Aspectos fundamentales en tintas de impresión para empaques

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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.
**B2BIMGEMB**1**
  • 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. **B2BIMGEMB**2**
    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!


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