NMX-N-004-SCFI-2005
INDUSTRIAS DE CELULOSA Y PAPEL – DETERMINACIÓN DE
BRILLANTEZ O REFLECTANCIA DIRECCIONAL A 457 nm
(“BLANCURA”) DE PAPELES Y CARTONES – MÉTODO DE
PRUEBA
PULP AND PAPER INDUSTRIES - BRIGHTNESS OF PAPER
AND PAPERBOARD (DIRECTIONAL REFLECTANCE AT 457
NMX-N-004-SCFI-2005
PREFACIO
En la elaboración de la presente norma participaron las siguientes organizaciones y empresas:
¾ ASOCIACIÓN MEXICANA DE TÉCNICOS DE LAS INDUSTRIAS DE LA CELULOSA Y DEL PAPEL A.C. (ATCP).
¾ ASOCIACIÓN NACIONAL DE FABRICANTES DE ARTÍCULOS ESCOLARES Y DE OFICINA (ANFAEO).
¾ BIENES DE CONSUMO INTERNACIONAL S.A. DE C.V.
¾ CÁMARA NACIONAL DE LA INDUSTRIA DE ARTES GRÁFICAS (CANAGRAF).
¾ CÁMARA NACIONAL DE LAS INDUSTRIAS DE LA CELULOSA Y DEL PAPEL (CNICP).
¾ CARTONAJES ESTRELLA S.A. DE C.V.
¾ CELULOSA DE FIBRAS MEXICANAS S.A. DE C.V.
¾ COMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN NACIONAL DE LAS ARTES GRÁFICAS
¾ COMITÉ TÉCNICO DE NORMALIZACIÓN NACIONAL DE LA INDUSTRIA DE LA CELULOSA Y DEL PAPEL
¾ KIMBERLY CLARK DE MÉXICO S.A. DE C.V. ¾ LABORATORIO CARLOS MALDONADO
¾ LIBRETAS Y CUADERNOS DE MONTERREY S.A. DE C.V. ¾ MANUFACTURAS 8-A S.A. DE C.V.
¾ MEAD CORPORATIVO S.A. DE C.V. ¾ PAPELERA DEL NEVADO S.A. DE C.V. ¾ PIPSAMEX S.A. DE C.V.
¾ PROCURADURÍA FEDERAL DEL CONSUMIDOR ¾ SMURFIT CARTÓN Y PAPEL DE MÉXICO S.A. DE C.V. ¾ TALLERES ESTRELLA S.A. DE C.V.
NMX-N-004-SCFI-2005
CDU: 676
INDUSTRIAS DE CELULOSA Y PAPEL – DETERMINACIÓN DE
BRILLANTEZ O REFLECTANCIA DIRECCIONAL A 457 nm
(“BLANCURA”) DE PAPELES Y CARTONES – MÉTODO DE
PRUEBA
PULP AND PAPER INDUSTRIES - BRIGHTNESS OF PAPER
AND PAPERBOARD (DIRECTIONAL REFLECTANCE AT 457
nm) – TEST METHOD
0 INTRODUCCION
La presente norma mexicana es elaborada por un interés compartido de la cadena productiva para establecer especificaciones técnicas claras y precisas, así como diversas recomendaciones técnicas para la adecuada y eficiente utilización del método de prueba para determinar la reflectancia direccional a 457 nm (“Blancura”) de los papeles y cartones.
1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACION
Esta norma mexicana establece las especificaciones, procedimiento y precisión del método de prueba para determinar la brillantez o reflectancia direccional a 457 nm (“Blancura”) de papel y cartón blanco y casi blanco.
Esta norma mexicana no es aplicable en papeles o cartones que contengan colorantes (como colorantes amarillos o verdes) que absorban luz de manera apreciable en la parte del espectro de 400 nm a 500 nm. Los papeles coloreados deben ser medidos espectrofotométricamente o colorimétricamente para obtener resultados significativos.
2 REFERENCIAS
Para la correcta aplicación de esta norma, se debe consultar la siguiente norma mexicana vigente o la que la sustituya:
NMX-Z-012/3-1987 Muestreo para la inspección por atributos - Parte 3: Regla de cálculo para la determinación de planes de muestreo. Declaratoria de vigencia publicada en el Diario Oficial de la Federación el 31 de julio de 1987.
3 DEFINICIONES.
3.1 Brillantez o reflectancia direccional a 457 nm
La Brillantez es el valor numérico del factor de reflectancia de una muestra con respecto a una luz azul de características espectrales y geométricas específicas. Este método requiere un instrumento que utilice iluminación a 45o y geometría de observación a 0o, con los rayos de iluminación y observación ajustados de tal manera que los materiales translúcidos sean evaluados en una escala arbitraria pero específica. En términos generales, la reflectancia direccional a 457 nm Indica el grado de “no amarillamiento”.
3.2 “Blancura”
Término comúnmente usado en la industria papelera en países de habla hispana para designar la reflectancia direccional a 457 nm. La medición de la propiedad “blancura” involucra la reflectancia total de la luz blanca y la uniformidad de esta reflectancia. Debe notarse que el término inglés para la reflectancia direccional a 457 nm es “brightness” y para la blancura es “whiteness”.
4 SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS
Para los propósitos de esta norma se establecen los siguientes símbolos y abreviaturas:
° Grado
kg Kilogramo mm Milímetro nm Nanómetro
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5 CLASIFICACIÓN Y DESIGNACIÓN
Esta norma mexicana establece un procedimiento para determinar la Brillantez o reflectancia direccional a 457 nm (“Blancura) de los papeles y cartones blancos y casi blancos.
6 ESPECIFICACIONES
6.1 Aparato
6.1.1 Medidor de Brillantez o Reflectancia Direccional a 457 nm (“Blancura”) : Un instrumento que comprende las características geométricas, fotométricas y espectrales y ajustado de tal manera que la calibración sea correcta dentro de las tolerancias especificadas en los puntos 6.1.2 al 6.1.9.
6.1.2 Características espectrales: La longitud de onda efectiva del instrumento cuando se usa con el filtro requerido por este estándar es 457,0 nm ± 0,5 nm. La longitud de onda efectiva es la longitud de onda de la luz monocromática para la cual la transmitancia de un filtro con una transmitancia espectral determinada es igual a aquélla determinada con un instrumento maestro, luego de corregir los efectos asociados a la reflexión y refracción, la dispersión angular de rayos a través del filtro, el error fotométrico y el error de longitud de onda en el espectrofotómetro empleado para determinar la transmitancia espectral.
6.1.3 La longitud de onda efectiva se obtiene por la combinación del iluminante, óptica del lente, filtros y fotodetector para los cuales el producto matemático de la distribución espectral, la transmitancia espectral y la respuesta espectral es F(λ), donde F(λ) es la función de onda dada en la tabla 1.
Longitud de onda, nm F(λ), unidades relativas 395 0,0 400 1,0 405 2,9 410 6,7 415 12,1 420 18,2 425 25,8 430 34,5 435 44,9 440 57,6 445 70 450 82,5 455 94,1 460 100,0 465 99,3 470 88,7 475 72,5 480 53,1 485 34,0 490 20,3 495 11,1 500 5,6 505 2,2 510 0,3 515 0,0 6.1.4 Características geométricas : El ángulo medio de incidencia de los rayos
de luz sobre el espécimen es 45° ± 0,5°.
6.1.5 Los rayos incidentes sobre un punto de la muestra están confinados dentro de un cono que tiene un ángulo medio de 11,5° ± 2°. Este cono está lleno de luz, tiene su vértice en la apertura para el espécimen y tiene su base en la apertura emergente de los lentes condensadores. 6.1.6 La apertura para el espécimen es circular con un diámetro de 12,7 mm
± 0,13 mm. La apertura de salida del sistema óptico que acepta los rayos reflejados para la medición es concéntrica y paralela a la apertura para el espécimen y tiene un diámetro de 9,53 mm ± 0,076 mm, de tal manera que la luz reflejada desde el borde de la apertura para el espécimen no alcance a la celda fotoeléctrica.
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6.1.7 El ángulo medio de los rayos reflejados por el espécimen y aceptados por el sistema óptico de recepción está entre 0° y 0,5° con la normal respecto al plano de la apertura para el espécimen.
6.1.8 Los rayos reflejados aceptados para la medición están confinados a un cono con un ángulo medio de 22,5° ± 2°.
6.1.9 Características fotométricas : El instrumento incorporará un sistema fotométrico de medición que mida la reflectancia en proporción directa a la energía luminosa incidente sobre la muestra dentro de un 0,1 % a través de todo el rango de medición.
6.1.10 Adicionalmente al instrumento, preparar un peso de 1 kg con base plana.
6.2 Escala de reflectancia y estándares
6.2.1 La escala estándar de brillantez está basada en la reflectancia del óxido de magnesio al 100%. Esta escala se mantiene utilizando métodos instrumentales que no dependen en estándares físicos inestables como el óxido de magnesio.
6.2.2 Los estándares son talones de papel y estándares de vidrio blanco opalino pulido, con valores de calibración basados en el instrumento maestro.
6.2.3 Un conjunto de estándares comprenderá al menos 5 bloques de talones de papel y dos estándares de vidrio blanco opalino con valores de brillantez exactamente establecidos mediante la medición con un instrumento maestro.
6.2.4 Los estándares de papel cubrirán un rango de reflectancia de 50 % a 90 %. El papel con el cual se prepararán estos estándares será blanco o con coloración crema, con reflectancia uniforme y estable y una superficie relativamente suave pero no supercalandreada. Debe emplearse al menos un estándar que contenga un agente de blanqueo fluorescente si se van a medir papeles abrillantados ópticamente.
6.2.5 Los estándares de vidrio blanco opalino tendrán una superficie que no se desvíe del plano por más de 0,025 mm. La naturaleza del pulido superficial, dureza y estabilidad óptica del material serán tales que la reflectancia durante un mes de uso intensivo pero cuidadoso no variará por más de 0,2 puntos, y de tal naturaleza que pueda ser limpiado fácil y efectivamente. El color de los estándares de vidrio blanco opalino será blanco con la reflectancia espectral máxima no mayor que 25 % del mínimo sobre el rango de longitud de onda de 400 nm a 500 nm. Los estándares de vidrio blanco opalino serán no fluorescentes.
6.3 Calibración
6.3.1 Compare mensualmente con estándares de reflectancia. Si las lecturas del instrumento en los estándares difieren de su valor asignado por más de ± 0,3 puntos, ajuste el instrumento de acuerdo a las instrucciones del fabricante.
6.3.2 Al menos una vez por día se debe realizar una verificación respecto al estándar de vidrio opalino. La frecuencia de estas verificaciones dependerá de la cantidad de uso del instrumento y la exactitud requerida. Si se utilizan estándares de papel debe tenerse cuidado de que éstos no se dañen o manchen por el uso excesivo.
6.3.3 En intervalos de uno a tres años, dependiendo de las condiciones y frecuencia de uso, el instrumento debe ser cuidadosamente inspeccionado, probado y ajustado para asegurar que sus características geométricas y espectrales estén dentro de los límites prescritos y que su sistema fotométrico esté dentro de las tolerancias especificadas.
7 MÉTODO DE PRUEBA
7.1 Procedimiento
7.1.1 Preparación de muestras: Las muestras serán seleccionadas de acuerdo a lo establecido en la norma mexicana NMX-Z-012/3 (ver 2 Referencias).
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7.1.2 De cada unidad de prueba corte una porción representativa del papel o cartón en 7 o más talones por lo menos 30 mm más largos y 20 mm más anchos que la apertura del espécimen (nominalmente 51 mm por 38 mm con la dimensión corta paralela a la dirección máquina). Evite marcas de agua, suciedad o defectos. Organice los talones en un bloque con las caras hacia arriba. Use el talón superior como una cubierta, márquelo cerca de una esquina para identificar la muestra y el lado cara. Se pueden requerir más de 7 especímenes para muestras delgadas o transparentes para asegurar que el bloque sea completamente opaco. El número de talones en el bloque debe ser tal que la reflectancia medida no cambie al duplicar el espesor del bloque de talones.
7.1.3 No toque las áreas de prueba del espécimen con los dedos. Proteja las superficies de prueba de contaminación, calor excesivo o luz intensa. 7.1.4 Sin tocar las superficies de prueba con los dedos, remueva el talón
superior o de protección y colóquelo hasta abajo del bloque. Coloque el bloque de muestras sobre la apertura del instrumento con la dirección máquina del papel paralela al plano determinado por los haces de luz incidente y reflejada y con el lado cara en contacto con el instrumento. 7.1.5 Coloque el peso de 1 kg en el bloque. Mida y registre la lectura de
reflectancia hasta el 0,1 de unidad.
7.1.6 Mueva el talón inferior hasta abajo del bloque y mida el segundo talón. Repita este procedimiento hasta que se hayan medido 5 talones.
7.2 Resultados
Reporte la Brillantez o reflectancia direccional a 457 nm (“Blancura”) promedio de la muestra hasta una cifra decimal, junto con las lecturas máximas y mínimas. Indique claramente cualquier desviación del procedimiento estándar y anote cualquier característica anormal de la muestra.
7.3 Precisión
7.3.1 Los siguientes estimados de repetibilidad y reproducibilidad están tomados del método de prueba Tappi T-452, solo incluyen laboratorios que siguieron dicho método.
Muestra UV % Media Sr r Sn SR R Bond 20# 3% 83,055 0,220 0,61 0,65 0,682 1,89 Offset 50# 3% 83,750 0,228 0,63 0,502 0,545 1,51 Bond 24# 1% 84,867 0,182 0,35 0,630 0,641 1,78 Cubierta 96# 4% 88,209 0,115 0,32 0,604 0,613 1,70 Bond 24# 0% 88,972 0,784 1,40 0,627 0,784 2,00 donde:
UV% es la cantidad de abrillantador (“blanqueador”) óptico presente en las muestras;
Sr es la desviación estándar dentro de un laboratorio; R es la repetibilidad dentro de un laboratorio;
Sn es la desviación estándar entre laboratorios;
SR es la desviación estándar corregida entre laboratorios, y R es la reproducibilidad entre laboratorios.
7.3.2 La repetibilidad en un laboratorio y la reproducibilidad entre laboratorios son estimados de la diferencia máxima, con una probabilidad de 95%, que puede esperarse cuando se comparan mediciones para los materiales indicados bajo condiciones similares de prueba.
7.3.3 Esta información se da como una guía de las variaciones que podrían presentarse en la industria cuando se mide la reflectancia direccional a 457 nm (“blancura”) de papeles y cartones.
8 USOS Y RECOMENDACIONES
Las mediciones de reflectancia de luz azul fueron originalmente diseñadas para dar una indicación de la cantidad de blanqueo realizada durante la manufactura de pulpa. En general, mientras más alta la reflectancia de luz azul, los productos aparecerán más blancos. Este método da un índice numérico sencillo para comparar la “blancura” de materiales blancos similares.
9 BIBLIOGRAFIA
NOM-008-SCFI-2002 Sistema General de Unidades de Medida, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 27 de noviembre de 2002.
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TAPPI TEST METHODS 2004-2005 Technical Association of the Pulp and Paper Industry. Technology Park/Atlanta, Atlanta, Georgia, 30348-5113, U.S.A. Esta norma mexicana concuerda con el método de prueba TAPPI T 452 om-02 en lo concerniente a la determinación de la reflectancia direccional a 457 nm de papel y cartón.
What The Printer Should Know About Paper. Graphic Arts Technical Foundation, 1982.
10 CONCORDANCIA CON NORMAS INTERNACIONALES
Esta norma mexicana no es equivalente a ninguna norma internacional por no existir referencia alguna al momento de su elaboración.
México D.F., a
MIGUEL AGUILAR ROMO DIRECTOR GENERAL
