Fibras Biodegradáveis

Algodão colorido desenvolvido pela Empresa brasileira de Pesquisa Agrícola – EMBRAPA,  é  um tipo de semente que já nasce com cor, com isto não necessita qualquer tipo de tingimento químico, economizando assim 70% da água que seria consumida no processo convencional de acabamento da malha ou algodão.

• A crescente preocupação com a qualidade ambiental tem resultado em sérios questionamentos nos diversos setores da atividade humana. Os questionamentos e preocupações têm surgido principalmente nos setores cujo produto final pode provocar impactos diretos no equilíbrio dos ecossistemas. Dentre estes setores está a Indústria Têxtil e do Vestuário, que desde tempos muito remotos tem sido uma das atividades econômicas mais importantes, contribuindo para o progresso e evolução das civilizações. 

Esta atividade requer a canalização de grandes recursos, e para que a indústria se mantenha ativa, precisa reduzir custos, ganhar produtividade, apostar em novas tecnologias, qualidade e design. Apesar de, nem sempre estes fatores estarem associados a preservação do meio ambiente, a preocupação com questões ambientais, tem se tornado um factor relevante para o desenvolvimento sustentável e economicamente viável do processo de concepção de artigos têxteis.

• O tema deste trabalho de Investigação está relacionado com a avaliação das características e propriedades de malhas produzidas a partir de fibras têxteis biodegradáveis, em especial a fibra de Algodão 100%, Algodão Orgânico 100%, Soja 100%, Soja 50% com Algodão 50%, Bambu 100% e Cupro 100%, e possíveis aplicações deste material em produtos têxteis.

O projeto tem um carácter demonstrador da possível aplicabilidade de fibras têxteis biodegradáveis, numa escala industrial, podendo apoiar a indústria de malhas que aposta em inovação e design no desenvolvimento de produtos mais eficientes e com maior competitividade no mercado. O desenvolvimento desta pesquisa, não tem por finalidade a aplicação dos seus resultados num produto específico. A ideia é sugerir possíveis aplicações destas malhas em diversos produtos têxteis como artigos de vestuário, têxtil lar, decoração, mobiliário, têxteis técnicos, entre outros, a partir das características e propriedades de cada material.

• O cuidado com a qualidade do meio ambiente no sector têxtil tem levado as empresas a desenvolverem programas de preservação e redução de impactos ambientais. O maior enfoque tem sido dado aos materiais e às técnicas utilizadas durante o processo produtivo. Diante desta realidade a produção e processamento de artigos têxteis têm impulsionado o resgate de fibras naturais, e de fibras amigas do ambiente. Estas fibras podem ser cultivadas com técnicas da agricultura orgânica, naturalmente coloridas, ou regeneradas.

Para SOUZA (1998), “Os produtos têxteis ecológicos podem ser definidos como aqueles que empregam pelo menos uma destas iniciativas de redução de impacto ambiental, seja na produção agrícola, seja na etapa de acabamento, com o uso de alternativas como o uso de corantes naturais ou de fibras naturalmente coloridas. Entretanto, foi apenas no final dessa década que a visão integrada dos diferentes segmentos da indústria têxtil deu origem aos têxteis orgânicos, que são produzidos considerando o impacto ambiental tanto da produção da matéria-prima como do processamento industrial”.

• O algodão é uma  uma fibra natural, de origem vegetal, e, por não apresentar grandes exigências em relação ao clima ou ao solo, pode ser produzido em praticamente todos os continentes. No entanto, é uma planta de cultura delicada e muito sujeita a pragas, sendo grande consumidora de herbicidas e fungicidas.

 O Algodão é usado como fibra têxtil há mais de 7000 anos, podendo dizer-se que está ligado à origem mais remota do vestuário e á evolução dos artigos têxteis. As fibras do algodão se desenvolvem a partir da epiderme da planta do algodoeiro, designada por “gossypium”. É a mais conhecida e econômica das fibras naturais.

• Segundo OLIVEIRA (1995), “Atualmente, o algodão responde por aproximadamente 80% das fibras utilizadas nas fiações brasileiras: na tecelagem, 65% dos tecidos são produzidos a partir de fios de algodão, enquanto na Europa gira em torno de 50%. Cabe destacar que estes percentuais, que são bastante elevados, têm apresentado um ligeiro decréscimo nos últimos anos, face ao aumento da participação das fibras artificiais e sintéticas na produção de tecidos".

As principais vantagens comparativas do algodão em relação às fibras artificiais e sintéticas decorrem principalmente do conforto referente ao toque agradável e frescura, absorção de água, resistência ao uso, e também dos aspectos ecológicos, por ser biodegradável. Porém, o cultivo de algodão implica em enormes perdas para o ar, água e solo do nosso planeta, afetando significativamente a saúde dos habitantes das áreas onde ele é plantado. Ainda, é muito poluente a etapa de acabamento, devido às substâncias tóxicas empregadas para alvejar e tingir produtos têxteis.

Adoção do algodão: 

• A adoção do algodão orgânico por grandes retalhistas tem aumentado cada vez mais, seja através de artigos 100% produzida a partir deste material, ou pela mistura com fibras convencionais. Para que o algodão seja considerado orgânico é necessário que seja certificado.

A certificação é um instrumento que garante que o algodão orgânico foi cultivado dentro de um conjunto mínimo de normas. Para que o produto final seja considerado como orgânico, é preciso que seja inspecionada e certificada como orgânica em todas a cadeia de produção. Isso significa que além das condições de cultivo obedecerem práticas orgânicas, as etapas seguintes, como o beneficamente, fiação e tecelagem, também devem ser certificadas como orgânicas.

• Na Europa, para ser certificado como ecológico por um dos numerosos rótulos independentes existentes (como o Imo e o BioRe na Suíça e o Skal na Holanda) e segundo as normas definidas pela Comunidade Europeia, o algodão deve provir de uma cultura que não utilize adubos nem pesticidas. Ao contrário do algodão tradicional, que consome 25% do volume anual de pesticidas.

Segundo artigo publicado pelo Jornal Têxtil, “Por cada T-shirt fabricada a partir de algodão 100% orgânico são poupados vários quilos de fertilizantes e outros produtos químicos. Mudar do algodão industrialmente produzido para o algodão orgânico constitui assim um passo positivo, mas que não resolve completamente os problemas ecológicos, pois mesmo este tipo de algodão consome uma grande quantidade de água, além de esgotar consideravelmente os recursos do solo”.

• Primeiramente, as preocupações com o impacto ambiental da produção de têxteis de algodão focalizavam somente a etapa de acabamento dos tecidos. Porém, a partir da década de 60, integrantes de movimentos ambientalistas começaram a motivar a produção e o uso de artigos têxteis fabricados com algodão cru, não alvejados. Foi em 1980 que começa a preocupação com a matéria-prima, através da realização das primeiras iniciativas e pesquisas de produção orgânica do algodão. A partir de 1990 surgem os primeiros artigos têxteis no vestuário produzidos dentro do conceito de moda ecológica.

Atualmente, a produção mundial de algodão biológico está concentrada nos EUA e na Turquia, que representam 60% da produção anual (em média 6 mil toneladas).

A soja:

• A fibra de soja é uma fibra proteica regenerada a partir da semente de soja. Assim, não deve ser considerada uma fibra de origem vegetal natural mas sim artificial. A fibra de soja apresenta um toque e um brilho muito próximos da seda, assim como boas propriedades de alongamento e de gestão da umidade.

A fibra da proteína da soja é um avanço nos têxteis. É feita do bolo da soja após olear, pelas novas tecnologias da bioengenharia. Primeiramente, a proteína esférica é destilada do bolo da soja e refinada.

• Depois, sob o funcionamento do agente auxiliar e da enzima biológica, a estrutura do espaço da proteína esférica muda, e então o líquido giratório da proteína é confeccionado adicionando polímeros elevados, e então, depois que o líquido é cozinhado, a fibra é estabilizada, e finalmente é cortada por pequenos grampos após ondular e tomar forma.

A fibra da proteína da soja é elogiada como a fibra da saúde, a fibra confortável e a fibra verde do novo século. A proteína da soja, é maciça na quantidade e baratos no preço. Usá-la não causará o desenvolvimento predatório nos recursos, é útil à recuperação e ao re-desenvolvimento dos recursos.

A fibra de soja foi descoberta na China, em 1999, por Li Guanqi. Li Guanqi, desde criança costumava alimentar os porcos com subprodutos de soja colhida pela sua família. Passados 50 anos, Li deu aos restos de soja um uso completamente diferente e inovador, utilizou os restos de soja para produzir roupa interior. Atualmente, milhares de chineses estão a fabricar roupa interior macia e sedosa, fabricada com uma fibra de soja que Li Guanqi inventou. O tecido obtido através da soja, elegido como mais barato e mais ecológico que a caxemira, já chegou a muitas partes do mundo.

“A China já é um dos maiores fabricantes de têxteis do mundo, com um quarto do mercado mundial da exportação. Ao mesmo tempo, o envolvimento da China no comércio de têxteis orgânicos deverá fazer baixar os preços destes produtos especiais a nível global e ajudar a torná-los um produto de consumo corrente”, segundo artigo publicado no Jornal de Notícias de 27 de Dezembro de 2004.

A produção da fibra da proteína da soja evita a poluição ao ambiente, porque o acessório e o agente auxiliar usado não são venenosos, ainda, o resíduo da proteína extraída pode ser usada como a alimentação. A fibra da proteína da soja tem não somente as qualidades das fibras naturais mas também as propriedades físicas das fibras sintéticas. A fibra da proteína da soja é confortável e de cuidado fácil.

• É um potencial material na indústria têxtil para artigos destinadas à classe média e elevada. Porém, as diferenças de preço podem mesmo diminuir ao ponto que estes produtos deixarem de constituir um nicho de mercado e passarem a se tornar um produto usual.

Em finais de 2004, foi patenteado e publicado por três chineses, Fengqin Deng, Xinwu Li, Yuxian Huang, representantes da JIAXIN TEXTILE CO, LTDA, uma inovação referente a fibra de soja. Esta inovação trata-se da mistura da fibra de soja com fio colorido e ainda com outros materiais têxteis, patentearam ainda o método de fabrico. Este fio colorido é fabricado com fibra da proteína de soja combinado e tecido com outro materiais, como algodão, lã, seda, viscose, e outros. A vantagem desta inovação esta na elevada uniformidade da cor, na simples preparação do processo e na primorosa aparência estética. de soja é macio, liso, e com luminosidade. Possuem aparência luxuosa, como o lustre brilhante da seda, com perfeito drapejar elegante. Cor boa e forte: a cor original da fibra da proteína de soja é marfim como a cor da seda tussah. Seu anti-ultravioleta é superior à fibra do algodão, muito mais superior que a viscose e a seda.

O conceito defendido pelo projeto foi o de criar um espaço que garantisse o menor impacto ambiental possível. Para tanto, tal espaço se utiliza de técnicas de reaproveitamento de água e resíduos. Além de, também, utilizar materiais de demolição e outros biodegradáveis como pastilhas de fibras de coco.

A soja/Algodão:

• As propriedades exclusivas e excelentes da fibra da proteína de soja são emergentes não somente na sua própria aplicação, mas também na exploração da sua capacidade para ser utilizada como componente de uma mistura, melhorando as propriedades de outros tecidos.

Os tecidos de soja misturado com algodão quando comparados com tecidos 100% algodão apresentam um toque mais macio, absorve melhor a umidade e a ventilação, resiste melhor às bactérias, e possui mais conforto.

O Bambu:

• A fibra de Bambu  é um tipo da fibra regenerada da celulose, obtida a partir da polpa de bambu, à semelhança da viscose, e ao contrário das fibras naturais vegetais obtidas da semente (algodão) ou do caule (linho e cânhamo). É obtida a partir de uma planta cuja renovação é quase imediata para o bem da natureza. É uma fibra eco-amigável obtida sem nenhum aditivo químico. A invenção da fibra de bambu é a contribuição da humanidade à proteção de minerais raros naturais, à proteção dos recursos, ao cuidado do ambiente e à consideração do contrapeso global.

A fibra de bambu tem funções particulares e naturais anti-bacterianas. Esta função é validada pela associação da inspeção de têxteis do Japão sendo que, após cinquenta lavagens, o tecido da fibra de bambu ainda mantém esta funcionalidade.

• As propriedades do Bambu são impressionantes. Renováveis e 100% biodegradável, é um bactericida natural, bacteriostático, inibidor de odores, hipoalergênico, muito absorvente e de secagem rápida. Também é extremamente macio, com toque de seda, o que faz com que seja um tecido muito confortável.

A fibra de bambu é mais macia do que o algodão, tem um brilho natural à superfície e sente-o similar à seda ou à caxemira. Ao contrário de outras telas anti-microbial, que requerem um tratamento químico, a roupa da fibra de bambu é naturalmente anti-microbial e não requer nenhum produto químico prejudicial.

• Contem um agente, "o kun de bambu", que impede que as bactérias cultivem nele. O bambu natural existe em todo o mundo e cresce rapidamente, leva aproximadamente 4 anos para alcançar a maturidade, comparados aos 25 a 70 anos para espécies típicas comerciais da árvore nos E.U.A. Embora a maioria de povos estão geralmente familiarizados com esta planta bonita e graciosa, a maioria das pessoas desconhece que há mais de 1000 usos documentados do bambu.

Cupro:

• O nome desta fibra é Cupramônio, porém é chamado com o nome abreviado. O Cupro é uma fibra artificial de origem celulósica, que é produzido partindo de uma celulose regenerada do algodão ou pasta de madeira. É uma fibra biodegradável.

Os tecidos em Cupro são especialmente confortáveis, já que estão associados às propriedades típicas das fibras vegetais e das fibras artificiais: transpiração, maciez, absorção e também o brilho, o aspecto e o tacto da seda. A boa solidez das cores permite ter tonalidades brilhantes e vivas.

Métodos Experimentais: 

• Inicialmente ocorreu o desenvolvimento de amostras de malhas das fibras ecológicas citadas anteriormente, produzidas em tecnologia de ponta, para avaliar as propriedades referentes as propriedades dimensionais das malhas, permeabilidade ao ar das malhas, resistência à tração das malhas e pilling das malhas.

Para o desenvolvimento das amostras em malha, foi utilizada a tecnologia de malha de trama Stoll, disponível na Unidade de Prototipagem de Materiais Fibrosos da Universidade do Minho. No programa do Sistema Cad que acompanha a máquina foi desenvolvido o debuxo com estrutura Jersey para todos os tipos de matérias-primas. Todas as malhas foram produzidas na máquina para a mesma afinação do comprimento de laçada (Np = 9,2). Todos os ensaios foram realizados segundo normas específicas.

• Na realização de todos os tipos de ensaios para avaliar as propriedades dos materiais foram utilizados tecnologias disponíveis na Universidade do Minho. Dentre estas tecnologias podem salientar-se o Dinamômetro utilizado para medir a resistência à tração nas malhas, o Permeabilímetro, utilizado para medir a permeabilidade ao ar nas malhas, e o Pilling Box, instrumento utilizado para medir o grau de pilling nas malhas.

Ensaios das Propriedades Dimensionais das Malhas: O comprimento do fio na célula estrutural do ponto (lu) e o estado de relaxação em que a malha se encontra são fundamentais para as propriedades dimensionais das malhas de trama. Para medir estas propriedades foi necessário retirar o fio das amostras de malhas por desfiamento. Estes fios são medidos num dispositivo apropriado, e seguidamente pesados em balança de precisão, de acordo com a normalização ASTM: D 1059 – 76.

• A massa (peso) de um “tecido” pode ser designada em termos de massa por unidade de superfície ou em termos de massa por unidade de comprimento. Onde é necessário pesar uma área conhecida e dividir o peso pela área. Para isso, torna-se necessário considerar a amostragem, o corte, a precisão da pesagem e da medição bem como o teor de umidade do provete. Estes ensaios foram efetuados de acordo com a norma NP 1701.

Permeabilidade ao Ar das Malhas: “Devido ao modo como os fios e os “tecidos” são constituídos, uma grande proporção do volume total ocupado pelo “tecido” é efetivamente ar. A distribuição dos espaços ou bolsas de ar influenciam um elevado número de propriedades dos “tecidos” tais como o isolamento térmico e a proteção contra o vento e a chuva em vestuário, bem como a eficiência de filtragem em “tecidos” industriais. Um exemplo deste último aspecto pode ser observado com o saco dos aspiradores domésticos, cujo “tecido” deve permitir que o ar passe ao mesmo tempo que deve evitar a passagem de poeiras e sujidades” (ARAÚJO, 1987).

• Este teste foi realizado obedecendo à Norma NP EN ISSO 92371997. O aparelho utilizado para a realização dos ensaios foi o Permeabilímetro. A Permeabilidade ao Ar foi medida de fora para dentro do provete. As unidades de medidas são l/m2/s. Para cada tipo de matéria-prima foram realizados 10 ensaios.

Resistência à Tração das Malhas: A resistência à tração depende primeiramente da carga à rotura de um tecido quer no sentido das colunas, quer no sentido das fileiras. Foram realizados 5 ensaios no sentido das colunas e no sentido das fileiras em cada tipo de fibra. Cada amostra foi devidamente numerada e classificada. Para a realização das amostras foi desenvolvido um molde obedecendo às medidas da Norma Portuguesa NP EN ISSO 13934-2 Têxteis – Propriedade de Tração dos Tecidos, Parte 2: Determinação da força máxima pelo método grab (ISSO 13934-2:1999). O método utilizado para a medição de resistência à tração foi o método grab. Neste método parte da largura da amostra é fixado nas maxilas.

• Os aspectos de maior importância que foram inseridos no programa para a obtenção dos ensaios e resultados são: a distância entre as maxilas ou o comprimento efetivo da amostra a ensaiar, a velocidade do ensaio e a pré-tensão. Para estes aspectos atribuiu-se valores iguais a todas as amostras, estes valores são: Distância entre as maxilas ou o comprimento efetivo da amostra a ensaiar = 75 mm;

Velocidade do ensaio = 50 mm/min; Pré-tensão = 5 N.  Pilling das Malhas: O defeito na superfície do “tecido” caracterizado pelo aparecimento de borbotos (pills) ou pequenas bolas de fibras emaranhadas, ancoradas à superfície do “tecido” e dando ao “tecido” uma má aparência, é chamado de “Pilling. Os borbotos são formados quando utilizados e lavados por emaranhamento de fibras livres que aparecem na superfície do “tecido”. Estas fibras livres aglomeram-se quando friccionadas e formam assim pequenas esferas ligadas ao “tecido” por algumas fibras que não se libertaram ou que partiram.

• Segundo Araújo (1987, p. 1456), “Os borbotos forma-se devido à migração de fibras dos fios constituintes do “tecido”, pelo que a redução ou prevenção da formação de borbotos pode ser afetada reduzindo esta tendência migratória. Os métodos utilizados incluem a utilização de fios com um coeficiente de torção mais elevado, a perchagem ou cardação da superfície do “tecido” e ainda particularmente tratamentos químicos. Qualquer que seja o método de prevenção da formação de borbotos utilizado, o “tecido” não pode perder outras qualidades, tais como o toque”.

Para medir a formação de borbotos em “tecidos”, existe uma grande variedade de instrumentos e métodos. Este ensaio foi realizado com a utilização do aparelho Pilling Box. Foram testados 4 amostras de cada matéria-prima, segundo a norma ASTM: D 1375-72.

• O “pilling” de um provete pode ser avaliado numericamente, após a fricção debaixo de condições controladas, contando o número de borbotos formados, ou alternativamente, a aparência do provete ensaiado é comparada com padrões e classificada. Cada amostra é comparada com fotografias classificadas por grau 1 à 5, para malha Jersey, sendo o maior valor (grau 5) com menos formação de borbotos.

Resultados:

• Permeabilidade ao Ar das Malhas: A Permeabilidade ao Ar nas malhas analisadas é maior na malha de Bambu e menor na malha de Algodão Orgânico. A passagem de ar é referente ao espaço das fibras e o espaço das malhas a ser analisado.
• Resistência à Tração das Malhas: Segundo os resultados obtidos nos ensaios, a malha que possui maior resistência à tração no sentido das colunas é a malha de Soja, e a de menor resistência é a malha de Algodão Orgânico. Segundo os resultados obtidos nos ensaios, a malha que possui maior resistência à tração no sentido das fileiras é a malha da mistura de Soja/CO, e a de menor resistência é a malha de Algodão Orgânico.
• Pilling das Malhas: O grau de Pilling nas malhas analisadas é maior na malha de Bambu (Grau 1), e menor na malha de Algodão (Grau 4).

Conclusões:

• Em relação às conclusões técnicas, pode afirmar-se que dentre as características e propriedades das malhas analisadas, a malha produzida com a fibra de Soja 100%, e a malha produzida com a mistura de fibra de Bambu possui maior permeabilidade ao ar, sendo a passagem de ar referente ao espaço das fibras e ao espaço das malhas a ser analisado. Todos os materiais analisados têm características próprias e adaptáveis ao uso em determinados artigos têxteis. Todos os resultados obtidos estão dentro dos padrões aceites para a indústria têxtil.

A maior parte dos consumidores que se preocupam com o ambiente, também têm especial atenção à qualidade dos produtos, e as fibras biodegradáveis aqui investigadas oferecem a oportunidade de promover a diferenciação nos mercados, em particular entre as empresas que possuem uma forte imagem de marca.

• Os dados recolhidos na investigação teórica e os resultados dos testes/ensaios nas malhas dão-nos a oportunidade de sugerir possíveis aplicações em diferentes áreas da indústria têxtil. Facilitando assim a escolha do material a ser utilizado quando da concepção de um determinado artigo têxtil que tenha como valor acrescentado o design sustentável.

As necessidades do homem moderno podem ser aliadas ao uso de artigos têxteis menos agressores ao meio ambiente, e que produtos ecológicos, mais do que um conceito ou produto de marketing, é um importante agente de cidadania.

Eles (os tapetes de sisal) são considerados produtos sustentáveis, pois sua

fabricação é feita totalmente com fibras naturais, além de s

erem biodegradáveis e não poluentes.