O surface sizing é um processo de extrema importância industrial para a qualidade final do papel não revestido para impressão e escrita. A dimensão do mercado deste tipo de papel e as especificações cada vez mais exigentes são alguns indicativos que evidenciam a necessidade de um conhecimento mais aprofundado, ao nível físico-químico, deste tratamento superficial, e das interações existentes com a superfície do papel.
Assim, a avaliação da influência dos restantes componentes que compõem a solução de
surface sizing nas propriedades de superfície abordadas neste trabalho poderá dar informações
relevantes, uma vez que alguns destes aditivos são tensioativos, desempenhando assim um papel importante nas propriedades interfaciais como a tensão superficial e o ângulo de contacto.
Outro caminho possível seria testar amidos de origens diferentes, dado que as suas propriedades e a sua origem estão intrinsecamente relacionadas. Desta forma, poderia ser avaliado o grau de molhabilidade das soluções de surface sizing e estabelecer uma relação com a origem do amido, visando uma otimização final do tratamento superficial em questão.
51
Bibliografia
[1] P. Bajpai, Pulp and Paper Industry - Chemicals, Patiala, Punjab, India, Punjab: Elsevier Inc., 2015. [2] I. M. T. Moutinho, Physical & Chemical Interactions on Paper Surface - Impact on the Printability
of Papers Produced with E. globulus Kraft Pulps, Universidade de Coimbra - Faculdade de Ciências e Tecnologia, 2009 - Tese de Doutoramento.
[3] P. Berg e O. Lingqvist, “McKinsey & Company - Pulp, paper, and packaging in the next decade: Transformational change,” McKinsey & Company, Agosto 2019. [Online]. Available: https://www.mckinsey.com/industries/paper-forest-products-and-packaging/our-insights/pulp- paper-and-packaging-in-the-next-decade-transformational-change#.
[4] C. Howe, R. Hogan e S. Wildes, “Soy Chemicals for Paper Processing - A Market Opportunity Study,” Omni Tech International, LTD., Midland, MI, Setembro 2011.
[5] H. W. Maurer, “Chapter 18 - Starch in the Paper Industry,” em Starch: Chemistry and Technology,
Third Edition, Highland, Maryland, Elsevier Inc., 2009.
[6] W. J. Auhorn, “Paper and Board, 3. Chemical Aditives,” em Ullmann's Encyclopedia of Industrial
Chemistry, Frankenthal, Germany, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2012.
[7] J. Kettle, T. Lamminmäki e P. Gane, “A Review of Modified Surfaces for High Speed Inkjet Coating,” Surface and Coatings Technology, vol. 204, pp. 2103-2109, 2010.
[8] W. Kogler, W. J. Auhorn e M. Tietz, “Coating of Paper and Board,” em Handbook of Paper and
Board, H. Holik (Ed.), Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2006.
[9] J. C. Husband e A. G. Hiorns, “The Trend towards Low Impact Coating of Paper and Board,” 2008. [10] I. Moutinho, P. Oliveira, M. Figueiredo e P. J. Ferreira, “Evaluating the Surface Energy of Surface
Sized Printing and Writing Papers,” em Proc. XX Encontro Nacional Tecnicelpa, Departamento de Engenharia Química, Universidade de Coimbra, 2007.
[11] I. M. T. Moutinho, P. J. T. Ferreira e M. L. Figueiredo, “Impact of Surface Sizing on Inkjet Printing Quality,” Industrial & Engineering Chemistry Research, vol. 46 (19), pp. 6183-6188, 2007. [12] I. M. T. Moutinho, P. J. T. Ferreira e M. L. Figueiredo, “Paper Surface Chemistry as a Tool to
Improve Inkjet Printing Quality,” BioResources, vol. 6 (4), pp. 4259-4270, 2011.
[13] I. M. T. Moutinho, A. M. Kleen, M. L. Figueiredo e P. J. T. Ferreira, “Effect of Surface Sizing on the Surface Chemistry of Paper Containing Eucalyptus Pulp,” Holzforschung, vol. 63, pp. 282-289, 2009.
[14] A. Jonhed, Properties of Modified Starches and their Use in the Surface Treatment of Paper, Karlstad University - Faculty of Technology and Science, 2006 - Tese de doutoramento.
[15] M. A. Hubbe, J. J. Pawlak e A. A. Koukoulas, “Paper's Appearance: A Review,” BioResources, vol. 3 (2), pp. 627-665, 2008.
52 [16] P. Bajpai, “Chapter 2 - Paper and Its Properties,” em Biermann's Handbook of Pulp and Paper
(Third Edition), Elsevier Inc., 2018, pp. 35-63.
[17] Slides: "Formação e Propriedades do Papel - Formação Operadores PM4", The Navigator Company, Abril, 2008.
[18] “O Processo de Fabrico do Papel,” The Navigator Company, 2019. [Online]. Available: www.thenavigatorcompany.com/Pasta-e-Papel/Papel/O-Processo-Produtivo-do-Papel. [Acedido em Abril 2019].
[19] P. Vernhes, M. Dubé e J.-F. Bloch, “Effect of Calendering on Paper Surface Properties,” Applied
Surface Science, vol. 256, pp. 6923-6927, 2010.
[20] P. Bajpai, “Chapter 7 - Coating,” em Biermann's Handbook of Pulp and Paper: Paper and Board
Making, vol. 2, Kanpur, Patiala, Índia, Elsevier Inc., 2018.
[21] P. Fardim, “Papel e Química de Superfície Parte II – Revestimento e Printabilidade,” 2002. [22] M. S. Desphande, “Printing Papers: Sizing and Its Role,” Journal of Engineering Research and
Studies, vol. 2 (2), 2011.
[23] “OptiSizer - Size Press Familly,” Velmet Forward, 2019. [Online]. Available: https://www.valmet.com/board-and-paper/board-and-paper-machines/sizing/. [Acedido em Julho 2019].
[24] F. Iselau, Towards an Understanding of Surface Hydrophobization of Paper, Chalmers University of Technology, Göteborg, Suécia, 2017 - Tese de Doutoramento.
[25] A. Buléon, P. Colonna, V. Planchot e S. Ball, “Mini review: Starch granules: structure and biosynthesis,” International Journal of Biological Macromolecules, vol. 23, pp. 85-112, 1998. [26] P. V. F. Lemos, L. S. Barbosa, I. G. Ramos, R. E. Coelho e J. I. Druzian, “Characterization of
amylose and amylopectin fractions separated from potato, banana, corn, and cassava starches,”
International Journal of Biological Macromolecules, vol. 132, pp. 32-42, 2019.
[27] G. C. d. S. Ramos, Optimização de Branqueadores Ópticos na Colagem Superficial, Universidade da Beira Interior - Covilhã, 2010 - Tese de Mestrado.
[28] T. Kuusisto, Improving Surface Sizing Operations for an Educational Paper Machine, University of Wisconsin Stevens-Point, 2014 - Tese de Bacharelato.
[29] H. Tang, S. Fan, Y. Li e S. Dong, “Amylose: Acetylation, Optimization, and Characterization,”
Journal of Food Science, vol. 0, 2019.
[30] W. S. Ratnayake e D. S. Jackson, “Gelatinization and Solubility of Corn Starch during Heating in Excess Water: New Insights,” Journal of Agricultural and Food Chemistry, vol. 54, 2006.
[31] R. C. R. Souza e C. T. Andrade, “Investigação dos Processos de Gelatinização e Extrusão de Amido de Milho,” Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol. 10, pp. 24-30, 2000.
[32] C. C. Denardin e L. P. Silva, “Estrutura dos grânulos de amido e sua relação com propriedades físico-químicas,” Ciência Rural, vol. 39, pp. 945-954, 2009.
53 [33] F. H. Weber, F. P. Collares-Queiroz e Y. K. Chang, “Caracterização físico-química, reológica,
morfológica e térmica dos amidos de milho normal, ceroso e com alto teor de amilose,” Ciencia e
Tecnologia de Alimentos, vol. 29, pp. 748-753, 2009.
[34] Y.-C. Shi, T. Capitani, P. Trazko e R. Jeffcoat, “Molecular Structure of a Low-Amylopectin Starch and Other High-Amylose Maize Starches,” Journal of Cereal Science, vol. 27, pp. 289-299, 1998. [35] L. G. Lacerda, Uso de técnicas termoanalíticas na caracterização da hidrólise enzimática parcial
de amidos de matérias-primas tropicais, Universidade Estadual de Ponta Grossa, 2006 - Tese de Mestrado.
[36] F. Iselau, K. Malmborg-Nyström, K. Holmberg e R. Bordes, “Parameters influencing hydrophobization of paper by surface sizing,” Nordic Pulp & Paper Research Journal, vol. 33 (1), pp. 95-104, 2018.
[37] J. Brander e I. Thorn, Surface Application of Paper Chemicals, Londres: Chapman & Hall, 1997. [38] A. Riley, “Chapter 10 - Paper and paperboard packaging,” em Packaging Technology, Woodhead
Publishing Limited, 2012, pp. 178-239.
[39] C. J. Biermann, Handbook of Pulping and Papermaking, Londres: Academic Press, 1996. [40] P. Bajpai, “Chapter 6 - Paper Manufactured - Dry End Operation,” em Biermann's Handbook of
Pulp and Paper: Paper and Board Making, vol. 2, Kanpur, Patiala, Índia, Elsevier Inc., 2018, pp.
137-158.
[41] H. L. Wang, Z. Wang, W. X. Liu e L. Cao, “Application of Optical Brightening Agent in Wet End and Surface Sizing,” Advanced Materials Research, vol. 550/553, pp. 3360-3363, 2012.
[42] H. Shi, H. Liu, Y. Ni, Z. Yuan, X. Zou e Y. Zhou, “Review: Use of Optical Brightening Agents (OBAs) in the Production of Paper Containing High-Yield Pulps,” BioResources, vol. 7 (2), pp. 2582-2591, 2012.
[43] “ChemSpider - Search and share chemistry,” Royal Society of Chemistry, 2019. [Online]. Available: https://www.chemspider.com/StructureSearch.aspx.
[44] “Sabia que a eletrecidade estática é um dos inimigos no processo de produção do papel?,”
Fedrigoni Club, 27 Dezembro 2017. [Online]. Available:
http://oclubedosamantesdopapel.com/catalogo/sabia-que-a-eletricidade-estatica-e-um-dos- inimigos-no-processo-de-producao-de-papel/. [Acedido em Outubro 2019].
[45] Conversa com Engª Djêide Rocha.
[46] “Pulp and Paper,” CC Tech, [Online]. Available: http://cc-tech.eu/pulp-and-paper/. [Acedido em Outubro 2019].
[47] BASF - Dispersion & Pigments Division, Catálogo: "A Practical Guide to Defoamers" - Formulation
Additives by BASF, Ludwigshafen, Alemanha [Online]. Available: https://insights.basf.com/files/PracticalGuide-Defoamers.pdf.
54 [48] C. Hamers, Slides: "Defoamers and Deaerators - Chemistry, Mechanisms and Analytical
Techniques", BASF, Ludwigshafen, Alemanha: [Online]. Available: http://donyayekaghaz.ir/wp-
content/uploads/2018/04/Defoamers-and-Deaerators.pdf, 2018.
[49] R. Höfer, F. Jost, M. J. Schwuger, R. Scharf, J. Geke, J. Kresse, H. Lingmann, R. Veitenhansl e W. Erwied, “Foams and Foam Control,” em Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim, Alemanha, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2012.
[50] J. K. Fink, “Chapter 13 - Defoamers,” em Hydraulic Fracturing Chemicals and Fluids Technology, Elsevier Inc., 2013, pp. 151-157.
[51] D. G. Pierson, Surfactants and Defoamers: Achieving Balance in Polymer Emulsions, 2012. [52] R. S. Hebbar, A. M. Isloor e A. F. Ismail, “Chapter 12 - Contact Angle Measurements,” em
Membrane Characterization, Elsevier Inc., 2017, pp. 219-255.
[53] K.-Y. Law e H. Zhao, Surface Wetting - Characterization, Contact Angle and Fundamentals, Suiça: Springer International Publishing, 2016.
[54] Biolin Scietific, “Measurements - Surface Roughness,” [Online]. Available: https://www.biolinscientific.com/measurements/surface-roughness. [Acedido em Setembro 2019]. [55] R. Shuttleworth e G. L. J. Bailey, “The spreading of a liquid over a rough solid,” Discussions of the
Faraday Society, vol. 3, pp. 16-22, 1948.
[56] R. N. Wenzel, “Resistance of solid surfaces to wetting by water,” Industrial and Engineering
Chemistry, vol. 28 (8), pp. 988-994, 1936.
[57] A. B. D. Cassie e S. Baxter, “Wettability of porous surfaces,” Transactions of the Faraday Society, vol. 40, pp. 546-551, 1944.
[58] S. M. I. Saad e A. W. Neumann, “Axisymmetric Drop Shape Analysis (ADSA): An Outline,”
Advances in Colloid and Interface Science, vol. 238, pp. 62-87, 2016.
[59] T. Huhtamäki, X. Tian, J. T. Korhonen e R. H. A. Ras, “Surface-wetting characterization using contact-angle measurements,” Nature Protocols, vol. 13, pp. 1521-1538, 2018.
[60] T. R. Lee e Y. Yuan, “Contact Angle and Wetting Properties,” em Surface Science Techniques, vol. 51, Springer, Berlin, Heidelberg, 2013.
[61] P. Cheng, D. Li, L. Boruvka, Y. Rotenberg e A. W. Neumann, “Automation of Axisymmetric Drop Shape Analysis for Measurements of Interfacial Tensions and Contact Angles,” Colloids and
Surfaces, vol. 43, pp. 151-167, 1990.
[62] B. E. Rapp, “Chapter 20 - Surface Tension,” em Microfluidics: Modeling, Mechanics, and
Mathematics, Elsevier Inc., 2017, pp. 421-444.
[63] M. Sophocleous, “Understanding and explaining surface tension and capillarity: an introduction to fundamental physics for water professionals,” Hydrogeology Journal, vol. 18, pp. 811-821, 2010. [64] P. C. Hiemenz e R. Rajagopalan, Principles of Colloid and Surface Chemistry, Nova Iorque, EUA:
55 [65] Biolin Scientific, “Measurements - Surface Tension,” [Online]. Available:
https://www.biolinscientific.com/measurements/surface-tension. [Acedido em Setembro 2019]. [66] V. S. Kulkarni e C. Shaw, “Chapter 2 - Surfactants, Lipids, and Surface Chemistry,” em Essential
Chemistry for Formulators of Semisolid and Liquid Dosages, Elsevier Inc., 2016, pp. 5-19.
[67] S. Ebnesajjad e A. H. Landrock, “Chapter 2 - Surface Tension and Its Measurement,” em
Adhesives Technology Handbook, Elsevier Inc., 2015, pp. 19-34.
[68] J. D. Berry, M. J. Neeson, R. R. Dagastine, D. Y. C. Chan e R. F. Tabor, “Measurement of surface and interfacial tension using pendant drop tensiometry,” Journal of Colloid and Interface Science, vol. 454, pp. 226-237, 2015.
[69] DataPhysics Instruments GmbH, “Pendant drop method — Optical determination of the surface/interfacial tension,” [Online]. Available: https://www.dataphysics- instruments.com/knowledge/understanding-interfaces/pendant-drop-method/. [Acedido em Setembro 2019].
[70] “L&W Bendtsen Tester,” [Online]. Available: https://new.abb.com/pulp-paper/abb-in-pulp-and- paper/products/lorentzen-wettre-products/laboratory-paper-testing/paper-surface-testing/l-w- bendtsen-tester. [Acedido em Outubro 2019].
[71] “Tappi standard T458: Standard Test Method for Surface Wettability of Paper (Angle of Contact Method),” [Online].
[72] K. Ali, A.-u.-H. A. Shah, S. Bilal e A.-u.-H. A. Shah, “Surface tensions and thermodynamic parameters of surface formation of aqueous salt solutions: III. Aqueous solution of KCl, KBr and KI,” Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, vol. 337, pp. 194-199, 2009.
[73] K. Staszak, D. Wieczorek e K. Michocka, “Effect of Sodium Chloride on the Surface and Wetting Properties of Aqueous Solutions of Cocamidopropyl Betaine,” Journal of Surfactants and
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Anexo A – Medição das densidades
Na Tabela 9 e na Tabela 10, encontram-se os valores obtidos das densidades das várias formulações estudadas, às duas temperaturas analisadas.
Tabela 9. Valores de densidade obtidos para as formulações da face superior (T), a 50ºC e 60ºC.
ρ (g/cm3) Formulações T = 50ºC T = 60ºC 1T 1,032732 1,027639 2T 1,039714 1,034231 3T 1,047081 1,041755 4T 1,051362 1,046024 5T 1,054047 1,048797
Tabela 10. Valores de densidade obtidos para as formulações da face inferior (B), a 50ºC e 60ºC
ρ (g/cm3) Formulações T = 50ºC T = 60ºC 1B 1,026421 1,021297 2B 1,035983 1,030885 3B 1,038329 1,033227 4B 1,045764 1,040580 5B 1,046329 1,041136