Estudo das variáveis de processo para redução da variabilidade da deposição de alumínio em filme susceptor para micro-ondas

Abstract

Susceptores são materiais que têm capacidade de absorver energia eletromagnética e convertê-la em calor. Embalagens para produção de pipoca em micro-ondas contêm um tipo de susceptor, formado por um filme de Poli (Tereftalato de Etileno) biorientado revestido por uma fina camada de alumínio. A espessura média da camada metálica, medida em termos dedensidade óptica (DO), bem como a sua uniformidade são extremamente críticos para assegurar o bom desempenho do susceptor nessa aplicação. Neste trabalho, foram estudadas variáveis de processo que poderiam afetar essa uniformidade, buscando uma redução na variabilidade de DO do filme susceptor. Em análise conforme metodologia ESA (Error Stream Analysis) oito condições (fatores) primárias foram levantadas como possíveis fontes da alta variabilidade de DO: (1) Variação na velocidade do fio de alumínio, (2) Tempo de uso do evaporador, (3) Posição do evaporador, (4) setup de variação alto, (5) Medição da DO com densitômetro, (6) Tensão superficial baixa da face a ser metalizada, (7) Variação de temperatura dos evaporadores e (8) Tipo do evaporador. Após análise e aplicação de algumas contra medidas, as variáveis “tipo do evaporador” e “diâmetro do fio de alumínio” foram avaliadas em experimentos realizados conforme planejamento fatorial 2². Um novo método de coleta e análise de dados dedensidade óptica e transmissão foi desenvolvido, tornando mais simples e representativa a análise comparativa dos resultados dos experimentos. Entre as condições avaliadas, obteve-se o melhor resultado com o uso de evaporadores bimetálicos e fio de alumínio com 2,0mm de diâmetro, produzindo-se um filme com DO média de 0,42 e com apenas 0,1% de pontos de leitura de DO com desvio maior do que 10% em relação ao setpoint, estabelecido em 0,42. Além disso, as estratégias utilizadas para ajustes de processo garantiram uma redução de 85% na perda de filme por corte das bordas e fundo do rolo metalizado por apresentarem DO abaixo da especificação.