A presente invenção se refere à produção de um compósito a partir de uma carga de papel-moeda triturado.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Atualmente, milhões de toneladas de papel moeda triturado considerado inútil para o reaproveitamento são descartados de forma inadequada em todo o mundo. Isso, devido ao fato do papel moeda, por ser um material composto particularmente de fibras de linho e algodão ou de polímeros e tratado de forma a ser resistente as mais diversas intempéries, ser um material de difícil reciclagem e reaproveitamento.

Diversas soluções para o reaproveitamento ou descarte desse material tais como incineração para geração de energia, reciclagem desse papel para cartas e envelopes, uso desse material como adubo para plantações e mesmo aterramento, já foram propostos. Entretanto, o uso de papel moeda para incineração possui o inconveniente de lançar resíduos tóxicos ao meio ambiente (particularmente pela emissão de metais pesados provenientes do tratamento superficial nesse material) . Da mesma forma, o uso desse material como adubo possui os inconvenientes de lançar resíduos tóxicos no solo em que é inserido, bem como o inconveniente de ser um material de difícil decomposição, devido aos mesmos tratamentos ao qual é exposto. Ainda, a utilização desse material para a produção de papel reciclado não foi bem sucedida em escala industrial . Isso devido ao fato do papel moeda ser um material de difícil processamento e tornando necessária a remoção dos componentes de tratamento superficial do mesmo, aumentando o custo de produção do produto final e ocasionando um produto de alto custo em relação ao mercado. Finalmente, o aterramento, possui os mesmos inconvenientes de riscos de contaminação do solo, além de não conseguir gerar uma solução comercial para o problema do reaproveitamento dessas matérias primas.

O estado da técnica revela a patente PI9605508, que propõe um método de realizar a liberação dos componentes responsáveis pela impermeabilidade do papel moeda através de um processo que ocorre a altas temperaturas e que utiliza de álcalis e produtos químicos específicos para a quebra desses componentes. Entretanto, esse processo visa a solução do problema da utilização do papel moeda unicamente para indústria de produção de papel reciclado e unicamente para papéis-moeda que possuem formol-melanina como agente de impermeabilização. Adicionalmente, PI9605508 não resolve o problema do papel moeda feito de polímero, atualmente utilizado em diversos países, bem como acaba por gerar um aumento no custo de qualquer produto final que necessite desse tratamento e gera um resíduo tóxico como subproduto.

Dessa forma, conforme pode ser visto, nenhuma dessas soluções propõe uma solução comercial e ecológica que consiga, em larga escala, solucionar o problema da eliminação dos depósitos de papel moeda descartados.

Em campos correlatos aos de reciclagem de resíduos de difícil processamento, podem-se encontrar algumas soluções que utilizam da produção de compósitos como médium density fibreboard (MDF) e High density fibreboards (HDF) . US8034271 propõe a produção de compósitos a partir de lixo. US4354879 propõe a produção de compósitos produzidos a partir de fibras de lúpulo que geralmente seriam descartadas. Entretanto, ambos esses materiais são considerados materiais sem tratamento prévio para dificultar seu processamento, bem como esses materiais são bastante distintos do papel moeda. Assim, a presente invenção visa solucionar o problema do reaproveitamento de papéis-moedas descartados através da produção de um produto que possa ser produzido de forma económica, ecológica e em larga escala e que ao mesmo tempo consiga contornar os inconvenientes inerentes do processamento de papel moeda, como impermeabilidade e alta resistência mecânica.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

A presente invenção soluciona esses problemas através de um processo para produção de um compósito a partir de papel moeda triturado em que o processo compreende a secagem e mistura de uma carga de papel moeda triturado, adição de, para 100 partes em peso da dita carga, 20 a 50 partes de resina e 20 a 40 partes de solução catalisadora e aquecimento e prensagem da mistura resultante por tempo suficiente para a produção de um compósito .

Adicionalmente, em uma realização preferida, a presente invenção apresenta um processo para produção de um compósito a partir de papel moeda triturado em que o processo compreende a secagem e mistura de uma carga de papel moeda triturado, adição de, para 100 partes em peso da dita carga, 20 a 50 partes de resina, 20 a 40 partes de solução catalisadora, 7 a 15 partes de material de liga e aquecimento e prensagem da mistura resultante por tempo suficiente para a produção de um compósito.

A presente invenção adicionalmente fornece compósitos produzidos pelos processos ora revelados.

O presente processo inova ao conseguir não somente construir um compósito resistente a partir de uma matéria prima de difícil interação com a resina e catalisador, mas por adicionalmente conseguir utilizar um papel moeda sem nenhum tratamento quanto à sua impermeabilidade como matéria prima para o compósito, dessa forma, obtendo um processo económico do ponto de vista ecológico e industrial. A viabilização dos presentes compósitos se dá a partir da utilização de uma proporção superior de resina em comparação ao comumente utilizado na técnica promovendo assim o aumento da interação entre o conjunto resina, catalisador e matéria prima.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

No contexto do presente pedido de patente deve- se entender "compósito" como um material que compreende dois ou mais constituintes, geralmente com características físicas e químicas distintas e que permanecem separados na estrutura macroscópica final.

No contexto do presente pedido de patente deve- se entender "papel moeda" como um material fibroso que pode consistir principalmente de fibras de algodão, linho, polímeros ou uma mistura dos mesmos e que seja posteriormente tratado a fim de resistir principalmente, mas não unicamente, à umidade, rasgos e decomposição de tal forma que possa ser usado como moeda de troca. A composição específica do papel moeda pode variar de jurisdição a jurisdição e deve-se entender que o que caracteriza a principal semelhança, e maior inconveniente de processamento, destes materiais é seu tratamento para resistência aos fatores acima citados. Adicionalmente, deve-se notar que grande parte das composições de papel moeda são mantidas em sigilo pelas casas da moeda de cada jurisdição e assim não é possível caracterizar quantitativamente uma composição específica dessa matéria prima .

No contexto do presente pedido de patente deve- se entender "carga de papel moeda triturado" como uma quantidade de papel moeda triturado de mesma composição (homogenia/somente uma classe de notas de papel moeda) ou uma quantidade de papel moeda triturado de composições diferentes (heterogenia/diversas classes distintas de notas de papel moeda) a fim de ser adicionada ao processo de produção de chapas de fibras prensadas. O papel triturado pode ser entendido como a fragmentação do papel moeda em unidades substancialmente menores.

No contexto do presente pedido de patente deve- se entender "resina" como qualquer classe de produtos orgânicos sólidos ou semi-sólidos de origem natural ou sintética e sem um ponto de fusão definido, geralmente sendo de alto peso molecular e de polímeros.

No contexto do presente pedido de patente deve- se entender "solução catalisadora" como uma solução, preferencialmente em água, em quantidade suficiente de catalisador para que se consiga promover o processo de reticulação na resina.

No contexto do presente pedido de patente deve- se entender "secagem de uma carga de papel moeda" como qualquer processo que permita que um excesso de umidade seja removido da matéria prima anteriormente ao início do processo.

A presente invenção apresenta um processo para produção de um compósito a partir de papel moeda triturado em que o processo compreende a secagem e mistura de uma carga de papel moeda triturado, adição de, para 100 partes em peso da dita carga, 20 a 50 partes de resina e 20 a 40 partes de solução catalisadora e aquecimento e prensagem da mistura resultante por tempo suficiente para a produção de um compósito.

Adicionalmente, em uma realização preferida a presente invenção apresenta um processo para produção de um compósito a partir de papel moeda triturado em que o processo compreende a secagem e mistura de uma carga de papel moeda triturado, adição de, para 100 partes em peso da dita carga, 20 a 50 partes de resina, 20 a 40 partes de solução catalisadora, 7 a 15 partes de material de liga e aquecimento e prensagem da mistura resultante por tempo suficiente para a produção de um compósito.

Em uma realização preferida, são adicionados, para 100 partes em peso da dita carga, 30 a 50 partes de resina e 20 a 30 partes de solução catalisadora. Em uma realização mais preferida, são adicionados, para 100 partes em peso da dita carga, 30 a 40 partes de resina e 20 a 30 partes de solução catalisadora

Em uma realização preferida a dita resina é uma resina que consiste de uma resina de Policondensado de Uréia-Formaldeido e a dita solução catalisadora compreende Sulfato de Amónia. As resinas que podem ser utilizadas no processo são resinas epóxis, resinas acrílicas, resinas poliéster, policondensado de uréia formoldeida com sulfato de amónia, colamite, cola adesiva branca (cola de carpinteiro) , resinas epóxis, resinas acrílicas, resinas poliéster, resinas fenólicas, entre outras. A solução catalisadora é uma solução contendo preferencialmente, em peso, 80% de água e 20% de catalisador. 0 catalisador sendo preferencialmente Sulfato de Amónia quando a resina for uma resina de Uréia Formaldeido. A solução catalisadora, devido a sua alta composição de água, permite que a resina possa ser aplicada através de um revolver de pintura.

Em uma realização preferida as partículas são trituradas a 15 a 10 mm de comprimento de 3 a 1,5 mm de largura e de 0,06 a 0,15 mm de espessura. Essa faixa específica de trituração é devida ao que é comumente disponibilizado pela casa da moeda brasileira. Entretanto, diversas faixas distintas de trituração podem ser utilizadas para a produção do produto final ora ensinado. Um técnico no assunto pode adaptar os ensinamentos ora descritos para produzir chapas de fibras prensadas a partir de cargas de papel moeda triturado em proporções diferentes, entretanto, acredita-se que somente em face de proporções de resina superiores as comumente utilizadas na técnica e dentro das proporções ora apresentadas é que se conseguirá alcançar produtos com propriedades finais adequadas .

Em uma realização preferida o compósito final pode adicionalmente ser adicionado de aditivos específicos para conferir propriedades vantajosas a chapa. Tais aditivos podem ser entre aditivos termoformadores , retardatários de fogo, anti-bactericidas, odoríficos, entre outros. Variações desses aditivos podem facilmente ser realizadas por um técnico no assunto e diversos outros aditivos podem ser utilizados para conferir propriedades particulares ao compósito.

Em uma realização preferida os materiais de liga são preferencialmente farinha de trigo, pó de serragem ou papel moeda que é triturado até poder ser denominado como pó ou uma mistura dos mesmos. A finalidade do material de liga é a de melhorar a ligação interna das partículas, bem como melhorar a compactação das partículas.

Os compósitos podem atingir diversas densidades específicas distintas e preferencialmente podem possuir densidade média (0,70 g/cm ³ - 0,90 g/cm ³ ) ou densidade alta (0,95 g/cm ³ - 1,05 g/cm ³ ) . O aumento na densidade do compósito prensado, acompanhado de aumento no teor da resina, contribui para o aumento significativo dos valores de propriedades mecânicas (Modulo de ruptura / Modulo de Elasticidade / Ligação interna) e redução no inchamento de espessura e de absorção de água.

Em uma realização preferida, o dito aquecimento é entre 120 a 180 °C (preferencialmente entre 140 e 160 °C) , a dita prensagem é entre 50 a 250 kgf/cm ² (preferencialmente entre 180 e 220 kgf/cm ² ) e o dito tempo de prensagem é entre 2 a 15 minutos (preferencialmente entre 2 a 6 minutos) .

Os compósitos prensados de média ou alta densidade podem ser utilizados em diferentes finalidades, entre elas: móveis (mesas, cadeiras, armários, escrivaninhas, etc), peças de arte, peças de desenho, painéis acústicos, forros para tetos, painéis para divisórias, portas, objetos de decoração, displays, painéis publicitários, cenários, cenografias, tapumes.

O produto final, pelo fato de sua composição principal ser de fibras de algodão, linho ou polímeros e estar substancialmente todo impresso/tratado, apresenta impermeabilidade, assim, não se expandindo como o MDF na presença de água. Testes recentes no produto final mostram que o produto final, mesmo após 120 dias submerso em água encontra-se ainda sem penetração de água. Adicionalmente, quando parafusado ou pregado, percebe-se que a resistência é maior que a do MDF.

A presente invenção adicionalmente fornece compósitos produzidos pelos processos ora revelados, ou seja, compósitos que compreendem preferencialmente, para 100 partes em peso de uma carga de papel moeda triturado, 20 a 50 partes de resina, 20 a 40 partes de solução catalisadora e opcionalmente 7 a 15 partes de material de liga.

EXEMPLO

Uma carga de papel moeda triturado seca deve ser depositada em um misturador de cola tipo Tambor Rotatório formando um colchão de deposição aleatória das partículas em caixa formadora de 35 x 35 cm. Enquanto as partículas secas são misturadas no tambor rotatório, resina de Policondensado de Uréia-Formaldeido previamente diluída e misturada com uma solução catalisadora contendo Sulfato de Amónia deve ser aplicada através de um orifício pelo processo de asperação, com um revolver de pintura, ligado a um compressor.

Os compósitos devem ser prensados a temperatura de 120 a 180 °C, pressão específica de 50 a 250 kgf/cm ² (as partículas de papel a base de fibras de algodão requerem de maior compactação em comparação as partículas de madeira para poder aumentar suas propriedades mecânicas) e tempo de prensagem de 2 a 15 minutos (dependendo da espessura do painel que varia de 4 / 6 / 10 / 12 /15 /18 /22/ 25 mm) .

A densidade média dos compósitos pode ser de 70 g/cm ³ para painéis de média densidade (MDP) e densidade média dos Painéis de 95 g/cm ³ para painéis de alta densidade (HDP) .

A máquina utilizada para realizar a prensagem e aquecimento pode ser uma prensa do tipo pratos quentes, que é uma prensa que além de exercer uma pressão entre 50 a 250 Kg/cm ² (compactação) , trabalha com suas superfícies aquecidas. A temperatura de trabalho podendo oscilar entre os 120 a 180 °C.

Adicionalmente, o presente exemplo deve ser entendido simplesmente como uma ilustração dentre as diversas realizações possíveis em que se poderiam obter compósitos prensados. Dependendo da taxa de trituração específica do papel moeda, da heterogeneidade da carga e da resina e catalisador utilizados pode haver variações dentro das faixas processuais estabelecidas. Dessa forma, um técnico no assunto pode fornecer variações dentro das faixas acima citadas ou das máquinas ora recomendadas a fim de otimizar as propriedades do produto final, mas mesmo assim se valendo dos conhecimento ora revelados.