PAPEIS PARA SACARIA
Eng ANTONIO CARIAS DE MACEDO COELHO
Eng ALBERTO DE SOUZA
INTRODUÇÃO
Os
Papéis de
busca
na
natural
a
uso
industrial
a
exemplo
qualidade e queda
perseguição de parâmetros
de outros segmentos vem sofrendo
Com um mercado cada vez mais
nos custos
de
qualidade
e a
nos
últimos
exigente
redução dos custos quer
na
anos uma crescente
competitivo se torna
matéria prima quer no
e
processo
Um dos segmentos mais afetados foi o do krafì natural que mesmo com o desenvolvimento do extensível
os quais os mais importantes
tornou tal caminho irrevogável com desenvolvimentos adicionais entre
foram
o
refino de alta consistência
O Mercado brasileiro
dentro de
suas
a
exemplo
necessidades baliza
Nos ateremos mais
as
e a
secagem
a ar
do mundial tem
as
seu
principal mercado na industria cimenteira
ao papel para sua sacaria
que
características necessárias
necessidades do papel para
a
sacaria de cimento
desprezarmos
sem
as
demais
utilizações
SACARIA
Os critérios mais
importantes para
o saco
de
papel são
TEA
Printabilidade
Maquinabilidade
Porosidade
Fricção
Observamos que estes
parâmetros são para
o
mercado brasileiro visto não termos
o uso
de sacaria branca
TEA
do saco
importante parâmevo para a sacaria nos dá uma boa imagem da resistëncia e qualidade
da
folha
no
da
e
de
folhas
gramatura
de papel Altos valores de TEA possibilitam a redução do número
balanceado
é
o
critério
Teste
O
TEA
saco de papel Se relaciona diretamente com os resultados de Drop
básico para a construção de um bom saco Com a obtenção de altos TEA temos uma sensível redução nos
O mais
custos de
TEA
papel
Tensile
na
sacaria
Eneggy Absorption Absorção da Energia de Tensão
combinação do total de rigidez conseguida através da microcrepagem
demonstra a máxima força que o papel suporta sem quebra
É
a
O TEA é
O
o
e
da
trabalho total dado por unidade de área do papel quando forçado até
ÍNDICE DE TEA é
a
a
força de
mptura
tensão
em
g
absorção de tensão dividida pela gramatura J
i
m2
J
a
qual
ISO 1924
2
Os benefícios de altos TEA
podem
o conversor e
separados para
ser
para
o
usuário
de saco permite menores gramaturas a reduçi3o de número de folhas com o
de menos papel para a mesma quantidade de sacos Uma menor área de
um maior número de sacos por pallets o que representará uma reduçáo nos
Para
o conversor
conseqüente
estocagem e
custos de transporte
uso
Para
uma
representará
usuário
o
área de estocagem
uma menor
menor
para
gramatura
os sacos
vazios
e
com a
resistência do
saco
mantida
menos
quebras
custos com sobras reduzidos
PRINTABILIDADE
capacidade
A
de
impressão que
tem os
parámetms de
Melhoria da maciez da
Uma
Uma
superfície
impressão livre de sujeira com a melhor ligação entre fibras
boa formaçi3o boa distribuiçi3o de fibras balanceada
MAOf7lNAB7LIDADE
Ou
e
as
do
A
condiçbes de melhoria de operação
perfil
Rigidez
no
dá
busca de melhor
saco e no
de válvulas
A melhoria
aumento de
velocidade
manuseio dos
sacos com
ao conversor um
enchimento do
com sacos
com a
rigidez
a
melhoria do perfil de umidade
de gramatura
nos
em
perfis de
para o usuário uma maior eficiência
boca aberta Também um manuseio mais eficiente
na
produção
e
equipamentos de enchimento automático
umidade
e
gramatura
trazem como
beneficio
ao
cometsor
Um aumento na velocidade de
Uma
Uma
E paza
os
produção
qualidade mais balanceada com menor rejeitos
melhor maquinabilidade na impressi3o
usuários
uma menor
quebra
com menos
rejeito
e
perdas
POROSIDADE
É um parâmetro que dá
quantidade menor de papel
em
cada
saco
condição de menor ou nenhuma perfuração
mais az escapa durante o enchimento
no
saco
e
uma
usuário do saco dá um enchimento mais rápido as dimensões do saco são reduzidas menor sujeira
maiores facilidades de manuseaz e palleti
ar e sacos
processo de enchimento sacos mais cheios com
Para
no
ao conversor
mais
o
limpos
e
mais estáveis
nos
pallets
CCAO
FR
É importante para
a
estabilidade dos
sacos nos
pallets
J
7
PRODUCÃO
produtoras de papel Kraft para sacaria vem em observância aos critérios
e custos
acima mencionados produzindo e desenvolvendo papeis com especial atenção na qualidade
alta
com
forte
de
preferência
Para o cimento se tem a necessidade de um papel excepcionalmente
fácil
tem
sido
não
características
porosidade Entretanto até agora produzir papel com ambas
Através dos
anos as
empresas
necessárias tanto
A Continua procura por estes critérios assegurou o conhecimento das tecnologia
de fibras com o controle de campo como nos desenvolvimentos de processo
no
setor
teve
A Fibra clássica para este tipo de papel tem sido o pinos que com seus diferentes tipos
Observamos
Brasil
no
como
no
hemisfério
que
já
tanto
norte
desenvolvimento através de forte pesquisa
em
do
através
bambu
igualdade
que competem
temos hoje no Brasil papeis de boa qualidade produzidos
Tal desenvolvimento feito através de intensa pesquisa e altos investimentos já
de
os
papeis
com
dão
a
pinos
segurança
no uso
desta matéria
prima
em
condições normais
BAMBU
FIBRAS
O Bambu
teve seu
não tanto
como a
resistëncia
desenvolvimento para papeis fortalecido pela sua morfologia fibra considerada longa
de pinos tem como vantagem trota parede mais grossa o que dá características de
dando condições para a confecção de papeis de diferentes àpos com excelentes
próprias
resultados
Com
condição de uso em grande escala tendo na formação seu principal
potencial alto sua condição de aglomeração necessita cuidados especiais no
floro
e na mesa plana
approach
desenvolvimento passou
se
seu
a
com um zeta
desafio pois
cozimento no
Suas características de fibra
uso
de sacaria de forma
fazem de alto
o
uso
para cartão
porém
com um
TEA elevado presta
se
ao
competitiva
Observamos que a fibra não tem hoje todo seu
o pinos em vários aspectos com vantagens
potencial explorado porém
é clara
sua
competitividade
com
TEA
A busca
do processo desde
preservação
O mais
importantes levou ao desenvolvimento de tecnologia em diferentes pontos
cozimento com a preservação das caraterísticas fisicas da fibra bem como da
pelos parâmetros
e uso
o
mais
acentuado destas características
em
todas
as
etapas
importante parâmetro usado no saco de papel é o TEA
a melhoria da qualidade e redução nos custos
e
foi nele
a
concentração de esforços
e
investimenros para
desta
Principal paro isto foi a microcrepagem com o papel extensível Com o desenvolvimento
desenvolvidos
o
foram
tecnologia já usado em praticamente todas as produtoras de papel para sacaria
túneis
de
e
secagem
refino em alta consistência novas seções de prensagem
O
Com
o
extensível
se
buscou
um
papel
de maior resistência
com
valorização dos
testes em sentido de
máquina
No refino
testes
em
alta consistência
também
em
otimizou
sentido transversal
Nos ateremos mais
norte
se
a esta
tecnologia
a
o
tratamento da fibra
a
preservando
e
obtendo altos valores
nos
máquina
em
função de
ser nova no
Brasil
e
já lazgamente usada no hemisfério
PAPEIS RAIT IXTENSIVEL
domínio da técnica de micro crepagem a sacaria multifolhada se estabeleceu
krafi natural sem condições de competir O
com o extensível atingindo parâmetros que tornavam o
desenvolvimento do extensível que remonta a segunda guerra trouxe valores de elongação e tração
no sentido longitudinal da folha ou seja no sentido do papel na máquina O
superiores na faixa de 10
de lisa passa a micro
Processo hoje utilizado nada mais é do que a alteração da superficie do papel que
sobre
um
borracha
nip
coaugada sofrendo a ação de uma manta de
Com
desenvolvimento
o
Desde
o
início
se
e o
entendeu
o
conceito da energia de trabalho
se podem fabricar com esta técnica com grande energia
valores de tração e elongação bastante aumentados
no
e com
papel de embalagem Com os papeis que
pequena queda no rasgo já mostrando
papeis extensíveis mostrando importantes aumentos de energia
sentido transversal Conforme podemos observaz nas Figs
Os
FIGURAS 1
Com
em
a
estabilidade do
e
2
sentido da máquina
no
e menos no
ANEXO
do extensível se
passou a trabalhar com valores no sentido de máquina fixos
8 Ou seja com valores de absorção de energia no sentido de máquina de três a
uso
aproximadamente
vezes a do papel normal
cinco
dentro de
resposta de qualidade e mesmo seus valores são balizados
O Nível de elongação e tração devem
parâmetros aceitos sem prejuízo de outras características do papel
níveis de produção
manter a rigidez e não sobrecarregar a capacidade do transformador em manter seus
Obviamente só
a
passou a fabricar sacos multifolhados
qualidade obtida com o extensível se
em quantidade de folha menor por saco sem perder na qualidade
Com
ou
extensível não dá
o
a
Isto trouxe
elevados
Com
a
do extensível
o uso
na sua
número de folhas
as
semi extensível
como
gramaturas
menores
substituto do lcraft Hoje já atingindo
percentuais
tendëncia
e
substituição
entrada do
São óbvias
ou
em
se que
papel extensível verificou
no saco
vantagens
O que
trouxe
esta
com
a
aumentar a
era
gramatura
reduzir
o
bons resultados
política
Em
se
diminuição do número de folhas mantinha
o
alguns
reclamação do usuário com a
se a gtama
diminuía
trra O que
casos com a
número de folhas
e
se errôneo para o uso do extensível
mostrou
valores transversais
a máquina eram
no sentido de
propriedades
já
maiores agora a situação
transversais
tínhamos
as
frágeis
modificavam
razoavelmente
se
propriedades
máquina com o extensível
submetiam
o papel a
de
teste
em
normal
multifolhado
com
queda
saco
quando
Ficando claro que um
papel
em superficie
tensões em sentido transversal Portanto temos maus resultados nestes testes As quedas
Com
o
extensível houve
uma
mudança já que anteriormente
tinha
plana submetem
o
papel
a
se
invertido
tensões biaxiais
em
no saco
os
valores muito maiores As
Portanto ambos
os
sentidos são críticos
nas propriedades transversais Sendo no começo dos
dando
as fibras características especiais Já nesta época
anos 70 a utilização do refino em alta consistëncia
extensível
o seu módulo de Young se modifica e sua
unidade
se mostrou que quando o papel passa pela
final
da secagem se o papel não tiver forças
fase
no
seguinte
resistëncia de dobra se reduz Durante a
dos
túneis de secagem
técnica
resultou
na
tensores ele encolherá mais facilmente O que
Com
o
desenvolvimento priorizou
se
Com esta duas técnicas conseguiu
se
valores de 8 em ambos os lenidos
Todos estes avanços até
multifolhados
o
os
um
inicio dos
avanços
papel quase quadrado
anos
80 tiveram
um
com
altos níveis de
impacto forte
no
se
energia Obtendo
desenvolvimento dos
sacos
de rês folhas de
origem com a concepção para os anos 60
qualidade aumenta a gramattrra diminttiu paulatinamente
Podemos
Sendo
ver a
Finalmente
E
a
Este saco tem que ser competitivo para embalaz um
que mais sentiu o processo
m2 o que teve efeitos muito bons
relativamente barato Conseguiu
se baixar para folhas de 100g
de cimento
o
se
chegando
a
o saco
produto
m2 A medida que
200g
m2
85g
A tendência imediata é
agora
Mudanças tecnológicas
aproximadamente os
Com isto
o
O Refino
não são
mesmos
se no
usa
comuns na
de
gerações
preparo de
transporte da polpa
em
se
alta consistência é
consistência ate dez
m2
g
com o uso
das
novas
técnicas
A
CONSISTÊNC
REF1N0 EMALTA
Por conveniência
para 2 folhas de 70
o uso
vezes
faz
a
indústria de
papel
e
celulose Os métodos
e
equipamentos são
atras
massa a
fibra de
uma
forma
a ser
facilmente
transportada
baixas consistência
uma
maior do que
técnica de preparo de massa na
a usada no refino convencional
qual
a massa
é refinada
numa
causa mudanças essenciais no processo de refino
fundamentalmente
pelo uso do contato entre discos e
No refino de baixa consistência as fibras são tratadas
refino
em
alta
consistência a massa e refinada pelo
fibras no caso em que a abertura deve ser mínima No
A Ausëncia da
água de lubrificação
fricção
contato e
ente as
próprias
durante
o
fibras
papel extensível com preparo de massa
de Trabalho que é determinante para seu ttso
Ouso do
Capacidade de trabalho
de receber energia
A
refino
em
alta consistência reforça
também chamada de resistência
a
ração é
uma
o
conceito de
medida da
Capacidade
capacidade
do
papel
medida avalia a capacidade de
Aqui se mede a carga de ruptura e a dilatação da lámina de papel Tal
a
folha
até
da
ruptura e o valor absoluto de carga
deformação de resistência a carga grande dilatação
para mpttua
O
Papel
nestas
condições
aptidão aumentar características fundamentais
a raptora e capacidade de trabalho
tem
extensibilidade dando resistência
como
alta consistëncia apresenta também tun balanço favoffivel
minimização das perdas de potência nos refinadores
O refino
em
no cottstrmo
de
como
a
energia baseado
na
das
No refino de baixa consistência com alta velocidade as perdas de potência principalmente compostas
refinados
Em
do
nominal
perdas hidráulicas do refinados podem somaz mais do que a metade da carga
ficando então a
contraste com o refino de alta consistência aonde não há praticamente perdas hidráulicas
da nominal do refinados
de potência em 5 a 10
perda
30 com sistema
O esquema do refino em alta consistência demanda o recebimento em consistência a
baseado
no
fato
de
na
é
O
sistema
refinação em alta
de
que
retirada
e
água
circulação
apropriado para a
a massa em tmt ciclo
transferida
refino
ser
de
de
paxá
tuna
pode
consistência
energia
grande quantidade
t Se esta quantidade de energia for transferida para massa em baixa consistência
de refino e
g 250 kWh
em série
muitos ciclos de refino são necessários sendo obrigatório muitos refinadores acoplados
Se
a refinação é feita em um grande
citado
ser
consistência
alta
em
refino
do
Outra vantagem
pode
satisfatória pode ser
refinados em alta velocidade a consistëncia de refino não é criàca Uma refinação
20 Porém a consistência mais favorável é
faixa de consistëncia de
alcançada
na
numa
aproximadamente
faixa de 30
10
de
As vantagens ganhas com a aplicação do refino em alta consistência podem ser utilizadas na fabricação
com a
ênfase
no ganho transversal ou ainda no uso de matérias primas inferiores
mais
fortes
com
papeis
manutenção de altos valores
O Relatório
podem ser
papel de sacaria
porem somente
quando é usado
o
que no mínimo 20 de apara
das qualidades essenciais para
mostra
1071 do Instituto de Papel e Celulose da Finlândia
mixarias com celulose comum de pinos sulfata sem
perda
refino de alta consistência
PROPRIEDADES DO PAPEL E MÉTODOS DE TESTES
Veremos
papel
no
considerando MD
seguir alguns dos principais métodos de testes
sentido de direção da máquina e CD na direção transversal
a
m2 ISO 538
g
papel a relação entre o peso
coma
propriedades
do
GRAMATURA
É
o
peso base do
e a
área de face
1924
m ISO 2
kN
o papel irá agüentar antes de quebrar Sendo
TRAÇÃO
É
a
força
É
a
medida da distensão do
máxima que
ELONGAÇÃO
Os valores de Tração
2
ISSO 1924
papel quando estendido ate
e
Elongação
nos
dão
o
a
ruptura
um
dos
parâmetros do
TEA
percentuais
em
TEA
FIGURA 3
ANEXO
2
m2 ISO 1924
T E A J
para cálculo da resistência da parede do
TENSILE ENERGY ABSORPTION
O TEA é
relação
a
importante propriedade
TEA e Drop teste
mais
entre
saco
Verificado pela
superficie plana terá seu conteúdo em movimento sobre as paredes do saco
forças de distensão sobre estas paredes Para resistir a estas forças o papel
provocando movimentos
deverá ter
e
deverá ter valores de tração
elongação de modo a absorver esta energia sem ruptura ou seja
TEA compatível
O Saco
solto
em uma
com
Temos
o
TEA calculado para ambos
os
sentidos do
papel
Cumpre ressaltar a importância do TEA balanceado
RASGO
O
O
Rasgo é
a
mN
ISO
o
IvID
que
melhor adiante
1974
sacos
costurados aonde
ISO 535
É a quantia de água absorvida pela face
aonde o tempo é de 60 segundos
o
a
partir de
buraco da
um
cone inicial na folha de
agulha pode
a
printabilidade
e a
do
papel
em um
dado tempo
O mais
comum
é
o
Cobb
60Seg
colagem do papel
ESTOURO kPa ISO 2758
BURSTING STRENGHT
O Estouro é a medida da máxima pressão que se pode aplicar ao pape
Pressão é aplicada pelo dispazo de rrrtt diafragma elástico circulaz
GURLEY NUMBER
papel
ser uma fonte do corte inicial
m2
g
COBB 80s
O Cobb influencia
CD
veremos
força requerida para continuar a rasgaz o papel
Rasgo é importante para
e
RESISTENCIA
DO AR
11
s
5
ISO 5638
a um
certo
ángulo da
face A
A Resistëncia
medida do tempo dado pam 100 ml de az passar através de uma determinada
se
papel Tempos pequenos significam uma alta porosidade do papel observando
descrito como uma alta permeabilidade ao az tanto quanto uma boina resistência ao az
é
ao az
a
da folha de
superficie
pode
que isto
Para
sacos
ser
de válvula
enchimento
menores
com
produtos
volumes de
saco
pó um papel poroso pode significar
e um limpo processo de embalagem
em
maiores velocidades de
UMIDADE
ISO 287
C A Umidade
É a medida dada pela diferença de peso da amostra antes e depois de seca em forno a 105
O
dizer
é
influenciado
características
do
das
do
do
mais
papel
quer
que
pelo meio
que
meio
que
depende
vice
versa
alta
dará
uma
umidade
relativa
e
for
úmido
ao
se
papel
ambiente que
As
um
v
propriedades do papel são fortemente dependentes
C
padrão com 50 RH a 23
da umidade Por isto
os testes
devem
ser
feitos
em
A variação do TEA da tração e da elongação com a umidade é sentida
A elongação cresce com alta umidade e a tração diminui
de umidade
O TEA tem os melhores valores da faixa de 7 10
SACO DE PAPEL
papeis de mercado um
máquina as propriedades
eimportância na busca de qualidade e
forma
acentuada na qualidade e custos para a
de
contribuíram
Os
extensíveis
competitividade
papeis
da
sacaria
confecção
É
sabido que a qualidade do saco depende da qualidade do
desenvolvimento quase uniforme nas propriedades do papel
transversais
são as que podem ter maior desenvolvimento
Projeto de
propriedades
O
E
com a
papel
no
Tendo
os
senúdo de
depende do conhecimento das qualidades de um papel kraft em realidade das
fisicas do papel Isto é conhecido pelas médias dos valores de TEA nos sentidos MD e CD
uma
sacaria
pressão cada
vez
maior para
se
reduzir
número de folhas de
o
um saco
estes cálculos se tornam
essenciais
Em 1965 McKce
entre o
Whitsitt apresentaram
um saco multifolhas
teste de
drop
hoje
válida até
Os
e
apesar da evolução até
os
o
completo trabalho sabre o assunto mostrando a relação
papel do saco Esta relação pernianece
hoje
mais
e os
valores de TEA do
dias de
esforças iniciais de desenvolvimento foram
no
sentido de melhorar
desenvolvimento do extensível Posteriormente vieram os desenvolvimentos
refino em alia consistência e os secadores a ar Flãkt Dryer
Porem
as
propriedades
processos diferentes
Mas
o
fabricante de
no
MD
e
CD continuaram
desenvolvimentos
saco
a serem
consideradas individualmente isto por terem
a Força total do saco independente dos métodos de fabricação
conftável da performance do saco
uma
predição
pelo TEA BALANCEADO que é calculado
seguir
TEA BALANCEADO
o
eobtenção das propriedades de TEA em cada dveção
Este valor é dado
como a
o
necessita conhecer
usados Um só valor que dê
fórmula
propriedades MD com
das propriedades CD com
as
TEA MD
TEA CD
C
C
1
12
a
partir dos TEA
s MD
e
CD
pelo
uso
da
Onde C é
Para
uma constante
este flat
drop
Também
que varia
podemos
podemos calculaz
o
com as
pegaz C
dimensbes do saco
com
57 TEA CD
0
P 4 folhas
37 TEA MD
0
63 TFr4 CD
0
P 3 folhas
31 TFJ MD
0
69 TFJ1 CD
0
P 2 folhas
4 MD
21 TF
0
73 TEA CD
0
P 1 folha
diagrama abaixo
e o
número de folhas
e
7 para 1 folga
2
TEA balanceado por
43 TEA MD
0
O
tipo de drop
o
1 pam 3 2 para 2
3 para 4 folhas 7
1
importância do TEA balanceado para papeis sack kraft A experiência
de 50 Kg usado nos sistemas mudemos deve haver urn TEA balanceado de 400
mostra a
mostra que para run saco
m2
J
FIGURA 4
propriedade
As
A
sentido transversal são muito
no
partir do diagrama podemos
ver o
ANEXO
importantes para a performance do
seguinte
J
2 quando run papel de baixa qualidade é usado
Para alcançar 400 m
saco deve ser feito com 4 folhas de 100 gramas cada
O
papel extensível
mesmos
com
resultados de
Hoje jâ temos papeis
significa
Isto
pam
se
fazer
que
torna
5 J
2
g
possível
com o
o uso
índice de TEA de 1
0
de 2 folhas de 80
m2
g
o
com os
saco
com
1
índice de TEA balanceado de 3
de
papeis extensíveis
se
torna
g
J
ou
mais
possível
a
redução da quantidade de materiais
total
SACOS DE PAPEL
TFr4
balanc
Gram
Total
Gramat Teórica
de cada folha
Peso
Redução Quantidade
papel p
de cada de mate de
1
saco
saco
p
saco índice
p
milhão
do
2fl
papel
4fl
3fl
Sfl
a
1 m2
sacos
g
J
m2
J
Fomec
l
2
Fomec
3
Fomec
g
J
um saco
Qualidade TEA
papel
índice de TEA de
com o uso
CÁLCULO PARA
do
saco
m2
g
438
1
398
438
2
1
1
3
209
437
141
100
104
80
9
398
209
141
70
70
BIBLIOGRAFIA
Manuais da AssiDomãn
Normas ISO
13
0
ton
398
48
209
65
141
FIGURA 1
ac
iC
t rt
s
ttn
a
9 CO
6
a
4
U
0
IP
20
3C
4
14
Sr
r
y
TG
So
5C
tDG
FIGURA 2
a
FIGURA 3
t
E
E
c
1
4
r
4
a
E
v
G
f
v
é
1
i
v
Y
C
W
i
FIGURA 4
E
n
t
V
N
v
á
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A
m
n
ti
c
A
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V
N
CçV
O
IR
d
C
W
H
r
yE
W
H