Após secagem das fibras de eucalipto e partículas do bagaço de cana-de- açúcar até umidade entre 2 - 3%, houve pesagem de cada quantidade de matéria prima consequente à condição a ser obtida e preparo da solução aglutinante contendo resina uréia formol (UF) e emulsão de parafina (Figura 9A). Neste ponto ressalta-se que, devido à utilização de duas diferentes dosagens de resina conforme delineamento (13% e 16%), nas encolagens que utilizaram menor dosagem (13%) havia utilização de matéria prima fibrosa com umidade próxima a 3% e nas encolagens com maior percentual de resina (16%) fibras e partículas com umidade próxima a 2%, face menor ou maior quantidade de água presente na resina amínica consequente sua dosagem.
Posteriormente, as fibras de eucalipto e partículas de cana-de-açúcar foram dispostas internamente à encoladeira (Figura 9B) e procedeu-se a mistura de ambas durante 2 minutos. Após, continuou-se o período de batelada adicionando-se resina e emulsão de parafina através de bicos com ar comprimido (Figura 9C), durante 3 minutos, procedendo-se mistura para a homogeneização da matriz fibrosa e circulação final da massa de fibras e partículas para a desagregação de possíveis grumos de cola (Figura 9D, E).
Ao final desta etapa foi obtida a umidade final do colchão de fibras e partículas, na faixa de 7% ± 0,5%, procedendo-se a adição de água em caso de necessidade de ligeiro aumento da umidade ou novo período de circulação das fibras visando a ligeira redução da umidade final.
Figura 9 - Etapas da preparação do colchão de fibras + partículas. (A) mistura da resina + emusão de parafina; (B) aspecto externo da encoladeira; (C) detalhes dos bicos aspersores por ar comprimido; (D) imagem interna da encoladeira, indicando agitadores; (E) aspecto das fibras + partículas já aglutinadas anteriormente à formação do colchão
Após, a massa de fibras e partículas foi disposta manualmente em uma caixa formadora (300 x 370 x 370 mm) conforme Figura 10A e, através de uma placa de alumínio, foi aplicada pressão manual para início da formação do colchão de fibras sendo, posteriormente, transportada a um sistema hidráulico de aplicação de pressão (Figura 10B) por 20 segundos, necessária apenas para a retirada de ar interno e atuando como uma pré-prensagem, que é etapa necessária a correta formação do colchão de fibras + partículas (Figuras 10C, D) e simula equipamento presente em escala industrial.
Em seguida, o colchão foi disposto em prensa laboratorial marca Siempelkamp (Krefeld, Alemanha), conforme Figura 10E, com ciclo de prensagem programado e composto por patamares de pressão e manutenção de um tempo em
A B C
cada estágio, mantido inalterado durante a prensagem de todos os painéis nas condições previstas em delineamento. As etapas de preparação e prensagem dos painéis foram realizadas no Laboratório de Desenvolvimento da empresa Duratex S.A. (Unidade Botucatu-SP).
Figura 10 - Etapas da preparação para prensagem do colchão. (A) fibras + partículas encoladas dispostas em caixa de formação; (B) retirada de ar interno ao colchão (pré-prensagem); (C) imagem do colchão formado anteriormente à prensagem; (D) colocação de termopar para controle e monitoramento do ciclo de presagem; (E) aspecto da prensa laboratorial utilizada
O ciclo nominal de prensagem utilizado e o monitoramento das variáveis envolvidas estão ilustrados na Figura 11, obtida diretamente do sistema computacional de controle de prensagem. O ciclo foi 10 s para pressão de 0 a 100 N/cm², 5 s em 100 N/cm², 20 s para redução até 20 N/cm², 15 s para redução até 10 N/cm², pressão esta mantida por 50 s, aumento para 30 N/cm² em 10 s e manutenção por 40 s, com posterior redução para 0 N/cm² em 5 s.
Após a prensagem, as amostras foram climatizadas a temperatura ambiente e refiladas lateralmente com as dimensões finais de 370 x 370 mm, espessura nominal de 15,0 mm e densidade nominal de 750 kg m-³.
A B
Figura 11 - Ilustração do ciclo e variáveis utilizadas durante prensagem dos painéis
A curva da temperatura representada pelo traço cor de rosa indica o gradativo aumento do seu valor, durante o processo de prensagem, atingindo 100ºC no início da etapa de calibração da espessura dos painéis (de 110 até 150 s), considerada ideal para a correta transferência de calor e cura da resina amínica na região interna (centro) do painel (Figura 11).
Na região de calibração da espessura do painel observa-se, ainda, a redução da pressão real – representada pelo traço de cor azul escuro, à aproximadamente 125 s, indicativo da correta consolidação do painel e confirmada na caracterização detalhada das suas propriedades tecnológicas em todas as etapas (vide resultados das Tabelas 12, 14 e 15).
Na etapa de confecção laboratorial do painel, a umidade das fibras é uma das variáveis mais importantes, exigindo o controle e atendimento às especificações, podendo comprometer a prensagem e a qualidade tecnológica dos painéis. Em caso de umidade elevada formam-se bolhas com grande desprendimento de vapor, rompendo o painel normalmente na sua superfície, face elevada pressão de vapor no centro do painel, resultado da temperatura, pressão ou tempo elevados principalmente no início da prensagem.
Para evitar esse defeito deve-se reduzir a pressão no início da prensagem: aplicada para desvios de umidade de até 1,5 % do valor nominal (ex. nominal: 7,0%, limite: 8,5%). Para desvios acima de 1,5% recomenda-se rejeitar o colchão, procedendo-se a nova encolagem.
Em caso de umidade baixa, não há água suficiente para a condução de calor às regiões internas do painel afetando a cura da resina e ocorrendo a ruptura em sua região central, normalmente, sem desprendimento de vapor. A baixa umidade, em algumas situações, causa baixa densificação do painel, com deformidade na região central do perfil de densidade.
É comum verificar queda dos picos de densidade, podendo resultar em resistência superficial baixa e porosidade no processo de lixamento. Para evitar este defeito são efetuados acréscimos nas pressões no início da prensagem, para desvios de umidade de até 1,5 % abaixo do valor nominal (ex. nominal: 7,0%, limite: 5,5%). Para desvios abaixo de 1,5% recomenda-se rejeitar o colchão, procedendo- se a nova encolagem.