Tintas Inkjet mitos y leyendas

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Tintas Inkjet mitos y leyendas

14th Noviembre, 2013

En el número anterior explicábamos los tipos de tintas existentes en el mercado y la explicación de qué es una tinta. Una vez aclarados estos conceptos, nos centramos ahora en las tintas UV por ser el mejor proceso de impresión inkjet mediante curado UV.

En este artículo, trataremos de explicar lo que es una tinta y los distintos tipos de tinta que existen en el mercado, comentando las ventajas e inconvenientes de cada una de ellas, así como las tecnologías empleadas en el proceso de impresión de algunas de ellas.

Comencemos pues por la explicación de qué es una tinta: Las tintas de artes gráficas, tanto para impresión digital como para impresión convencional, son el conjunto de tres elementos: la base, las resinas y los aditivos. El 100% de tintas del mercado se componen de estos tres elementos.

La base

La base es el elemento “transportador” de las resinas y 105 aditivos. Que la base sea de diversa tipología, conferirá a las tintas unas distintas propiedades, fundamentalmente respecto a su “resistencia” al exterior. También implicará, en la mayoría de los casos, una tecnología u otra para el cabezal de impresión. En función de la proporción entre la base y el resto de la tinta, tendremos tintas más o menos viscosas.

Existen fundamentalmente cuatro tipos de bases: agua, solvente, aceite y monomérica.

Tintas de base agua:

Son las tintas empleadas por la mayoría de plotters de inyección para interiores y “semiexteriores”, como Canon, Encad, Epson, HP, MacDermid ColorSpan, Mimaki. Mutoh y Roland. Se pueden emplear tanto con cabezales térmicos como con cabezales piezoeléctricos. Son el tipo de tintas más empleado y extendido. También son las primeras tintas que aparecieron en el mercado, por lo que están muy estudiadas y su precio ya está muy ajustado y probablemente sufran una escasa evolución en el futuro en cuanto a precios o prestaciones. Normalmente, tienen un tiempo de secado bastante lento, y solamente aceptan materiales que estén tratados especialmente mediante imprimación química de una capa (coating), pues la tinta ha de “entrar” en el material para que sea retenida por el mismo.

Estas tintas son, por el contrario, las más “ecológicas” que existen, pues la base, que finalmente se evapora al aire en el proceso de secado (curado) es “agua”. Otra característica fundamental, es que las resinas y aditivos empleados, tienen que poder ser “disueltos” en agua para ser transportados, y por tanto el tinte o pigmento, que es uno de los aditivos de la tinta, no resistirá la acción de agua, pues se disolvería de nuevo. De este modo, hablar de tintas “outdoor” (para exteriores) con base de agua, no deja de ser una pequeña “incorrección”.

Lo que sí es cierto es que, el grado de resistencia al exterior, no solamente se mide hablando de resistencia al agua, sino también teniendo en cuenta la resistencia al sol (resistencia ultravioleta) y por tanto, pensando en que la impresión se puede proteger contra el agua mediante un encapsulado, si se puede hablar de tintas “outdoor” o “indoor” (para interiores), en función del mayor o menor grado de resistencia de los pigmentos a la acción de los rayos ultravioleta. No existe ningún pigmento que resista la acción de los rayos ultravioleta de forma definida, por lo que ninguna impresión durará al exterior de forma “eterna”.

  • Tintas de base solvente:Son las tintas empleadas por los nuevos plotters “solventes” como la serie Arizona, Jet, Fresco, Salsa. Solbejet, entre otras. Se suelen emplear con cabezales piezoeléctricos, pues los térmicos presentan problemas de generación de burbuja al calentar tintas de base solvente. En función del solvente petroquímico empleado, se habla de “solvente”, “eco-solvente”, “light-solvente” y otras denominaciones más o menos afortunadas que en realidad hacen referencia al nivel de “Componente Orgánico Volátil” (VOC) o lo que es lo mismo, el “calor” o “agresividad” del solvente. Cuanto más agresivo sea el solvente, sobre más materiales se fijará la tinta, ya que la base “degradará” la superficie permitiendo la entrada del pigmento en los poros del material.

No obstante, no todos los materiales pueden ser utilizados sin necesidad de “coating“, pues “resisten” la acción de la base y lo que es peor, el “coating” que necesita el material, no es el mismo que necesita si va a ser empleado con tintas base agua, ya que en realidad, la lista de materiales utilizables no es tan grande como la gente se piensa, pues se reduce a los materiales que aceptan a tinta sin “coating” (que son muchos pero no todos) y los tratados exprofeso para tintas base solvente.

La gran ventaja es que si la tinta fija sobre el material sin necesidad de un “coating“, podremos comprar el material mucho más barato que si fuese para tintas base agua, que necesita obligatoriamente un “coating“. El gran inconveniente es que al evaporarse la base a la atmósfera, toda la carga orgánica y petroquímica va a parar al aire, y si no contamos con los elementos de extracción adecuados, podemos encontrarnos con problemas de inhalaciones tóxicas por parte de los operarios.

Otra característica es que se pueden emplear resinas y aditivos no solubles en agua, porque aparte de la resistencia a los rayos ultravioleta, podemos tener también resistencia al agua y así poder hablar de una impresión realmente “outdoor” sin necesidad de tratamiento posterior. No obstante, esta resistencia suele ser inversamente proporcional a la “toxicidad” de la tinta, por lo que las soluciones “eco” y “light” suelen necesitar de encapsulado si realmente se necesita “durabilidad” al exterior. La última de las grandes diferencias de este tipo de bases es que se suelen emplear con colorantes de tipo “pigmentos” en lugar de con colorantes de tipo “tintes”, cuando posteriormente comentemos los tipos de aditivos comprenderemos la diferencia.

Tintas de base aceite:

Estas tintas son utilizadas por pocos plotters del mercado, como el Xerox Xpress, Arizona 30, Tiara Sapphire y Xeiko, pues presentan bastantes problemas de fijación sobre materiales.

Estos problemas se deben al elevado tiempo de evaporación necesario para los aceites empleados, que no llegan a evaporar completamente en la mayoría de los casos. No obstante, existen materiales tratados expresamente a tal efecto, que funcionan perfectamente con este tipo de tintas. El problema radica, en la mayoría de los casos, en el precio de los mismos.

En cuanto a la resistencia a exteriores, ésta es superior a la de tintas base agua, pero normalmente inferior a la de tintas base solvente. Este punto no es cierto en el 100% de los casos, debido a que la resistencia al exterior de las tintas no es “fija” en función del tipo de bases, sino que tiene “grados” de resistencia, y por tanto podemos decir que el “promedio” de tintas base agua es menos resistente que el “promedio” de tintas base aceite que a su vez, en “promedio” es menos resistente que las de base solvente. Existen tintas de base agua más resistentes que algunas de base aceite o incluso que algunas solventes, y por supuesto, algunas base aceite más resistente que algunas bases solventes.

Tintas de base monomérica:

Estas tintas difieren significativamente de las anteriores pues la base no se “evapora” al aire, sino que “polimeriza” sobre el soporte formando una capa o película sólida. Son las conocidas como “tintas UV”. Debido a su gran importancia y sus enormes ventajas con respecto al resto de tintas, dedicaremos un apartado especial dentro del presente artículo a su explicación, por lo que en este punto las comentaremos brevemente.

Como características fundamentales comentaremos que son las que presentan un tiempo de secado menor, pues el secado es “instantáneo”. Teóricamente se pueden emplear sobre el 100% de materiales existentes sin necesidad de “coating” alguno, pues la tinta no “entra” en el material, sino que se “queda” en la superficie, atrapada por el polímero. Por tanto, si tenemos un litro de tinta, depositaremos un litro de tinta sobre el material, es decir, obtendremos un 100% de efectividad, frente al escaso 25% o 30% que se obtiene en las tintas base solvente. Por ello, se considera en lenguaje coloquial que, las tintas UV son “100% sólidas”. Este factor de productividad hay que tenerlo muy en cuenta a la hora de juzgar el precio del litro de tinta, pues la parte que se evapora en las tintas base agua, solvente o aceite, se paga pero no se imprime.

Otra de las características interesantes de este tipo de tintas es que, como no “entra” en el material, el “color” obtenido es siempre el mismo si el color del material no varía, por lo que el proceso de calibración se simplifica enormemente ya que, en el resto de tintas, en función del grado de penetración del material, obtendremos un color impreso u otro.

Una vez claras los cuatro tipos de bases empleadas, sus características ventajas e inconvenientes pasemos a hablar de los otros dos componentes de la tinta, las resinas y los aditivos.

Las resinas

Las resinas son añadidas a la tinta para conferirle sus características físicas principales, tales como la adhesión y la flexibilidad. A diferencia de las bases solventes, agua y aceite que se evaporan, las resinas “permanecen” en la impresión y son las que le “confieren” el grado de “durabilidad” al exterior y el resto de propiedades físicas excepto el “color”, que vendrá dado por los colorantes empleados.

Las resinas son el gran “secreto” de las tintas, pues el 100% de fabricantes de tintas tienen acceso a los mismos pigmentos para la elaboración del colorante, siendo la composición de las bases es también “común” en mayor o menor medida en todos los fabricantes. De este modo, el que una tinta base solvente “fije” o no en un determinado material, dependerá fundamentalmente de las resinas empleadas en la elaboración de la tinta.

Resulta curioso, pero prácticamente ningún usuario final se interesa por las resinas empleadas en las tintas que utiliza. De todas formas, si se comienza a indagar, uno se encuentra con el mutismo total y absoluto de los fabricantes que, protegen este secreto mejor que la composición de la Coca-Cola.

Los aditivos

Los aditivos son sustancias tales como pigmentos (para el color), agentes de flujo, polvos espesantes, retardantes, catalizadores como los “fotoiniciadores” de las tintas UV. Es decir, son todos aquellos componentes de la tinta que no se evaporan (base) ni confieren propiedades físicas a la impresión (resina), exceptuando en esta definición al color, que pese a ser una propiedad física viene dado por los pigmentos que son considerados aditivos.

Los aditivos por tanto, sirven para “facilitar” los diferentes procesos de impresión, como el transporte desde el depósito hasta el inyector, o el proceso de curado. Exceptuando el color, los aditivos no confieren ninguna propiedad física al resultado impreso, pero resultan imprescindibles para un correcto proceso de impresión, pues por ejemplo, sin los adecuados fotoiniciadores, no se realizaría la polimerización de la tinta UV al recibir la radiación ultravioleta, por lo que la impresión resultaría imposible.

Indudablemente, los aditivos más conocidos, que no los menos importantes, son los colorantes. Los colorantes son de dos grandes tipos: tintes y pigmentos.
Los tintes están compuestos por una molécula simple de colorante, mientras que los pigmentos, son partículas formadas por multitud de moléculas simples y por tanto de mucho mayor tamaño. Para que lo entendamos: una partícula de tinte es como un “grano de uva” y una partícula de pigmento es como “un racimo de uva” formado por un “pegote” de muchos granos de uva. Lo que esto provoca es que, las tintas de tipo tinte, al crear una capa de colorante más “homogénea” (piensen en una bandeja llena de granos de uva sueltos), reflejan la luz de forma más uniforme que las tintas basadas en colorantes de tipo pigmento, que crean colores menos vivos y luminosos, pues la reflexión de la luz es mucho peor al crear superficies no uniformes (piensen en una bandeja de racimos de uva apelotonados). Por el contrario, las tintas con colorantes tipo pigmento “resisten” mucho mejor la radiación UV, pues pese que se vayan “quemando” los granos de uva exteriores, siempre quedan los centrales.

Como comentábamos con anterioridad, las tintas con base de agua, pueden utilizar colorantes tipo pigmento, que se utilizan respectivamente para las tintas tipo “indoor” y las tipo “outdoor“, esto explica también, el por qué las tintas de exteriores tienen una menor gama cromática.

Tanto las tintas base solvente, como las base aceite, como las base monomérica, utilizan colorantes tipo pigmento como aditivo, por lo que su resistencia “outdoor” es superior, pese a la pérdida de gama cromática. Es por ello que se denominan coloquialmente “tintas pigmentadas”.

No obstante, dado que el tamaño de los pigmentos es cada día menor, debido a la mejora de los procesos de molienda, y que la resistencia de los tintes a las radiaciones UV es mayor, dados los avances químicos en las resinas empleadas, las tintas de hoy en día no se pueden considerar pigmentadas puras o tintadas puras, y lo que tienen son “proporciones” de pigmento y de tinte que les confieren la colorimetría y durabilidad de color deseadas.

Así pues, día a día aparecen en el mercado tintas “outdoor” con unas gamas cromáticas impresionantes, o tintas “indoor” con una resistencia cada vez más elevada. Una vez aclarados los tipos de tintas existentes en el mercado, nos centraremos en las tintas UV, por el ser el mejor proceso de impresión inkjet mediante curado UV.

Artículo elaborado por BeDiqital Llumicolor.

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