A coladora dobradeira flexográfica automática pode lidar com diferentes tipos de materiais de embalagem?

2025-09-29 08:12:08

As coladoras flexográficas automáticas (AFFGs) são máquinas versáteis na indústria de embalagens, projetadas para agilizar a produção de caixas de papelão integrando impressão, dobra e colagem em um único processo automatizado. Uma dúvida comum entre os fabricantes de embalagens é se essas máquinas podem lidar com a ampla variedade de materiais de embalagem usados ​​atualmente – desde cartões finos até papelão ondulado grosso e até mesmo substratos especiais, como materiais revestidos ou reciclados. A resposta curta é sim, mas a compatibilidade do material depende da combinação cuidadosa das capacidades do AFFG com as propriedades do substrato, juntamente com ajustes direcionados aos componentes e processos da máquina. Este artigo explora os tipos de materiais de embalagem que os AFFGs podem processar, os principais fatores que influenciam a compatibilidade e as melhores práticas para otimizar o desempenho em diversos substratos.

1. Tipos de materiais de embalagem compatíveis com AFFGs

Os AFFGs são projetados para acomodar uma ampla gama de substratos de embalagens, cada um com propriedades físicas e químicas exclusivas que determinam os requisitos de processamento. Compreender as características de cada tipo de material é o primeiro passo para garantir uma operação bem-sucedida do AFFG.

1.1 Papelão: O Substrato Central para Embalagens de Consumo

O papelão é o material mais comum processado pelos AFFGs, usado em tudo, desde embalagens cartonadas para alimentos e bebidas até embalagens de cosméticos e eletrônicos. É categorizado por espessura, revestimento e composição de fibra, com três tipos principais dominando o mercado:

Cartão Sólido de Sulfato Branqueado (SBS): Um cartão premium branco brilhante feito de polpa de madeira branqueada. Possui uma superfície lisa ideal para impressão flexográfica de alta resolução (por exemplo, embalagens coloridas de alimentos) e uma faixa de espessura de 0,2 a 0,5 mm. A placa SBS é leve e fácil de dobrar, tornando-a compatível com a maioria dos AFFGs padrão. No entanto, sua baixa resistência à umidade requer um controle cuidadoso do tipo de cola (a cola à base de água pode causar empenamento) e da umidade ambiental (UR ideal de 40 a 60%).

Cartão Kraft Não Branqueado Revestido (CUK): Um cartão marrom durável com uma superfície revestida (normalmente à base de argila) para melhor capacidade de impressão. Tem uma faixa de espessura de 0,3 a 0,6 mm e é comumente usado em caixas de cereais, embalagens farmacêuticas e caixas de varejo. A maior resistência à tração da placa CUK (6–8 kN/m) permite que ela suporte velocidades AFFG mais rápidas (150–200 m/min) em comparação com a placa SBS, mas suas fibras não branqueadas podem causar mais acúmulo de poeira no sistema de transporte de banda, exigindo limpeza frequente.

Placa reciclada não revestida (URB): uma opção econômica feita de 70 a 100% de fibras recicladas, com espessura de 0,4 a 0,7 mm. É usado para embalagens sem marca (por exemplo, encartes de remessa, caixas de armazenamento) e é compatível com AFFGs, embora sua superfície áspera possa exigir ajustes na pressão de impressão (aumentada em 10–15%) para garantir a adesão da tinta. A densidade variável da fibra do URB também pode levar a dobras inconsistentes, necessitando de calibração mais frequente das placas dobráveis.

1.2 Papelão Ondulado: Para Embalagens Pesadas e de Transporte

O papelão ondulado - compreendendo uma camada interna canelada (por exemplo, flauta A, flauta B, flauta C) imprensada entre dois revestimentos planos - é um produto básico para caixas de transporte, embalagens de comércio eletrônico e contêineres industriais. Os AFFGs podem processar papelão ondulado, mas a compatibilidade depende do tamanho do canal e da espessura do cartão:

Corrugado de parede única (SWC): O tipo mais comum, com espessura total de 1,5–5,0 mm (dependendo do tamanho do canal: canal A = 4,5–5,0 mm, canal B = 2,5–3,0 mm, canal C = 3,5–4,0 mm). O SWC é compatível com AFFGs de média a alta velocidade (120–180 m/min) equipados com sistemas de transporte de banda para serviços pesados ​​(transportadores reforçados, motores de maior torque) para lidar com seu peso (150–300 g/m²). Os principais ajustes incluem o aumento da pressão do rolo de pressão (20–30% maior do que para papelão) para evitar o deslizamento da folha e o uso de cola termofusível (em vez de cola à base de água) para uma colagem mais rápida.

Papelão ondulado de parede dupla (DWC): Uma opção mais espessa e durável (5,0–8,0 mm) usada para itens pesados ​​(por exemplo, eletrodomésticos, móveis). O DWC requer AFFGs especializados com placas dobráveis ​​estendidas (para acomodar a espessura) e sistemas de cola de alta potência (cola termofusível com maior viscosidade: 1.500–2.000 cP). As velocidades de produção para DWC são normalmente limitadas a 80-120 m/min para garantir dobragem e colagem adequadas, e a máquina pode precisar de suporte adicional para a banda (por exemplo, rolos intermediários extras) para evitar flacidez.

1.3 Materiais Especiais: Expandindo as Capacidades do AFFG

Os avanços no design do AFFG expandiram a compatibilidade para incluir materiais especiais, atendendo às necessidades de embalagens de nicho:

Filmes plásticos (por exemplo, PET, PP): Filmes plásticos finos (0,05–0,1 mm) são usados ​​para embalagens flexíveis (por exemplo, embalagens para salgadinhos), mas também podem ser processados ​​em caixas rígidas com AFFGs modificados. As principais modificações incluem a adição de barras antiestáticas (para evitar a aderência do filme) e o uso de tintas à base de solvente ou curáveis ​​por UV (tintas à base de água em superfícies plásticas). A dobragem requer placas dobráveis ​​aquecidas (40–50°C) para amolecer o plástico, e a colagem utiliza adesivos à base de solvente (para unir as camadas de plástico). No entanto, os filmes plásticos têm baixa resistência à tração (2–3 kN/m), limitando as velocidades do AFFG a 50–80 m/min.

Substratos Metalizados: Cartão ou plástico revestido com uma fina camada de metal (por exemplo, alumínio) para embalagens premium (por exemplo, caixas de chocolate, conjuntos para presentes). Substratos metalizados são compatíveis com AFFGs, mas exigem manuseio cuidadoso: a camada de metal é propensa a arranhões, portanto, os rolos de pressão devem ser revestidos com borracha macia (dureza 60–65 Shore A) e os cilindros de impressão usam tintas de baixa aderência para evitar descascar o revestimento metálico. A colagem utiliza adesivos sensíveis à pressão (em vez de cola à base de calor) para evitar a degradação da camada metálica.

Materiais ecológicos (por exemplo, fibra moldada, cartão compostável): A fibra moldada (feita de polpa de papel reciclada) e o cartão compostável (fibras vegetais) estão ganhando popularidade em embalagens sustentáveis. Os AFFGs podem processar esses materiais, mas sua baixa rigidez estrutural requer velocidades mais lentas (60–100 m/min) e mecanismos de dobramento modificados (por exemplo, placas dobráveis ​​arredondadas para evitar rasgos). A colagem utiliza adesivos compostáveis ​​à base de água para manter credenciais ecológicas, embora os tempos de secagem possam ser mais longos, exigindo zonas de cura estendidas no AFFG.

2. Fatores-chave que influenciam a compatibilidade de materiais AFFG

Para que um AFFG manuseie um material de embalagem específico, quatro fatores críticos devem estar alinhados: espessura e rigidez do material, propriedades da superfície, sensibilidade à umidade e resistência mecânica. O desalinhamento em qualquer uma dessas áreas pode levar a problemas de qualidade (por exemplo, dobras incorretas, má adesão da impressão) ou danos à máquina.

2.1 Espessura e Rigidez do Material

Espessura e rigidez são os fatores de compatibilidade mais fundamentais, pois determinam se os componentes do AFFG podem processar fisicamente o material:

Faixa de espessura: Os AFFGs têm uma capacidade máxima de espessura de material, normalmente de 0,2 a 8,0 mm (modelos padrão) ou até 10 mm (modelos para serviços pesados). Materiais mais espessos que esta capacidade ficarão presos na unidade dobrável ou danificarão os rolos de aperto. Por exemplo, um AFFG padrão com espessura máxima de 5 mm não pode processar papelão ondulado de parede dupla com espessura superior a 5 mm sem modificações (por exemplo, alargamento das lacunas das placas dobráveis).

Rigidez (rigidez): medida pela resistência à flexão (N·m²), a rigidez afeta a forma como o material se dobra e passa pela máquina. Materiais rígidos (por exemplo, papelão ondulado espesso, plástico rígido) requerem mais força para dobrar, necessitando de AFFGs com motores de dobramento de alto torque e pressão ajustável da placa dobrável. Materiais flexíveis (por exemplo, filmes plásticos finos, papelão leve) podem entortar no sistema de transporte de banda, exigindo ajustes de controle de tensão (menor tensão para materiais flexíveis) e rolos-guia adicionais para manter o alinhamento.

2.2 Propriedades de superfície (suavidade, revestimento e porosidade)

As propriedades da superfície de um material afetam a qualidade de impressão, a adesão da cola e o transporte da banda:

Suavidade: medida pelo teste Parker Print Surf (PPS) (unidades: μm), a suavidade determina a transferência de tinta e a nitidez da impressão. Superfícies lisas (por exemplo, placa SBS, plástico revestido) requerem pressão de impressão mais baixa (1–2 bar) e rolos anilox mais finos (200–300 LPI) para impressões de alta resolução. Superfícies ásperas (por exemplo, cartão reciclado não revestido, fibra moldável) precisam de pressão de impressão mais alta (2–3 bar) e rolos anilox mais grossos (100–150 LPI) para garantir que a tinta penetre nas irregularidades da superfície.

Tipo de revestimento: Materiais revestidos (por exemplo, placa CUK revestida com argila, filme metalizado) podem repelir tintas ou colas à base de água, exigindo alternativas à base de solvente ou curáveis ​​por UV. Os revestimentos também podem aumentar o atrito da superfície, levando ao deslizamento da banda – isso é resolvido com a adição de mangas texturizadas de rolos de aperto (por exemplo, borracha ranhurada) para melhorar a aderência.

Porosidade: A capacidade de um material absorver líquidos (por exemplo, tinta, cola) afeta o tempo de secagem e a resistência da união. Materiais porosos (por exemplo, papelão não revestido, cartão reciclado) absorvem rapidamente a cola à base de água, exigindo taxas de aplicação de cola mais altas (10–15% mais cola) para garantir uma adesão suficiente. Materiais não porosos (por exemplo, plástico, substratos metalizados) não absorvem cola, portanto, os AFFGs usam cola termofusível ou sensível à pressão que se liga por resfriamento ou pressão, não por absorção.

2.3 Sensibilidade à Umidade

Muitos materiais de embalagem são sensíveis à umidade, o que pode alterar suas dimensões, rigidez e capacidade de impressão. Os AFFGs devem levar em conta esta sensibilidade para evitar defeitos:

Materiais Higroscópicos (por exemplo, placa SBS, papelão ondulado à base de polpa de madeira): Esses materiais absorvem ou liberam umidade com base na umidade ambiental, causando empenamentos ou alterações dimensionais. Por exemplo, a placa SBS exposta a 70% de umidade relativa pode expandir de 1 a 2% em largura, causando dobramentos incorretos. Os AFFGs atenuam esta situação através de: (1) pré-condicionamento dos materiais numa sala climatizada (20–25°C, 40–60% HR) durante 24 horas antes do processamento; (2) usar cola de baixa umidade (por exemplo, cola termofusível com <1% de umidade); (3) adicionar ventiladores de secagem na unidade dobrável para remover o excesso de umidade.

Materiais resistentes à umidade (por exemplo, plástico revestido, placa encerada): Esses materiais repelem a umidade, o que pode ser uma vantagem (por exemplo, para embalagens de alimentos congelados), mas podem fazer com que a cola se espalhe ou não adira. Os AFFGs usam colas especializadas (por exemplo, cola termofusível compatível com cera para placas enceradas) e podem aquecer a superfície do material (30–40°C) para melhorar a adesão da cola.

2.4 Resistência Mecânica (Resistência à Tração e ao Rasgo)

A resistência mecânica de um material determina sua capacidade de suportar as tensões do processamento AFFG (por exemplo, tensão da trama, força de dobramento, pressão de nip):

Resistência à tração: A força máxima que um material pode suportar antes de quebrar (medida em kN/m). Materiais com baixa resistência à tração (por exemplo, filmes plásticos finos: 2–3 kN/m, papelão leve: 3–4 kN/m) requerem menor tensão da trama (2–5 N/m) para evitar rasgos, limitando as velocidades do AFFG a 50–100 m/min. Materiais de alta resistência (por exemplo, placa CUK: 6–8 kN/m, papelão ondulado de parede única: 8–10 kN/m) podem suportar tensões mais altas (5–10 N/m) e velocidades mais rápidas (150–200 m/min).

Resistência ao rasgo: A resistência de um material ao rasgo (medida em N). Materiais com baixa resistência ao rasgo (por exemplo, cartão reciclado, cartão compostável) são propensos a rasgar nos pontos de dobra, exigindo placas dobráveis ​​arredondadas (raio de 2 a 3 mm) e velocidades de dobra mais lentas (50 a 80% do máximo). Materiais de alta resistência ao rasgo (por exemplo, papelão ondulado, papelão reforçado com plástico) podem suportar dobras acentuadas e velocidades mais rápidas.

3. Componentes AFFG e ajustes para compatibilidade de materiais

Para lidar com diversos materiais de embalagem, os AFFGs exigem componentes específicos e ajustes direcionados. Estas modificações garantem que a máquina se adapte às propriedades do material sem comprometer a qualidade ou a eficiência.

3.1 Sistema de Transporte Web: Manuseio de Peso e Rigidez de Materiais

O sistema de transporte da banda – composto por transportadores, rolos de aperto e dispositivos de controle de tensão – é fundamental para a movimentação de materiais através do AFFG. As principais modificações para diferentes materiais incluem:

Correias transportadoras: As correias de borracha padrão (60 Shore A) funcionam para papelão, mas o papelão ondulado requer correias reforçadas (por exemplo, borracha reforçada com poliéster) para suportar seu peso. Os filmes plásticos utilizam cintas antiestáticas (revestidas com fibra de carbono) para evitar o acúmulo de estática. Para materiais flexíveis, os transportadores podem adicionar ventosas (pressão de sucção de 0,3 a 0,5 bar) para manter a teia plana e evitar empenamento.

Rolos de pressão: O material e a pressão do rolo de pressão são ajustados com base no tipo de material:

Cartão: Luvas de borracha macia (60–65 Shore A), pressão 1–2 bar.

Cartão canelado: Mangas de borracha dura (70–75 Shore A), pressão 2–3 bar (para comprimir ligeiramente as estrias e melhorar a aderência).

Filmes plásticos: Mangas de silicone (50–55 Shore A), pressão 0,5–1 bar (para evitar riscar ou esticar o filme).

Controle de tensão: AFFGs usam controle de tensão manual ou automatizado (baseado em PID). Para a maioria dos cartões, a tensão é definida para 3–7 N/m; para papelão ondulado, 5–10 N/m; para filmes plásticos, 2–5 N/m. Os sistemas automatizados ajustam a tensão em tempo real (tempo de resposta <0,1 segundos) para acomodar variações na resistência do material, reduzindo rasgos ou deslizamentos.

3.2 Unidade de Impressão Flexográfica: Adaptação aos Requisitos de Superfície e Tinta

A unidade de impressão deve ser ajustada para garantir que a tinta adira à superfície do material e produza impressões de alta qualidade:

Rolos Anilox: A contagem de linhas de rolo (LPI) e o volume de células (BCM) são combinados com a suavidade do material:

Materiais lisos (placa SBS, filmes plásticos): 200–300 LPI, 3–5 BCM (para detalhes finos de tinta).

Materiais ásperos (cartão reciclado, papelão ondulado): 100–150 LPI, 8–12 BCM (para camadas de tinta mais espessas).

Tipo de tinta: A escolha da tinta depende da porosidade do material e do revestimento:

Materiais porosos (papelão, cartão não revestido): Tintas à base de água (ecologicamente corretas, de secagem rápida).

Materiais não porosos (plástico, filmes metalizados): Tintas à base de solvente ou curáveis ​​por UV (adesão por reação química, não por absorção).

Materiais sensíveis ao calor (cartão compostável, plástico fino): Tintas curáveis ​​por UV de baixa temperatura (curar a <80°C para evitar deformação do material).

Pressão de impressão: Ajustada para garantir que a tinta seja transferida uniformemente sem danificar o material:

Materiais finos (filmes plásticos, papelão leve): 0,5–1 bar.

Materiais espessos (papelão ondulado, plástico rígido): 2–3 bar.

Materiais revestidos (placa CUK, substratos metalizados): 1–2 bar (para evitar riscar o revestimento).

3.3 Unidade de Dobragem e Colagem: Garantindo Dobras e Colagens Adequadas

A unidade de dobragem e colagem requer ajustes para corresponder à espessura do material, rigidez e compatibilidade de cola:

Placas dobráveis: A folga e o ângulo da placa são ajustados para a espessura do material:

Materiais finos (0,2–0,5 mm): Folga 0,3–0,6 mm, ângulo 90° (dobra acentuada).

Materiais espessos (corrugado de parede dupla de 5,0–8,0 mm): Folga 6,0–9,0 mm, ângulo 85° (dobra ligeiramente arredondada para evitar rasgos).

Materiais flexíveis (filmes plásticos): Placas dobráveis ​​aquecidas (40–50°C) para suavizar o material e criar dobras nítidas.

Sistema de cola: O tipo de cola, a taxa de aplicação e o método de secagem são adaptados às propriedades do material:

Cola à base de água: Utilizada para cartões porosos (taxa de aplicação 5–10 g/m²), requer tempo de secagem de 10–15 segundos (auxiliado por ventiladores ou ar aquecido).

Cola termofusível: Utilizada para materiais não porosos (plástico, papelão ondulado) e materiais sensíveis à umidade (placa SBS), taxa de aplicação 3–8 g/m², tempo de secagem 2–3 segundos (resfria rapidamente).

Cola sensível à pressão: Utilizada para substratos metalizados e filmes plásticos, taxa de aplicação 2–5 g/m², adere por pressão (não requer tempo de secagem).

Aplicadores de colagem: Os aplicadores de rolo funcionam para a maioria dos materiais, mas os aplicadores de spray são usados ​​para:

Caixas pequenas ou complexas (por exemplo, caixas de cosméticos) para aplicar cola com precisão.

Materiais porosos (placa reciclada) para garantir uma cobertura uniforme de cola em superfícies ásperas.