CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a um papel White Top Kraftliner que compreende de duas a três camadas de fibras químicas, podendo ser branqueadas e/ou não branqueadas em que as camadas totalizam 100% de fibra química curta de eucalipto, e pelo menos um aditivo de massa.Também se refere ao processo de produção do dito papel, uso do mesmo e uma embalagem produzida com o dito papel.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] O termo papel White Top Kraftliner é amplamente utilizado no mercado internacional e é definido como um papel predominantemente formado a partir de polpa kraft primária.

[003] Desta forma, os papéis White Top Kraftliner podem ser produzidos a partir de misturas de fibras químicas (fibras longas e fibras curtas). A composição das polpas depende dos requisitos de qualidade do papel e a gramatura do papel resultante pode variar entre 100 a 300 g/m ² , na maioria dos casos.

[004] Diferente do papel Brown Kraftliner, que também é predominantemente formado a partir de polpa kraft primária, o White Top Kraftliner tem uma camada cobertura composta por polpa kraft primária branqueada, que confere a esta camada propriedades ópticas diferenciadas, sendo indicada para caixas com alta demanda de qualidadede impressão, onde são avaliados também a alvura, aspereza e colagem.

[005] Os papéis White Top Kraftliner exercem importante papel nas embalagens, como por exemplo nas caixas de papelão corrugadas, pois participam da sua composição como capa externa, e ajudam a definir suas propriedades. Como estas caixas protegem seus conteúdos contra impactos durante manuseio, transporte, armazenamento, carga no empilhamento, temperaturas extremas e umidade, o papel White Top Kraftliner tem que atender a requisitos gerais de resistência, tais como: resistência à tração, resistência ao estouro, resistência à compressão, ply bond, além de proporcionar valor adequado de poro sidade e Cobb.

[006] A resistência ao estouro e Short-span Compression Test, ou simplesmente chamado de SCT, são considerados as propriedades de resistência mais importantes para os papéis do tipo White Top Kraftliner. Estas propriedades são boas indicadoras de desempenho da caixa, resistência e flexibilidade durante a conversão e uso do papelãoondulado.

[007] Aplicações típicas para White Top Kraftliner incluem embalagem para: alimentos, bebidas, cosméticos, eletroeletrônicos, higiene e limpeza, hortifrutigranjeiros e flores, materiais elétricos, químicos e derivados, vestuário e calçados, vidros e cerâmicas. Embalagem com maior valor agregado, com impressões com quatro cores ou mais, o substrato branco destaca e trabalha com mais uma cor, sendo mais um diferencial do White Top Kraftliner sobre o Brown Kraftliner.

[008] O documento BR 11 2016 006857-2 revela um papelão em multicamadas compreendendo polpa de fibras celulósicas, em que100% do teor de fibra total do dito papelão são fibras de madeira folhosa. O documento revela ainda que o papelão em questão pode também compreender aditivos de resistência a seco, como por exemplo o amido. Entretanto, a aplicação do amido não é superficial e o papel descrito apresenta pelo menos três camadas.

[009] O pedido de patente WO 1992013137 A1 descreve um papel Kraftliner formado por várias camadas, preferencialmente entre 2 e 3, com composição fibrosa da camada cobertura formada de 50 a 100% de polpa sulfato branqueada de folhosa, adicionado de 0 a 15% de pigmento, calculado base polpa seca. O restante da composição fibrosa da camada cobertura é composta por polpa sulfato branqueada ou não branqueada de conífera. Na referente reinvindicação não foi mencionada a aplicação de amido superficial. [010] O pedido de patente PI 0918112-1 revela o uso de um novo agente de resistência no processo de fabricação de papel, tal agente sendo o amido hidrofóbico. Além de ser mais focado no amido em si e não no papel, a aplicação do amido de tal documento não é superficial. [0011] Entretanto, até então o estado da técnica é deficiente em revelar um papel White Top Kraftliner com todas as qualidades do papel da presente invenção. Isso porque atualmente um papel White Top Kraftliner de melhor qualidade (em termos de resistência) é produzido em máquinas com construção de duas a três camadas, com 50 - 100%de fibra química longa. Essa melhor resistência físico-mecânica é proporcionada pela melhor ligação entre fibras.

[011] Embora o papel do estado da técnica apresente bom desempenho na etapa de conversão para caixas, este papel apresenta as seguintes deficiências:

- A formação da folha não é boa e apresenta pontos escuros e claros ou aparência floculada que pode influenciar em propriedades físico-mecânicas;

- A superfície da folha é mais áspera e impacta diretamentena qualidade da impressão;

- Aparecimento de furos na estrutura da folha; e

- O custo deste papel é menos eficiente, ou seja, seu custo de produção é alto.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[012] É um primeiro objetivo da presente invenção fornecer um papel White Top Kraftliner que compreende de duas a três camadas de fibras químicas kraft, em que as camadas totalizam 100% de fibra química curta de eucalipto em base de massa seca e pelo menos um aditivo. As fibras químicas podem ser branqueadas ou não branqueadas ou suas misturas e composições.

[013] É um segundo objetivo descrever um processo de produção do dito papel White Top Kraftliner.

[014] Um terceiro objetivo consiste no uso do papel White Top Kraftliner para a fabricação de uma embalagem, tal como uma caixa compreendendo dito papel e ainda a uma embalagem para diversas aplicações.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[015] A presente invenção, tem como um dos objetivos fornecer um papel de excepcional qualidade que compreende de duas a três camadas de fibras químicas em que as camadas totalizam 100% de fibra química curta em base de massa seca; e pelo menos um aditivo de massa. [016] Com esse papel, a presente invenção apresenta uma nova solução para problemas técnicos enfrentados, uma vez que o papel White Top Kraftliner da presente invenção fornece:

- Formação da folha melhorada, pois a utilização deste tipode fibra reduz a aparência floculada;

- Redução da aspereza da superfície da folha, melhorandoa qualidade de impressão;

- Preenchimento dos espaços vazios entre fibras, reduzindo o risco de aparecimento de furos;

- Redução do custo do papel, tomando o produto mais competitivo;

- Melhoria nas propriedades físico-mecânicas do papel com aplicação de aditivo de massa superficial; e

- Papel de menor gramatura, quando comparado com pa péis produzido com mistura de fibras.

[017] Além disso, a presente invenção refere-se ao processo deprodução do dito papel e uma embalagem produzida com o dito papel.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[018] Figura 1 - Ilustra uma das possíveis configurações da presente invenção para um papel White Top Liner com duas camadas com aplicação de amido superficial.

[019] Figura 2 - Ilustra uma das possíveis configurações da presente invenção para um papel White Top Liner com três camadas e aplicação de amido superficial.

[020] Figura 3 - Ilustra uma das possíveis configurações da presente invenção para um papel papel White Top Liner com duas camadas (sem aplicação de amido superficial).

[021] Figura 4 - Ilustra uma das possíveis configurações da presente invenção para um papel papel White Top Liner com três camadas (sem aplicação de amido superficial).

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[022] A presente invenção refere-se a um papel White Top Kraftliner compreendendo (i) de duas a três camadas de fibras químicas em que as camadas totalizam 100% de fibra química curta de eucalipto em base de massa seca; e (ii) pelo menos um aditivo de massa.

[023] Em uma modalidade da presente invenção, as fibras químicas curtas presentes na composição do papel White Top Kraftliner são fibras curtas de eucalipto, podendo ser branqueada e/ou não branqueada ou suas misturas, dependendo da camada.

[024] Um papel White Top Kraftliner com maior teor de fibra curta de eucalipto proporciona um produto com melhor qualidade, menor gramatura e menor custo.

[025] Em um aspecto da invenção o papel White Top Kraftliner possui uma ou duas camadas-base compreendendo fibra química curta não branqueada e uma camada superficial ou de cobertura formada por fibra química curta branqueada.

[026] Um dos problemas técnicos observados com o uso de fibras químicas curtas, consiste no fato das propriedades físico-mecânicas das fibras químicas curtas de eucalipto serem inferiores às fibras químicas longas para algumas propriedades. Para que tal problema técnico seja solucionado, foi explorado na presente invenção a aplicação de um aditivo de massa no papel. [027] Neste sentido, pelo menos uma das camadas da presente invenção pode conter aditivos de massa, tais como: amido, polímerose nanoceluloses ou suas misturas.

[028] As nanoceluloses são selecionadas de: celulose microfibrilada, celulose nanofibrilada, celulose nanocristalina, filamentos de celulose ou suas misturas.

[029] Os aditivos de massa podem ser aplicados na camada de superfície ou cobertura do papel e ainda entre as camadas que compõe o papel.

[030] As nanoceluloses também podem ser aplicadas como componentes únicos ou em formulações com outros polímeros renováveis ou não renováveis.

[031] Em uma concretização preferida, o aditivo de massa é aplicado na superfície ou cobertura do papel.

[032] Em uma concretização preferida, o aditivo de massa é o amido. [033] Uma camada de aditivo de massa, preferencialmente amido, pode ser aplicada na superfície ou cobertura do papel, com o objetivo de compensar perdas de resistência físico-mecânicas quando é reduzida a fração de fibra longa na composição.

[034] Assim, em uma modalidade mais preferida o papel White Top Kraftliner da presente invenção é composto por duas a três camadas de fibras químicas em que as camadas compreendem 100% de fibra química curta de eucalipto, com uma camada de amido aplicada na superfície do papel.

[035] Preferencialmente, concentração do aditivo de massa pode ser de 0,1 a 30 kg aditivo/t de papel.

[036] A substituição total da fibra longa por fibra curta, com aplicação na superfície ou cobertura do papel de amido, resulta em um produto com excelente formação e consequente qualidade no que diz respeito a: resistência ao estouro, rigidez à tração, resistência à tração, resistência ao rasgo, porosidade Gurley, SCT (Short-span Compression Test), alvura, aspereza Bendtsen e impressão.

[037] Os papéis White Top Kraftliner da presente invenção foram produzidos seguindo as seguintes etapas: a) preparo das polpas químicas não branqueadas de fibras curtas de eucalipto; b) preparo da polpa química de fibras curtas branqueadas (ECF) de eucalipto; c) alimentação das fibras da etapa a) e b), em forma de suspensão, em mesa formadora de folha, onde ocorre um desaguamento parcial; e d) subsequente prensagem e secagem para remoção da água residual.

[038] Após as etapas descritas acima, a folha seca foi enrolada e convertida em bobinas com tamanhos especificados. O papel White Top Kraftliner da presente invenção foi produzido em gramatura de 150 g/m ² .

[039] A embalagem da presente invenção compreende o papelWhite Top Kraftliner da presente invenção em formato de caixas. [040] Testes comparativos foram efetuados e os resultados obtidos foram surpreendentes, no qual o papel White Top Kraftliner produzido com três camadas compreendendo somente fibras químicas curtas de eucalipto apresentou propriedades físico-mecânicas superiores a papéis com três camadas produzidos com fibras químicas longas em sua composição, utilizados como referência. Isto é totalmente inesperado e proporcionado pelo revestimento do papel White Top Kraftlinercom amido na superfície do papel.

TESTES

[041] Com objetivo de avaliar o desempenho do papel White Kraftliner da presente invenção, realizou-se uma série de testes industriais.

[042] Foram comparados: a) O papel White Kraftliner da presente invenção compreende 3 camadas (base, meio e cobertura) em que as camadas compreendem 100% de fibras químicas curtas de eucalipto, com b) um papel referência, produzido em máquina de papel detrês camadas, constituído por:

I. pela camada base com 92% fibra semiquímica curta deeucalipto e 8% fibra química longa, ii. pela camada meio com 78% fibra semiquímica curta deeucalipto e 22% fibra química longa e iii. pela camada cobertura com 100% fibra química branqueada (ECF) curta de eucalipto e 19 a 21 % de carbonato de cálcio natural (GCC) nesta camada.

[043] Todos os testes foram executados em máquina de papel com três camadas e aplicação superficial de amido.

[044] Ambos os papéis referência e da presente invenção foram convertidos em caixas e apresentaram o mesmo desempenho em termos de qualidade.

[045] As faixas das propriedades físico-mecânicas de fibras químicas curtas de eucalipto que são aceitáveis para serem utilizadas, emcamadas base e meio, na produção do papel White Top Kraftliner da presente invenção estão apresentadas na Tabela 1. Tabela 1 - Propriedades Físico-Mecânicas de Fibras Químicas Curtas (Apresentadas como índice para excluir influência da gramatura da folha)

[046] Todos os ensaios de determinação de propriedades físico- mecânicas do papel White Top Kraftliner foram executados de acordo com os métodos e padrões listados na Tabela 2 abaixo, após condicionamento em ambiente climatizado em temperatura de 23 °C e 50% de umidade relativa (ISO 187). Tabela 2 - Padrões e Métodos de Ensaios Utilizados

[047] Na produção do papel White Top Kraftliner da presente invenção foram utilizadas fibras químicas curtas de eucalipto cujas propriedades físico- mecânicas mais importantes estão apresentadas na Tabela 3.

Tabela 3 - Propriedades Físico-Mecânicas das Fibras Químicas Curtas

[048] Os resultados de propriedades físico-mecânicas mais importantes do papel White Top Kraftliner com 100% de fibra química curta de eucalipto em gramatura de 150 g/m2, com e sem aplicação de amido superficial (0 a 30 kg Amido/t papel), e do papel referência, estão apresentados na Tabela 4. O papel utilizado como referência foi papel KlaLiner White, produzido e comercializado pela Klabin, que tem em sua longas.

Tabela 4 - Propriedades físico-mecânicas do papel White Top Kraftliner com 100% de fibra química curta de eucalipto em gramatura de 150 g/m ² , com e sem aplicação de amido superficial, e o papel referência KlaLiner White

[049] A partir dos dados apresentados na Tabela 4, é possível observar que a comparação das principais propriedades de resistência ao estouro, SCT e aspereza Bendtsen do papel kraftliner com amido superficial da presente invenção em relação ao papel referência demonstra aumentos de 8%, 14% e 40,8%, respectivamente, para o papel da presente invenção. Estes resultados demonstram o nível de excelência do papel White Top Kraftliner produzido com 100% de fibras curtas químicas de eucalipto.

[050] Comparando o papel White Top Kraftliner produzido com 100% de fibras químicas curtas com e sem aplicação de amido superficial nota-se a importância desta operação nas propriedades físico-mecânicas deste produto.

[051] Tendo sido descritos exemplos de concretizações preferidas, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.