Cura por feixe de elétrons na flexografia

Conheça as principais características da tecnologia Electron Beam aplicada à indústria gráfica.

Na impressão flexográfica, assim como em outros processos, pode-se contar com diferentes tipos de tintas e tecnologias de secagem. As tintas à base de solvente são amplamente utilizadas. São compostas por resinas adequadas a aplicações específicas (conforme o produto a ser embalado e as condições de armazenagem), pigmentos ou corantes, aditivos e solventes. Este último componente é responsável por diluir as resinas. Esse tipo de tinta seca pela evaporação do seu solvente.

Os solventes podem ser rápidos, acelerando o processo de secagem, ou lentos, retardando a secagem da tinta em função da velocidade de evaporação. Essa versatilidade das tintas à base de solvente é extremamente importante, principalmente em situações de grande variação de temperatura, como em São Paulo, por exemplo. Nos dois casos, no entanto, a evaporação dos solventes libera vapores orgânicos que podem ser prejudiciais à saúde. Também é possível que o impresso produzido com essas tintas guarde um odor residual do solvente utilizado.

Uma alternativa às tintas à base de solventes orgânicos são as tintas com resinas acrílicas, nas quais o agente diluidor é água. Com forte apelo ambiental, essas tintas são aprimoradas a cada dia e já ocupam considerável espaço no segmento flexográfico e podem ser aplicadas sobre papéis, filmes plásticos e papelão ondulado, sendo bastante utilizadas nesse último caso.

Tintas que secam por cura ultravioleta também ocupam lugar de destaque na flexografia, principalmente no segmento banda estreita, mercado específico de rótulos e etiquetas. Películas de alto brilho e resistência, estabilidade do tempo de escoamento e consequente facilidade para a manutenção da densidade são alguns dos benefícios dessa tecnologia. Seu princípio de funcionamento se baseia na exposição da película de tinta impressa a radiações UV, que provocam reações de fotopolimerização e a secagem instantânea.

Uma tecnologia que apenas recentemente passou a ser utilizada, embora seus fundamentos já fossem conhecidos há bastante tempo, é a secagem por cura com feixes de elétrons (electron beam, EB). Essas tintas não utilizam solventes.

Assim como no processo de cura UV, a solidificação dessas tintas ocorre após exposição à radiação, mas, nesse caso, trata-se de feixes de elétrons emitidos por um gerador. Diversamente das tintas UV, base solvente ou base água, a secagem das películas de tinta acontece ao final do processo não há secagem entre as unidades impressoras. Assim, numa sequência de impressão, a segunda tinta é impressa sobre a primeira, ainda úmida. Esse aspecto tem levado muitos técnicos a questionar a qualidade de impressão, principalmente na sobreposição de cores sólidas. No entanto, testes realizados por fornecedores e a experiência dos usuários dessa tecnologia mostram que, mesmo sob condições de impressão “úmido sobre úmido”, obtém-se elevados índices de aceitação da segunda tinta pela primeira (trapping). Por outro lado, o processo de secagem apenas no final da impressão, de todas as cores, minimiza problemas de variação dimensional dos substratos, que podem decorrer da secagem intermediária, com evidentes vantagens no controle do registro.

A cura por feixe de elétrons proporciona películas de alto brilho e resistência com menor consumo de energia. Outra vantagem dessa tecnologia é o melhor controle do ganho do ponto, possível graças ao elevado tempo de escoamento das tintas EB, podendo atingir até 45 segundos em medições com copo de escoamento modelo Ford 4. É conveniente lembrar, no entanto, que a instabilidade dimensional do suporte e o ganho do ponto podem ser controlados e também minimizados em processos com tintas base água ou solvente por meio de um eficiente controle de processo. Curvas de ganho do ponto, controle de secagem, refrigeração e tensão do suporte são algumas das alternativas para igualar as condições de máquina e os resultados com o uso de qualquer tecnologia de tinta.

Uma característica comum às tintas EB, UV, base solvente ou água, é a necessidade do tratamento superficial de filmes plásticos para que sua tensão superficial seja superior a 40 dinas/cm. O ajuste do tempo de escoamento das tintas EB é feito por meio do controle da temperatura, entre 22°C e 27°C. Isso pode ser uma dificuldade já que a climatização dos ambientes de impressão é rara em nosso país.

No caso de impressão em máquinas modulares, a aplicação da cura EB encontra obstáculos ainda a serem superados. No processo em linha, a tinta úmida soltaria nos cilindros condutores até chegar ao próximo grupo impressor. Para eliminar esse problema, seria necessária a instalação de unidades de cura EB na saída de cada grupo impressor, um custo extremamente elevado e que inviabilizaria a adoção da tecnologia. O excesso de radiação aplicado ao suporte poderia prejudicar, de alguma maneira, as características dos substratos utilizados.

Antilhas sai na frente

A Antilhas, Soluções Integradas para Embalagem, tornou-se, em agosto de 2009, a primeira empresa do Hemisfério Sul a instalar o equipamento de cura de impressão por EB em uma de suas impressoras flexográficas Comexi. De fabricação da norte-americana Energy Sciences Ink, o EB instalado na Antilhas utiliza tecnologia desenvolvida especialmente para a indústria de embalagens com sistemas flexográficos ou offset, e pode ser utilizada para realizar a cura de vernizes e tintas em uma ampla variedade de substratos de papel ou polímeros. O equipamento também faz a cura instantânea em alta velocidade (500 metros por minuto) de adesivos e laminados.

Para ampliar as vantagens oferecidas pelo EB, a TechnoSolutions, empresa brasileira ligada ao Grupo Antilhas e voltada à inovação tecnológica, viabilizou a pesquisa e desenvolvimento de uma tinta criada especialmente para a cura por feixe de elétrons. Com patente internacional requerida recentemente, a nova tinta de impressão flexográfica, denominada GelFlex-EB, apresenta custos operacionais muito próximos aos das impressões com tintas à base de solventes. “A aplicação da cura por EB das tintas flexográficas vem sendo estudada há muito tempo”, salientou na época Valter Baptista, presidente da Antilhas e superintendente da TechnoSolutions. “Entretanto, apenas agora foi possível atingir algumas premissas básicas, como a manutenção do custo operacional dentro de limites aceitáveis, a facilidade de manipulação, a elevação da qualidade da impressão, estabilidade de processo e alta velocidade de impressão, além da redução de custos propiciada pela eliminação da secagem intermediária, como a pré-secagem UV.”
Ampliando o rol de parcerias, a Henkel desenvolveu o Miracure EB Coating, um verniz que substitui a tradicional estrutura laminada de embalagens flexíveis, possibilitando a utilização de apenas uma camada protegida pelo novo produto. Ele é aplicado à temperatura ambiente, curado a frio, gerando economia de energia, e é livre de solventes. Além dessas vantagens, o custo do metro quadrado do processo de produção de embalagens diminui em até 30% para os clientes.

De acordo com Valter Baptista, foram investidos US$2 milhões para que o EB estivesse funcionando plenamente na impressora Comexi da Antilhas, incluin-do os custos relativos ao desenvolvimento e depósito da patente das tintas GelFlex-EB. “Aqueles que investirem no novo processo terão retorno entre seis meses e três anos, com excelente relação custo-benefício, a começar pela economia, além dos ganhos de qualidade que oferecerão aos seus clientes.”

Juliana Coelho de Almeida é professsora de Rotogravura e Flexografia da Escola Senai Theobaldo De Nigris

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