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PROJETO DE FÁBRICA E LAYOUT DE UMA EMPRESA DE

COMPOSTO DE PVC: ESTUDO MERCADOLÓGICO NA REGIÃOMETROPOLITANA DO CARIRI - CEARÁ.

EDER HENRIQUE COELHO FERREIRA

Orientador: Dr. Marcelo Silveira RabelloCoorientadora: Doutoranda Cristiane Agra Pimentel

Campina Grande, Paraíba.Maio/2016

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE

CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA

UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA DE MATERIAIS


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Universidade Federal de Campina Grande

Centro de Ciências e Tecnologia

Unidade Acadêmica de Engenharia de Materiais

Eder Henrique Coelho Ferreira

Projeto de Fábrica e Layout de Empresa de Composto de PVC: Estudo Mercadológicona Região Metropolitana do Cariri - Ceará.

Orientador: Dr. Marcelo Silveira RabelloCoorientadora: Doutoranda Cristiane Agra Pimentel

Campina Grande, Paraíba.Maio/2016

Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Unidade

Acadêmica de Engenharia de Materiais – Centro de

Ciências e Tecnologia da Universidade Federal de

Campina Grande, como requisito para a obtenção do

título de Graduação em Engenharia de Materiais.


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O TCC defendido e aprovado, em _____ de ___________ de ______, pela ComissãoExaminadora constituída pelos professores:

................................................................................Doutoranda Cristiane Agra Pimentel

................................................................................Dra. Elisangela Silva Porto Sales

................................................................................Dr. Marcello Silveira Rabello

................................................................................Dr. Tomas Jeferson Alves de Melo


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AGRADECIMENTOS

Primeiramente quero agradecer a Deus por ter transformado minha vida e por ter me

dado oportunidade de recomeçar.

Aos meus pais, Vera Luzi Coelho Ferreira e Francisco Erasmo Ferreira, e irmãos, Erick

e Erasmo Junior, por terem sido os patrocinadores, incentivadores e conselheiros da

minha educação.

A minha maravilhosa esposa, Camilla Thais de Meneses Coelho, por estar ao meu lado

sempre me ajudando e me acompanhando nos momentos felizes e difíceis da vida.

Aos professores da Unidade Acadêmica de Engenharia Materiais, especialmente ao

professor Dr. Marcelo Rabello por ter sido o grande incentivador para realização desse

trabalho.

A doutoranda Cristiane Agra Pimentel pela disponibilidade, junto com o professor Dr.

Marcelo, de orientar e contribuir para o desenvolvimento desse trabalho.

Ao Eng. Francisco Erasmo Júnior por ter me passado um pouco da sua experiência na

indústria, sendo as suas informações repassadas de extrema importância para o

desenvolvimento desse trabalho.

Ao amigo Eng. Italo Nathan por ter me acompanhado na visita a Feiplastic em São

Paulo e ter facilitado obtenção de algumas informações essenciais para esse trabalho.

Ao amigo Constantino Clementino e ao seu pai por terem sido os facilitadores para

compreensão do mercado da Região Metropolitana do Cariri.

A professora Dra. Elisângela Porto por ter me concedido a oportunidade de cursar a

disciplina de Projeto de Fábrica e Layout no departamento de engenharia produção e

por ter contribuído para o desenvolvimento do layout da empresa projetado nesse

trabalho.

A professora Dra. Sídia Fonseca do departamento de administração e ao colega Yago

Rocha pelo auxílio, durante a disciplina formação de empreendedores, no

desenvolvimento do plano de negócio realizado nesse trabalho.


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RESUMO

Os microempresários de calçados da Região Metropolitana do Cariri têm elevados

prejuízos devido à ineficiência na entrega que os fornecedores de composto de PVCoferecem. Para contornar essa situação, trabalham com níveis altos de estoque,acarretando elevados custos com inventário. Para atender essa demanda insatisfeita, essetrabalho tem o intuito de projetar um fábrica de composto de PVC na RegiãoMetropolitana do Cariri que possa atender aos microempresários com curto prazo deentrega. No entanto, ter agilidade na entrega não será o bastante para satisfazer asnecessidades do cliente, a empresa terá a missão de oferecer também um produto dequalidade e de baixo custo. A empresa a ser projetada para atingir a qualidade do

produto e baixo custo, equivalente das grandes fornecedoras de composto de PVC, e um

curto prazo de entrega necessita desenvolver na empresa um processo extremamenteeficiente. No projeto da fábrica foram abordados três filosofias a ser implantada naempresa a fim que permita a mesma alcançar eficiência no processo e,consequentemente, à satisfação dos microempresários. As filosofias abordadas foram:Manutenção Produtiva Total (TPM), Controle da Qualidade Total (TQC) e Just-in-Time(JIT). Além desses três sistemas foi abordado o estudo do processo de fabricação docomposto de PVC, dado a sua influência na qualidade do produto e no custo. O Layoutorganizacional da empresa foi outro aspecto desenvolvido devido seu impacto no prazode entrega e no custo de produção. A viabilidade econômica para instalar uma empresade composto de PVC foi também discutida.

Palavras-chave: PVC, Layout, Estoque, Sistemas, Viabilidade.


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ABSTRACT

Microentrepreneurs shoes Metropolitan Region Cariri have high losses due to

inefficiency in the delivery that the PVC compound suppliers offer. Microentrepreneursin the region to circumvent this situation buy high inventory levels, resulting in highmaintenance costs. To attend this unsatisfied demand, this work has intention to projectan Industry of PVC compound in the Metropolitan Region Cariri that can attend themicroentrepreneurs with fast delivery. However the microentrepreneurs does not needonly of quality of delivery, they also need quality product and low cost. For thecompany offer a product quality and low cost equivalent of the major suppliers of PVCcompound, the company need to have an extremely efficient process. For PVCcompound company, to survive in the market and attend the microentrepreneurs with

quality in the delivery, quality in the product and low cost, this work describe somework philosophies to be implemented in the company that will achieve efficiency in the process. The philosophies discussed were: Total Productive Maintenance (TPM), TotalQuality Control (TQC) and Just-in-Time (JIT). Beyond these three systems wasdescribe the study of the manufacturing process of PVC compound, given its influenceon product quality and cost, and the organizational layout of the company was aspectalso developed, because of its impact on the delivery time and cost of production . Theeconomic feasibility of installing a PVC compound company was also discussed.

Keywords:. PVC, Systems, Layout, Inventory, Feasibility.


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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 − Gráfico de Estoque Ideal................................................................................20 Figura 2 − Micrografia da partícula de PVC...................................................................35

Figura 3 − Plastificação do PVC......................................................................................38

Figura 4 − Representação do Misturador Intensivo.........................................................47

Figura 5 − Os 5 pilares de sustentação do desenvolvimento do TPM.............................58

Figura 6 − Iceberg representando causas invisíveis gerando uma falha visível..............60

Figura 7− Índices do OEE................................................................................................61

Figura 8 – As quatro etapas de competência de um operador.........................................64

Figura 9 − Redução dos estoques para expor os problemas do processo........................74

Figura 10 − Estimativa do Layout do processo interno da Empresa de Composto dePVC.................................................................................................................................96

Figura 11− Layout dos escritórios...................................................................................96

Figura 12 − Layout das Instalações sanitárias.................................................................97

Figura 13 − Layout dos Vestiários..................................................................................97

Figura 14 − Layout do Refeitório....................................................................................98

Figura 15 − Malha de relacionamento entre as instalações...........................................102

Figura 16 − Arranjo Físico Geral...................................................................................102

Figura 17 − Arranjo físico de prevenção a incêndios....................................................103

Figura 18 − A simbologia para representação do Fluxograma......................................104

Figura 19 − Fluxograma para fabricação do composto de PVC....................................105

Figura 20 − Mapofluxograma da Fabricação de composto de PVC..............................106

Figura 21 − Estimativa Arranjo Físico da fabricação do composto de PVC.................107

Figura 22 − Estimativa do arranjo físico detalhado.......................................................108

Figura 23 − Arranjo físico - Armazenamento-Almoxarifado........................................110

Figura 24 − Layout Geral da Fábrica.............................................................................112


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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 − Localização das fornecedoras de matéria prima............................................21

Tabela 2 − Empresas fornecedoras de maquinário para Empresa de Composto dePVC.................................................................................................................................23

Tabela 3 − Capital de giro. Estoque mensal....................................................................26

Tabela 4 − Investimento fixo...........................................................................................28

Tabela 5 − Investimento total..........................................................................................28

Tabela 6−. Custo de mão de obra....................................................................................29

Tabela 7 − Custo com depreciação..................................................................................30

Tabela 8 − Custos fixos operacionais mensais................................................................30

Tabela 9 − Demonstrativo de resultados..........................................................................31

Tabela 10 − Dimensões dos equipamentos......................................................................88

Tabela 11 − Diagrama Equipe, operação: Abastecimento...............................................92

Tabela 12 − Diagrama Homem-Máquina, operação: Pesador/Misturador......................93

Tabela 13 − Diagrama Homem-Máquina, operação: Transportador...............................94

Tabela 14 − Estimativa das áreas.....................................................................................99

Tabela 15 − Risco de incêndio e substância extintora dasinstalações........................................................................................................................99

Tabela 16 − ―Carta de Para‖..........................................................................................101

Tabela 17 − Quantificação da matéria-prima para uma semana....................................110

Tabela 18 − Aspectos gerais do PLASTABIL ICZ-221............................................... 120


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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................................. 12

2. OBJETIVOS ................................................................................................................................ 14

2.1. Objetivo Geral .....................................................................................................................14

2.2. Objetivos Específicos ..........................................................................................................14

2.3. Justificativa...........................................................................................................................14

3. APRESENTAÇÃO DA REGIÃO METROPOLITANA DO CARIRI ....................................................16

4. PLANO DE NEGÓCIO ..................................................................................................................18

4.1. Estudo do Cliente ................................................................................................................ 18

4.2. Estudo dos Fornecedores ................................................................................................... 21

4.3. Estudo dos Concorrentes .............................................................................................24

4.4. Custos de Instalação da Empresa do Composto de PVC ...................................................25

4.4.1. Investimentos .......................................................................................................26

4.4.2. Custos ................................................................................................................. 29

4.4.3 Demonstrativo de resultados e Indicadores de viabilidade .................................. 30

5. ESTUDO DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO COMPOSTO DE PVC ...................................... 335.1. Características das Resinas de PVC que Influenciam na Produção do Composto..............,33

5.1.1 Distribuição de Tamanho da Partícula .................................................................. 33

5.1.2 Densidade Aparente e Fluxo Seco .........................................................................34

5.1.3 Porosidade e Absorção de Plastificantes ................................................................35

5.1.4 Géis ou Fish-Eyes ..................................................................................................36

5.2. Aditivos necessários para formulação do Composto de PVC..............................................37

5.2.1. Plastificante .......................................................................................................... 37

5.2.2 Agente de expansão .............................................................................................. 39

5.2.3 Cargas ....................................................................................................................40

5.2.4 Estabilizantes ...........................................................................................................42

5.3. Estudo reológico da fabricação do composto de PVC.......................................................... 42

5.3.1. Gelificação e Fusão .............................................................................................. 42

5.3.2. Influencia das condições de processamento nos processos de gelificação

composto de PVC ..................................................................................................................44


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5.4 Equipamentos necessários pela fabricação do composto de PVC .........................................45

5.4.1. Misturador intensivo .............................................................................................. 465.4.2. Extrusora dupla rosca .......................................................................................... 49

6. PLANEJAMENTO DE GESTÃO A SER EMPREGADO NA EMPRESA DE COMPOSTO DE PVC..52

6.1. As cinco etapas de organização do local de trabalho...........................................................53

6.1.1 Seiri .......................................................................................................................536.1.2 Seiton (arrumar) .....................................................................................................546.1.3 Seiso (limpar) .........................................................................................................556.1.4 Seiketsu (sistematizar) .......................................................................................... 566.1.5 Shitsuke (Padronizar) ............................................................................................ 56

6.2 Manutenção Produtiva Total .................................................................................................57

6.2.1. Preparando a empresa para introdução da TPM.....................................................58

6.2.2. Implantação dos pilares de sustentação do TPM....................................................62

6.2.2.1 Melhoria do equipamento.........................................................................606.2.2.2 Manutenção Autônoma ............................................................................626.2.2.3 Manutenção planejada .............................................................................646.2.2.4 Educação e treinamento...........................................................................646.2.2.5 Melhoria no projeto..................................................................................65

6.3 Controle da Qualidade Total – TQC........................................................................................65

6.3.1 Sistema gerenciamento de implantação do TQC......................................................676.3.2 Padronização...........................................................................................................686.3.3 Gerenciamento pelas Diretrizes (GPD).....................................................................696.3.4 Gerenciamento da Rotina........................................................................................706.3.5 Gerenciamento do Crescimento do ser humano.....................................................71

6.4 Just in time (JIT)....................................................................................................................73

6.4.1 Etapas de Não Agregação de Valor.........................................................................75

6.4.1.1 Superprodução.........................................................................................756.4.1.2 Problema de Estoque ..............................................................................756.4.1.3 Produtos defeituosos................................................................................766.4.1.4 Movimentação desnecessária...................................................................766.4.1.5 Espera......................................................................................................776.4.1.6 Processamento desnecessário.................................................................776.4.1.7 Transporte ...............................................................................................78

6.4.2 Fornecimento de materiais no sistema JIT.........................................................78

6.4.3 Flexibilidade da Produção...................................................................................80


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7. LAYOUT DA FÁBRICA DE COMPOSTO DE PVC .........................................................................84

7.1. Fatores que afetam o Arranjo Físico ..............................................................................847.2. Estimativas das áreas do arranjo físico..........................................................................90

7.2.1. Estimativa das áreas de circulação........................................................................957.3. Arranjo Físico Geral e Prevenção a incêndio e Explosões.............................................987.4. Arranjo Físico detalhado: Estudo do Fluxo....................................................................1047.5. Arranjo Físico detalhado do Almoxarifado......................................................................1097.6. Arranjo Físico Final.......................................................................................................111

8. CONSIDERAÇÕES FINAIS..........................................................................................................115

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................................................... 117


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1 INTRODUÇÃO

O bom desempenho da economia brasileira entre 2000 e 2011, junto às politicas de

crédito, contribuiu para o crescimento significativo das micro e pequenas empresas no Brasil.

A quantidade expressiva dessas empresas no país, tem feito delas destaque no cenário

econômico brasileiro devido ao seu potencial de geração de renda e de emprego (SEBRAE,

2012).

No entanto, os efeitos recentes na economia brasileira poderiam ter sido melhores se

simultaneamente ao surgimento das novas micro e pequenas empresas não houvesse ocorrido

o aumento dos índices de falência das mesmas. Grande parte das empresas surgidas não teve

capacidade de sobreviver por longo tempo. As dificuldades e desafios encontrados por elas na

implementação, gerenciamento e manutenção do negócio, têm contribuído para seu curto

período de sobrevivência no mercado. A falta de planejamento e de boa gestão financeira por

parte dos empresários tem sido os fatores cruciais para o aumento da taxa de falência

(SANTOS et al., 2015).

A ausência de preparo dos profissionais responsáveis pela gestão das micro e pequenas

empresas, conduzem em geral às tomadas de decisões de forma empírica devido à falta de planejamento (SOUZA; QUALHARINI, 2007). Em um mercado cada vez mais competitivo,

é necessário tomar decisões fundamentadas em informações concretas da realidade do

mercado. Essas informações tanto do ambiente interno como externo à empresa, são

essenciais para a sua sobrevivência. (PAULA; SILVA; HERMOSILLA, 2006).

O estudo do ambiente em que a empresa está inserida permite aos gestores das micro e

pequenas empresas conhecer as necessidades dos clientes, saber quem são os clientes

potenciais, saber a posição em que a empresa se situa frente às concorrentes, conhecer os

fornecedores, analisar as forças e as fraquezas da empresa, examinar as fontes de

financiamento, etc., de tal forma que a adesão dessas informações permite ao empresário

direcionar seus objetivos, buscando o diferencial competitivo e a satisfação do cliente

(PAULA; SILVA; HERMOSILLA, 2006).

Segundo Souza e Qualharini (2007), o planejamento diz respeito à capacidade de

organizar e prever os efeitos de uma série de eventos, atuando assim de forma preventiva às

possíveis consequências indesejáveis. Na visão de Oliveira (1998 apud Souza; Qualarini,


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2007), o planejamento estratégico é uma metodologia gerencial que permite estabelecer a

direção a ser seguida pela organização, visando o melhor grau de interação com o ambiente,

considerando ainda a capacitação da organização para este processo de adequação.

Esse presente trabalho tem a finalidade de realizar o planejamento para instalação de

uma empresa de composto de PVC na Região Metropolitana do Cariri para fornecer matéria-

prima às microempresas de calçados da região. Os temas abordados foram: o estudo

mercadológico da região, detalhando o cliente, os fornecedores e os concorrentes; o estudo da

viabilidade econômica com auxílio do Software Plano de Negócio 3.0- Sebrae; o estudo do

processo de fabricação do composto de PVC abordando as peculiaridades para produzir um

composto de qualidade e de baixo custo; o estudo do planejamento para implantação das

filosofias manutenção produtiva total, controle da qualidade total e Just-in-time como forma

de tornar a empresa a ser instalada competitiva no mercado. Por último foi desenvolvido o

layout organizacional da empresa com intuito de dar suporte às filosofias a serem implantadas

e evitar custos desnecessários por erro de layout.


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2 OBJETIVOS 2.1 Objetivo Geral

• Elaborar o projeto de fábrica de uma empresa de composto de PVC na Região Metropolitana

do Cariri, estado do Ceará, com base num planejamento técnico e econômico.

• Oferecer aos microempresários de calçado da Região Metropolitana do Cariri um prazo mais

curto de entrega do composto de PVC, contribuindo para sua redução de custo.

2.2 Objetivos Específicos

• Conciliar a engenharia de materiais e a engenharia de produção colocando a importância de

cada uma para o projeto de fábrica de uma empresa.

• Realizar estudos mercadológicos das empresas envolvidas na cadeia de suprimento do

composto de PVC.

• Estudar o mercado de calçado na Região Metropolitana do Cariri.

2.3 Justificativa

A graduação em engenharia de materiais permite ao estudante adquirir o

conhecimento aprofundado das estruturas, das propriedades, das aplicações e dos

processamentos dos materiais, além disso, capacita o aluno a criar novos materiais ou

melhorar os materiais já existentes. No entanto, a fim de complementar a graduação nesta

engenharia foi buscado realizar um trabalho de conclusão de curso que abordasse áreas da

engenharia de produção, de tal forma que conciliasse o conhecimento desses dois cursos.

Projetar uma Fábrica de Composto de PVC permitirá abordar o conhecimento adquirido na

graduação em engenharia de materiais e complementar a formação estudando áreas da

engenharia de produção, como: Logística, Gestão de Estoque, Gestão da Manutenção, Just-in-

Time, Gestão da Qualidade (essa faz parte da estrutura curricular dos dois cursos), Engenharia

de Métodos e Projeto de Fábrica e Layout. Uma disciplina do curso de Engenharia de

Materiais que vale ser ressaltada é a disciplina de Formação de Empreendedores, a qual

prepara e desperta o aluno para empreendedorismo. Esse trabalho foi também desenvolvidocom objetivo de aprimorar e se preparar para essa vertente que o engenheiro de materiais pode


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atuar. Sendo assim, o desenvolvimento deste trabalho de conclusão de curso, permitirá

agregar valor na minha formação, obtendo um perfil versátil na área da engenharia de

materiais e algumas áreas da engenharia de produção.


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3 APRESENTAÇÃO DA REGIÃO METROPOLITANA DO CARIRI

O Ceará é o terceiro maior exportador de calçados brasileiros tendo seu foco

especialmente na produção de sandálias e sapatos. O Ceará divide o seu polo calçadista em

três grandes regiões: Fortaleza, Região Metropolitana do Cariri e Sobral. A região de maior

expressividade é a Região Metropolitana do Cariri composta por Juazeiro do Norte, Crato,

Barbalha e outras cidades menores. De acordo com dados colhidos no site da

ABICALÇADOS, o estado conta com um polo industrial de 310 indústrias na região (Região

Metropolitana do Cariri), dados referentes ao ano de 2009 (FIGUEIREDO; OLIVEIRA;

SANTOS, 2011).

A Região Metropolitana do Cariri possui várias vantagens atrativas para instalação de

uma empresa na região, como: incentivos fiscais, infraestrutura, condições logísticas e

disponibilidade de mão-de-obra com baixo custo. Essas vantagens explicam o motivo da

existência do grande polo calçadista do estado do Ceará (COSTA, 2012).

Dentre as grandes cidades da Região Metropolitana do Cariri, o Juazeiro do Norte se

destaca pelo grande desenvolvimento econômico, exercendo o papel de capital regional. É noJuazeiro do Norte onde se concentra o maior número de empresas de calçados, em sua

maioria, por micro e pequenas empresas, com percentuais de 75,34% e 19,18%,

respectivamente (COSTA, 2007).

Segundo o Instituto de Pesquisa e Estratégia Econômica do Ceará (IPECE), os

calçados produzidos com materiais plásticos como PVC, TR, EVA e PU chegam a 78,93% da

produção total da Região Metropolitana do Cariri (COSTA, 2012).

A Região Metropolitana do Cariri devido ao grande número de empresas que utilizam

matéria-prima sintética para fabricação de calçados, incentivos fiscais, mão-de-obra

qualificada e de baixo custo, infraestrutura e logística tem uma localização ótima para instalar

uma empresa que fabrique compostos de PVC, TR, EVA e PU.

Segundo Junior, Nunes e Ormanji (2006), o policloreto de vinila (PVC) é o plástico

mais versátil em propriedades, o mesmo atribui essa característica a facilidade que o PVC tem

em absorver aditivos. O tipo e a quantidade de aditivo presente no PVC são os provedores para as diferentes características desse plástico (JUNIOR; NUNES; ORMANJI, 2006). A


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versatilidade que o PVC oferece permite fabricar vários componentes presentes nos calçados.

Sabendo disso, a empresa a ser projetada destinará os seus recursos a produzir composto de

PVC (PVC mais os aditivos), acreditando-se ser a matéria-prima com maior demanda na

região.

Apesar dos grandes atrativos que a região oferece para instalação de uma empresa de

composto de PVC, será difícil a empresa a ser instalada ganhar espaço no mercado atual. As

empresas que dominam o fornecimento de composto de PVC na região são grandes

corporações consolidadas e com alto poder de investimento. A nova empresa encontrará um

mercado onde terá que concorrer com produtos de alta qualidade e de baixo custo. A

concorrência se dará graças as possíveis vantagens competitivas da empresa regional, como

localização, relação intima com o consumidor e utilização de processos extremamente

eficientes e controlados.


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Segundo Sr. João dono da empresa João. C Ltda., as microempresas, assim como a dele,

sofrem bastante com prazo de entrega. O mesmo declarou que quando falta composto de PVC

no seu estoque o prazo para entrega é longo, comprometendo a produtividade da empresa.

A maneira encontrada por Sr. João para solucionar esse problema está sendo estocar um

grande volume de composto de PVC que garanta a sua produção mensal. Isso é possível

quando se tem um elevado capital de giro para ser empregado nos estoques, quando não tem,

a produtividade da empresa fica comprometida.

Um fato curioso, declarado por Sr. João, é que os microempresários às vezes

desempenham a função de fornecedor para os próprios microempresários. Funciona assim, a

empresa A tem um elevado estoque em sua fábrica, a empresa B está com seu estoque zerado,então a empresa B, para adquirir a matéria-prima de imediato, compra o composto de PVC da

empresa A, e lógico, pelo um preço bem mais elevado do que compraria do fornecedor.

A demora da entrega provavelmente se dá devido a inviabilidade das empresas

fornecedoras atederem de imediato a demanda pequena de 2 toneladas/ mês, como é caso da

empresa João C. Ltda. Para empresas fornecedoras de composto como a Karina atuante em

grandes mercados consumidores, a viabilidade para atender João só ocorre quando existe uma

demanda maior, que acontecerá apenas se outras empresas também estiverem necessitando de

matéria-prima.

O elevado estoque trás vários custos e riscos para as microempresas. Para manter esse

estoque na empresa, os empresários têm custo com capital empregado nos estoque

imobilizado, custo com área e mão-de-obra para armazenamento e custo com energia. Os

riscos envolvidos estão relacionados com furtos, obsolescência e incêndio (ACCIOLY;

AYRES; SUCUPIRA, 2008).

Visto à problemática, a empresa de composto de PVC a ser instalada direcionará seus

esforços para oferecer aos microempresários um atendimento rápido as suas solicitações de

pedido. A Empresa de Composto irá trabalhar para que os estoques dos microempresários

tornem-se mínimo. A proposta a ser oferecida aos microempresários pode ser explicado pela

interpretação do gráfico da Figura 1.


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Figura 1 − Gráfico de estoque ideal.

Fonte: Treinamento de Gestão de Estoque- Pimentel Consultoria

Observa-se no gráfico da Figura 1 que a quantidade ideal é completamente consumida

e imediatamente o estoque é retomado pela entrega pontual do fornecedor. A solicitação de

pedido feita pelo cliente é realizada antes que seu estoque acabe e dentro do tempo necessário

para o fornecedor receber o pedido e entregar a matéria-prima na fábrica. Esse tempo de

recebimento do pedido até a entrega na fábrica é conhecido como lead time (tempo para

entrega) (ACCIOLY; AYRES; SUCUPIRA, 2008).

Nota-se no gráfico da Figura 1 que não há estoque de segurança, pois nesse caso o

fornecedor é confiável. O estoque de segurança é uma prática comum nas empresas, porém o

estoque de segurança dos microempresários de calçados na Região Metropolitana do Cariri é

muito elevado, como foi relatado por Sr. João ao declarar que estoca um volume muito alto de

material para garantir sua produção mensal.

Os esforços da empresa de composto de PVC serão direcionados para atender

pontualmente o seu cliente, para conseguir ter um lead time curto e uma boa capacidade de

reposta entre um pedido e outro. A Empresa de Composto de PVC atendendo dessa forma, os

pedidos dos microempresários poderão passar de pedidos mensais para pedidos semanais,

reduzindo todos aqueles custos e risco envolvido em manter os estoques na empresa.


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4.2 Estudo dos Fornecedores

As fornecedoras de matéria-prima para produção de composto de PVC localizam-se

fora da Região Metropolitana do Cariri, com exceção do PVC reciclado e do óleo de soja que

são encontrados fornecedores na própria região. A distância da Empresa de Composto de

PVC com as fornecedoras torna-se a matéria-prima mais cara devido os custos de transporte,

que geralmente é cobrado por quilograma de material transportado. A Tabela 1 mostra a

localização das fornecedoras de cada matéria-prima a ser utilizada na produção do composto

de PVC na empresa a ser instalada.

Tabela 1 − Localização das fornecedoras de matéria prima.

Fornecedora Matéria-prima LocalizaçãoPiramidal PVC Jaboatão dos Guararapes-

PEEmpresa Local PVC reciclado Juazeiro do Norte – CE Auriquímica Plastificante São Paulo – SPAuriquímica Agente de expansão São Paulo – SP

Maxcarb Minerais Carga São Paulo – SPSupermercado Atacadão Óleo de Soja Juazeiro do Norte – CE Inbra Indústria Química Estabilizante Térmico Diadema – SP

Fonte: Arquivo Pessoal.

Pesquisas de mercado realizado na empresa Kaplast Ltda., microempresa produtora de

sacola plástica, localizada na cidade de Juazeiro do Norte-CE, foram possíveis conhecer um

pouco da realidade das microempresas frente as suas fornecedoras. A empresa Kaplast Ltda

compra o polietileno (PE) puro (com a mesma composição que é fabricada pela petroquímica)

da distribuidora Eteno ou da distribuidora Activa. O fato curioso que um dos sócios da

Empresa declarou que a petroquímica Braskem não fornece o PE diretamente para sua

empresa, sendo o mesmo obrigado comprar das distribuidoras. No entanto visitas realizadas

no estande da empresa Karina na Feiplastic, líder de mercado no Brasil no fornecimento de

composto de PVC, soube-se que o tratamento comercial entre grandes empresas são

diferentes. O vendedor da Karina informou que a Braskem fornece diretamente para empresa

Karina, sem ter que passar pelas distribuidoras.


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Essa informação é bastante importante para Empresa de Composto de PVC, pois

sendo também uma microempresa a mesma terá que comprar o PVC das distribuidoras. O

PVC fornecido pelas distribuidoras terá um preço mais elevado, por estar inclusos no preço do

PVC os custos de armazenamento referente à mão-de-obra, aluguel, energia, impostos, lucro

do distribuidor, transporte, etc.

Além das grandes empresas comprarem um volume bem maior de PVC, barateando o

preço do quilograma do PVC, elas também conseguem o preço mais baixo por comprarem

direto da petroquímica. Com isso, a Empresa de Composto de PVC dificilmente conseguirá

competir em custo e qualidade do produto com as grandes empresas, restando a ela competir

na qualidade de entrega e serviço.

A compra do PVC diretamente da petroquímica Braskem terá efeitos significativos no

preço e qualidade do composto de PVC oferecido pela microempresa a ser instalada. Como

será visto no Tópico de Investimento (4.5.1) foi incluso na composição do composto a ser

produzida pela empresa uma fração de 40 % de PVC reciclado, assim a empresa utilizará 40

% de reciclado e 60% do PVC ―virgem‖ na formulação do composto. Utilizar reciclado na

composição foi a forma encontrada para minimizar as vantagens que as concorrentes tem em

comprar o PVC direto da Braskem. A formulação definida na Tabela 3 permitirá a Empresade Composto de PVC competir em preço, porém a qualidade do composto oferecido para o

cliente será menor.

A presença de reciclado na composição do composto de PVC afetará diretamente a

qualidade do produto oferecido ao cliente, além disso, aumentará a variabilidade no processo

do cliente e na própria Empresa de Composto de PVC. A variabilidade no processo retarda o

tempo de preparo da máquina (ver tópico 6.4) entre uma operação e outra, os parâmetros das

máquinas são ajustáveis na condição ideal para processar determinado material, se a

composição desse material varia a máquina continuamente deve ser ajustado para novas

condições. Isso eleva os custos referentes ao período inoperante do equipamento, a mão-de-

obra requerida para operação de preparação, a perda de material no início da operação, etc.

O PVC é um polímero bastante versátil podendo fabricar produtos de diferentes

propriedades, essa característica é determinada pela possibilidade de fabricar compostos de

diferentes composições. O PVC reciclado pode ter origens de diferentes produtos, e

consequentemente a composição do reciclado fornecido pode variar continuamente . Além


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23

disso, dependendo da história térmica (processamento) e condições de uso dos produtos as

moléculas do polímero podem sofrer cisões nas cadeias reduzindo a sua massa molar (MM).

A MM e a composição do PVC têm influência direta nas propriedades reológicos dos

polímeros, logo dependendo do reciclado os parâmetros das máquinas devem ser ajustados de

acordo com os parâmetros reológicos que o reciclado apresenta.

Para minimizar a variabilidade nas propriedades reológicas do reciclado a Empresa de

Composto de PVC deve realizar parceria com o fornecedor para o mesmo fornecer reciclado

oriundo de um único produto ou de produtos que tenham propriedades e uso semelhantes. Por

exemplo, a empresa fornecer reciclado apenas proveniente de ―cabeças de boneca‖, desta

forma reduziria a variabilidade na composição e na história térmica e uso do reciclado.

As fornecedoras de maquinário para produção de composto de PVC também

localizam-se fora da Região Metropolitana do Cariri. A Tabela 2 mostra os maquinários e

acessórios necessários para produção do composto de PVC com suas respectivas empresas

fornecedoras e localização.

Tabela 2 − Empresas fornecedoras de maquinário para Empresa de Composto de PVC.Empresa Fornecedora

eMaquinário

Carrinho Transportador

Empresa Local- Juazeirodo Norte-CE

Balança


Misturador intensivo

Philpolymer-São Roque-SP

Alimentador de piso

Philpolymer-São Roque-SP-

Extrusora dupla rosca

Kabra Extrusiontechnik-Índia

Banheira



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Granulador


Secador de espaguete


Paleteira

Alphaquip- Barueri-SP

Ventilador


Selador



4.3 Estudo dos Concorrentes

As grandes concorrentes da Empresa de Composto de PVC são a Karina e a Dacarto

Benvic, ambas as líderes de mercado, detentora de quase todo o mercado de composto de

PVC no Brasil. Na Região Metropolitana do Cariri a empresa Workplastic também domina

uma pequena parcela no fornecimento de composto. Todas as três empresas localizam no

estado de São Paulo.

As empresas de calçados da Região Metropolitana do Cariri trabalham com três

principais tipos de composto de PVC, o PVC cristal, o PVC marfim e o PVC com borracha

nitrílica (NBR). O composto PVC cristal e PVC marfim são mais baratos e os mais utilizados

pelas microempresas de calçados, o PVC com NBR é um produto com qualidade superior e, portanto mais caro, sendo utilizados mais pelas grandes empresas de calçados. Espera-se que


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a grande parcela da produção da Empresa de Composto de PVC seja de PVC cristal e PVC

marfim, por serem os compostos utilizados pelas microempresas.

O PVC cristal é um composto transparente e o PVC marfim um composto opaco e branco. Essa característica macroscópica permite reconhecer que o PVC marfim contem

cargas na sua composição e o PVC cristal não. Nesse caso, a carga é um aditivo incorporado

no PVC com intuito de baratear o custo de produção do composto. Essa distinção foi

determinante para selecionar apenas o PVC marfim como o composto a ser considerado no

Plano de Negócio.

Simulações realizadas no Software Plano de Negócio 3.0- Sebrae com o PVC cristal,

foi obtido um custo de produção do composto muito acima do preço do concorrente,inviabilizando a sua produção. Já utilizando o PVC marfim, o qual tem carga em sua

formulação, permitiu aproximar mais do preço do concorrente. Produzir um composto com o

preço do PVC cristal trabalhado no mercado, sem utilizar um aditivo para baratear, ainda é

umdesafio, o qual deve ser desvendado pela Empresa de Composto de PVC.

O preço do quilograma (kg) de PVC marfim é de R$ 4,50, o PVC Cristal R$ 5,50 e o

PVC com NBR R$ 7, 50 sem incluir o transporte que geralmente é R$0,50 por kg de

composto transportado. Os valores anteriores são referentes ao preço do composto vendidos

pelas três empresas concorrentes estudadas, os quais vendem o composto praticamente com o

mesmo preço. A Empresa de Composto de PVC terá o desafio de fornecer um composto com

o preço próximo ao trabalhado no mercado local.

4.4 Custos de Instalação da Empresa do Composto de PVC

A forma jurídica da Empresa de Composto de PVC será Empresa Individual de

Responsabilidade Limitada – EIRELI, o qual é constituído por uma única pessoa titular da

totalidade do capital social, devidamente integralizado, que não poderá ser inferior a 100

(cem) vezes o maior salário-mínimo vigente no País. O titular não responderá com seus bens

pessoais pelas dívidas da empresa (JUNTA COMERCIAL DO PARANÁ, 2016).

O enquadramento tributário para a Empresa de Composto será no Regime Simples.

Para se enquadrar no Regime Simples no caso da empresa de pequeno porte, deve auferir, em


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cada ano-calendário, receita bruta superior a R$ 360.000,00 (trezentos e sessenta mil reais) e

igual ou inferior a R$ 3.600.000,00 (três milhões e seiscentos mil reais) (PORTAL

TRIBUTÁRIO, 2016).

A Empresa de Composto de PVC se enquadrando no Simples receberá tratamento

tributário diferenciado e favorecido a ser dispensado no âmbito da União, dos Estados, do

Distrito Federal e dos Municípios, mediante regime único de arrecadação, inclusive

obrigações acessórias (PORTAL TRIBUTÁRIO, 2016).

Os resultados expostos nas tabelas a seguir foram retirados do Software Plano de

Negócio 3.0- Sebrae.

4.4.1 Investimentos

A Tabela 3 abaixo, além de informar o capital de giro necessário, está informando

também à composição que se espera para o PVC marfim, as quantidades de cada aditivo

adquirido no mês e o custo do Kg do composto de PVC. A composição do composto,

demonstrado na Tabela 3, foi baseado de acordo com a sugestão dada pelo vendedor da

empresa Inbra Indústria Química Ltda., o qual sugeriu uma formulação geral para produtos

flexíveis de PVC.

Tabela 3 − Capital de giro. Estoque mensal.

Matéria Prima Composiçãoem pcr

ConsumoMensal (CM)

Preço/kg

PVC(60%) + PVC

Reciclado(40%)

100 13.124 kg PVC Reciclado

R$ 6,84 R$ 2,00Óleo de soja 4 525 kg R$ 3,55Estab. Térmico 1 131 kg R$ 18,48

DOP 60 7.875 kg R$ 6,10Azodicarbonamida 5,5 722 kg R$ 12,00

Carbonato de Cálcio 20 2.625 kg R$ 0,40Total 190,5 25.002 kg Preço

xCM

R$ 129023,63

Custo do kg do Composto de PVC R$ 5,06Fonte: Arquivo Pessoal.


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Os dados obtidos no Software informa que o capital de giro necessário é de

R$126.400,00 para adquirir de 25.002kg de matéria-prima por mês. No entanto espera-se

trabalhar com capital de giro bem abaixo desse valor. A Empresa de Composto de PVC,

inicialmente, deve-se negociar com os fornecedores um prazo de entrega de matéria-prima

semanal, assim o capital de giro necessário reduzirá em ¼.

Há dois custos envolvidos na aquisição da matéria-prima, são eles o custo de compra e

o custo de manutenção.

Os custos de compra são referentes pesquisas de mercado, processos operacionais de

compra, custo com processos produtivos internos, custo com transportes incorridos no

processo de internação das mercadorias (depreciação, combustível, pedágio, seguro de carga,imposto de serviço, etc.). Os custos de manutenção envolve capital empregado nos estoques,

seguros, custo de área e mão-de-obra para armazenamento, energia, etc. (ACCIOLY;

AYRES; SUCUPIRA, 2008)

Nota-se que o custo de compra independe do tamanho do lote comprado, ele será uma

valor fixo. Então para diminuir o custo de compra é melhor comprar um lote grande para

reduzir a frequência de pedido, porém, quanto maior o lote maior será o custo de manutenção

com o estoque, o qual varia com tamanho do lote. Percebe-se que a Empresa de Composto de

PVC deve procurar um equilíbrio entre ambos os custos e buscar um lote econômico.

(ACCIOLY; AYRES; SUCUPIRA, 2008)

A Empresa de Composto de PVC trabalhará com o lote econômico, isto é, trabalhará

com a quantidade de aquisição capaz de equilibrar os custos de compra e de manutenção.

(ACCIOLY; AYRES; SUCUPIRA, 2008)

Os custos referentes aos maquinários, equipamentos, utensílio e veiculo estão expostos

na Tabela 4, o qual totaliza um investimento de R$ 565.670,00. O imóvel para instalação da

fábrica foi considerado como investimento já adquirido pela fábrica, logo não foi computados

nos investimentos fixos.


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Tabela 4− Investimento fixo.

Investimento Quantidade Valor unitário TotalBanheira 1 R$ 2.000,00 R$ 2.000,00

Alimentador dePiso 1 R$ 10.500,00 R$ 10.500,00Extrusora

Dupla Rosca1 R$ 500.000,00 R$ 500.000,00

Seladora 1 R$ 1.000,00 R$ 1.000,00Misturadointensivo

1 R$ 7.900,00 R$ 7.900,00

Secador deEspaguete

1 R$ 4.750,00 R$ 4.750,00

Granulador 1 R$ 19.900,00 R$ 19.900,00Telefone 1 R$ 70,00 R$ 70,00

Impressora 1 R$ 350,00 R$ 350,00Fiat Estrada

20101 R$ 18.000,00 R$ 18.000,00

Computador 1 R$ 1.200,00 R$ 1.200,00Total de Investimento fixo R$ 565.670,00


As máquinas referentes o processo produtivo que estão indicados na Tabela 4 serão

comprados das empresas mostradas na Tabela 2.

Considerando o prazo médio de pagamento de 7 dias e um prazo médio de compra de

15 dias, a Empresa de Composto de PVC irá necessitar de um caixa mínimo de R$

114.227,26. Logo o capital de giro total (caixa mínimo mais o capital para estoque) será de R$

231.976,76. A Tabela 5 mostra o investimento total necessário para o empreendimento.

Tabela 5 − Investimento total.

Descrição do Investimento Valor %

Investimentos Fixos(Tabela 4)

R$ 565.670,00 70,31

Capital de Giro Total (caixa mínimo + estoque)

R$ 231.976,76 28,83

Investimentos deLegalização

R$ 6.902,00 0,86

Total R$ 804.548,76 100,00Fonte: Arquivo Pessoal.


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4.4.2 Custos

A quantidade de mão de obra necessária para a Empresa de Composto de PVC para

capacidade produtiva inicial será três funcionários. A Tabela 6 demonstra os custos com mão

de obra necessária para empresa, o qual totaliza um custo R$ 3.927,37.

Tabela 6 − Custo de mão de obra.

Função Número

deempregados

Salario Mensal % de

encargossociais

Encargos

Sociais

Total

Transportador 1 R$ 1095,50 19,50 R$ 213,62 R$1.309,12

Abastecedor 1 R$ 1095,50 19,50 R$ 213,62 R$1.309,12

Pesador/MisturAdor

1 R$ 1095,50 19,50 R$ 213,62 R$1.309,12

Total de Custos de Mão de Obra R$3.927,37


O valor do salário mensal mostrado na Tabela 6 é a soma total do salário mais 1/12

décimo terceiro salário mais 1/12 férias. Então o salário real do funcionário é R$ 939 reais,

sendo o restante de R$ 156,5 correspondente às férias e o décimo terceiro.

Os custos com depreciação foi calculado pelo Software, o qual informou um custo

com depreciação mensal de R$ 4.873,92 (Tabela 7).


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Tabela 7 − Custo com depreciação.

Ativos Fixos Valor do bem Vida útil em AnosDepreciação

Depreciação Mensal

MÁQUINAS E

EQUIPAMENTOS

R$ 546.050,00 10 R$ 4.550,42

MÓVEIS EUTENSÍLIOS

R$ 420,00 10 R$ 3,50

VEÍCULOS R$ 18.000,00 5 R$ 300,00

COMPUTADORES R$ 1.200,00 5 R$ 20,00

Total de Custo com Depreciação Mensal R$ 4.873,92 Fonte: Arquivo Pessoal.

A Tabela 8 considera todos os custos fixos operacionais mensais, o qual totalizou R$

14.131,29,34. Observa-se que o pró-labore foi considerado zero, pois se pretende que o

empresário só comece ao usufruir dos lucros para suas necessidades pessoais quando as

despesas de instalação forem quitadas.

Tabela 8 − Custos fixos operacionais mensais.

Descrição CustoIPTU R$ 300,00

Energia elétrica R$ 3.400,00Telefone + internet R$ 130,00

Honorários do contador R$ 500,00Manutenção dos equipamentos R$ 800,00

Pró-labore R$ 0,00Salários + encargos R$ 3.927,37Material de limpeza R$ 150,00

Material de escritório R$ 50,00Depreciação R$ 4.873,92

TOTAL R$ 14.131,29 Fonte: Arquivo Pessoal.

4.4.3 Demonstrativo de resultados e Indicadores de viabilidade

A Empresa de Composto de PVC fornecerá o PVC marfim por R$ 6,20, um real e 20

centavos a mais ao praticado no mercado.


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Pensando em um crescimento da empresa com obtenção de mais clientes, foi

considerado o crescimento da empresa em 8,33% por mês durante um ano. Esse crescimento

foi considerado como se a Empresa em um ano duplicasse sua produção, passando a trabalhar

não só o turno do dia, mas também como turno da noite. Junto com o crescimento foi

considerado elevação também dos custos fixos operacionais mensais em 8,33% ao mês. A

Tabela 9 mostra os demonstrativos de resultados da empresa.

Tabela 9 − Demonstrativo de resultados.


Observa-se na tabela um lucro de R$598,06 mensal e um lucro acumulado anual de R$

7.176,72.

Observa-se na Tabela 9 que pelas considerações feitas nesse estudo, a Empresa de

Composto de PVC estaria operando muito próximo do ponto de equilíbrio. O equilíbrio é

atingido quando a soma dos custos variáveis mais os custos fixos são iguais ao faturamento da

empresa, isso significa dizer que a Empresa de Composto de PVC estará correndo grande

risco de ter prejuízo com o empreendimento, pois qualquer erro na previsão os custos da

empresa poderão sobrepor o faturamento. A Tabela 5, o investimento total de R$ 804.548,76

será também um limitador para esse empreendimento.

No entanto pode ser tomadas medidas para reverter esse quadro, como por exemplo,

comprar o PVC diretamente da petroquímica e comprar as máquinas seminovas. Tomando-se


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essas duas medidas os custos variáveis e fixos irão reduzir bastante, podendo viabilizar o

empreendimento.

A primeira opção é a de maior significância para tornar o empreendimento viável. Oelevado preço do PVC considerado nos cálculos não permitiu ajustar uma formulação que ao

mesmo tempo em que pudesse dá as propriedades adequadas ao calçado, pudesse também ter

um custo menor de fabricação. Caso o PVC fosse comprado da petroquímica muito

provavelmente o preço seria menor, podendo fabricar um composto com custo menor e

consequentemente obtendo um lucro maior. Com isso o faturamento da empresa aumentaria

fazendo-se a mesma distanciar do ponto de equilibro.

A segunda opção, o custo fixo (Tabela 4) irá diminuir, tendo um grande impacto noalto capital necessário para o empreendimento (Tabela 5). Provavelmente para obter o recurso

para o investimento será necessário recorrer aos empréstimos bancários, o qual cobram juros

em cima do valor emprestado. Logo se o empréstimo necessário for menor, o juro pago e o

tempo de quitação serão menores. O retorno financeiro também será atingido mais rápido. No

entanto comprar máquinas seminovas pode ser que a eficiência e a produtividade da máquina

sejam menores, diminuindo o faturamento da empresa. O custo de manutenção, o custo com

perca de produto processado com defeito e custo com diminuição de rendimento da máquina poderá aumentar, principalmente se as máquinas compradas sejam oriundas de empresas que

não aplicam os conceitos de manutenção produtiva total.


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5 ESTUDO DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO DO COMPOSTO DE PVC

5.1 Características das Resinas de PVC que Influenciam na Produção do Composto.

O policloreto de vinila (PVC) é o mais versátil dentre os plásticos. Devido à

necessidade de a resina ser formulada mediante a incorporação de aditivos, o PVC pode ter

suas características alteradas dentro de um amplo espectro de propriedades em função da

aplicação final, variando desde o rígido ao extremamente flexível, passando por aplicações

que vão desde tubos e perfis rígidos para uso na construção civil até brinquedos e laminados

flexíveis para acondicionamento de sangue e plasma. A grande versatilidade do PVC deve-se,

em parte, também à sua adequação aos mais variados processos de moldagem (JUNIOR,

NUNES E ORMANJI, 2006).

Aproximadamente 80% do PVC consumido no mundo são produzidos por meio da

polimerização do monômero cloreto de vinila em suspensão. Pelos processos de

polimerização em emulsão e micro-suspensão (10 a 15%) obtêm-se resinas que são

empregadas basicamente em compostos líquidos. Polimerização em massa e polimerização

em solução são outras técnicas também empregadas na obtenção do PVC, e possuem poucarepresentatividade no consumo total dessa resina. (JUNIOR, NUNES E ORMANJI, 2006).

O PVC que será utilizado pela Empresa de Composto de PVC será polimerizado por

suspensão, esse tipo de polimerização produz partículas com diâmetro normalmente na faixa

de 50 a 200 µm, partículas essas de estrutura interna bastante complexa. Essa faixa de

tamanho de partícula é adequada do ponto de vista das dificuldades de manipulação e riscos

ocupacionais, no sentido de evitar instabilidades na suspensão de partículas dentro da empresa

de composto (JUNIOR, NUNES E ORMANJI, 2006).

5.1.1 Distribuição de Tamanho da Partícula

O tamanho médio e a distribuição de tamanho de partículas têm efeito sobre outras

propriedades da resina, tais como a densidade aparente, as características de fluxo do pó e as propriedades gerais de mistura e processamento (JUNIOR, NUNES E ORMANJI, 2006).


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Resinas com partículas muito pequenas tendem a sofrer problemas mais sérios durante

o processo de mistura nos misturadores intensivos, uma vez que tendem a elevar mais

rapidamente temperaturas nas folgas entre a hélice e as paredes do misturador, temperaturas

essas que podem tanto provocar a pré-plastificação do composto quanto sua decomposição

parcial. O aumento do diâmetro médio é favorável ao processamento, uma vez que possibilita

uma plastificação mais uniforme do composto (JUNIOR, NUNES E ORMANJI, 2006).

5.1.2 Densidade Aparente e Fluxo Seco

A densidade aparente é, portanto, importante na especificação da quantidade de resina

que pode ser acomodada em determinado volume, e ainda possui relação diretamente

proporcional com a produtividade nos equipamentos de processamento. A densidade aparente

de uma resina é influenciada por parâmetros morfológicos tais como tamanho e distribuição

de tamanho de partícula, porosidade, formato e rugosidade superficial das partículas

(JUNIOR, NUNES E ORMANJI, 2006).

O fluxo seco avalia a facilidade com a qual a resina ou o composto em pó escoam.

Essa característica é de extrema importância prática, uma vez que o fenômeno de escoamento

da resina ocorre em diversas etapas de seu processamento, desde enchimento e esvaziamento

de silos, embalagens e veículos de transporte a granel, transporte pneumático através de

tubulações, culminando com o escoamento do composto no funil de alimentação dos

equipamentos de processamento. A capacidade de escoamento de uma resina de PVC depende

diretamente das características de tamanho e distribuição de tamanho de partículas, forma e

rugosidade das partículas, além da presença de cargas estáticas (JUNIOR, NUNES E

ORMANJI, 2006).

Uma alta densidade aparente e fácil fluxo a seco da resina contribuirá muito para uma

alta produtiva dos equipamentos da Empresa de Composto de PVC a ser instalada,

especificamente, das extrusoras e alimentadores de pisos (Tabela 2). Isso significa dizer que

ambas terão um maior rendimento no transporte de massa por unidade de volume e um rápido

escoamento do pó na ―parede‖ do maquinário, fazendo com que elas produzam mais por

unidade de tempo.


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5.1.3 Porosidade e Absorção de Plastificantes

A porosidade dos PVC é uma característica incomum entre os demais polímeros

existentes, conferindo a ele versatilidade que outros polímeros não têm. A Figura 2 mostra a

morfologia da partícula de PVC obtida pelo processo de suspensão visualizada pelo

Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV).

Figura 2 − Micrografia da partícula de PVC.

a) Região superficial do Grão.

b) Grão com abertura. permitindo acesso à estrutura interna .

Fonte: (JUNIOR, NUNES E ORMANJI, 2006)

Observa-se na Figura 2b que o grão de PVC pelo processo de suspensão é formado por

aglomerados de pequenas partículas no seu interior, chamadas de partículas primárias. O

volume entre essas partículas é o responsável pela porosidade da resina, característica essa

que torna o processo de incorporação dos aditivos ao PVC possível, por meio da ocupação

desse volume livre. A porosidade do PVC permite desenvolver compostos com propriedades

bastante distintas (JUNIOR, NUNES E ORMANJI, 2006). As características de absorção de

plastificantes estão intimamente ligadas à porosidade da resina, podendo muitas vezes ser

utilizadas como parâmetros de avaliação da mesma. Entretanto, vale destacar que


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características distintas da porosidade apresentam influência nas propriedades de absorção de

plastificantes, tais como o tamanho e a distribuição de tamanho de poros. Resinas de

partículas muito finas, as quais apresentam área superficial específica elevada, podem

aparentemente absorver mais plastificante que resinas mais grossa, porém porosas, levando a

conclusões nem sempre adequadas. A absorção dos plastificantes e demais aditivos para o

interior das partículas de resina é mais importante que a simples adsorção dos mesmos na

superfície das partículas. A absorção efetiva dos plastificantes e aditivos garante que os

mesmos estarão interagindo com as moléculas do PVC durante as diversas etapas do

processamento (JUNIOR, NUNES E ORMANJI, 2006).

A Empresa de Composto de PVC em parceria com o laboratório de caracterização de

materiais da Universidade Federal do Cariri ou com Universidade Federal de Campina

Grande pode solicitar uma análise Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e verificar a

quanto à transição vítrea (Tg) do PVC está sendo afetada com uso do plastificante. Espera-se

que a Tg diminua bastante na presença do plastificante, caso não seja, é um indício que está

havendo predominância de apenas adsorção superficial ou que o plastificante é ineficiente

para afastar as cadeias do PVC. Outras caracterizações como Reômetro de Torque e

Durômetro Shore são úteis também para investigar esse problema.

5.1.4 Géis ou Fish-Eyes

A ocorrência de géis em resinas de PVC depende principalmente das condições de

polimerização, as quais podem gerar partículas com baixíssima porosidade em meio às

partículas de resina com porosidade normal. A baixa porosidade em algumas partículas no

PVC dificulta a plastificação da mesma causando imperfeições no produto fabricado


Importante a Empresa de Composto ter o controle da resina de PVC recebida do

fornecedor, pois caso haja altos teores de géis na resina, a Empresa consequentemente irá

fornecer um composto que poderá ocasionar defeitos nos produtos dos seus clientes.


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5.2 Aditivos necessários para formulação do Composto de PVC

O polo calçadista da Região Metropolitana do Cariri utiliza três tipos de composto

para fabricar seus produtos, são eles: o PVC cristal, o PVC marfim e o PVC com Borracha

Nitrílica.

A Empresa de Composto de PVC terá com desafio desenvolver esses três tipos de

composto com a mesma qualidade e com o preço competitivo. No entanto fabricar um

composto semelhante ao concorrente em propriedades e em preço é necessário desenvolver

uma composição semelhante à usada por eles.

Nesse presente trabalho será discutido o comportamento e os requisitos de qualidade

de alguns aditivos comuns para desenvolver a formulação dos compostos de PVC utilizados

na fabricação de calçados.

O ideal para o controle de qualidade (inspecionar) dos aditivos e PVC seria se a

Empresa de Composto de PVC tivesse seu próprio laboratório de controle, no entanto, o preço

dos equipamentos, o custo de manutenção e a necessidade mão de obra qualificada inviabiliza

a instalação do laboratório na fábrica. Uma alternativa para empresa inspecionar a matéria-

prima fornecida seria realizar parceria com o departamento de engenharia de materiais da

Universidade Federal do Cariri ou da Universidade de Federal de Campina Grande para

realizar as análises necessárias.

5.2.1 Plastificante

Os plastificantes são aditivos empregados em alguns materiais poliméricos, com o

objetivo de melhorar a processabilidade e aumentar a flexibilidade. Os plastificantes atuam

separando as cadeias poliméricas aumentando a mobilidade das macromoléculas (RABELLO,

2011). A Figura 3.mostra atuação do plastificante separando as macromoléculas do PVC.


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Figura 3 − Plastificação do PVC.

Fonte: (JUNIOR, NUNES E ORMANJI, 2006)

A molécula de PVC em função da presença do átomo de cloro, altamente

eletronegativo, possui ligações químicas fortemente negativas nos átomos de cloro e positivas

nos átomos de hidrogênio, ligados ao mesmo átomo de carbono. Devido à presença desses

dipolos ao longo das cadeias, as moléculas de PVC sofrem forte atração eletrostática umas

pelas outras, resultando em um polímero rígido. Observa-se na Figura 3 que as ligações

eletrostáticas entre as macromoléculas do PVC são minimizadas com a presença de

plastificante que aumentam a distâncias entre as cadeias, tornando o polímero flexível


Para controle de qualidade dos plastificantes são requisitados os seguintes critérios

(RABELLO, 2011):

Pureza

Comportamento no processamento

Permanência

Toxidade

Propriedades conferidas ao polímero


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Que não interaja com outros aditivos.

A permanência do plastificante no polímero depende da volatilidade e as

suscetibilidades á migração e a extração por solvente, plastificantes com alto peso molecular e

baixa afinidades com solventes apresentam menores taxas de difusão (migração) (RABELLO,

2011). A migração do plastificante torna o polímero frágil e com alta dureza. Caso a Empresa

de Composto forneça o composto de PVC com esse problema, os clientes irão produzir

calçados que com o tempo de uso apresentaram alta dureza e baixa flexibilidade, causando

desconforto para o usuário.

. O dioctil ftalato (DOP), da família dos ftalatos, é o plastificante de maior consumo

pela indústria de transformação do PVC. Sendo esse o plastificante a ser utilizado pela

empresa de Composto de PVC. O óleo epoxidado é outro aditivo que pode ser incorporado no

composto de PVC a ser fabricado, devido a sua versatilidade de atuar como plastificante

secundário e estabilizante térmico (JUNIOR, NUNES E ORMANJI, 2006).

5.2.2 Agente de expansão

O agente de expansão é o aditivo responsável em criar uma estrutura celular nos

produtos de PVC rígidos e flexíveis. O mesmo tem a finalidade de elevar capacidade isolação

térmica e acústica, aumentar amortecimento, reduzir a densidade do produto acabado e

diminuir a rigidez do polímero (RABELLO, 2011).

O agente de expansão mais utilizado em formulações de PVC, tanto em compostos

rígidos e flexíveis quanto em plastissóis, é a azodicarbonamida, também conhecida pelaabreviatura AZDC. A azodicarbonamida sofre decomposição em temperaturas que variam de

150 a 230ºC, liberando gases que provocam a expansão da massa polimérica formando uma

estrutura celular. A temperatura de expansão da azodicarbonamida pode ser reduzida por

meio da utilização de kickers ou ativadores, que são normalmente compostos derivados de

chumbo, cádmio, zinco e magnésio (JUNIOR, NUNES E ORMANJI, 2006).

Para controle de qualidade dos agente de expansão são requisitados os seguintes

critérios (RABELLO, 2011):


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Faixa estreita de temperatura de decomposição e compatível com a temperatura de

processamento do PVC.

Fácil de incorporação e dispersão no PVC

Produtos da decomposição não devem provocar risco a saúde ou afetar a estabilidade

do polímero ou ter efeitos corrosivos ao equipamento.

Grande rendimento de gás

5.2.3 Cargas

Cargas poder ser definidas como materiais sólidos, não solúveis, que são adicionados

aos polímeros em quantidades suficientes para diminuir os custos e/ ou alterar suas

propriedades físicas. A presença de carga no polímero aumenta a viscosidade, dificulta o

processamento, geralmente diminuem a resistência ao impacto e a fadiga, melhora a

estabilidade dimensional, diminuir a retração no resfriamento ou cura, eleva a dureza

(RABELLO, 2011)

Os principais tipos usualmente adicionados ao PVC são os carbonatos de cálcio(natural e precipitado), argilas, amianto, talco e algumas sílicas (JUNIOR, NUNES E

ORMANJI, 2006). Na Empresa de Composto de PVC será utilizado o carbonato de cálcio

como carga para o composto de PVC a ser produzido, devido à boa compatibilidade com o

PVC.

O carbonato de cálcio natural obtidos do calcáreo, especialmente aqueles de origem

fóssil (cretáceo), possuem partículas de fácil dispersão e excelente acabamento superficial do

produto final, porém têm coloração extremamente variável. Já os carbonatos de cálcio obtidos

da moagem de calcitas possuem partículas de morfologia menos favorável à dispersão e ao

acabamento superficial em relação aos cretáceos. Os carbonatos de cálcio precipitados são

obtidos por meio de processos químicos que partem do carbonato de cálcio natural,

relativamente impuro, obtendo um carbonato de cálcio bastante puro, branco e de coloração

bem controlada (JUNIOR, NUNES E ORMANJI, 2006).

Para controle de qualidade do carbonato de cálcio são requisitados os seguintes

critérios (JUNIOR, NUNES E ORMANJI, 2006):


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Tamanho médio de partícula- quanto menor o tamanho de partícula do carbonato de

cálcio, melhor é o acabamento superficial do produto final e melhores são as

propriedades mecânicas.

Distribuição de tamanho de partícula: a distribuição de tamanho de partículas é

importante para o empacotamento do carbonato de cálcio no composto de PVC.

Quanto maior o empacotamento, maior é a possibilidade de incorporação da carga sem

prejuízo excessivo das propriedades de fluxo.

Tamanho máximo de partícula: tamanho excessivo em relação às demais partículas

pode prejudicar as propriedades mecânicas do composto, como a resistência ao

impacto, ou ainda apresentar-se como defeitos superficiais indesejados

Grau de pureza: Quanto maior o teor de sílica em um carbonato de cálcio, maior é a

sua dureza, o que pode levar ao desgaste prematuro dos equipamentos de

processamento como roscas, cilindros e matrizes, além do próprio desgaste das hélices

do misturador quando da preparação do composto. Para verificar a pureza do

carbonato de cálcio é normalmente avaliado por meio do teor de insolúveis em ácidoclorídrico. Enquanto o carbonato de cálcio reage prontamente com o ácido clorídrico,

solubilizando-se, a sílica não faz o mesmo, podendo ser facilmente quantificada..

Cor: quanto maior o índice de brancura do carbonato de cálcio, melhor a cor do

composto final, uma vez que menor será o efeito negativo da carga.

Absorção de óleo: Quanto menor o tamanho de partícula, maior a área superficial deum material particulado qualquer, ou seja, maior a necessidade de óleo ou plastificante

para ―molhar‖ completamente a superfície de todas as partículas. Sendo preferíveis, no

caso do PVC flexível, partículas maiores para minimizar absorção de plastificante e

óleo epoxidado.


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5.2.4 Estabilizantes

A degradação térmica do PVC ocorre simultaneamente por três mecanismos:

desidrocloração, auto-oxidação e cisão mecano-química. Durante a degradação do PVC, o

átomo de cloro é desprendido da cadeia podendo se combinar com hidrogênio e formar ácido

clorídrico (HCl). O HCl atua como catalisador da degradação do PVC tornado o processo

auto-acelerativo (JUNIOR, NUNES E ORMANJI, 2006).

Para estabilizar o PVC é necessário a combinações de vários tipos de estabilizantes, os

quais atuam por vários mecanismos diferentes (RABELLO, 2011). Segundo o fornecedor da

empresa Inbra o estabilizante adequado para desenvolver o composto de PVC voltado para

indústria calçadista tem o nome comercial de PLASTABIL ICZ-221. Esse estabilizante é a

combinação dos estabilizantes a base estearatos metálicos (cálcio e zinco) e fosfito orgânico.

Nos estabilizante a base de composto de zinco e cálcio, o zinco atua possui capturando

íons cloretos livre, porém o cloreto de zinco formado possui forte efeito catalisador da reação

de desidrocloração do PVC, já cálcio, por sua vez, é bastante efetivo na estabilização desse

cloro livre, a partir de uma reação de dupla troca que regenera o composto ativo de zinco e

estabiliza o cloro na forma de cloreto de cálcio (JUNIOR, NUNES E ORMANJI, 2006).

O fosfito usado em conjunto com estabilizantes de metais, como cálcio e zinco,

melhora a transparência, a estabilidade às intempéries e à luz, assim como a estabilidade

térmica, especialmente no PVC plastificado (JUNIOR, NUNES E ORMANJI, 2006). Óleo

epoxidado comentado no tópico de plastificante (5.2.1) atua desativando HCL e removendo

sítios ativos do PVC (RABELLO, 2011).

5.3 Estudo reológico da fabricação do composto de PVC

5.3.1 Gelificação e Fusão

A conversão do composto de PVC, tanto rígidos quanto flexíveis, em produtos finais

moldados através de um processo de transformação depende de um fenômeno conhecido

como gelificação e fusão. O processo de gelificação e fusão do composto são realizados


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através da aplicação de cisalhamento e temperatura. O mecanismo de gelificação e fusão de

resinas de PVC seguem as seguintes fases (JUNIOR, NUNES E ORMANJI, 2006):

a) 1º Densificação do composto: Sob efeito do calor e do cisalhamento aplicado, o PVCsofre destruição progressiva dos grãos, e dispersão das partículas primárias, porém

ficam aderidas umas as outras devido a compactação provocada pelo equipamento de

mistura.

b) 2º Gelificação do composto: com a aplicação progressiva de cisalhamento sob calor

as partículas primárias, agora completamente isoladas da estrutura dos grãos ou dos

aglomerados particulados destruídos na fase anterior, sofrem um novo processo de

densificação, formando um estado de gel homogêneo. Nesta situação as forças de

interação entre as partículas são fracas, ou seja, a consolidação do composto na forma

de um material coeso ainda não ocorreu, e o modo de fluxo predominante é o fluxo

particulado.

c) 3ºFusão do Composto: prosseguindo-se com a aplicação do cisalhamento sob calor as

partículas primárias, em temperaturas tipicamente entre 180 e 210ºC (dependentes do

peso molecular da resina), serão também destruídas, dando lugar a um verdadeiro

estado de polímero fundido. A partir deste ponto o modo de fluxo passa a ser

puramente molecular deformacional ou viscoso. Os limites entre as partículas

primárias são destruídos e promove-se um elevado grau de interdifusão de

macromoléculas, o que faz com que o composto de PVC ganhe resistência do fundido

(viscoelasticidade) e resistência mecânica quando moldado.

Uma medida importante a ser realizado pela Empresa de Composto de PVC é o grau

de gelificação, pois essa medida é primordial para garantir a qualidades do composto a ser

fornecido aos clientes. Grau de gelificação reduzido significa dizer que existe na massa

conformada uma fração de partículas do composto de PVC que estão apenas sintetizadas, isto

é, as ligações das partículas são apenas superficiais sem interdifusão das macromoléculas.

Pequeno grau gelificação faz com que o material se rompa com facilidade. No caso do PVC

rígido onde as macromoléculas têm pouca mobilidade é indesejável a completa gelificação do

composto. Composto de PVC rígido com grau de gelificação em torno de 60 a 80%, ao ser

solicitado a uma força de impacto as partículas primárias que estão apenas sintetizadas criam

pequeno vazios responsáveis por dissipar a energia sofrida, dando ao PVC rígido maiortenacidade (JUNIOR, NUNES E ORMANJI, 2006).


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A Empresa de composto de PVC pode utilizar de uma técnica para acompanhar a

gelificação do composto produzido, ela consiste na imersão de uma amostra do produto final

em um solvente adequado, como por exemplo, cloreto de metileno, o que provoca o

inchamento do composto de PVC. Se o material apresenta nível elevado de gelificação, este

inchamento será uniforme. Entretanto, se o nível de gelificação é reduzido, a imersão do

composto de PVC no solvente provocará a separação das partículas primárias que estão

somente sinterizadas, fazendo com que o material sofra ataque ou desintegração. O ataque

pode variar entre leve a bastante severa, com destruição total da amostra no caso de

gelificação excessivamente deficiente (JUNIOR, NUNES E ORMANJI, 2006).

5.3.2 Influência das condições de processamento nos processos de gelificação docomposto de PVC

O domínio das condições de processamento do composto de PVC também é de

extrema importância para Empresa de Composto de PVC obter o grau de gelificação

desejado. Ajuste nos parâmetros, temperatura e velocidades das roscas, na extrusora dupla

rosca e controle no volume dosado pelo alimentador de piso têm influencia direta no poder de

gelificação do composto de PVC. Adiante serão comentados a influencia desse parâmetro nagelificação do composto de PVC (JUNIOR, NUNES E ORMANJI, 2006):

Temperatura de processamento: Maiores temperaturas de processamento aceleram

o processo de gelificação e fusão do composto de PVC, uma vez que maior é a

quantidade de energia fornecida ao composto de PVC, fazendo com que mais

rapidamente ocorram as transições entre os estados de composto em pó, fluxo

particulado e fusão das partículas primárias.

Níveis de cisalhamento (Velocidades das roscas): cisalhamento mais elevados

aceleram o processo de gelificação e fusão do composto de PVC, este fenômeno é

facilmente compreendido quando se considera que, quanto maior a taxa de

cisalhamento, maior é o trabalho termo-mecânico sofrido pelos aglomerados

particulados no composto de PVC, fazendo com que mais rapidamente ocorram as

transições entre os estados de composto em pó, fluxo granular e fusão das partículas

primárias, tal como no caso do efeito da temperatura.


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Volume dosado: A taxa de preenchimento da rosca em uma extrusora está

relacionada com o volume transportado pelo alimentador de piso para o funil da

extrusora. Quando o volume dosado pelo alimentador de piso é baixo a rosca da

extrusora opera em condições de baixa dosagem, ou seja ―vazia‖, o menor nível de

aglomeração das partículas de PVC faz com que a eficiência na transferência das

tensões de cisalhamento para o composto seja menor, resultando em um processo de

gelificação mais lento. De maneira análoga, se o volume dosado pelo alimentador de

piso é elevado ocorrerá ocupação plena da rosca na seção de alimentação (rosca

―cheia‖), fazendo com que a elevada taxa de preenchimento do volume disponível

promova um nível de transferência de tensões de cisalhamento para o composto de

PVC bastante eficiente, resultando em um processo de gelificação acelerado.

5.4 Equipamentos necessários para fabricação do composto de PVC

Misturas de um tipo de polímero com outro tipo de polímero ou com cargas,

pigmentos e aditivos, de um modo geral, requerem métodos de processamento específicos

para cada situação. Os mesmo componentes presentes em um composto podem gerar distintas

propriedades do produto final, dependendo da forma como foram misturados e, muitas vezes,dependem da ordem que foram colocados para misturar. Os pigmentos cargas ou fibras devem

ser dispersos e distribuídos adequadamente (MANRICH, 2013).

Dispersar significa desaglomerar estruturas de partículas, que se a desaglomeração

ocorrer totalmente, cada partícula terá interação absoluta com o polímero, sendo inteiramente

molhada por este, e durante o uso do produto final, a transferência das tensões do polímero

através desta partícula isolada pode ser total. Caso a dispersão não seja eficiente às partículas

podem formar uma fase na massa polimérica e terem baixa interação com estas, e, principalmente, terem baixa capacidade de transmissão de tensões através desses aglomerados

(MANRICH, 2013).

Durante as misturas são aplicados forças, geradas pelo cisalhamento ou outra tensão

mecânica, sobre o fluido polimérico, e este último transfere as forças para os componentes do

composto. A força transferida pelo fluido polimérico para os demais componentes do

composto é o responsável em dispersar os aditivos presentes na formulação. A intensidade da

transferência dessas forças depende por sua vez da viscosidade a qual o fluido polimérico se

apresenta durante a mistura (MANRICH, 2013).


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Utilizar baixa viscosidade do polímero são geradas boa distribuição e má dispersão, se

utilizar alta viscosidade do polímero, inicialmente atinge boa dispersão e má distribuição, em

ambos os casos depois de muito tempo de cisalhamento o estado final é atingido com uma boa

dispersão e boa distribuição é atingido. No entanto se inicialmente utilizar alta viscosidade

para ocorrer a dispersão, e logo a seguir utilizar baixa viscosidade para ocorrer boa

distribuição, é atingido rapidamente o nível de boa mistura pretendido (MANRICH,2013).

Para preparação do composto de PVC é necessário duas etapas de mistura,

primeiramente uma pré-mistura e uma segunda mistura intensiva. Na pré-mistura consiste

essencialmente em agitar os ingredientes juntos, pós ou líquidos. Os aditivos são misturados

com o pó ou grânulo do polímero sem haver a fusão, nessa fase a mistura, em principio, é

separável. Posteriormente, na mistura intensiva, a mistura deve sofrer aquecimento e intensocisalhamento para se conseguir uma íntima dispersão dos aditivos no polímero. Espera-se no

fim da segunda mistura que todos os grânulos do composto tenham a mesma composição

(RABELLO, 2011).

As máquinas (injetoras) utilizadas para fabricação de calçados oferece pouca ação de

gelificação da resina e de mistura dos aditivos no PVC, sendo necessárias etapas anteriores

com máquinas próprias para mistura. No entanto a Empresa de Composto de PVC necessitará

do misturador intensivo e da extrusora dupla rosca para preparar um composto adequado para produção de calçados.

As extrusoras dupla rosca são equipamentos que permitem obter uma alta eficiência na

mistura, pois o composto passa por diversas temperaturas e geometria de rosca, ora

favorecendo a dispersão, ora a distribuição (MANRICH, 2013). O misturador intensivo é de

extrema importância para obter uma pré-mistura, favorecendo uma boa distribuição dos

ingredientes e uma boa absorção dos ingredientes na resina.

5.4.1 Misturador intensivo

A mistura da resina de PVC com os aditivos para preparação do composto de PVC é

normalmente realizada em misturadores intensivos

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