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Tratamento superficial de filmes plásticos Imprimir E-mail
Escrito por Giselen Cristina Pascotto Witmann   
Qui, 23 de Dezembro de 2010

De modo geral, os filmes plásticos não apresentam as condições ­ideais para a fixação de revestimentos tais como tintas, adesivos e metalização. Isso ocorre porque eles pos­suem su­per­fí­cies não porosas, quimicamente inertes e/ou com bai­xa energia su­per­fi­cial.
A adesão de tintas e adesivos sobre filmes plásticos depende dos seguintes fatores: tensão su­per­fi­cial, “molhabilidade” e compatibilidade química.
A tensão su­per­fi­cial está re­la­cio­na­da à força coe­si­va, que é responsável pela ­união das moléculas de um líquido. Na superfície, essa força tende a ser ­maior, pois as moléculas não estão ligadas umas às ou­tras por todos os lados. Isso provoca a formação de um filme invisível na superfície do líquido, que faz com que o movimento de um objeto seja mais difícil na sua superfície do que quando ele está completamente submerso. A força necessária para romper um filme de 1 cm de comprimento é chamada de tensão su­per­fi­cial, sendo expressa em dinas por centímetro.
As forças entre moléculas diferentes são chamadas de forças adesivas. Para que um líquido forme uma película uniforme sobre um sólido — ao invés de formar gotículas —, é necessário que sua tensão su­per­fi­cial seja in­fe­rior às forças adesivas entre o líquido e o sólido. Quan­do isso ocorre, o líquido tem uma excelente “molhabilidade” sobre o sólido, ou seja, ele se espalha sobre o sólido. A “molhabilidade” pode ser medida pelo ângulo de contato entre o líquido e a superfície, o qual permite quantificar a afinidade entre o líquido e o sólido. O ângulo nulo indica ótima afinidade e, portanto, máxima “molhabilidade”.
A tensão su­per­fi­cial de tintas líquidas está na fai­xa de 36 a 38 dinas/cm para tintas à base de solventes e de 40 a 45 dinas/cm para tintas à base d’água. Quan­do se aplica uma tinta líquida sobre um filme de po­lie­ti­le­no sem tratamento, ime­dia­ta­men­te ocorrerá a formação de gotículas, porque a tensão su­per­fi­cial da tinta é su­pe­rior às forças adesivas entre a tinta e o filme.
As po­lio­le­fi­nas — polímeros compostos por carbono e hidrogênio, dos ­quais os mais utilizados são o po­lie­ti­le­no e o polipropileno — são as que apresentam maio­res dificuldades de adesão, porque, além de pos­suí­rem bai­xa “molhabilidade”, são apolares, ou seja, in­com­pa­tí­veis com tintas e adesivos, que são polares.
Por isso, os filmes plásticos, antes de passarem pelos processos de impressão, laminação ou metalização, são submetidos a um tratamento su­per­fi­cial, com o objetivo de modificar suas su­per­fí­cies e melhorar suas características de adesão.

Os tipos de tratamento su­per­fi­cial mais comuns para filmes plásticos são: corona, à chama e químico. O tratamento corona consiste na aplicação de descargas eletrostáticas sobre a superfície do filme, de modo a au­men­tar sua energia su­per­fi­cial, permitindo uma boa ancoragem da tinta ou adesivo. Ele é aplicado ao filme por meio de equipamento composto de uma fonte de alta frequência, um transformador de alta voltagem e uma estação de tratamento. Essa última estação consiste em um par de eletrodos, um de alto po­ten­cial e ou­tro composto por um cilindro de metal aterrado e revestido por um ma­te­rial isolante que suporta o substrato. O efei­to é obtido pela io­ni­za­ção do oxigênio presente entre os eletrodos, que polariza a superfície do filme e au­men­ta sua energia su­per­fi­cial.
Este é o principal tratamento aplicado nos filmes de po­lie­ti­le­no e polipropileno, podendo ser utilizado também em ou­tros ma­te­riais, como PET e BOPP.
O tratamento à chama é rea­li­za­do a partir da combustão de um gás (metano, propano ou butano). A chama atua sobre a superfície do filme, o qual é res­fria­do ime­dia­ta­men­te ao passar por um cilindro com água gelada. Esse tratamento só passou a ser utilizado em filmes plásticos após adaptações e me­lho­rias no processo, pois antigamente sua aplicação era fei­ta quase que exclusivamente em frascos soprados ou potes de alta espessura. Em relação ao processo corona, o tratamento à chama permite efei­tos mais intensos, não atinge o lado oposto do ma­te­rial (backside), não provoca microfuros (pin­holing) e apresenta bai­xo de­cai­men­to do nível de tratamento com o tempo. Entretanto, ain­da não é possível sua aplicação em filmes de PE e PP, devido às bai­xas velocidades das máquinas extrusoras, sendo mais aplicado em filmes de BOPP.
O tratamento químico consiste na aplicação de um verniz (primer) na superfície de diversos ma­te­riais, tais como folha de alumínio, pa­péis e filmes plásticos, de modo a criar condições para a ancoragem de tintas, adesivos e ou­tros revestimentos. Ele é aplicado normalmente em máquinas impressoras rotográficas.


Giselen Cristina Pascotto Witmann é Engenheira de Materiais e professora do curso técnico em Rotogravura e Flexografia da Escola Senai Theobaldo De Nigris.


Referências:
Butler, Thomas I (Ed). Film Extrusion Manual: Process, Materials, Properties. 2. ed. Atlanta: Tappi Press, 2005, 616p.
Heusch, Christian. “Entendiendo la tensión superficial”. Tradução: Diego Fernández Cortés. Revista Flexo Español, Nova York, v.9, n.2, p.54-56, abr/ jun 1995.
Mano, E.B.; Mendes, L.C. Introdução a Polímeros. São Paulo: Editora Edgard Blucher Ltda, 1. ed, 1999, 191p.

Texto publicado na edição nº 75