Aproveitamento de resíduos da indústria flexográfica para a produção de tubetes
Rafael Bogo Bexiga*
O uso de embalagens e rótulos para identificar e proteger produtos é extremamente difundido atualmente, sendo essa prática utilizada para diversos produtos distintos como brinquedos, alimentos, peças e outros. Embalagens podem ser tanto rígidas, utilizadas principalmente para proteger produtos mais delicados, ou flexíveis, geralmente utilizadas para embalar produtos perecíveis ou de alto consumo, como alimentos.
As embalagens flexíveis se destacam graças a seu baixo custo de fabricação e praticidade de uso. Na fabricação de embalagens flexíveis, um dos processos que mais se destaca é a flexografia, um processo de impressão industrial que emprega uma carga de tinta aplicada em um clichê de fotopolímero ou borracha de forma a transferi-la a um substrato, geralmente filmes plásticos.
Um dos principais resíduos gerados pelas indústrias gráficas que utilizam a técnica de flexografia são recortes de etiquetas, rótulos e adesivos, denominados de aparas. Esses resíduos são geralmente descartados de forma indevida, e não possuem um processo de reutilização efetivo para estender sua vida útil. Esse trabalho visa investigar a viabilidade do uso dessas aparas como material compósitos voltados à fabricação de tubetes, permitindo que essas aparas retornem a indústria gráfica, fechando assim o ciclo de reciclagem.
Tubetes são empregados como suporte para rolos de filme, sendo muito utilizados em diversas indústrias, incluindo as indústrias flexográficas. A Figura 1 apresenta um exemplo de rolo de filme industrial de BOPP (Polipropileno Biorientado), utilizado para impressão flexográfica de embalagens, com um tubete no centro.
Fabricados geralmente de papelão, tubetes podem ser produzidos em diferentes dimensões para diversas aplicações, como mostra a Figura 2. Os tubetes empregados em rolos de filme para impressão industrial são geralmente mais espessos, podendo possuir entre 30 cm a 2 metros de largura, contendo até 100 metros de filme.
Para o processamento dos resíduos de indústrias flexográficas, as aparas foram misturadas com BOPP reciclado em diferentes quantidades e proporções, de forma a fabricar compósitos com 10, 20 e 30% em peso de aparas, assim como amostras de BOPP puro para controle.
Esse material foi processado por meio de máquinas de extrusão e injeção, como mostra a Figura 3, de forma a produzir corpos de prova para ensaios mecânicos a fim de determinar as propriedades de resistência à tração, flexão e impacto.
Os resultados do ensaio de flexão estão apresentados nas Figuras 4 e 5. Foi possível observar que o papelão possui resistência mecânica à flexão inferior a todos compósitos, indicando que a substituição do papelão na fabricação de tubetes por compósitos fabricados a partir de BOPP e aparas pode ser empregada como alternativa viável para esses resíduos de empresas flexográficas, visto que em sua utilização como tubete, as maiores forças aplicadas no material são de flexão.
O papelão apresentou um comportamento extremamente frágil, visto que praticamente não demonstrou deformação antes da ruptura. Em contrapartida, as amostras de BOPP puro apresentaram comportamento dúctil, com alto grau de deformação antes da ruptura. No entanto, conforme a quantidade de aparas foi aumentando nos compósitos, o
material tornou-se cada vez mais frágil.
As propriedades mecânicas obtidas permitem a simulação computacional do comportamento dos materiais avaliados, quando utilizados como tubetes. A figura 6 mostra um modelo CAD, feito no Solidworks, de um tubete de tamanho padrão. A simulação computacional também permitirá a determinação da melhor espessura de parede para cada material avaliado, de forma a comparar os requisitos mínimos dimensionais para tubetes de compósitos com os tamanhos comerciais disponíveis feitos de papelão.
A modelagem tridimensional dos tubetes com espessura ótima, obtida através da simulação computacional no Solidworks, irá permitir então o projeto de uma matriz de extrusão, ilustrada na figura 7, para a eventual fabricação de tubetes de BOPP com resíduos gráficos de forma a avaliar sua eficácia real por meio de testes mecânicos, como flexão e operação em fadiga.
Podemos concluir que a utilização de resíduos de indústrias flexográficas apresenta um alto potencial como substituto para o papelão comercial na produção de tubetes para rolos gráficos. Os compósitos analisados apresentaram propriedades mecânicas significativamente superiores às do material convencional, indicando que os tubetes fabricados a partir de resíduos gráficos podem alcançar valores de resistência mecânica equivalente aos de papelão, mesmo com espessuras reduzidas em relação aos modelos comerciais. Essa característica permite uma diminuição da matéria-prima utilizada para a fabricação de tubetes, promovendo um ciclo de reciclagem mais eficiente para esses resíduos gráficos ao mesmo tempo que reduz o uso de papelão comercial na indústria.
MACIEL, E.; NASCIMENTO, E. DO. Reciclagem de clichês descartados da impressão flexográfica para produção de compósitos com aplicações para o isolamento acústico e térmico. Matéria (Rio de Janeiro), v. 25, n. 3, p. e–12800, 2020.
DUNN, Thomas. Flexographic Printing. Flexible Packaging [s.l.], p.27-37, 2015. Elsevier
MANO, E. B. Polímeros como Materiais de Engenharia. São Paulo: Edgard Blücher, 1991.
BEM, André Nunes et al. Implantação do conceito de troca rápida de ferramentas no setor de impressão flexográfica em empresas produtoras de embalagens plásticas flexíveis. 2002.
Autor:
Rafael Bogo Bexiga, bolsista Fundação Araucária de Mestrado do NAPI EZC. Desenvolve o projeto sob a orientação da Profª. Drª. Silvia Fávaro, docente da UEM
Essa pesquisa
contribui para as seguintes ODS:
