This article presents the development of an optimization of the package for a certain air purifier. The new design was more environmentally friendly, cheaper to produce, saves storage space and simplifies the repacking processes. The concept was generated in the concept generation phase, and selected among other concepts with the help of Pugh Matrix. After an iterative development process of cushioning design, drop simulation and drop tests, the proposed concept was verified by drop simulations in ANSYS, drop tests following the ISTA 3A standard, and a brief Life Cycle Assessment. Future work was also proposed based on the findings in the project. The theoretical background of the design, the various methods which were used in the development process and the development process itself were presented and discussed in this article. A method of rapid cushioning development was also concluded. The method was suitable for developing a cushioning system made of pre-compressed corrugated paper board based on an existing cushioning system. The method was designed to achieve a rapid iterative development for a new cushioning design with pre-compressed corrugated paper board based on an existing cushioning design.

Orientadores: Telma Teixeira Franco, Cristiana Maria Pedroso Yoshida / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T15:53:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_ArleteBarbosados_D.pdf: 13934969 bytes, checksum: 03146877cc84caaa322956f2bed59b17 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O revestimento de folhas de papel Kraft foi estudado visando o desenvolvimento de um novo material com potencial para uso em embalagens. Este sistema de recobrimento utilizou apenas matérias-primas naturais de fontes renováveis: a quitosana, um polímero proveniente do descarte da indústria pesqueira e o ácido palmítico. Foram estudadas formulações de recobrimento contendo somente quitosana ou quitosana emulsionada com acido palmítico. Filmes de quitosana (4,0% m/m) e filmes emulsionado de quitosana com a incorporação do lipídio (4,0% de quitosana e 2,0% de ácido palmítico) foram preparados e caracterizados visando o estudo das propriedades de barreira à umidade. Em seguida, amostras com dimensões padronizadas de papel Kraft comercial foram recobertas utilizando dois tipos de extensores (80um e 40um) conferindo gramaturas que variaram entre 0,71g/m2 e 1,06g/m2. Este material foi denominado sistema de embalagem papel-filme de quitosana e sistema de embalagem papel-filme emulsionado de quitosana, os quais foram avaliados quanto à homogeneidade do revestimento, propriedades mecânicas, superfície, barreira a vapor d'água, capacidade de absorção de água e biodegradabilidade. Foi observado aumento da barreira ao vapor d'água na ordem 28% para o sistema de embalagem papel-filme de quitosana e 70% no sistema de embalagem papel-filme emulsionado de quitosana, ambos comparados ao papel Kraft sem revestimento. A análise das propriedades mecânicas indicou aumento do alongamento do sistema papel-filme de quitosana e do sistema emulsionado, ambos comparados às folhas de papel Kraft sem revestimento. Os testes de biodegradabilidade determinados por análise de respiração do solo indicaram aumento da atividade respiratória de todas as amostras nos primeiros quinze dias de experimento, porém de forma mais acentuada para os filmes emulsionados de quitosana. A análise de gravimétrica das amostras indicou aumento da porcentagem de degradação das mesmas / Abstract: Coating of Kraft paper with chitosan was studied in order to develop a new material potentially useful for packaging. This coating system uses natural raw materials from renewable sources, chitosan and fat acids from the disposal of the fishing industry. We studied different formulations of coating made with chitosan and with chitosan emulsified with palmitic acid. Films of chitosan (4.0% w / w) and films of emulsified chitosan and lipid (4.0% chitosan and 2.0% palmitic acid) were prepared and characterized. Standard samples of Kraft paper were covered by using two types of extenders (80mm and 40 mm) producing samples with different amounts of coating, 0.71 g/m2 and 1.06 g/m2. The coated material was named packaging system-chitosan and packing system- emulsified chitosan. These new materials were evaluated for uniformity of coating, mechanical properties, surface, barrier to water vapor, capacity of water absorption and biodegradability. There was an increase of the barrier to water vapor in the order 28% for the system of paper-packaging-chitosan and 70% in the packaging system emulsified chitosan, when compared to the uncoated Kraft paper. Tests for mechanical properties showed increased elongation of the fibers for both materials when compared to uncoated Kraft paper. The biodegradability tests (determined by soil respiration) showed an increase in respiratory activity of all samples in the first fifteen days of the experiment, but more markedly for films of emulsified chitosan. Gravimetric analysis of samples showed increased degradation of them / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Danielle M Ferreira Madeira.pdf: 2830948 bytes, checksum: b0683133449a7aa9574bf79758c203d4 (MD5) Previous issue date: 2013-02-27 / The objective of this work was to study the surface adhesion of polyethylene on the liquid paper board. By using surface characterization, the chemical and physical interactions between the paper board and polyethylene were studied. Paper board samples were laminated with low density polyethylene with an extruder, in order to evaluate the adhesion forces of the following samples: 1) Paper board coating with different latex composition; 2) paper board bottom layer (brown side) with surface sizing (starch) and, 3) paper board bottom layer (brown side) without surface sizing (starch). It was also evaluated in the extruded samples treated with flame the polyethylene adhesion. The following analyses were used in other to characterize the paper board surface: 1) Contact angle analysis for surface energy determination, 2) Confocal laser scanning microscopy for surface roughness analysis and, 3) FTIR spectroscopy Attenuated Total Reflectance (ATR) to evaluate differences in the functional groups. The characterization results were correlated with the increase of polyethylene adhesion forces on the paper board surface. It was observed that flame treatment on the paper board surface increased the surface tension, thus increasing the adhesion forces of the polyethylene. In comparison to the styrene-butadiene latex, the styrene acrylic latex, which contains polar groups in its composition, improved the adhesion forces of the polyethylene with the paper board top layer (white side). For the paper board bottom layer (brown side) with no surface sizing, the polyethylene adhesion was superior when compared to the sized paper board. It can be explained by the increase on the surface smoothness of the paper which may interfere on the polyethylene adhesion. The flame treatment may have caused the oxidation of functional groups on the surface of the paper board, resulting in the surface tension increase and, consequently, increasing the polyethylene adhesion. The surface tension has shown to be an excellent indicator for polyethylene adhesion due to its linear correlation with polyethylene adhesion forces. On the other hand, it has not been observed difference on surface roughness on the studied samples. The FTIR-ATR technique has not been sensitive for the detection of chemical differences among the samples treated with and without flame. However, this technique can be used to verify the latex composition in the paper board coating. The Peel Test Method (180º) which is used to evaluate the adhesion force, presents more reliable results than the manual delamination test that depends on the analyst. / O objetivo deste trabalho foi estudar a adesão de polietileno à superfície do papel cartão utilizado na produção da embalagem Longa Vida. Através de técnicas de caracterização de superfície foram verificadas as interações químicas e físicas existentes entre o papel cartão e o polietileno. Amostras de papel cartão foram laminadas com polietileno de baixa densidade em uma extrusora para avaliar a força de adesão nas seguintes amostras: 1) “coating” do papel cartão com diferentes látex na composição da tinta de revestimento. 2) base do papel cartão (lado marrom) com colagem superficial com amido. 3) base do papel cartão (lado marrom) sem colagem superficial com amido. Nas amostras extrusadas também foi avaliada a adesão de polietileno quando a superfície do papel cartão foi tratada com chama. Análise do ângulo de contato para obtenção da energia superficial, microscopia confocal a laser, para verificar efeitos na rugosidade superficial, e análise de infravermelho (ATR – reflectância total atenuada), para avaliar diferenças dos grupos funcionais, foram também utilizadas para a caracterização da superfície do papel cartão. O resultado da caracterização foi correlacionado com aumento das forças de adesão de polietileno à superfície do papel cartão. Para os casos estudados, observou-se que o tratamento de superfície feito com chama no papel cartão aumentou a energia superficial, elevando assim a força de adesão ao polietileno. O uso de látex estireno-acrílico, que apresenta grupos polares na composição, também propiciou melhor adesão de polietileno na cobertura (lado branco do papel cartão) comparado ao látex estireno-butadieno. Para a base do papel cartão (lado marrom) sem a colagem superficial, a adesão de polietileno se mostrou superior à condição com colagem, pois esta gera maior nivelamento da superfície, deixando a base do papel cartão mais lisa, dificultando assim a adesão de polietileno. Os tratamentos de superfície com chama podem ter causado a oxidação da superfície do papel cartão, gerando assim um aumento de grupos polares na superfície, aumentando a energia superficial da mesma e, consequentemente, melhorado a adesão de polietileno. A energia superficial pode ser vista como um excelente indicativo para adesão de polietileno, pois se verificou uma correlação linear onde quanto maior a energia superficial do papel cartão, maior a força de adesão ao polietileno. Por outro lado, a rugosidade superficial não mostrou diferenças entre as amostras estudadas. A técnica de infravermelho (ATR) não foi sensível para detectar diferenças químicas entre os tratamentos com e sem chama. No entanto, esta técnica pode ser utilizada para verificar a composição, quanto ao tipo de látex, usado na tinta de revestimento do papel cartão. O método Peel Test em 1800, usado para avaliar a força de adesão, apresenta resultados mais confiáveis do que somente a avaliação através da delaminação manual, que depende muito do analista e sua percepção.