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En las tintas flexo UV se utilizan dos tipos principales
de formulaciones químicas: lasde radicales libres (basados en acrilato)
y las catiónicas (basadas en resina epoxídica).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. |
