La flexografía (a menudo abreviada como flexo ) es una forma de proceso de impresión que utiliza una placa de relieve flexible . Es esencialmente una versión moderna de la impresión tipográfica , evolucionada con la funcionalidad rotativa de alta velocidad, que se puede utilizar para imprimir en casi cualquier tipo de sustrato, incluidos plástico, películas metálicas, celofán y papel. Se utiliza ampliamente para imprimir en los sustratos no porosos necesarios para varios tipos de envases de alimentos (también es adecuada para imprimir grandes áreas de color sólido).
En 1890, Bibby, Baron and Sons construyó la primera prensa patentada de este tipo en Liverpool (Inglaterra). La tinta a base de agua se manchaba fácilmente, por lo que el dispositivo se conoció como "Bibby's Folly". A principios del siglo XX, se desarrollaron otras prensas europeas que utilizaban planchas de impresión de caucho y tinta a base de aceite de anilina . Esto llevó a que el proceso se llamara "impresión con anilina". En la década de 1920, la mayoría de las prensas se fabricaban en Alemania, donde el proceso se llamaba "gummidruck" o impresión con caucho. En la Alemania actual, el proceso continúa llamándose "gummidruck".
Durante la primera parte del siglo XX, la técnica se utilizó ampliamente en el envasado de alimentos en los Estados Unidos. Sin embargo, en la década de 1940, la Administración de Alimentos y Medicamentos clasificó los tintes de anilina como inadecuados para el envasado de alimentos y, como resultado, las ventas de impresión se desplomaron. Algunas empresas intentaron usar nuevos nombres para el proceso, como "Lustro Printing" y "Transglo Printing", pero tuvieron un éxito limitado. Incluso después de que la Administración de Alimentos y Medicamentos aprobara el proceso de anilina en 1949 utilizando tintas nuevas y seguras, las ventas continuaron disminuyendo ya que algunos fabricantes de alimentos todavía se negaban a considerar la impresión con anilina. Preocupados por la imagen de la industria, los representantes del envasado decidieron que el proceso necesitaba un nuevo nombre.
En 1951, Franklin Moss, entonces presidente de la Mosstype Corporation, realizó una encuesta entre los lectores de su revista The Mosstyper para que propusieran nuevos nombres para el proceso de impresión. Se presentaron más de 200 nombres y un subcomité del Comité de Empaques Impresos del Packaging Institute redujo la selección a tres posibilidades: "proceso de permatone", "proceso de rotopaquete" y "proceso flexográfico". Las votaciones por correo de los lectores de The Mosstyper eligieron abrumadoramente el último de estos, y se eligió "proceso flexográfico". [1]
En sus orígenes, la impresión flexográfica era de una calidad rudimentaria. Hasta hace poco, las etiquetas que exigían una alta calidad se imprimían generalmente mediante el proceso offset . Desde 1990, [2] se han producido grandes avances en la calidad de las prensas de impresión flexográfica, las planchas de impresión, los sistemas de tinta y las tintas de impresión.
Los mayores avances en la impresión flexográfica se han producido en el área de las planchas de impresión de fotopolímero , incluidas mejoras en el material de la plancha y en el método de creación de la misma.
Los sistemas de impresión directa a plancha digitales han experimentado una mejora considerable en la industria recientemente. Empresas como DuPont , Kodak , XSYS y Esko han sido pioneras en las últimas tecnologías, con avances en el lavado rápido y la última tecnología de tramado.
Los rodillos anilox de cerámica grabados con láser, junto con los sistemas de tinta con cámara, también han contribuido a mejorar la calidad de impresión. Ahora es posible imprimir imágenes a todo color y algunas de las mejores prensas disponibles en la actualidad, en combinación con un operador experto, permiten obtener una calidad que rivaliza con el proceso litográfico . Una mejora continua ha sido la creciente capacidad de reproducir valores tonales de realce, lo que proporciona una solución alternativa para la ganancia de punto muy alta asociada con la impresión flexográfica.
1. Fabricación de placas [3] El primer método de revelado de placas utiliza un polímero
fotosensible . Se coloca un negativo de película sobre la placa, que se expone a la luz ultravioleta. El polímero se endurece cuando la luz pasa a través de la película. El polímero restante tiene la consistencia de un chicle. Se lava en un tanque de agua o disolvente. Unos cepillos frotan la placa para facilitar el proceso de "lavado". El proceso puede variar según se utilicen láminas sólidas de fotopolímero o de fotopolímero líquido, pero el principio sigue siendo el mismo. La placa que se va a lavar se fija en la unidad de lavado orbital sobre una placa base adhesiva. La placa se lava en una mezcla de agua y jabón lavavajillas al 1%, a una temperatura de aproximadamente 40 °C. La unidad está equipada con un filtro de membrana doble. Con esto, la carga ambiental se mantiene al mínimo absoluto. La unidad de membrana separa el fotopolímero del agua de lavado. Después de añadir gelatina absorbente, por ejemplo, el residuo de fotopolímero se puede eliminar como residuo sólido estándar junto con la basura doméstica. El agua reciclada se reutiliza sin añadir ningún detergente. [4]
El segundo método utiliza un láser guiado por ordenador para grabar la imagen en la placa de impresión. Este proceso de grabado láser directo se denomina computer to plate (de ordenador a placa) . Empresas como AV Flexologic, Glunz & Jensen, XSYS, Esko , Kodak , Polymount, Screen y SPGPrints de los Países Bajos son líderes del mercado en la fabricación de este tipo de equipos.
El tercer método es el de pasar por un proceso de moldeado. El primer paso es crear una placa de metal a partir del negativo de nuestra imagen inicial mediante un proceso de exposición (seguido de un baño de ácido). En los primeros tiempos el metal utilizado era el zinc, de ahí el nombre de 'zincos'. Más tarde, se utilizó el magnesio. Esta placa de metal en relieve se utiliza luego en el segundo paso para crear el molde que puede ser de placa de baquelita o incluso de vidrio o plástico, mediante un primer proceso de moldeado. Una vez enfriado, este molde maestro prensará el compuesto de caucho o plástico (tanto a temperatura como a presión controladas) mediante un segundo proceso de moldeado para crear la placa de impresión o cliché.
2. Montaje
Para cada color que se va a imprimir, se fabrica una placa que, finalmente, se coloca en un cilindro que se coloca en la prensa de impresión. Para crear una imagen completa, independientemente de si se imprime en película flexible o papel corrugado, la imagen transferida desde cada placa tiene que coincidir exactamente con las imágenes transferidas desde los otros colores. Para garantizar que se crea una imagen precisa, se hacen marcas de montaje en las placas flexográficas. Estas marcas de montaje pueden ser micropuntos (de hasta 0,3 mm) y/o cruces. Se fabrica una maquinaria especial para montar estas placas en los cilindros de impresión para mantener el registro. Earle L. Harley inventó y patentó la máquina de montaje y prueba Opti-Chek que permite al operador verificar el registro antes de pasar a la prensa.
El montaje de precisión es fundamental para producir impresiones de buena calidad que estén en el registro y tengan un impacto directo en la minimización de los desechos. El proceso de montaje debe ofrecer el mismo resultado preciso cada vez que se monta un trabajo; el objetivo es una precisión constante. Para simplificar, nos referiremos a las fundas de impresión en este módulo, pero puede sustituirlas por cilindros si las utiliza en su operación.
Generalmente, las placas se montan directamente sobre la funda de impresión, pero para las operaciones con cartón corrugado, las placas se montan sobre una hoja de soporte que se fija a la funda de impresión en la prensa cuando es necesario, y se retira y se guarda entre tiradas de impresión. Encontrará más información sobre los soportes en la sección de cartón corrugado de este módulo.
Hay dos áreas clave para lograr un montaje de placa efectivo : posicionar la placa correctamente y lograr una buena unión.
La colocación se logra alineando correctamente las marcas de registro que son comunes a cada placa del juego. La habilidad consiste en planificar cuidadosamente dónde deben estar exactamente estas marcas. Se pueden utilizar diversas marcas, cruces de registro y micropuntos. Se logra una buena unión mediante una cinta de montaje especial. La colocación precisa es esencial o las imágenes de cada color no se superpondrán correctamente y estarán fuera de registro.
Tipos de marcas de registro
Estos son varios tipos de marcas que se utilizan para alinear las placas correctamente:
Las cruces de registro se utilizan comúnmente, pero deben ubicarse en áreas de desechos, ya que se ven fácilmente en la impresión; también se pueden usar como guía para alinear la impresión con la estructura de una bolsa o caja si esto es necesario.
Los micropuntos, como sugiere su nombre, son diminutos puntos en la placa, generalmente de un cuarto de milímetro de diámetro en las etiquetas y los envases flexibles, pero de 1 mm de diámetro en el cartón corrugado. Como son tan pequeños, no es necesario colocarlos en áreas de desechos, ya que no se ven fácilmente.
En la mayoría de las máquinas de montaje, los puntos o cruces de las placas se alinean mediante cámaras de aumento; cuanto mayor sea el aumento, mayor será la precisión.
Las cruces de registro son más comunes en la impresión de etiquetas y cartón corrugado, donde el desperdicio y los pliegues ocultos son normales; el micropunto es común en los envases flexibles, donde el desperdicio se mantiene al mínimo y no se deben ver marcas innecesarias en el envase (por ejemplo, carne, lácteos e higiene).
La ubicación de las marcas de registro, ya sean cruces o micropuntos, es esencial para el éxito del montaje de la placa. Si son incorrectas, el montaje puede resultar difícil, requerir mucho tiempo y ser impreciso, por lo que deben planificarse con cuidado. Las marcas deben colocarse de forma simétrica.
Coloque siempre un par en el centro de la placa, en línea con el eje de la manga. También se recomienda tener dos pares más, uno en cada extremo, de modo que una simple rotación y verificación bajo las cámaras confirme que la placa no se haya torcido al colocarla o pegarla.
Montaje de la marca de registro
La forma más común de montaje es la marca de registro, también conocida como montaje de video. Cuando se realiza la impresión, las marcas de registro deben imprimirse una sobre otra para indicar que las placas están correctamente alineadas. Las marcas de registro en la placa se alinean mediante cámaras de aumento.
Para alinear las placas con precisión se necesita un sistema de montaje que utilice cámaras de vídeo. Cada funda de impresión se transfiere al sistema de montaje por turnos.
Cada manguito se fija en el montador mediante un sistema de sujeción y luego se aplica cinta de montaje al manguito.
Las cámaras de video de gran aumento (ubicadas en una viga de cámara mecanizada con precisión) se mueven a la posición requerida para montar la placa; la medición precisa de esta configuración es fundamental. Luego, la placa se adhiere a la funda con una cinta de montaje (consulte el punto 5) y la unidad completa se retira de la máquina de montaje.
Se carga la siguiente manga y se monta la placa en su posición posicionando las marcas de registro en la placa según las posiciones de la cámara fijadas previamente. Esto garantiza que cada placa esté montada en la misma posición y, por lo tanto, la impresión esté en registro.
El mismo principio se aplica para varias placas a lo largo del manguito, por lo que se utilizan dos cámaras por placa o dos cámaras que se mueven a la posición correcta impulsadas por servomotores y un software de configuración de la cámara. Para mover las placas alrededor del manguito y minimizar el riesgo de rebote, se utiliza un disco de indexación o motores paso a paso para impulsarlas y bloquearlas en su posición.
Cada placa está montada sobre una cinta adhesiva de doble cara. Existen muchos tipos de cintas de montaje y es importante utilizar el grosor y la dureza adecuados. El tipo de adhesivo también debe ser el adecuado para el proceso de montaje (consulte las características de la cinta).
Se aplica la cinta a la funda teniendo cuidado de no dejar aire atrapado debajo (debe quedar plana sobre la funda). Se retira una pequeña tira del protector de cinta para dejar expuesto el adhesivo inicialmente.
La placa se coloca cuidadosamente sobre la cinta, generalmente a mano, de modo que las marcas de registro se vean directamente debajo de las cámaras.
Las cámaras proporcionan una pantalla visual ampliada que indica si las marcas de registro están correctamente posicionadas en línea con los objetivos de la cruz. Si es necesario, se ajusta la posición de la placa.
Una vez que la placa está alineada con precisión, se presiona sobre la tira de cinta de montaje expuesta. Luego se retira el resto de la cinta protectora o se mueve una mesa de soporte de placa para que el resto de la placa se pueda colocar sobre la manga. Esto se hace con cada manga por turno para que todas las placas se registren correctamente.
Los equipos de montaje de planchas flexográficas incluyen muchas opciones para aumentar la eficiencia. Estas incluyen mesas para colocar la plancha y simplificar su colocación, rodillos de presión para eliminar las inclusiones de burbujas de aire, opciones de aplicación de cinta, opciones de corte de planchas y cintas y cámaras móviles, que reemplazan los sistemas de montaje de varias cámaras. [5]
En los últimos años, las mayores demandas de calidad por parte de los clientes y tiradas de trabajo más cortas y frecuentes dan como resultado un aumento del coste relativo del departamento de preimpresión. [5]
Para contrarrestar esto, el montaje automático proporciona un montaje de placas hasta 10 veces más rápido que el montaje de placas tradicional, sin dependencia del operador y con la mayor precisión y consistencia posibles hasta 5 micrones (0,0002 pulgadas) por placa. [5]
3. Impresión
Una impresión flexográfica se realiza creando un master positivo reflejado de la imagen requerida como un relieve 3D en un material de caucho o polímero . Las placas flexográficas se pueden crear con procesos de fabricación de placas analógicas y digitales. Las áreas de imagen se elevan por encima de las áreas sin imagen en la placa de caucho o polímero. La tinta se transfiere desde el rodillo de tinta que está parcialmente sumergido en el tanque de tinta. Luego se transfiere al rodillo anilox o cerámico (o rodillo medidor) cuya textura retiene una cantidad específica de tinta ya que está cubierto con miles de pequeños pozos o copas que le permiten medir la tinta a la placa de impresión en un espesor uniforme de manera uniforme y rápida (el número de celdas por pulgada lineal puede variar según el tipo de trabajo de impresión y la calidad requerida). [6] Para evitar obtener un producto final con un aspecto borroso o grumoso, se debe asegurar que la cantidad de tinta en la placa de impresión no sea excesiva. Esto se logra utilizando un raspador, llamado rascador . El rascador elimina el exceso de tinta del rodillo anilox antes de entintar la placa de impresión. Finalmente, el sustrato se coloca entre la placa y el cilindro de impresión para transferir la imagen. [7] Luego, la hoja pasa por un secador, que permite que las tintas se sequen antes de volver a tocar la superficie. Si se utiliza una tinta de curado por rayos UV , no es necesario secar la hoja, sino que la tinta se cura con rayos UV.
1. Rodillo de fuente
El rodillo de fuente transfiere la tinta que se encuentra en un tintero a un segundo rodillo, un rodillo anilox. En la impresión flexográfica moderna, el rodillo anilox se conoce como un tipo de rodillo dosificador.
2. Rodillo anilox
El rodillo anilox es una característica única de la flexografía. El rodillo anilox transfiere un espesor uniforme de tinta a una placa de impresión flexible. El rodillo anilox tiene celdas finamente grabadas con una capacidad de tinta particular, visible con un microscopio. Estos rodillos son responsables de transferir las tintas a las placas de impresión flexibles montadas en los cilindros portaplanchas.
3. Rasqueta (opcional)
Una rasqueta opcional raspa el rodillo anilox para garantizar que la tinta que se va a suministrar a la placa de impresión flexible sea solo la que está contenida dentro de las celdas grabadas. Las rasquetas se fabricaban principalmente de acero, pero las rasquetas avanzadas ahora están hechas de materiales poliméricos con varios tipos diferentes de bordes biselados.
4. Cilindro portaplancha
El cilindro portaplancha sostiene la placa de impresión, que está hecha de un material blando y flexible similar al caucho. Cintas, imanes, correas de tensión y/o trinquetes sostienen la placa de impresión contra el cilindro portaplancha.
5. Cilindro de impresión
El cilindro de impresión aplica presión al cilindro de la placa, donde la imagen se transfiere al sustrato receptor de la imagen. Este cilindro de impresión o "yunque de impresión" es necesario para aplicar presión al cilindro de la placa.
La naturaleza y las exigencias del proceso de impresión y la aplicación del producto impreso determinan las propiedades fundamentales que deben poseer las tintas flexográficas . Medir las propiedades físicas de las tintas y comprender cómo se ven afectadas por la elección de los ingredientes es una parte importante de la tecnología de las tintas. La formulación de las tintas requiere un conocimiento detallado de las propiedades físicas y químicas de las materias primas que las componen, y de cómo estos ingredientes se afectan o reaccionan entre sí y con el medio ambiente. Las tintas de impresión flexográfica se formulan principalmente para que sigan siendo compatibles con la amplia variedad de sustratos utilizados en el proceso. Cada componente de la formulación cumple individualmente una función especial y la proporción y la composición variarán según el sustrato.
Existen cinco tipos de tintas que se pueden utilizar en flexografía: [8]
Las tintas flexográficas a base de agua con tamaños de partículas inferiores a 5 μm pueden causar problemas al destintar papel reciclado.
En el proceso de impresión flexográfica, la tinta se controla mediante el sistema de tinta. El sistema de tinta contiene una bomba de tinta, un rodillo anilox y un sistema de rodillos de fuente o un sistema de rasqueta . El sistema de rodillos de fuente o de dos rodillos tiene un rodillo girando en un tintero presionado contra el rodillo anilox para transferir una capa de tinta que luego se aplicará a la placa de impresión. Este sistema se utiliza mejor para impresiones de baja calidad, como capas de inundación y letras de molde, debido a su incapacidad para producir una limpieza limpia del rodillo anilox. El sistema de rasqueta puede ser un sistema de una sola cuchilla abierto o un sistema de doble cuchilla cerrado. El sistema de una sola cuchilla utiliza un tintero abierto con un rodillo que luego se corta con una rasqueta para crear una capa uniforme de tinta que se distribuirá. La tinta restante cortada del rodillo anilox se acumulará en el tintero para luego ser bombeada nuevamente al sistema. La placa del cilindro, el anilox y la rasqueta se controlan de forma independiente mediante sistemas hidráulicos, de presión y/o neumáticos. Este sistema se utiliza mejor para trabajos de impresión de calidad baja a media, que generalmente se encuentran en la impresión de cajas de cartón corrugado. El sistema de doble cuchilla es un sistema cerrado que tiene una cuchilla dosificadora para dosificar la tinta y una cuchilla de contención que contiene la tinta en la cámara y permite que la tinta del rodillo anilox vuelva a ingresar. Los sistemas de doble cuchilla requieren dos sellos en los extremos y una presión adecuada en la cámara para mantener el sello hermético entre la cámara de tinta y el rodillo anilox. Este sistema se utiliza mejor para diseños de impresión complejos y de alta calidad, como los que se encuentran en la industria de las etiquetas.
La flexografía tiene la ventaja sobre la litografía de que puede utilizar una gama más amplia de tintas, a base de agua en lugar de tintas a base de aceite, y es buena para imprimir en una variedad de materiales diferentes como plástico, papel de aluminio, película de acetato, papel marrón y otros materiales utilizados en el embalaje. Los productos típicos impresos mediante flexografía incluyen cajas de cartón corrugado marrón, embalajes flexibles que incluyen bolsas para la compra y la venta minorista, bolsas y sacos para alimentos e higiene, envases de leche y bebidas, plásticos flexibles, etiquetas autoadhesivas, vasos y recipientes desechables, sobres y papel tapiz. En los últimos años también ha habido una tendencia hacia los laminados, donde se unen dos o más materiales para producir un nuevo material con propiedades diferentes a las de los originales. Varios periódicos ahora evitan el proceso de litografía offset más común a favor de la flexografía. Las tintas flexográficas, como las que se utilizan en el huecograbado y a diferencia de las que se utilizan en la litografía, generalmente tienen una viscosidad baja . Esto permite un secado más rápido y, como resultado, una producción más rápida, lo que se traduce en menores costos.
Hoy en día, las impresoras de alta tecnología pueden alcanzar velocidades de impresión de hasta 750 metros por minuto (2000 pies por minuto). La impresión flexográfica se utiliza ampliamente en la industria de la conversión para imprimir materiales plásticos para embalajes y otros usos finales. Para lograr la máxima eficiencia, las prensas flexográficas producen grandes rollos de material que luego se cortan hasta obtener el tamaño final en máquinas cortadoras .