BR102018075755B1

BR102018075755B1 - FIBER COMPOSITION, USE OF SAID COMPOSITION AND ARTICLE COMPRISING IT

Info

Publication number: BR102018075755B1
Application number: BR102018075755-5A
Authority: BR
Inventors: Elenice Pereira Maia; Fábio Carucci Figliolino
Original assignee: Suzano S.A.
Filing date: 2018-12-11
Publication date: 2024-05-14

Abstract

COMPOSIÇÃO DE FIBRAS, USO DA REFERIDA COMPOSIÇÃO E ARTIGO QUE A COMPREENDE. A presente invenção se refere a uma composição de fibras de alta resistência compreendendo fibras com comprimento igual ou menor do que 7 mm e uma viscosidade entre 10 e 20 cP. As fibras presentes na referida composição são distribuídas de acordo com o seu comprimento, garantindo assim a sua elevada resistência. A composição de fibras da invenção pode ainda ser redispersível. Também são revelados o uso da composição de fibras da invenção e um artigo compreendendo a mesma.FIBER COMPOSITION, USE OF SAID COMPOSITION AND ARTICLE COMPRISING IT. The present invention relates to a high-strength fiber composition comprising fibers with a length equal to or less than 7 mm and a viscosity between 10 and 20 cP. The fibers present in said composition are distributed according to their length, thus guaranteeing their high resistance. The fiber composition of the invention may also be redispersible. Also disclosed are the use of the fiber composition of the invention and an article comprising the same.

Description

FIELD OF INVENTION

[001] A presente invenção se refere a uma composição de fibras de alta resistência compreendendo fibras com comprimento igual ou menor do que 7 mm e uma viscosidade entre 10 e 20 cP. As fibras presentes na referida composição são distribuídas de acordo com o seu comprimento, garantindo assim a sua elevada resistência. A composição de fibras da invenção pode ainda ser redispersível.[001] The present invention relates to a composition of high-strength fibers comprising fibers with a length equal to or less than 7 mm and a viscosity between 10 and 20 cP. The fibers present in said composition are distributed according to their length, thus guaranteeing their high resistance. The fiber composition of the invention may also be redispersible.

[002] Também são revelados o uso da composição de fibras da invenção e um artigo compreendendo a mesma.[002] The use of the fiber composition of the invention and an article comprising the same are also disclosed.

BACKGROUND OF THE INVENTION

[003] Aditivos funcionais e de processo são comumente usados na indústria de papel e tecidos para melhorar a retenção de material, resistência da folha, hidrofobicidade, entre outras funcionalidades. Usualmente são empregados como aditivos os polímeros sintéticos solúveis em água ou emulsivos, as resinas derivadas de petróleo ou produtos naturais modificados, e os derivados de celulose obtidos pela dissolução da polpa de celulose.[003] Functional and process additives are commonly used in the paper and tissue industry to improve material retention, sheet strength, hydrophobicity, among other functionalities. Water-soluble synthetic polymers or emulsifiers, resins derived from petroleum or modified natural products, and cellulose derivatives obtained by dissolving cellulose pulp are usually used as additives.

[004] Por outro lado, materiais que utilizam fibras naturais recicláveis têm recebido atenção recentemente devido à crescente conscientização ambiental em substituição aos recursos petrolíferos, conforme descrito no documento US 2015/0225550. De acordo com o referido documento, dentre as fibras naturais, uma fibra de celulose tendo um diâmetro de fibras de 10 a 50 μm, particularmente, uma fibra de celulose derivada de madeira (polpa), tem sido amplamente utilizada para esse propósito, principalmente como um produto de papel.[004] On the other hand, materials that use recyclable natural fibers have received attention recently due to growing environmental awareness in replacing petroleum resources, as described in document US 2015/0225550. According to the aforementioned document, among the natural fibers, a cellulose fiber having a fiber diameter of 10 to 50 μm, particularly, a cellulose fiber derived from wood (pulp), has been widely used for this purpose, mainly as a paper product.

[005] Diante do contexto ambiental e técnico apresentado, busca-se produtos de fibras naturais que apresentem, dentre outras vantagens, uma alta resistência, redispersibilidade e tamanho de fibras tal que permita a ligação facilitada entre as fibras.[005] Given the environmental and technical context presented, natural fiber products are sought that present, among other advantages, high resistance, redispersibility and fiber size such that allows easy connection between fibers.

[006] Existem documentos no estado da técnica que revelam composições contendo fibras naturais. Os documentos do estado da técnica US 9,856,607, WO 2013/183007, US 2015/0225550 e BR 11 2015 003819 0, por exemplo, revelam composições de fibras de celulose (fibras naturais) com distintas propriedades físico químicas e aplicações. Contudo, os processos de refinação convencionais para o refino das fibras das composições de fibras de celulose são realizados com baixos níveis de energia, conforme descrito no documento BR 11 2015 003819 0. O uso de baixos níveis de energia não garante a distribuição adequada dos tamanhos das fibras de forma a conferir elevada resistência à composição.[006] There are documents in the state of the art that reveal compositions containing natural fibers. Prior art documents US 9,856,607, WO 2013/183007, US 2015/0225550 and BR 11 2015 003819 0, for example, reveal compositions of cellulose fibers (natural fibers) with different physical-chemical properties and applications. However, conventional refining processes for refining fibers from cellulose fiber compositions are carried out with low energy levels, as described in document BR 11 2015 003819 0. The use of low energy levels does not guarantee adequate size distribution of the fibers in order to provide high resistance to the composition.

[007] A presente invenção se diferencia de todos os documentos citados, principalmente, pela distribuição por comprimento das fibras. O comprimento e a distribuição das fibras presentes na composição de fibras da invenção permitem que ocorra uma interação entre as fibras, promovendo melhor entrelaçamento e maior força de ligação, o que afeta o comportamento e as propriedades mecânicas da composição. Ademais, a faixa de viscosidade da presente invenção e o fato de ser redispersível permitem uma melhor disponibilidade das fibras para realizarem suas ligações, promovendo, assim, melhores propriedades mecânicas.[007] The present invention differs from all cited documents, mainly due to the distribution by length of the fibers. The length and distribution of the fibers present in the fiber composition of the invention allow an interaction between the fibers to occur, promoting better intertwining and greater bonding strength, which affects the behavior and mechanical properties of the composition. Furthermore, the viscosity range of the present invention and the fact that it is redispersible allow for better availability of fibers to make their connections, thus promoting better mechanical properties.

[008] Por apresentar estas características, a presente invenção, quando adicionada à folha de papel, por exemplo, promove maior resistência úmida ou seca, mesmo que aplicada em pequenas quantidades. Dessa forma, é aqui descrita uma solução distinta das já existentes na arte para uma composição de fibras com elevada resistência.[008] Because it presents these characteristics, the present invention, when added to the paper sheet, for example, promotes greater wet or dry resistance, even if applied in small quantities. Therefore, a solution different from those already existing in the art for a composition of fibers with high resistance is described here.

[009] Além disso, o refino das fibras das composições de fibras de celulose da invenção é realizado com alto nível de energia. Isso garante a distribuição adequada dos tamanhos das fibras, o que favorece a interação entre as fibras e melhore suas propriedades físico-mecânicas.[009] Furthermore, the refining of the fibers of the cellulose fiber compositions of the invention is carried out with a high level of energy. This ensures adequate distribution of fiber sizes, which favors interaction between fibers and improves their physical-mechanical properties.

[010] Há ainda na arte uma necessidade por composições que, além de apresentarem alta resistência, também apresentem uma viscosidade que permita a boa redispersibilidade da composição. Como exposto, a redispersibilidade permite que as fibras estejam mais disponíveis para fazer o alto número de ligações, resultando em alta resistência.[010] There is still a need in the art for compositions that, in addition to having high resistance, also have a viscosity that allows good redispersibility of the composition. As explained, redispersibility allows fibers to be more available to make a high number of bonds, resulting in high strength.

[011] Portanto, o problema técnico que a presente invenção soluciona é a dificuldade de se manter a resistência da folha úmida durante o processo e depois de seca, e formar ligações e entrelaçamentos fortes entre as fibras com esse fim. Sendo assim, com a distribuição de tamanho de fibras da composição de fibras da invenção, há o ganho de resistência da folha (úmida e seca), pois o arranjo e distribuição das fibras favorece o entrelaçamento e ligações fortes.[011] Therefore, the technical problem that the present invention solves is the difficulty of maintaining the resistance of the wet sheet during the process and after drying, and forming strong bonds and intertwines between the fibers for this purpose. Therefore, with the fiber size distribution of the fiber composition of the invention, there is a gain in sheet resistance (wet and dry), as the arrangement and distribution of the fibers favors intertwining and strong bonds.

SUMMARY OF THE INVENTION

[012] É descrita aqui uma composição de fibras compreendendo fibras com comprimento igual ou menor do que 7 mm e uma viscosidade entre 10 e 20 cP.[012] Described here is a fiber composition comprising fibers with a length equal to or less than 7 mm and a viscosity between 10 and 20 cP.

[013] A composição de fibras da invenção compreende a seguinte distribuição por comprimento das fibras, com base em peso seco: i. 0 a 0,2 mm: 1,7 a 33,7 %, preferencialmente 16,5%; ii. 0,2 a 0,5 mm: 12,0 a 44,0 %, preferencialmente 29%; iii. 0,5 a 1,2 mm: 22,0 a 83,0 %, preferencialmente 52%; iv. 1,2 a 2,0 mm: 0,10 a 3,8 %, preferencialmente 1,6%; v. 2,0 a 3,2 mm: 0,06 a 0,10 %; e vi. 3,2 a 7,0 mm: 0,03 a 0,30%, preferencialmente 0,13%.[013] The fiber composition of the invention comprises the following distribution by fiber length, based on dry weight: i. 0 to 0.2 mm: 1.7 to 33.7%, preferably 16.5%; ii. 0.2 to 0.5 mm: 12.0 to 44.0%, preferably 29%; iii. 0.5 to 1.2 mm: 22.0 to 83.0%, preferably 52%; iv. 1.2 to 2.0 mm: 0.10 to 3.8%, preferably 1.6%; v. 2.0 to 3.2 mm: 0.06 to 0.10%; and saw. 3.2 to 7.0 mm: 0.03 to 0.30%, preferably 0.13%.

[014] Em um aspecto da invenção, as fibras da composição são fibras naturais.[014] In one aspect of the invention, the fibers of the composition are natural fibers.

[015] Em algumas formas de realização da invenção, as fibras naturais são selecionadas a partir de fibras de celulose, derivados de fibras de celulose, derivados de madeira ou misturas dos mesmos. Em uma modalidade preferida, as fibras naturais são fibras de celulose.[015] In some embodiments of the invention, natural fibers are selected from cellulose fibers, cellulose fiber derivatives, wood derivatives or mixtures thereof. In a preferred embodiment, the natural fibers are cellulose fibers.

[016] As fibras naturais da composição podem ser fibras naturais virgens, recicladas ou secundárias.[016] The natural fibers in the composition can be virgin, recycled or secondary natural fibers.

[017] Em um aspecto da invenção, as fibras naturais da composição são obtidas por processo kraft. Em uma modalidade preferida da invenção, as fibras naturais são fibras de celulose kraft.[017] In one aspect of the invention, the natural fibers of the composition are obtained by the kraft process. In a preferred embodiment of the invention, the natural fibers are kraft cellulose fibers.

[018] As fibras naturais da composição podem ser branqueadas, semi- branqueadas ou não branqueadas; podem compreender lignina e/ou hemicelulose; e podem ser longas ou curtas.[018] The natural fibers in the composition can be bleached, semi-bleached or unbleached; may comprise lignin and/or hemicellulose; and can be long or short.

[019] Em uma modalidade da invenção, a composição de fibras apresenta teor seco na faixa entre 3 e 70%. Em uma modalidade preferida, a composição de fibras apresenta teor seco na faixa entre 20 e 50%.[019] In one embodiment of the invention, the fiber composition has a dry content in the range between 3 and 70%. In a preferred embodiment, the fiber composition has a dry content in the range between 20 and 50%.

[020] Em um aspecto da invenção, a composição de fibras é redispersível.[020] In one aspect of the invention, the fiber composition is redispersible.

[021] A composição de fibras da invenção compreende de 10.000 a 25 milhões de fibras/g da composição.[021] The fiber composition of the invention comprises from 10,000 to 25 million fibers/g of the composition.

[022] Em uma modalidade da invenção, a composição de fibras tem largura de fibras de entre 10 e 25 μm.[022] In one embodiment of the invention, the fiber composition has a fiber width of between 10 and 25 μm.

[023] Em uma modalidade da invenção, a composição de fibras tem grau de polimerização de entre 1.000 e 2.000 unidades.[023] In one embodiment of the invention, the fiber composition has a degree of polymerization of between 1,000 and 2,000 units.

[024] Em uma modalidade da invenção, a composição de fibras tem índice de tração de entre 70 e 100 Nm/g; alongamento de entre 2 e 5%; Scott Bond de entre 180 e 300 ft.lb/in2 (378 e 630 kJ/m2); e índice de estouro de entre 4 e 9 KPam2/g.[024] In one embodiment of the invention, the fiber composition has a tensile index of between 70 and 100 Nm/g; elongation of between 2 and 5%; Scott Bond of between 180 and 300 ft.lb/in2 (378 and 630 kJ/m2); and burst index of between 4 and 9 KPam2/g.

[025] Em uma modalidade da invenção, a composição de fibras tem corpo de entre 1 e 2 cm3/g; rigidez Taber de entre 0,3 e 5%; e espessura de parede de entre 3 e 6 μm.[025] In one embodiment of the invention, the fiber composition has a body of between 1 and 2 cm3/g; Taber stiffness of between 0.3 and 5%; and wall thickness of between 3 and 6 μm.

[026] Em uma modalidade da invenção, a composição de fibras tem opacidade de entre 30 e 80%.[026] In one embodiment of the invention, the fiber composition has an opacity of between 30 and 80%.

[027] Em uma modalidade da invenção, a composição de fibras tem teor de finos de entre 10 e 90% e fibrilação de entre 5 e 20%.[027] In one embodiment of the invention, the fiber composition has a fines content of between 10 and 90% and fibrillation of between 5 and 20%.

[028] Em uma modalidade da invenção, a composição de fibras tem Viscosidade Brookfield a 1% de entre 92 e 326 cP.[028] In one embodiment of the invention, the fiber composition has a 1% Brookfield Viscosity of between 92 and 326 cP.

[029] Em um aspecto da invenção, a composição de fibras, quando redispersada, apresenta pelo menos 70% do valor inicial da Viscosidade Brookfield a 1%.[029] In one aspect of the invention, the fiber composition, when redispersed, presents at least 70% of the initial Brookfield Viscosity value at 1%.

[030] Em um aspecto da invenção, a composição de fibras é utilizada na fabricação de papel, fibrocimento, compósitos termoplásticos, tintas, vernizes, adesivos, filtros e painéis de madeira.[030] In one aspect of the invention, the fiber composition is used in the manufacture of paper, fiber cement, thermoplastic composites, paints, varnishes, adhesives, filters and wooden panels.

[031] Também é descrito aqui o uso da composição de fibras da invenção para fabricação de papel, fibrocimento, compósitos termoplásticos, tintas, vernizes, adesivos, filtros e painéis de madeira.[031] Also described here is the use of the fiber composition of the invention for the manufacture of paper, fiber cement, thermoplastic composites, paints, varnishes, adhesives, filters and wooden panels.

[032] É revelado ainda um artigo compreendendo a composição de fibras da invenção.[032] An article comprising the fiber composition of the invention is further disclosed.

[033] Em uma modalidade da invenção, o artigo é um papel, um fibrocimento, um compósito termoplástico, uma tinta, um verniz, um adesivo, um filtro ou um painel de madeira. Em uma modalidade preferida da invenção, o artigo é um papel.[033] In one embodiment of the invention, the article is a paper, a fiber cement, a thermoplastic composite, a paint, a varnish, an adhesive, a filter or a wooden panel. In a preferred embodiment of the invention, the article is a paper.

BRIEF DESCRIPTION OF FIGURES

[034] A figura 01 representa um gráfico dos comprimentos, em mm, das formulações do exemplo 1 da invenção.[034] Figure 01 represents a graph of the lengths, in mm, of the formulations of example 1 of the invention.

[035] A figura 02 representa um gráfico das larguras das fibras, em μm, das formulações do exemplo 1 da invenção.[035] Figure 02 represents a graph of the fiber widths, in μm, of the formulations of example 1 of the invention.

[036] A figura 03 representa um gráfico dos teores de finos, em %, das formulações do exemplo 1 da invenção.[036] Figure 03 represents a graph of the fines content, in %, of the formulations of example 1 of the invention.

[037] A figura 04 representa um gráfico do número de fibras por massa da composição, em milhões/grama, das formulações do exemplo 1 da invenção.[037] Figure 04 represents a graph of the number of fibers per mass of the composition, in millions/gram, of the formulations of example 1 of the invention.

[038] A figura 05 representa um gráfico da viscosidade, em cP, das formulações do exemplo 1 da invenção.[038] Figure 05 represents a graph of the viscosity, in cP, of the formulations of example 1 of the invention.

[039] A figura 06 representa um gráfico da viscosidade Brookfield (1%), em cP, das formulações do exemplo 1 da invenção.[039] Figure 06 represents a graph of the Brookfield viscosity (1%), in cP, of the formulations of example 1 of the invention.

[040] A figura 07 representa um gráfico do grau de polimerização, em unidades, das formulações do exemplo 1 da invenção.[040] Figure 07 represents a graph of the degree of polymerization, in units, of the formulations of example 1 of the invention.

[041] A figura 08 representa um gráfico da tração, em Nm/g, das formulações do exemplo 1 da invenção.[041] Figure 08 represents a graph of the traction, in Nm/g, of the formulations of example 1 of the invention.

[042] A figura 09 representa um gráfico do alongamento, em %, das formulações do exemplo 1 da invenção.[042] Figure 09 represents a graph of the elongation, in %, of the formulations of example 1 of the invention.

[043] A figura 10 representa um gráfico de Scott Bond, em ft.lb/in2, das formulações do exemplo 1 da invenção.[043] Figure 10 represents a Scott Bond graph, in ft.lb/in2, of the formulations of example 1 of the invention.

[044] A figura 11 representa um gráfico do índice de estouro, em KPam2/g, das formulações do exemplo 1 da invenção.[044] Figure 11 represents a graph of the burst index, in KPam2/g, of the formulations of example 1 of the invention.

[045] A figura 12 representa um gráfico do corpo, em cm3/g, das formulações do exemplo 1 da invenção.[045] Figure 12 represents a graph of the body, in cm3/g, of the formulations of example 1 of the invention.

[046] A figura 13 representa um gráfico da opacidade, em %, das formulações do exemplo 1 da invenção.[046] Figure 13 represents a graph of the opacity, in %, of the formulations of example 1 of the invention.

[047] A figura 14 representa um gráfico da rigidez Taber, em %, das formulações do exemplo 1 da invenção.[047] Figure 14 represents a graph of the Taber stiffness, in %, of the formulations of example 1 of the invention.

[048] A figura 15 representa um gráfico da resistência à passagem de ar (RPA), em seg/100 mL ar, das formulações do exemplo 1 da invenção.[048] Figure 15 represents a graph of the resistance to air passage (RPA), in sec/100 mL air, of the formulations of example 1 of the invention.

[049] A figura 16 representa um gráfico da tração, em Nm/g, das formulações do exemplo 2 da invenção.[049] Figure 16 represents a graph of the traction, in Nm/g, of the formulations of example 2 of the invention.

[050] A figura 17 representa um gráfico do alongamento, em %, das formulações do exemplo 2 da invenção.[050] Figure 17 represents a graph of the elongation, in %, of the formulations of example 2 of the invention.

[051] A figura 18 representa um gráfico de Scott Bond, em ft.lb/in2, das formulações do exemplo 2 da invenção.[051] Figure 18 represents a Scott Bond graph, in ft.lb/in2, of the formulations of example 2 of the invention.

[052] A figura 19 representa um gráfico do índice de estouro, em KPam2/g, das formulações do exemplo 2 da invenção.[052] Figure 19 represents a graph of the burst index, in KPam2/g, of the formulations of example 2 of the invention.

[053] A figura 20 representa um gráfico de oSR das formulações do exemplo 2 da invenção.[053] Figure 20 represents an oSR graph of the formulations of example 2 of the invention.

[054] A figura 21 representa um gráfico do corpo, em cm3/g, das formulações do exemplo 2 da invenção.[054] Figure 21 represents a graph of the body, in cm3/g, of the formulations of example 2 of the invention.

[055] A figura 22 representa um gráfico da resistência à passagem de ar, em seg/100 mL ar, das formulações do exemplo 2 da invenção.[055] Figure 22 represents a graph of the resistance to air passage, in sec/100 mL air, of the formulations of example 2 of the invention.

[056] A figura 23 representa um gráfico da opacidade, em %, das formulações do exemplo 2 da invenção.[056] Figure 23 represents a graph of the opacity, in %, of the formulations of example 2 of the invention.

[057] A figura 24 representa um gráfico dos teores de finos, em %, das formulações do exemplo 3 da invenção.[057] Figure 24 represents a graph of the fines content, in %, of the formulations of example 3 of the invention.

[058] A figura 25 representa um gráfico dos comprimentos das fibras, em mm, das formulações do exemplo 3 da invenção.[058] Figure 25 represents a graph of the fiber lengths, in mm, of the formulations of example 3 of the invention.

[059] A figura 26 representa um gráfico das larguras das fibras, em μm, das formulações do exemplo 3 da invenção.[059] Figure 26 represents a graph of the fiber widths, in μm, of the formulations of example 3 of the invention.

[060] A figura 27 representa um gráfico do número de fibras por massa da composição, em milhões/grama, das formulações do exemplo 3 da invenção.[060] Figure 27 represents a graph of the number of fibers per mass of the composition, in millions/gram, of the formulations of example 3 of the invention.

[061] A figura 28 representa um gráfico do índice de tração, em Nm/g, das formulações do exemplo 3 da invenção.[061] Figure 28 represents a graph of the traction index, in Nm/g, of the formulations of example 3 of the invention.

[062] A figura 29 representa um gráfico do alongamento, em %, das formulações do exemplo 3 da invenção.[062] Figure 29 represents a graph of the elongation, in %, of the formulations of example 3 of the invention.

[063] A figura 30 representa um gráfico do índice de estouro, em KPam2/g, das formulações do exemplo 3 da invenção.[063] Figure 30 represents a graph of the burst index, in KPam2/g, of the formulations of example 3 of the invention.

[064] A figura 31 representa um gráfico de Scott Bond, em ft.lb/in2, das formulações do exemplo 3 da invenção.[064] Figure 31 represents a Scott Bond graph, in ft.lb/in2, of the formulations of example 3 of the invention.

[065] A figura 32 representa um gráfico do corpo, em cm3/g, das formulações do exemplo 3 da invenção.[065] Figure 32 represents a graph of the body, in cm3/g, of the formulations of example 3 of the invention.

[066] A figura 33 representa um gráfico da resistência à passagem de ar, em seg/100 mL ar, das formulações do exemplo 3 da invenção.[066] Figure 33 represents a graph of the resistance to air passage, in sec/100 mL air, of the formulations of example 3 of the invention.

[067] A figura 34 representa um gráfico do corpo, em cm3/g, das formulações do exemplo 4 da invenção.[067] Figure 34 represents a graph of the body, in cm3/g, of the formulations of example 4 of the invention.

[068] A figura 35 representa um gráfico do índice de tração, em Nm/g, das formulações do exemplo 4 da invenção.[068] Figure 35 represents a graph of the traction index, in Nm/g, of the formulations of example 4 of the invention.

[069] A figura 36 representa um gráfico do índice de estouro, em KPam2/g, das formulações do exemplo 4 da invenção.[069] Figure 36 represents a graph of the burst index, in KPam2/g, of the formulations of example 4 of the invention.

[070] A figura 37 representa um gráfico do índice de rasgo, em mNm2/g, das formulações do exemplo 4 da invenção.[070] Figure 37 represents a graph of the tear index, in mNm2/g, of the formulations of example 4 of the invention.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[071] A presente invenção fornece uma composição de fibras que apresenta elevada resistência, boa processabilidade e redispersibilidade, para aplicação em papel, fibrocimento, compósitos termoplásticos, tintas, vernizes, adesivos, filtros e painéis de madeira.[071] The present invention provides a fiber composition that presents high resistance, good processability and redispersibility, for application in paper, fiber cement, thermoplastic composites, paints, varnishes, adhesives, filters and wooden panels.

[072] A invenção tem como base uma composição de fibras compreendendo fibras com comprimento igual ou menor do que 7 mm e uma viscosidade entre 10 e 20 cP.[072] The invention is based on a fiber composition comprising fibers with a length equal to or less than 7 mm and a viscosity between 10 and 20 cP.

[073] Em uma modalidade preferida da invenção, a composição de fibras tem uma viscosidade de 13 cP.[073] In a preferred embodiment of the invention, the fiber composition has a viscosity of 13 cP.

[074] O termo “comprimento”, como aqui utilizado, é definido como o maior eixo da fibra.[074] The term “length”, as used here, is defined as the longest axis of the fiber.

[075] O termo “viscosidade” se refere à propriedade que determina o grau de resistência do fluido à uma força cisalhante.[075] The term “viscosity” refers to the property that determines the degree of resistance of the fluid to a shear force.

[076] A viscosidade absoluta (ou dinâmica) de um fluido é definido pela equação Newtoniana: n = T / y em que q é a viscosidade absoluta ou dinâmica, T é a tensão cisalhante, e y é o gradiente de velocidade dv/dz (v sendo a velocidade de um plano relativo ao outro e z a coordenada perpendicular aos dois planos).[076] The absolute (or dynamic) viscosity of a fluid is defined by the Newtonian equation: n = T / y where q is the absolute or dynamic viscosity, T is the shear stress, and y is the velocity gradient dv/dz ( v being the speed of one plane relative to the other and z being the coordinate perpendicular to the two planes).

[077] A viscosidade cinemática é definida como a relação entre a viscosidade absoluta e a massa específica do fluido, ambas mensuradas à mesma temperatura e pressão.[077] Kinematic viscosity is defined as the relationship between the absolute viscosity and the specific mass of the fluid, both measured at the same temperature and pressure.

[078] A massa específica, por sua vez, é definida como a relação massa por volume.[078] The specific mass, in turn, is defined as the mass per volume ratio.

[079] O termo “viscosidade” como utilizado na presente invenção se refere à viscosidade absoluta.[079] The term “viscosity” as used in the present invention refers to absolute viscosity.

[080] A composição de fibras da presente invenção compreende a seguinte distribuição por comprimento das fibras, com base em peso seco: vii. 0 a 0,2 mm: 1,7 a 33,7 %, preferencialmente 16,5%; viii. 0,2 a 0,5 mm: 12,0 a 44,0 %, preferencialmente 29%; ix. . 0,5 a 1,2 mm: 22,0 a 83,0 %, preferencialmente 52%; x. . 1,2 a 2,0 mm: 0,10 a 3,8 %, preferencialmente 1,6%; xi. 2,0 a 3,2 mm: 0,06 a 0,10 %; e xii. 3,2 a 7,0 mm: 0,03 a 0,30%, preferencialmente 0,13%.[080] The fiber composition of the present invention comprises the following fiber length distribution, based on dry weight: vii. 0 to 0.2 mm: 1.7 to 33.7%, preferably 16.5%; viii. 0.2 to 0.5 mm: 12.0 to 44.0%, preferably 29%; ix. . 0.5 to 1.2 mm: 22.0 to 83.0%, preferably 52%; x. . 1.2 to 2.0 mm: 0.10 to 3.8%, preferably 1.6%; xi. 2.0 to 3.2 mm: 0.06 to 0.10%; and xii. 3.2 to 7.0 mm: 0.03 to 0.30%, preferably 0.13%.

[081] Essa distribuição por comprimento das fibras permite a interação entre as fibras, afetando o comportamento e propriedades mecânicas da composição que as compreende e garantindo sua elevada resistência. As fibras da invenção passam por um refino utilizando altos níveis de energia (na faixa de 700 a 1.200 kwh/t, preferencialmente 1.000 kwh/t) e chegam a um tamanho e distribuição por comprimento diferente daquele observado na arte. Isso faz com que a interação das fibras seja estabelecida por esses tamanhos e distribuição e, portanto, o comportamento de propriedades físico-químicas e mecânicas seja definido de acordo com estas interações.[081] This distribution by length of the fibers allows interaction between the fibers, affecting the behavior and mechanical properties of the composition that comprises them and ensuring their high resistance. The fibers of the invention undergo refining using high energy levels (in the range of 700 to 1,200 kWh/t, preferably 1,000 kWh/t) and reach a size and length distribution different from that observed in the art. This means that the interaction of fibers is established by these sizes and distribution and, therefore, the behavior of physicochemical and mechanical properties is defined according to these interactions.

[082] As fibras de celulose possuem muitos grupos hidroxila em sua estrutura, o que permite facilmente estabelecer ligações de pontes de hidrogênio. Quando microfibrilada ou nanofibrilada, esta capacidade de formação de ligações aumenta, devido aos tamanhos das fibras, entrelaçamento e superfícies de contato. Por isso é importante ter a distribuição de tamanho de fibras conforme definido na presente invenção. Essa distribuição de tamanho de fibras leva ao balanceamento de tamanho necessário para a promoção de melhor resistência da composição.[082] Cellulose fibers have many hydroxyl groups in their structure, which allows them to easily establish hydrogen bond bonds. When microfibrillated or nanofibrillated, this bond formation capacity increases, due to the fiber sizes, intertwining and contact surfaces. Therefore, it is important to have the fiber size distribution as defined in the present invention. This fiber size distribution leads to the size balance necessary to promote better resistance of the composition.

[083] Assim, as interações proporcionadas pela distribuição por comprimento das fibras da invenção resultam em composições com elevada resistência, a qual é propagada para o produto final aditivado com a referida composição.[083] Thus, the interactions provided by the length distribution of the fibers of the invention result in compositions with high resistance, which is propagated to the final product added with said composition.

[084] Em um aspecto da invenção, as fibras da composição são fibras naturais.[084] In one aspect of the invention, the fibers of the composition are natural fibers.

[085] Conforme utilizado aqui, o termo “fibra” significa um particulado alongado possuindo um comprimento aparente que excede consideravelmente a sua largura aparente.[085] As used herein, the term “fiber” means an elongated particulate having an apparent length that considerably exceeds its apparent width.

[086] A expressão “fibras naturais”, conforme descrita na presente invenção, se refere a fibras de celulose, derivados de fibras de celulose, derivados de madeira ou misturas dos mesmos.[086] The expression “natural fibers”, as described in the present invention, refers to cellulose fibers, cellulose fiber derivatives, wood derivatives or mixtures thereof.

[087] Em uma modalidade preferida, as fibras naturais são fibras de celulose.[087] In a preferred embodiment, the natural fibers are cellulose fibers.

[088] A celulose é o componente mais abundante da parede celular dos vegetais. A fórmula empírica do polímero da celulose é (C6H10O5)n, onde n é o grau de polimerização. Este é um dos polímeros mais abundantes do planeta. A celulose é um polímero de cadeia longa e a sua unidade de repetição é denominada celobiose, a qual é constituída por dois anéis de anidroglucose unidos pela ligação glicosídica β-1,4.[088] Cellulose is the most abundant component of the plant cell wall. The empirical formula of cellulose polymer is (C6H10O5)n, where n is the degree of polymerization. This is one of the most abundant polymers on the planet. Cellulose is a long-chain polymer and its repeating unit is called cellobiose, which is made up of two anhydroglucose rings joined by the β-1,4 glycosidic bond.

[089] Conforme aqui utilizado, a expressão “fibras de celulose” significa fibras compostas por ou derivadas de celulose.[089] As used herein, the expression “cellulose fibers” means fibers composed of or derived from cellulose.

[090] Em uma modalidade preferida, as fibras naturais são fibras de celulose fibrilada.[090] In a preferred embodiment, the natural fibers are fibrillated cellulose fibers.

[091] Em uma modalidade mais preferida, as fibras naturais são fibras de celulose microfibrilada (MFC).[091] In a more preferred embodiment, the natural fibers are microfibrillated cellulose fibers (MFC).

[092] “Celulose microfibrilada (MFC)” ou “Microfibrila” é uma fibra ou uma partícula semelhante a haste de celulose mais estreita e menor do que uma fibra de polpa normalmente utilizada em aplicações papeleiras.[092] “Microfibrillated cellulose (MFC)” or “Microfibril” is a fiber or cellulose rod-like particle that is narrower and smaller than a pulp fiber normally used in papermaking applications.

[093] As fibras naturais podem ser fibras naturais virgens, recicladas ou secundárias.[093] Natural fibers can be virgin, recycled or secondary natural fibers.

[094] Conforme utilizado na presente invenção, “fibras recicladas” são fibras não lisas que permitem o afastamento das fibras uma das outras, obtendo- se composições menos compactas e mais aeradas.[094] As used in the present invention, “recycled fibers” are non-smooth fibers that allow the fibers to move away from each other, obtaining less compact and more aerated compositions.

[095] Em um aspecto da invenção, as fibras naturais da composição são obtidas por processo kraft. Em uma modalidade preferida da invenção, as fibras naturais são fibras de celulose kraft.[095] In one aspect of the invention, the natural fibers of the composition are obtained by the kraft process. In a preferred embodiment of the invention, the natural fibers are kraft cellulose fibers.

[096] O “processo kraft” é o processo mais dominante na indústria de papel e celulose, no qual cavacos de madeira são tratados com um licor de cozimento (uma mistura de hidróxido de sódio e sulfeto de sódio) em uma faixa de temperatura de 150 - 180 °C.[096] The “kraft process” is the most dominant process in the pulp and paper industry, in which wood chips are treated with a cooking liquor (a mixture of sodium hydroxide and sodium sulfide) at a temperature range of 150 - 180 °C.

[097] As fibras naturais da composição podem ser branqueadas, semi- branqueadas ou não branqueadas; podem compreender lignina e/ou hemicelulose; e podem ser longas (acima de 2 mm) ou curtas (inferior a 2 mm).[097] The natural fibers in the composition can be bleached, semi-bleached or unbleached; may comprise lignin and/or hemicellulose; and can be long (above 2 mm) or short (less than 2 mm).

[098] A lignina é um material polimérico fenólico formado a partir dos precursores fenólicos álcoois p-hidroxicinamílicos, tais como álcool p- coumarílico, álcool coniferílico e álcool sinapílico através de uma via metabólica. A lignina e seus derivados são produtos de origem renovável que compõem uma plataforma de química verde para substituição de matérias-primas de origem fóssil, entre outras aplicações de alto valor agregado em indústrias e segmentos diversos.[098] Lignin is a phenolic polymeric material formed from phenolic precursors p-hydroxycinnamyl alcohols, such as p-coumaryl alcohol, coniferyl alcohol and sinapyl alcohol through a metabolic pathway. Lignin and its derivatives are products of renewable origin that make up a green chemistry platform to replace raw materials of fossil origin, among other applications with high added value in different industries and segments.

[099] Em uma modalidade da invenção, a composição de fibras apresenta teor seco na faixa entre 3 e 70%. Em uma modalidade preferida, a composição de fibras apresenta teor seco na faixa entre 20 e 50%.[099] In one embodiment of the invention, the fiber composition has a dry content in the range between 3 and 70%. In a preferred embodiment, the fiber composition has a dry content in the range between 20 and 50%.

[100] A expressão “teor seco”, conforme descrita na presente invenção, se refere ao teor de sólido da composição.[100] The expression “dry content”, as described in the present invention, refers to the solid content of the composition.

[101] Em uma modalidade da invenção, a composição de fibras tem Viscosidade Brookfield a 1% de entre 92 e 326 cP.[101] In one embodiment of the invention, the fiber composition has a 1% Brookfield Viscosity of between 92 and 326 cP.

[102] A expressão “Viscosidade Brookfield” se refere a uma medida de viscosidade realizada com um Viscosímetro Brookfield.[102] The term “Brookfield Viscosity” refers to a viscosity measurement performed with a Brookfield Viscometer.

[103] Em um aspecto da invenção, a composição de fibras é redispersível. Quando redispersada, a composição apresenta pelo menos 70% do valor inicial da Viscosidade Brookfield a 1%.[103] In one aspect of the invention, the fiber composition is redispersible. When redispersed, the composition presents at least 70% of the initial Brookfield Viscosity value at 1%.

[104] A composição de fibras da invenção compreende de 10.000 a 25 milhões de fibras por grama da composição.[104] The fiber composition of the invention comprises from 10,000 to 25 million fibers per gram of the composition.

[105] Em uma modalidade da invenção, a composição de fibras tem largura de fibras de entre 10 e 25 μm. Em uma modalidade preferida, a composição de fibras tem largura de fibras de entre 18 e 22 μm. Em uma modalidade mais preferida, a composição de fibras tem largura de fibras de 20 μm. Mesmo com o refino e menor tamanho da fibra, a largura da fibra não se altera significativamente.[105] In one embodiment of the invention, the fiber composition has a fiber width of between 10 and 25 μm. In a preferred embodiment, the fiber composition has a fiber width of between 18 and 22 μm. In a more preferred embodiment, the fiber composition has a fiber width of 20 μm. Even with refining and smaller fiber size, the fiber width does not change significantly.

[106] O termo “largura”, como aqui utilizado, é definido como o menor eixo da fibra.[106] The term “width”, as used herein, is defined as the shortest axis of the fiber.

[107] Em uma modalidade da invenção, a composição de fibras tem grau de polimerização de entre 1.000 e 2.000 unidades. Em uma modalidade preferida, a composição tem grau de polimerização de entre 1131 e 1710 unidades. Em uma modalidade mais preferida, a composição de fibras tem grau de polimerização de 1248 unidades.[107] In one embodiment of the invention, the fiber composition has a degree of polymerization of between 1,000 and 2,000 units. In a preferred embodiment, the composition has a degree of polymerization of between 1131 and 1710 units. In a more preferred embodiment, the fiber composition has a degree of polymerization of 1248 units.

[108] O grau de polimerização (DP) é medido pela equação: DP = 1,75 x [q], em que [q] é a viscosidade intrínseca e é calculada utilizando a equação a seguir: [q] = qsp / (c (1 + 0,28 x qsp)), em que qsp é a viscosidade específica e c representa o teor de celulose no momento da medição da viscosidade.[108] The degree of polymerization (DP) is measured by the equation: DP = 1.75 x [q], where [q] is the intrinsic viscosity and is calculated using the following equation: [q] = qsp / ( c (1 + 0.28 x qsp)), where qsp is the specific viscosity and c represents the cellulose content at the time of viscosity measurement.

[109] Uma vez que esse grau de polimerização também é o grau médio de polimerização medido de acordo com a viscosimetria, esse grau de polimerização é também chamado de “grau médio de viscosidade de polimerização”.[109] Since this degree of polymerization is also the average degree of polymerization measured according to viscosimetry, this degree of polymerization is also called “average degree of polymerization viscosity”.

[110] Em uma modalidade da invenção, a composição de fibras tem índice de tração de entre 70 e 100 Nm/g, preferencialmente de entre 70,8 e 94,6 Nm/g, mais preferencialmente de 93,1 Nm/g; alongamento de entre 2 e 5%, preferencialmente de entre 2,6 e 4,4 %, mais preferencialmente de 4,2%; Scott Bond de entre 180 e 300 ft.lb/in2 (378 e 630 kJ/m2), preferencialmente de entre 198,5 e 248,0 ft.lb/in2 (417 e 521 kJ/m2), mais preferencialmente 228 ft.lb/in2 (479 kJ/m2); e índice de estouro de entre 4 e 9 KPam2/g, preferencialmente de entre 4,7 e 7,5 KPam2/g, mais preferencialmente 7,5 KPam2/g.[110] In one embodiment of the invention, the fiber composition has a tensile index of between 70 and 100 Nm/g, preferably between 70.8 and 94.6 Nm/g, more preferably 93.1 Nm/g; elongation of between 2 and 5%, preferably between 2.6 and 4.4%, more preferably 4.2%; Scott Bond of between 180 and 300 ft.lb/in2 (378 and 630 kJ/m2), preferably of between 198.5 and 248.0 ft.lb/in2 (417 and 521 kJ/m2), more preferably 228 ft. lb/in2 (479 kJ/m2); and burst index of between 4 and 9 KPam2/g, preferably between 4.7 and 7.5 KPam2/g, more preferably 7.5 KPam2/g.

[111] A expressão “índice de tração” é definida como o quociente entre a resistência à tração e a gramatura. A gramatura é a relação entre a massa e a área do papel.[111] The expression “tensile index” is defined as the quotient between tensile strength and grammage. Grammage is the relationship between the mass and area of the paper.

[112] O termo “alongamento”, como aqui utilizado, significa o quanto a composição de fibras pode ser alongada, sem que haja seu rompimento.[112] The term “elongation”, as used here, means how much the fiber composition can be stretched without breaking it.

[113] A expressão “Scott Bond” significa um tipo de teste físico mecânico que determina a resistência do material na direção Z.[113] The expression “Scott Bond” means a type of physical mechanical test that determines the resistance of the material in the Z direction.

[114] A expressão “índice de estouro” significa o quociente entre a resistência ao estouro, quando a folha é submetida a uma pressão específica, por gramatura.[114] The expression “bursting index” means the quotient between the resistance to bursting, when the sheet is subjected to a specific pressure, per grammage.

[115] Em uma modalidade da invenção, a composição de fibras tem corpo de entre 1 e 2 cm3/g, preferencialmente de entre 1 a 1,5 cm3/g, mais preferencialmente de 1 cm3/g; rigidez Taber de entre 0,3 e 5%, preferencialmente de entre 0,4 a 1,1%, mais preferencialmente de 0,4%; e espessura de parede de entre 3 e 6 μm, preferencialmente de entre 3 e 4 μm, mais preferencialmente 3,5 μm.[115] In one embodiment of the invention, the fiber composition has a body of between 1 and 2 cm3/g, preferably between 1 and 1.5 cm3/g, more preferably 1 cm3/g; Taber stiffness of between 0.3 and 5%, preferably of between 0.4 and 1.1%, more preferably of 0.4%; and wall thickness of between 3 and 6 μm, preferably between 3 and 4 μm, more preferably 3.5 μm.

[116] A expressão “corpo” é definida como a relação volume por massa. O corpo é uma grandeza inversa à massa específica.[116] The expression “body” is defined as the ratio of volume to mass. The body is a quantity inverse to the specific mass.

[117] A expressão “rigidez Taber” significa a resistência a flexão de um material em um determinado ângulo. Na presente invenção foi usado o ângulo de 15°.[117] The expression “Taber stiffness” means the bending resistance of a material at a given angle. In the present invention the angle of 15° was used.

[118] A expressão “espessura de parede” representa a largura da parede.[118] The expression “wall thickness” represents the width of the wall.

[119] Em uma modalidade da invenção, a composição de fibras tem opacidade de entre 30 e 80%, preferencialmente de entre 37,2 a 70,5 %, mais preferencialmente de 41,7 %.[119] In one embodiment of the invention, the fiber composition has an opacity of between 30 and 80%, preferably between 37.2 and 70.5%, more preferably 41.7%.

[120] O termo “opacidade” significa a ausência de transparência e determina a quantidade de luz que pode passar através da folha e/ou produto.[120] The term “opacity” means the absence of transparency and determines the amount of light that can pass through the sheet and/or product.

[121] Em uma modalidade da invenção, a composição de fibras tem teor de finos de entre 10 e 90%, preferencialmente de entre 14 e 65%, mais preferencialmente de 60%, e fibrilação de entre 5 e 20%, preferencialmente de entre 6 e 12%, mais preferencialmente de 8,6%.[121] In one embodiment of the invention, the fiber composition has a fines content of between 10 and 90%, preferably between 14 and 65%, more preferably 60%, and fibrillation of between 5 and 20%, preferably between 6 and 12%, more preferably 8.6%.

[122] O termo “fino” significa fibras e fragmentos de fibras muito pequenos, por exemplo, inferiores a 2 mm de comprimento.[122] The term “fine” means very small fibers and fiber fragments, for example, less than 2 mm in length.

[123] A “fibrilação” é promovida pela refinação da fibra, podendo ser interna ou externa.[123] “Fibrillation” is promoted by the refining of the fiber, and can be internal or external.

[124] A fibrilação interna é o inchamento da fibra causado pela penetração de água no interior das fibras de celulose, durante o processo de refinação, promovendo o inchamento das fibras, em razão do alojamento de moléculas de água entre as fibrilas. A fibrilação interna torna as fibras mais flexíveis.[124] Internal fibrillation is the swelling of the fiber caused by the penetration of water inside the cellulose fibers, during the refining process, promoting the swelling of the fibers, due to the accommodation of water molecules between the fibrils. Internal fibrillation makes fibers more flexible.

[125] A fibrilação externa, por sua vez, é a exposição das fibrilas ou unidades fibrilares, durante a operação de refinação da massa, aumentando a superfície específica das fibras para o desenvolvimento de ligações interfibrilares, durante a formação da folha de papel.[125] External fibrillation, in turn, is the exposure of fibrils or fibrillar units, during the mass refining operation, increasing the specific surface of the fibers for the development of interfibrillar bonds, during the formation of the paper sheet.

[126] A composição de fibras da invenção pode ser, alternativamente, aditivada com celulose não refinada.[126] The fiber composition of the invention can alternatively be added with unrefined cellulose.

[127] A composição de fibras da presente invenção é utilizada na fabricação de papel, fibrocimento, compósitos termoplásticos, tintas, vernizes, adesivos, filtros e painéis de madeira.[127] The fiber composition of the present invention is used in the manufacture of paper, fiber cement, thermoplastic composites, paints, varnishes, adhesives, filters and wooden panels.

[128] A invenção também tem como base o uso da composição de fibras para fabricação de papel, fibrocimento, compósitos termoplásticos, tintas, vernizes, adesivos, filtros e painéis de madeira.[128] The invention is also based on the use of fiber composition for the manufacture of paper, fiber cement, thermoplastic composites, paints, varnishes, adhesives, filters and wooden panels.

[129] Conforme utilizado aqui, o termo “termoplástico” significa um plástico com a capacidade de amolecer e fluir quando sujeito a um aumento de temperatura e pressão, tornando-se uma peça com formas definidas após resfriamento e solidificação. Novas aplicações de temperatura e pressão promovem o mesmo efeito de amolecimento e fluxo e novos resfriamentos solidificam o plástico em formas definidas. Desta maneira, os termoplásticos têm a capacidade de sofrer transformações físicas de forma reversível, podendo passar por este processo mais de uma vez, mantendo as mesmas características.[129] As used herein, the term “thermoplastic” means a plastic with the ability to soften and flow when subjected to an increase in temperature and pressure, becoming a part with defined shapes after cooling and solidifying. New applications of temperature and pressure promote the same softening and flow effect and further cooling solidifies the plastic into defined shapes. In this way, thermoplastics have the ability to undergo physical transformations in a reversible way, being able to go through this process more than once, maintaining the same characteristics.

[130] Adicionalmente, a invenção tem como base um artigo compreendendo a composição de fibras da invenção.[130] Additionally, the invention is based on an article comprising the fiber composition of the invention.

[131] Em uma modalidade da invenção, o artigo é um papel, um fibrocimento, um compósito termoplástico, uma tinta, um verniz, um adesivo, um filtro ou um painel de madeira.[131] In one embodiment of the invention, the article is a paper, a fiber cement, a thermoplastic composite, a paint, a varnish, an adhesive, a filter or a wooden panel.

[132] Em uma modalidade preferida da invenção, o artigo é um papel.[132] In a preferred embodiment of the invention, the article is a paper.

[133] O uso da composição da presente invenção promove um ganho significativo de resistência em função do tamanho pequeno de fibras e da distribuição por comprimentos das mesmas, e consequente aumento do número de ligações entre elas. Como explicado acima, as fibras de celulose possuem muitos grupos hidroxila em sua estrutura, o que permite facilmente estabelecer ligações de pontes de hidrogênio. Quando microfibrilada ou nanofibrilada, esta capacidade de formação de ligações aumenta, devido aos tamanhos das fibras, entrelace e superfícies de contato. Por isso, é importante ter a distribuição de tamanho de fibras conforme definido na presente invenção. Tal distribuição de tamanho de fibras resulta no balanceamento de tamanho necessário para a promoção de melhor resistência da folha.[133] The use of the composition of the present invention promotes a significant gain in resistance due to the small size of fibers and their length distribution, and a consequent increase in the number of connections between them. As explained above, cellulose fibers have many hydroxyl groups in their structure, which allows them to easily establish hydrogen bonds. When microfibrillated or nanofibrillated, this bond formation capacity increases, due to the sizes of the fibers, intertwining and contact surfaces. Therefore, it is important to have the fiber size distribution as defined in the present invention. Such fiber size distribution results in the size balance necessary to promote better sheet strength.

[134] Outras vantagens da composição de fibras da presente invenção são que a mesma apresenta boa processabilidade e promove boa redispersibilidade, devido ao seu valor de viscosidade combinado com a distribuição dos comprimentos das fibras.[134] Other advantages of the fiber composition of the present invention are that it has good processability and promotes good redispersibility, due to its viscosity value combined with the distribution of fiber lengths.

EXAMPLES

[135] Os exemplos aqui apresentados são não-exaustivos, servem apenas para ilustrar a invenção e não devem ser usados como base para limitá-la.[135] The examples presented here are non-exhaustive, serve only to illustrate the invention and should not be used as a basis to limit it.

Example 1

[136] Este estudo avalia as propriedades morfológicas, físicas e mecânicas da composição de fibras da invenção compreendendo fibras de celulose microfibrilada (MFC), aditivadas ou não com celulose kraft.[136] This study evaluates the morphological, physical and mechanical properties of the fiber composition of the invention comprising microfibrillated cellulose (MFC) fibers, whether or not with kraft cellulose.

[137] A formulação C0 representa a composição de fibras de MFC da invenção, sem aditivação com celulose kraft de eucalipto branqueada.[137] Formulation C0 represents the MFC fiber composition of the invention, without additives with bleached eucalyptus kraft cellulose.

[138] As formulações C5, C10, C20, C35, C50 e C75 representam composições de fibras de MFC de acordo com a invenção, aditivadas com, respectivamente, 5%, 10%, 20%, 35%, 50% e 75% de celulose kraft de eucalipto branqueada.[138] Formulations C5, C10, C20, C35, C50 and C75 represent MFC fiber compositions according to the invention, additives with, respectively, 5%, 10%, 20%, 35%, 50% and 75% bleached eucalyptus kraft cellulose.

[139] A formulação C100 representa uma formulação com 100% de celulose.[139] Formulation C100 represents a formulation with 100% cellulose.

[140] As propriedades morfológicas das formulações são mostradas na Tabela 1. Tabela 1 [140] The morphological properties of the formulations are shown in Table 1. Table 1

[141] Os resultados obtidos estão apresentados nos gráficos das figuras 01, 02, 03 e 04.[141] The results obtained are presented in the graphs in figures 01, 02, 03 and 04.

[142] Os valores das viscosidades e grau de polimerização (GP) das formulações são mostrados na Tabela 2. Tabela 2 [142] The viscosity values and degree of polymerization (GP) of the formulations are shown in Table 2. Table 2

[143] Os resultados obtidos estão apresentados nos gráficos das figuras 05, 06 e 07.[143] The results obtained are presented in the graphs in figures 05, 06 and 07.

[144] As propriedades físico-mecânicas das formulações são mostradas nas Tabelas 3 e 4. Tabela 3 Tabela 4 [144] The physical-mechanical properties of the formulations are shown in Tables 3 and 4. Table 3 Table 4

[145] Os resultados apresentados nas tabelas 3 e 4 estão representados nos gráficos das figuras 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14 e 15.[145] The results presented in tables 3 and 4 are represented in the graphs in figures 08, 09, 10, 11, 12, 13, 14 and 15.

[146] Os resultados obtidos mostram que com até 50% de aditivação, não há perda das propriedades de resistência mecânica ou físico-mecânicas em relação à C0, exceto para as propriedades de alongamento e índice de estouro, com significativo ganho de opacidade.[146] The results obtained show that with up to 50% additivation, there is no loss of mechanical or physical-mechanical resistance properties in relation to C0, except for the elongation properties and burst index, with a significant gain in opacity.

Example 2

[147] Este segundo estudo avalia as propriedades físico-mecânicas de folhas de papel (artigo - produto final), nas quais a composição de fibras da invenção foi aplicada. Foram analisadas folhas de papel com adição de 5% da composição de fibras de MFC da invenção, aditivada ou não com celulose. As folhas de papel tratadas com a composição de fibras de MFC da invenção foram comparadas com folhas de papel nas quais adicionou-se apenas celulose.[147] This second study evaluates the physical-mechanical properties of paper sheets (article - final product), to which the fiber composition of the invention was applied. Paper sheets with the addition of 5% of the MFC fiber composition of the invention, whether or not with cellulose, were analyzed. Paper sheets treated with the MFC fiber composition of the invention were compared with paper sheets to which only cellulose was added.

[148] A formulação C0 representa a composição de fibras de MFC da invenção, sem aditivação com celulose kraft de eucalipto branqueada.[148] Formulation C0 represents the MFC fiber composition of the invention, without additives with bleached eucalyptus kraft cellulose.

[149] As formulações C5, C10, C20, C35, C50 e C75 representam composições de fibras de MFC de acordo com a invenção, aditivadas com, respectivamente, 5%, 10%, 20%, 35%, 50% e 75% de celulose kraft de eucalipto branqueada.[149] Formulations C5, C10, C20, C35, C50 and C75 represent MFC fiber compositions according to the invention, additives with, respectively, 5%, 10%, 20%, 35%, 50% and 75% bleached eucalyptus kraft cellulose.

[150] A formulação C100 representa uma formulação com 100% de celulose.[150] Formulation C100 represents a formulation with 100% cellulose.

[151] As propriedades físico-mecânicas das folhas de papel, nas quais a composição de fibras da invenção e apenas celulose foram aplicadas, encontram-se nas Tabelas 5 e 6. Tabela 5 Tabela 6 *oSR, também chamado de grau de moagem, grau de desaguamento ou grau de refino, é a medida de esgotamento de uma folha ao ser formada em um aparelho específico chamado Schopper-Riegler.[151] The physical-mechanical properties of the paper sheets, in which the fiber composition of the invention and only cellulose were applied, are found in Tables 5 and 6. Table 5 Table 6 *oSR, also called grinding degree, dewatering degree or refining degree, is the measure of depletion of a sheet when formed in a specific device called Schopper-Riegler.

[152] Os resultados obtidos no presente estudo estão apresentados nos gráficos das figuras 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 e 23.[152] The results obtained in the present study are presented in the graphs in figures 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 and 23.

[153] Os resultados obtidos mostram que quando aplicada no papel, a adição da composição da invenção gera um ganho médio de tração de quase 50% em relação à celulose pura; e 100% de ganho no índice de estouro.[153] The results obtained show that when applied to paper, the addition of the composition of the invention generates an average gain in traction of almost 50% in relation to pure cellulose; and 100% gain in burst index.

Example 3

[154] É aqui apresentado um estudo que demonstra o efeito da redispersão da composição de fibras da invenção.[154] Presented here is a study demonstrating the effect of redispersing the fiber composition of the invention.

[155] As formulações testadas representam composições de fibras de MFC sem aditivação com celulose kraft de eucalipto branqueada; composições de fibras de MFC aditivadas com 5%, 10% e 20% de celulose kraft de eucalipto branqueada; e formulação com 100% de celulose.[155] The formulations tested represent compositions of MFC fibers without additives with bleached eucalyptus kraft cellulose; compositions of MFC fibers added with 5%, 10% and 20% bleached eucalyptus kraft cellulose; and formulation with 100% cellulose.

[156] Foram analisadas as propriedades morfológicas e mecânicas das formulações antes e após a etapa de prensagem.[156] The morphological and mechanical properties of the formulations were analyzed before and after the pressing stage.

[157] As propriedades morfológicas analisadas foram: teor de finos (%), comprimento de fibras (mm), largura da fibra (μm) e número de fibras por massa da composição (milhões de fibras / grama).[157] The morphological properties analyzed were: fines content (%), fiber length (mm), fiber width (μm) and number of fibers per mass of the composition (millions of fibers / gram).

[158] As propriedades mecânicas analisadas foram: índice de tração (Nm/g), alongamento (%), índice de estouro (KPam2/g), Scott Bond (ft.lb/in2), corpo (cm3/g) e resistência à passagem de ar (s/100 mL ar).[158] The mechanical properties analyzed were: traction index (Nm/g), elongation (%), burst index (KPam2/g), Scott Bond (ft.lb/in2), body (cm3/g) and resistance to the passage of air (s/100 mL air).

[159] Os resultados obtidos estão apresentados nos gráficos das figuras 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32 e 33.[159] The results obtained are presented in the graphs of figures 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32 and 33.

[160] Por meio dos resultados obtidos, conclui-se que há retenção da celulose na MFC mantendo as propriedades da proporção das fibras na composição no que tange à sua morfologia. Ademais, não foram observadas diferenças significativas nas formulações antes e após a prensagem.[160] Based on the results obtained, it is concluded that there is retention of cellulose in the MFC, maintaining the properties of the proportion of fibers in the composition in terms of their morphology. Furthermore, no significant differences were observed in the formulations before and after pressing.

Example 4

[161] É aqui apresentado um estudo de verificação para níveis de teor seco da composição de fibras da invenção.[161] A verification study for dry content levels of the fiber composition of the invention is presented here.

[162] Foram analisadas as propriedades físico-mecânicas corpo (cm3/g), índice de tração (Nm/g), índice de estouro (KPam2/g) e índice de rasgo (mNm2/g) para diferentes teores de teor seco (%).[162] The physical-mechanical properties of the body (cm3/g), traction index (Nm/g), burst index (KPam2/g) and tear index (mNm2/g) were analyzed for different dry content levels ( %).

[163] Os resultados obtidos no estudo em questão encontram-se nas figuras 34, 35, 36 e 37.[163] The results obtained in the study in question are shown in figures 34, 35, 36 and 37.

[164] Por meio dos resultados, concluiu-se que houve um ganho significativo de corpo após 30 % de teor seco e uma perda de resistência à tração após 30% de teor seco. Além disso, observou-se que o teor seco não afetou significativamente a resistência ao rasgo. Em relação ao índice de estouro, não foram observadas mudanças significativas entre os níveis de 10, 20, 30 e 50% de teor seco. Resta claro, portanto, que redispersibilidade foi alcançada em até no máximo 50% de teor seco.[164] Based on the results, it was concluded that there was a significant gain in body after 30% dry content and a loss of tensile strength after 30% dry content. Furthermore, it was observed that the dry content did not significantly affect the tear strength. Regarding the burst index, no significant changes were observed between the levels of 10, 20, 30 and 50% dry content. It remains clear, therefore, that redispersibility was achieved up to a maximum of 50% dry content.

Claims

1. Fiber composition, characterized by the fact that it comprises fibers with a length equal to or less than 7 mm and a viscosity between 10 and 20 cP, wherein the fiber composition comprises the following fiber length distribution, based on weight dry: i. 0 to 0.2 mm: 1.7 to 33.7%; ii. 0.2 to 0.5 mm: 12.0 to 44.0%; iii. 0.5 to 1.2 mm: 22.0 to 83.0%; iv. 1.2 to 2.0 mm: 0.10 to 3.8%; v. 2.0 to 3.2 mm: 0.06 to 0.10%; and saw. 3.2 to 7.0 mm: 0.03 to 0.30% in which the fibers are cellulose fibers and the composition is redispersible.

2. Fiber composition according to claim 1, characterized by the fact that it comprises the following distribution by fiber length, based on dry weight: i. 0 to 0.2 mm: 16.5%; ii. 0.2 to 0.5 mm: 29%; iii. 0.5 to 1.2 mm: 52%; iv. 1.2 to 2.0 mm: 1.6%; v. 2.0 to 3.2 mm: 0.06 to 0.10%; and saw. 3.2 to 7.0 mm: 0.13%.

3. Fiber composition according to claim 1 or 2, characterized by the fact that the fibers: are virgin, recycled or secondary fibers; are obtained through the kraft process; are bleached, semi-bleached or unbleached; comprise lignin and/or hemicellulose; and/or are long or short.

4. Fiber composition according to any one of claims 1 to 3, characterized by the fact that it has a dry content in the range between 3 and 70%, preferably between 20 and 50%.

5. Fiber composition according to any one of claims 1 to 4, characterized by the fact that it comprises from 10,000 to 25 million fibers/g of the composition.

6. Fiber composition according to any one of claims 1 to 5, characterized by the fact that it has a fiber width of between 10 and 25 μm; and/or has a degree of polymerization of between 1,000 and 2,000 units.

7. Fiber composition according to any one of claims 1 to 5, characterized by the fact that it has a tensile index of between 70 and 100 Nm/g; elongation of between 2 and 5%; Scott Bond of between 180 and 300 ft.lb/in2 (378 and 630 kJ/m2); and/or burst index of between 4 and 9 KPam2/g.

8. Fiber composition according to any one of claims 1 to 5, characterized by the fact that it has a body of between 1 and 2 cm3/g; Taber stiffness of between 0.3 and 5%; and/or wall thickness of between 3 and 6 μm.

9. Fiber composition according to any one of claims 1 to 5, characterized by the fact that it has an opacity of between 30 and 80%; and/or has a fines content of between 10 and 90% and fibrillation of between 5 and 20%; and/or has a 1% Brookfield Viscosity of between 92 and 326 cP; where, preferably, when redispersed, it presents at least 70% of the initial Brookfield Viscosity value at 1%.

10. Use of a fiber composition defined in any one of claims 1 to 9, characterized by the fact that it is for the manufacture of paper, fiber cement, thermoplastic composites, paints, varnishes, adhesives, filters and wooden panels.

11. Article, characterized by the fact that it comprises a fiber composition defined in any one of claims 1 to 9.

12. Article according to claim 11, characterized by the fact that it is a paper, a fiber cement, a thermoplastic composite, a paint, a varnish, an adhesive, a filter or a wooden panel, more preferably, a paper.