BR102022011333A2 - Papel-miolo semiquímico, embalagem e uso - Google Patents
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Abstract
papel-miolo semiquímico, embalagem e uso. a presente invenção refere-se, em uma modalidade, a um papel-miolo semiquímico produzido a partir de fibra virgem de madeira dura de eucalyptus spp. bem como a uma embalagem produzida a partir dele e usos do mesmo. o papel-miolo semiquímico da presente invenção apresenta pelo menos cerca de 60% de fibra virgem de madeira dura, em base de massa seca, e excelentes propriedades físico-mecânicas quando comparado com papéis que apresentam a partir de 80% de polpa semiquímica, ao mesmo tempo que possui um custo de produção inferior.
Description
[0001] A presente invenção refere-se a um papel-miolo semiquí- mico com excelentes características de qualidade e resistência, produzido com fibras provenientes de Eucalyptus spp., contemplando fibras virgens e provenientes de material desclassificado e/ou não classificado e/ou refugos, embalagens produzidas a partir do referido papel e usos do mesmo,
[0002] O papel-miolo semiquímico ou Semi Chemical Flutingé amplamente usado no mercado internacional de papéis e embalagens e é definido como um papel predominantemente formado a partir de polpa kraft virgem semiquímica, aquela obtida diretamente do processo de transformação da madeira em fibras,
[0003] Os papéis-miolo semiquímicos podem ser produzidos a partir de fibras virgens de madeira, que podem contemplar misturas de fibras semiquímicas longas e fibras semiquímicas curtas, De maneira geral, podem ser usados, para a produção de papel-miolo semiquímico, os gêneros de planta Eucalyptus spp. e Betula, dois gêneros que apresentam características morfológicas distintas, características essas que impactam nas propriedades presentes no produto obtido,
[0004] O gênero Eucalyptus spp. apresenta comprimento das fibras variando de cerca de 0,75 mm a cerca de 1,30 mm, espessura da parede das fibras geralmente apresenta valores na faixa de cerca de 2,5 a cerca de 6,0 μm e a largura varia entre cerca de 12 e cerca de 20 μm, O diâmetro do lume varia entre cerca de 6 e cerca de 10 μm, a fração da parede fica na faixa de cerca de 41 a cerca de 52%, o coeficiente de flexibilidade é de cerca de 48 a cerca de 59% e o índice de Runkel (que avalia o grau de colapso das fibras durante o processo de produção de papel) varia entre cerca de 0,702 e cerca de 160.
[0005] Já para o gênero Bétula, há relatos na literatura que reportam o comprimento da fibra em torno de cerca de 1,38 a cerca de 2,31 mm, a espessura da parede das fibras em torno de cerca de 4,78 μm, a largura em torno de cerca de 25 μm, o diâmetro do lume na faixa de cerca de 15 a cerca de 18 μm, a fração da parede em torno de cerca de 39%, o coeficiente de flexibilidade em torno de cerca de 61% e o índice de Runkel em torno de cerca de 0,634.
[0006] As diferentes características descritas para os gêneros citados implicam em diferentes desafios quando da fabricação de papel proveniente de uma ou outra fonte. O gênero Eucalyptus spp. apresenta algumas características que tornam interessante sua escolha, como a rotação mais rápida de plantio, com colheita ocorrendo aproximadamente aos 7 anos de idade da planta, enquanto a colheita de Bétula ocorre em aproximadamente 40 anos.
[0007] Outro fator que torna o uso de plantas do gênero Eucalyptus spp. interessante é a área necessária de plantio, sendo suficientes 30 mil hectares de Eucalyptus spp. para a produção de 450 mil toneladas de papel do tipo kraftliner, enquanto são necessários aproximadamente 125 mil hectares de áreas plantadas de Bétula, para a mesma produção.
[0008] Contudo, apesar do forte apelo na melhora e aproveitamento da produtividade da produção de papel, o uso de fibras provenientes do gênero Eucalyptus spp. acarreta uma série de dificuldades técnicas, uma vez que se tratam de fibras semiquímicas curtas, que apresentam propriedades físico-mecânicas inferiores às fibras semiquímicas produzidas a partir da bétula (birch), frequentemente gerando um produto final mais absorvente e menos resistente, sem as características desejadas para papel do tipo miolo semiquímico.
[0009] Os papéis-miolo semiquímico exercem importante função nas embalagens, como nas caixas de papelão ondulado, pois participam da sua composição como miolo ou ondulado, e ajudam a definir suas propriedades. A depender dos requisitos de qualidade, a composição das polpas usadas na produção do papel-miolo semiquímico pode ser modificada.
[0010] Aplicações típicas para o miolo semiquímico incluem embalagem para diversos produtos, como alimentos, bebidas, cosméticos, eletroeletrônicos, higiene e limpeza, flores, fumo, materiais elétricos, químicos e derivados, vestuário e calçados, vidros e cerâmicas, além de embalagens de hortifrutigranjeiros e proteínas, embalagens com maior valor agregado.
[0011] Como estas embalagens protegem seus conteúdos contra impactos durante manuseio, transporte, armazenamento, carga no empilhamento, em câmaras frigoríficas a baixas temperaturas, alta umidade relativa do ar em longos períodos de tempo, é necessário que o papel-miolo semiquímico atenda a requisitos gerais de resistência, tais como: resistência à tração, resistência à compressão e esmagamento, plybond, resistência ao SCT (Short-span Compression Test), alta resistência em CMT (Corrugating Medium Test) e CCT (Corrugating Crush Test), além de proporcionar valor adequado de porosidade Gurley.
[0012] A resistência ao CorrugatingMediumTest e ao Corrugating CrushTest ou CMT e CCT, respectivamente, são consideradas as propriedades de resistência mais importantes para os papéis-miolo. Estas propriedades são boas indicadoras de desempenho da caixa, resistência e performance durante a conversão e uso do papelão ondulado.
[0013] A CEPI Container Board (Confederation of European Paper Industries - Confederação Europeia de Produtores de Indústrias de Papel) usa, junto com outros parâmetros, os resultados nos testes descritos acima para classificar os diferentes tipos de papel, definindo o papel- miolo semiquímico como um papel feito predominantemente de polpa de fibras virgens semiquímicas, podendo ser classificado como papel “semiquímico 1” (requisitos mais exigentes) ou “semiquímico 2” (requisitos menos exigentes),
[0014] Segundo a classificação da CEPI, o papel semiquímico 1 é aquele que tipicamente apresenta um teor de 80% ou mais de fibras semiquímicas virgens e resultados específicos nos testes CMT, CCT e SCT, quais sejam, índice de CMT 30 > 2,2 e índice de CCT 30 > 20,0 ou índice SCT > 21,1,
[0015] Já para ser classificado como “semiquímico 2”, os índices alcançados nos referidos testes são menos exigentes, quais sejam, índicede CMT 30 > 1,9 e índice de CCT 30 > 16,0 ou índice de SCT > 17,0, Esses índices e suas classificações estão resumidos na tabela abaixo, Tabela 1: índices CMT e CCT ou SCT para os papéis-miolo semiquímico 1 e semiquímico 2 pela CEPI Container Board,
[0016] Além dos índices de CMT, CCT e SCT, existem outros parâmetros para se avaliar a composição e qualidade de papéis, Um parâmetro importante é o parâmetro kappa, que tipicamente indica o grau de deslignificação da polpa celulósica, configurando-se que, a cada 10 pontos desta propriedade de qualidade da polpa, há um aumento de 30 N no valor do CMT, Os diferentes papéis usados atualmente apresentam número kappapróximo a 100,
[0017] A modificação nos índices do parâmetro kappa costuma ocasionar problemas nas características de resistência e tração dos papéis, uma vez que, ao aumentar o número kappa, há uma modificação no padrão de entrelaçamento das fibras, o que pode gerar perda de resistência do papel e diversos problemas de processamento, como a necessidade de diminuir a velocidade da linha de produção, impactando significativamente a produtividade.
[0018] Por esse motivo, tipicamente, quando se busca a obtenção de papéis mais resistentes para a fabricação de caixas para o acondicionamento de produtos em condições críticas, como em ambientes refrigerados e com alta umidade, a solução comumente adotada pelo técnico no assunto é o aumento de gramatura do papel. A depender dos requisitos de qualidade do papel desejado, a gramatura do papel resultante pode variar entre 100 e 220 g/m2, na maioria dos casos.
[0019] Contudo, o aumento de gramatura também apresenta alguns inconvenientes, uma vez que gramaturas maiores resultam em maior peso quando do transporte dos materiais, impactando significativamente os custos de operação e transporte, além de significar maiores custos de produção.
[0020] Outra característica importante é a propriedade Gurley, ou resistência ao ar, que determina o tempo necessário para um certo volume de ar atravessar, sob pressão constante, uma determinada área de papel. Essa propriedade é comumente avaliada através de Densímetro Gurley Regmed PGH (ABNT NBR NM ISO 5636-5:2006: Papel e cartão - Determinação da permeância e resistência ao ar (faixa média). Parte 5: Método Gurley) e mede a porosidade do papel. Essa característica influencia na qualidade do papel, especialmente no que se refere às propriedades de resistência e resistência ao ar.
[0021] Uma das formas mais comuns para aumento da resistência ao ar (Gurley) é o aumento da refinação. Apesar do valor de Gurley não ser uma medida direta do grau de refinação, ele se relaciona diretamente com esse parâmetro. Assim, a etapa de refino das fibras celulósicas pode influenciar o grau de fibrilação interna e externa e, consequentemente, as condições de ligação entre fibras, o que influencia nas propriedades de resistência e resistência ao ar até um dado momento de refinação.
[0022] Nesse contexto, diversos são os desenvolvimentos de papéis alternativos, abarcando diferentes estratégias e características dos papéis obtidos, O documento WO2019096848 descreve um material para produção de embalagem para líquidos, contendo uma barreira de folha de alumínio e um método de produção deste material, compreendendo uma camada a granel de material de estrias de celulose, uma camada de substrato externa, tendo uma superfície de impressão, e, no interior, uma barreira de folha de alumínio e uma outra camada de barreira, Refere-se ainda ao método para fabricar o material de embalagem laminado e a um recipiente de embalagem para proteção de alimentos líquidos, compreendendo o material de embalagem laminado,
[0023] É descrito que as fibras geralmente usadas na fabricação de papelão ou papelão ondulado (papel-miolo/fluting paper) podem ser fibras recicladas e/ou novas (fibras virgens), O material para caneluras que foi explorado para o propósito desta invenção é uma canelura semiquímica feita de fibras 100% virgens feita de madeira dura, como bétula,
[0024] O documento EP3789467 divulga um adesivo à base de água para a fabricação de placas celulósicas laminadas, o adesivo compreendendo óxido de grafeno em monocamada como um intensificador de cola, A invenção também se refere a placas celulósicas laminadas obtidas com as mesmas e métodos para a sua produção, É descrito que o miolo (fluting) semiquímico contém aproximadamente 70% de polpa semiquímica produzida a partir de madeira dura (majoritariamente bétula), e a parte restante consistindo em papel recuperado, Esse documento não aponta qual o parâmetro kappado papel descrito,
[0025] Sheikhi et. al., 2013 - An Optimum Mixture of Virgin Bagasse Pulp and Recycled Pulp (OCC) for Manufacturing Fluting Paper - é um estudo que avaliou as propriedades do papel canelado feito com uma mistura de polpa de bagaço de soda não branqueada (340 mL de liberdade CSF) e polpa OCC (250 a 300 mL de liberdade CSF) de 0:100, 10:90, 30:70, 50:50, relações de 70:30 e 90:10 em peso, respectivamente. Algumas folhas de papel com peso básico de 120 g / m2 foram feitas. Características de força, como índice de rasgo, índice de tração, resistência do ar, dobras duplas, índice de estouro e teste médio Con- cora (CMT) foram medidas de acordo com os padrões TAPPI e ISO e comparadas entre si. Propriedades inferiores da folha de mão foram observadas ao usar fibras 100% recicladas.
[0026] Os resultados mostraram ainda que a adição de 10 a 30% de polpa de bagaço à polpa de OCC não aumentou significativamente a resistência da folha do produto em comparação com a amostra de controle (100% de polpa de OCC). No entanto, verificou-se que a adição de 70% ou mais de polpa virgem à polpa de OCC resultou em um aumento substancial nas propriedades de resistência. O artigo conclui que a adição de fibras de bagaço de cana à polpa tipo OCC usada permite o ganho significativo quando acima de 50% de polpa de bagaço é usada na composição fibrosa com OCC, enquanto níveis de 10-30% de polpa de bagaço não implicaram em ganhos significativos.
[0027] Esse documento divulga que um dos problemas encontrados ao se usar o processo de reciclagem é que as propriedades de resistência do papel diminuem, apontando que o processo de reciclagem resulta na quebra da fibra em fibras menores. São usadas polpa reciclada e fibras virgens de bagaço de cana-de-açúcar. O número kappado papel tal como divulgado nesse documento é de 9 a 11.
[0028] O documento GB1423253 descreve um processo para o fabrico de papel, canelura ou cartão e ensina que o papel-miolo (fluting paper) é usualmente preparado a partir de hemicelulose, mas que, por este ser um material relativamente caro, em muitos casos são usados até 30% de descarte de papel, descrevendo um desenvolvimento que tem como ponto central o uso de aditivos, silicato de metal alcalino e um agente tixotrópico e/ou uma resina sintética, para melhoria de propriedades físico-mecânicas de papel de impressão, papel-miolo e cartão fabricados a partir de polpa sulfito, polpas recicladas e polpa mecânica,
[0029] Persiste, portanto, a necessidade do desenvolvimento de um papel-miolo semiquímico robusto, que atenda aos requisitos de qualidade para ser classificado como papel-miolo semiquímico 1, capaz de manter suas propriedades em situações críticas, que, além de apresentar propriedades iniciais compatíveis com os requerimentos usuais do campo técnico relacionado, mantenha as características e parâmetros ao longo da cadeia produtiva, isto é, mesmo quando submetido à câmara fria/refrigeração e alta umidade relativa do ar, uma vez que o papel se destina à aplicação em embalagens que percorrem longas distâncias e são submetidas a intempéries logísticas,
[0030] A presente invenção fornece um papel-miolo semiquímico obtido a partir de uma matéria-prima de fonte totalmente diferente da convencionalmente usada, apresentando um percentual de fibras virgens a partir de cerca de 60% em peso seco, com o restante sendo proveniente de material desclassificado, não classificado e/ou refugo industrial,
[0031] O papel-miolo semiquímico da presente invenção apresenta pelo menos cerca de 60% de fibra virgem de madeira dura, em base de massa seca, e excelentes propriedades físico-mecânicas, quando comparado com papéis que apresentam a partir de 80% de polpa semiquí- mica, ao mesmo tempo que possui um custo de produção inferior,
[0032] Em uma modalidade preferencial da invenção, o percentual de fibras virgens varia de cerca de 60% a cerca de 80% em peso seco, Em uma modalidade ainda mais preferencial da invenção, o percentual de fibras virgens é de cerca de 70% em peso seco,
[0033] O papel da presente invenção apresenta desempenho e características técnicas comparáveis aos melhores papéis-miolo semiquímico, ou seja, os papéis classificados pela CEPI como papel-miolo semiquímico 1,
[0034] Em uma concretização preferencial, a presente invenção fornece um papel-miolo obtido a partir de fibras de celulose de Eucalyptus spp. As fibras usadas de celulose de Eucalyptus spp. são fibras curtas que, devido ao controle de características específicas desejadas no papel a ser obtido, foram capazes de gerar um papel-miolo semiquímico com características excepcionais.
[0035] Em uma modalidade da invenção, o papel-miolo semiquímico é constituído por 100% de fibras curtas. Em uma modalidade preferida, as fibras são obtidas 100% de Eucalyptus spp.
[0036] Os inventores surpreendentemente constataram que o controle de determinadas características do papel possibilitou o uso de fibras curtas de Eucalyptus spp. para a obtenção de um papel-miolo semiquí- mico possível de ser classificado como papel-miolo semiquímico 1.
[0037] O papel-miolo semiquímico, de acordo com a presente invenção, apresenta excelente formação da folha e altos valores nos testes físicos de CMT, CCT e SCT, acima dos valores para “semiquímico 2”, e compatível com os melhores papéis-miolo semiquímico do mercado.
[0038] A presente invenção se refere também a uma embalagem feita a partir do papel-miolo semiquímico da presente invenção, bem como usos do referido papel.
[0039] Um dos problemas técnicos conhecidos do uso de fibra semiquímica curta consiste no fato das propriedades físico-mecânicas das fibras semiquímicas curtas de eucalipto serem inferiores às fibras semi- químicas curtas produzidas a partir da bétula (birch), espécie ampla mente usada na área técnica relacionada. Contudo, o uso de fibras se-miquímicas curtas produzidas a partir de bétula apresentam o inconveniente de apresentarem tempo bastante prolongado para corte e a necessidade de extensas áreas de cultivo para garantir o mesmo volume de produção.
[0040] ] Para que fosse possível o uso de fibras provenientes de Eucalyptus spp. e a obtenção de um papel-miolo com propriedades excelentes, os inventores desenvolveram um papel que pode compreender, em uma modalidade, a polpa semiquímica de fibra curta proveniente de Eucalyptus spp. com mistura de outras fibras, tais como fibras não classificadas e/ou desclassificadas, podendo ser selecionadas ainda de refiles provenientes das fábricas de embalagens e/ou as sobras (“pontas”) e/ou refugos gerados no próprio processo de fabricação do papel.
[0041] De forma surpreendente, a invenção, conforme aqui descrita, possibilitou a obtenção de um papel-miolo semiquímico desenvolvido com maior teor de polpa de fibra curta de Eucalyptus spp., alcançando um produto com melhor formação da folha e consequente melhor qualidade, resistência e menor custo — sendo possível, a partir do desenvolvimento aqui detalhado, o aproveitamento da maior produtividade florestal que as plantas do gênero Eucalyptus spp. apresentam atualmente, em comparação com o produto obtido através do uso de fibra curta de bétula.
[0042] Adicionalmente, a invenção aqui divulgada proporciona o uso da fibra curta de Eucalyptus spp. associada com uma maior concentração de papel desclassificado e/ou não classificado, tais como refiles provenientes das fábricas de embalagens e as sobras (“pontas”) e/ou refugos gerados no próprio processo de fabricação do papel, proporcionando o uso de materiais que até então eram descartados, contribuindo para a redução da geração de lixo.
[0043] Esse desenvolvimento foi possível pois, ao controlar características específicas do papel, os inventores surpreendentemente constataram que foi possível a obtenção de um papel com características excelentes. De acordo com a presente invenção, com o controle do número kappaassociado ao controle da quantidade de fibras virgens e de fibras provenientes de papel desclassificado e/ou não classificado presentes, foi inesperadamente possível obter um papel-miolo contendo fibras provenientes de Eucalyptus spp. com qualidades ótimas, que proporcionam ao produto ser qualificado com papel semiquímico 1.
[0044] Em uma concretização, é descrito um papel-miolo semiquímico produzido a partir de celulose de Eucalyptus spp. Como consequência do uso deste tipo de matéria-prima e, por exemplo, da polpa com maior nível de número kappa, o papel-miolo da presente invenção apresenta elevados valores de testes físicos para as propriedades de CMT, CCT e SCT, e alta resistência em ambientes com elevada umidade relativa do ar.
[0045] Dessa forma, o papel-miolo da presente invenção é adequado, em uma modalidade específica, para uso na conversão de caixas de papelão ondulado, usadas com produtos hortifrutigranjeiros e proteínas e que são manuseadas, transportadas e armazenadas em ambientes frigorificados (baixas temperaturas e alta umidade relativa do ar).
[0046] Em uma concretização da presente invenção, o papel-miolo semiquímico pode compreender fibras compostas de pelo menos cerca de 60% de fibra virgem de madeira dura e pelo menos cerca de 40% de fibras não classificadas e/ou desclassificadas pré-consumo, em base de massa seca.
[0047] Em uma concretização da invenção, as fibras virgens de madeira dura podem estar presente em uma faixa de cerca de 60% a cerca de 80% e as fibras não classificadas e/ou desclassificadas pré-consumo estão presentes em uma faixa de cerca de 40% a cerca de 20%, em base de massa seca.
[0048] Em uma outra modalidade preferida da invenção, o papel- miolo semiquímico pode compreender fibra virgem de madeira dura em quantidade de cerca de 65% a cerca de 75% e as fibras de papéis desclassificados em quantidade de cerca de 35% a cerca de 25%, em base de massa seca.
[0049] Em uma modalidade mais preferencial, fibra virgem de madeira dura está presente em cerca de 70% e fibra não classificada está presente em cerca de 30%, em base de massa seca.
[0050] Em uma modalidade preferencial da presente invenção, as fibras não classificadas e/ou desclassificadas são selecionadas de refiles provenientes das fábricas de embalagens e as sobras (“pontas”) e/ou refugos gerados no próprio processo de fabricação do papel, sendo matérias pré-consumo.
[0051] Em uma modalidade da presente invenção, a fibra virgem de madeira dura presente na composição do papel-miolo semiquímico é polpa de fibras curtas de eucalipto não branqueadas.
[0052] Em uma modalidade da presente invenção, para a obtenção do papel-miolo semiquímico, é necessário que se faça o controle dos valores de número Kappa. Em uma modalidade da presente invenção, o número Kappadever ficar na faixa de cerca de 115 e cerca de 140, preferencialmente cerca de 120.
[0053] Em uma modalidade específica da presente invenção, o papelobtido deve apresentar índice Gurley de cerca de 90 a cerca de 200, preferencialmente cerca de 120 a cerca de 150 s/dL.
[0054] O técnico no assunto saberá prontamente atingir os valores de número kappae de índice de Gurley através de procedimentos usuais, como na etapa de cozimento e na velocidade da refinação. Tais procedimentos podem ser exemplificados pelos ensinamentos dos livrosHandbook of Pulp, de Herbet Sixta, volumes 1 e 2, e nos livros de Biermann (Handbook of Pulp and Paper: Volume 1, 2: Raw Material and Pulp Making), aqui incorporados integralmente.
[0055] Em uma modalidade da presente invenção, o papel-miolo se- miquímico apresenta gramaturas de cerca de 130 g/m2 a cerca de 210 g/m2, preferencialmente cerca de 150 a cerca de 160g/mQ.
[0056] O papel-miolo semiquímico da presente invenção apresenta as propriedades do papel-miolo semiquímico 1 (conforme Tabela 1, acima), porém produzido com um percentual de fibra virgem a partir de cerca de 60% e com resultados de qualidade compatíveis com o mercado.
[0057] De acordo com a presente invenção, foi surpreendentemente constatado pelos inventores que o uso de celulose proveniente de Eucalyptus spp. como matéria-prima, em conjunto, por exemplo, com a produção de polpa com maior número kappa, proporcionou a obtenção de um papel com qualidades ótimas, sendo esses pontos relevantes e vantajosos da presente invenção.
[0058] Outra vantagem da presente invenção é o uso de altas concentrações de papel desclassificado, não classificado e/ou refugos, tipicamente sendo possível a partir dos conhecimentos divulgados pela presente invenção, o uso de cerca de 40% a cerca de 20% em peso de papel desclassificado, não classificado, ponta, refiles e/ou refugos, obtendo-se um papel que preserva características excelentes, feito que não era possível até o desenvolvimento aqui detalhado.
[0059] Por papel desclassificado e/ou não classificados, entendem- se aqueles papéis pré-consumo (que não foram enviados para o consumidor final), que, por alguma razão, não atingiram os padrões de qualidade especificados para o produto. Por ponta, refiles e refugos das fábricas de embalagens, entendem-se as sobras de bobinas e/ou jumbo oriundas do processo de corte para ajuste de dimensão. Estes papéis, sem nenhuma contaminação externa e passíveis de rastreamento, tendo sua origem controlada e sendo compostos por fibras de Eucalyptus spp., são, então, reaproveitados no processo fabril para a produção de novos papéis.
[0060] Em uma modalidade da presente invenção, uma combinação de papéis desclassificados, não classificados, ponta, refiles e/ou refugos pode ser usada para complementar a composição fibrosa de polpa semiquímica do papel-miolo semiquímico ora descrito.
[0061] Adicionalmente, aponta-se que o papel desclassificado, não classificado, ponta, refiles e/ou refugos, conforme entendido na presente invenção, é bastante diferente de papel reciclado. A reciclagem de papel baseia-se no reaproveitamento de papel pós-consumo (ou seja, após ser usado pelo consumidor final) para produção do papel reciclado.
[0062] A produção do papel reciclado inicia-se, portanto, na separação doméstica do papel. Este material é então recolhido e direcionado para um processo de separação e classificação, e só depois o material é enviado para as fábricas de papéis reciclados para processamento e produção de novos papéis.
[0063] Em uma modalidade da presente invenção, as polpas de refiles das fábricas de embalagens e as pontas e refugos do processo de fabricação do papel presente na composição do papel-miolo semiquí- mico são polpas diversas, podendo conter polpas originadas a partir de polpas de fibra curta. Em uma modalidade específica da presente invenção, as polpas usadas podem ser branqueadas ou não branqueadas.
[0064] Em uma modalidade da presente invenção, o papel-miolo se- miquímico apresenta de uma a três camadas de fibras, preferencialmente 2 a 3 camadas e ainda mais preferencialmente 3 camadas.
[0065] Em uma modalidade adicional opcional da presente invenção, pelo menos uma das camadas do papel-miolo pode conter opcio- nalmente aditivos de massa, tais como: amido, polímeros e nanocelulo- ses ou suas misturas,
[0066] Em uma modalidade particular, as nanoceluloses podem ser selecionadas de: celulose microfibrilada, celulose nanofibrilada, celulose nanocristalina, filamentos de celulose ou suas misturas, As nanoceluloses também podem ser aplicadas como componentes únicos ou em formulações com outros polímeros renováveis ou não renováveis,
[0067] Em uma modalidade particular da presente invenção, os polímeros podem ser selecionados de polímeros catiônicos híbridos formados por polímero de acrilamida modificado, destilado de petróleo leve, álcool oxialquilado, monoestearato de sorbitano etoxilado e alqui- lamina substituída, tais como Nalco 61610LA e micropolímeros formados por destilado de petróleo leve, álcool oxialquilado e ácido acrílico, tais como Nalco 61950LA, entre outros,
[0068] Em uma modalidade específica da presente invenção, o amido pode ser selecionado de: amido modificado, amido pré-gelatini- zado, amido resistente, fécula de mandioca modificada, amido de milho, entre outros,
[0069] Em uma modalidade da presente invenção, os aditivos podem ser aplicados na massa e/ou entre camadas, sendo sua qualidade e quantidade adaptada conforme a necessidade, de acordo com o conhecimento habitual da técnica,
[0070] De acordo com a presente invenção, o papel-miolo semiquí- mico ora desenvolvido é obtido através de um processo que compreende as etapas de preparar a polpa semiquímica fibra virgem de madeira dura, preparar as fibras não classificadas, desclassificadas e/ou refugos, alimentar as fibras das etapas anteriores, em forma de suspensão, a uma mesa formadora de folha, onde ocorre um desaguamento parcial e prensar e secar para remoção da água residual,
[0071] Em uma modalidade da presente invenção, a alimentação das fibras ocorre em forma de suspensão, a uma mesa formadora de folha, onde ocorre um desaguamento parcial, com subsequente prensagem e secagem para remoção da água residual,
[0072] Em uma modalidade da presente invenção, no final do processo de produção do papel descrito na presente invenção, a folha seca obtida é enrolada e convertida em bobinas com tamanhos especificados, conforme necessidade, de acordo com as práticas usuais no campo técnico
[0073] A presente invenção refere-se ainda a uma embalagem que compreende o papel-miolo semiquímico da presente invenção, Em uma modalidade, a embalagem é em formato de caixa, com ou sem fechamento, bandejas, cestos e demais recipientes de acondicionamento,
[0074] Uma modalidade adicional da presente invenção é relacionada ao uso do papel-miolo semiquímico da presente invenção na fabricação de embalagens, Em uma modalidade, as embalagens podem ser no formato de caixas, com ou sem fechamento, bandejas, cestos e demais recipientes de acondicionamento,
[0075] Em outra modalidade da presente invenção, o uso do papel- miolo semiquímico da presente invenção é para o transporte, acondicionamento, armazenamento de produtos, exemplificados, mas não limitados por alimentos in natura, latas, frascos, bebidas, cosméticos, ele- troeletrônicos, higiene e limpeza, flores, fumo, materiais elétricos, químicos e derivados, vestuário e calçados, vidros, cerâmicas, hortifruti- granjeiros, proteínas, etc,
[0076] De forma a tornar nítidas as vantagens obtidas pela matéria da presente invenção, testes comparativos foram efetuados e os resultados obtidos foram surpreendentes, O papel-miolo semiquímico da presente invenção, que, em uma modalidade particular, pode apresentar três camadas, compreendendo polpa semiquímica de fibras curtas de Eucalyptus spp., polpa de fibras recicladas de refiles, sobras (“pontas”) e/ou refugos da produção de papel, apresentou propriedades físico-mecânicas iguais e/ou superiores a papéis com uma ou duas camadas, produzidos com polpa semiquímica de fibras curtas de bétula, usados como referência.
[0077] Portanto, a presente invenção fornece produtos com maior nível de qualidade, em termos de propriedades físico-mecânicas, em relação aos produtos que se encontram descritos na arte anterior. Tal feito foi possibilitado pelo desenvolvimento dos inventores da presente invenção que constataram surpreendentemente que, através do controle da quantidade de fibras semiquímicas curtas virgens de Eucalyptus spp., do número Kappae do índice de Gurley, foi possível a obtenção do referido papel.
[0078] Tal desenvolvimento permite, de maneira extremamente vantajosa, o uso de fibras provenientes de Eucalyptus spp., que apresenta uma produtividade florestal muito acima dos padrões hoje apresentados pela fibra curta de bétula.
[0079] A presente invenção também proporciona, de maneira vantajosa, o uso de quantidade significativa de papel desclassificado e/ou não classificado, refiles de fábricas de embalagens, sobras e/ou refugos do processo de fabricação do papel, tornando a produção de papel mais ambientalmente responsável.
[0080] Com o intuito de ilustrar a presente invenção, detalham-se abaixo diversos aspectos ilustrativos e não limitantes da matéria detalhada nesse relatório descritivo.
[0081] O papel-miolo semiquímico da presente invenção pode ser preparado conforme as etapas abaixo: a) preparar a polpa semiquímica fibra virgem de madeira dura; b) preparar as fibras não classificadas; c) alimentar as fibras das etapas a) e b), em forma de sus-pensão, a uma mesa formadora de folha, onde ocorre um desagua- mento parcial; e d) prensar e secar para remoção da água residual,
[0082] No processo aqui descrito, a polpa semiquímica usada é não branqueada de fibra curta de Eucalyptus spp., com valor de número Kappaentre 120 e 140, As fibras não classificadas incluem refiles provenientes de fábricas de embalagens e/ou polpa de sobras (“pontas”) e refugos gerados no próprio processo de fabricação do papel,
[0083] A alimentação das fibras das etapas a) e b) ocorrem em forma de suspensão, a uma mesa formadora de folha, onde ocorre um desaguamento parcial, após o qual ocorrem a prensagem e secagem para remoção da água residual,
[0084] Após as etapas descritas acima, a folha seca foi enrolada e convertida em bobinas com tamanhos especificados, O papel-miolo semiquímico da presente invenção foi produzido nas gramaturas de 150 g/m2 e 160 g/m2, EXEMPLO 2
[0085] Com o intuito de avaliar as propriedades físico-mecânicas do papel semiquímico da presente invenção, foram realizados testes de resistência através da avaliação dos parâmetros de gramatura, SCT CD, CMT30, CCT30 e Porosity Gurley, conforme metodologias ISO 536, ISO 9895, ISO 7263, ISO 16945 e ISO 5636-5, respectivamente, em comparação com papéis presentes no estado da técnica,
[0086] Foram realizados 7 testes industriais, nos quais foram avaliadas a composição fibrosa (tipo de fibra), quantidade e intensidade de refino, além de outros ajustes em máquina de papel. Em cada teste foram produzidos, no mínimo, 10 rolos para avaliação e comparação posterior.
[0087] As amostras produzidas pelo processo indicado acima eram constituídas por 70% em massa seca de fibras virgem de Eucalyptus spp., com o restante sendo composto por fibras de Eucalyptus spp. não classificadas, desclassificados e/ou refugos. O número Kappadas amostras testadas no presente exemplo foi de 120.
[0088] Os resultados destes testes encontram-se reproduzidos na tabela a seguir, junto com os respectivos valores para papéis com uma ou duas camadas produzidos com polpas semiquímicas de fibras curtas de bétula, usados como referência. Os resultados desse teste evidenciam a qualidade do papel-miolo semiquímico da presente invenção. Tabela 2 * - Não especificado 1 - Valores típicos 2 - Valores especificados
[0089] Os comparadores A, B e C são produtos disponíveis no mercado, entendidos como líderes em suas categorias.
[0090] O produto obtido conforme a invenção apresentou resultados de testes físicos que tornam possível o enquadramento do mesmo na categoria de papel semiquímico 1, conforme classificação da CEPI. Os valores de CMT30 Index, CCT30 Index e SCT-CD Index para o produto obtido ficaram acima de 2,20, 20,0 e 21,0, respectivamente, e que podem ser verificados na Tabela 3 deste documento.
[0091] Com o intuito de avaliar as propriedades físico-mecânicas do papel semiquímico da presente invenção, foram realizados testes para a avaliação dos índices de SCT CD, de CMT30, CCT30 e Porosity Gurley, conforme metodologias ISO 9895, ISO 7263, ISO 16945, ISO 56365, respectivamente, em comparação com papéis presentes no estado da técnica,
[0092] Foram realizados 7 testes industriais, nos quais foram avaliadas a composição fibrosa (tipo de fibra), quantidade e intensidade de refino, além de outros ajustes em máquina de papel, Em cada teste foram produzidos no mínimo 10 rolos para avaliação e comparação posterior,
[0093] Os resultados destes testes encontram-se reproduzidos na tabela a seguir, junto com os respectivos valores para papeis com uma ou duas camadas produzidas com polpas semiquímicas de fibras curtas de bétula, usados como referência, Os resultados desse teste evidenciam a qualidade do papel-miolo semiquímico da presente invenção,
[0094] A amostras, produzidas pelo processo descrito acima, eram constituídas por 70% em massa seca de fibra virgem de Eucalyptus spp., com o restante sendo composto por fibras de Eucalyptus spp. não classificadas, desclassificados e/ou refugos, O número Kappadas amostras testadas no presente exemplo foi de 120, Tabela 3 * - Não especificado 1 - Valores típicos 2 - Valores especificados
[0095] Os comparadores A, B e C são produtos disponíveis no mercado, entendidos como líderes em suas categorias.
[0096] Em vista das muitas modalidades possíveis às quais o papel- miolo semiquímico, a embalagem e os usos divulgados podem ser aplicados, deve ser reconhecido que as modalidades ilustradas são somente exemplos preferenciais da invenção e não devem ser tomadas como limitantes do âmbito da invenção.
Claims (17)
1. Papel-miolo semiquímico caracterizado pelo fato de que compreende fibras compostas de: - pelo menos cerca de 60% de fibra virgem de madeira dura, em base de massa seca e - pelo menos cerca de 40% de fibras não classificadas, desclassificadas e/ou refugos e/ou refiles, em base de massa seca,
2. Papel-miolo semiquímico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fibra virgem de madeira dura está presente em uma faixa de cerca de 60% a cerca de 80% do total em base de massa seca e as fibras não classificadas estão presentes em um em uma faixa de cerca de 40% a cerca de 20% do total em base de massa seca, preferencialmente a fibra virgem de madeira dura está presente em uma faixa de cerca de 65% a cerca de 75% e as fibras não classificadas estão presentes em uma faixa de cerca de 35% a cerca de 15% e ainda mais preferencialmente a fibra virgem de madeira dura está presente em uma concentração de cerca de 70% e as fibras não classificadas estão presentes em uma concentração de cerca de 30%.
3. Papel-miolo semiquímico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as fibras não classificadas, desclassificadas e/ou refugos são selecionados de refiles provenientes das fábricas de embalagens e/ou sobras (“pontas”) e/ou refugos gerados no próprio processo de fabricação do papel.
4. Papel-miolo semiquímico, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a fibra virgem de madeira dura é uma fibra semiquímica kraftcurta.
5. Papel-miolo semiquímico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a fibra virgem de madeira dura é fibra curta de Eucalyptus spp.
6. Papel-miolo semiquímico, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que as fibras curtas de Eucalyptus spp. são não branqueadas.
7. Papel-miolo semiquímico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que usa polpa semiquímica produzida com valores número Kappaentre cerca de 115 e cerca de 140.
8. Papel-miolo semiquímico, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que usa polpa semiquímica produzida com valores de número Kappade cerca de 120.
9. Papel-miolo semiquímico, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as polpas oriundas de refiles das fábricas de embalagens e as pontas e refugos do processo de fabricação do papel compreendem polpas originadas a partir de polpas de fibra curta de Eucalyptus spp.
10. Papel-miolo semiquímico, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que as polpas oriundas de refiles das fábricas de embalagens e as pontas e refugos do processo de fabricação do papel são não branqueadas.
11. Papel-miolo semiquímico, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que apresenta gramaturas de cerca de 130 g/m2 a cerca de 210 g/m2, preferencialmente cerca de 150 a cerca de 160 g/mQ.
12. Papel-miolo semiquímico, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que apresenta índice de Gurley de cerca de 120 a cerca de 150, preferencialmente cerca de 120 a cerca de 150 s/dL.
13. Papel-miolo semiquímico, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que apresenta de uma a três camadas de fibras, preferencialmente 2 a 3 camadas e mais preferencialmente 3 camadas.
14. Papel-miolo semiquímico, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das camadas do papel-miolo compreende aditivos de massa e/ou entre as camadas,
15. Embalagem caracterizada pelo fato de que compreende o papel-miolo semiquímico, conforme definido em qualquer uma das rei-vindicações 1 a 14,
16. Uso de um papel-miolo semiquímico, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que é na fabricação de embalagens,
17. Uso, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que é para o transporte, acondicionamento e armazenamento de latas, frascos, alimentos, bebidas, cosméticos, eletroeletrôni- cos, higiene e limpeza, flores, fumo, materiais elétricos, químicos e derivados, vestuário e calçados, vidros, cerâmicas, hortifrutigranjeiros e proteínas,
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