícula de negro de carbón con un microscopio electrónico. Además, debe tener una baja absorción de aceite, y la absorbencia y el pH del negro de humo se prueban antes de su uso. Las tintas se prueban para determinar la finura del grano, lo que afecta la suavidad final del recubrimiento. El aglutinante de cera debe penetrar solo ligeramente en el papel y tener la viscosidad adecuada. Para garantizar una rotulación adecuada, se prueba la cantidad de cera que se desprende bajo presión. El papel en sí debe ser liso, no poroso y sin defectos superficiales. Aunque debe ser un tejido fino, también debe ser fuerte y denso. El papel carbón terminado debe estar libre de defectos:sin offset, escamas, arrugas ni rizos. Debe funcionar correctamente; la copia resultante debe ser limpia y legible. El revestimiento debe ser lo suficientemente duro para cumplir con el uso previsto; por ejemplo, el carbón de una sola vez no requiere un recubrimiento tan duro como el carbón de máquina de escribir, que también debe tener un recubrimiento compuesto de buen color para que pueda reutilizarse.

Existen otras pruebas para papel carbón acabado. Para determinar la cantidad de tinta que se depositó, se selecciona y pesa una muestra de papel carbón. Su depósito de tinta se elimina químicamente antes de volver a pesarlo. La diferencia de peso indica la cantidad de tinta depositada. El rizado es una queja frecuente sobre el papel carbón, a pesar de que el papel carbón se recubre con frecuencia en ambos lados (un lado con carbón y el otro con cera de respaldo) para combatir el problema. Para probar la ondulación en diferentes condiciones, se coloca un trozo de papel carbón sobre una superficie plana y, a temperatura controlada, se somete a diferentes humedades. La durabilidad del papel carbón de máquina de escribir reutilizable se verifica escribiendo repetidamente en un espacio hasta que el carbón se desgasta. La limpieza tanto de la copia como del papel carbón en sí es importante. Para probar el primero, se escribe un documento y se examina la copia para ver si está limpia. Para probar el segundo, el lado del carbón se frota con una hoja de papel arrugada y limpia, que luego se examina para ver cuánto carbón se ha borrado. El color y el grosor del carbón deben inspeccionarse visualmente para ver si cumplen con los estándares de calidad.

El futuro

En 1991, se produjeron más de 62.000 toneladas métricas de papel carbón en los Estados Unidos. Sin embargo, durante el mismo período, se fabricaron más de 600.000 toneladas métricas de papel de transferencia autocopiativo. Ideal para registros escritos a mano, el papel autocopiativo utiliza hojas recubiertas químicamente que reaccionan bajo presión y producen una imagen en color. Aunque el papel autocopiativo pesa significativamente más que el papel carbón y es menos adecuado para registros mecanografiados y computarizados, su demanda está aumentando a expensas del papel carbón. (Esta demanda de papel "normal" también puede atribuirse a la creciente disponibilidad de fotocopiadoras). Es probable que, a medida que las comunicaciones electrónicas se vuelvan más frecuentes, el papel carbón se vuelva obsoleto. Actualmente, sin embargo, existe suficiente demanda de empresas que utilizan papel carbón para recibos de tarjetas de crédito y registros computarizados para asegurar la supervivencia de este producto simple y económico durante algún tiempo.