BR112019018027B1

BR112019018027B1 - Método de produzir um papel altamente estirável

Info

Publication number: BR112019018027B1
Application number: BR112019018027-3A
Authority: BR
Inventors: Nils NORDLING; Tommy Stenman; Erik Lindberg
Original assignee: Billerudkorsnãs Ab
Priority date: 2017-04-06
Filing date: 2018-04-05
Publication date: 2023-04-04
Also published as: EP3385442B1; RU2019122477A; US20200181843A1; CN110300825B; CN110300825A; AU2018248869A1; WO2018185215A1; PL3385442T3; BR112019018027A2; EP3385442A1; CA3048287A1; EP3607137A1; RU2764422C2; RU2019122477A3; AU2018248869B2; US11339535B2

Abstract

É fornecido um método de produzir um papel tendo uma gramatura de acordo com ISO 536 de 50-250 g/m2, um valor Gurley de acordo com ISO 5636-5 acima de 15 s e uma capacidade de estiramento de acordo com ISO 1924-3 na direção de máquina de pelo menos 9%, o dito método compreendendo as etapas de: a) fornecer uma polpa, preferivelmente polpa de sulfato; b) submeter a polpa a refino; c) diluir a polpa a partir da etapa b) e adicionar a polpa diluída a uma tela de formação para obter uma folha de papel; d) prensar a folha de papel a partir da etapa c); e) secar a folha de papel a partir da etapa d), f) compactar a folha de papel a partir da etapa e) em uma unidade Clupak em um teor de umidade de 32 a 50%, preferivelmente 37 a 49%, mais preferivelmente 41 a 49%; g) calandrar a folha de papel a partir da etapa f), opcionalmente após secagem, em um teor de umidade de 21 a 40%, preferivelmente 30 a 40%, mais preferivelmente 32 a 39%; h) secar a folha de papel a partir da etapa g).

Description

Campo técnico

[001] A invenção refere-se a um método de produzir um papel altamente estirável, em particular tal papel tendo alta rigidez e propriedades de superfície satisfatórias.

Antecedentes

[002] BillerudKorsnas AB (Suécia) comercializa um papel altamente estirável sob o nome FibreForm® desde 2009. A capacidade de estiramento de FibreForm® permite que o mesmo substitua plástico em muitas aplicações. FibreForm® tem sido produzido em máquina de papel compreendendo uma unidade Expanda que compacta/encrespa o papel na direção da máquina para melhorar a capacidade de estiramento.

Sumário

[003] Muitas aplicações de papel estirável exigem resistência e rigidez, que é tipicamente refletido pela resistência à flexão do papel.

[004] O objetivo da presente invenção é fornecer um método de produzir um papel altamente estirável que não é um papel de saco poroso, típico em uma máquina de papel compreendendo uma unidade Clupak sem comprometer a capacidade de impressão ou resistência à flexão.

[005] Desse modo, é fornecido um método de produzir um papel tendo uma gramatura de acordo com ISO 536 de 50 a 250 g/m2, um valor Gurley de acordo com ISO 5636-5 acima de 15 s e uma capacidade de estiramento de acordo com ISO 1924-3 na direção de máquina de pelo menos 9%, o método compreendendo as etapas de: a) fornecer uma polpa, preferivelmente polpa de sulfato; b) submeter a polpa a refino; c) diluir a polpa da etapa b) e adicionar a polpa diluída a uma tela de formação para obter uma trama de papel; d) prensar a trama de papel da etapa c); e) secar a trama de papel da etapa d), f) compactar a trama de papel da etapa e) em uma unidade Clupak em um teor de umidade de 32 a 50%, preferivelmente 37 a 49%, mais preferivelmente 41 a 49%; g) calandrar a trama de papel da etapa f), opcionalmente após secagem, em um teor de umidade de 21 a 40%, preferivelmente 30 a 40%, mais preferivelmente 32 a 39%; h) secar a trama de papel da etapa g).

Breve descrição das figuras

[006] A figura 1 é uma ilustração esquemática de uma unidade Clupak.

Descrição detalhada

[007] A presente invenção refere-se a um método de produzir um papel, que é preferivelmente não revestido. Subsequente ao método da presente invenção, o papel pode ser revestido, por exemplo, para melhorar as propriedades de impressão e/ou obter propriedades de barreira.

[008] O papel obtido pelo método é caracterizado por sua capacidade de estiramento, que é de pelo menos 9% na direção de máquina (MD). Preferivelmente, a capacidade de estiramento em MD é ainda mais alta que 9%, como pelo menos 10% ou pelo menos 11%. A capacidade de estiramento permite a formação de formatos tridimensionais (curvatura dupla) no papel, por exemplo, por formação por prensa, formação a vácuo ou estiramento profundo. A capacidade de formação do papel em tais processos é adicionalmente aperfeiçoada se a capacidade de estiramento for relativamente alta também na direção transversal (CD). Preferivelmente, a capacidade de estiramento em CD é de pelo menos 7%, tal como pelo menos 9%. A capacidade de estiramento (tanto em MD como em CD) é determinada de acordo com o padrão ISO 1924-3. Um limite superior para a capacidade de estiramento em MD pode, por exemplo, ser 20% ou 25%. Um limite superior para a capacidade de estiramento em CD pode, por exemplo, ser 15%.

[009] Em contraste com muitos papeis de saco, que podem ser altamente estiráveis, o papel da presente invenção não é particularmente poroso. Ao invés, porosidade relativamente baixa pode ser preferida nas aplicações destinadas ao papel da presente invenção. Por exemplo, cola e alguns revestimentos têm tendência mais baixa de sangrar através de um papel de baixa porosidade. Além disso, algumas propriedades de impressão são melhoradas quando a porosidade é reduzida.

[010] A resistência ao ar de acordo com Gurley, isto é, a porosidade Gurley, é uma medição do tempo (s) tomada para 100 mL de ar passarem através de uma área especificada de uma trama de papel. Tempo curto significa papel altamente poroso. A porosidade Gurley do papel da presente invenção está acima de 15 s. A porosidade Gurley é preferivelmente pelo menos 20 s e mais preferivelmente 30 s, como pelo menos 40 s. Um limite superior pode, por exemplo, ser 120 s ou 150 s. A porosidade Gurley (também mencionada na presente invenção como o “valor Gurley”) é determinada de acordo com ISO 5636-5.

[011] A gramatura do papel da presente invenção é de 50 a 250 g/m2. Se um material estirável tendo uma gramatura acima de 250 g/m2 for desejado, um laminado pode ser produzido a partir de uma pluralidade de camadas de papel cada tendo uma gramatura na faixa de 50 a 250 g/m2. Abaixo de 50 g/m2 a resistência e rigidez são tipicamente insuficientes. A gramatura é preferivelmente de 60 a 220 g/m2 e mais preferivelmente 80 a 200 g/m2, tal como 80 a 160 g/m2, tal como 80 a 130 g/m2. O padrão ISO 536 é usado para determinar a gramatura. A rugosidade de Bendtsen é tipicamente menor quando a gramatura é menor.

[012] Para fins estéticos e de impressão, o papel da presente invenção é preferivelmente branco. Por exemplo, seu brilho de acordo com ISO 2470 pode ser de pelo menos 80%, tal como pelo menos 82%. Entretanto, o papel pode ser também não branqueado (“marrom”).

[013] O método da presente invenção compreende a etapa de: i) fornecer uma polpa.

[014] A polpa é preferivelmente uma polpa de sulfato (às vezes mencionada como uma “polpa Kraft”), que fornece alta resistência à tração. Pelo mesmo motivo, o material de partida usado para preparar a polpa compreende preferivelmente madeira de coníferas (que tem fibras longas e forma um papel forte). Por conseguinte, a polpa pode compreender pelo menos 50% de polpa de madeira de coníferas, preferivelmente pelo menos 75% de polpa de madeira de coníferas e mais preferivelmente pelo menos 90% de polpa de madeira de coníferas. As percentagens são baseadas no peso seco da polpa.

[015] A resistência à tração é a força máxima que um papel resistirá antes de romper. No teste de padrão ISO 1924-3, uma tira com uma largura de 15 mm e um comprimento de 100 mm é usada com uma taxa de alongamento constante. Absorção de energia de tração (TEA) é às vezes considerada como sendo a propriedade de papel que representa melhor a resistência relevante de um papel. A resistência à tração é um parâmetro na medição de TEA e outro parâmetro é a capacidade de estiramento. A resistência à tração, a capacidade de estiramento e o valor TEA são obtidos no mesmo teste. O índice de TEA é o valor TEA dividido pela gramatura. Do mesmo modo, o índice de tração é obtido por dividir a resistência à tração pela gramatura.

[016] Um agente de resistência seco, como amido, pode ser adicionado para melhorar a resistência à tração. A quantidade de amido pode ser, por exemplo, de 1 a 15 kg por tonelada de papel, preferivelmente 1 a 10 ou 2 a 8 kg por tonelada de papel. O amido é preferivelmente amido catiônico.

[017] No contexto da presente invenção, “por tonelada de papel” se refere à por tonelada de papel seco a partir do processo de fabricação de papel. Tal papel seco tem normalmente um teor de matéria seca (m/m) de 90 a 95%.

[018] O índice de TEA do papel obtido pelo método da presente invenção pode ser, por exemplo, de pelo menos 3,5 J/g (por exemplo, 3,5 a 7,0 J/g) na MD e/ou de pelo menos 2,8 J/g (por exemplo, 2,8 a 3,8 J/g) na CD. Em uma modalidade, o índice TEA está acima de 4,5 J/g em MD (por exemplo, 4,6 a 7,0 J/g).

[019] Um ou mais agentes de colagem pode ser também adicionado à polpa. Os exemplos de agentes de colagem são AKD, ASA e cola de breu. Quando cola de breu é adicionada, prefere-se adicionar também alume. Cola de breu e alume são preferivelmente adicionados em uma razão de massa entre 1:1 e 1:2. Cola de breu pode ser, por exemplo, adicionada em uma quantidade de 0,5 a 4 kg por tonelada de papel, preferivelmente 0,7 a 2,5 kg por tonelada de papel.

[020] Quando o papel é branco, a polpa é branqueada.

[021] O método compreende ainda a etapa de: j) submeter a polpa ao refino.

[022] A capacidade de estiramento CD é aumentada por refino HC. Ao comparar os valores de capacidade de estiramento obtidos após refino HC em 150 e 220 kWh/tonelada de papel, respectivamente, foi adicionalmente mostrado que um grau mais alto de refino HC resulta em capacidade de estiramento CD mais alta. Também é mostrado que a capacidade de estiramento CD é aumentada por refino LC. Por comparar os valores de capacidade de estiramento obtidos em 100, 150 e 200 kWh/tonelada de papel de refino LC, respectivamente, foi mostrado adicionalmente que um grau mais alto de refino LC resulta em capacidade de estiramento CD mais alta.

[023] O efeito de refinar sobre a capacidade de estiramento é particularmente acentuado quando o refino é combinado com “secagem livre”, que é adicionalmente discutido abaixo.

[024] Por conseguinte, a etapa b) compreende submeter a polpa a refino de alta consistência (HC) em uma modalidade do método. Em uma alternativa de modalidade complementar, a etapa b) compreende submeter a polpa a refino de baixa consistência (LC).

[025] Em uma modalidade preferida, a etapa b) compreende as sub-etapas de: b1) submeter a polpa a refino de alta consistência (HC); e b2) submeter a polpa da etapa b1) a refino de baixa consistência (LC).

[026] A consistência da polpa submetida a refino HC é preferivelmente pelo menos 33% e mais preferivelmente acima de 36%. Em modalidades particularmente preferidas, a consistência da polpa submetida a refino HC é de pelo menos 37%, tal como pelo menos 38%. Um limite superior típico para a consistência pode ser 42%.

[027] O refino HC é tipicamente realizado até o ponto em que a polpa obtenha um número Schopper-Riegler (SR) de 13 a 19, tal como 13 a 18. O número SR é medido de acordo com ISO 5267-1. Para atingir o número SR desejado, o fornecimento de energia no refino HC pode ser pelo menos 100 kWh por tonelada de papel, tal como acima de 150 kWh por tonelada de papel. Um limite superior típico pode ser 220 kWh por tonelada de papel.

[028] A consistência da polpa submetida a refino LC é tipicamente de 2 a 6%, preferivelmente 3 a 5%. O refino LC é tipicamente realizado até o ponto em que a polpa obtenha um número Schopper-Riegler (SR) de 18 a 40, preferivelmente 19 a 35, tal como 23 a 35. Para atingir o número SR desejado, o fornecimento de energia no refino LC pode ser 20 a 200 kWh por tonelada de papel, tal como 30 a 200 kWh por tonelada de papel, tal como 40 a 200 kWh por tonelada de papel. Como bem sabido pela pessoa versada, refino LC aumenta o número SR.

[029] Em uma modalidade, o método compreende ainda a etapa de adicionar polpa de aparas à polpa na etapa b) ou entre a etapa b) e a etapa c) (etapa c) é discutida abaixo). A polpa de aparas é preferivelmente obtida a partir do mesmo método.

[030] O método compreende ainda a etapa de: k) diluir a polpa da etapa b) e adicionar a polpa diluída a uma tela de formação para obter uma trama de papel.

[031] A polpa diluída é desse modo desidratada na tela de formação e uma trama de papel é formada. A polpa diluída tem tipicamente um pH de 5 a 6 e uma consistência de 0,2 a 0,5%.

[032] A trama de papel formada na etapa c) pode ter tipicamente um teor seco de 15 a 25%, tal como 17 a 23%.

[033] O método compreende ainda a etapa de: l) Prensar a trama de papel da etapa c), por exemplo, até um teor seco de 30 a 50%, tal como 36 a 46%.

[034] A seção de prensar usada para a etapa d) tem tipicamente um, dois ou três nips de prensa. Em uma modalidade, uma prensa de sapata é usada. Em tal caso, o nip da prensa de sapata pode ser o único nip da seção de prensar. Um benefício de usar uma prensa de sapata é rigidez melhorada no produto final.

[035] O método compreende ainda a etapa de: m) secar a trama de papel da etapa d), e n) compactar a trama de papel da etapa e) em uma unidade Clupak em um teor de umidade de 32 a 50%, preferivelmente 37 a 49%, mais preferivelmente 41 a 49%.

[036] A compactação na unidade Clupak aumenta a capacidade de estiramento do papel, em particular na MD, porém também na CD. Para melhorar as propriedades de impressão/superfície, o teor de umidade do papel é de pelo menos 32%, preferivelmente pelo menos 37%, mais preferivelmente pelo menos 41%, ao entrar na unidade Clupak. Teores de umidade mais altos também foram mostrados correlacionar com capacidades de estiramento mais altas na MD.

[037] Além disso, os inventores verificaram que quando o teor de umidade é alto, propriedades de superfície são melhoradas por um aumento na carga de linha de barra de nip na unidade Clupak. Uma carga de linha de barra de nip aumentada também foi verificada melhorar a capacidade de estiramento em MD e CD. Por conseguinte, a carga de linha de barra de nip pode ser pelo menos 22 kN/m na unidade Clupak. Preferivelmente, a carga de linha de barra de nip pode ser pelo menos 28 kN/m ou pelo menos 31 kN/m. Um limite superior típico pode ser 38 kN/m. Na unidade Clupak, a carga de linha de barra de nip é controlada pela pressão de cilindro hidráulico ajustável exercida sobre a barra de nip. A barra de nip é às vezes mencionada como o “rolo de nip”.

[038] Em uma modalidade, a tensão de correia de borracha na unidade Clupak é de pelo menos 5 kN/m (tal como 5 a 9 kN/m), preferivelmente pelo menos 6 kN/m (tal como 6 a 9 kN/m), tal como aproximadamente 7 kN/m. Na unidade Clupak, a tensão de correia de borracha é controlada pela pressão ajustável de cilindro hidráulico exercida sobre o rolo de tensão estirando a correia de borracha.

[039] A unidade Clupak compreende tipicamente um cilindro de aço ou um cilindro cromado. Quando a trama de papel é compactada pela contração/recuo da correia de borracha na unidade Clupak, move em relação ao cilindro de aço/cromado. Para reduzir a fricção entre a trama de papel e o cilindro de aço/cromado, prefere-se adicionar um líquido de liberação. O liquido de liberação pode ser água ou à base de água. O líquido de liberação à base de água pode compreender um agente de redução de fricção, como polietileno glicol ou um agente à base de silicone. Em uma modalidade, o líquido de liberação é água compreendendo pelo menos 0,5%, preferivelmente pelo menos 1%, tal como 1 a 4%, de polietilenoglicol.

[040] Uma unidade Clupak também é descrita abaixo com referência à figura 1.

[041] O método compreende ainda a etapa de: o) calandrar a trama de papel da etapa f), opcionalmente após secagem, em um teor de umidade de 21 a 40%, preferivelmente 30 a 40%, mais preferivelmente 32 a 39%. A calandra usada na etapa g) é preferivelmente uma calandra de nip macio. Uma calandra de nip macio compreende um rolo duro, tipicamente um rolo de aço. O rolo de aço pode ser aquecido, por exemplo, até uma temperatura de 75 a 150°C, preferivelmente 90 a 130°C.

[042] Verificou-se surpreendentemente que a calandragem “úmida” da etapa g) melhora substancialmente as propriedades de superfície sem reduzir significativamente a resistência à rigidez/flexão do papel (pode até mesmo aumentar a resistência à rigidez/flexão). Isso é adicionalmente discutido abaixo nos Exemplos. Esse efeito surpreendente é particularmente acentuado em cargas de linha mais baixas, tal como 15 a 50 kN/m, preferivelmente 15 a 42 kN/m, mais preferivelmente 15 a 40 kN/m, com maior preferência 17 a 35 kN/m.

[043] A velocidade da trama de papel na calandragem da etapa g) é preferivelmente de 8 a 14% menor que a velocidade da trama de papel entrando na unidade Clupak na etapa f). Um motivo para diminuir a velocidade desse modo é manter a capacidade de estiramento MD obtida pela trama de papel na unidade Clupak.

[044] Após calandragem “úmida”, a trama de papel é submetida à secagem adicional. Consequentemente, o método compreende ainda a etapa de: p) secar a trama de papel da etapa g).

[045] A trama de papel é preferivelmente deixada secar livremente durante parte da etapa h) e/ou entre a etapa f) e a etapa g). Durante tal “secagem livre”, que melhora a capacidade de estiramento, a trama de papel não está em contato com uma tela de secador (frequentemente mencionado como um pano de secador). Um fluxo de ar forçado, opcionalmente aquecido pode ser usado na secagem livre, o que significa que a secagem livre pode compreender secagem por ventilação.

[046] Como mencionado acima, a calandragem “úmida” da etapa g) melhora as propriedades de superfície sem reduzir significativamente a rigidez de flexão do papel. Pode, na realidade, ainda melhorar a rigidez de flexão.

[047] Por conseguinte, o índice de resistência à flexão do papel pode ser de pelo menos 38 Nm6/kg3 na direção da máquina (MD) e/ou na direção transversal (CD).

[048] Na MD, o índice de resistência à flexão do papel é preferivelmente de pelo menos 43 Nm6/kg3, tal como pelo menos 48 Nm6/kg3. Um limite superior típico pode ser 60 ou 62 Nm6/kg3.

[049] Na CD, o índice de resistência à flexão do papel é preferivelmente de pelo menos 42 Nm6/kg3, tal como pelo menos 47 Nm6/kg3, tal como pelo menos 52 Nm6/kg3. Um limite superior típico pode ser 60 ou 65 Nm6/kg3.

[050] O índice de resistência a flexão é obtido ao dividir a resistência à flexão pelo cubo da gramatura. A resistência à flexão é medida de acordo com ISO 2493 usando um ângulo de flexão de 15° e um comprimento de extensão de teste de 10 mm.

[051] Uma propriedade de superfície que é melhorada pela calandragem “úmida” é a rugosidade de Bendtsen. Em uma modalidade, a rugosidade de Bendtsen de acordo com ISO 8791-2 de pelo menos um lado do papel é de 1200 mL/min. ou menor, tal como 810 mL/min ou menor (vide, por exemplo, as tabelas 1 e 2, abaixo).

[052] Os valores de rugosidade de Bendtsen são em geral menores para gramaturas inferiores. Quando a gramatura de acordo com ISO 536 do papel é de 80 a 130 g/m2, a rugosidade de Bendtsen de acordo com ISO 8791-2 de pelo menos um lado do papel pode ser, desse modo, 800 mL/min ou menor, tal como 600 mL/min ou menor, tal como 500 mL/min ou menor (vide, por exemplo, a tabela 3, abaixo). Em tais modalidades, o limite inferior pode ser, por exemplo, 300 mL/min ou 350 mL/min. Se a gramatura for acima de 130 g/m2, um limite inferior pode ser, por exemplo, 500 mL/min ou 600 mL/min.

[053] Como entendido pela pessoa versada, os valores de rugosidade de Bendsten acima se referem a papel não revestido.

[054] Como mostrado nos Exemplos abaixo, o lado do papel que fez contato com o cilindro de aço na calandra de nip macio tem uma superfície mais fina que o outro lado do papel. Por conseguinte, normalmente prefere-se imprimir o lado do papel que fez contato com o cilindro de aço.

[055] Portanto, quando uma calandra de nip macio é usado para etapa g), o método pode compreender ainda a etapa de: q) imprimir o lado do papel que fez contato com o cilindro de aço na etapa g). O rolo de aço é às vezes mencionado como um cilindro de aço.

[056] A figura 1 ilustra uma unidade Clupak 105, compreendendo uma correia de borracha sem fim 107 (às vezes mencionada como uma “manta de borracha”) contatada por dois rolos de manta 108, 109, um rolo guia 110, um rolo de tensão 111 e uma barra de nip 112. Uma primeira disposição hidráulica 113 exerce pressão sobre o rolo de tensão 111 para estirar a correia de borracha 107. Uma segunda disposição hidráulica 114 exerce pressão sobre a barra de nip 112 para pressionar a correia de borracha 107, que por sua vez pressiona a trama de papel 117 contra um cilindro de aço 115. Um bocal de pulverização de líquido de liberação 116 é disposto para aplicar um líquido de liberação ao cilindro de aço 115.

Exemplos

[057] Experimentos em escala total foram realizados para produzir papel estirável branco em uma máquina de papel que também é usada para produzir papel de saco. Tanto papel calandrado úmido (inventivo) e não calandrado (referência) foi produzido.

[058] A produção é descrita abaixo.

[059] Uma polpa de sulfato de madeira de coníferas branqueado foi fornecida. A polpa foi submetida a refino de alta consistência (HC) (180 kWh por tonelada de papel) em uma consistência de aproximadamente 39% e refino de baixa consistência (LC) (65 kWh por tonelada de papel) em uma consistência de aproximadamente 4,3%. Amido catiônico (7 kg por tonelada de papel), cola de breu (2,4 kg por tonelada de papel) e alume (3,5 kg por tonelada de papel) foram adicionados à polpa. Na caixa de entrada, o pH da polpa/composição de massa era aproximadamente 5.8 e a consistência da polpa/composição de massa era aproximadamente 0,3%. Uma trama de papel foi formada em uma seção de tela. O teor seco da trama de papel que sai da seção de tela era aproximadamente 19%. A trama de papel foi desidratada em uma seção de prensa tendo dois nips para obter um teor seco de aproximadamente 38%. A trama de papel desidratada foi então seca em uma seção de secagem subsequente tendo nove grupos de secagem, incluindo uma unidade Clupak, dispostos em série. Nesse contexto, a unidade Clupak foi desse modo considerada como sendo um “grupo secador”. A unidade Clupak foi disposta como grupo secador sete, o que significa que a trama de papel foi seca na seção de secagem tanto antes como após ser compactada na unidade Clupak.

[060] Ao entrar na unidade Clupak, o teor de umidade da trama de papel era 40%. A pressão de cilindro hidráulico exercida sobre a barra de nip foi ajustada em 30 bar, resultando em uma carga de linha de 33 kN/m. A pressão de cilindro hidráulico estirando a correia de borracha foi ajustada em 31 bar, resultando em uma tensão de correia de 7 kN/m. Para reduzir a fricção entre a trama de papel a o cilindro de aço na unidade Clupak, um líquido de liberação (1,5% de polietileno glicol) foi adicionado em uma quantidade de 250 litros/hora. A velocidade da trama de papel no grupo secador oito, que era o grupo secador disposto diretamente à jusante do Clupak era 11% menor que a velocidade da trama de papel entrando na unidade Clupak.

[061] Uma porção à jusante do grupo secador oito foi reconstruída para compreender um nip de calandra macio (isto é, um nip entre um rolo tendo uma superfície dura (aço) e um rolo tendo uma superfície macia (borracha)). A trama de papel foi desse modo ligeiramente seca entre a unidade Clupak e o nip de calandra macio, de modo que a trama do papel inventivo foi submetida à calandragem em um teor de umidade de 35%. A carga de linha era 40 kN/m. A temperatura do rolo de aço do nip de calandra macio era aproximadamente 100°C. O papel de referência não foi submetido à calandragem.

[062] As propriedades dos papeis produzidos são apresentadas na tabela 1 abaixo. Tabela 1. Propriedades do papel calandrado (inventivo) e papel não calandrado (referência) medidas em amostras a partir do topo do rolo jumbo. O valor optitopo corresponde à percentagem de uma área medida que tem vales mais profundos que 4 micrômetros (um valor inferior é melhor). As propriedades “Densidade de impressão” e área não coberta (“UCA”) foram, entretanto, medidas após os papeis terem sido enrolados em uma bobina de papel e impressos.

[063] Em relação à “Densidade de impressão”, um número maior é melhor. Em relação à UCA, um número menor é melhor.

* Lado de aço na calandra ** Lado de borracha na calandra

[064] Como mostrado na tabela 1, um papel branco não revestido altamente estirável tendo um valor Gurley alto (isto é, baixa porosidade) foi obtido. A Tabela 1 mostra ainda que a calandragem “úmida” significativamente melhorou as propriedades de superfície rugosidade de Bendsten e optitopo e a qualidade de impressão medida como UCA. O lado do papel que fez contato com o rolo de aço (duro) exibiu propriedades de impressão e superfície melhores que o lado que fez contato com o rolo coberto de borracha (macio). O “lado de aço” é desse modo mais adequado para impressão. A calandragem “úmida” diminuiu a resistência à flexão somente até um grau pequeno na MD e na realidade aumentou ligeiramente a resistência à flexão em CD.

[065] Outro experimento foi realizado, no qual a carga de linha na calandra de nip macio foi variada. De outro modo, o papel foi produzido de acordo com os experimentos em escala total descritos acima. As propriedades de papel resultantes são apresentadas na tabela 2 abaixo. Tabela 2. Propriedades de papel de papel calandrado (inventivo) e papel não calandrado (referência). A amostra feita “após rolo jumbo e enrolamento” foi obtida a partir do topo (isto é, uma camada externa) de uma bobina de papel.

*Lado de aço na calandra, ** Lado de borracha na calandra

[066] Como mostrado na Tabela 2, papeis brancos não revestidos altamente estiráveis tendo valores Gurley altos (isto é, baixas porosidades) foram obtidos novamente. A Tabela 2 confirma também que calandragem úmida significativamente melhora as propriedades de superfície. Em particular, o lado do papel em contato com o rolo de aço (duro) na etapa de calandragem úmida obteve uma superfície fina (rugosidade de Bendtsen baixa) independentemente da carga de linha. De modo surpreendente, pode ser desse modo concluído que não foi necessário usar cargas de linha altas para obter uma rugosidade de Bendtsen significativamente reduzida. Mais surpreendentemente, verificou-se que a calandragem úmida não diminuiu em geral a rigidez (medida como a resistência à flexão) do papel. As cargas de linha mais baixas (< 40 kN/m) até mesmo aumentaram a resistência à flexão tanto em MD como em CD apesar da densidade ter aumentado.

[067] A tabela 2 também ilustra que o enrolamento do papel em um rolo jumbo e o enrolamento subsequente em uma bobina de papel do cliente melhoram as propriedades de superfície. As propriedades das amostras de papel feitas a partir do topo do rolo jumbo não são uma representação razoável do papel que é transportado para o cliente. Entretanto, os efeitos vistos ao comparar amostras de papel tiradas da mesma posição são ainda válidos.

[068] Outro conjunto de experimentos foi realizado, no qual a gramatura era 100 g/m2 e o teor de umidade e pressão de nip na unidade Clupak variaram. De outro modo, o papel foi produzido de acordo com os experimentos em escala total descritos acima. As propriedades de papel resultantes são apresentadas na tabela 3 abaixo. Tabela 3. Propriedades de papel de amostras de papel de 100 g/m2 calandrado e não calandrado feitas do rolo jumbo após armazenagem. Na produção do papel “inventivo”, o teor de umidade da trama de papel entrando na unidade Clupak era 40 ou 45% e a trama de papel foi subsequentemente submetida a calandragem úmida (40 kN/m). Na produção do papel de “referência”, o teor de umidade da trama de papel entrando na unidade Clupak era 30% e/ou a trama de papel não foi submetida à calandragem úmida (0 kN/m). O valor optitopo corresponde à percentagem de uma área medida que tem vales mais profundos do que 4 micrômetros. “BR” se refere à rugosidade de Bendtsen. “SS” significa lado de aço na calandra e “RS” significa lado de borracha na calandra.

[069] A Tabela 3 mostra que todos os papeis inventivos têm valores Optitopo menores (“menos vales profundos”) e superfícies mais finas (valores de rugosidade de Bendtsen menores) do que todos os papeis de referência para os dois lados do papel. É adicionalmente mostrado que um aumento no teor de umidade da trama de papel entrando na unidade Clupak melhora significativamente as propriedades de superfície. Também é mostrado que o aumento da carga de linha de barra de nip na unidade Clupak melhora as propriedades de superfície. Os valores melhores são obtidos quando o teor de unidade do papel entrando na unidade Clupak está acima de 40% e a carga de linha de barra de nip na unidade Clupak está acima de 27,5 kN/m.

Claims

1. Método de produzir um papel tendo uma gramatura de acordo com ISO 536 de 50-250 g/m2, um valor Gurley de acordo com ISO 5636-5 acima de 15 s e uma capacidade de estiramento de acordo com ISO 1924-3 na direção de máquina de pelo menos 9%, o dito método compreendendo as etapas de: a) fornecer uma polpa, preferivelmente polpa de sulfato; b) submeter a polpa a refino; c) diluir a polpa da etapa b) e adicionar a polpa diluída a uma tela de formação para obter uma trama de papel; d) prensar a trama de papel da etapa c); e) secar a trama de papel da etapa d), f) compactar a trama de papel da etapa e) em uma unidade Clupak em um teor de umidade de 32-50%, preferivelmente 37-49%, mais preferivelmente 41-49%; g) calandrar a trama de papel da etapa f), opcionalmente após secagem, em um teor de umidade de 21-40%, preferivelmente 30-40%, mais preferivelmente 32-39%; h) secar a trama de papel da etapa g).

2. O método de acordo com a reivindicação 1, em que a carga de linha na calandragem da etapa g) é 15-50 kN/m, preferivelmente 15-42 kN/m, mais preferivelmente 15-40 kN/m, mais preferivelmente 17-35 kN/m.

3. O método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que uma calandra de nip macio é usada na etapa g).

4. O método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a carga de linha da barra de nip na unidade Clupak é pelo menos 22 kN/m, tal como pelo menos 28 kN/m, tal como pelo menos 31 kN/m.

5. O método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o índice de resistência à flexão de acordo com ISO 2493 na direção de máquina (MD) do papel é de pelo menos 38 Nm6/kg3, tal como pelo menos 43 Nm6/kg3, tal como pelo menos 48 Nm6/kg3, e em que a resistência à flexão é testada usando um ângulo de flexão de 15° e um comprimento de extensão de teste de 10 mm.

6. O método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o índice de resistência à flexão de acordo com ISO 2493 na direção transversal (CD) do papel é de pelo menos 42 Nm6/kg3, tal como pelo menos 47 Nm6/kg3, tal como pelo menos 52 Nm6/kg3, e em que a resistência à flexão é testada usando um ângulo de flexão de 15° e um comprimento de extensão de teste de 10 mm.

7. O método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a rugosidade de Bendtsen de acordo com ISO 8791-2 de pelo menos um lado do papel é 1200 ml/min ou menos, tal como 1000 ml/min ou menos, tal como 900 ml/min ou menos, tal como 810 ml/min ou menos.

8. O método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a gramatura de acordo com ISO 536 do papel é 80-130 g/m2 e a rugosidade de Bendtsen de acordo com ISO 8791-2 de pelo menos um lado do papel é 800 ml/min ou menos, tal como 600 ml/min ou menos, tal como 500 ml/min ou menos.

9. O método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a capacidade de estiramento de acordo com ISO 1924-3 na direção de máquina é pelo menos 10%, tal como pelo menos 11%.

10. O método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a capacidade de estiramento de acordo com ISO 1924-3 na direção transversal é pelo menos 7%, tal como pelo menos 9%.

11. O método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a gramatura de acordo com ISO 536 do papel é 60-220 g/m2, tal como 80-200 g/m2, tal como 80-160 g/m2, tal como 80-130 g/m2.

12. O método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o valor Gurley de acordo com ISO 5636-5 do papel é pelo menos 20 s, preferivelmente pelo menos 30 s, mais preferivelmente pelo menos 40 s.

13. O método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o brilho do papel de acordo com ISO 2470 é pelo menos 80%, tal como pelo menos 82%.

14. O método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a velocidade da trama de papel na etapa g) é 8-14% mais baixa que a velocidade da trama de papel entrando na unidade Clupak na etapa f).

15. O método de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em que o índice TEA de acordo com ISO 1924-3 do papel é pelo menos 3,5 J/g na direção de máquina e/ou pelo menos 2,8 J/g na direção transversal do papel.