BR112021001602A2 - mescla de fibras, método para produzir mescla de fibras, e produto de papelão compreendendo mescla de fibras - Google Patents

Abstract

Trata-se de uma mescla de fibras que inclui uma primeira quantidade de fibras de polpa de madeira refinada em uma quantidade de pelo menos cerca de 150 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta, e uma segunda quantidade de fibras de polpa de madeira refinada em uma quantidade de no máximo cerca de 10 kWh por tonelada.

Description

“MESCLA DE FIBRAS, MÉTODO PARA PRODUZIR MESCLA DE FIBRAS, E PRODUTO DE PAPELÃO COMPREENDENDO MESCLA DE FIBRAS” CAMPO

[0001] O presente pedido se refere ao campo de mescla de fibras, métodos para produzir mescla de fibras, e produtos de papelão compreendendo mescla de fibras.

ANTECEDENTES

[0002] O refino é o tratamento mecânico de fibras de polpa de madeira para conferir às fibras as características apropriadas para fabricação de papel.

[0003] Fibras de polpa de madeira são tipicamente refinadas em uma faixa de 20 a 120 kWh/t antes da incorporação em um produto de papelão. Entretanto, aqueles elementos versados na técnica continuam com a pesquisa e desenvolvimento no campo de mescla de fibras, métodos para produzir mescla de fibras e produtos de papelão compreendendo mescla de fibras.

SUMÁRIO

[0004] Em uma modalidade, uma mescla de fibras inclui uma primeira quantidade de fibras de polpa de madeira refinada em uma quantidade de pelo menos cerca de 150 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta, e uma segunda quantidade de fibras de polpa de madeira refinada em uma quantidade de no máximo cerca de 10 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta.

[0005] Em uma outra modalidade, um método para produzir a mescla de fibras inclui refinar um primeiro fluxo de fibras de polpa de madeira em uma quantidade de pelo menos cerca de 150 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta, refinar um segundo fluxo de fibras de polpa de madeira em uma quantidade de no máximo cerca de 10 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta, e mesclar o primeiro fluxo de fibras de polpa de madeira e o segundo fluxo de fibras de polpa de madeira.

[0006] Ainda em uma outra modalidade, a produto de papelão includes uma mescla de fibras, a mescla de fibras incluindo uma primeira quantidade de fibras de polpa de madeira refinada em uma quantidade de pelo menos cerca de 150 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta, e uma segunda quantidade de fibras de polpa de madeira refinada em uma quantidade de no máximo cerca de 10 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta. Outras modalidades da mescla de fibras, método para produzir uma mescla de fibras e produto de papelão revelados incluindo uma mescla de fibras se tornarão evidentes a partir da seguinte descrição, dos desenhos anexos e das reivindicações anexas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0007] A Figura 1 é um fluxograma que representa um método para produzir uma mescla de fibras de acordo com uma modalidade da presente descrição.

[0008] As Figuras 2A a 2D são fotomicrográficos de pinho kraft Southern não branqueado tradicionalmente refinado em comparação ao pinho kraft Southern não branqueado que foi refinado de acordo com a presente descrição.

[0009] A Figura 3 é um gráfico que mostra uma comparação de drenabilidade de suprimento de polpa, produzida por técnicas convencionais (UKP de controle) e produzida pelas técnicas da presente descrição.

[0010] A Figura 4 é um gráfico que mostra uma comparação de Valor de Retenção de Água de fornecimento de polpa, produzida por técnicas convencionais (UKP de controle) e produzida pelas técnicas da presente descrição.

[0011] A Figura 5 é um gráfico que mostra uma comparação de Índice de Resistência à Tração, produzido por técnicas convencionais (UKP de controle) e produzido pelas técnicas da presente descrição.

[0012] A Figura 6 é um gráfico que mostra uma comparação de Módulo de Young, produzido por técnicas convencionais (UKP de controle) e produzido pelas técnicas da presente descrição.

[0013] A Figura 7 é um gráfico que mostra uma comparação de Índice de Ruptura, produzido por técnicas convencionais (UKP de controle) e produzido pelas técnicas da presente descrição.

[0014] A Figura 8 é um gráfico que mostra uma comparação de STFI, produzido por técnicas convencionais (UKP de controle) e produzido pelas técnicas da presente descrição.

[0015] A Figura 9 é um gráfico que mostra uma comparação de Índice de Rasgo, produzido por técnicas convencionais (UKP de controle) e produzido pelas técnicas da presente descrição.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0016] As propriedades de resistência de papelão dependem de dois fatores distintos: a resistência de fibra intrínseca e o número e resistência de ligações formadas na folha entre fibras, isto é, a área ligada relativa. Quando o papelão é submetido a uma força crescente, eventualmente, as fibras se rompem ou as ligações entre fibras falham. Raramente, dois modos de falha ocorreriam ao mesmo tempo. Para o papelão, a falha de ligação é tipicamente a limitação de resistência dominante para forças de tração e fora do plano. Falhas de compressão resultam tipicamente de danos na fibra e ruptura de rede fibrosa, não de falha de ligação.

[0017] O refino aprimora resistência de rede fibrosa (por exemplo, folha) ao danificar as fibras para melhorar a área disponível para ligação e ao direcionar água para o interior das fibras para hidratar as fibras, tornando as fibras mais flexíveis. Um nível mínimo de refino é necessário para formar uma estrutura de folha coesiva que retém sua integridade quando seca. Níveis superiores de refino resultam em fibras bem hidratadas com uma quantidade de microfibrilas extensa, que melhora a ligação e, assim, aprimora propriedades de resistência de papelão. Entretanto, essas fibras tendem a empacotar mais uniformemente ao formar redes fibrosas, o que resulta em estruturas de folha com densidades superiores nos níveis superiores de refino.

[0018] Há um desejo de fornecer um produto de papelão em densidades inferiores a essas tipicamente produzidas por refino convencional, mas com propriedades de resistência que são comparáveis ao papelão produzido por refino convencional.

[0019] Convencionalmente, refino pesado de fibras de polpa de madeira é evitado devido ao fato de que o refino excessivo resulta em corte de fibra extensivo e em uma redução em várias propriedades físicas chave no papelão resultante, incluindo volume reduzido (isto é, densidade aumentada).

[0020] Em comparação, a presente descrição envolve refino extensivo apenas de uma porção do suprimento de polpa para otimizar o desenvolvimento de ligação enquanto deixa um restante das fibras no suprimento substancialmente não refinado e não danificado. Isso permite a formação de uma estrutura de folha coesiva em uma densidade inferior a essa dotada de tecnologia convencional. Esse refino seletivo resulta em uma redução (corte) de comprimento de fibra mínima de uma porção das fibras.

[0021] De acordo com uma primeira modalidade da presente descrição, há uma mescla de fibras que inclui uma primeira quantidade de fibras de polpa de madeira refinada em uma quantidade de pelo menos cerca de 150 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta, e uma segunda quantidade de fibras de polpa de madeira refinada em uma quantidade de no máximo cerca de 10 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta. Deve ser entendido que a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira pode permanecer não refinada, caso em que a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira não refinada é refinada em uma quantidade de cerca de 0 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta.

[0022] Em um aspecto da presente descrição, a primeira quantidade de fibras de polpa de madeira é, de preferência, refinada em uma faixa de cerca de 150 a cerca de 2000 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta, com mais preferência, em uma faixa de cerca de 200 a cerca de 1500 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta, ainda com mais preferência, em uma faixa de cerca de 200 a cerca de 1000 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta.

[0023] Em um aspecto da presente invenção, a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira é, de preferência, refinada em uma quantidade de no máximo cerca de 5 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta, com mais preferência, em uma quantidade de no máximo cerca de 2 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta, ainda com mais preferência, a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira permanece não refinada.

[0024] A quantificação de energia de refino bruta é uma técnica convencional para caracterização de fibras de polpa de madeira refinadas. Será entendido que a primeira quantidade de fibras de polpa de madeira é caracterizada por danos na fibra extensivos e corte de fibra como um resultado de ter sido submetida ao refino extensivo. Será entendido que a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira é caracterizada como tendo pouco ou nenhum dano e pouco ou nenhum corte como um resultado de ter sido submetida a pouco ou nenhum refino.

[0025] A mescla de fibras da presente descrição é uma mistura da primeira quantidade de fibras de polpa de madeira que é caracterizada por danos na fibra extensivos e corte de fibra extensivo com a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira que é caracterizada como tendo pouco ou nenhum dano e pouco ou nenhum corte de fibra.

[0026] Em um aspecto da presente descrição, uma porcentagem mínima da primeira quantidade de fibras de polpa de madeira é controlada para fornecer desenvolvimento de ligação suficiente. De preferência, a primeira quantidade de fibras de polpa de madeira está presente em uma quantidade de pelo menos cerca de 5% em volume do volume total da mescla de fibras. Com mais preferência, a primeira quantidade de fibras de polpa de madeira está presente em uma quantidade de pelo menos cerca de 10% em volume do volume total da mescla de fibras.

[0027] Em um outro aspecto da presente descrição, uma porcentagem máxima da primeira quantidade de fibras de polpa de madeira é controlada para evitar uma redução em propriedades físicas incluindo volume reduzido (densidade aumentada). De preferência, a primeira quantidade de fibras de polpa de madeira está presente em uma quantidade de no máximo cerca de 40% em volume do volume total da mescla de fibras. Com mais preferência, a primeira quantidade de fibras de polpa de madeira está presente em uma quantidade de no máximo cerca de 30% em volume do volume total da mescla de fibras.

[0028] Em um aspecto da presente descrição, uma porcentagem mínima da segunda quantidade de fibras de polpa de madeira é controlada para fornecer alta resistência de fibra intrínseca. De preferência, a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira está presente em uma quantidade de pelo menos cerca de 60% em volume do volume total da mescla de fibras. Com mais preferência, a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira está presente em uma quantidade de pelo menos cerca de 70% em volume do volume total da mescla de fibras.

[0029] Em um aspecto da presente descrição, uma porcentagem máxima da segunda quantidade de fibras de polpa de madeira é controlada para evitar deterioração de ligações formadas entre fibras. De preferência, a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira está presente em uma quantidade de no máximo cerca de 95% em volume do volume total da mescla de fibras. Com mais preferência, a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira está presente em uma quantidade de no máximo cerca de 90% em volume do volume total da mescla de fibras.

[0030] Em um aspecto da presente descrição, a mescla de fibras pode incluir adicionalmente componentes de fibra adicionais, como fibras de polpa de madeira convencionalmente refinadas. De preferência, a porcentagem de componentes adicionais é no máximo cerca de 30% em volume do volume total da mescla de fibras. Com mais preferência, a porcentagem de componentes adicionais é no máximo cerca de 20% em volume do volume total da mescla de fibras. Ainda com mais preferência, a porcentagem de componentes adicionais é no máximo cerca de 10% em volume do volume total da mescla de fibras. Ainda com mais preferência, a porcentagem de componentes adicionais é no máximo cerca de 5% em volume do volume total da mescla de fibras. Em um aspecto, a mescla de fibras consiste na primeira quantidade de fibras de polpa de madeira refinada em uma quantidade de pelo menos cerca de 150 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta e na segunda quantidade de fibras de polpa de madeira refinada em uma quantidade de no máximo cerca de 10 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta.

[0031] A primeira quantidade de fibras de polpa de madeira e a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira podem incluir qualquer combinação de fibras de madeira dura, fibras de madeira macia e fibras recicladas. A primeira quantidade de fibras de polpa de madeira e a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira podem incluir qualquer combinação de fibras de polpa de madeira branqueadas e fibras de polpa de madeira não branqueadas. Em um aspecto preferencial, a primeira quantidade de fibras de polpa de madeira e a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira são fibras de polpa de madeira não branqueadas.

[0032] Em um exemplo, as primeira e segunda quantidades de fibras de polpa de madeira podem incluir fibras de madeira dura. Em um outro exemplo, as primeira e segunda quantidades de fibras de polpa de madeira podem incluir fibras de madeira macia. Ainda em um outro exemplo, as primeira e segunda quantidades de fibras de polpa de madeira pode incluir fibras recicladas. Em exemplos adicionais, a primeira quantidade de fibras de polpa de madeira pode incluir umas dentre fibras de madeira dura, fibras de madeira macia e fibras recicladas, e a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira pode incluir umas outras dentre fibras de madeira dura, fibras de madeira macia e fibras recicladas. Ainda em exemplos adicionais, a primeira e/ou a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira pode incluir mesclas de fibras de madeira dura, fibras de madeira macia e/ou fibras recicladas.

[0033] As fibras de polpa de madeira podem ser produzidas por qualquer método adequado. Por exemplo, as fibras de polpa de madeira podem ser produzidas em uma fábrica de polpa de acordo com as seguintes etapas.

[0034] A seguir, um fonte de fibra pode ser transformada em polpa por um método de polpação químico. O método de polpação químico pode incluir qualquer método de polpação que inclui um efeito de polpação químico, como processos totalmente químicos (por exemplo, processos de sulfeto ou kraft) ou processo semiquímicos (por exemplo, polpação quimiotermomecânica). A função da polpação consiste em quebrar a estrutura a granel da fonte de fibra.

[0035] Então, a polpa resultante pode ser submetida a um processo de formação de fibra. O processo de formação de fibra não se limita e pode incluir qualquer processo de formação de fibra adequado que funciona para separar grupos de fibras em fibras individuais.

[0036] Em terceiro lugar, as fibras resultantes podem ser lavadas. A lavagem não é limitada e pode incluir qualquer processo de lavagem adequado que separa as fibras individuais de subprodutos da fonte de fibra.

[0037] Após a lavagem, as fibras de madeira são tipicamente movidas para uma fábrica de papel para processos subsequentes, incluindo refino.

[0038] O refino da presente descrição não se limita a qualquer tipo particular de refino. Em um exemplo, o refino pode ser realizado por refinadores de disco contínuo, que são discos de rotação com superfícies serrilhadas ou, de outro modo,

contornadas. Uma ação dos discos de rotação danifica as fibras. Um espaço entre os discos pode ser ajustado, dependendo do grau de refino desejado. O grau de refino, e, assim, o grau de danos na fibra pode ser caracterizado pela energia de refino bruta utilizada no processo de refino.

[0039] Após o refino, um processo de mescla é empregado para produzir uma mescla de fibras que inclui pelo menos a primeira quantidade de fibras de polpa de madeira altamente refinada caracterizada por ser refinada em uma quantidade de pelo menos cerca de 150 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta e a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira substancialmente não danificada como caracterizada por ser refinada em uma quantidade de no máximo cerca de 10 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta. O processo de mescla não é limitado.

[0040] A Figura 1 é um fluxograma que representa um método para produzir uma mescla de fibras de acordo com uma modalidade da presente descrição. Conforme mostrado na Figura 1, o método para produzir uma mescla de fibras 10 inclui, no bloco 11, refinar um primeiro fluxo de fibras de polpa de madeira em uma quantidade de pelo menos cerca de 150 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta, no bloco 12, refinar um segundo fluxo de fibras de polpa de madeira em uma quantidade de no máximo cerca de 10 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta, e, no bloco 13, mesclar o primeiro fluxo de fibras de polpa de madeira e o segundo fluxo de fibras de polpa de madeira. O primeiro fluxo de fibras de polpa de madeira e o segundo fluxo de fibras de polpa de madeira pode incluir qualquer combinação de fibras de polpa de madeira branqueadas e fibras de polpa de madeira não branqueadas. Em um aspecto preferencial, o primeiro fluxo de fibras de polpa de madeira e o segundo fluxo de fibras de polpa de madeira são fibras de polpa de madeira não branqueadas.

[0041] Em um aspecto, o segundo fluxo de fibras de polpa de madeira pode permanecer não refinado.

[0042] Em um outro aspecto, o método para produzir uma mescla de fibras pode incluir adicionalmente separar um fluxo de fibras de polpa de madeira comum no primeiro fluxo de fibras de polpa de madeira e no segundo fluxo de fibras de polpa de madeira.

[0043] Em um outro aspecto, o primeiro fluxo de fibras de polpa de madeira pode ser mesclado em uma quantidade de pelo menos cerca de 5% em volume do volume total do fluxo mesclado.

[0044] Em um outro aspecto, o primeiro fluxo de fibras de polpa de madeira pode ser mesclado em uma quantidade de no máximo cerca de 40% em volume do volume total do fluxo mesclado.

[0045] Em um outro aspecto, o segundo fluxo de fibras de polpa de madeira pode ser mesclado em uma quantidade de pelo menos cerca de 60% em volume do volume total do fluxo mesclado. Em um outro aspecto, o segundo fluxo de fibras de polpa de madeira pode ser mesclado em uma quantidade de no máximo cerca de 95% em volume do volume total do fluxo mesclado.

[0046] Após a mescla, a mescla de fibras pode ser, então, processada em um produto de papelão que têm as características desejadas em conformidade com processos de fabricação de papel típicos.

[0047] Em um aspecto, o produto de papelão tem, de preferência, uma espessura de calibre de cerca de 8 a cerca de 30 pontos.

[0048] Em um outro aspecto, o produto de papelão é incluído em pelo menos uma dentre uma placa de bebida, uma placa de revestimento e um meio corrugado.

[0049] Em um outro aspecto, o produto de papelão é pelo menos uma camada de uma placa de revestimento com múltiplas camadas que compreende uma camada de papelão e uma camada de papelão.

[0050] A Tabela 1 abaixo mostra uma comparação de comprimento de fibra dentre polpa de madeira macia tradicionalmente refinada (50 kWh/t) e polpa de madeira macia altamente refinada (600 kWh/t). TABELA 1 Propriedades Comprimento Largura de Elementos Finos (<0,2 Elementos Finos Excluídos de Fibra de Fibra Fibra (μm) mm) mm ID de Comprimento Comprimento Comprimento Aritmética fração Fração de fração Amostra Ponderado Ponderado Ponderado Bruta de Fibra de Fibra Intermediária Fibra Curta (0,8 a 1,8 Longa (0,2 a mm) (> 1,8

0,8 mm) mm) 50 kWh/t 2,78 35,76 5,82 51% 26% 25% 49% 600 kWh/t 2,55 34,58 6,22 50% 32% 25% 43%

[0051] Conforme mostrado na Tabela 1, um aumento muito pequeno elementos finos é observado em relação à polpa altamente refinada. A título de comparação, ao fabricar nanofibrilas de celulose, o teor de elementos finos é tipicamente entre cerca de 90% e cerca de 95%; enquanto, para nossas amostras refinadas mais altas, o teor de elementos finos foi medido como cerca de 6,22% que é muito similar ao teor de elementos finos de polpa convencionalmente refinada em níveis típicos de refino.

[0052] A combinação da primeira quantidade de fibras de polpa de madeira extensivamente refinada com a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira substancialmente danificada da presente descrição cria a área de ligação necessária com uma porção das fibras através de refino extensivo, enquanto permite que uma outra porção de fibras retenha suas propriedades de resistência danificadas.

[0053] Essa estratégia de refino seletivo é, de preferência, realizada com placas de refinador de baixa intensidade, mas pode ser realizado com placas de intensidade média também. Esse refino seletivo pode abranger o refino extensivo (alta entrada de energia) apenas de uma pequena porção do suprimento de uma máquina de papel. Adicionalmente, a otimização pode ser mais fácil de realizar apenas com medição de polpa apropriada para controle de drenabilidade e fibrilação com refino.

[0054] Em resultados experimentais, a qualidade de papelão aproximadamente equivalente, conforme medida pelo módulo, resistência à tração, ruptura e STFI (uma propriedade de papel dependente da resistência compressiva) foi demonstrada em 10 a 15% inferior à densidade de papelão típica que é altamente desejável. Rasgo equivalente (uma propriedade de papelão dependente de comprimento de fibra) foi demonstrado em densidade de papelão 20% inferior. Esses resultados foram observados com protótipos de papelão produzidos com tacas de adição de 10%, 20% e 30% de polpa altamente refinada ao suprimento não refinado. O tipo de fibra investigado foi pinho Southern de alto rendimento não branqueado feito com processo de cozimento kraft.

[0055] Espera-se que esse tipo de refino seletivo forneça benefício similar para fibras branqueadas e não recicladas também.

[0056] Esse processo de refino seletivo também pode fornecer aprimoramentos em drenagem de polpa, conforme medido pela Drenabilidade Padrão Canadense, e na demanda de secagem de papel, conforme medido por valor de retenção de água; esses aprimoramentos seriam comercializados como taxas de produção aumentadas em máquinas de papel limitadas por drenagem e limitadas por secador.

[0057] As Figuras 2A a 2D são fotomicrográficos com ampliação de 40x e 100x de pinho kraft Southern não branqueado tradicionalmente refinado em comparação com pinho kraft Southern não branqueado que foi seletivamente refinado de acordo com a presente descrição. Especificamente, a Figura 2A é um fotomicrográfico com ampliação de 40x de pinho kraft Southern não branqueado tradicionalmente refinado em energia de refino bruta de cerca de 50 kWh/t, e a Figura 2B é um fotomicrográfico com ampliação de 1000x de pinho kraft Southern não branqueado tradicionalmente refinado em energia de refino bruta de cerca de 50 kWh/t. A Figura 2C é um fotomicrográfico com ampliação de 40x de pinho kraft Southern, no qual cerca de 30% do suprimento são refinados com cerca de 600 kWh/t de energia de refino bruta e cerca de 70% do suprimento não são refinados (isto é, com 0 kWh/t de energia de refino bruta), e a Figura 2D é um fotomicrográfico do mesmo com ampliação de 100x.

[0058] As diferenças na fibra e papelão entre o refino da presente descrição e o refino convencional são ilustradas na Figura 2, tanto com ampliação de 40x quanto 100x. As fibras de madeira macia individuais que foram extensivamente refinadas de acordo com a presente descrição têm muito mais fibrilação aparente, o que indica uma área de ligação muito superior disponível. As amostras de papelão produzidas de acordo com a presente descrição (30% de suprimento com 600 kWh/t, 70% de suprimento com 0 kWh/t) têm uma aparência muito diferente, indicativo de ligação entre fibras significante: a folha parece menos porosa devido à ligação produzida pela fibrilação aumentada de processos de polpa de acordo com a presente descrição.

Essa ligação extensiva com a estrutura principal de fibra de pinho longa resulta em uma rede fibrosa de densidade substancialmente reduzida.

[0059] A Figura 3 mostra uma comparação de drenabilidade de suprimento de polpa, produzida por técnicas convencionais (UKP de controle) e produzida pelas técnicas da presente descrição. A Figura 4 mostra uma comparação de Valor de Retenção de Água de polpa, produzida por técnicas convencionais (UKP de controle) e produzida pelas técnicas da presente descrição.

[0060] Conforme evidenciado pelas Figuras 3 e 4, a mescla de fibras da presente descrição produz o suprimento de polpa para fabricação de papel com drenabilidade superior e valor de retenção de água inferior que as técnicas convencionais. O aprimoramento em drenabilidade de polpa é observada na Figura 3, em que CSF superior é uma indicação de melhor drenagem em uma máquina de papel. O aprimoramento em valor de retenção de água (WRV) é observado na Figura 4, em que WRV superior é uma indicação de menos vapor necessário para secar a folha em uma máquina de papel.

[0061] A Figura 5 mostra uma comparação de Índice de Resistência à Tração, produzido por técnicas convencionais (UKP de controle) e produzido pelas técnicas da presente descrição.

[0062] Conforme mostrado na Figura 5, Índice de Resistência à Tração Equivalente (Resistência à Tração normalizada com base em peso) foi alcançado em densidade de cerca de 10% menor, em que as técnicas da presente descrição resultaram em uma densidade de cerca de 0,45 a 0,47 g/cm3 com resistência à tração dentro de cerca de 10% de papelão convencionalmente refinado (em uma densidade de cerca de 0,52 g/cm3). A Figura 6 mostra uma comparação de Módulo de Young, produzido por técnicas convencionais (UKP de controle) e produzido pelas técnicas da presente descrição.

[0063] Conforme mostrado pela Figura 6, o Módulo de Young Equivalente foi alcançado em densidade de cerca de 10% menor, em que técnicas da presente descrição resultaram em uma densidade em cerca de 0,45 a 0,47 g/cm 3 com Módulo de Young dentro de cerca de 10% de papelão convencionalmente refinado (em uma densidade de cerca de 0,52 g/cm3).

[0064] A Figura 7 mostra uma comparação de Índice de Ruptura, produzido por técnicas convencionais (UKP de controle) e produzido pelas técnicas da presente descrição.

[0065] Conforme mostrado na Figura 7, Índice de Ruptura Equivalente (Ruptura normalizada com base em peso) foi alcançado em cerca de densidade de cerca 10% menor, em que técnicas da presente descrição resultaram em uma densidade de cerca de 0,45 a 0,47 g/cm3 com Índice de Ruptura dentro de cerca de 10% de papelão convencionalmente refinado (em uma densidade de cerca de 0,52 g/cm 3).

[0066] A Figura 8 mostra uma comparação de STFI, produzido por técnicas convencionais (UKP de controle) e produzido pelas técnicas da presente descrição.

[0067] Conforme mostrado pela Figura 8, o STFI Equivalente foi alcançado em densidade de cerca de 10% menor, em que técnicas da presente descrição resultou em uma densidade de cerca de 0,45 a 0,47 g/cm 3 com STFI dentro de cerca de 10% de papelão convencionalmente refinado (em uma densidade de cerca de 0,52 g/cm3).

[0068] A Figura 9 mostra uma comparação de Índice de Rasgo, produzido por técnicas convencionais (UKP de controle) e produzido pelas técnicas da presente descrição.

[0069] Conforme mostrado na Figura 9, o Índice de Rasgo Equivalente (Rasgo normalizado com base em peso) foi alcançado em densidade de cerca de 10% menor, em que as técnicas da presente descrição resultaram em uma densidade de cerca de 0,45 a 0,47 g/cm3 com Índice de Rasgo dentro de cerca de 10% de papelão convencionalmente refinado (em uma densidade de cerca de 0,52 g/cm 3).

[0070] Assim, a mescla de fibras da presente descrição permite consolidação de folha eficaz na fabricação de papelão com polpa de pinho kraft em densidades inferiores que são possíveis com refino convencional, com propriedades de resistência de papelão com baixa densidade que são comparáveis ao papelão convencional. Ao focar no tratamento com refino de uma porção da quantidade total de fibras, em níveis de refino que são significativamente superiores aos típicos e ao combinar as fibras altamente refinadas com outras fibras usadas substancialmente não danificadas (sem tratamento com refino significativo), papelão é fabricado para formar uma manta de papel de densidade significativamente reduzida com propriedades de resistência similares às folhas convencionalmente formadas.

[0071] O suprimento de fabricação de papel (isto é, a mescla de fibras) que resulta do uso desse refino seletivo tem drenabilidade seletiva (drena mais facilmente) e valor de retenção de água inferior (seca com menos entrada de energia) que o suprimento convencional que resulta potencialmente em capacidade de produção melhorada para certos graus de papel em ativos de máquina existentes. Adicionalmente, o papelão pode ser feito com refino seletivo em densidades inferiores que são possíveis com refino convencional (devido à consolidação de folha eficaz com alguma polpa altamente refinada com matriz de fibra volumosa devido à interação das fibras não refinadas presentes com as fibras de madeira macia especialmente preparadas e altamente refinadas). Adicionalmente, propriedades de resistência de papelão com refino seletivo são similares àquelas alcançadas com tratamento com refino convencional

[0072] Uma mescla de fibras da presente descrição pode ser usada, por exemplo, nas seguintes áreas comerciais: embalagens para alimentos e serviços alimentícios, embalagens para bebidas, embalagens para produtos de consumidor, produção de placa de revestimentos.

[0073] Essa presente descrição tem, por exemplo, as seguintes vantagens: melhor drenagem para produção de máquina de papel mais rápida, secagem mais fácil para produção de máquina de papel mais rápida, consolidação de folha eficaz em densidade inferior para economia de peso de produto, resistência ao rasgo permanece tão alta quanto com tecnologia convencional, resistência de folha permanece similar àquela obtida com tecnologia convencional.

[0074] Embora várias modalidades da mescla de fibras, método para produzir uma mescla de fibras e produto de papelão incluindo uma mescla de fibras revelados sejam mostrados e descritos, modificações podem ocorrer para aqueles versados na técnica após a leitura do relatório descritivo. O presente pedido inclui modificações e se limita apenas pelo escopo das reivindicações.

Claims (24)

REIVINDICAÇÕES

1. Mescla de fibras caracterizada pelo fato de que: uma primeira quantidade de fibras de polpa de madeira refinada em uma quantidade de pelo menos cerca de 150 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta; e uma segunda quantidade de fibras de polpa de madeira refinada em uma quantidade de no máximo cerca de 10 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta.

2. Mescla de fibras, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a primeira quantidade de fibras de polpa de madeira é incluída em uma quantidade de pelo menos cerca de 5% em volume do volume total da mescla de fibras.

3. Mescla de fibras, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a primeira quantidade de fibras de polpa de madeira é incluída em uma quantidade de no máximo cerca de 40% em volume do volume total da mescla de fibras.

4. Mescla de fibras, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira é incluída em uma quantidade de pelo menos cerca de 60% em volume do volume total da mescla de fibras.

5. Mescla de fibras, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira é incluída em uma quantidade de no máximo cerca de 95% em volume do volume total da mescla de fibras.

6. A mescla de fibras, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a primeira quantidade de fibras de polpa de madeira é refinada em uma faixa de cerca de 150 a cerca de 2000 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta.

7. Mescla de fibras, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a primeira quantidade de fibras de polpa de madeira é refinada em uma faixa de cerca de 200 a cerca de 1500 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta.

8. Mescla de fibras, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a primeira quantidade de fibras de polpa de madeira é refinada em uma faixa de cerca de 200 a cerca de 1000 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta.

9. Mescla de fibras, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira é refinada em uma quantidade de no máximo cerca de 5 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta.

10. Mescla de fibras, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira é refinada em uma quantidade de no máximo cerca de 2 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta.

11. Mescla de fibras, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira não é refinada.

12. Mescla de fibras, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a primeira quantidade de fibras de polpa de madeira inclui pelo menos umas dentre fibras de madeira dura, fibra de madeira macia e fibras recicladas.

13. Mescla de fibras, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a segunda quantidade de fibras de polpa de madeira inclui pelo menos umas dentre fibras de madeira dura, fibra de madeira macia e fibras recicladas.

14. Método para produzir uma mescla de fibras caracterizado pelo fato de que compreende: refinar um primeiro fluxo de fibras de polpa de madeira em uma quantidade de pelo menos cerca de 150 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta; refinar um segundo fluxo de fibras de polpa de madeira em uma quantidade de no máximo cerca de 10 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta; e mesclar o primeiro fluxo de fibras de polpa de madeira e o segundo fluxo de fibras de polpa de madeira.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o segundo fluxo de fibras de polpa de madeira não é refinado.

16. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente separar um fluxo de fibras de polpa de madeira comum no primeiro fluxo de fibras de polpa de madeira e no segundo fluxo de fibras de polpa de madeira.

17. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o primeiro fluxo de fibras de polpa de madeira é mesclado em uma quantidade de pelo menos cerca de 5% em volume do volume total do fluxo mesclado.

18. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o primeiro fluxo de fibras de polpa de madeira é mesclado em uma quantidade de no máximo cerca de 40% em volume do volume total do fluxo mesclado.

19. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o segundo fluxo de fibras de polpa de madeira é mesclado em uma quantidade de pelo menos cerca de 60% em volume do volume total do fluxo mesclado.

20. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o segundo fluxo de fibras de polpa de madeira é mesclado em uma quantidade de no máximo cerca de 95% em volume do volume total do fluxo mesclado.

21. Produto de papelão caracterizado pelo fato de que compreende uma mescla de fibras, a mescla de fibras compreendendo: uma primeira quantidade de fibras de polpa de madeira refinada em uma quantidade de pelo menos cerca de 150 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta; e uma segunda quantidade de fibras de polpa de madeira refinada em uma quantidade de no máximo cerca de 10 kWh por tonelada métrica de energia de refino bruta.

22. Produto de papelão, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que tem uma espessura de calibre de cerca de 8 a cerca de 30 pontos.

23. Produto de papelão, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o produto de papelão é incluído em pelo menos uma dentre uma placa de bebida, uma placa de revestimento e um meio corrugado.

24. Produto de papelão, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o produto de papelão é pelo menos uma camada de múltiplas placas de revestimento que compreende uma camada de papelão não branqueado e uma camada de papelão não branqueado.