RESPOSTA TÉCNICA Título Fibras Têxteis Resumo Informações sobre fibras têxteis, sua utilidade, classificação, características físico-químicas e o processo de fabricação de algumas delas. Palavras-chave Bicho da seda; fibra artificial; fibra de algodão; fibra natural; fibra sintética; fibra têxtil; fibra vegetal; seda; tecido Assunto Fabricação de artefatos têxteis não especificados Demanda O que são fibras têxteis, para que servem e como fabricá-las? Quais as principais características físico-químicas? Solução apresentada Introdução Fibras têxteis são definidas como substratos naturais ou sintéticos constituídos por filamentos ou células alongadas que podem ser usados na produção de têxteis. A fibra natural é extraída e preparada pela indústria agropecuária (por exemplo, o algodão) e a artificial é produzida pela indústria química (por exemplo, o poliéster). Classificação As fibras têxteis são classificadas em: Naturais: que são extraídas da natureza e depois beneficiadas e podem ser: De origem animal: alguns exemplos são a seda (que provém da secreção glandular da larva do bicho da seda), lã, camurça, caxemira (pêlo de cabra), angorá (pêlo de coelho), couro e outras peles de animais; De origem vegetal: a mais comum é o algodão (extraído da semente), a juta e o linho (extraídos do caule), o sisal e a palma (extraídos da folha) e a fibra coco (extraído do próprio fruto); De origem mineral: o único exemplo é o amianto, que é extraído de um mineral chamado asbesto. O tecido feito com essa fibra é usado nas roupas de bombeiros como isolante térmico e antichama. Não-naturais: produzidas, através de processos químicos, pelo homem e podem ser: Artificiais: obtida através de transformação de um polímero natural utilizando-se artifícios físico-químicos. Exemplos: fibras originadas da celulose como a viscose 1
(que é a celulose regenerada) e o cupramónio (um derivado da celulose); Sintéticas: produzidas a partir de matérias primas como o petróleo, com as quais se sintetiza o polímero que irá compor a fibra: exemplos: nylon (uma poliamida), dracon (um poliéster) e elastano (lycra). Características Físico-Químicas Hidrofilidade: nome atribuído à capacidade de absorver e reter água. Essa característica é comum de fibras naturais Hidrofobilidade: capacidade de repelir água, não absorver. Essa característica é mais comum das fibras sintéticas; Finura: refere-se à espessura da fibra. Quanto mais fina a fibra, mais agradável elas serão ao toque; Elasticidade: propriedade que algumas fibras apresentam de se deformarem ao serem submetidas a ações de forças externas e retornarem à forma inicial quando a ação externa é removida; Toque: conforto que certas fibras produzem quando estão em contato com a pele; Desgaste: comportamento das fibras frente a ação de agentes mecânicos. A viscose, por exemplo, é sensível ao calor. Histórico e usos de algumas fibras têxteis Algodão Foram encontrados na índia indícios de tecidos de algodão que remota de 3000 a.c. esses tecidos foram introduzidos na Europa pelos árabes. Usado no vestuário, em tecidos de uso doméstico e em lonas. Possui algumas aplicações técnicas como em telas para pneus, tapetes transportadores e tendas de campismo. Linho A cultura do linho iniciou-se no Egito, mas foi primeiramente usada para alimentação e só posteriormente para fabricar tecidos. Usado no vestuário de verão, na produção de cortinas e lenços e na fabricação de papel. Lã Já no período Paleolítico (2,7 milhões de anos até 10000 a.c), os homens já usavam a lã para se cobrir. Usada no vestuário de inverno, roupas de bebês, meias, mantas, feltros cobertores, tapetes e carpetes. Seda Sua produção iniciou-se na China há cerca de 4000 anos. Foi a primeira fibra que o homem tentou imitar devido ao seu delicado processo de produção. Usada para fazer roupas de luxo, lingeries, gravatas e lenços. Nylon Sintetizada pela primeira vez pelo químico Wallace Hume Carothers em 1935. Foi a primeira fibra têxtil sintética produzida. Usada na fabricação do velcro e dos tecidos usados em meias femininas, roupas íntimas, maiôs, biquínis e sungas. Elastano Foi inventado em 1959 por Joseph Shivers, da DuPont. Quando foi colocado no mercado, 2
revolucionou muitas áreas da indústria do vestuário Usado na produção de roupas de ginástica, de sungas, biquínis e maiôs, em fraldas, lingeries e meias-calça. Viscose O cientista e industrialista francês Hilaire de Chardonnet sintetizou a viscose em Échirolles em 1891. Três cientistas franceses, Charles Frederick Cross, Edward John Bevan e Clayton Beadle patentearam o processo em 1902. Usada em malhas, vestidos, blusas e trajes esportivos. Processos de fabricação de algumas fibras têxteis Algodão Beneficiamento do algodão Depois de colhido, o algodão passa por uma etapa de beneficiamento. Essa etapa é realizada antes da industrialização e consiste em separar a fibra da semente, tomando o cuidado para não prejudicar as características próprias da fibra, obtendo um algodão que atenda as exigências da indústria têxtil e de fiação. O processo se inicia com a pesagem do fardão que, posteriormente, passa por um equipamento denominado vulgarmente de Piranha ou Ricardão, que tem a função de desmanchá-lo através de eixos batedores de pinos que abrem, desempelotam e limpam parte do algodão, conduzindo-o a uma esteira que o levará à sucção de alimentação da usina. O processo de separação da fibra da semente é realizado por descaroçadores de serras circulares que são apresentados em diferentes modelos, número de serras, capacidade de trabalho e fabricantes. Seda Extração da seda A seda é uma fibra feita pela lagarta do bicho-da-seda. Existem mais de 16 espécies desse bicho, que são criadas principalmente em laboratório. Cada espécie produz um fio de cor diferente. O bicho-da-seda nasce lagarta (FIG.1). Durante seu crescimento ele é alimentado somente com folhas de amora. Ao atingir um estágio de metamorfose, a lagarta procura um local seguro para fazer a sua crisálida (ou casulo), onde se fixa com fios muito finos e começa a deteriorar o seu próprio corpo para criar o casulo de onde surgirá a mariposa. O casulo todo é feito com apenas um fio, muito longo e resistente. A lagarta nunca chega a se tornar mariposa porque se isso ocorrer ela rompe o casulo e com isso, o fio. Os casulos são colocados em uma máquina que as aquece até uma temperatura insuportável para as larvas, porém não tão alta que prejudique o casulo. Após isso são colocados em uma máquina especificamente preparada para achar o início do fio de seda e desenrolá-lo, desfazendo o casulo sem romper o fio e sem prejudicar o inseto morto dentro dele. 3
Fibras artificiais Figura 1 - Larva do bicho-da-seda e seus casulos. FONTE: TECNOCRACIA, 2007. Rotas de produção de fibras artificiais O processo de produção das fibras artificiais consiste na transformação química de matérias-primas naturais. Partindo das lâminas de celulose, o raiom acetato e o raiom viscose seguem rotas distintas. A viscose passa por um banho de soda cáustica e, em seguida, por subprocessos de moagem, sulfurização e maturação para, no final, ser extrudada e assumir a forma de filamento contínuo ou fibra cortada. O acetato passa por um banho de ácido sulfúrico, diluição em acetona, extrusão (processo de produção onde o material é forçado através de uma matriz adquirindo uma forma desejada) e, só depois, a acetona é evaporada (FIG.2). Figura 2 - Esquema representado a rota de produção do raiom acetato e do raiom viscose (fibras artificiais). FONTE: ABRAFAS, 2009. 4
Fibra sintética Rotas de produção de fibras sintéticas Essas fibras são obtidas principalmente por processos de polimerização. A polimerização consiste na união de milhares moléculas de um dado composto (o monômero), para formar um novo composto denominado polímero (uma macromolécula). O processo de produção das fibras sintéticas se inicia com a transformação da nafta petroquímica, um derivado do petróleo, em benzeno, eteno, p-xileno e propeno. O benzeno é a matéria-prima básica da poliamida 6 (náilon 6, um polímero), que, por sua vez, é obtida pela polimerização da caprolactama (único monômero), enquanto que a poliamida 6.6 consiste na polimerização de dois monômeros: hexametilenodiamina e ácido adípico, que por reação de policondensação formam o "Sal N", e em uma segunda fase a poliamida 6.6 (náilon 6.6). O poliéster cuja matéria-prima básica é o p-xileno pode ser obtido por intermédio de duas rotas de produção: a do DMT (Dimetil Tereftalato + MEG) ou a do PTA (Ácido Terefetálico Puro + MEG: Monoetilenoglicol). As fibras acrílicas e olefínicas (polipropileno), por sua vez, têm como principal insumo básico petroquímico o propeno. Pelas suas propriedades e presença de aminoácidos, as fibras acrílicas são comparadas à lã natural e ocuparam os segmentos de roupas de inverno e de tapeçaria, devido as suas semelhanças aos produtos de lã (FIG.3). Figura 3 - Esquema representado a rota de produção do náilon 6.6, náilon 6, poliéster e da fibra acrílica (fibras sintéticas). FONTE: ABRAFAS, 2009. 5
Conclusões e recomendações São diversos os tipos de fibras têxteis as quais possuem diversas aplicações que vão desde a confecção de roupas e cobertores até a confecção de lonas e tendas de campismo. O grande desafio da indústria é melhorar cada vez mais a qualidade das fibras produzidas, fazendo fibras mais resistentes e duradouras e, ao mesmo tempo procurar desenvolver processos de produção que não agridam o meio-ambiente. Outras informações sobre fibras têxteis naturais e beneficiamento sugere-se acessar o site <www.respostatecnica.org.br> e realizar a busca no Banco de Respostas, utilizando os códigos das respostas 5071 / 8844 / 10352 / 10590 para encontrar o(s) arquivo(s) disponível (is). Sugere-se o curso de Engenharia Têxtil nas instituições abaixo: CENTRO UNIVERSITÁRIO DA FEI. Disponível em: <http://www.fei.edu.br/default.htm>. Acesso em: 01 jul. 2009. FACULDADE DE AMERICANA FAM. Disponível em: <http://www.fam.br/>. Acesso em: 01 jul. 2009. UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ - UEM. Disponível em: <http://www.crg.uem.br/>. Acesso em: 01 jul. 2009. SERVIÇO NACIONAL DE APRENDIZAGEM INDUSTRIAL SENAI/CETIQT. Disponível em: <http://www.cetiqt.senai.br/>. Acesso em: 01 jul. 2009. O CETEC não tem qualquer responsabilidade quanto à idoneidade das instituições de ensino citadas, cabendo ao empreendedor optar por aquela que melhor atender às suas necessidades. Fontes consultadas ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE PRODUTORES DE FIBRAS ARTIFICIAIS E SINTÉTICAS - ABRAFAS. Disponível em: <http://www.abrafas.org.br/fibras/manufaturadas.html>. Acesso em: 27 jun. 2009. ELASTANO. Wikipédia: a enciclopédia livre. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/elastano>. Acesso em: 27 jun. 2009. EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA EMBRAPA. Cultura do algodão no cerrado. Disponível em: <http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/fonteshtml/algodao/algodaocerrado/colhei ta.htm>. Acesso em: 27 jun. 2009 FIBRA TÊXTIL. Disponível em: <http://www.bauhausnet.com.br/corpo_fibra1.htm#conceito> Acesso em: 27 jun. 2009. NÁILON. Wikipédia: a enciclopédia livre. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/náilon>. Acesso em: 27 jun. 2009. TECNOCRACIA-BICHO DA SEDA. TECNOLOGIA EM GENETICA. Disponível em: <http://tecnocracia.com.br/arquivos/bicho-da-seda-tecnologia-em-genetica>. Acesso em: 27 jun. 2009. VISCOSE. Wikipédia: a enciclopédia livre. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/viscose> Acesso em: 27 jun. 2009. 6
Elaborado por Aline Barros Felix de Sousa Nome da Instituição respondente Fundação Centro Tecnológico de Minas Gerais - CETEC Data de finalização 28 jun. 2009 7