Desenvolvimento e controlo do processo de produção de discos em PET e PP para termoformação

Abstract

Tipicamente, as empresas de termoformação adquirem folha para produção, ao invés de a extrudir. Este fator leva à geração de desperdício que as empresas, frequentemente, não conseguem reprocessar e/ou conferir o fim de vida devido. Como resposta, surge o projeto da produção de discos (tokens) em PET e PP, correspondentes a “pré-formas”, com a totalidade do material para enformar um copo monopack destinado à indústria alimentar. Fornecendo apenas os discos ao cliente, este passa a não ter desperdício, sendo o resíduo apenas gerado pela Intraplás, que o consegue reaproveitar. Numa primeira fase foi efetuada a análise dos requisitos e especificações do projeto, seguido do planeamento da produção, onde foram definidas as camadas das folhas em função da quantidade possível de incorporação de resíduo gerado do próprio processo. O processamento da folha de PET é habitualmente acompanhado pelo desenvolvimento de eletricidade estática, que pode comprometer o desempenho do produto final. Este fenómeno foi estudado através de medições e comparações de carga elétrica da folha de PET com folha de PP e PS-HIPS. Foi verificado que um dos “fatores chave” para os níveis de eletricidade estática do PET se trata da sua rigidez. Através de estudo numa extrusora laboratorial foi também possível verificar que temperaturas de arrefecimento do PET mais elevadas diminuem este efeito, uma vez que induzem diferenças de rigidez do material à passagem pela calandra. Antecedendo a produção dos discos, foi efetuado o estudo da temperatura ideal de corte de chapas de ambas as matérias-primas. Concluiu-se que o aumento da temperatura favorece a qualidade de corte, nomeadamente a partir dos 60 ºC. Posteriormente, verificou-se que os tokens de PET apresentaram selagem entre si. Este fator levou à incorporação de antiblocking (2 e 4 %) na sua formulação, o que acabou por não se tornar numa solução eficaz, tendo simultaneamente surtido efeitos secundários no material tais como: mudança no comportamento mecânico, perda de transparência e aumento excessivo do empeno. Também se observou que os discos de PET excederam os diâmetros admissíveis para diversas temperaturas de corte. Isto deve-se ao facto de a folha apresentar baixa cristalinidade e não contrair suficientemente. Em contrapartida, a produção dos tokens de PP não apresentou entraves à produção. Por último foi efetuado o estudo de uma nova solução produtiva para o projeto. Concluiu-se que a melhor solução se trata de uma aquisição de uma nova linha termoformadora adaptando um molde para o corte dos discos.

Commonly, thermoforming companies acquire sheet for production, instead of extruding it. This factor leads to waste generation whose companies, frequently, do not have the capacity to reprocess and/or give the correct end life. As a solution, emerges the project of the production of PET and PP disks (tokens), corresponding to “pre-forms” with the material’s totality to produce a monopack cup destined to the food industry. By providing only the disks, the clients no longer have waste, being this exclusively generated by Intraplás, who can reuse it. On the project’s first step, an analysis of requirements and specifications was made, followed by the production planning, where the sheet’s layers were delineated in function of the quantity of the process waste available to incorporate. Commonly PET sheet develops static electricity during its processing, which can affect the product’s performance. The phenomenon was studied through measures and comparations of PET electric charge with PP and PS-HIPS sheet. It was verified that one of the key factors to PET levels of static electricity is due to the material’s stiffness. Using a laboratorial extruder, it was possible to verify that higher PET cooling temperatures decrease this phenomenon, since it induces material stiffness differences during calendering. Before disk’s production, an evaluation of the ideal cutting temperature was carried to both materials’ sheet. It was concluded that the increase of temperature favours cutting quality, specially from 60 ºC onwards. During production, PET token’s showed sealing with each other, compromising its performance. This led to the incorporation of antiblocking (2 and 4 %) on the formulation, which turned out to become an inefficient solution since it had secondary effects on PET, such as: change of mechanical behaviour, loss of transparency and excess of warpage. It was also observed that PET’s disks exceeded the acceptable diameters to the temperature range tested. This occurred due to the lack of PET’s sheet crystallinity which made it contract insufficiently. On the other hand, the PP’s tokens were produced without any obstacle. Finally, a study of a new productive solution to the project was carried. It was concluded that the best option is the acquisition of a new thermoforming line that allow the change of mould to cut the disks.