TA 623/2009 Assis/Unicamp EMBALAGENS CELULÓSICAS Prof. Assis Faria.
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EMBALAGENS CELULÓSICAS
Prof. Assis Faria
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Origem e evolução
A origem dos materiais celulósicos de forma industrializada iniciou-se com o papel.
A primeira invenção foi na China no ano 105, mas só foi produzido e utilizado em 950
na Europa.
Em 1799 houve sua grande evolução tecnológica, através da patente inglesa dos
irmãos Fourdrinier.
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Materiais celulósicos
filmes transparentes (celofane, acetato de celulose e etil celulose)
papéis (kraft pardo, kraft branco, monolúcido, couchê, etc.)
cartões (para cartuchos e embalagens cartonadas)
papelão ondulado (caixas de papelão) madeiras (paletes, estrados e caixas)
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Matéria-prima
Para a produção de filmes, papéis, cartões e papelões, a celulose é a matéria-prima principal, de origem renovável, situação essa não existente com relação aos demais materiais de embalagem.
A madeira e o algodão, são as principais fontes naturais para a fabricação de embalagens celulósicas.
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Classificação quanto à resistência
A classificação da fonte celulósica, baseia-se nas características da madeira bem como na composição estrutural das fibras.
1. As madeiras macias produzem fibras longas, de maior resistência mecânica.
2. As madeiras duras produzem fibras curtas, de menor resistência e mais macias.
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Composição das fibras
As fibras provenientes de troncos de árvores são compostas de 50% de celulose, 30% de lignina e 20% de carboidratos e resinas.
Essas englobam um conjunto de fibrilas e microfibrilas.
As microfibrilas podem conter até 3 milhões de moléculas de celulose.
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Fontes celulósicas
Celulose de árvores resinosas:
São plantas resinosas, coníferas, de fibras longas, utilizadas para a obtenção de materiais com alta resistência mecânica, sendo o Pinus elliottii, a espécie mais utilizada.
Celulose de árvores folhosas:
•São plantas de tronco duro e com fibras mais curtas do que a anterior, utilizada para a obtenção de material com menor resistência mecânica, sendo as várias espécies de eucaliptos as mais economicamente utilizadas.
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Fontes celulósicasCelulose mista:
Provenientes de vários tipos de madeiras, incluindo também materiais secundários, não homogêneos, como palhas, folhas, bagaço de cana e fibras, podendo ser utilizadas pura ou misturada com outras fontes, para melhorar suas características mecânicas.
Celulose de algodão:
É a fonte celulósica mais pura, utilizada para obtenção de materiais especiais, tais como os filmes transparentes e os papéis de alta qualidade.
Madeira:
Geralmente na forma de tábuas, constituem a matéria-prima para a fabricação de caixas e paletes, podendo ser do tipo madeira maciça ou chapas aglomeradas ou compensadas
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Filmes Celulósicos
Papéis Transparentes
Celofane
Acetato de celulose
Etil celulose
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Celofane
O comprimento da cadeia polimérica da celulose é variável, podendo conter de 100 a 3.000 unidades de beta-glicose.
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Produção de papéis
Os vários tipos de papéis são produzidos a partir da polpa (ou pasta) de celulose a qual é obtida por dois processos básicos: o mecânico e o químico.
O processo mecânico é utilizado em madeira macia (coníferas), que após a ação mecânica de trituradores em meio aquoso, produz a polpa integral (celulose, lignina, carboidratos, etc). Essa polpa é para fabricação de papéis para jornal e tolha.
O processo químico é usado para se obter polpa celulósica de melhor qualidade, pois remove a lignina e carboidratos da madeira tanto dura quanto macia, através da ação de produtos químicos por aquecimento, a saber:
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Processo soda - utiliza-se soda cáustica para produzir polpa química provenientes de madeiras duras. A cor da polpa resultante deste processo é clara e de textura fina.
Processo sulfato ou Kraft - utiliza-se mistura de soda e sulfato de sódio para produzir polpa de cor parda para papel bem resistente.
Processo ácido – utiliza-se bissulfito de cálcio ou de magnésio para obter polpa de madeiras macias (coníferas). A polpa é de cor clara, porém o papel resultante é menos resistente do que o Kraft.
Processo semiquímico - pela combinação dos processos mecânico e químico, obtém-se o processo semiquímico, cuja polpa é menos resistente e mais escura. Tem sido usada para a fabricação de miolo de papelão ondulado.
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Tipo de papel Gramatura (g/m2)
Características Aplicações
Estiva (maculatura) 70 a 120 Processo mecânico; baixa resistência; reciclado; acinzentado.
Embrulho rústico; tubetes e cones.
Manilhinha 40 a 45 Processo mecânico ou semiquímico; baixa resistência; reciclado; monolúcido;
Embrulho e padaria.
Manilha 40 a 100 Processo mecânico e/ou semiquímico; monolúcido; natural ou colorido.
Papel de embrulho, geralmente colorido (para presente).
Monolúcido 40 a 50 Polpa química branqueada; superfície polida por supercalandragem e carga mineral.
Fabricação de sacos, laminados e rótulos.
Papel couchê 40 a 60 Polpa química branqueada, carga mineral mais polimento em ambos os lados, superfície com brilho e lisura.
Papel com ótima impressão, revestimento externo de laminados, rótulos.
Papéis impermeáveis 40 a 95 Obtidos de polpa química especial, papéis com baixa permeabilidade aos óleos e gorduras, fabricados nas versões: pergaminho, glassine, granado e fosco.
Para alimentos embalados em geral, papel para confeitarias, sacos para cartuchos, alimentos para consumo rápido, formas para uso em forno.
Papel seda 20 a 30 Polpa química branqueada, natural ou colorida.
Para embalagens de produtos leves e frágeis, decorações.
Papel Kraft natural 30 a 150 Polpa de fibra longa por processo sulfato, cor natural parda ou em cores, boa resistência mecânica.
Sacos multifoliados, sacos industriais, cimento, produtos para desidratados .
Papel kraft branco 40 a 60 Polpa de fibra longa por processo sulfato, cor branca, boa resistência mecânica
Sacos multifoliados, sacos para açúcar refinado, farinhas, fubá pré-cozido.
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Cartões e papelões
Os cartões e papelões apresentam a mesma composição dos papéis, diferindo, entretanto, com base na gramatura, tipo de polpa e acabamento da superfície.
Geralmente, os cartões apresentam espessura superior a 300m e gramatura na faixa de 120 a 700 g/m2 e os papelões acima de 1.000 m.
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Tipos de cartões
Com relação ao número de camadas de fibras que compõem a estrutura, os cartões são classificados em:
simplex ou monoplex, duplex, triplex, etc.
Podem ser feitos com polpa química, mecânica, virgem ou reciclada, branqueada ou natural.
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A camada externa do cartão duplex é denominada forro e a interna é o suporte.
Enquanto que no cartão triplex existe uma outra camada denominada intermediária.
Para diminuir o custo do cartão, geralmente a camada intermediária é feita de polpa reciclada e não branqueada.
Composição estrutural
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Embalagens celulósicas
Sacos de papel (colado, costurado, valvulados)
Laminados flexíveis
Bandejas de cartão
Bandejas de polpa moldada
Cartuchos
Multi-embalagens (multpacks)
Tubos e latas compostas
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Papelão ondulado
As caixas de papelão ondulado são utilizadas como embalagens secundárias que facilitam o transporte e a distribuição das embalagens primárias ou de consumo.
Por apresentarem bom desempenho mecânico e baixo custo, o uso do papelão ondulado tem aumentado, até substituindo outros sistemas de transporte de mercadorias como as sacarias, as caixas plásticas e de madeira.
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Estrutura básica
Capa superior/Miolo/Capa inferior
face simples
parede simples
parede dupla
tripla ou múltipla
Os tipos C e B são utilizados para parede simples ou na combinação BC para parede dupla
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Estrutura básica
Capa superior/Miolo/Capa inferior
face simples
parede simples
parede dupla
tripla ou múltipla
Os tipos C e B são utilizados para parede simples ou na combinação BC para parede dupla
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Classificação do papelão quanto à ondulação
Tipo de onda
Espessura (mm)
Ondas por 10 cm
Resistência das ondas ao esmagamento
(psi)
ACBE
4,5 a 5,03,5 a 4,02,4 a 3,01,2 a 1,5
11 a 1313 a 1516 a 1831 a 38
405057
140
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Dimensionamento
O dimensionamento deverá seguir a ordem:
comprimento (C) x largura (L) x altura (A).
O comprimento deverá ser maior ou igual à largura.
A altura poderá ser tanto maior ou menor do que as outras dimensões.
As medidas são internas e em milímetros.
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Redução de custo
O papelão corresponde por 60% do custo.
A relação mais econômica para caixas do tipo 0201 ocorre quando C = 2L = A ou 2:1:2.
Enquanto que as relações 1:1:1 e 2:2:1 resultam num aumento na quantidade de material na ordem de 12 e 33%, respectivamente, para um mesmo volume de caixa.
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Resistência das caixas
RCr = RCm . F
Sendo, RCr = resistência real da caixa;
RCm = resistência medida da caixa
F = fator de correção.
O valor de correção é resultado de vários fatores (F = f1.f2.f3.f4...fn),
estabelecidos em função das condições de uso da caixa, tais como: modo de empilhamento, umidade relativa do ambiente, tempo de empilhamento, manuseio da caixa, tipo de transporte, etc.
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Resistência da caixa vazia ao empilhamento
RCv = ( PCc) x ( NCe – 1) / F
Onde:
RCv = resistência ao empilhamento da caixa vazia;
PCc = peso da caixa cheia;
NCe = número de caixas empilhadas.
F = fator de correção
Por exemplo, considerando-se uma caixa de 10kg, cujo empilhamento colunar será de 7 caixas, a resistência ao empilhamento da caixa vazia será 60kgf, mas se considerar F = 0,25, a resistência real da caixa deverá ser 240kgf.
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Resistência da caixa vazia ao empilhamento
RCv = ( PCc) x ( NCe – 1) / F
Onde:
RCv = resistência ao empilhamento da caixa vazia;
PCc = peso da caixa cheia;
NCe = número de caixas empilhadas.
F = fator de correção
Por exemplo, considerando-se uma caixa de 10kg, cujo empilhamento colunar será de 7 caixas, a resistência ao empilhamento da caixa vazia será 60kgf, mas se considerar F = 0,25, a resistência real da caixa deverá ser 240kgf.
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Considerações sobre as caixas de papelão ondulado
Para um adequado desenvolvimento, visando melhor proteção, menor índice de perdas e maior economia, as seguintes considerações são importantes:
Características do produto a ser embalado (tipo, dimensões, peso e quantidade);
Condições de armazenagem da embalagem de transporte e do produto embalado;
Empilhamento (número de caixas, no depósito, no transporte e no destino);
Meios de transporte (rodoviário, aéreo, marítimos, ferroviários ou combinados);
Mercado de destino (doméstico ou exportação);
Tempo de armazenagem;
Condições climáticas (antes, durante e após o transporte);
Condições de movimentação.
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Caixas de madeira
As caixas de papelão ondulado constituem uma das melhores opções para o acondicionamento de produtos industrializados, enquanto que as caixas de madeira são mais utilizadas para matéria-prima e, em especial, para os produtos hortifrutigranjeiros, principalmente quando feitas de madeira serrada.
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Outras embalagens celulósicas
Caixas de madeira
Sacos Têxteis
Tambores de Fibra
Barril de Madeira
Paletes
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Palete padrão
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