POLPA E PAPEL - madeira.ufpr.br

1 POLPA E PAPEL Propriedades do PAPEL AT105 Prof. Umberto Klock Propriedades f sicas do PAPEL Gramatura A gramatura a massa do PAPEL expressa em gramas por metro quadrado ( ). A medi o se realiza, em corpos de prova condicionados, por meio de uma balan a anal tica ou uma balan a na qual poss vel ler diretamente a massa em gramas por metro quadrado, quando se pesa uma folha de rea determinada. gramatura A gramatura do PAPEL afeta a maioria das propriedades, principalmente as mec nicas e as pticas. Para facilitar uma compara o, comum relacionar algumas propriedades gramatura, como, por exemplo, o ndice de tra o que o quociente entre a resist ncia tra o e a gramatura. gramatura Gramatura g/m2 Pinegramatura A gramatura comumente especificada na venda e compra do PAPEL . O consumidor, na compra de PAPEL em bobinas ou folhas, est interessado na gramatura, porque um PAPEL mais pesado que o especificado resulta em menos folhas, sacos ou outras subunidades ap s a convers o, mas deficiente em, por exemplo, na resist ncia e opacidade.

2 Gramatura BALAN A DE GRAMATURA ELETR NICA Para o c lculo em balan a normal Gramatura seca ou Gramatura padr o 7% Umidade Pesar a amostra e determinar a rea, calcular: Gr = massa (g)/ rea (m2 ) Espessura a espessura do PAPEL definida como: Espessura de uma nica folha: quando esta colocada entre duas superf cies planas, circulares e sujeitas a uma press o constante. Espessura Espessura m dia das folhas no ma o: espessura de uma nica folha de PAPEL , calculada a partir do valor da espessura das folhas no ma o, quando estas s o colocadas entre duas superf cies planas, circulares e sujeitas a uma press o constante (pap is com gramatura at 224 ). Espessura A medi o se realiza atrav s de um micr metro padronizado que possui dois discos planos e paralelos, entre os quais se coloca o corpo de prova. O resultado expresso em mil metros.

3 Espessura A espessura afetada pela composi o fibrosa, grau de refino e, principalmente pela calandragem; por sua vez, afeta as propriedades mec nicas e pticas do PAPEL e relevante no desempenho de pap is para fins el tricos. Refina o Refina o Delamina o Colapso Fibrila o Espessura MEDIDOR DE ESPESSURA Para determina o: Medir diretamente no medidor, anotar resultados em mm. Realizar 5 medidas m dias nas amostras. (pelo menos 5 amostras. Densidade aparente do PAPEL ( a) calculada pela rela o: a = Gramatura ( ) ( ) Espessura ( m) Observa o: a espessura em mm deve ser transformada para m, para obter ( ). Densidade aparente do PAPEL ( a) A densidade aparente assim denominada, por incluir os espa os do PAPEL preenchidos por ar; considerada uma das mais importantes propriedades do PAPEL , influenciando as propriedades f sicas e pticas, exceto a gramatura.)

4 Densidade aparente do PAPEL ( a) A densidade aparente da folha de PAPEL afetada por muitos fatores que podem ser classificados em: grau de liga o das fibras, presen a de materiais n o fibrosos que preenchem os espa os vazios, e calandragem. N o refinado Refinado Exemplos de PAPEL Propriedades mec nicas de resist ncia do PAPEL A maneira do PAPEL resistir a o de for as externas, da umidade e do calor, depende de sua composi o fibrosa e de sua forma o. A resist ncia do PAPEL muito importante nos casos onde o PAPEL deve resistir a um esfor o aplicado. Esta resist ncia, sendo um termo vago, precisa ser identificada quanto sua natureza, como, por exemplo, resist ncia tra o, resist ncia ao rasgo resist ncia ao arrebentamento ou estouro Resist ncia do PAPEL Na pr tica, para o desempenho de um PAPEL com fim determinado, s um ensaio mec nico n o significativo para poder deduzir se o PAPEL re ne as condi es necess rias para sua utiliza o.

5 Muito importante obter pelo menos um par de ensaios mec nicos diferentes, significativos para uma determinada aplica o. Resist ncia do PAPEL Existem v rios ensaios de resist ncia que podem ser feitos no PAPEL ; os mais comuns s o: resist ncia tra o, resist ncia ao arrebentamento ou estouro, resist ncia ao rasgo e resist ncia a dobras duplas. Nenhum destes ensaios uma medida fundamental, mas uma combina o de v rios fatores, como flexibilidade, liga es de fibras e resist ncia da fibra. Resist ncia do PAPEL Tais fatores dependem, entre outros, do tipo de fibras, do comprimento e espessura das fibras, da flexibilidade das fibras individuais, do n mero de liga es entre fibras, da resist ncia das liga es individuais, da gramatura do PAPEL , da densidade aparente e da umidade. umidade O H H O H H O H H O H H O H H O H H O H H O H H O H O H O H O H O H O H O H O H Estado inicial Fibra Fibra gua O H H O H H O H H O H O H O H O H O H O H O H O H Ap s forma o e prensagem mec nica O H O H O H O H O H O H O H O H Estado FINAL seco Grau Intervalo Classifica o I Menor de 0,25 Excelente para PAPEL II De 0,25 a 0,50 Muito boa para PAPEL III De 0,50 a 1,00 Boa para PAPEL IV De 1,00 a 2,00 Regular para PAPEL V Maior de 2,00 Ruim para PAPEL Classifica o da rela o de Runkel: RR = 2w/l Coeficiente de Peteri ou ndice de esbeltez (IE) = L/D Donde.

6 D = Di metro da fibra L = Comprimento da fibra l = Di metro do lume w = Espessura das paredes da fibra Fatores de qualidade das fibras para fabrica o de PAPEL Classifica o do coeficiente de Rigidez; CR = 2w/D Intervalo Tipo de parede celular Rigidez Maior de 0,70 Muito espessa Muito alta De 0,70 a 0,50 Espessa Alta De 0,50 a 0,35 Media Media De 0,35 a 0,20 Delgada Baixa Menor de 0,20 Muito delgada Muito baixa Donde: D = Di metro da fibra L = Comprimento da fibra l = Di metro do lume w = Espessura das paredes da fibra Fatores de qualidade das fibras para fabrica o de PAPEL Classifica o do coeficiente de Flexibilidade; CF = l/D Intervalo Tipo da parede celular Propriedades Menor de 0,30 Muito espessa As fibras n o se colapsam. Muito pouca superf cie de contato Pobre uni o fibra - fibra De 0,30 a 0,50 Espessa As fibras se colapsan muito pouco.

7 Pouca superf cie de contato. Pouca uni o fibra - fibra De 0,50 a 0,65 Media Fibras parcialmente colapsadas, com sec o transversal el ptica, Boa uni o fibra fibra De 0,65 a 0,80 Delgada Igual anterior Maior de 0,80 Muito delgada As fibras se colapsam. Boa superf cie de contato. Boa uni o entre fibra- fibra Donde: D = Di metro da fibra L = Comprimento da fibra l = Di metro do lumen w = Espessura das paredes da fibra Fatores de qualidade das fibras para fabrica o de PAPEL Resist ncia tra o Os pap is devem resistir, pelo menos, aos diferentes tipos de for a que encontram ao longo do processo de produ o e utiliza o. Resist ncia tra o Para a determina o da resist ncia tra o, submete-se um corpo de prova de largura e comprimento especificados a um esfor o de tra o uniformemente crescente at a sua ruptura. Como as caracter sticas diferem pela dire o na folha de PAPEL , os corpos de prova para o ensaio devem ser cortados nas dire es longitudinal e transversal.

8 Resist ncia tra o O aparelho usado para determinar a resist ncia tra o o dinam metro, e os valores obtidos s o reportados em , isto , divide a carga de ruptura pela largura do corpo de prova. Resist ncia tra o A resist ncia tra o tamb m pode ser expressa pelo chamado comprimento de auto-ruptura (CAR), definido como o comprimento de uma tira de PAPEL que, quando suspensa, se rompe sob seu pr prio peso. Resist ncia tra o O comprimento de auto-ruptura expresso em metros, calculado da seguinte maneira: CAR = R x 1 000 000 (m) G x L onde: R = carga de ruptura em kgf (valor da leitura no dinam metro); G = gramatura da amostra em ; L = largura do corpo de prova em mm. Resist ncia tra o A resist ncia tra o relacionada com a durabilidade e utilidade de um PAPEL , como, por exemplo, para embalagem e outros usos tamb m sujeitos a for as de tens o direta.

9 No caso de pap is de impress o, a resist ncia tra o indica a probabilidade de ruptura quando s o sujeitos tens o exercida durante o processo de impress o. Resist ncia tra o A resist ncia tra o controlada por fatores como: comprimento m dio das fibras; espessura da parede celular das fibras; forma o e estrutura da folha. resist ncia individual das fibras; Resist ncia tra o influ ncia de outras vari veis foram verificadas, como por exemplo: ndice de Enfeltramento, rela o entre o comprimento e o di metro da fibra, a massa espec fica da madeira , do Coeficiente de Flexibilidade da Fibra, rela o entre o di metro do lume e a largura da fibra. Resist ncia ao arrebentamento (estouro) O ensaio de resist ncia ao arrebentamento ou estouro um dos mais antigos; por ser simples, ainda usado nas f bricas, no controle de rotina e para caracteriza o do PAPEL .

10 Estouro A resist ncia ao estouro definida como a press o necess ria para produzir o arrebentamento do material, ao se aplicar uma press o uniformemente crescente, transmitida por um diafragma el stico, de rea circular. O corpo de prova, submetido ao ensaio, preso rigidamente entre dois an is conc ntricos. estouro A medi o da resist ncia independe da dire o de fabrica o do material, pois a for a transmitida pelo diafragma perpendicular superf cie do corpo de prova. O esfor o ao qual o material est submetido simula o emprego pr tico do PAPEL , em forma de sacos, PAPEL de embrulho e outros. Todavia, dif cil, na pr tica, se estabelecer uma correla o simples entre o valor da resist ncia ao arrebentamento e o desempenho dos pap is. estouro A press o limite no momento da ruptura, chamada de resist ncia ao arrebentamento, expressa em kPa.