Análise das variáveis que afetam a adesão do verniz de alto relevo sobre superfície de filme de polipropileno

Abstract

Vernizes de alto relevo são utilizados em rótulos para conferir efeitos táteis, dentre estes a escrita braile. Em muitos casos, esses vernizes são aplicados sobre laminações, utilizadas para conferir proteção à impressão do rótulo devido à interação do produto presente no frasco que está sendo rotulado. O braile é impresso através do processo de serigrafia, sendo que a cura dele acontece pela ativação com luz ultravioleta (UV) através da exposição do material a lâmpadas UV presentes em uma unidade da impressora. Nesse contexto, foram avaliadas as variáveis que afetam a aderência de vernizes alto relevo de cura UV sobre a superfície de laminações de polipropileno biorientado (BOPP). Foram testados quatro vernizes diferentes, combinados com três filmes, além de amostras de controle, confeccionadas utilizando a aplicação de um verniz fosco total sobre o rótulo. Foram impressos dois tamanhos de braile diferentes, utilizando o mesmo cilindro de serigrafia, com a intenção de avaliar a interferência da área de contato do verniz sobre a laminação. Outra variável avaliada foi a aplicação do tratamento corona em linha. Esse tratamento oxida e funcionaliza a superfície do material, aumentando a sua energia superficial e teoricamente facilitando a aderência do verniz sobre a laminação. O tratamento corona ioniza o oxigênio presente na atmosfera, gerando assim espécies radicalares que atuam diretamente na superfície do polímero. Para avaliar a efetividade do tratamento corona, foram utilizados líquidos tensoativos, para estipular os acréscimos observados na molhabilidade da superfície em função do acréscimo da energia superficial. Os testes foram replicados em duas impressoras diferentes, atuando em três velocidades de impressão distintas, 30,50 e 70 m/min, a fim de avaliar a maior quantidade possível de variáveis presentes no processo. A resistência ao atrito e ao arrancamento foram as principais características avaliadas nas amostras, além do comportamento das mesmas após o envelhecimento em câmara climática. Para avaliar essas propriedades, os testes de Rubbing off manual e mecânico foram utilizados para qualificar o comportamento das amostras ao sofrerem atrito, além do Tape test, realizado com o intuito de avaliar a resistência ao arrancamento dos pontos de braile impressos. Foi empregada uma metodologia para a avaliação do teor de exsudação destas amostras, entretanto os resultados foram inconclusivos devido ao ganho de massa observado. As amostras produzidas apontaram a presença de bolhas no interior dos pontos do braile. Essas bolhas foram geradas pelo processo de cavitação, decorrente das vibrações exercidas por componentes mecânicos envolvidos. A cavitação se mostrou mais significativa na impressora ECS, onde a quantidade e tamanho das bolhas observadas aumentou em função da velocidade de impressão utilizada. As bolhas presentes no interior do verniz curado fragilizaram os pontos, diminuindo a resistência ao atrito e ao arrancamento, de modo que a adesão e permanência destes sobre a superfície foi prejudicada.

Embossed varnishes are used on labels to produce tactile effects, which braille writing is one of them. In many cases, these varnishes are applied on laminations, responsible for the protection of the impression of the label, due to the interaction between the product on which it is attached. The braille is printed by the silk-screen process, and its cure is done through the activation by ultraviolet light (UV) exposure, by using UV lamps present in the printing unit. In this context, the variables that affect the adherence of embossed varnishes with UV cure over the surface of bioriented polypropylene (BOPP) films were analyzed. Four different varnishes were tested, combined with three different films, in addition to the control samples, produced by the application of a full coverage matte varnish layer. Two different sizes of braille dots were printed, utilizing the same silk-screen cylinder, with the aim to evaluate the interference of the contact area of the varnish with the film. Another variable evaluated was the application of in-line corona treatment. This treatment oxides and functionalizes the surface of the material, increasing its surface energy and theoretically facilitating the adhesion of the varnish on the lamination processes. The corona treatment ionizes the oxygen present in the atmosphere, thus creating radical species that act directly on the surface of the polymer. For evaluating the effectiveness of the corona treatment, surfactant liquids were used. The increase in wettability as a function of the increase of the surface energy was analyzed. Finally, the tests were replied in two different printers and three different speeds – 30, 50 and 70 m/min. The friction and peeling resistances were the main characteristics evaluated in the samples, together if their behavior after the exposure in a climate chamber. The properties – mechanical and manual rubbing off tests – were evaluated to verify the behavior of the samples by friction. Additionally, peeling resistance of printed braille dots was analyzed. Finally, the exudation level of the samples was evaluated, but inconclusive results were achieved due to increase in mass. The printed samples showed the presence of bubbles inside the braille dots. These bubbles were created by cavitation due to the vibration produced by mechanical components of the printer. The processes of the cavitation showed up to be more effective in the ECS press, where the quantity and size of the bubbles increased according to the printing speed used. The bubbles present in the cured varnish weakened the dots, thus decreasing its friction and peeling resistances, in a way that the adhesion and maintenance of the dots over the surface was affected.