1)LAMINAÇÃO DE PRODUTOS IMPRESSOS COM FILMES PLÁSTICOS

A aplicação final de um determinado impresso deve sempre ditar a necessidade de laminação com filmes plásticos.

Quando o tipo de tinta e a tecnologia de impressão não permitem ou protegem a aplicação final de um impresso, a laminação é a alternativa para prevenir e expandir a capacidade das várias aplicações como: umidade, exposição UV, exposição térmica, condições de manuseio e transporte, durabilidade, rigidez, resistência química, custo, estética, etc…

Neste caso é fundamental focar no tipo de adesivo. Existem adesivos do tipo termosensíveis (sensíveis à temperatura) e do tipo auto-adesivos (sensíveis à pressão – pressure sensitive adhesives).

Deve-se verificar qual é o tipo de adesivo mais indicado para determinado tipo de tinta, tecnologia de impressão e aplicação final. O adesivo deve ser compatível com a química da tinta ou eventuais aplicações de coating sobre a impressão.

A pergunta é: a que base o adesivo do filme deve aderir? A questão é que não é o filme que adere a uma determinada impressão e sim a formulação do adesivo.

Portanto, primeiramente deve-se atentar para a aplicação que deverá ser imposta a um determinado produto final laminado e em seguida deve-se selecionar o filme e o adesivo a serem utilizados para então determinar a tinta e a tecnologia de impressão apropriadas.

2)CUIDADOS COM A IMPRESSÃO DE PRODUTOS PARA TERMOLAMINAÇÃO

A secagem da tinta é um processo complexo e pode determinar o sucesso ou o fracasso do processo de termolaminação.

A secagem das tintas é geralmente realizada através de reações químicas e em assim sendo, certas condições devem ser encontradas para que essas reações ocorram. Quando estas condições são violadas o processo de secagem pode ser tornado inativo.

É recomendável uma secagem entre 48 e 72 horas antes da termolaminação. Existem tintas especialmente formuladas para aceitar a laminação ou coating. As tintas mais difíceis de laminar são aquelas com alto teor de cera e as tintas com agentes como silicone que são freqüentemente encontrados em tintas UV.

3)TIPOS E INFLUÊNCIAS DOS FILMES PARA TERMOLAMINAÇÃO

É conhecido que variações de brilho e opacidade podem causar variações significativas na percepção das cores na termolaminação de produtos impressos.

Para entender melhor algumas das alterações ópticas que podem ocorrer após a termolaminação devemos primeiramente definir alguns termos técnicos usados para descrever estas propriedades.
Os filmes PROLAM® ALTO BRILHO são caracterizados e definidos pelo alto brilho e baixa rugosidade do filme base, resultantes de uma superfície extremamente regular e de mínima rugosidade.

Tipicamente, quanto mais lisa e regular for a superfície de um filme base, maior a capacidade do filme em refletir a luz incidente e prover o alto brilho. Esta reflexão da luz (gloss) pode ser medida usando-se um instrumento chamado Glossmeter e através de acordo com o método ASTM 2457.

Os filmes PROLAM® FOSCO (matte) são caracterizados e definidos pela opacidade do filme base. Esta opacidade é uma medida indireta da facilidade com que a luz pode passar através do filme sem que a mesma seja difundida por componentes do próprio filme.

Geralmente, quanto menor for a opacidade mais transparente é o filme. A opacidade (Haze) pode ser medida através de um instrumento chamado hazemeter e de acordo com o método ASTM D1003.

A cor pode ser definida como “a percepção da luz que foi modificada por um objeto”.

Infelizmente, a avaliação da cor é subjetiva e variável de um indivíduo a outro. As pessoas enxergam a cor diferentemente dependendo: do indivíduo, das condições de fundo, das condições de visão, da fonte de luz, etc…

Da mesma forma, o Brilho (Gloss) e a Opacidade (Haze) dos filmes podem alterar a percepção da cor dependendo da severidade e da consistência destes atributos.
A beleza do brilho realça as cores mas infelizmente, por outro lado, sob certas condições de iluminação, o brilho pode tornar a leitura e a visão gráfica extremamente difíceis.

O brilho e transparência dos principais tipos de filmes brilhantes para a termolaminação como o Polipropileno biorientado (BOPP), o Nylon biorientado (OPA) e o Poliéster (PET) variam basicamente em função da rugosidade superficial dos diferentes tipos de filme base uma vez que os processo de fabricação são muito similares.

Diferentemente do que ocorre com o efeito dos filmes brilhantes, a opacidade dos filmes foscos altera a percepção das cores. Além disto, no caso dos filmes foscos, também dependendo do tipo de filme fosco utilizado, existem diferentes potenciais de alteração da percepção de cor após a termolaminação.

Adicionalmente, pode-se constatar que a inconsistência da qualidade do acabamento fosco, tanto o brilho quanto a opacidade, de um mesmo filme têm um efeito significante na percepção da cor após a termolaminação dentro de um mesmo lote de produtos impressos.

Constatou-se que quando o nível de brilho (medida da reflexão da luz) varia mais do que 2%, a diferença visual da cor pode ser percebida dentro de um mesmo lote de impressão após a termolaminação com filme fosco, particularmente com as cores verdes, vermelha e preta. Assim sendo, o tipo de filme fosco utilizado pode ter um forte potencial de alteração visual da cor após a termolaminação.

Devido às diferenças nos processos de fabricação dos diferentes tipos de filme fosco para a termolaminação, é importante entender estas diferenças para poder associar a alteração visual de cor com o tipo de filme.

Existem basicamente 3 tipos de filme base para termolaminação com acabamento fosco: BOPP, OPA e PET. Cada um destes tipos de filme é fabricado por um processo diferente e possui diferenças de brilho (gloss) e opacidade (haze).

– O acabamento fosco dos filmes de Nylon (OPA), é gerado por um coating especial aplicado em uma segunda fase após a extrusão do filme base. A formulação, a qualidade, a quantidade e a cura deste coating podem influenciar o grau de acabamento fosco.
– O acabamento fosco dos filmes de BOPP é obtido através de aditivos utilizados já no processo de extrusão do filme base. Tipicamente estes filmes são produzidos em três camadas onde uma camada externa é modificada para se obter o acabamento fosco.
– Na produção do filme de Poliéster Fosco, uma resina principal é extrudada em uma única camada modificada a partir de aditivos. O resultado fosco é distribuído em toda a massa do filme e não restrito a uma única camada externa com um filme de BOPP.
Devido a estas diferenças nos processos de fabricação destes 3 tipos de filme com acabamento fosco, o brilho e a opacidade finais são diferentes entre os tipos de filme. O impacto destas diferenças é percebido na diferença de percepção entre as cores quando comparada o acabamento da termolaminação de alguns produtos impressos usando-se diferentes tipos de filme fosco.
Com o filme de Nylon fosco, o potencial de alteração da cor é mais significante após a termolaminação quando comparado ao BOPP ou PET devido ao menor brilho e maior opacidade. Destes três tipos de filme fosco para a termolaminação, o filme de Poliéster fosco é o que tem o menor impacto na cor com o maior brilho e menor medida de opacidade conforme pode ser notado na tabela abaixo:

4)POSSÍVEIS CAUSAS DE FALTA DE ADERÊNCIA DE VERNIZES UV EM PRODUTOS LAMINADOS COM FILMES BOPP PROLAM

Necessidade de tratamento superficial

Em geral, os plásticos possuem uma superfície quimicamente inerte e não porosa com baixa tensão superficial e conseqüentemente uma baixa capacidade de aderência com outros substratos, tintas, vernizes e adesivos. Polietileno e Polipropileno são os plásticos com a menor energia de superfície e os dois materiais mais freqüentemente sujeitos ao tratamento superficial para melhoria das suas características de adesão. No entanto, o tratamento superficial pode ser utilizado para a melhoria da aderência de praticamente todos os materiais plásticos bem como materiais não plásticos como papel e alumínio. O tratamento superficial promove um melhor resultado quando aplicado no processo de produção. Porém, o tratamento pós-produção é amplamente utilizado para melhorar a adesão nos processos de laminação, aplicação de vernizes e tintas, etc…

Tensão Superficial

A origem da tensão superficial em um líquido é a força de atração entre as moléculas que compõe este líquido. Na ausência outras forças, esta atração entre as moléculas torna o líquido coalescente com formação de gotas esféricas. Isso pode ser observado, por exemplo, quando a chuva cai sobre a superfície encerada de um carro.

Como regra geral, quanto maior for a proporção de grupos polares (por exemplo grupos O-H) em uma molécula, maior é a força de atração entre esses grupos. Forças de atração intensas geram uma alta tensão superficial e a tendência de formar gotas discretas em uma superfície ao invés de banhar essa superfície de uma forma uniforme formando um único filme de líquido. A grande proporção de grupos O-H na água é responsável pela sua alta tensão superfcial (72 dy/cm) . Os álcoois, com a sua baixa proporção de grupos O-H possuem uma baixa tensão superficial (22 dy/cm).

Claramente, quanto menor for a tensão superficial de um líquido para cobertura mais fácil será para formar uma camada satisfatória a partir do mesmo.

A tensão superficial pode ser entendida como a força que mantém um líquido agrupado. No interior de um volume de líquido, cada molécula é cercada por todos os lados por outras moléculas; as forças entre essas moléculas se igualam e a massa inteira se equilibra. A situação é diferente na superfície de um líquido. Na interface entre o líquido e o ar por exemplo, as moléculas da superfície são atraídas pelo líquido ao seu redor mas não pelo parte em contato com o ar. As forças estão portanto em desequilíbrio e conseqüentemente o líquido se comporta como se tivesse uma pele esticada.

A tensão superficial pode portanto ser quantificada em termos de forças em ação por unidade de comprimento na interface entre o líquido e o ar. As unidades são definidas como dynas por centímetro ou newtons por metro (1 dy/cm = 0,001 N/m).

Energia de Superfície

Como pode uma superfície possuir energia? A primeira vista essa não é uma questão razoável. Energia é definida como a capacidade de realizar trabalho e se usarmos o exemplo da superfície de madeira de uma mesa fica difícil evidenciar um vínculo co qualquer forma de trabalho.

A situação se torna um pouco mais clara quando aplicamos um spray de gotículas água sobre a superfície de madeira de uma mesa, onde apenas em uma parte desta superfície seja aplicada uma cera. As gotículas que se depositam nas partes enceradas formarão discretas gotas de formato quase esférico. Isso é devido à tensão superficial da água (conforme acima).

As gotículas de água que se depositam na superfície sem cera comportam-se de uma maneira diferente. Estas não tendem a formar gotículas e sim, espalharem-se formando uma camada (filme) fina. Em outras palavras as forças de tensão superficial que mantém as gotículas agrupadas foram superadas. É necessária uma energia para superar as forças de tensão superficial e essa energia deve vir de alguma parte. Na realidade essa energia vem da superfície da mesa e mais especificamente das forças que mantém agrupadas as moléculas do material da superfície da mesa.

Um tampo de mesa onde foi aplicada uma cera com base em hidrocarbono terá uma superfície rica em hidrocarbonos. As forças que mantém os hidrocarbonos agrupados são mais baixas do que as forças que atuam entre as moléculas de água e conseqüentemente a água em uma superfície de hidrocarbonos se mantém na forma de gotículas.

Uma superfície sem aplicação de cera terá na sua superfície uma mistura complexa de moléculas de carbono, hidrogênio e oxigênio e (diferentemente de hidrocabonos) terá uma proporção significativa de grupos polares (O-H por exemplo) presentes. As forças de atração entre moléculas polares são maiores do que aquelas entre moléculas não polares como hidrocarbonos e neste exemplo tem suficiente força para superar a força da tensão superficial da água causando o rompimento das gotículas e a formação do filme de água.

É comum na indústria de coatings referir-se a superfícies de baixa energia e de alta energia. Polietilenos e Polipropilenos são exemplos de superfícies de baixa energia. As forças entre as moléculas de hidrocarbono que formam esses polímeros são baixas e conseqüentemente líquidos polares tendem a formar gotículas na sua superfície ao invés de espalharem-se.

É difícil cobrir superfícies de baixa energia mas felizmente existem diversas maneiras de converter superfícies de baixa energia em superfícies de alta energia. A metodologia consiste em formar espécies contendo oxigênio na superfície e esta oxidação pode ser obtida de várias formas como a exposição à radiação ultra-violeta, descargas de plasma ou de corona ou ainda por tratamento a chama ou ácidos.

A energia de superfície é quantificada em termos e forças agindo em unidade de comprimento na interface de sólido-ar ou de sólido-líquido. As unidades de medida são exatamente as mesmas da tensão superficial.

Ângulo de Contato

As definições de tensão superficial e energia de superfície envolveram considerações sobre o comportamento de líquidos em contato com sólidos e a formação de gotículas ou filmes finos. Uma forma conveniente de quantificar este comportamento é medir o ângulo formado pelas nterfaces líquido-sólido e líquido-líquido:-

Se for maior do que 90° o líquido tende a formar gotículas na superfície. Se for menor do que 90° o líquido tende a espalhar-se na superfície, e quando o líquido forma um filme fino (camada fina) o ângulo tende a zero.

Adesão

Existem diversos métodos de quantificar a adesão de uma cobertura (coating) a um substrato. Embora nenhum destes métodos de testes necessite uma compreensão fundamental do mecanismo de adesão, é apropriado mencionar o porque de a tensão superficial, a energia de superfície e a adesão estarem todos relacionados.

A diferença numérica entre a tensão superficial de uma cobertura e a energia de superfície de um substrato tem um profundo efeito na maneira na qual o líquido de cobertura se dispersa sobre o substrato e na força de aderência (ancoragem) entre o substrato a camada seca.

Se a tensão superficial de uma cobertura (coating) for maior do que a energia de superfície do substrato, a cobertura não se espalhará formando uma camada (filme). À medida que aumentamos a energia de superfície de um substrato, poderemos atingir um estágio onde o coating se espalhará formando um filme porém, quando seco, poderá ter ainda baixa adesão. Aumentos graduais na energia de superfície do substrato deverão resultar em maior facilidade de formação da camada e melhor adesão do file seco.

É importante enfatizar que energia de superfície é apenas um aspecto que governa o complexo fenômeno que nos referimos como adesão. Testes de aderência envolvem a aplicação de força para remover o coating do substrato. A intenção é medir a força necessária para superar as forças de adesão entre o coating e o substrato. Na prática, tanto a força de coesão de um coating quanto a do substrato possuem um efeito sobre a facilidade ou dificuldade de remover o coating do substrato.

Medida da Energia de Superfície

O objetivo do tratamento da superfície é o aumento da “banhabilidade” (wettability) da superfície, desta forma melhorando a capacidade de adesão a solventes, adesivos, coatings, vernizes, etc….Para que uma superfície seja adequadamente banhada por um líquido, a energia de superfície do plástico deve ser superior à energia de superfície do líquido. A energia de superfície é medida em dynas/cm. O ideal é que a energia de superfície do plástico seja de 7 a 10 dynas/cm superior do que a tensão superficial do solvente ou do líquido a ser aplicado. Por exemplo, um verniz com tensão superficial de 30 dynas/cm não banharia adequadamente, ou seja, não teria uma aderência adequada a um material com energia de superfície menor do que 37 a 40 dynas/cm. O método para medição da energia de superfície é conhecido como Wetting Tension Test (ASTM D- 2578) (ou Teste de Medida de Banhabilidade – ASTM D- 2578). Testes de energia de superfície são frequentemente realizados em superfícies tratadas pós-produção antes de seguirem para processos de conversão. Nestes testes, uma série de misturas de líquidos com graduais tensões superficiais são aplicados na superfície de um substrato tratado até que uma destas misturas banhe adequadamente a superfície.

A energia de superfície do plástico é aproximadamente igual à tensão superficial daquela mistura específica que banhou adequadamente a superfície. Soluções preparadas destas misturas estão disponíveis em vários fornecedores de equipamentos de Tratamento Corona. Tratam-se de soluções de Formamida e Cellosolve® (produto registrado da Union Carbide para Etileno Glicol Monoetileter). O teste de banhabilidade é o mais amplamente utilizado para a medição e determinação do nível de tratamento de superfícies pós-tratadas.

5)O que é o Tratamento Corona?

Um sistema de Tratamento Corona é projetado para incrementar a energia de superfície de filmes plásticos, folhas de alumínio ou papéis a fim de permitir um ganho na banhabilidade e adesão de tintas, vernizes e adesivos.

Como resultado, o material tratado apresentará uma melhoria na qualidade de coating ou impressa e uma maior força de laminação.

O sistema consiste em dois componentes principais:

1. A Fonte de Energia e
2. A Estação de Tratamento.
A fonte de energia converte energia elétrica (50/60 Hz) em energia em alta freqüência (nominalmente 10 a 30 KHz) que é fornecida à estação de tratamento.
A estação de tratamento aplica esta energia à superfície do material, através de uma distância no ar (air gap), via um conjunto de eletrodos, sendo um a alto potencial e o outro, geralmente um cilindro o qual suporta o material, devidamente aterrado. Apenas a face do material voltada para o eletrodo de alto potencial deve apresentar um incremento na tensão superficial.

Método deTeste ASTM D 2578: Dyne Solution Test Method

Este método, embora bastante procedimentado na determinação da energia de superfície, apresenta diversos problemas em termos de confiabilidade e consistência de resultados. Esses problemas devem ser tratados da seguinte maneira:

1. Cuidados devem ser tomados para limitar a evaporação das soluções. A evaporação altera as concentrações dos componentes e portanto altera o valor do nível de tratamento.
2. Considerando a utilização de cotonetes de algodão como objeto de aplicação da solução, sabe-se que estes tem diferentes efeitos na indicação do nível de tratamento devido ao fato que os fabricantes de cotonetes de algodão usam diferentes produtos para prender o algodão na ponta do bastão.
3. A utilização de um mesmo cotonete de algodão em diferentes soluções contamina tanto o resultado do teste quanto o frasco da solução.
4. Embora as misturas de Etil Cellosolve® e Formamida usadas sejam relativamente estáveis, a exposição ao calor e a umidade excessivos devem ser evitadas.
5. Os inspetores responsáveis pela aplicação do teste através de cotonetes de algodão tem a tendência de variar a quantidade de líquido molhado na ponta do cotonete, alterando desta forma o resultado do teste. Igualmente, a maneira de aplicar o cotonete molhado sobre a superfície do substrato tratado, varia de pessoa para pessoa. A força de aplicação do cotonete na superfície também tende a produzir resultados errados de tratamento. É importante manter a aplicação de uma camada uniforme de solução de teste para obter um resultado uniforme dos testes.

Vários outros métodos tem seu uso bastante limitado, entre eles um dos mais precisos quando adequadamente realizado é o da medição do ângulo de contato.