BR102015025372B1

BR102015025372B1 - laminated composite and / or micronized composite of raphia hookeri, and structural panels thereof

Info

Publication number: BR102015025372B1
Application number: BR102015025372-9A
Authority: BR
Inventors: Jean De Dieu Briand Minsongui Mveh; Rosane Angélica Ligabue; Sandra Mara Oliveira Einloft
Original assignee: Uniao Brasileira De Educacao E Assistencia
Priority date: 2015-10-05
Filing date: 2015-10-05
Publication date: 2021-02-02
Also published as: BR102015025372A2; WO2017059512A2; WO2017059512A3

Abstract

COMPÓSITO LAMINADO E COMPÓSITO MICRONIZADO DE RAPHIA HOOKERI, E PAINEL ESTRUTURAL DOS MESMOS A presente invenção se situa nos campos da engenharia de materiais e engenharia mecânica, e descreve um material compósito laminado (1) obtido a partir de Raphia Hookeri, um material compósito micronizado (2) obtido a partir de Raphia Hookeri, um painel estrutural (3) obtido a partir de material compósito laminado (1), e um painel estrutural (3) obtido a partir de material compósito micronizado (2). A presente invenção apresenta uma solução no ramo de painéis estruturais, apresentando uma solução dotada de vantagens tais como: densidade reduzid, isolante térmico, isolante acústico, retardante de chamas, além de prover uma solução no uso de resíduos de Raphia Hookeri.RAPHIA HOOKERI LAMINATED COMPOSITE AND MICRONIZED COMPOSITE AND STRUCTURAL PANEL OF THE SAME The present invention is in the fields of materials engineering and mechanical engineering, and describes a laminated composite material (1) obtained from Raphia Hookeri, a micronized composite material ( 2) obtained from Raphia Hookeri, a structural panel (3) obtained from laminated composite material (1), and a structural panel (3) obtained from micronized composite material (2). The present invention presents a solution in the field of structural panels, presenting a solution with advantages such as: reduced density, thermal insulation, acoustic insulation, flame retardant, in addition to providing a solution in the use of Raphia Hookeri waste.

Description

Field of the Invention

[0001] A presente invenção descreve um material compósito laminado e/ou micronizado obtido a partir de Raphia Hookeri e um painel estrutural obtido a partir de material compósito laminado e/ou micronizado. A presente invenção se situa nos campos da engenharia de materiais e engenharia mecânica.[0001] The present invention describes a laminated and / or micronized composite material obtained from Raphia Hookeri and a structural panel obtained from laminated and / or micronized composite material. The present invention is in the fields of materials engineering and mechanical engineering.

Background of the Invention

[0002] A aplicação de materiais específicos na indústria aeronáutica, automobilística e naval vem sendo ao longo do tempo amplamente desenvolvida. No que se refere a novos materiais, o principal objetivo da indústria é a necessidade de incrementar a resistência mecânica e reduzir a densidade, tornando-os cada vez mais leves para aplicações que podem variar desde peças estruturais, até isolantes termo-acústicos e acabamentos internos.[0002] The application of specific materials in the aeronautical, automobile and shipbuilding industry has been widely developed over time. With regard to new materials, the main objective of the industry is the need to increase mechanical strength and reduce density, making them increasingly lighter for applications that can range from structural parts, to thermo-acoustic insulators and internal finishes .

[0003] Um dos tipos de materiais mais empregados atualmente são os compósitos, materiais constituídos de duas fases ou mais: uma fase contínua chamada matriz, que traz no compósito as propriedades inerentes desse material maciço e, outra fase dispersa chamada carga ou reforço que pode agregar modificações nesse material. Quando as fases são misturadas formam um composto com propriedades impossíveis de se obter com apenas um deles, sendo que as propriedades desses materiais dependem tanto das características do reforço (quantidade, tamanho, forma e distribuição), quanto das características da matriz. Ou seja, os materiais de reforços são os que realçam as propriedades mecânicas do material compósito como um todo.[0003] One of the types of materials most used today are composites, materials made up of two or more phases: a continuous phase called matrix, which brings in the composite the inherent properties of this solid material, and another dispersed phase called load or reinforcement that can add modifications to this material. When the phases are mixed they form a compound with properties impossible to obtain with just one of them, and the properties of these materials depend both on the reinforcement characteristics (quantity, size, shape and distribution), as well as on the matrix characteristics. That is, reinforcement materials are those that enhance the mechanical properties of the composite material as a whole.

[0004] Os compósitos são conhecidos por propiciar uma benéfica relação entre resistência e peso, entre outras características. Há muito tempo os compósitos produzidos com fibras sintéticas ou naturais vem ocupando cada vez mais espaço na indústria devido às suas propriedades, tais exemplos podem ser a fibra de vidro, fibra de carbono e fibras naturais como material de reforço, juntamente com uma matriz polimérica termofixa ou termoplástica.[0004] Composites are known to provide a beneficial relationship between strength and weight, among other characteristics. Composites produced with synthetic or natural fibers have long been occupying more and more space in the industry due to their properties, such examples may be glass fiber, carbon fiber and natural fibers as reinforcement material, together with a thermoset polymer matrix or thermoplastic.

[0005] As fibras utilizadas na preparação dos compósitos são previamente padronizadas e aglomeradas em diferentes processos, podendo utilizar pressão e calor para incrementar suas propriedades. Geralmente as fibras são envoltas de algum tipo de matriz podendo ser uma resina termofixa (por exemplo: poliéster insaturada ou epóxi) ou termoplástica (por exemplo: polietileno, polipropileno). As fibras adicionadas a uma matriz polimérica tornam a matriz mecanicamente mais resistente, e uma das grandes vantagens, é a possibilidade de uma conformação que permita a obtenção de praticamente qualquer forma geométrica. Entre as principais características que influenciam no comportamento do compósito podemos destacar: o tipo de material de reforço, o tamanho da fibra de reforço, orientação da fibra, a densidade de aglomeração da mesma (podendo ser moldada em várias camadas) e o tipo de matriz polimérica utilizada.[0005] The fibers used in the preparation of the composites are previously standardized and agglomerated in different processes, being able to use pressure and heat to increase their properties. Generally, the fibers are wrapped in some type of matrix, which can be a thermoset resin (for example: unsaturated polyester or epoxy) or thermoplastic resin (for example: polyethylene, polypropylene). The fibers added to a polymeric matrix make the matrix mechanically more resistant, and one of the great advantages, is the possibility of a conformation that allows to obtain almost any geometric shape. Among the main characteristics that influence the behavior of the composite we can highlight: the type of reinforcement material, the size of the reinforcement fiber, fiber orientation, the agglomeration density of the same (can be molded in several layers) and the type of matrix polymer used.

[0006] A utilização de compósitos apesar de estar cada vez mais presente na indústria pode apresentar dificuldades na sua implementação. Alguns dos problemas recorrentes são o alto custo de determinadas fibras em aplicações de grande escala devido ao processo de obtenção das mesmas, bem como a dificuldade de manuseio durante a fabricação do compósito.[0006] The use of composites despite being increasingly present in the industry can present difficulties in their implementation. Some of the recurring problems are the high cost of certain fibers in large scale applications due to the process of obtaining them, as well as the difficulty of handling during the manufacture of the composite.

[0007] Na busca pelo estado da técnica em literaturas científicas epatentárias, foram encontrados alguns documentos que tratam sobre o tema.[0007] In the search for the state of the art in scientific and historical literature, some documents dealing with the topic were found.

[0008] O documento US6,197,414 versa sobre um painel de fibras de lignocelulose, bem como, seu processo de fabricação a partir de fibras de 50 mm ou mais, em adição de resina. Desse modo o documento revela o conceito de um compósito a base de um ou mais tipos de fibras de lignocelulose. Os exemplos incluem fibras obtidas a partir de palma, cânhamo, cana, bambu, planta de arroz, palha de arroz, trigo, cevada, cana entre outros. Para a fabricação deste tipo de painel é recomendado no invento fibras que compreendem um tamanho maior que 50 mm, a fim de se obter uma melhor resistência mecânica. Os painéis concebidos com fibras menores que 50 mm demonstraram fragilidade, devido ao baixo grau de entrelaçamento das fibras, uma vez que os comprimentos reduzidos não propiciam tal característica. O documento descreve ainda um processo de criação de um painel de fibras, a partir de aplicação de pressão e/ou calor em um agregado de fibras, com adição de resina dispersa para a coesão das mesmas. O tipo de resina não é limitado, porém são vantajosas as resinas que apresentem boas propriedades adesivas. É aconselhada utilização de resinas termo-endurecíveis (termofixas) que são curadas por aquecimento, tais como resinas de ureia, resinas de melamina, resinas de fenol, resinas de resorcinol, resinas epóxi, resinas de uretano, resinas de furfural e resinas de isocianato. Apesar de apresentar a utilização de fibras naturais para composição de painéis com resina, difere-se da presente invenção por exigir que as fibras sejam previamente selecionadas e tratadas com um processo de maneira a atingir determinadas propriedades, além do fato de compreender a utilização de uma prensa a quente para a conformação final do painel.[0008] The document US6,197,414 deals with a panel of lignocellulose fibers, as well as its process of manufacture from fibers of 50 mm or more, in addition to resin. In this way, the document reveals the concept of a composite based on one or more types of lignocellulose fibers. Examples include fibers obtained from palm, hemp, cane, bamboo, rice plant, rice straw, wheat, barley, cane, among others. For the manufacture of this type of panel, it is recommended in the invention fibers that comprise a size greater than 50 mm, in order to obtain a better mechanical resistance. The panels designed with fibers smaller than 50 mm showed fragility, due to the low degree of interlacing of the fibers, since the reduced lengths do not provide such a characteristic. The document also describes a process for creating a fiberboard, using pressure and / or heat in a fiber aggregate, with the addition of dispersed resin for cohesion. The type of resin is not limited, but resins with good adhesive properties are advantageous. It is advisable to use thermosetting resins (thermosetting) that are cured by heating, such as urea resins, melamine resins, phenol resins, resorcinol resins, epoxy resins, urethane resins, furfural resins and isocyanate resins. Despite presenting the use of natural fibers for composing panels with resin, it differs from the present invention in that it requires the fibers to be previously selected and treated with a process in order to achieve certain properties, in addition to understanding the use of a hot press for final forming of the panel.

[0009] O artigo “The Effect of Alkali Treatment on the Tensile Behaviour and Hardness of Raffia Palm Fibre Reinforced Composites” versa sobre o efeito de tratamento alcalino em fibras de Ráfia, otimizando propriedades mecânicas das fibras em compósitos com resina poliéster. As fibras de Ráfia são limpas e tratadas com solução a 10% de NaOH. Os compósitos com fibras tratadas foram comparados em testes com os de fibras não tratadas e os resultados se mostram significativos, demonstrando ganhos de resistência mecânica. Logo não é revelado a utilização de fibra específica em compósitos, mantendo a estrutura original sem processamentos mecânico ou químico. O fato da necessidade de processamento da fibra pode onerar o valor final do produto, encarecendo a produção.[0009] The article “The Effect of Alkali Treatment on the Tensile Behavior and Hardness of Raffia Palm Fiber Reinforced Composites” deals with the effect of alkaline treatment on Raffia fibers, optimizing the mechanical properties of the fibers in composites with polyester resin. Raffia fibers are cleaned and treated with 10% NaOH solution. Composites with treated fibers were compared in tests with those of untreated fibers and the results are significant, showing gains in mechanical strength. Therefore, the use of specific fiber in composites is not revealed, maintaining the original structure without mechanical or chemical processing. The fact of the need for processing the fiber can increase the final value of the product, making production more expensive.

[0010] O artigo “Hygrothermal response of plant fibre reinforceed composites” assim como o artigo anterior, versa sobre o resultado do tratamento químico alcalino em fibras naturais com o objetivo de otimizar as propriedades mecânicas de compósitos obtidos a partir de tais fibras e resina poliéster, especificamente fibras de coco e ráfia. O artigo cita, ainda, o tratamento das fibras imersas em hidróxido de sódio por tempos, e temperaturas diferentes, e as respostas mecânicas dos compósitos que utilizaram as fibras tratadas. podemos notar que assim como no artigo anterior, são realizados testes de tratamento químico em fibra de ráfia para a otimização de suas propriedades mecânicas, em ambos os casos as fibras são submetidas a um tratamento alcalino, e posteriormente utilizadas para formação de materiais compósitos baseados na utilização de resinas poliéster. Em ambos os documentos as fibras são previamente processadas química e mecanicamente. Ou seja, o fato da necessidade de processamento da fibra pode onerar o valor final do produto, encarecendo a produção e produzindo rejeitos industriais.[0010] The article “Hygrothermal response of plant fiber reinforceed composites” as well as the previous article, deals with the result of the alkaline chemical treatment on natural fibers in order to optimize the mechanical properties of composites obtained from such fibers and polyester resin , specifically coconut fibers and raffia. The article also mentions the treatment of fibers immersed in sodium hydroxide for different times and temperatures, and the mechanical responses of the composites that used the treated fibers. we can notice that as in the previous article, chemical treatment tests are carried out on raffia fiber to optimize its mechanical properties, in both cases the fibers are subjected to an alkaline treatment, and later used to form composite materials based on use of polyester resins. In both documents, the fibers are previously chemically and mechanically processed. In other words, the fact that the fiber needs to be processed can increase the final value of the product, making production more expensive and producing industrial waste.

[0011] O documento WO2015/021,453 versa sobre painéis compostos de fibra de bambu e seu processo de fabricação. O método apresentado compreende o tratamento das fibras com imersão em solvente (ácido ou alcalino), posteriormente as fibras são coletadas de maneira a conformar uma “folha”, e secas a vapor, para seguirem para a etapa seguinte de aplicação de polímero, especificamente Polietileno de baixa densidade (Low Density Polyethylene - LDPE). O documento apesar de apresentar uma composição a base de fibra natural de bambu, exige que a mesma seja processada química e mecanicamente, o que além de produzir rejeitos industriais poluentes, encarece o processo.[0011] Document WO2015 / 021,453 deals with bamboo fiber composite panels and their manufacturing process. The method presented comprises the treatment of fibers with immersion in solvent (acid or alkaline), afterwards the fibers are collected in order to form a “sheet”, and steam dried, to proceed to the next stage of polymer application, specifically Polyethylene low density (Low Density Polyethylene - LDPE). The document, despite presenting a composition based on natural bamboo fiber, requires that it be processed chemically and mechanically, which in addition to producing polluting industrial waste, makes the process more expensive.

[0012] Assim, do que se depreende da literatura pesquisada, não foram encontrados documentos antecipando ou sugerindo os ensinamentos da presente invenção, de forma que a solução aqui proposta possui novidade e atividade inventiva frente ao estado da técnica.[0012] Thus, from what can be inferred from the researched literature, no documents were found anticipating or suggesting the teachings of the present invention, so that the solution proposed here has novelty and inventive activity in view of the state of the art.

[0013] É notável que a utilização de fibras naturais é uma opção industrialmente viável para a fabricação de compósitos em substituição a fibras produzidas artificialmente. No entanto as fibras naturais utilizadas geralmente sofrem tratamentos químicos e/ou mecânicos, para que possam atingir as propriedades adequadas, o que torna o processo mais complexo e de custo mais elevado. Portanto, a presente invenção propõe a utilização da fibra de Ráfia, mais especificamente Raphia Hookeri, que pode ser utilizada como reforço estrutural de uma matriz polimérica, atingindo níveis satisfatórios de resistência e densidade sem que seja previamente tratada, resultando em vantagens em termos de processamento e redução de custos e com características próprias e vantajosas relacionadas ao uso desta matriz.[0013] It is notable that the use of natural fibers is an industrially viable option for the manufacture of composites instead of artificially produced fibers. However, the natural fibers used generally undergo chemical and / or mechanical treatments, so that they can achieve the proper properties, which makes the process more complex and more expensive. Therefore, the present invention proposes the use of Raffia fiber, more specifically Raphia Hookeri, which can be used as a structural reinforcement of a polymeric matrix, reaching satisfactory levels of strength and density without being previously treated, resulting in advantages in terms of processing and cost reduction and with its own and advantageous characteristics related to the use of this matrix.

[0014] Dessa forma, a presente invenção tem por objetivo resolver os problemas constantes no estado da técnica da engenharia de materiais por intermédio de novos materiais compósitos obtidos a partir da Raphia Hookeri e com melhores propriedades em relação aos parâmetros relacionados a isolamento térmico, isolamento acústico, retardo na propagação de chamas e densidade.[0014] Thus, the present invention aims to solve the constant problems in the state of the art of material engineering by means of new composite materials obtained from Raphia Hookeri and with better properties in relation to the parameters related to thermal insulation, insulation acoustic, delay in flame propagation and density.

Summary of the Invention

[0015] É, portanto, um primeiro objeto da presente invenção um material compósito laminado (1) com material de reforço de Raphia Hookeri, compreendendo: - fibras de Raphia Hookeri (1.1), em feixes unidirecionais obtidas por laminação do ramo de palmeira de Raphia Hookeri; e - resina (1.2); Sendo a resina (1.2): - escolhida dentre: resina poliéster insaturada, resina acrílica, e resina epóxi; - disposta na volta do feixe de fibras unidirecionais e em toda sua extensão longitudinal.[0015] Therefore, a first object of the present invention is a laminated composite material (1) with Raphia Hookeri reinforcement material, comprising: - Raphia Hookeri fibers (1.1), in unidirectional bundles obtained by laminating the palm branch of Raphia Hookeri; e - resin (1.2); The resin (1.2): - chosen from: unsaturated polyester resin, acrylic resin, and epoxy resin; - arranged around the bundle of unidirectional fibers and in all its longitudinal extension.

[0016] Em uma realização preferencial, o material compósito laminado (1) é aplicado na produção de painéis estruturais (3).[0016] In a preferred embodiment, the laminated composite material (1) is applied in the production of structural panels (3).

[0017] É um segundo objeto da presente invenção um material compósito micronizado (2) com material de reforço de Raphia Hookeri, compreendendo: - fibra de Raphia Hookeri (1.1) fragmentada em micropartículas; - resina (1.2) escolhida dentre o grupo definido por: resina poliéster insaturada, resina acrílica, e resina epóxi; sendo: - o compósito micronizado (2) obtido pela moldagem da mistura homogênea de resina (1.2) com fibra de Raphia Hookeri (1.1) fragmentada em micropartículas.[0017] A second object of the present invention is a micronized composite material (2) with Raphia Hookeri reinforcement material, comprising: - Raphia Hookeri fiber (1.1) fragmented into microparticles; - resin (1.2) chosen from the group defined by: unsaturated polyester resin, acrylic resin, and epoxy resin; of which: - the micronized composite (2) obtained by molding the homogeneous mixture of resin (1.2) with Raphia Hookeri fiber (1.1) fragmented into microparticles.

[0018] Em uma realização preferencial, o material compósito micronizado (2) é aplicado na produção de painéis estruturais (3).[0018] In a preferred embodiment, the micronized composite material (2) is applied in the production of structural panels (3).

[0019] É um terceiro objeto da presente invenção, um painel estrutural (3) compreendendo a associação de pelo menos um material compósito laminado (1) e/ou micronizado (2) de Raphia Hookeri, conforme definidos acima.[0019] It is a third object of the present invention, a structural panel (3) comprising the combination of at least one laminated (1) and / or micronized (2) composite material by Raphia Hookeri, as defined above.

[0020] Em uma realização preferencial, a referida associação ocorre por intermédio de um dos compostos dentre: resina, cola e/ou adesivo.[0020] In a preferred embodiment, said association occurs through one of the compounds among: resin, glue and / or adhesive.

[0021] Em uma realização preferencial do painel estrutural (3) associado ao compósito laminado (1), a sua disposição consiste em um compósito laminado (1) perpendicular a outro adjacente, sendo a perpendicularidade de acordo com a direção das fibras (1.1) em feixes unidirecionais de Raphia Hookeri.[0021] In a preferred embodiment of the structural panel (3) associated with the laminated composite (1), its arrangement consists of a laminated composite (1) perpendicular to another adjacent one, with the perpendicularity according to the direction of the fibers (1.1) in unidirectional bundles by Raphia Hookeri.

[0022] Em uma realização do painel estrutural (3), ele compreende revestimentos superior e inferior constituídos por placa externa primária (4) e/ou placa externa secundária (5) em liga de alumínio, sendo as associações realizadas por intermédio de resina (1.2).[0022] In an embodiment of the structural panel (3), it comprises upper and lower coatings consisting of primary external plate (4) and / or secondary external plate (5) in aluminum alloy, the associations being made by means of resin ( 1.2).

[0023] Em uma outra realização, a placa externa secundária (5) é composta por madeira compensada.[0023] In another embodiment, the secondary external plate (5) is composed of plywood.

[0024] Ainda, o conceito inventivo comum a todos os contextos de proteção reivindicados se refere ao fato de prover um novo material destinado a fabricação de compósitos, assim como um método de fabricação simples e de baixo custo que permita a utilização do mesmo em diversas áreas da indústria.[0024] Still, the inventive concept common to all the protection contexts claimed refers to the fact of providing a new material for the manufacture of composites, as well as a simple and low-cost manufacturing method that allows the use of it in several industry areas.

[0025] Estes e outros objetos da invenção serão imediatamente valorizados pelos versados na arte e pelas empresas com interesses no segmento, e serão descritos em detalhes suficientes para sua reprodução na descrição a seguir.[0025] These and other objects of the invention will be immediately valued by those skilled in the art and by companies with interests in the segment, and will be described in sufficient detail for their reproduction in the description below.

Brief Description of the Figures

[0026] Com o intuito de melhor definir e esclarecer o conteúdo do presente pedido de patente é apresentado as presentes figuras:[0026] In order to better define and clarify the content of this patent application, the following figures are presented:

[0027] A figura 1 mostra o material compósito laminado (1) da presente invenção em uma concretização compreendendo resina (1.2) em volta e entre os feixes de fibras unidirecionais de Raphia Hookeri (1.1) em toda a sua extensão.[0027] Figure 1 shows the laminated composite material (1) of the present invention in an embodiment comprising resin (1.2) around and between the unidirectional bundles of Raphia Hookeri (1.1) along its entire length.

[0028] A figura 2 mostra um feixe de fibras unidirecionais de Raphia Hookeri (1.1).[0028] Figure 2 shows a bundle of unidirectional fibers from Raphia Hookeri (1.1).

[0029] A figura 3 mostra o material compósito micronizado (2) da presente invenção.[0029] Figure 3 shows the micronized composite material (2) of the present invention.

[0030] A figura 4 mostra o painel estrutural (3) da presente invenção constituído pela associação de materiais compósitos laminados (1), sendo a associação realizada entre elementos de geometria semelhante.[0030] Figure 4 shows the structural panel (3) of the present invention constituted by the association of laminated composite materials (1), the association being made between elements of similar geometry.

[0031] A figura 5 mostra o painel estrutural (3) da presente invenção constituído pela associação de materiais compósitos micronizados (2), sendo a associação realizada entre elementos de geometria semelhante.[0031] Figure 5 shows the structural panel (3) of the present invention constituted by the association of micronized composite materials (2), the association being made between elements of similar geometry.

[0032] A figura 6 mostra o painel estrutural (3) da presente invenção constituído pela associação de materiais compósitos laminados (1), sendo a associação realizada entre elementos de geometrias distintas.[0032] Figure 6 shows the structural panel (3) of the present invention constituted by the association of laminated composite materials (1), the association being made between elements of different geometries.

[0033] A figura 7 mostra o painel estrutural (3) da presente invenção constituído pela associação de materiais compósitos micronizados (2), sendo a associação realizada entre elementos de geometrias distintas.[0033] Figure 7 shows the structural panel (3) of the present invention constituted by the association of micronized composite materials (2), the association being made between elements of different geometries.

[0034] A figura 8 mostra o painel estrutural (3) da presente invenção constituído pela associação de material compósito laminado (1), com revestimento superior por placa externa primária (4) em alumínio, e revestimento inferior por placa externa primária (4) em alumínio, sendo a associação realizada por intermédio de resina (1.2).[0034] Figure 8 shows the structural panel (3) of the present invention constituted by the combination of laminated composite material (1), with top coating by primary outer plate (4) in aluminum, and bottom coating by primary outer plate (4) in aluminum, the association being made through resin (1.2).

[0035] A figura 9 mostra o painel estrutural (3) da presente invenção constituído pela associação de material compósito laminado (1), com revestimento superior por placa externa secundária (5) em alumínio, e revestimento inferior por placa externa primária (4) em alumínio, sendo a associação realizada por intermédio de resina (1.2).[0035] Figure 9 shows the structural panel (3) of the present invention constituted by the combination of laminated composite material (1), with an upper coating by a secondary external plate (5) in aluminum, and a lower coating by a primary external plate (4) in aluminum, the association being made through resin (1.2).

[0036] A figura 10 mostra o painel estrutural (3) da presente invenção constituído pela associação de material compósito laminado (1), com revestimento superior por placa externa secundária (5) em alumínio, e revestimento inferior por placa externa secundária (5) em alumínio, sendo a associação realizada por intermédio de resina (1.2).[0036] Figure 10 shows the structural panel (3) of the present invention constituted by the combination of laminated composite material (1), with an upper coating by a secondary external plate (5) in aluminum, and a lower coating by a secondary external plate (5) in aluminum, the association being made through resin (1.2).

[0037] A figura 11 mostra o painel estrutural (3) da presente invenção constituído pela associação de material compósito micronizado (2), com revestimento superior por placa externa primária (4) em alumínio, e revestimento inferior por placa externa primária (4) em alumínio, sendo a associação realizada por intermédio de resina (1.2).[0037] Figure 11 shows the structural panel (3) of the present invention, constituted by the combination of micronized composite material (2), with top coating by primary outer plate (4) in aluminum, and bottom coating by primary outer plate (4) in aluminum, the association being made through resin (1.2).

[0038] A figura 12 mostra o painel estrutural (3) da presente invenção constituído pela associação de material compósito micronizado (2), com revestimento superior por placa externa secundária (5) em alumínio, e revestimento inferior por placa externa primária (4) em alumínio, sendo a associação realizada por intermédio de resina (1.2).[0038] Figure 12 shows the structural panel (3) of the present invention constituted by the combination of micronized composite material (2), with an upper coating by a secondary external plate (5) in aluminum, and a lower coating by a primary external plate (4) in aluminum, the association being made through resin (1.2).

[0039] A figura 13 mostra o painel estrutural (3) da presente invenção constituído pela associação de material compósito micronizado (2), com revestimento superior por placa externa secundária (5) em alumínio, e revestimento inferior por placa externa secundária (5) em alumínio, sendo a associação realizada por intermédio de resina (1.2).[0039] Figure 13 shows the structural panel (3) of the present invention constituted by the combination of micronized composite material (2), with an upper coating by a secondary external plate (5) in aluminum, and a lower coating by a secondary external plate (5) in aluminum, the association being made through resin (1.2).

[0040] A Figura 14 mostra o gráfico de força x deformação do ensaio de flexão do compósito laminado com resina acrílica e microesfera de vidro reforçada com fibra natural de ráfia.[0040] Figure 14 shows the graph of strength x deformation of the flexion test of the composite laminated with acrylic resin and glass microsphere reinforced with natural raffia fiber.

[0041] A Figura 15 mostra o gráfico de força x deformação do ensaio de flexão do compósito laminado com resina acrílica reforçada com fibra natural de ráfia.[0041] Figure 15 shows the graph of strength x deformation of the flexion test of the composite laminated with acrylic resin reinforced with natural raffia fiber.

[0042] A Figura 16 mostra o gráfico de força x deformação do ensaio de flexão do compósito laminado com resina epóxi reforçada com fibra natural de ráfia.[0042] Figure 16 shows the graph of strength x deformation of the flexion test of the composite laminated with epoxy resin reinforced with natural raffia fiber.

[0043] A Figura 17 mostra os gráficos de força x deformação do ensaio de flexão do compósito laminado, sendo o gráfico A o resultado de ensaio da Matriz de resina Epóxi e fibra de carbono reforçada com fibra natural de ráfia e o gráfico B o resultado da Matriz de resina Epóxi e fibra de vidro reforçada com fibra natural de ráfia.[0043] Figure 17 shows the force x deformation graphs of the laminated composite flexural test, with Graph A being the test result of the Epoxy resin matrix and carbon fiber reinforced with natural raffia fiber and Graph B the result. of the Matrix of Epoxy resin and fiberglass reinforced with natural raffia fiber.

[0044] A Figura 18 mostra micrografias de uma amostra da fibra de Ráfia Hookeri oriundo de uma planta de 5 anos de idade, sendo: a) em uma orientação longitudinal; e b) em uma orientação transversal.[0044] Figure 18 shows micrographs of a sample of the Raffia Hookeri fiber from a 5-year-old plant, being: a) in a longitudinal orientation; and b) in a transverse orientation.

[0045] A Figura 19 mostra o termograma da fibra de Rafia de 1,5 anos, com avaliação da degradação térmica da fibra, onde, de acordo com a curva TGA, a primeira perda de massa corresponde a água perdida e ocorre desde a temperatura ambiente até 150°C e o segundo evento de degradação inicia em torno de 200 °C até 400 °C, que corresponde a degradação térmica das moléculas de celulose.[0045] Figure 19 shows the 1.5 year Rafia fiber thermogram, with evaluation of the thermal degradation of the fiber, where, according to the TGA curve, the first loss of mass corresponds to lost water and occurs from the temperature environment up to 150 ° C and the second degradation event starts around 200 ° C to 400 ° C, which corresponds to the thermal degradation of cellulose molecules.

[0046] A Figura 20 mostra a sobreposição das curvas de degradação térmica de fibras de idades diferentes, onde o comportamento de degradação térmica é semelhante para as amostras de idades diferentes. Entretanto os percentuais de resíduos ao final da degradação são diferentes, por exemplo, a maior perda de massa ocorre na fibra de 0,5 ano de idade produzindo um resíduo de 10%, já na fibra de 3 anos de idade o resíduo é de 30% de sua massa estável depois de 800 °C.[0046] Figure 20 shows the overlap of the thermal degradation curves of fibers of different ages, where the thermal degradation behavior is similar for samples of different ages. However, the percentages of residues at the end of the degradation are different, for example, the greatest loss of mass occurs in the 0.5 year old fiber producing a 10% residue, in the 3 year old fiber the residue is 30 % of its mass stable after 800 ° C.

[0047] A Figura 21 mostra o coeficiente de absorção sonora da fibra natural de ráfia, obtido realizando a medição tubo de impedância, em frequências variando entre 100 Hz e 6300 Hz. Observa-se que em baixas frequências o coeficiente de absorção é muito baixo, este coeficiente aumenta enquanto quando aumenta a frequência, sendo maior na frequência de 6300 Hz a onde alcança 0,15.[0047] Figure 21 shows the sound absorption coefficient of the natural raffia fiber, obtained by measuring the impedance tube, at frequencies varying between 100 Hz and 6300 Hz. It is observed that at low frequencies the absorption coefficient is very low , this coefficient increases while the frequency increases, being higher in the frequency of 6300 Hz where it reaches 0.15.

Detailed Description of the Invention

[0048] As descrições que seguem são apresentadas a título de exemplo e não limitativas ao escopo da invenção e farão compreender de forma mais clara o objeto do presente pedido de patente.[0048] The descriptions that follow are presented by way of example and are not limited to the scope of the invention and will make the object of the present patent application more clearly understood.

[0049] Dessa forma, a presente invenção tem por objetivo resolver os problemas constantes no estado da técnica em compósitos que utilizam fibras naturais, a partir da utilização da fibra natural de Raphia Hookeri (1.1) como elemento de reforço em uma matriz polimérica, preferencialmente resina comercial (1.2), em que tal fibra independe de tratamento prévio para a sua utilização (figuras 1 e 2).[0049] Thus, the present invention aims to solve the constant problems in the state of the art in composites that use natural fibers, from the use of the natural fiber of Raphia Hookeri (1.1) as a reinforcement element in a polymeric matrix, preferably commercial resin (1.2), in which such fiber does not require prior treatment for its use (figures 1 and 2).

Laminated Composite (1)

[0050] As fibras são materiais finos e alongados, como filamentos, que podem ser contínuos ou cortados. As fibras servem de matéria-prima para manufatura, podendo ser fiadas, para a formação de fios, linhas ou cordas ou dispostas em mantas, para a produção de papel, feltro ou outros produtos. As fibras usadas na manufatura são classificadas conforme a sua origem, que pode ser natural, artificial ou sintética.[0050] Fibers are thin and elongated materials, like filaments, which can be continuous or cut. The fibers serve as raw material for manufacture, and can be spun, for the formation of threads, lines or ropes or arranged in blankets, for the production of paper, felt or other products. The fibers used in manufacturing are classified according to their origin, which can be natural, artificial or synthetic.

[0051] É, portanto, um primeiro objeto da presente invenção um material compósito laminado (1) com material de reforço de Raphia Hookeri, compreendendo: - feixe de fibras unidirecionais de Raphia Hookeri (1.1); e - resina (1.2); sendo: - o feixe de fibras unidirecionais de Raphia Hookeri (1.1) obtido por laminação do ramo de palmeira de Raphia Hookeri; - a resina (1.2) uma dentre o grupo definido por: resina poliéster insaturada, resina acrílica, e/ou resina epóxi; - a resina (1.2) disposta na volta do feixe de fibras unidirecionais e em toda sua extensão longitudinal.[0051] Therefore, a first object of the present invention is a laminated composite material (1) with Raphia Hookeri reinforcement material, comprising: - bundle of unidirectional fibers from Raphia Hookeri (1.1); e - resin (1.2); of which: - the bundle of unidirectional fibers from Raphia Hookeri (1.1) obtained by laminating the palm branch of Raphia Hookeri; - resin (1.2) one of the group defined by: unsaturated polyester resin, acrylic resin, and / or epoxy resin; - the resin (1.2) arranged around the bundle of unidirectional fibers and in all its longitudinal extension.

[0052] O material compósito laminado (1) é obtido por laminação, onde uma matriz polimérica (geralmente uma resina comercial (1.2)) é adicionada sobre a fibra (1.1), preenchendo os espaços vazios, aumentando a resistência mecânica, impermeabilizando e possibilitando a adesão de novas camadas da fibra (1.1), conforme a necessidade de tamanho e resistência do compósito (1 e 2) a ser fabricado. Os feixes de fibras (1.1) podem ser cortados de maneira a apresentar diversas geometrias em sua secção transversal, permitindo a laminação de qualquer forma, de acordo com a necessidade de aplicação. O tipo de matriz polimérica a ser utilizada, também pode ser definida de acordo com o tipo de aplicação, podendo variar a flexibilidade, dureza, resistência a tração entre outros, sendo neste caso aplicada a resina comercial (1.2). No que se refere à resina (1.2) aplicada nos compósitos (1 e 2) da presente invenção, tal resina pode ser do tipo acrílica, epóxi ou poliéster (figuras 1 a 3).[0052] The laminated composite material (1) is obtained by lamination, where a polymeric matrix (usually a commercial resin (1.2)) is added over the fiber (1.1), filling in the empty spaces, increasing the mechanical resistance, waterproofing and making possible the adhesion of new layers of the fiber (1.1), according to the need for size and strength of the composite (1 and 2) to be manufactured. The bundles of fibers (1.1) can be cut so as to present several geometries in their cross section, allowing lamination in any way, according to the application need. The type of polymeric matrix to be used can also be defined according to the type of application, with flexibility, hardness, tensile strength, among others, in which case commercial resin is applied (1.2). With regard to the resin (1.2) applied to the composites (1 and 2) of the present invention, such resin can be of the acrylic, epoxy or polyester type (figures 1 to 3).

[0053] As figuras 4 a 8 mostram os resultados obtidos em uma concretização da invenção, de um compósito laminado (1) compreendendo ráfia hookeri em sua composição. A tabela 1 apresenta o resumo comparativo dos resultados dos ensaios de flexão realizados nos compósitos laminados (1) com matrizes poliméricas acrílica com microesfera de vidro, sendo: Amostra 1 - 86,9 %m/m resina acrílica (parte A:parte B= 10:6 em massa); 10,9 %m/m microesferas de vidro; 2,2 %m/m plastificante, de epóxi com microesfera de vidro com plastificante; Amostra 2 - 85,9 %m/m resina epóxi (parte A:parte B= 10:2,2 em massa); 7,05 %m/m microesferas de vidro; 7,05 %m/m plastificante, resina epóxi somente; Amostra 3 - (parte A:parte B= 10:1 em massa); de epóxi com microesfera de vidro e fibra de carbono com plastificante; Amostra 4 - 85,5 %m/m resina epóxi (parte A:parte B= 10:1 em massa); 8,5 %m/m microesferas de vidro; 4,3 %m/m plastificante e 1,7 %m/m fibra de carbono, e resina epóxi com microesfera de vidro e fibra de carbono com plastificante; Amostra 5 - 80,6 %m/m resina epóxi (parte A:parte B= 7,7:1 em massa); 8,1 %m/m microesferas de vidro; 3,2 %m/m plastificante e 8,1 %m/m fibra de vidro.[0053] Figures 4 to 8 show the results obtained in an embodiment of the invention, of a laminated composite (1) comprising raffia hookeri in its composition. Table 1 presents the comparative summary of the results of the flexural tests performed on laminated composites (1) with acrylic polymeric matrices with glass microsphere, being: Sample 1 - 86.9% w / w acrylic resin (part A: part B = 10: 6 by mass); 10.9% w / w glass microspheres; 2.2% plasticizer w / w, made of epoxy with glass microsphere with plasticizer; Sample 2 - 85.9% w / w epoxy resin (part A: part B = 10: 2.2 by mass); 7.05% w / w glass microspheres; 7.05% w / w plasticizer, epoxy resin only; Sample 3 - (part A: part B = 10: 1 by mass); epoxy with glass microsphere and carbon fiber with plasticizer; Sample 4 - 85.5% w / w epoxy resin (part A: part B = 10: 1 by mass); 8.5% w / w glass microspheres; 4.3% w / w plasticizer and 1.7% w / m carbon fiber, and epoxy resin with glass microsphere and carbon fiber with plasticizer; Sample 5 - 80.6% w / w epoxy resin (part A: part B = 7.7: 1 by mass); 8.1% w / w glass microspheres; 3.2% w / w plasticizer and 8.1% w / w fiberglass.

[0054] Observa-se que o peso especifico (densidade, tabela 1) da amostra 1 corresponde a menos da metade do peso especifico da amostra 4, enquanto as amostras 2, 4 e 5 possuem pesos específicos intermediários. Em relação à resistência à flexão, observa-se que a amostra 4 apresenta uma resistência maior que todas as amostras, o mesmo ocorre com o módulo de elasticidade. Esse comparativo aponta que a amostra 4 é a composição que contempla em um único compósito todas as propriedades investigadas, como peso especifico baixo, maior modulo de elasticidade e maior resistência. Em relação à amostra 1, seu peso especifico é muito baixo devido à presença das microesferas de vidro na matriz.[0054] It is observed that the specific weight (density, table 1) of sample 1 corresponds to less than half of the specific weight of sample 4, while samples 2, 4 and 5 have intermediate specific weights. Regarding the flexural strength, it is observed that sample 4 presents a greater resistance than all samples, the same occurs with the elasticity modulus. This comparison shows that sample 4 is the composition that includes all the investigated properties in a single composite, such as low specific weight, greater elasticity module and greater resistance. In relation to sample 1, its specific weight is very low due to the presence of glass microspheres in the matrix.

[0055] O objetivo da avaliação de mais de um compósito é de demonstrar que a fibra de ráfia é compatível na mistura com várias matrizes poliméricas, sem adição de compatibilizantes, além de demostrar que as propriedades desejadas podem ser construídas na composição da matriz, podendo obter materiais mais resistentes, mais leves ou mais flexíveis.Tabela 1: Ensaios de flexão em compósitos laminados (1) com diferentes matrizes poliméricas

[0055] The purpose of the evaluation of more than one composite is to demonstrate that the raffia fiber is compatible in the mixture with several polymeric matrices, without adding compatibilizers, besides demonstrating that the desired properties can be built in the matrix composition, being able to obtain more resistant, lighter or more flexible materials.Table 1: Bending tests in laminated composites (1) with different polymeric matrices

Micronized Composite (2)

[0056] A micronização é a redução do tamanho original de partículas, que de acordo com o caso, pode ser feita mecanicamente, utilizando moedores. A fibra natural ao passar pelo moedor, se rompe em diversos pedaços de tamanhos reduzidos, que ao serem misturados a uma matriz polimérica, servem como elemento de reforço do compósito desejado.[0056] Micronization is the reduction of the original particle size, which, depending on the case, can be done mechanically, using grinders. When the natural fiber passes through the grinder, it breaks into several pieces of reduced sizes, which when mixed with a polymeric matrix, serve as a reinforcement element for the desired composite.

[0057] É, portanto, um segundo objeto da presente invenção um material compósito micronizado (2) com material de reforço de Raphia Hookeri, compreendendo: - fibra de Raphia Hookeri (1.1) fragmentada em micro partículas; - resina (1.2) escolhida dentre o grupo definido por: resina poliéster insaturada, resina acrílica, e resina epóxi; sendo: - o compósito micronizado (2) obtido pela moldagem da mistura homogênea de resina (1.2) com fibra de Raphia Hookeri (1.1) fragmentada em micro partículas.[0057] Therefore, a second object of the present invention is a micronized composite material (2) with Raphia Hookeri reinforcement material, comprising: - Raphia Hookeri fiber (1.1) fragmented into micro particles; - resin (1.2) chosen from the group defined by: unsaturated polyester resin, acrylic resin, and epoxy resin; of which: - the micronized composite (2) obtained by molding the homogeneous mixture of resin (1.2) with Raphia Hookeri fiber (1.1) fragmented into micro particles.

[0058] No segundo objeto, a presente invenção apresenta um compósito micronizado (2) a partir de fibra de Raphia Hookeri (1.1) processado mecanicamente, tornando os feixes de fibras originais em fibras de tamanho reduzido, ou seja, micronizadas, e misturando com uma matriz polimérica. O tipo de matriz polimérica a ser utilizada também pode ser definida de acordo com o tipo de aplicação, podendo variar em flexibilidade, dureza, resistência a tração, entre outros aspectos, sendo no presente caso, aplicada a resina comercial (1.2). No que se refere à resina (1.2) aplicada nos compósitos (1 e 2) da presente invenção, tal resina pode ser do tipo acrílica, epóxi ou poliéster.[0058] In the second object, the present invention presents a micronized composite (2) from Raphia Hookeri fiber (1.1) mechanically processed, making the original fiber bundles into reduced size fibers, that is, micronized, and mixing with a polymeric matrix. The type of polymeric matrix to be used can also be defined according to the type of application, which may vary in flexibility, hardness, tensile strength, among other aspects, with commercial resin being applied in the present case (1.2). With regard to the resin (1.2) applied to the composites (1 and 2) of the present invention, such resin can be of the acrylic, epoxy or polyester type.

Structural Panel (3)

[0059] No que se refere aos painéis estruturais (3) da presente invenção, estes podem ser produzidos pela associação entre materiais compósitos laminados (1), ou entre materiais compósitos micronizados (2), ou por uma combinação entre os mesmos.[0059] With regard to the structural panels (3) of the present invention, these can be produced by the association between laminated composite materials (1), or between micronized composite materials (2), or by a combination between them.

[0060] A associação entre os materiais ocorre por intermédio de adesivos comerciais direcionados a indústria madeireira entre outras resinas comercias (1.2), que são colados lado a lado, cortados de forma padronizada, de maneira que quando unidos pelo adesivo, formem painéis de tamanhos variados. As peças associadas podem ter a geometria de sua secção transversal padronizada o que garante um melhor encaixe entre as mesmas, e, consequentemente, uma melhor adesão e acabamento. Este processo permite a obtenção de painéis (3) de quaisquer dimensões, tanto em espessura quanto em tamanho, sendo esta uma característica definida pelo fabricante, de acordo com a necessidade.[0060] The association between the materials occurs through commercial adhesives directed to the timber industry among other commercial resins (1.2), which are glued side by side, cut in a standardized way, so that when joined by the adhesive, they form panels of sizes varied. The associated parts may have the geometry of their standardized cross-section, which guarantees a better fit between them, and, consequently, a better adhesion and finish. This process allows the obtainment of panels (3) of any dimensions, both in thickness and in size, this being a characteristic defined by the manufacturer, according to the need.

[0061] Os compósitos da presente invenção apresentam como vantagem a utilização da Raphia Hookeri sem a necessidade de um processo de seu preparo prévio (tratamento da fibra) para utilização do feixe de fibras (1.1), o qual pode ser tanto diretamente aplicado para a obtenção do compósito laminado (1), quanto para a fragmentação e obtenção do compósito micronizado (2). Ainda, os materiais compósitos da presente invenção (1 e 2) apresentam como vantagens: baixa densidade, melhor isolamento acústico, melhor isolamento térmico, maior resistência mecânica, e maior resistência à propagação de chamas quando comparado aos materiais compósitos do estado da técnica obtidos a partir de materiais lignocelulósicos.[0061] The composites of the present invention have as an advantage the use of Raphia Hookeri without the need for a previous preparation process (treatment of the fiber) to use the bundle of fibers (1.1), which can be either directly applied to the obtaining the laminated composite (1), as for fragmentation and obtaining the micronized composite (2). In addition, the composite materials of the present invention (1 and 2) have the following advantages: low density, better acoustic insulation, better thermal insulation, greater mechanical resistance, and greater resistance to flame propagation when compared to state-of-the-art composite materials obtained from from lignocellulosic materials.

[0062] Ainda, a presente invenção apresenta uma solução para o reuso de materiais, no que se refere ao descarte de resíduos de Raphia Hookeri, espécie vegetal que é considerada uma praga em algumas culturas de plantio, sendo comumente queimada para o seu descarte, sendo tal descarte convencional um agravante para o efeito estufa.[0062] Still, the present invention presents a solution for the reuse of materials, with regard to the disposal of waste from Raphia Hookeri, a plant species that is considered a pest in some planting crops, being commonly burned for its disposal, such conventional disposal being an aggravating factor for the greenhouse effect.

[0063] Assim, além de redução do impacto ambiental, os objetos da presente invenção determinam vantagens em propriedades para novos materiais compósitos, tornando-os aptos para utilização nos mais diversos ramos de indústrias, principalmente no que se refere a melhoria do isolamento térmico, isolamento acústico, retardo na propagação de chamas e baixa densidade, ou seja, mais leve que os atualmente utilizados.[0063] Thus, in addition to reducing the environmental impact, the objects of the present invention determine property advantages for new composite materials, making them suitable for use in the most diverse branches of industries, mainly with regard to the improvement of thermal insulation, acoustic insulation, delay in the propagation of flames and low density, that is, lighter than those currently used.

Exclusive features of Hookeri Raffia

[0064] As fibras de ráfia (1.1) utilizadas na presente invenção foram extraídas das plantas cultivadas nos banhados da Akounou vilarejo situado a 25 km de Yaoundé, capital da República do Cameroun, no centro Oeste da África. O plantio foi monitorado durante cinco anos com o objetivo de identificar precisamente as plantas de idades diferentes. Depois do corte dos ramos da planta de diferentes idades, as fibras foram separadas da casca externa e secadas ao ar livre sob sol, por um período aproximado de um mês, nas seguintes condições ambientais: temperatura mínima de 18 °C e máxima de 32 °C, umidade relativa variando entre 70 e 80 %. Depois de seca, as fibras foram transformadas em corpos de provas para serem utilizadas nos ensaios descritos a seguir, que evidenciam seus efeitos novos e inventivos.[0064] The raffia fibers (1.1) used in the present invention were extracted from plants grown in the swamps of Akounou village located 25 km from Yaoundé, capital of the Republic of Cameroun, in central West Africa. Planting was monitored for five years in order to precisely identify plants of different ages. After cutting the branches of the plant of different ages, the fibers were separated from the outer bark and dried in the open air under the sun, for a period of approximately one month, under the following environmental conditions: minimum temperature of 18 ° C and maximum of 32 ° C, relative humidity varying between 70 and 80%. After drying, the fibers were transformed into test specimens to be used in the tests described below, which show their new and inventive effects.

Investigation of chemical composition

[0065] Os elementos químicos presentes na fibra de ráfia (1.1) foram identificados pela técnica de espectroscopia de energia dispersiva (EDS) nas amostras de fibra de rafia de diferentes idades (0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5 e 5,0 anos), dados que estão apresentados na tabela 2.Tabela 2 - Evolução dos elementos químicos da fibra de rafia por idade

[0065] The chemical elements present in the raffia fiber (1.1) were identified by the dispersive energy spectroscopy (EDS) technique in the raffia fiber samples of different ages (0.5; 1.0; 1.5; 2, 0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5 and 5.0 years), data that are presented in table 2.Table 2 - Evolution of the chemical elements of raffia fiber by age

[0066] Cumpre notar que a proporção dos elementos da tabela 2 mostra que a idade da fibra não afeta a composição química, sendo que o % oxigênio está situada entre 58 -67%, confirmando a predominância, seguido do carbono que se situa entre 24-33%.[0066] It should be noted that the proportion of elements in Table 2 shows that the age of the fiber does not affect the chemical composition, with% oxygen being between 58 -67%, confirming the predominance, followed by carbon which is between 24 -33%.

[0067] Esses elementos são muito similares aos encontrados na madeira, mas com diferença na proporção de alguns elementos químicos (tabela 3). Na fibra de ráfia, os elementos predominantes são o carbono e o oxigênio que representam uma proporção de mais de 90%. Os outros elementos como silício, cálcio, potássio e cloro representam o restante da composição.Tabela 3 - Comparação entre os principais elementos químicos da madeira e da fibra de raffia

[0067] These elements are very similar to those found in wood, but with a difference in the proportion of some chemical elements (table 3). In raffia fiber, the predominant elements are carbon and oxygen, which represent a proportion of more than 90%. The other elements such as silicon, calcium, potassium and chlorine represent the rest of the composition.Table 3 - Comparison between the main chemical elements of wood and raffia fiber

[0068] A Figura 18 apresenta uma análise da morfologia da fibra natural de ráfia (1.1) obtida em MEV, para a amostra de 5 anos, tanto em corte longitudinal quanto transversal, onde é possível observar as células fechadas formadas com fronteiras bem definidas. Também observam-se células menores em maior quantidade no sentido longitudinal da fibra e células maiores no sentido transversal.[0068] Figure 18 presents an analysis of the morphology of the natural fiber of raffia (1.1) obtained in SEM, for the 5-year sample, both in longitudinal and transversal section, where it is possible to observe the closed cells formed with well-defined borders. Smaller cells are also observed in greater quantity in the longitudinal direction of the fiber and larger cells in the transverse direction.

Specific weight

[0069] O peso especifico da fibra natural de rafia foi determinado segundo a norma NBR 9485/86 para as amostras de 1; 2; 3; 4 e 5 anos de idade, sendo os resultados apresentados na tabela 4. Observa-se, que a amostra de 1 ano apresenta um peso específico de 0,051 g/cm3, muito menor em comparação às demais amostras, cujos valores variam entre 0,068 a 0,094 g/cm3. Quando comparados com outras fibras vegetais, os valores de peso específico das diferentes amostras de fibra de ráfia (tabela 4) são muito mais leves (tabela 5). Tabela 4 - Densidade da fibra natural de rafia de 1 a 5 anos

Tabela 5 - Peso específico de algumas fibras de origem vegetal

[0069] The specific weight of the natural raffia fiber was determined according to the NBR 9485/86 standard for samples of 1; two; 3; 4 and 5 years old, with the results shown in table 4. It can be seen that the 1-year sample has a specific weight of 0.051 g / cm3, much lower compared to the other samples, whose values vary between 0.068 to 0.094 g / cm3. When compared to other vegetable fibers, the specific weight values of the different raffia fiber samples (table 4) are much lighter (table 5). Table 4 - Density of natural raffia fiber from 1 to 5 years

Table 5 - Specific weight of some fibers of plant origin

Water absorption

[0070] Os resultados de absorção de água das amostras de 1, 2, 3, 4 e 5 anos da fibra de rafia são apresentados na tabela 6, onde se observa que as amostras de todas as idades avaliadas absorvem mais de 200% de água, sendo que para a amostra de 4 anos, esse parâmetro chega a 441 %.Tabela 6 - Absorção de água da fibra natural de rafia de 1 a 5 anos

[0070] The results of water absorption of samples of 1, 2, 3, 4 and 5 years of raffia fiber are presented in table 6, where it is observed that samples of all ages evaluated absorb more than 200% of water , and for the 4-year sample, this parameter reaches 441% .Table 6 - Water absorption of natural raffia fiber from 1 to 5 years

Moisture content

[0071] Os teores de umidades determinados em cinco amostras de fibra de ráfia com idade entre 1 e 5 anos estão apresentados na tabela 7. Tabela 7 - Teor de umidade da fibra natural de ráfia de 1 a 5 anos

[0071] The moisture content determined in five raffia fiber samples aged between 1 and 5 years are shown in table 7. Table 7 - Moisture content of natural raffia fiber from 1 to 5 years

Sound absorption coefficient

[0072] O perfil do coeficiente de absorção sonora obtido realizando a medição tubo de impedância, com frequências variando entre 100 Hz e 6300 Hz é mostrado na figura 21, onde se observa que em baixas frequências o coeficiente de absorção é muito baixo. Este coeficiente aumenta com o aumento da frequência, sendo maior na em 6300 Hz, onde alcança 0,15.[0072] The profile of the sound absorption coefficient obtained by carrying out the impedance tube measurement, with frequencies varying between 100 Hz and 6300 Hz is shown in figure 21, where it is observed that at low frequencies the absorption coefficient is very low. This coefficient increases with increasing frequency, being higher in 6300 Hz, where it reaches 0.15.

[0073] Uma comparação do coeficiente de absorção sonoro da fibra natural de rafia e de alguns outros materiais de origem vegetal, como compensados de madeira, nas frequências de 125, 500, 2000 e 4000 Hz é apresentada na tabela 8.Tabela 8 - Comparação de coeficiente de absorção sonora de alguns materiais

[0073] A comparison of the sound absorption coefficient of natural raffia fiber and some other materials of plant origin, such as wood plywood, in the frequencies of 125, 500, 2000 and 4000 Hz is shown in table 8.Table 8 - Comparison of sound absorption coefficient of some materials

Thermal conductivity coefficient

[0074] O resultado do ensaio de avaliação do coeficiente de condutividade térmico que atribui o valor de 0,046 w/mK ao À é apresentado na tabela 9. Tabela 9 - Condutividade térmica da fibra natural de raffia

[0074] The result of the test of evaluation of the thermal conductivity coefficient that assigns the value of 0.046 w / mK to À is shown in table 9. Table 9 - Thermal conductivity of natural raffia fiber

[0075] Os valores de condutividade térmica da fibra natural de ráfia também foram comparados aos de outros materiais, conforme dados apresentados na tabela 10.Tabela 10 - Coeficiente de condutividade térmica de algumas fibras

[0075] The thermal conductivity values of natural raffia fiber were also compared to those of other materials, as shown in table 10.Table 10 - Coefficient of thermal conductivity of some fibers

[0076] Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outras variantes, abrangidas no escopo das reivindicações anexas.[0076] Those skilled in the art will value the knowledge presented here and will be able to reproduce the invention in the modalities presented and in other variants, covered by the scope of the attached claims.

Claims

1. Laminated composite (1) of Raphia Hookeri reinforcement material, characterized by comprising: - Raphia Hookeri fibers (1.1) in unidirectional bundles obtained by laminating the Raphia Hookeri palm branch; e - resin (1.2), chosen from: unsaturated polyester resin, acrylic resin, and epoxy resin.

2. Laminated composite (1) of Raphia Hookeri reinforcement material, according to claim 1, characterized in that the resin (1.2) is additionally disposed between the bundle of unidirectional fibers of Raphia Hookeri (1.1) and in all its longitudinal extension.

3. Micronized composite (2) of Raphia Hookeri reinforcement material, characterized by the fact that it comprises: - Raphia Hookeri fiber (1.1) fragmented into micro particles; - resin (1.2).

4. Micronized composite (2) of Raphia Hookeri reinforcement material, according to claim 3, characterized in that it is obtained by molding the homogeneous mixture of resin (1.2) with Raphia Hookeri fiber (1.1) fragmented into microparticles.

5. Use of laminated composite (1) and / or micronized (2) reinforcement material from Raphia Hookeri, according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is applied in the production of structural panels (3).

6. Structural panel (3) characterized by the fact that it comprises the association of at least one composite material by Raphia Hookeri, as defined in any one of claims 1 to 5.

7. Structural panel (3), according to claim 6, characterized by the association occurring through one of the compounds among: resin, glue and / or adhesive.

Structural panel (3) according to claim 6, characterized in that the composite material arrangement comprises laminated composite (1) consists of a laminated composite (1) to an adjacent one, the perpendicularity being in accordance with the direction of the fibers. Raphia Hookeri (1.1) in unidirectional bundles.

Structural panel (3) according to any one of claims 6 to 8, characterized in that it additionally comprises upper and lower coatings consisting of primary outer plate (4), and / or secondary outer plate (5) composed of aluminum alloy , the associations being made through resin (1.2).

Structural panel (3) according to claim 9, characterized in that the structural panel (3) additionally comprises a secondary external plate (5) composed of plywood.