Fabricação de Papel

Publicado em 11-14-2013 por admin

Existem dois passos fundamentais na fabricação de papel. Primeiro, a matéria-prima fibrosa, ou celulose, proveniente de madeira para polpa, fibras não lenhosas ou papéis reciclados, é convertida em polpa, uma massa de fibras adequada para a fabricação de papel. Segundo, a polpa é entrelaçada e unida em uma estrutura conhecida como papel. O processo de polpa permite que as fibras de fabricação de papel sejam separadas da madeira.

Os três principais tipos de polpa são a polpa mecânica, a polpa termomecânica (TMP) e a polpa química. Cada tipo de polpa resulta em diferentes graus de qualidade do papel.

A própria madeira é composta tanto por fibras de celulose quanto por lignina, uma substância semelhante a cola que mantém as fibras unidas. De maneira geral, quanto mais lignina for removida da madeira, melhor será a qualidade do papel. A lignina tende a descolorir o papel ao longo do tempo. A polpa química remove a lignina da polpa, enquanto a polpa mecânica e termomecânica não o fazem.

Polpa mecânica. Os principais tipos de polpa mecânica são a polpa de madeira moída, produzida ao pressionar madeira para polpa contra uma pedra abrasiva giratória; e a polpa mecânica refinada (RMP), produzida ao passar lascas de madeira por um refino de disco em vez de pressionar a madeira contra a pedra abrasiva.

Polpa termomecânica. A polpa termomecânica (TMP) é feita cozinhando lascas de madeira ou serragem sob pressão com vapor, amolecendo a lignina. As lascas amolecidas são então moídas em polpa ao passar por um refino de disco e são branqueadas para obter brancura. O calor gerado pelo refino de disco e o pré-aquecimento das lascas de madeira amolecem a lignina que mantém as fibras unidas, permitindo a separação das fibras com pouco dano. Esses papéis costumam ser mais brancos e brilhantes do que os papéis de polpa mecânica e têm boa opacidade para impressão nos dois lados. Muitos jornais de alta qualidade são impressos em TMP.

Polpa química. A polpa química é o método de polpa mais caro, resultando nos papéis de maior qualidade. Nesse processo, lascas de madeira são cozidas sob pressão em um líquido de cozimento projetado para quebrar e remover a lignina da polpa. A polpa é limpa e branqueada, resultando em um papel branco brilhante que possui grande permanência. A polpa química libera as fibras de celulose da lignina que as une.

Durante a polpa química, produtos químicos dissolvem a lignina e a hemicelulose na madeira para libertar as fibras de celulose da madeira. O branqueamento da polpa química remove a lignina residual e a hemicelulose. A polpa química tem um rendimento de 45%~55%, em comparação com o rendimento de 90% ou mais comuns nos métodos de polpa mecânica. Os processos de polpa química usam ácidos, como ácido sulfuroso, e álcalis, como soda cáustica.

As polpas semiquímicas são produzidas primeiro cozinhando suavemente lascas de madeira com produtos químicos, mais comumente o sulfito de sódio ou uma pequena quantidade de um sal alcalino, como carbonato, bicarbonato ou hidróxido de sódio. O cozimento remove parcialmente e amolece a lignina, enfraquecendo a ligação entre as fibras. Após o cozimento, as lascas passam por um ou dois passos de refino de disco para fibração. Uma lavagem remove os produtos químicos. A polpa semiquímica retém uma quantidade considerável de lignina e, consequentemente, os rendimentos são tipicamente de 60%~80%. O branqueamento reduz o rendimento, como ocorre com qualquer método de polpa.

Branqueamento da polpa. A polpa de madeira não branqueada varia de cor de creme a marrom escuro; um saco de papel marrom é feito de polpa não branqueada. O branqueamento remove a lignina residual na polpa sem causar danos químicos graves às fibras de celulose. Branquear uma polpa torna o papel resultante mais branco, melhorando o contraste de impressão. Polpas mais brancas produzem papéis coloridos mais brilhantes.

Preparação da massa e refino. As fibras obtidas pelo processo de polpa devem receber tratamento adicional antes de poderem ser usadas para produzir papel de alta qualidade. Esse tratamento é chamado de preparação da massa e envolve o refino das fibras e a mistura delas com materiais não fibrosos para produzir um papel com as propriedades desejadas. O papel é formado na máquina de fabricação de papel, mas muitas das características do papel são determinadas durante a preparação da massa.

Durante o refino, batedores, refinos do tipo cônico (jordan) ou refinos de disco são usados para submeter as fibras a diferentes graus de ação de escovação, corte, desgaste e encurtamento, dependendo das propriedades desejadas no papel. Como resultado, as fibras incham e amolecem, e suas superfícies desenvolvem finos pelos, tudo o que promove a ligação para tornar um papel mais resistente.

Durante a preparação da massa, as fibras de celulose são misturadas com cargas, colagem interna, corantes e pigmentos coloridos e outros aditivos que conferem propriedades ao papel.

Formação do papel. A maioria dos papéis de impressão é feita em máquinas de fabricação de papel Fourdrinier, Figura 5-3, nomeadas após os irmãos Fourdrinier, Henry e Sealy. A polpa é misturada com grandes quantidades de água antes da etapa de formação, resultando em uma relação de água de 99%. A mistura de polpa e água, chamada de matéria-prima, flui para uma tela fina em ciclo contínuo, através da qual a água drena, deixando as fibras em uma fina folha ou teia em sua superfície. As fibras se alinham com a tela em movimento, que forma a direção do grão do papel. A teia é transferida da tela para uma manta contínua de feltro que a transporta para cilindros secadores aquecidos a vapor.

Na seção úmida ou de formação da máquina de papel, a mistura diluída é moldada em um mat de fibras, do qual a maior parte da água é removida por gravidade ou vácuo.

As máquinas de papel também possuem uma seção de prensagem, onde a maior quantidade possível de água é removida da teia por prensagem e sucção, e uma seção de secagem, onde a água restante é removida, desta vez por evaporação causada pelos cilindros secadores quentes.

O papel que sai do secador tem um teor de umidade de 2% a 8%, dependendo do seu uso final desejado.

O papel revestido na superfície é produzido passando a teia parcialmente seca entre um sistema de revestimento baseado em rolos que aplica o material de dimensionamento. O prensa-tamanho está localizado na seção do secador da máquina. Após a secagem, a teia de papel é calandrada entre rolos de aço polido para dar a suavidade desejada, tornando-a um papel acabamento de máquina (MF).

Super-calendragem. O papel super-calandrado é feito passando o papel com acabamento de máquina através do super-calendário, Figura 5-4, uma máquina composta por rolos alternados de papel prensado ou de algodão que correm juntos sob alta pressão. Ele comprime o papel e aumenta a suavidade da superfície e o brilho do papel.

Papéis revestidos. O operador da prensa frequentemente utiliza a impressora para aplicar um revestimento de verniz no papel depois que ele foi impresso, geralmente para fins de proteção ou estéticos. No entanto, o fabricante de papel também pode aplicar um revestimento na superfície do papel para torná-lo mais adequado ao seu uso final. Papéis revestidos são estoques que receberam um revestimento mineral, geralmente de argila, para melhorar sua capacidade de impressão e aparência. Eles estão disponíveis em uma variedade de acabamentos. Os revestimentos melhoram a brancura do papel, resistência ao desbotamento, resistência à água, absorção de tinta, opacidade do papel, brilho e qualidade geral de impressão. Geralmente, o papel é revestido em ambos os lados (C2S). Etiquetas e alguns produtos especiais são revestidos apenas em um lado (C1S). Consulte o esquema de uma enorme máquina de fabricação de papel na Figura 5-5.