lunes, 10 de junio de 2013

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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 serigráfica, dada la gran presencia de impresiones serigráficas 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 serigráficas, 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 Serigráfica, 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 serigráficas. 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 serigráficas, 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 serigráficas, 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.

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