Fabricação de Papel
A fabricação de papel consiste em duas etapas fundamentais. Primeiro, a matéria-prima fibrosa, celulose proveniente de madeira para polpa, fibras não lenhosas ou papéis reciclados, é convertida em polpa, uma massa de fibras adequada para a produção de papel. Segundo, essa polpa é entrelaçada e unida em uma estrutura de folha, formando o papel. O processo de polpação separa as fibras papeleiras da madeira.
Os três tipos principais de polpa são polpa mecânica, polpa termomecânica (TMP) e polpa química. Cada tipo produz papel com características de qualidade distintas.
A madeira é composta por fibras de celulose unidas pela lignina, uma substância semelhante a cola. A qualidade do papel geralmente melhora com a remoção da lignina, pois a lignina causa descoloração ao longo do tempo. A polpação química remove a lignina, enquanto os métodos mecânico e termomecânico não o fazem.
Polpa mecânica. Os principais tipos são a polpa de madeira moída, produzida ao forçar a madeira para polpa contra uma pedra abrasiva giratória, e a polpa mecânica de refinador (RMP), criada ao passar cavacos de madeira por um refinador de disco.
Polpa termomecânica. A polpa termomecânica (TMP) é produzida pelo cozimento de cavacos de madeira ou serragem sob pressão com vapor para amolecer a lignina. Os cavacos amolecidos são então moídos em polpa usando um refinador de disco e branqueados para obter alvura. Esse processo produz papéis mais brancos e brilhantes, com boa opacidade para impressão frente e verso. Muitos jornais de alta qualidade usam TMP.
Polpa química. A polpação química é o método mais caro e produz os papéis de mais alta qualidade. Os cavacos de madeira são cozidos sob pressão em um licor químico projetado para decompor e remover a lignina. A polpa resultante é limpa e branqueada, produzindo um papel branco brilhante com excelente permanência. A polpação química libera as fibras de celulose da lignina que as une.
Durante a polpação química, os produtos químicos dissolvem a lignina e a hemicelulose para liberar as fibras de celulose. O branqueamento remove a lignina e a hemicelulose residuais. A polpação química tem um rendimento de 45% a 55%, significativamente menor que o rendimento de 90% ou mais dos métodos de polpação mecânica. Os processos utilizam ácidos como o ácido sulfuroso e álcalis como a soda cáustica (hidróxido de sódio).
Polpa semiquímica. As polpas semiquímicas são produzidas pelo cozimento brando de cavacos de madeira com produtos químicos, tipicamente sulfito de sódio ou uma pequena quantidade de um sal alcalino como carbonato de sódio, bicarbonato ou hidróxido. Esse cozimento remove parcialmente e amolece a lignina, enfraquecendo a ligação entre as fibras. Os cavacos então passam por refinação em disco para fibrilação, seguida de uma lavagem química. A polpação semiquímica retém considerável lignina, resultando em rendimentos de 60% a 80%. O branqueamento reduz o rendimento, como em todos os métodos de polpação.
Branqueamento da polpa. A polpa de madeira não branqueada varia em cor de creme a marrom escuro; sacolas de papel marrom são feitas de polpa não branqueada. O branqueamento remove a lignina residual sem danificar severamente as fibras de celulose, resultando em papel mais branco que melhora o contraste de impressão e produz papéis coloridos mais brilhantes.
Preparação e refinação da massa. As fibras de polpa requerem tratamento adicional, denominado preparação da massa, antes da formação de papel de alta qualidade. Este processo envolve a refinação das fibras e a mistura das fibras com materiais não fibrosos para atingir as propriedades desejadas do papel. Embora o papel seja formado em uma máquina de fabricação de papel, muitas características são determinadas durante a preparação da massa.
A refinação utiliza desfibradores, refinadores do tipo cônico (jordan) ou refinadores de disco para submeter as fibras a ações de escovação, corte, desfibrilação e encurtamento. Essas ações fazem as fibras incharem, amolecerem e desenvolverem finos pelos superficiais, promovendo a ligação e criando papel mais resistente.
Durante a preparação da massa, as fibras de celulose são misturadas com cargas, colagem interna, corantes, pigmentos coloridos e outros aditivos que conferem propriedades específicas ao papel.
Formação do papel. A maioria dos papéis de impressão é produzida em máquinas de fabricação de papel Fourdrinier, nomeadas em homenagem aos inventores Henry e Sealy Fourdrinier. A polpa é misturada com grandes quantidades de água antes da etapa de formação, atingindo uma proporção de 99% de água. Essa mistura de polpa e água, denominada massa de preparação, é então drenada e prensada para formar uma folha contínua de papel.
A sustentabilidade permanece como um fator central, com foco crescente em sistemas de água em circuito fechado e métodos de produção com eficiência energética. Os avanços da impressão digital também exigem papéis com características de desempenho específicas, influenciando a seleção da polpa e os tratamentos de acabamento.
Supercalandragem
. O papel supercalandrado é produzido passando-se o papel com acabamento de máquina pelo supercalandro, Figura 5-4, uma máquina composta por rolos alternados de aço polido e papel prensado ou algodão, que giram juntos sob alta pressão. Isso comprime o papel e aumenta a lisura superficial e o brilho do papel.
Papéis revestidos
. O operador da impressora frequentemente utiliza a prensa para aplicar um revestimento de verniz no papel após a impressão, geralmente com finalidade protetora ou estética. No entanto, o fabricante de papel também pode aplicar um revestimento na superfície do papel para torná-lo mais adequado ao uso final. Papéis revestidos são materiais que receberam um revestimento mineral, geralmente argila, para melhorar sua imprimibilidade e aparência. Estão disponíveis em diversos acabamentos. Os revestimentos melhoram a alvura do papel, a resistência ao arrancamento, a resistência à água, a retenção de tinta, a opacidade do papel, o brilho e a qualidade geral de impressão. Normalmente, o papel é revestido em dois lados (C2S).