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UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA FLORESTAL ENF 364 – QUÍMICA DA MADEIRA Produção de Celulose Rayon e Papel Celofane a partir Madeira Felipe Silva Bastos Reginaldo de Pádua Barbosa VIÇOSA, Julho de 2016 2 Conteúdo 1. Introdução ............................................................................................................................. 3 2. Objetivo ................................................................................................................................. 5 3. Material e Métodos ............................................................................................................... 5 4. Resultados e Discussão ......................................................................................................... 5 A. Produção de Celulose Rayon ................................................................................................. 5 I. Histórico da Celulose Rayon .................................................................................................. 5 II. Produção Celulose Rayon ...................................................................................................... 6 B. Papel Celofane ..................................................................................................................... 11 I. Histórico Papel Celofane ..................................................................................................... 11 II. Produção Papel Celofane .................................................................................................... 12 III. Processo de Produção da Fita celofane .......................................................................... 12 IV. Vantagens do Papel Celofane.......................................................................................... 15 5. Referências Bibliográficas ................................................................................................... 16 3 “Produção de Celulose Rayon e Papel Celofane a partir Madeira” Felipe Silva Bastos e Reginaldo de Pádua Barbosa 1. Introdução A celulose (C6H10O5)n é um polímero de cadeia longa composto de um só monômero (glicose), classificado como polissacarídeo ou carboidrato. É um dos principais constituintes das paredes celulares das plantas (cerca de 33% da massa da planta/madeira), em combinação com a lignina, com hemiceluloses e pectina e não é digerível pelo homem, constituindo uma fibra dietética. Alguns animais, particularmente os ruminantes, podem digerir celulose com a ajuda de microrganismos simbióticos. Além da madeira, que possui diferentes proporções de celulose dependendo do tipo e tratamento, a indústria têxtil usa fibras vegetais naturais, como o algodão (formado em 99,8% de celulose), a juta, o cânhamo, o rami e o linho, que também possuem grande proporção desse polissacarídeo. A polpa de celulose é obtida industrialmente a partir da madeira de árvores como o pinho, o eucalipto ou o abeto, e em menor proporção de plantas herbáceas com grande quantidade de celulose no talo, como a cana-de-açúcar, diversas gramíneas e juncos, e é usada pelas indústrias de papel e papelão ou pelas indústrias químicas, que convertem essa polpa (ou algodão) em celuloide (antigamente usado para filmes cinematográficos), explosivos, celofane, acetato de celulose, carboximetilcelulose (lubrificantes e emulsificantes) e outros. A polpa de celulose solúvel é um tipo de material com alto teor de celulose (> 92-97 %), se comparado ao teor de celulose que se encontra em polpas kraft convencionais (85 - 90%). Esta grande quantidade de celulose torna a polpa adequada para produção de têxteis, tais como rayon, filtros, etc. A polpa tem este nome pelo fato de ser dissolvida em uma solução cáustica para formar a viscose, e depois é extrudada em uma fiadeira para formar filamentos de rayon. A hemicelulose precisa ser removida pois ela pode precipitar-se através das fiadeiras, entupindo-as. As fiadeiras convertem a celulose em pequenos fios, muito parecidos com os de algodão. A polpa de celulose solúvel tem encontrado bastante mercado por conta da queda da produção de algodão, e consequentemente o aumento de preço deste tipo de fibra. O mercado global de celulose solúvel foi de aproximadamente 5,5 bilhões de dólares em 2012, com 5,8 milhões de toneladas comercializadas (Figura 1). A celulose grau viscose correspondeu a 4,3 milhões de toneladas, enquanto a alto-alfa representou 1,5 milhão. Figura 1. Mercado global de celulose solúvel 4 Como pode ser observado na Figura 1, o crescimento histórico, de 2000 a 2012, da demanda de celulose solúvel foi distinto nas diferentes cadeias consumidoras. Entre as diferenças, vale ressaltar o crescimento mais acelerado da demanda por celulose para produção de viscose e a maior volatilidade dessa demanda. Essa volatilidade pode ser observada pela diferença nos crescimentos de 2000 a 2007 e de 2008 a 2012 e é explicada pela competição direta entre as fibras de viscose e algodão na indústria têxtil. A viscose é uma fibra artificial fabricada a partir da celulose e utilizada na indústria têxtil. As fibras de viscose são a principal aplicação da celulose solúvel, com 73% do consumo desse insumo em 2011. Porém essas fibras são pouco representativas na indústria têxtil, correspondendo a aproximadamente 5% do mercado global têxtil em 2011 (Figura 2). Figura 2. Mercado global de celulose e da indústria têxtil O mercado global de fibras têxteis movimentou aproximadamente 80 milhões de toneladas em 2012/13, das quais cerca de 60% relativos a fibras sintéticas, 35% a fibras naturais e 5% a fibras artificiais. Nesse mesmo ano, o mercado global de fibras de viscose foi de 4,3 milhões de toneladas (Figura3), representando aproximadamente 11 bilhões de dólares. O mercado global de fios de viscose, por sua vez, foi de 3,95 milhões de toneladas, que representaram aproximadamente 15 bilhões de dólares em 2014. Figura 3.Mercado global de fibras de viscose 5 2. Objetivo O trabalho tem como objetivo discutir a produção e a utilização de celulose rayon e papel celofane na indústria brasileira e mundial, relacionando todas as vantagens, desvantagens e pontos significativos sobre o assunto. 3. Material e Métodos Este estudo foi conduzido baseado na literatura pertinente. Trata-se de uma revisão sistemática de relatos sobre a utilização e aplicação da celulose rayon e o papel celofane. Foi analisado indústrias de produção desses insumos, que caracterizavam as etapas de produção, os vários destinos finais, assim como as empresas que comercializam o produto físico final. Vale ressaltar a dificuldade de encontro de artigos científicos relacionados ao assunto, visto que se trata de uma cadeia produtiva vertical, e se encontram mais dados relacionados ao aspecto comercial, do que cientifico. 4. Resultados e Discussão A. Produção de Celulose Rayon I. Histórico da Celulose Rayon A rayon-viscose, ou viscose, é um produto antigo: a primeira patente para preparação de viscose foi concedida a Cross Bevan and Beadle, na Inglaterra, em 1892. A viscose também é produzida a partir de celuloses solúveis; é somente o teor de celulose da polpa solúvel que é de interesse no processo de fabricação. A rayon- viscose é usada na produção de fibras destinadas a produtos têxteis e produtos não- tecidos, etc. A rayon-viscose é, por outro lado, um produto da celulose sem quaisquer substitutos ligados à cadeia principal da produção de celulose. Estritamente definida, uma fibra de rayon é fabricado composto por celulose regenerada. O processo tradicional de fabricação de viscose é, em principio, um processo de trêsestágios, que tem uma etapa de mercerização, com elevada concentração de álcali, para transformar a celulose em celulose alcalina. Então a celulose é chamada de “celulose alcalina”.A celulose alcalina é subseqüentemente armazenada ao ar, a fim de despolimerizar a celulose para um DP desejado, essa redução é necessária por motivos de processo, pelo fato de evitar a ocasião de alta viscosidade da solução, o que pode resultar em problemas no processamento, especialmente no estágio de filtração. Na segunda etapa, a celulose alcalina degradada é misturada com dissulfeto de carbono (CS2), chamada de xantação. Posteriormente, o produto ainda no estado fibroso sofre um tratamento mecânico. Por fim, o terceiro e último estágio é o de fiação, em que, através de pequenos bicos, em que a solução e viscose é impelida para dentro de um banho ácido. Nessa etapa, a celulose é “regenerada”. O fio é torcido e processado em estágios de esticamento, lavagem, tratamento e secagem, antes de ser fornecido aos usuários 6 finais. O processo de viscose é puramente à base de água, ou seja, não se emprega alcoóis, A fibra de Rayon é um material têxtil sintético que é totalmente a recolha de celulose adquirida a partir de tomentos de algodão ou de tecido de árvores, tais como abeto. Rayon foi introduzido no ano de 1900, aproximadamente, uma vez que tem sido utilizada em vários campos da indústria têxtil. No primeiro momento, o rayon foi chamado de seda artificial, porque possui estrutura em forma de filamentos e lembra a matéria prima seda. No entanto, esta similaridade é enganadora, porque a composição química de rayon é totalmente variada a partir da composição química das fibras de seda. Existem vários tipos de fibras de rayon em uso comercial hoje, denominados de acordo com o processo pelo qual a celulose é convertida para a forma solúvel e em seguida regenerada. II. Produção Celulose Rayon Atualmente, em se tratando do processo industrial, utiliza-se o processo de viscose. Este processo remonta ao início dos anos 1900, com a maior parte do crescimento da produção ocorrida entre 1925 e 1955. No período inicial, a produção foi de filamentos, principalmente têxtil, embora o primeiro fosse produzido em 1916. Rayons de alto desempenho, tais como o reforço de pneumáticos, não apareceu até o final dos anos 1930, com o advento do hot-alongamento e adição de grandes quantidades de zinco para o banho de fiação. Invenção de modificadores, em 1947, trouxe em cabos de super pneu e marcou o início das fibras de rayon de alta performace. Na produção de rayon, celulose purificada é quimicamente convertida em um composto solúvel. Uma solução deste composto é feita com o intuito de passar, através da fieira, para formar filamentos moles que já estão convertidos ou “regenerados” em celulose quase pura. Por causa da reconversão do composto solúvel de celulose, rayon é referida como uma fibra de celulose regenerada. Rayon de viscose é feita através da conversão de celulose purificada para xantato, dissolvendo-o em soda cáustica e, em seguida, a regeneração da celulose a partir do produto à medida que emerge a partir da fieira. A celulose purificada para a produção de rayon vem geralmente de polpa de madeira especialmente processada. É por vezes referido como "dissolução de celulose" ou "dissolver celulose" para distingui-lo de polpas de qualidade mais baixos utilizadas para fabricação de papel e outros fins, dessa forma, a dissolução da celulose é caracterizada por um elevado teor polpa, isto é, é composto de moléculas de cadeia longa, relativamente livre de lignina e hemiceluloses, ou outros hidratos de carbono de cadeia curta. A maceração se caracteriza pela saturação das fibras de celulose com uma solução de soda cáustica (ou hidróxido de sódio) e deixa-se em infusão por tempo suficiente para que a solução cáustica possa penetrar a polpa de celulose e converter pouco dele em "soda de celulose", o sal de sódio de celulose. A reação química é: 7 (𝐶5𝐻10𝑂5)𝑛 + 𝑛 𝑁𝑎𝑂𝐻 → (𝐶6𝐻9𝑂4𝑁𝑎)𝑛 + 𝑛𝐻2𝑂 Isto é necessário para facilitar a oxidação controlada das cadeias de celulose e a reação subseqüente para formar xantato de celulose. Posteriormente, a “celulose alcalina” é comprimida mecanicamente para remover o excesso de solução de soda cáustica. A “celulose alcalina” é mecanicamente triturada para aumentar a área de superfície e tornar a celulose mais fácil de processar. Esta celulose triturada é muitas vezes referida como "polpa branca". A polpa é deixada em repouso em contato com o oxigênio do ar ambiente. Devido à alta alcalinidade de do produto, a celulose é parcialmente oxidada e degradada para os pesos moleculares mais baixos. Esta degradação deve ser cuidadosamente controlada para produzir comprimentos de cadeia curto o suficiente para dar viscosidades admissíveis na solução de fiação, mas ainda suficiente para conferir boas propriedades físicas para o produto de fibra final. O processo de xantação consiste na técnica de se manipular a popa, colocando-a, já adequadamente envelhecida, numa batedeira, ou outro recipiente de mistura, e trata - lá com dissulfeto de carbono gasoso (CS2). A celulose de sódio reage com o CS2 para formar grupos de éster de xantato. O dissulfeto de carbono reage também com o meio alcalino para formar impurezas inorgânicas, que dão a mistura de celulose uma cor amarelada característica - e este material é referido como "polpa amarela". Porque a acessibilidade ao CS2 é fortemente restringida nas regiões cristalinas, a polpa amarela é essencialmente um copolímero em bloco de celulose e xantato de celulose. A chamada “xantação”,ocorre conforme a seguinte reação química: (𝐶6𝐻3𝑂4𝑂𝑁𝑎)𝑛 + 𝑛 𝐶𝑆2 → (𝐶6𝐻9𝑂4𝑂 − 𝑆𝐶 − 𝑆𝑁𝑎)𝑛 Continuando o processo, a polpa amarela é dissolvida numa solução cáustica aquosa. Estas criam força para o afastamento das cadeias do xantato de celulose, reduzindo as pontes de hidrogênio entre cadeias e moléculas de água, permitindo a solubilização e separação das cadeias, levando a solução da celulose para insolubilidade. Por causa dos blocos de celulose nas regiões cristalinas, a polpa amarela não é completamente solúvel nesta fase. Uma vez que a solução de xantato de celulose (ou, mais precisamente, a suspensão) tem uma viscosidade muito elevada, que foi denominado "viscose". Posteriormente, a viscose é deixada em repouso durante um período de tempo para "amadurecer". Dois processos importantes ocorrem durante o amadurecimento: há a redistribuição e perda de grupos xantato, em que a reação reversível da xantação, permite que alguns dos grupos xantato possam reverter-se para hidroxílicos livres celulósicos e CS2. Este CS2 livre pode então reagir com outros grupos hidroxílicos em outras partes da cadeia de celulose. Desta forma, a pedido, ou cristalino, as regiões são gradualmente quebradas e solução mais completa seja alcançada. A CS2 que se perde reduz a solubilidade da celulose e facilita a regeneração da celulose depois de ter sido formado num filamento. A viscose é filtrada para remover os materiais não dissolvidos, que pode perturbar o processo de fiação 8 ou causar defeitos no filamento de rayon. As bolhas de ar aprisionadas na viscose são então removidas, antes da extrusão, o que causaria vazios, ou pontos fracos. Assim, ocorre o processo de Spinning, em que a viscose é forçada através de uma fieira, um dispositivo semelhante a uma cabeça de chuveiro com muitos buracos pequenos. Cada buraco produz uma bucha de filamentos de viscose. Como a viscose sai da fieira, que entra em contato com uma solução de ácido sulfúrico, sulfato de sódio e, geralmente íons de Zn 2+. Vários processos ocorrem neste ponto que fazem com que a celulose comece a precipitar a partir da solução. A água difunde-se para fora da viscose afim se aumentar a concentraçãono filamento, para conseguir ir além do limite de solubilidade. Os grupos xantato formam complexos com o Zn2+, que pode tirar as cadeias de celulose. O banho de fiação ácido e converte as funções xantato em grupos de ácidos instáveis, que espontaneamente perdem CS2 e regeneram os grupos hidroxílicos livres de celulose. (semelhante à reação conhecida de sais de carbonato com o ácido para formar o ácido carbônico instável, que perde CO2). O resultado é a formação de finos filamentos de celulose, ou de rayon. Essa fase do processo é conhecida como desenho, em que os filamentos de rayon são esticados, enquanto as cadeias de celulose ainda são relativamente móveis. Isso faz com que as cadeias possam se esticar ainda em largura e principalmente, ao longo do eixo da fibra. À medida que as correntes tornam-se mais paralelas, as regiõesentre cadeias formam ligações de hidrogênio, dando aos filamentos, as propriedades necessárias para o uso como fibras têxteis. O processo de desenho aplicado na fiação pode ser ajustado para produzir fibras de rayon de resistência e alongamento reduzido. Tais fibras são designadas como rayons de alta tenacidade, que têm cerca de duas vezes a força e a dois terços da extensão de rayon regular. Um grau intermédio, conhecido como rayon tenacidade forma, é também feita. Sua força e esticar características cair a meio caminho entre os de alta tenacidade e rayon regular. Por fim, é realizado o corte e o processo se ramifica para os diversos subprodutos da indústria de celulose rayon. Se o rayon é para ser utilizado como o grampo (isto é, comprimentos discretos de fibras), o grupo de filamentos (denominado "reboque") é passada através de um cortador rotativo para proporcionar uma fibra que pode ser processado em muito da mesma maneira como o algodão. O processo geral é apresentado na figura abaixo (Figura 4). Figura 4. Processo de produção Rayon. 9 Embora os processos base para produção de todos rayon serem semelhantes entre, este tecido pode ser concebido para executar uma vasta gama de funções. Vários fatores no processo fabril podem ser modificados para produzir uma variedade de modelos. Diferenças na matéria-prima, os produtos químicos de processamento, diâmetro da fibra, tratamentos pós e misturar diferentes proporções pode ser manipulado para produzir uma fibra que é personalizada para uma aplicação específica. O Rayon por se tratar e uma fibra muito versátil possui, normalmente, uma qualidade elevada de brilho, dando-lhe um aspecto de cedosidade e cor intensa, também é muito macia, fresca e muito confortável e possui boa propriedade absorvente, conforme a figura a seguir (Figura 5). Por isso, as fibras atendem a vários setores industriais, onde se destacam o setor têxtil, mobiliário, hospitalar, automotiva, entre outros mais. Figura 5. Detalhe do produto final, fibra de Rayon. As fibras de rayon são usadas na indústria de vestuário, tais como acessórios, camisas, blusas, vestidos, casacos, lingerie, lenços, forros, ternos, gravatas, chapéus e meias e roupas de banho. Também podemos citar a presença das fibras de rayon são para o preenchimento de isqueiros. No setor mobiliário, está presente colchas, lençóis, cobertores, persianas, estofados, toalhas de mesa e outros mais. Para fins industriais, tais como produtos de cirurgia médica, itens de não-tecidos, pneumáticos e alguns outros usos como fraldas, toalhas, produtos de higiene feminina As fibras Rayon têm a mesma propriedade de conforto que as fibras naturais, podem ser facilmente tingidas em várias cores. Além disso, o rayon pode replicar a sensação de textura da seda, algodão, linho e lã, o que favorece a indústria de tecidos e vestuário. Porém o rayon tem recuperação muito elástica inferior de qualquer fibra. Além disso, tem algumas outras desvantagens: não é tão forte como muitos dos tecidos mais recentes, nem é tão forte como o algodão natural ou linho. Esta fraqueza inerente é agravada quando se torna molhada ou exposição excessiva à luz. Além disso, o rayon tem uma tendência para encolher quando lavado, e, quando submetido a temperaturas elevadas, tais como passar a ferro também pode resultar em danos. O processo de viscose é um bom processo, mas o seu impacto ambiental tem de ser reduzido, particularmente no que se refere à redução de emissões de compostos de enxofre. Uma reatividade intensificada no processo de viscose poderia 10 ser uma maneira de baixar a necessidade de CS2, no processo, o que resultaria em emissões mais baixas de CS2 e SO2. Quanto à fase “industrial” devemos considerar que as fábricas de papel e celulose utilizam grandes volumes de água em seus processos produtivos, em especial nas lavagens da fase de polpação, para separação dos resíduos agregados à polpa, e na etapa de branqueamento. Além do uso intensivo da água o processo utiliza grandes quantidades de produtos químicos para degradação da lignina e branqueamento da polpa. As fibras de rayon são concebidas para uma gama de propriedades para satisfazer as exigências de uma ampla variedade de utilizações finais. Alguns dos tipos mais importantes de fibras são descritos resumidamente. Alta rayon: Estas fibras têm excepcionalmente alta densidade e são utilizadas como cabos de paraquedas e outros usos industriais. Viscose polínica: Estas fibras têm um grau muito elevado de orientação, obtida como resultado de muito elevado alongamento (até 300%) durante o processamento. Eles têm uma estrutura fibrilar única, elevada resistência a seco e ao molhado, baixo alongamento (8 a 11%), relativamente baixa retenção de água. Rayons especiais: São fibras retardadoras de chama. Esta característica é alcançada pela adesão do produto químico retardador de chama correto à viscose. Exemplos de aditivos são alquilo, arilo e fosfatos de alquilo ou arilo halogenados, fosfazenos, fosfonatos e polifosfonatos. Já os rayons ignífugos têm os aditivos distribuídos uniformemente através do interior da fibra e esta propriedade é vantajosa em relação às fibras de algodão retardantes de chama, onde o retardador de chama concentra-se na superfície da fibra. Rayons super-absorventes: Está é produzida, a fim de obter uma maior capacidade de retenção de água (embora rayon regulares retém tanto como 100% do seu peso). Essas fibras são utilizadas nos não-tecidos cirúrgicos. Essas fibras são obtidas através da inclusão de polímeros de retenção Abastecimento de água (como o poliacrilato de sódio ou de sódio carboxi metil-celulose) na viscose antes da fiação, para obter uma capacidade de retenção de água na gama de 150 a 200% do seu peso. Fibras de denier micro: Trata-se de fibras de rayon com negadores abaixo de 1,0m, estão agora a ser desenvolvido e introduzido no mercado. Estes podem ser usados para melhorar substancialmente a resistência do tecido e as propriedades absorventes. Cruz modificação secção: Modificação em forma de secção transversal de rayon de viscose para ser usado para alterar drasticamente as propriedades estéticas e técnicas das fibras. Um desses produtos é Viloft, uma fibra transversal plana vendida, principalmente na Europa, que dá um toque macio original, cortina agradável ao manusear. Outra fibra de secção transversal modificada chamada Fibra ML (multi-ramificadas) tem um formato trilobal muito bem definido. Tecidos de essas fibras têm melhorado consideravelmente a absorção, a granel, tampa e rigidez húmida todos os quais são adequados para utilização como não tecidos. Rayon Tencel: Ao contrário de raiom viscose, tencel é produzido por um processo de solvatação em linha reta. A polpa de madeira é dissolvida num óxido de 11 amina, que não conduza a uma degradação indevida das cadeias de celulose. A solução viscosa transparente é filtrada e eludida para um banho aquoso, o qual precipita da celulosecomo fibras. Este processo não envolve qualquer reação química direta e o óxido de amina diluída é purificado e reutilizado. Isto faz para um processo completamente contido totalmente compatível com todas as normas ambientais. Lyocell: Uma nova forma de fibra celulósica, lyocell, está começando a encontrar usos na indústria de não-tecidos. O lyocell é fabricado usando um processo de fiação em solvente, e é produzido por apenas duas empresas - Acordis ea Lenzing AG. Para produzir Lyocell, celulose de madeira é dissolvida diretamente em morfolina N-óxido de N-metilo a alta temperatura e pressão. A celulose precipita em forma de fibra que o solvente é diluído, e pode então ser purificado e seco. O solvente é recuperado e reutilizado. Lyocell tem todas as vantagens de rayon, e, em muitos aspectos, é superior. Ele tem uma resistência elevada em ambos os estados secos e molhados, absorvência elevada, e pode fibrilar sob certas condições. Além disso, o processo de fabricação de circuito fechado é mais ecológico do que o que utilizado para o fabrico de raiom, embora também seja mais custoso. B. Papel Celofane I. Histórico Papel Celofane Celofane é uma folha fina, transparente Produzido a partir de celulose regenerada. A sua baixa permeabilidade ao ar, óleos, graxas, bactérias, e água fazem com que seja útil para embalagens de alimentos e também para realização de testes de germinação de sementes. Celofane foi inventado pelo químico suíço Jacques E. Brandenberger Em 1900, inspirado por ver um derramamento de vinho na toalha de mesa de um restaurante, ele decidiu criar um pano que poderiam repelir líquidos, em vez de absorvê-los. Seu primeiro passo foi para pulverizar um revestimento à prova de água no tecido, e optou por tentar viscose. O tecido revestido resultante era muito duro, mas o filme claro era facilmente separado do pano de apoio, e ele abandonou sua ideia original, poisa possibilidade de o novo material tornou-se aparente. Demorou dez anos para Brandenberger aperfeiçoar seu filme, sua melhora chefe sobre trabalho anterior com tais filmes, foi de acrescentar glicerina para suavizar o material. Em 1912 ele tinha construído uma máquina para a fabricação do filme, que ele havia chamado celofane, a partir da celulose palavras e diaphane (transparente). Celofane foi patenteado naquele ano. No ano seguinte, a empresa Comptoir des Textiles Artificiels (CTA) comprou o interesse da empresa Thaon em papel celofane e estabeleceu Brandenberger em uma nova empresa, La celofane SA. O Comercio do Celofane aumentou quando empresa de doces de Whitman iniciou o uso de celofane para o acondicionamento de doces nos Estados Unidos em 1912. Eles permaneceram como maior utilizador de celofane importado da França até quase 1924, quando DuPont construiu a primeira fábrica de celofane em os EUA. Celofane viu as vendas limitadas nos EUA, pois era à prova de água, mas não era à prova de umidade. Isto significava que era inadequada para acondicionamento de produtos que exigiam impermeabilização da umidade. Dupont contratou o químico 12 William Hale Charch, que passou três anos desenvolvendo uma laca nitrocelulose que, quando aplicado a celofane, tornou à prova de umidade. Na sequência da introdução de celofane à prova de umidade, em 1927, as vendas do material triplicaram entre 1928 e 1930, e em 1938, Celofane foi responsável por 10% das vendas da Dupont e 25% de seus lucros. A película de celulose foi fabricada continuamente desde meados da década de 1930 é usado ainda hoje. , Bem como embalagens de uma variedade de artigos alimentares, existem também aplicações industriais, tais como uma base para essas fitas auto-adesivas, membrana semipermeável em um determinado tipo de bateria, como tubos de diálise, e como um agente de libertação para o fabrico de fibra de vidro e produtos de borracha. As vendas celofane têm diminuído desde a década de 1960, devido às opções de embalagens alternativas. Os efeitos poluentes de dissulfeto de carbono e outros subprodutos do processo usado para fazer viscose também podem ter contribuído para isso; No entanto, a própria celofane é 100% biodegradável, e que tem aumentado bastante sua popularidade como embalagens de alimentos. II. Produção Papel Celofane No processo de fabricação, viscose cuidadosamente curada, é canalizada para uma máquina de fundição, onde é extraída através de uma fenda em um banho de ácido no qual coagula numa película e é reconvertido em celulose. Feito isso, os rolos de filme são transportados através de uma nova série de banhos, onde é lavada e branqueada, tratadas com materiais de amaciamento, tais como glicerol, e revestidas com materiais à prova de umidade. O filme tratado é passado através de secadores e retomado em grandes rolos de moinho. Celofane transparente, resistente ao odor, graxa e impermeável a gases. Pode ser feito em várias espessuras e cores, e, mediante a aplicação de revestimentos especiais, tais como cloreto de polivinilideno e pode ser fabricado à prova de umidade e de calor-selagem. III. Processo de Produção da Fita celofane A Fita adesiva consiste de um suporte para uma substância adesiva que é afixada com a finalidade de unir materiais com uma ligação à superfície. A fita de celofane pertence a uma família de adesivos conhecidos como fitas sensíveis à pressão: enquanto que outros tipos de adesivos são ativados por calor, ou de água, fitas sensíveis à pressão, se aderem à superfície quando apenas uma ligeira pressão é aplicada. Essas fitas são comercializadas principalmente na indústria de rotulagem, e inclui produtos como fita adesiva genérica, etiquetas de embalagem e fita adesiva transparente. A primeira fita adesiva foi desenvolvida no início do século XX, devido a um problema na indústria automóvel, durante os anos 1920, quando dois tons carros eram populares, os fabricantes tiveram problemas conseguir uma linha limpa e nítida entre as duas tintas acabamentos. Enquanto algumas fitas sensíveis à pressão ainda são preparadas com borracha natural, a maioria agora é feita usando materiais principalmente sintéticos. O apoio para a fita de celofane geralmente consiste de acetato de celulose, um derivado sintético de celulose, o que vem a partir de polpa de madeira ou de algodão. A 13 celulose é tratada quimicamente com ácido acético e anidrido, e o lado que não vai receber um revestimento adesivo são tratados com um agente de libertação que permite que a fita adesiva para ser enrolada e desenrolada sem colem uns aos outros. Embora este composto varie entre os fabricantes, algumas substâncias comumente utilizadas como cloreto crômico. Antes da aplicação da substância adesiva, o lado aderente do forro pode ser preparado com um solvente de dispersões ou aquosos, tais como borracha de nitrilo ou borracha clorada. Para produzir a substância adesiva final, alguns fabricantes utilizam até 29 matérias-primas que passam por várias fases de produção. No entanto, o aderente genérico é constituído por resinas acrílicas, derivados de petróleo que são decompostos em alcoóis e ácidos antes de serem fundidos em um polímero composto. Este composto é, em seguida, misturado com diluente ou um hidrocarboneto solvente, criando uma emulsão aquosa (uma solução em que as partículas de resina são mantidas suspensas microscópicas) que é aplicada ao suporte Três operações de fabrica separadas são necessárias para produzir um único rolo de fita adesiva sensível à pressão doméstica. Em primeiro lugar, a celulose de etilo de suporte é preparada, e, em seguida, o adesivo é feito. Depois, os dois materiais são combinados e o produto final é cortado em pequenos lotes para utilização pelos consumidores individuais, inspecionados, embalados e expedidos. Primeiramente, a polpa de madeira ou de sementes de algodão é dividida em fibras de celulose, tantoatravés de britagem física e decomposição química. Em seguida, as fibras de celulose em bruto são tratadas com ácido acético e anidrido acético para se criar um novo composto, triacetato. Este material é então tratado com uma mistura de produtos químicos e de água para produzir a forma de base em acetato de celulose. Depois de ser aquecido para remover a umidade, o acetato de celulose é misturado com um material plastificante similar ao óleo, e o plástico de acetato de celulose resultante é transformado em pastilhas, ou em pastilha. Os peletes são fundidos em um líquido e espalhados sobre uma grande transportadora, plana cinto para formar folhas, do plástico, extremamente finas levaria cerca de cinco tais para igualar a espessura do papel comum. O suporte completado, ou película, é então enrolado em grandes rolos de vários milhares de jardas longos para aguardar a aplicação do adesivo. (Figura 6) Figura 6. Composição de uma camada de fita de celofane. O revestimento de libertação torna mais fácil a fita para relaxar, enquanto o iniciador ajuda a proteger o adesivo para o filme. 14 Posteriormente, os adesivos são misturados com um solvente de hidrocarboneto que catalisa a polimerização, o processo pelo qual eles se combinam para formar uma cadeia molecular complexa composta de repetir seqüências estruturais. O produto resultante pode ser utilizado sob esta forma ou redissolvida com mais solventes de revestimento, em função da sua aplicação pretendida. Em seguida, é armazenado. Em terceiro lugar, o lado não adesivo do suporte é tratado com um agente de libertação que faz com que a fita relaxe facilmente. Antes de o adesivo ser aplicado à face adesiva, o lado pode ser tratado com um iniciador para ancorar o adesivo (Figura 7). Este revestimento é aplicado pelo encaminhamento do filme sobre um grande rolo que gira em uma cuba aberta do primer. À medida que a fita se desloca sobre o rolo, aplica-se o iniciador. Uma vez que estes revestimentos de superfície foram aplicados, a fita viaja sobre tambores aquecidos onde são secas. Uma camada muito fina de adesivo sensível à pressão é doseada para o lado com primário da fita, que é então enrolada em longos fornos para secagem a alta temperatura. Figura 7. Uma vez que a película é produzida de etilo, que é enrolado em grandes rolos e carregado em uma máquina que aplica o adesivo. O aparelho utiliza uma série de rolos, bem como uma prensa de impressão. Depois de o adesivo é aplicado, a película é aquecida e seca-se e depois cortado em tiras individuais que são embalados dentro de dispensadores de plástico. Uma vez seca, a fita é enrolada em grandes rolos Jumbo onde são divididas em diferentes larguras. As faixas individuais de fita adesiva são, em seguida, enrolado em torno de um pequeno núcleo de plástico, o qual é em seguida montado no interior de um dispensador plástico cuja borda serrilhada pode ser usada para cortar comprimentos de fita. Ambos os rolos de fita e dispensadores vêm em uma variedade de tamanhos para caber diferentes necessidades dos clientes. 15 O desempenho da fita sensível à pressão depende de três fatores conhecidos na indústria de adesivo, tal como rápida aderência, coesão e adesão. Essas propriedades devem ser devidamente equilibrado para alcançar a máxima performance aderência rápida é a aderência do adesivo onde se forma uma ligação instantânea em contato com outra superfície. O adesivo deve "molhado" qualquer superfície sobre a qual ela é aplicada com apenas leve pressão do dedo. O segundo critério, a coesão, se refere à capacidade de o adesivo para permanecer ligado a um objeto, sem rachar quando levantada longe daquele objeto. fita sensível à pressão tem o melhor desempenho com uma propriedade coesiva elevada. A viscosidade da fita, ou a adesão, é normalmente medida por um teste de "casca" que examina a fita antes e depois de aplicada a uma superfície e determina assim que reage à pressão e mudanças de temperatura. IV. Vantagens do Papel Celofane O Papel Celofane é um produto biodegradável de origem vegetal. Entre as muitas vantagens que o filme de celofane oferece, destacam-se as seguintes: Permite ampla faixa de uso quanto à temperatura, não se deteriorando antes de 100 °C. Possui baixa absorção de eletricidade estática, característica de suma importância na diminuição da atração e fixação da poeira, principalmente nas embalagens de produtos alimentícios. Possui baixo coeficiente de atrito, proporcionando excelente rendimento no empacotamento. Possui dureza natural e ajustável. Permite excelente qualidade de impressão . Possui alta transparência, brilho, resistência, durabilidade e estabilidade. Facilita a laminação e a extrusão com outros filmes, permitindo a obtenção de uma barreira ao vapor da água , aumentando o tempo de prateleira do produto contido; Não é afetado por solventes orgânicos, pós ácidos e alcalinos. Sendo o Celofane de origem exclusivamente natural (celulose), este não altera as características dos produtos a serem embalados, pois é totalmente inócuo. 16 5. Referências Bibliográficas SWICO Fil. Disponível em: Acesso em 25 de Junho de 2016. HEGDE R. R.; DAHIYA A., KAMATH M. G. Rayon Fibers. April, 2014. Disponível em: Acesso em 26 de Junho de 2016. Style2designer. RAYON Fiber – Uses and Properties Disponível em: Acesso em 25 de Junho de 2016. HARDY, C.. The Rayon Fiber Process and Fiber Characteristics. Principles of Nonwovens. INDA. HARRASON, D.. Shipments of Fibers to Nonwovens .Reported for 1998, Nonwovens Industry, No.6, 1999, pp-52 Forum - How Products are Made. Disponível em: Acesso em 26 de Junho de 2016. Fiber Source – Rayon Fiber Disponível em: Acesso em 25 de Junho de 2016. Cello bag Disponível em: Acesso em 25 de Junho de 2016. Green living tips Disponível em: Acesso em 25 de Junho de 2016. 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