Tecnología UV LED para fotopolímeros: el futuro de la producción de planchas flexográficas

Tecnología UV LED para fotopolímeros: el futuro de la producción de planchas flexográficas

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Mientras que la aplicación más común de UV LED en la impresión flexográfica de hoy en dí­a se considera a menudo en la “prensa” o en el área de aplicación de impresión, el uso del UV LED para curar planchas flexográficas ha existido por más tiempo de lo que se podrí­a pensar.

El uso de UV LED se ha aplicado con mayor éxito en los equipos de Esko, con su tecnologí­a “Inline” que combina los sistemas de ablación de placas con la tecnologí­a de curado UV LED, como la placa puede ser sometida a ablación y curada en la misma unidad. Si bien la combinación produjo un avance en la consolidación de los equipos, junto con el rendimiento de impresión de sólidos que se mantuvo durante años, aún se requerí­a un paso de exposición de respaldo separado.

Una aplicación adicional salió a la superficie en los últimos años, en la que las fuentes de luz UV LED se utilizaron junto con los materiales fluorescentes estándar para producir una placa de impresión “punto plano” sin la necesidad de involucrar el uso del grabador de placas. La función principal de los sistemas UV LED, en este caso, era “remover” la presencia de oxí­geno durante el paso del curado, permitiendo la formación de una superficie de punto plano, mientras que las lámparas fluorescentes completaban el proceso de curado general en la plancha de impresión. Si bien se aisló el paso de curado en un marco de exposición separado y alejado del grabador de placas, se requirió una unidad de exposición modificada, junto con la necesidad de múltiples pasos de curado, por lo tanto, la productividad y el costo de dicha unidad de exposición pueden no haber sido ideales para ciertos segmentos del mercado.

La adición más reciente al curado UV LED es un sistema de exposición independiente basado en LED. Varios de estos se han dado a conocer en los últimos 2 o 3 años, y un sistema que ha recibido reconocimientos de la industria recientemente: el sistema Esko XPS Crystal. Este sistema permite un curado simultáneo basado en UV-LED en la parte posterior y frontal de la placa de impresión, de manera consistente entre exposiciones y de placa a placa.  Esta tecnologí­a también ha permitido la introducción de un enfoque de “plataforma” para la automatización de la producción de planchas, en el que la ablación y la exposición, o más allá del procesamiento de la placa, se pueden alinear en un solo sistema de producción.


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Ventajas UV LED

En este punto, debo divagar y dar un paso atrás en la pregunta “¿y qué?” Para empezar: por qué estamos interesados en el curado UV LED? Las respuestas relativas a la producción de planchas flexográficas son cortas y simple.

1) Consistencia

Los fotopolí­meros “no cambian de humor”, ni son entes autónomos altamente inteligentes: son una mezcla de sustancias quí­micas diseñadas con una clase de comportamientos y caracterí­sticas de rendimiento en mente, dirigidas a una aplicación de impresión terminada. Requieren muchas otras tecnologí­as para tener éxito: exposición, lavado, componentes de la prensa, etc. Cualquier variación de estos componentes puede provocar una variación en la aplicación de dichos materiales de fotopolí­mero, y esto incluye la tecnologí­a de exposición de placas. Cuanto más variable sea la tecnologí­a de exposición, variaciones más amplias se pueden esperar de la placa de fotopolí­mero. Aquí­ es donde la tecnologí­a UV LED tiene una clara ventaja: una uniformidad incomparable de la intensidad de la luz en todo el ancho del dispositivo de exposición, lo que se traduce en una mayor uniformidad de la placa terminada para impresión. Más uniformidad significa más consistencia, y más consistencia se traduce en resultados finales más repetibles y predecibles. Esto, en pocas palabras, era necesario en nuestra industria.

Existen áreas adicionales que se benefician con la forma en que se aplica el curado UV a la placa de impresión. Además de suministrar cantidades consistentes y predecibles de energí­a UV a la placa, la aplicación de esta manera uniforme también es importante. La capacidad de curar cada placa de la misma manera, lo que significa que no hay diferencias con respecto a la temperatura, la energí­a o incluso el tiempo entre la parte frontal y la posterior de las exposiciones; estos elementos conducen a una consistencia superior. Y con consistencia, viene la estandarización y la predictibilidad.

2) Automatización

Los LEDs UV son extremadamente potentes para su tamaño, pero es el tamaño en sí­ el que aporta la mayor flexibilidad en la arena de fabricación de planchas. Los LEDs UV se integran más adecuadamente en matrices más pequeñas que se pueden integrar como una “barra luminosa” para la fabricación de planchas en la que la barra misma o la placa se mueven debajo de la fuente de irradiación. Esto permite un diseño simplificado, aunque todaví­a altamente complejo en su construcción a pesar de la simplicidad de la apariencia.

Este enfoque simplificado ha permitido varias integraciones de diseños de UV LED hasta la fecha. Una de estas integraciones es la “conexión” de la ablación con la exposición, en la que la placa se transporta automáticamente de una unidad a la otra.  Ejemplos de esta automatización existen en la industria, en la que las placas pasan de la mesa de exposición a la procesadora de forma automáticamente, solamente disponible en flujos solvente.

La consolidación final es la combinación completa: ablación a exposición al procesamiento. Adicionalmente, serí­a interesante ver cómo se puede integrar en el futuro esta automatización a flujos de procesamiento térmico o lavado base agua.

3. Consideraciones a futuro

Si bien la función de automatización es, ciertamente, una “consideración a futuro” cuando se evalúa la tecnologí­a UV LED, las otras áreas de consideración están relacionadas con la productividad y las consideraciones ambientales. Para fines de productividad, simplemente me refiero a las tendencias en expansión de formulaciones “inherentemente planas” que se han presentado al mercado en los últimos años, en las que MacDermid fue pionera. Estas formulaciones han cambiado la forma en que vemos las posibilidades de formulación y, como resultado, hemos aumentado la velocidad y eficiencia de la producción de planchas.

Por lo tanto, nuestra “nueva normalidad” ha cambiado: la velocidad está aquí­ y los LEDs UV pueden ayudar a mejorar aún más el control de este tipo de formulaciones durante la producción de planchas. Además, una consideración a largo plazo de los LEDs UV en comparación con los sistemas fluorescentes existentes es el aspecto ambiental y la eliminación de los componentes basados en el mercurio. Aunque no es un elemento activo en las regulaciones actuales para los sistemas de producción de planchas flexográficas, las regulaciones han comenzado a evolucionar lentamente en las áreas de las luces domésticas y la eliminación de la iluminación incandescente en algunas regiones. Llegará un momento en el que las fuentes de luz basadas en mercurio bien puedan estar altamente reguladas o incluso prohibidas en el futuro y nosotros, como industria, debemos prepararnos para esa eventualidad.

Interacción con el fotopolí­mero

Ahora que se ha establecido el escenario para la importancia de la tecnologí­a de LEDs UV y su creciente impacto, ¿cómo podemos nosotros, como formuladores, lidiar con esta tecnologí­a? Los formuladores de tinta han soportado la mayor parte de esta tecnologí­a emergente hasta ahora: se han visto forzados a asumir esfuerzos de reformulación, nuevas materias primas, diferencias funcionales, etc. En el lado de la fabricación de planchas, hay esencialmente dos posibilidades que estamos obligados a enfrentar: ¿cómo funcionan nuestras formulaciones actuales con LEDs UV?  y ¿cómo modificamos o desarrollamos nuevas formulaciones que aprovechan estas fuentes de luz?

Si bien los sistemas de fabricación de placas LEDs UV apuntan a la misma longitud de onda, 365 nm para el curado de placas, los LEDs UV son, esencialmente, casi monocromáticos (véase la Figura 1), es decir, una distribución de longitud de onda muy estrecha en comparación con las lámparas fluorescentes (véase la Figura 2).

Como resultado, las formulaciones de fotopolí­meros que se desarrollaron con bulbos de banda ancha en mente, posiblemente pueden comportarse de manera diferente e impredecible con estos nuevos sistemas a pesar de sus similitudes de objetivo de longitud de onda. Hasta la fecha, existen muchas formulaciones que se han “certificado” en estos sistemas LED UV, por lo que es seguro decir que, como desarrolladores de placas, hemos tenido una fortuna con respecto a las interacciones entre las placas y las fuentes de luz. Sin embargo, existen cosas que hemos aprendido a lo largo del camino que nos ayudarán a saber a dónde ir.

Futuros desarrollos

Los desarrollos futuros no son solo “porque sí­”: existen claros beneficios especí­ficos para la tecnologí­a LED UV ahora que estas fuentes de luz se han vuelto más fácilmente disponibles para probar y aprender. Estos beneficios incluyen:

1) Productividad

La clase actual de polí­meros en el mercado ha mostrado diferencias claras en su comportamiento bajo condiciones de LED UV. En términos genéricos, la quí­mica de “punto inherentemente plano” cura mucho más rápido en condiciones LED UV, similar a su comportamiento bajo condiciones de lámparas convencionales. Con los beneficios derivados de la capacidad de controlar la intensidad con los sistemas mencionados, en combinación con la uniformidad de la intensidad, hay una nueva capacidad para concentrarse en la velocidad de la formulación sin temor a perder el control de la consistencia de la placa. Por lo tanto, se pueden desarrollar futuras iteraciones de placas LED UV para optimizar de la mejor manera la utilización y la eficiencia de estos sistemas sin dañar la calidad final. Cuando se combina con el aspecto de automatización, esto tiene posibilidades intrigantes para las instalaciones de fabricación de planchas del futuro.

2) Curado / rendimiento optimizado

Además de la estructura de longitud de onda monocromática de los sistemas LED UV, la otra diferencia principal en estos sistemas es la intensidad total de la exposición, es decir, es MUCHO más alta que los sistemas de lámparas convencionales. Como resultado, el mecanismo de curado puede cambiar radicalmente. Se ha observado que esto ocurre con dos defectos principales en la plancha de impresión terminada: ganancia de punto inconsistente o impredecible y efecto “cupping” en las placas. Si bien es posible abordar la optimización de las condiciones de proceso / curado, el objetivo de los nuevos desarrollos de placas es ampliar la ventana de fabricación de planchas, permitiendo un rango más amplio de condiciones óptimas que no se vean afectadas por pequeños cambios en gráficos, objetivos de relieve, aplicaciones de impresión, etcétera; la plétora habitual de condiciones que todos nosotros tratamos en la industria.

Estrategia tecnológica

Dentro del equipo de desarrollo y soporte de MacDermid Graphics Solutions, el objetivo es apoyar totalmente la tecnologí­a LED UV, ya que creemos que esta representa el futuro de la fabricación de planchas flexográficas. Las razones para esto están desarrolladas arriba, pero también sentimos que esta tecnologí­a saca lo mejor de nuestras formulaciones de fotopolí­meros. Del mismo modo, creemos que podemos continuar nuestros programas de desarrollo para ampliar aún más las capacidades de la impresión flexográfica en combinación con los beneficios descritos anteriormente. En resumen, la introducción a LEDs UV continuará avanzando debido a tres elementos principales:
  • La excelente uniformidad y consistencia de las placas de fotopolí­mero derivadas de la fabricación de planchas LED UV, y los beneficios de impresión obtenidos a partir de ellas.

  • La capacidad de automatizar la fabricación de planchas.

  • Las crecientes presiones ambientales, que finalmente impactarán las fuentes de luz basadas en mercurio que se encuentran en los sistemas de exposición de lámparas convencionales, mayormente presentes actualmente en el mercado.

 

Esta es una estrategia clave para la que MacDermid está preparando su plataforma de desarrollo de placas, de forma proactiva, en lugar de esperar a que la tecnologí­a LED UV se adueñe del mercado. Al trabajar estrechamente con los proveedores de las tecnologí­as de LED UV, nuestra estrategia se centra en dos áreas fuertes:

  • Formulaciones actuales de alta calidad, certificadas y comprobadas para trabajar en sistemas LED UV. Estos incluyen resinas como Digital Rave y ITP 60.

  • Plataformas tecnológicas nuevas que están desarrolladas para ser “sintonizadas” con fuentes de luz LED UV, proporcionando incluso una mayor productividad y una mayor latitud de rendimiento que las tecnologí­as de placas existentes ahora.

 

Al combinar nuestra experiencia en formulación con alianzas sobresalientemente colaborativas, creemos que podemos ayudar a impulsar esta tecnologí­a no solo a la adopción total, sino a capacidades cada vez mayores para nuestra industria y nuestra base de clientes. Mejora de la calidad, la productividad y la eficiencia, áreas que ayudarán a impulsar una mayor participación de mercado hacia la flexografí­a.

Este artí­culo viene de la revista impresa 0518FLEXOGRAFIA

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