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Soluciones flexibles

07 jul 2017

Aspectos fundamentales en tintas de impresión para empaques

Las tintas de impresión son una fina dispersión de pigmentos o derivados de colorantes en un medio líquido de viscosidad variable llamado vehículo (comúnmente barniz). Su estructura y composición están condicionadas a los elementos siguientes:

Sistema de impresión, forma de impresión, tipo de máquina de impresión, soporte de impresión, requisitos estáticos, resistencias solicitadas de cualquier tipo y en cualquier posición del impreso en función del uso al cual será destinado –como mecánica, fí́sica, química.

Las tintas de impresión están compuestas por tres partes fundamentales que, dependiendo de la medida o variación de las mismas, se emplean para los diferentes sistemas de impresión, soportes a imprimir, necesidades en la impresión, tonalidades etcétera.

  • La primera parte de la composición de una tinta es el vehículo de la misma. Esto es un barniz que se prepara a altas temperaturas durante largo espacio de tiempo para definir la serie de tintas que se van a fabricar. Dependiendo si está cocida obtenemos “penetración, viscosidad, resistencias, etcétera”. Estos vehículos o barnices pueden ser de base mineral o vegetal. En muchos casos el vehículo se obtiene mezclando entre sí estos aceites minerales con los vegetales. En la actualidad son los vegetales los que se están imponiendo y, en las tintas de última generación, sólo se habla de bases vegetales.

  • La segunda parte nos va a decir la tonalidad. Según el pigmento que elijamos obtenemos un color u otro. Además, podemos variar las tonalidades en más o menos intensas según el o los pigmentos empleados. Tenemos en consonancia con el sistema Pantone colores mono pigmentados, es decir aquellos que están fabricados a base de un único pigmento (Bases Pantone), y son los colores “limpios”; pero también tenemos los multi-pigmentados, que son todos los demás colores de este sistema conocido internacionalmente, y que se mezclan entre las bases mono pigmentadas para lograr la tonalidad deseada.

  • Como tercera parte contemplamos los aditivos. Estos aditivos se mezclan en la fabricación de una tinta en una medida concreta para conseguir el objetivo de la tinta: secado, anclaje, brillo, mate, resistencia al roce, resistencia a la temperatura, a los barnizados, a los plastificados a los agentes externos (álcali, solventes, alcohol etc.). Estos aditivos son, por ejemplo, secantes, ceras, siliconas, y/o aditivos específicos para conseguir nuestro propósito.

En los últimos años, al incorporar a la impresión soportes más complicados de secar —como plásticos, PP, PET metalizados, etcétera— se están imponiendo las tintas de secado por Radiación Ultra Violeta, y esto nos lleva a buscar nuevos aditivos para hacer que esta tinta seque instantáneamente. Estos secantes que se adjuntan a las tintas ultravioleta se les denominan fotoiniciadores, puesto que reaccionan al instante con la fotosíntesis que desprenden estos rayos UV.

Tipos de tintas utilizadas en flexografía

Las tintas para flexografía, básicamente, están divididas en tres ramas o líneas:

Base solvente: compuestas por pigmentos, resinas, aditivos y disolventes. Se utilizan para impresión de soportes absorbentes y no absorbentes. Requieren de secado forzado por aire caliente.

Base agua: compuestas por pigmentos, resinas, aditivos y disolventes, se utilizan para impresión de soportes absorbentes u algunos materiales plásticos. Requieren también un secado forzado por aire caliente.

Ultravioleta (UV): compuestas por pigmentos, oligómeros, aditivos, monómeros y fotoiniciadores. Se utilizan, básicamente, para la impresión de etiquetas, cajas y aplicación de barnices de alto brillo.

Como en todo proceso de impresión, en la vida real, se requieren ayudas, o en el caso de impresión de productos correctores durante el proceso de impresión tales como:

  • Disolvente de alargamiento normal (diluyente): sirve para mantener la viscosidad de la tinta pero debe ser recomendado por el fabricante para asegurarse de su compatibilidad. La velocidad de evaporación es similar a la de la tinta.
  • Retardante: Sirve para retardar la velocidad de secado de la tinta.
  • Acelerante: Como su nombre lo indica, sirve para acelerar el secado de la tinta.
  • Barniz alargador: Rebaja la intensidad de color y se puede añadir en cualquier porcentaje.

Resinas utilizadas en las tintas para impresión de empaques

Las resinas comúnmente utilizadas en la impresión de empaques son:

  • Nitrocelulosa - Celulosa (fibras de algodón)
  • Poliamidas – Colofonia (petróleo crudo)
  • Acrílica – Petroquímica (estireno y ácido acrílico)
  • Fenólica- Colofonia (derivado del caucho)

En lo que respecta a resinas especializadas:

  • Acrilatos - utilizados en tintas y recubrimientos UV/EB
  • Epóxicos – utilizados en tintas y recubrimientos UV/EB
  • Uretanos- utilizados en tintas y recubrimientos con solvente y UV/EB

Pigmentos típicos y formulaciones utilizados para impresión de empaques

Los pigmentos comúnmente utilizados son:

Orgánicos: carbón (negro), diarilida (amarillo), pirazoleno (naranja/rojo), disazo (verde amarillento, rojo, naranja), naftol (verde, azul), quinacridona (rojo).

Inorgánicos: dióxido de Titanio (blanco), óxidos de hierro (amarillo, rojo, café), metálico (aluminio) (plata, oro), arcilla (verde, rojo, amarillo, café).

En el caso de formulaciones, para las diferentes tintas, normalmente están conformadas de esta manera:

Base agua: agua 65%, aditivos 5%, resina en solución 10%, resina en emulsión 10% y pigmento 10%, lo anterior en base húmeda, pues en base seca sólo se elimina el agua.

Base solvente: solvente 65%, (80% alcohol, 20% acetato), aditivos 5%, poliamida 10%, nitrocelulosa 10%, pigmento 10%, lo anterior en base húmeda, pues en base seca se evapora el solvente.

Tintas curadas por radiación: diluyentes reactivos hasta 30%, monómero de acrilato, aditivos 5%, pre-polímero de acrilato 55%, pigmento 20%-25%. Esta composición se mantiene tanto en base húmeda como en base seca.

Viscosidad

Otro punto importante a tener en cuenta en la tinta de impresión es la medida de la viscosidad.

El Centistoke es la unidad de referencia en todas las copas de medición, y Segundos (tiempo) es la medida que el operador de una impresora maneja.

Poise es la unidad fundamental de viscosidad definida como la resistencia a fluir de un líquido donde la gravedad no es un factor; 100 centipose = 1 poise.

Gravedad es la fuerza impulsora que causa que un líquido en una copa de viscosidad fluya a través de un orificio, de tal forma que un material de alta densidad fluirá en menor tiempo que uno de baja densidad de la misma viscosidad.

Stoke es definido como el poise dividido por la densidad; 100 centistokes = 1 stoke. Las mediciones se hacen en diferentes copas, la más común es la copa zahn.

Otro aspecto importante en el tema de las tintas es el tratamiento, que ya habíamos comentado en el pasado, pero del cual vale la pena hablar nuevamente debido a su importancia en la adherencia de las tintas.

Tratamiento y preparación de la superficie del sustrato

La mayoría de los plásticos, tales como polietileno, polipropileno y poliéster tienen superficies no porosas y químicamente inertes con baja tensión superficial ocasionando que ellas no sean receptoras para anclar las tintas de impresión, recubrimientos y adhesivos.

Los sistemas de tratamiento de superficies incrementan su energía y promueven la adhesión para impresión, laminación y otros procesos de conversión.

La mayoría de los sustratos, incluyendo papel y el foil de aluminio exhiben un incremento de adhesión a las tintas, adhesivos y recubrimientos por extrusión después del tratamiento de superficie.

Dentro de los tratamientos tradicionales figuran el tratamiento corona, que utiliza aire ionizado para incrementar la tensión superficial de los sustratos. El tratamiento de plasma que, al igual que el corona, es la ionización eléctrica de un gas; sin embargo, a diferencia del corona el plasma es creado a un voltaje mucho más bajo, y la razón al cual el bombardeo de electrones ocurre es hasta 100 veces mayor.

El plasma facilita el uso de gases, que pueden producir reacciones químicas controladas para hacer a las superficies más funcionales. El tratamiento de llama consiste en el quemado de contaminantes de superficie, forzando la llama sobre la superficie del sustrato. Lo anterior se da por el quemado de una mezcla ultraliviana de gas, cuyo exceso de oxígeno se vuelve reactivo por la temperatura alta.

Determinando el nivel de tratamiento

Prueba de las dinas

  • Las soluciones poseen varios porcentajes de Cellosolve, Formamida y agua.

  • Los niveles de la solución de dinas van de un rango de 30 hasta 60+.

  • El nivel de tratamiento está basado en el número de solución específica que moja la superficie versus el próximo nivel superior donde reticula la solución.
null
  • Es un método fácil y poco costoso para utilizar en el proceso.

  • El procedimiento puede ser subjetivo, pero es razonablemente preciso si se tiene el cuidado adecuado y las soluciones son mantenidas frescas.
Sin tratamiento (dinas) Tratado (dinas)
LDPE 31 38-45
OPP 31 38-45
PET 42 50+
Referencia ASTM D2578

Finalmente, para completar el tema de las tintas para flexografía, hagamos un repaso de lo básico en la teoría de los 4 colores process en impresión/ CMYK:

  1. Rojo, verde y azul son los colores primarios de la luz, como los percibe el ojo humano.
  2. Cuando los tres colores se unen en un espectro, crean el blanco. La ausencia de color total es el negro.
  3. Lo anterior funciona bien para imágenes digitales en computador y en pantallas de TV, pero no funciona bien cuando se imprimen colores sobre un sustrato.
  4. Los colores base para el proceso de impresión son CMYK y no RGB.
  5. Los colores CMYK son sustractivos o colores secundarios del rojo, verde y azul.
  6. null
    Azul+Verde= Cyan(B+G= C)
    Rojo+Azul= Magenta(R+B= M)
    Rojo+Verde = Amarillo(R+G= Y)
    y Negro= K
  7. La imagen es separada en 4 diferentes valores de colores: cian/magenta/amarillo/negro.
  8. Los colores individuales son impresos como puntos a diferentes densidades.
  9. Los puntos individuales se combinan para formar colores únicos adicionales.

En la impresión de empaques, los 4 colores proceso son típicamente combinados con colores de línea para representar exactamente la marca de productos y logos, y para mantener la consistencia de color en grandes áreas de colores sólidos.

En nuestro próximo post iniciaremos con los tipos de problemas más comunes, causas y soluciones en la impresión flexográfica.

!Hasta pronto!


Palabras relacionadas:
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YAMILCA GOROSTIAGA
10 de marzo de 2019 a las 18:37

Buenas noche Ing. Wilmer, quisiera hacer una consulta, que cantidad de gr/m2 debería ser la aplicación aproximada de tinta para impresiones para laminación y superficie? en laboratorio obtengo entre 2 y 0.9 gr/m2 para ambos respectivamente, por otra parte que relación aproximada de solvente debería ser la adecuada por cada kilo de tinta, es evidente que debemos tomar en cuenta aspectos como la temperatura y humedad pero cual seria un buen parámetro de comparación. Agradezco su atención.

WILMER
13 de marzo de 2019 a las 08:27

Yamilca, buenos días Revisando mis reportes encontré lo siguiente: Una tinta acepta un % de solvente en dilución del 20 % al 30%. Por ejemplo 10 kilos de tinta necesita de 2 a 3 kilos de tinta para llevarla a una viscosidad de 23 a 25 segundos copa Zahn 2. Espero sea de tu ayuda la anterior información. Saludos Wilmer

YAMILCA GOROSTIAGA
13 de marzo de 2019 a las 10:35

Ingeniero, gracias por la respuesta. Tengo una consulta mas, la cantidad de solvente que viene en la tinta virgen es aproximadamente un 65% - 71% con 2" de viscosidad aproximadamente, esto dependerá del proveedor y el color de la tinta verdad? siendo este el caso como podría calcular la cantidad de tinta húmeda que se aplica por metro cuadrado en laboratorio ? existe alguna manera? porque los 2gr/m2 que obtengo en laboratorio son referidos a tinta seca.

WILMER
18 de marzo de 2019 a las 13:23

Yamilca, buenas tardes Lo primero que me preguntas, la respuesta es sí. Respecto a la cantidad de tinta húmeda, como ésta va con solvente, la forma de calcular es por ejemplo: Si el % de sólidos de la tinta es de 28%, coges los 2 gramos/m2 secos aplicados y lo divides entre 0.28 (2/0.28), el resultado es 7.1 g/m2 . Este sería la aplicación de tinta humeda. Saludos Wilmer

YAMILCA GOROSTIAGA
18 de marzo de 2019 a las 16:25

Ingeniero una consulta mas, siendo ese el calculo para la tinta húmeda nos referimos a una tinta virgen verdad? para el calculo no tendría que añadirle el porcentaje de solvente que se agrega a la tinta virgen?

WILMER
20 de marzo de 2019 a las 07:52

Hola Yamilca, De acuerdo

WILMER
12 de marzo de 2019 a las 15:51

Yamilca, Las cantidades de tinta en g/m2 que mencionas están bien, teniendo en cuenta que el blanco en laminación toma aproximadamente 1.0 g/m2 y el resto serían los otros colores. Respecto a la relación de solvente respecto a un kilo de tinta, depende de las condiciones que ya mencionas, incluyendo la velocidad de la máquina , además del tipo (porcentajes de # solventes) de mezcla en los solventes utilizados. Saludos Wilmer

Juan
07 de marzo de 2019 a las 12:37

Buen día Quisiera que me ayudara y me indicara cuales variables intervienen en la conversión de LB a MTS dentro de la impresión flexográfica, ya sea el tipo de material, cantidad de colores, tipos de colores y que más intervienen y cuál sería la fórmula?. Es una Comexi Fplus+ de máximo 9 colores.

WILMER
08 de marzo de 2019 a las 08:42

Hola Juan, Por correo te envié formula que correlaciona peso con metros lineales y metros cuadrados Saludos Wilmer

rafael
27 de diciembre de 2018 a las 22:13

Buenas Noches, entro a la sala para consultar, tengo una pinttura 27800 sb europa blanco jp 29 E este tinte es para felxografia y retrograbado y vence en el 2018 quisiera saber cuanto tiempo tiene de vigencia para poder comercializarlo tengo barriles de este tinte blanco los interesados pueden llamarme al 976223093 rpc de LIMA ... Gracias.

ernesto jose
15 de octubre de 2018 a las 14:31

Buenas tardes, estamos teniendo una duda con algunas tintas. queremos saber si podemos utilizar tinta ultra plus o ulta gloss en polipropileno blanco?. o solo sirve para ese tipo de material tinta performa.

WILMER SAAVEDRA CHACIN
15 de octubre de 2018 a las 17:39

Buenas tardes, Ernesto, Sí las puedes utilizar, no es necesario utilizar de alto performance. Atte Wilmer

María
06 de julio de 2018 a las 09:34

Buenos días, Actualmente tenemos problemas de porosidad en impresión blanca (a contra luz la muestra se observa con hoyitos sin tinta), esto se hace más evidente al laminar el producto. Tienen alguna recomendación para determinar que sucede? y saben cual es la mejor relación entre gramaje de tinta blanca y gramaje de adhesivo?

Richard
09 de febrero de 2018 a las 11:33

Sr. Saavedra, buenas tardes, seguimos sus instrucciones sobre los velos en impresión, pero aun persisten, es verdad que se ha reducido bastante, pero aun no lo hemos podido controlar con la materia prima BOPP COEX BC 20µ, mi pregunta es si el movimiento horizontal de la racla sobre el cilindro tiene alguna relación con la velocidad del cilindro (rotación) ya que actualmente el movimiento de la racla sobre el cilindro es el mismo siempre, no tiene ninguna relación con la velocidad de rotación las impresoras de rotograbado están trabajando a velocidades de 115 a 150 mts/min., quedo atento a sus comentarios, muchas gracias.

Richard
01 de noviembre de 2017 a las 20:01

Sr.Saavedra, buenas tardes, lo felicito por las informaciones, mi pregunta es, trabajo en una empresa de impr.huecograbado, mi problemas es que hemos empezado a tener muchos problemas de velos, en galvano no se han cambiado las condiciones de los cilindros,pulido con piedra fina de 2000 y pasta pulir rz 0.35 a 0.4, el grabado sin cambios y se aplican 7 micras de cromo mas el lijado con lija de 30 micras, pero en impresion empezamos con muchos problemas de velos ahora con la cercania del verano es peor, no hemos podido encontrar el problema incuso esta pasando con cilindros antiguos, que en impresiones anteriores no tuvimos problemas, por eso asumo q no son los cilindros, pregunta puenden ser las tintas, raclas o el retardante q usan, agradeceria algun tipo de ayuda, atento a sus comentarios gracias

alberto
03 de junio de 2018 a las 23:36

revisa las tintas hermano, debes colarlas bien, si tienen grumos pueden dar velos, otra cosa puede ser la rugosidad de los cilindros o el lijado que se le da al salir del cromado, pero si dices q el problema persiste incluso con cilindros viejos, podria ser las condiciones de la tinta, revisa si son el mismo proveedor o si las farican uds si estan siguiendo bien la receta. saludos y bendiciones

Wilmer Saavedra Chacin
02 de noviembre de 2017 a las 17:48

Estimado Richard, Gracias por sus comentarios. El tema de los velos es un problema del dia a día en la impresión por rotograbado, donde no solo la calidad del cilindro influye( dureza, rugosidad del cobre y cromo y acabado del cobre), sino también el tipo de tintas, su temperatura, los solventes involucrados, la racla. Si la hmedad es alta, usar solventes pesados. Favor revisa lo siguiente: 1. Asegurarse que el problema es de velos y no de rayas 2. Rugosidad del cobre entre 0.25 a 0.3 3. Dureza del Cobre antes de pulir 200 a 220 Hv 4. Recomiendo pulir cilindro cromado con lija de 40 micras 5. Dureza final del cilindro mayor a 1000 Hv 6. Mantener la temperatura de tinta entre 18-26 oC para evitar evaporación excesiva y buena circulación en los tinteros 7. buena circulación de aire y velocidad en los hornos 8. Mantener cilindros girando aún cuando no se esté imprimiendo para evitar secado de tinta en zonas no sumergidas y debajo de la racla 9.Raclas afiladas y angulos adecuados wilmer

wilson
07 de agosto de 2017 a las 19:58

Hola Sr. Saavedra. Buena info, como siempre. Gracias. Como afecta la temperatura ambiente a la viscosidad en las tintas que son con base solvente? No se si lo comentara en su proximo post. Gracias. Linda noche.

Wilmer Saavedra Chacin
08 de agosto de 2017 a las 10:52

Estimado Wilson, La temperatura ambiente modifica la temperatura de las tintas y por ende la viscosidad de éstas: a mayor temperatura menor viscosidad y a menor temperatura mayor viscosidad. La mayor o menor viscosidad afecta la calidad de impresión ocasionando diferentes defectos. Lo anterior va relacionado directamente con la mayor o menor evaporación de solventes, por esto es importante mantener la temperatura de las tintas lo más cercana a la temperatura de salón. El control de la temperatura en las tintas ayudan a reducir el consumo de solventes, especialmente en los meses de verano cuando las temperaturas ambientes son muy altas, todo lo anterior mirando siempre el ahorro en consumo de solventes. Cuando hablemos de tintas en rotograbado, profundizaremos en este concepto. Un Saludo Wilmer

MADELYN
02 de agosto de 2017 a las 09:50

Buen dia, como podria calcular la cantidad de tinta usada, teniendo la carga de muestras de un cuadrado e10cmx10cm, es decir tengo un valor por diferencia de material c/imp y s/impreion de 0,018gr/10cm2. o cual seria la forma de determinar la ganacia en kilos por tinta y la cantidad de tinta usada... gracias

Wilmer Saavedra Chacin
02 de agosto de 2017 a las 17:10

Hola Madelyn, Cuando se utiliza una placa de 10cms x 10 cms, el peso de la muestra tanto antes como después se multiplica por 100. Es decir en su caso el peso de la tinta es 0.018 x 100 = 1.8 g/m2. Saludos Wilmer

wilson
20 de julio de 2017 a las 10:42

Gracias por la info. Es de gran ayuda.

Wilmer Saavedra Chacin
20 de julio de 2017 a las 11:09

Hola Wilson, Muchas gracias, cualquier cosa que necesites estoy a tus ordenes: wilmersaavedra1@gmail.com Saludos Wilmer

Johan
01 de agosto de 2017 a las 14:45

Buenas tardes Wilmer, excelente post... hermano te envié un correo con una incógnita que tengo....quedo atento a tus comentarios Saludos...

Wilmer Saavedra Chacin
01 de agosto de 2017 a las 15:33

Hola Johan, Leo el correo y te respondo a mas tardar mañana. Saludos