Influencia de la humedad en las propiedades mecánicas del papel kraftliner utilizado para hacer cajas de cartón

Abstract

Resumen En este Trabajo Fin de Grado se realiza una investigación para estudiar la influencia del gramaje del papel y la humedad ambiental en las propiedades mecánicas a compresión del papel Kraftliner, un papel de fibra usado en la fabricación de cartón corrugado para hacer cajas para envasar y comercializar productos agrícolas. En el estudio experimental se han usado 5 papeles de gramajes distintos, todos ellos muy utilizados en la industria del papel y cartón para la agricultura. Tras una caracterización básica de estos cinco papeles, se estudia en primer lugar la absorción de agua del papel en función del tiempo que permanece en una atmósfera de humedad relativa elevada. Luego se realizan los ensayos mecánicos de compresión en corto para tres niveles de humedad contenida en el papel, con el objetivo de ver la influencia del agua absorbida en las propiedades mecánicas. Los diferentes ensayos se realizan siguiendo la normativa vigente para papel y cartón. Los resultados muestran que el papel con condiciones de humedad relativa de 90% y 20 oC se satura en una hora. Cuando está saturado, el papel, independientemente del gramaje, pierde en torno al 50% de su resistencia a la compresión. Como todos los gramajes tienen la misma variación de resistencia mecánica en función de la humedad que contienen, se pueden calcular unos “factores de corrección” para tener en cuenta el efecto de la humedad relativa en los valores de resistencia a compresión en corto según la humedad que haya en el laboratorio cuando que se hacen estos ensayos. Se han obtenido estos factores y se han comparado con los publicados en la bibliografía para otros papeles y condiciones experimentales. Abstract This Degree Final Project deals with the investigation of the influence of the paper grammage and humidity in the compression mechanicals properties of the Kraftliner paper. This paper is a fiber based paper used in the manufacturing of corrugated fiberboard to make cardboard boxes, which are used to package and market agricultural products. Five papers with different grammages have been used in this experimental study, all of them widely used in the agriculture paper and cardboard industry. After a basic characterization of the five papers, the paper water sorption is studied as a function of how long the paper is in a wet chamber at high relative humidity and constant temperature. In this environment the paper moisture content increases up to a certain saturation level. Once the paper water sorption is studied, standardized Short Compression Test are performed for three paper moisture levels. In this way, the influence of moisture in the paper mechanical properties is studied. All the experiments are conducted using European standards which apply for paper and cardboard. The results show that the paper is saturated after around one hour at 90% relative humidity and 20 oC. When the paper is moisture saturated, regardless of its grammage, its compressive strength falls around 50%. Since the same variation of the compressive strength with the moisture level is obtained for all the grammages, “correction factors” have been calculated to take into account the laboratory relative humidity in the results of the Short Compression Test. The correction factors obtained in this project are also compared with other factors in the bibliography.