Domine la ciencia de la impresión flexo UV

**B2BIMGEMB**1**Publicado por la Foundation of Flexographic Technical Association, FFTA, en cooperación con Conversión, B2Bportales.

Cuando se imprime con tintas flexo y/o recubrimientos UV existen varios factores cuya función es definitiva en el logro de las propiedades deseadas, aparte del aspecto visual decorativo. El primero de ellos es la formulación química de la tinta.

En las tintas flexo UV se utilizan dos tipos principales de formulaciones químicas: las de radicales libres (basados en acrilato) y las catiónicas (basadas en resina epoxídica). Las ventajas y desventajas de utilizar cada una de estas formulaciones se explican en  'Notas complementarias'. Basta mencionar que si el costo constituye una preocupación, se escoge utilizar la tinta de radicales libres. En algunos casos en que la adhesión al sustrato no se logra con un producto basado en acrilato debido al encogimiento de la película con curado UV, un sistema catiónico con las mismas condiciones de curado producirá mejores condiciones de adhesión ya que el encogimiento de la película es menor. Dado que los sistemas de radicales libres representan la mayoría de las ventas en el mercado de flexo UV, es pertinente dedicar el resto del tema a esta formulación.

Existen otros factores importantes diversos, además de la formulación química, que se deben tener presentes antes de la aplicación de los materiales y el acabado real del trabajo de impresión. Esos factores son la tensión superficial y la energía superficial; el hinchamiento y penetración del sustrato; la temperatura de cristalización y el grado de curado UV. 

Tensión superficial y energía superficial
La demanda de tintas y revestimientos flexo UV requiere que estos productos se apliquen a empaques tanto rígidos como flexibles. En el caso de empaques rígidos como cartones y corrugados (el papel de seda corresponde a esta misma categoría, por estar compuesto de material de celulosa), la adhesión de la tinta y el revestimiento resultan menos problemáticos, debido a que el sustrato presenta algo de porosidad para fijar la tinta o el revestimiento UV. Por el contrario, los empaques flexibles incluyen varios tipos de sustratos plásticos no absorbentes como HDPE, LDPE, PET, PS, nailon, PP y PVDC. Su utilización exige ajustes en las tintas y revestimientos al humedecer la superficie del sustrato.

Un aspecto importante para lograr un humedecimiento correcto en la superficie del sustrato de los empaques flexibles y mejorar las características de adhesión consiste en combinar la tensión superficial de la tinta y/o revestimiento húmedo con la energía de la superficie del sustrato. La tensión superficial es el parámetro más fundamental de tener en cuenta al imprimir materiales plásticos. La mayoría de las películas plásticas empiezan con una tensión superficial muy baja y, por lo regular, suelen recibir un tratamiento (bien sea de corona, llama o plasma) para aumentar dicha tensión hasta unas 40 dinas/cm o más. 

Los proveedores de sustratos suelen realizar este tratamiento, pero los efectos no duran mucho tiempo. La mejor manera de asegurarles a los impresores que la tensión superficial se encuentra dentro del intervalo aceptable en el momento de imprimir es el tratamiento en línea. El tratamiento de descarga corona (oxidante) es el método que se utiliza más comúnmente. Se le puede emplear en diversos tipos de sustratos sin causarles daño a los plásticos termosensibles. En plásticos más tolerantes se utiliza el tratamiento de llama de gas. Junto con el tratamiento corona también se aplican tratamientos químicos y con precursores. Para controlar la efectividad de estos tratamientos en la impresión de plásticos resulta indispensable un kit de pruebas del nivel de dinas.

La tensión superficial de la tinta debe ser inferior a la del sustrato; de igual manera, la tensión superficial del revestimiento debe ser menor que la de la tinta, a fin de permitir un grado correcto de humedecimiento y adhesión entre las capas. Quienes formulan las sustancias UV tienen la precaución de escoger ciertos tipos de materias primas para ayudar a lograr niveles aceptables. Comparativamente, las formulaciones a base de solventes están caracterizadas por bajas tensiones superficiales y pueden humedecer fácilmente a la mayoría de los sustratos. Por consiguiente, el tratamiento de sustratos resulta especialmente crucial cuando se imprimen materiales con tintas UV.

Hinchamiento y penetración de los sustratos 
Cuando se imprimen o emulsionan superficies de celulosa tales como cartones, corrugados, papel de seda, etc., el impresor debe tener presente la compresibilidad de la superficie del papel. La porosidad -y por ende la penetración de las tintas UV y la calidad de la impresión -se ve afectada por el proceso de calandrado que se utiliza en la fabricación del papel y el que, a su vez, disminuye su compresibilidad y rugosidad de su superficie.
A diferencia de la mayoría de los sustratos de papel y cartón, las películas plásticas comunes carecen de vacíos en la superficie que permitan que les penetren la tinta o el revestimiento. Sin embargo, hay materias primas UV específicas que pueden atacar o causar el hinchamiento de algunos plásticos. Una vez curado, el plástico cuya superficie ha sufrido hinchamiento o penetración y la capa de tinta o revestimiento pueden formar un vínculo fuerte, con características adecuadas de adhesión. Por otra parte, este tipo de penetración se puede mejorar, por lo general, aumentando la temperatura. 

Temperatura de cristalización 
La temperatura de cristalización refleja la estructura molecular de la tinta y/o el revestimiento, los componentes de prepolímeros y los diluyentes, el grado de polimerización y, desde luego, el grado de entrecruzamiento o curado. A la temperatura de cristalización se le define como la temperatura a la cual la porción no cristalina del polímero pasa de ser un material en estado rugoso y gomoso a uno vidrioso y quebradizo.

En comparación con las tintas y revestimientos convencionales las variantes de UV suelen estar compuestas de materiales de menor peso molecular, que reaccionan para producir redes más densas y de alto entrecruzamiento. También suelen tener una temperatura superior de cristalización y conformar películas de mayor dureza, que presentan buenas características de abrasión y resistencia química. Si la temperatura de cristalización es superior a la temperatura que se utiliza en el proceso de estampado al calor o en el de laminado, no se logra la adhesión del foil y el plástico. La utilización de materias primas de temperaturas de cristalización inferiores puede lograr buenos resultados en el estampado al calor y el laminado, y/o permitirle al impresor bajar las temperaturas de su proceso.

Grado de curado UV 
Cuando se realiza el curado UV de un impreso o de un sustrato con recubrimiento UV, idealmente se debe coordinar muy bien la selección adecuada de la lámpara de emisión UV (vatiaje e irradiación, distribución espectral, administración del calor) con la absorción espectral de los diferentes fotoiniciadores utilizados.

Por otra parte, el espesor óptico de la película de la tinta y/o emulsión aplicada requiere que se utilicen las lámparas UV más efectivas, con el fin de lograr propiedades óptimas en la película curada. 

Para resolver algunos problemas de adhesión y curado se pueden utilizar lámparas UV aditivas de haluros metálicos (de Ga o Fe), que se agregan al cilindro de mercurio (Hg) cuarzo, debido a que su distribución espectral es diferente al de las bombillas normales de Hg. Teniendo en cuenta que todas las lámparas UV emiten una cantidad apreciable de energía infrarroja (calor) es importante administrar el calor enfriando la lámpara con agua o aire, especialmente cuando se están curando sustratos termosensibles. Los reflectores de las lámparas se deben inspeccionar en forma periódica y mantenerse limpios, puesto que, de otra forma, disminuyen la intensidad y energía de la luz UV reflejada.

Como en cualquier formulación de UV, se debe emplear una combinación adecuada de fotoiniciadores (catalizadores) con el fin de optimizar las propiedades definitivas de la película. Las tintas y revestimientos UV se formulan para trabajar con cierto tipo -y con suficiente cantidad- de energía UV. Si esto varía, también lo harán las propiedades finales del curado de la película. Una tinta o revestimiento UV puede parecer curado en la superficie, pero no a través de la película completa. Para lograr una buena adhesión el grado de curado próximo a la parte inferior de la película es crucial. Cualquier penetración que se logre de la tinta o el revestimiento no será de utilidad a menos que haya un curado real de la película, tanto en su parte inferior como a través de todo su espesor. La tensión superficial puede también variar si se cambia la cantidad de energía UV.

Una vez se hayan escogido las tintas o revestimientos UV y las lámparas de curado adecuadas, se debe dar una comunicación efectiva continua del impresor de empaques flexibles de banda ancha o angosta y/o de empaques rígidos con su proveedor de tintas y revestimientos UV, con el fin de garantizar un trabajo de impresión exitoso.