Caracterização Mecânica e Tribológica de Papéis para Uso Pessoal

Abstract

No âmbito deste trabalho, foram analisados 7 diferentes tipos de papel, 6 utilizados para higiene pessoal e um outro, o papel de impressão, que serviu como termo de comparação face a um maior número de estudos prévios existentes. Para isso, foram determinadas as propriedades físicas destes materiais, através de ensaios de tracção e de testes de atrito. Através dos ensaios de tracção foi possível obter as seguintes propriedades mecânicas: resistência à tracção, deformação à rotura, rigidez à tracção e absorção de energia à tracção. As propriedades tribológicas foram medidas, nomeadamente o coeficiente de atrito. O atrito foi determinado através de uma sonda de medição portátil baseada num sensor de força de 2 eixos, em que a força normal e a força tangencial foram medidas. Também a espessura e a gramagem dos vários tipos de papel foram medidas.Posteriormente, foram realizados questionários de percepção táctil, onde 29 voluntários (10 do sexo feminino e 19 do sexo masculino) avaliaram os diferentes tipos de papel numa escala háptica de 1 a 5, e de acordo com as seguintes qualidades: suave-áspero; macio-duro; escorregadio-aderente e agradável-desagradável. De modo a uniformizar esta escala, foram utilizados materiais de referência. Além disso, os voluntários estavam impossibilitados de visualizar os materiais que estavam a avaliar.Por comparação entre as propriedades físicas com as qualidades tácteis, foi possível concluir que o coeficiente de atrito está fortemente correlacionado com as sensações de suavidade e de agradabilidade ao toque. Também foi encontrada uma correlação fortemente positiva entre o coeficiente de atrito e a resistência à tracção. Por outro lado, foi encontrada uma correlação fortemente negativa entre o coeficiente de atrito e a rigidez à tracção, a espessura e a gramagem.

In the scope of this work, 7 different types of paper were analyzed, 6 of them are often used for personal care, while the printing paper, was used as a comparison term due to a large number of existing previous studies.Therefore, the physical properties of this materials were determined, through tensile tests and friction tests. Through the tensile tests was possible to obtain the following mechanical properties: tensile strength, elongation, tensile stiffness and tensile energy absorption. The tribological properties were measured, namely the coefficient of friction. The friction was determined through a portable measuring probe based on a 2-axis force sensor, whereby the normal and tangential forces were measured.After that, tactile perception questionnaires were performed, where 29 volunteers (10 males and 19 females) assessed the different types of paper on a 1 to 5 haptic scale, and according to the following qualities: soft-rough; smooth-hard; slippery-sticky and pleasant-unpleasant. In order to turn this scale uniform, reference materials were used. Furthermore, the volunteers were unable to visualize the materials that they were assess.By comparing physical properties with tactile qualities, it was possible to conclude that the coefficient of friction is strongly correlated with the sensations of softness and pleasant touch. On the one hand, it was found a strongly positive correlation between coefficient of friction and tensile strength. On the other hand, it was found a strongly negative correlation between coefficient of friction and tensile stiffness, thickness and grammage.