Antecedentes
El
pasado inmediato
Antes de empezar a hablar del presente y futuro de las
tintas de serigrafía, me permitirán que haga un pequeño resumen del inmediato
pasado tecnológico de las formulaciones de las tintas serigrafícas. Dejando
aparcadas, por el momento, las tintas para la estampación textil, en la década
de los años cincuenta, que fue cuando empezó a resurgir el proceso de impresión
serigrafica, aplicado a la industria y dado que en aquellos momentos, por un
lado, la presión de mercado no era la suficiente, y por otro los conocimientos
en el mundo de la serigrafía, no eran todo lo amplios que hubiera sido
deseable, las primeras tintas que empezaron a emplearse, en procesos
industriales, más que tintas propiamente dichas, eran pinturas, decorativas o
industriales, modificadas y adaptadas al proceso de impresión serigrafica.
Esta adaptación de pinturas ya existentes, y
formuladas, en principio, para su aplicación como pinturas, fue transitoria, ya
que, al ir empezando a expandirse el mercado de la serigrafía, y al mismo
tiempo, irse desarrollando maquinaria de impresión cada vez más rápida, empezó
a demostrarse que, si bien una pintura industrial adaptada, podía aplicarse
medio bien en serigrafía, las prestaciones, en cuanto a velocidad de secaje y
adherencia, no eran las deseables para lograr una buena calidad de impresión.
Ello motivó que se empezara a investigar para
desarrollar formulaciones que se adaptaran mejor al proceso de impresión
serigráfico.
Estas formulaciones, con la excepción de la
estampación textil, estaban desarrolladas, prácticamente en su totalidad,
basadas en sistema solvente, empleándose los disolventes disponibles en la
época, que tuvieran una volatilidad adecuada para su aplicación en serigrafía.
Estas formulaciones empleaban como polímero para fijar los pigmentos, sobre
todo, resinas gliceroftálicas, las llamadas tintas grasas. Y como pigmentos
principales, se empleaban, además del bióxido de titanio, el óxido de zinc y el
negro de humo, sales de plomo, como los cromatos de plomo para los amarillos y
verdes y los molibdatos de plomo para los rojos y naranjas. La principal
motivación de la elección de las sales de plomo, como pigmento básico para las
tintas de serigrafía, era la alta opacidad que tienen estos pigmentos, ventaja
que se añadía al buen brillo que se obtiene con ellos, debido a su baja
absorción de aceite y, por si fueran poco estas ventajas, se le sumaba el bajo
coste de estos pigmentos.
En un pasado más inmediato, ya a finales de los
sesenta, y, sobre todo en la década de los setenta, el mundo de la serigrafía
empezó a evolucionar rápidamente, con el desarrollo de maquinas de impresión
cada vez más rápidas, que hacían cada vez más obsoletas las formulaciones
basadas en resinas Alquídicas, por su gran lentitud de secado.
Felizmente, el desarrollo de la serigrafía, iba
paralelo al desarrollo industrial, incluyendo la industria química, la cual
empezó a crear, de una forma masiva, toda una serie de resinas acrílicas y
copolímeros vinílicos que empezaron a ampliar, de una forma substancial, la
paleta disponible de polímeros para su aplicación en el desarrollo de tintas
serigrafícas
Este desarrollo comportó la evolución de las
formulaciones hacia el diseño de tintas específicas para cada soporte,
continuando la utilización de los disolventes disponibles y de los pigmentos
basados en sales de plomo.
Presente
Las formulaciones actuales están evolucionando
constantemente, básicamente incentivadas por tres motivos.
El primero de ellos es consecuencia de motivos medio
ambientales y de toxicidad, comportando la sustitución de disolventes nocivos y
contaminantes por otros menos agresivos hacia las personas y el medio ambiente.
Esta sustitución se inició eliminando, dentro de lo posible, los hidrocarburos
aromáticos y sustituyéndolos por hidrocarburos alifáticos, esto es posible
gracias la diseño de nuevos polímeros con una solubilidad más alta, que permita
emplear alifáticos como disolvente. El empleo de alifáticos no comporta grandes
problemas al impresor, ya que, si bien se pierde algo de autosolubilidad de las
tintas, no es en una proporción exagerada.
Últimamente, incluso, los hidrocarburos alifáticos
están siendo sustituidos por hidrocarburos isoparafínicos, los cuales son
infinitamente menos agresivos para el medio ambiente y también, menos nocivos.
Estos disolventes es posible utilizarlos gracias al desarrollo de nuevos
polímeros, mas fácilmente solubles, debido, sobre todo, al bajo poder solvente
que tienen. Las tintas así formuladas, tienen como ventaja su bajo nivel de
olor, así como, también su bondad frente al medio ambiente, por el contrario,
la característica de autosolubilidad se pierde en las tintas formuladas con
estos disolventes, lo que complica su empleo.
Además de los cambios en los hidrocarburos, otro de los cambios en disolventes realizados últimamente, es la sustitución de los éteres y ésteres derivados del Etilenglicol, por otros derivados del Propilenglicol, siendo éstos últimos muchísimo menos nocivos que los anteriores.
Como pequeño inconveniente de esta sustitución, está
el mayor nivel de olor de estos disolventes, pero no debe confundirse jamás,
mayor nivel de olor a mayor toxicidad. Esta diferencia de olor es pequeña, pero
apreciable, sobre todo en el Metoxi~propanol, sustituto del Etilglicol, y en el
Acetato de Metoxi~propanol, sustituto del Acetato de Etilglicol. Dejando aparte
este pequeño inconveniente, por otra parte más de hábito, que inconveniente en
sí, las tintas formuladas con estos disolventes, mantienen las características
de autosolubilidad y facilidad de trabajo.
El pequeño inconveniente del diferencial de olor, está
más que justificado cuando observamos los umbrales de toxicidad (T. L.V), los
cuales son brutalmente diferentes. Por ejemplo, tenemos un T L.V. de 5 ppm para
el Etilglicol, contra 100 ppm para el Metoxi~propanol. Otro aspecto a mencionar
es la sustitución de los pigmentos basados en sales de plomo por otros menos
nocivos.
Los pigmentos basados en sales de plomo, actualmente,
están considerados no como nocivos, sino como tóxicos, dado que el plomo se ha
demostrado como producto tóxico y, más grave aún, con efectos acumulativos.
Esta evidencia, llevó a la Comunidad Europea, a regular primero, para la
industria alimenticia, y después para la industria del juguete, el contenido en
metales pesados que podían estar presentes en los impresos.
Estas regulaciones afectaron, de una forma importante,
a la industria serigrafica, dada la gran presencia de impresiones serigrafícas
en la Industria de Juguete y otros objetos manipulados por los niños La Norma
Europea que limita el contenido en metales pesados de los objetos manipulados
por niños es la E.N.~71 parte 111. La aparición de esta Norma obligó a
sustituir inmediatamente, de las tintas serigrafícas, los pigmentos basados en
sales de plomo.
Esta sustitución afecta de una forma importante a los
impresores, ya que, por un lado, significa un aumento de costes importante, y,
por otro lado, una disminución de la opacidad que también puede ser importante.
Este segundo inconveniente surge, sobre todo, en la sustitución de los Amarillos
pigmentados con cromatos de Plomo, por otros, pigmentados con Pigmentos de
carácter orgánico, lo que significa cambiar tintas de una opacidad importante,
por otras de una transparencia casi total.
Para corregir este grave inconveniente, la Industria de
tintas, trabajando conjuntamente con la Industria de Pigmentos, está
investigando para lograr tintas con una buena opacidad y al mismo tiempo,
cumplir las regulaciones que limitan el contenido de metales pesados. Para ello
se empezó a trabajar con pigmentos inorgánicos basados en otros elementos
diferentes del plomo y del cadmio.
En un principio, los resultados eran desalentadores
para la Industria Serigrafica, ya que, si bien se obtenían tintas con una buena
opacidad, estas tenían una tonalidad muy sucia, lo que no las hacia útiles para
su utilización. Afortunadamente en los últimos tiempos, se han desarrollado
tintas formuladas con pigmentos de Vanadato de Bismuto, las cuales tienen unas
características de opacidad equiparables a las formuladas con pigmentos de
Cromatos de Plomo, manteniendo una buena nitidez de tonos, pero con el
inconveniente de un mayor coste, incluso que aquellas formuladas con pigmentos
orgánicos.
Otra novedad, en el presente, es el desarrollo de
tintas de curado por radiación, las, popularmente llamadas "Tintas
U.V", éstas, a diferencia de las tintas convencionales, están formuladas,
además del pigmento, con un Oligómero o Prepolímero, un monómero y un
Fotoiniciador.
Estas tintas tienen como característica común la no
presencia, habitualmente, de elementos volátiles, lo que les confiere muy buena
estabilidad en pantalla. El secado, en lugar de iniciarse por la evaporación de
los disolventes, presentes en una tinta convencional, se realiza al pasar la
superficie impresa por una fuente de radiación, como la luz ultravioleta, ésta
descompone el Fotoiniciador formando radicales libres, que reaccionan
rápidamente con el monómero y el prepolímero, formando un polímero sobre la
superficie impresa.
Estas tintas, en sus principios, tenían serios
inconvenientes, algunos de ellos ya superados.
El principal de los inconvenientes era la limitación
de Prepolímeros y monómeros disponibles en los inicios de esta tecnología, lo
que limitaba sus posibilidades, e, incluso, suponía un riesgo para el utilizador,
ya que algunos de los monómeros existentes eran demostradamente cancerígenos,
como la N~Vinil Pirrolidona.
Actualmente este inconveniente está superado, ya que
la paleta de monómeros disponibles con que cuentan los formuladores de tintas
es mucho más amplia, así como la disponibilidad de Prepolímeros de menor
viscosidad, lo que ayuda a disminuir la presencia de monómeros presentes en las
formulaciones de tintas serigrafícas. Los monómeros empleados actualmente en
las formulaciones de tintas, tienen como único inconveniente, el que son
productos irritantes, en mayor o menor medida. Cuando hablemos del Futuro,
incidiremos más en este tema.
Otro de los inconvenientes de las tintas de curado por
radiación, en sus principios, era la limitación de Prepolímeros disponibles.
Las primeras resinas que se emplearon, eran las de poliéster, las cuales, si
bien tenían una velocidad de curado aceptable, su dureza era considerable, lo
que limitaba su utilización para formular tintas de serigrafía, debido a su
falta de flexibilidad.
Hoy día existe una gama amplia de Prepolímeros, a
disposición del formulador desde los Epoxiacrilatos, pasando por los
Uretano~acrilato, hasta los más recientes Melamina~acrilato y Silano-acrilato.
Este amplio surtido de Prepolímeros disponible, permite al formulador diseñar
la tinta para la aplicación especifica a que se deba destinar. No obstante,
todavía queda un inconveniente, se trata de la falta de opacidad con que se
caracterizan las tintas de curado por U.V., ya que, con la tecnología disponible
hoy día, una capa opaca no permite pasar la luz U.V., con lo que el
Fotoiniciador no se descompone, y por lo tanto, no se produce la polimerización
del prepolímero, traduciéndose en una falta de adherencia, e, incluso, en una
falta de secado.
Otra tecnología que empieza a despuntar hoy día, en el
campo de las tintas serigrafícas, es el de las tintas al agua.
Las tintas al agua se vienen utilizando de antaño en
el sector de la Estampación Textil, éstas están formuladas a base de resinas
acrílicas, principalmente, produciéndose un secado, en principio, por
evaporación del agua, y posteriormente, una reticulación del polímero, para
lograr una buena solidez al lavado.
Dado que estas tintas se imprimen, en la mayoría de
los casos, sobre soportes absorbentes, no entraña ninguna dificultad en
formularlas en sistemas acuosos. Otra cosa es cuando se trata de formular tintas
al agua para otros soportes.
En principio, lograr adherencia de un sistema acuoso
sobre cualquier soporte, no entraña grandes dificultades, dado que la paleta
disponible de diferentes polímeros es importante, otra cosa es lograr una buena
adherencia cuando la capa impresa es importante, caso de las impresiones
serigrafícas, y, al mismo tiempo, pedir a la tinta un secado rápido. Dado que
el agua tiene un calor especifico muy alto, y superior al de los solventes
empleados habitualmente en serigrafía, evaporar el agua entraña más
dificultades que evaporar disolventes, si, para corregir este problema, se
utilizan resinas capaces de liberar el agua rápidamente, surge el problema del
secado excesivamente rápido en pantalla, lo que dificulta su empleo en máquinas
que no impriman a alta velocidad.
Volviendo al sector textil, una aplicación en
expansión, tanto en serigrafía plana como cilíndrica, es la impresión de papel
para la estampación por sublimación. Esta aplicación se utiliza, sobre todo,
para los sectores de prenda deportiva, baño, moda y tapicería. En serigrafía
cilíndrica, y dadas las características de las impresoras, las tintas son
siempre en sistema acuoso, en cambio, en serigrafía plana (impresión hoja a
hoja), las tintas empleadas son tanto en sistema acuoso como solvente,
prefiriéndose las primeras para máquinas de alta velocidad y las segundas, para
máquinas lentas.
Futuro
En un futuro próximo, que casi es un presente, las
formulaciones de tintas de serigrafía cambiarán radicalmente.
Por un lado, y por motivos medio ambientales, la
Comunidad Europea limitará de una forma drástica la cantidad de disolvente que
se podrá enviar a la atmósfera (Reglamento de los N.V.O.C ").
Por otro lado, las exigencias de mercado piden, cada
vez más, una diversidad de colores importante, lo que dificulta la gestión de
stocks en el taller de serigrafía.
Estas presiones obligan al formulador de tintas a
trabajar en los dos frentes, con las siguientes perspectivas:
Reducción de disolventes emitidos a la atmósfera.
Gestión del color
En el campo de la diversidad de colores, que día a día
, va exigiendo el mercado al impresor serígrafo, el futuro pasa , en talleres
con un cierto consumo de tintas, por la gestión de color en el propio taller
Esta gestión de color permitirá una mejor gestión de stocks en el taller
permitiendo el empleo de unos pocos colores mono pigmentados y, por mezcla de
éstos, y con ayuda de un espectro fotómetro, obtener un abanico casi infinito
de colores.
Este sistema de gestión de color ya es posible, y de
hecho se realiza, hoy día, pero la disminución de costos de los equipos,
permitirá una cierta popularización de su empleo. El coste actual de un equipo
de estas características, compuesto de un espectro fotómetro, ordenador,
programa de control de calidad y programa de formulación de color es realmente
asequible e irá disminuyendo con el tiempo.
CONCLUSION
Es necesario tener todos estos conocimientos para poder realiza un buen desempeño en este ambiente “el de la serigrafía”
Las artes gráficas es de mucho cuidado desde la elección de los sustratos hasta la preparación de tonos y la finalización de la impresión por eso es necesario ser pulcros, ordenados y dedicados en nuestro trabajo.
BIBLIOGRAFIA
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