BR102020012588A2 - Método para produção de fibra semelhante a algodão a partir de polpa de celulose de sisal - Google Patents
Método para produção de fibra semelhante a algodão a partir de polpa de celulose de sisal Download PDFInfo
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Abstract
método para produção de fibra semelhante a algodão a partir de polpa de celulose de sisal. a presente patente de invenção se refere a um método para se obter fibra através da polpa de celulose obtida do sisal. essa fibra depois de produzida se assemelha ao algodão e pode ser utilizada nas mais diversas funções; como: compósitos com polímeros, produção de papel ou qualquer área industrial que necessite da celulose em forma essencialmente seca.
Description
[001] A presente patente de invenção se refere a um método para se obter fibra através da polpa de celulose obtida do sisal. Essa fibra depois de produzida se assemelha ao algodão e pode ser utilizada nas mais diversas funções; como: compósitos com polímeros, produção de papel ou qualquer área industrial que necessite da celulose em forma essencialmente seca.
[002] A patenteabilidade desse método se dá devido esse material ser obtido através da celulose de uma fonte menos explorada, no caso a fibra de sisal.
[003] A patente BR 11 2018 003742 7 intitulada “Método e aparelho para produção de fibra de celulose microfibrilada” trata do tratamento da polpa de celulose e a produção da fibra. Porém, essa invenção se refere a celulose microfibrilada obtida de materiais como: palha de trigo, bagaço e bambu; onde os processos de obtenção de celulose se diferencia do sisal.
[004] A invenção BR 11 2018 068690 5 intitulada “Fibra de celulose fina e método de produção para a mesma”, deposita em 2017, se refere a um método de produção de fibras de celulose finas nanodimensionadas com grau de cristalinidade alto e com menos vulnerabilidade a danos no formato da fibra. Além disso, o método incluindo impregnação de celulose com uma solução de fibrilação para fibrilar a celulose sem trituração mecânica e modificação da mesma. O método de produção de microfibrilas de celulose da presente invenção inclui impregnação de celulose com uma solução de fibrilação contendo um vinil éster de ácido carboxílico ou um aldeído e um solvente aprótico tendo um número doador de 26 ou mais para fibrilar a celulose.
[005] A patente BR 11 2019 019721 4, intitulada “Método para fabricação de um material de fibra celulósica formado em espuma, material de fibra celulósica formado em espuma, folha de celulose, e, material de embalagem laminado”, depositada 2017, descreve um método para fabricação de um material de fibra celulósica formado em espuma compreendendo fibras celulósicas grossas uma fração de reforço de celulose.
[006] Além disso, o Brasil é um dos principais produtores de sisal no mundo, já que essa planta se adapta melhor em regiões semiáridas, como a do Nordeste brasileiro; por isso ela gera renda direta e indiretamente para diversos produtores rurais. Dessa forma, o processo que gera essa fibra semelhante a algodão atribui uma nova função industrial para a celulose obtida através da fibra de sisal (Agave Sisalana).
[007] O método de produção da fibra se inicia através da extração da celulose da fibra de sisal, que por sua vez se inicia através do processamento da Agave Sisalana para obtenção da fibra. Nessa invenção também podem ser utilizados resíduos industriais de fibra de sisal, como por exemplo os utilizados para produção de tapetes, o que nesse caso dispensa o processo para se conseguir a fibra da planta Agave Sisalana.
[008] A formação da polpa da celulose utilizada nessa invenção pode estar quente ou fria, em meio ácido e/ou alcalino e alcoólico, e de preferência em um reator químico.
[009] É necessário que seja retirado o tecido parenquimatoso do sisal, para que assim o processo de obtenção de celulose possua um melhor rendimento durante a produção do processo, são utilizados moinhos, como os de martelo.
[010] Pode ser utilizado o método Kraft, que usa sulfeto de sódio (Na2S) e hidróxido de sódio (NaOH) em um processo a quente e com pressão maior que atmosférico o que mantem as fibras com maior resistência.
[011] Após o tratamento é necessário que o Ph da fibra seja neutralizado e após isso a fibra deverá ser seca.
[012] Podem ser utilizados para uma mesma extração, mas esses não se limitam a essas composições.
[013] Além da utilização de produtos químicos para a extração, há a possibilidade de usar meios mecânicos para a mesma finalidade. Alguns exemplos, porém, não limitados a estes e não necessariamente nesta ordem, são: a moagem da fibra, por moinhos de martelo ou facas, tratamento em meio aquoso a altas temperaturas e agitação vigorosa a quente ou a frio, em agitadores apropriados, com o intuito de dissolver componentes hidrofílicos e causar a separação das fibras de celulose. Podem ser inclusas juntamente nas etapas do processo químico, chamando-se então de extração químico-mecânica.
[014] Após isso, a celulose precisa ser triturada em uma alta rotatividade para causar abertura das fibras e dessa forma deixá-la com aparência semelhante a algodão.
[015] Para dar início ao processo o sisal (Agave Sisalana) será utilizado em duas formas distintas: fibra e/ou bucha picada com tamanhos que variam 0,05 cm. a 3 cm. Por isso, tanto as fibras obtidas através de resíduos industriais quanto fibras longas vindas através do processamento da planta deverão ser trituradas, essas últimas depois de serem tratadas para obtenção da fibra.
[016] Foram testadas três formas para se extrair a celulose: ácido e/ou alcalino e alcoólico.
[017] Em meio ácido, os seguintes reagentes podem ser utilizados: ácido sulfúrico (H2SO4), ácido nítrico (HNO3), ácido acético (CH3COOH) entre outros; em meio alcalino, são selecionados: hidróxido de sódio (NaOH), hidróxido de potássio (KOH), hidróxido de amônio (NH4OH), hidróxido de cálcio (Ca (OH)2), entre outros; álcoois como etanol, metanol, isopropanol, entre outros; clorito de sódio (NaClO2), bissulfato de sódio (NaHSO4), sulfeto de sódio (Na2S). Para uma etapa de branqueamento da fibra, podem ser utilizados peróxido de hidrogênio (H2O2), hipoclorito de sódio (NaClO), gás cloro e dióxido de cloro (ClO2); preferencialmente a quente.
[018] Foi preparada uma solução de 50% em água, onde foi acrescentado ½ a ¼ de sisal em forma de fibra e/ou bucha. Nessa solução será acrescentado o reagente, a qual precisam ser tratados cuidadosamente para evitar acidentes. Podem ser utilizados os reagentes citados no parágrafo anterior. Após esse procedimento a mistura deverá descansar em um recipiente sem tampa por no mínimo duas horas.
[019] Para que seja retirada o tecido parenquimatoso do sisal, para que assim o processo de obtenção de celulose possua um melhor rendimento, são utilizados moinhos, como os de martelo.
[020] Para o método Kraft é utilizado ele utiliza como reagente o ácido nítrico (HNO3) 70%, que ainda é diluído em solução de outro ácido, como ácido acético, em um processo preferencialmente a quente, de 60 a 120°C, de 10 a 20 min.
[021] Em um caso de extração em meio básico, a celulose da fibra é banhada em uma solução de hidróxido, geralmente hidróxido de sódio, de 4 a 30%, em um meio alcoólico, por exemplo o etanol, de 30 a 50%, sem ou com aquecimento, de 40 a 45°C, de 1 a 3h, com ou sem agitação.
[022] Após isso a fibra passa por uma etapa de branqueamento, com hipoclorito de sódio ou peróxido de hidrogênio de 0,5 a 3% a quente em meio alcalino.
[023] Para que o pH seja neutralizado são realizados diversos enxagues com água comum ou destilada em temperatura ambiente. Para que ela seja seca, foi utilizado um forno a 70° até que o material possuísse apenas 10% de umidade.
[024] A seguir a celulose deverá ser triturada com um aparelho de alta rotatividade que varia de tamanho de acordo com a quantidade necessária.
Claims (8)
- O Método para produção de fibra semelhante a algodão a partir de polpa de celulose de sisal é caracterizado por se referir a um novo método de utilização da celulose obtida através da fibra de sisal; a qual pode ser utilizada em qualquer área industrial que necessite da celulose em forma essencialmente seca.
- O Método para produção de fibra semelhante a algodão a partir de polpa de celulose de sisal é caracterizado por, de acordo com reivindicação 1, utilizar em duas formas distintas: fibra e/ou bucha picada com tamanhos que variam 0,05 cm. a 3 cm.
- O Método para produção de fibra semelhante a algodão a partir de polpa de celulose de sisal é caracterizado por, de acordo com reivindicação 2, três formas para se extrair a celulose: ácido e/ou alcalino e alcoólico.
- O Método para produção de fibra semelhante a algodão a partir de polpa de celulose de sisal é caracterizado por, de acordo com reivindicação 3, preparar uma solução de 50% em água, onde foi acrescentado ½ a ¼ de sisal em forma de fibra e/ou bucha.
- O Método para produção de fibra semelhante a algodão a partir de polpa de celulose de sisal é caracterizado por, de acordo com reivindicação 4, retirar o tecido parenquimatoso do sisal, para que assim o processo de obtenção de celulose possua um melhor rendimento, são utilizados moinhos, como os de martelo.
- O Método para produção de fibra semelhante a algodão a partir de polpa de celulose de sisal é caracterizado por, de acordo com reivindicação 5, a fibra passa por uma etapa de branqueamento, com hipoclorito de sódio ou peróxido de hidrogênio de 0,5 a 3% a quente em meio alcalino.
- O Método para produção de fibra semelhante a algodão a partir de polpa de celulose de sisal é caracterizado por, de acordo com reivindicação 6, realizar diversos enxagues com água comum ou destilada em temperatura ambiente e para que ela seja seca, foi utilizado um forno a 70° até que o material possuísse apenas 10% de umidade.
- O Método para produção de fibra semelhante a algodão a partir de polpa de celulose de sisal é caracterizado por, de acordo com reivindicação 7, por triturar a celulose para obtenção da fibra semelhante a algodão em qualquer aparelho de trituração de alta rotatividade para deixá-lo com a aparência de algodão.
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Free format text: EM VIRTUDE DO ARQUIVAMENTO PUBLICADO NA RPI 2737 DE 20-06-2023 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDO O ARQUIVAMENTO DO PEDIDO DE PATENTE, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013. |