Características de las tintas de huecograbado base solvente y su relación con la impresión
Las tintas de huecograbado base solvente están compuestas por pigmentos, resinas, aditivos y una cantidad significativa de disolventes, lo que hace que la tinta sea relativamente fluida. El secado de las tintas de huecograbado base solvente es por evaporación, lo que las hace adecuadas para imprimir sobre papel, films, papel de aluminio y otros materiales. Dado que las prensas de huecograbado operan a altas velocidades y depositan una capa de tinta gruesa, es esencial comprender el impacto de las propiedades de la tinta como la tixotropía, la fluidez, la viscosidad y la velocidad de secado en la calidad de impresión. Este conocimiento es crucial para mejorar la calidad de los materiales impresos.
Tixotropía
La tixotropía se refiere al cambio en las propiedades de flujo de la tinta bajo la influencia de fuerzas externas. En concreto, es el fenómeno por el cual una suspensión o dispersión se fluidifica al agitarla y vuelve a espesarse cuando se deja en reposo.
Por lo general, las tintas de alta calidad tienen baja tixotropía, lo que permite usarlas directamente en la prensa sin tratamiento especial. Sin embargo, las tintas sin tixotropía tienden a la sedimentación, lo cual no es ideal. En general, las tintas blanca, amarilla y cian tienen baja tixotropía, mientras que las tintas magenta y negra presentan una tixotropía mayor.
La tixotropía de las tintas está influenciada por los siguientes factores:
1. Propiedades del pigmento: Por ejemplo, los pigmentos de negro de carbono tratados con ozono tienen una tixotropía significativamente menor en comparación con los no tratados.
2. Tamaño de partícula del pigmento: Partículas de pigmento más pequeñas dan como resultado una menor tixotropía, mientras que las partículas más grandes causan una mayor tixotropía.
3. Cantidad de pigmento: Cantidades mayores de pigmento pueden causar coagulación entre las moléculas de pigmento, lo que aumenta la tixotropía.
4. Peso molecular de la resina: Las tintas con resinas de alto peso molecular pero valores bajos de n-heptano tienden a tener mayor tixotropía, y viceversa.
5. Humedabilidad del pigmento: Las tintas con mejor humedabilidad de los pigmentos generalmente tienen menor tixotropía. Algunos fabricantes de tintas predispersan los pigmentos en la producción de tintas negras para mejorar la humedabilidad y reducir la tixotropía.
Para las tintas de huecograbado base solvente, se requiere un nivel adecuado de tixotropía. Si la tixotropía es demasiado alta, la tinta puede presentar un mal nivelado, problemas de control de viscosidad y puede dar lugar a defectos de impresión como moteado o piel de naranja. Si la tixotropía es demasiado baja, la ganancia de punto puede aumentar, haciendo que el texto y las líneas aparezcan más gruesos.
Fluidez
La fluidez de las tintas de huecograbado base solvente es un reflejo integral de factores como la densidad relativa, la viscosidad, la tixotropía y la cohesión. Para lograr una fluidez óptima, la tinta debe tener una viscosidad adecuada, buena humedabilidad del pigmento y una concentración de pigmento equilibrada, minimizando al mismo tiempo la tixotropía.
Al probar la fluidez de la tinta, además de medir su tiempo de flujo con una copa #4 o Zahn #3, también es importante la cantidad de tinta que queda en la pared de la copa en comparación con la cantidad que fluyó. Con una viscosidad fija, cuanto menor sea la relación entre la tinta retenida y la tinta fluida, mejor será la fluidez.
Si la fluidez de la tinta es deficiente, es probable que se produzcan fallos de impresión como transferencia desigual de tinta o defectos de impresión.
Viscosidad
La viscosidad en las tintas de huecograbado base solvente está estrechamente relacionada con la fluidez, y mantener la viscosidad correcta es clave para garantizar una transferencia efectiva de la tinta. Aunque muchos factores, como el tipo de resina, la adherencia de la tinta, la velocidad de impresión, la presión, el material del sustrato y las condiciones ambientales, influyen en la transferencia de la tinta, la viscosidad sigue siendo un factor crítico. La relación entre la viscosidad y la tasa de transferencia se muestra en el diagrama siguiente.
Los factores que afectan la viscosidad en las tintas de huecograbado base solvente incluyen:
1. Viscosidad de la solución de resina: Una mayor viscosidad de la resina aumenta la viscosidad de la tinta, y viceversa.
2. Compatibilidad pigmento-resina: Si los pigmentos reaccionan con la resina y provocan coagulación, la viscosidad de la tinta aumenta.
3. Compatibilidad entre disolvente y dispersante: Si los disolventes diluyen los dispersantes en cualquier proporción, la viscosidad de la tinta disminuye.
4. Temperatura: Las temperaturas más bajas aumentan la viscosidad de la tinta, mientras que las temperaturas más altas la reducen.
Una viscosidad baja en las tintas de huecograbado base solvente puede provocar problemas como poros, cobertura de color desigual, zonas rugosas o mala adherencia, lo que genera defectos de impresión. Sobre superficies lisas, la adherencia de la tinta puede ser débil, y sobre sustratos de papel puede producirse pulverización o descamación.
Por el contrario, una viscosidad alta puede causar problemas como rayado, sangrado de color, encharcamiento de la plancha y defectos de “piel de naranja”.
Conclusión
En el diseño y la producción de tintas de huecograbado base disolvente, es fundamental seleccionar pigmentos, resinas y disolventes compatibles para alcanzar la viscosidad inicial deseada. Los impresores deben utilizar mezclas de disolventes adecuadas, preferiblemente suministradas por el fabricante original de la tinta, para ajustar la tinta a su “viscosidad de trabajo” óptima para la impresión. Esto garantiza resultados impresos de alta calidad.
Además, la viscosidad de la tinta también se ve influida por la velocidad de impresión. Por lo general, las velocidades de impresión más rápidas requieren una viscosidad de tinta menor para lograr una transferencia óptima.
Las tintas de huecograbado base disolvente son tintas volátiles, lo que significa que cuando los disolventes se evaporan de la película húmeda de tinta, esta pasa de líquida a sólida. La velocidad a la que se evaporan los disolventes afecta directamente a la velocidad de secado de la tinta.
En el diseño y la fabricación de tintas de huecograbado base disolvente, normalmente se elige una mezcla de disolventes de punto de ebullición medio, bajo y alto para cumplir los requisitos de secado. Una selección incorrecta de resinas, puntos de reblandecimiento bajos, una mala liberación de disolvente por parte de las resinas o un exceso de disolventes de alto punto de ebullición pueden ralentizar la evaporación del disolvente y provocar disolvente residual en la película de tinta curada.
Al formular tintas de huecograbado base disolvente, normalmente se seleccionan primero las resinas y después los disolventes. Los disolventes con parámetros de solubilidad similares a los materiales que se van a disolver tienden a disolverse con más facilidad y a evaporarse más rápido. Sin embargo, la presencia de pigmentos reduce las velocidades de evaporación del disolvente, especialmente si los pigmentos son grandes.
Además, factores ambientales como una temperatura ambiente más alta, una humedad relativa más baja y una circulación de aire más rápida aumentan la velocidad de evaporación de los disolventes.
Los problemas de impresión habituales causados por un secado inadecuado incluyen:
1. Un secado de la tinta demasiado rápido a determinadas velocidades de impresión puede provocar encharcamiento de la plancha, rayados, blanqueamiento de la tinta, brillo deficiente y problemas de nivelación.
2. En la impresión multicolor, un secado lento puede provocar adherencia a los rodillos o arrastre de tinta durante la siguiente estación de impresión, lo que genera defectos de impresión.
La velocidad de evaporación de los disolventes en la tinta no depende solo de su punto de ebullición, presión de vapor y calor latente de evaporación, sino también de factores como la temperatura del entorno de impresión, la humedad relativa, el flujo de aire y el espesor de la capa de tinta. Por lo tanto, las velocidades de evaporación de los disolventes de la tinta deben ajustarse según las condiciones variables.
En condiciones normales de producción, si la tinta se seca demasiado rápido, deben añadirse diluyentes de secado lento. Si la tinta se seca demasiado despacio, deben utilizarse diluyentes de secado rápido. Siempre que sea posible, los entornos de impresión deben controlarse entre 18 y 25°C, con una humedad relativa inferior al 65% para estabilizar el rendimiento de la tinta.