La flexografía (a menudo abreviada como flexografía ) es una forma de proceso de impresión que utiliza una placa en relieve flexible . Es esencialmente una versión moderna de la tipografía , evolucionada con una funcionalidad rotativa de alta velocidad, que puede usarse para imprimir en casi cualquier tipo de sustrato, incluidos plástico, películas metálicas, celofán y papel. Se utiliza ampliamente para imprimir sobre sustratos no porosos necesarios para diversos tipos de envases de alimentos (también es muy adecuado para imprimir grandes áreas de colores sólidos).
En 1890 , Bibby, Baron and Sons construyó la primera prensa patentada en Liverpool , Inglaterra. La tinta a base de agua se manchaba fácilmente, lo que llevó al dispositivo a ser conocido como "Bibby's Folly". A principios del siglo XX, se desarrollaron otras prensas europeas que utilizaban planchas de impresión de caucho y tintas a base de aceite de anilina . Esto llevó a que el proceso se denominara "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 de caucho. En la Alemania actual, el proceso sigue 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 imprenta se desplomaron. Empresas individuales intentaron utilizar 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 cayendo 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 embalaje decidieron que era necesario cambiar el nombre del proceso.
En 1951, Franklin Moss, entonces presidente de Mosstype Corporation, realizó una encuesta entre los lectores de su revista The Mostyper para presentar nuevos nombres para el proceso de impresión. Se presentaron más de 200 nombres y un subcomité del Comité de Embalaje Impreso del Packaging Institute redujo la selección a tres posibilidades: "proceso permatone", "proceso rotopake" y "proceso flexográfico". Las votaciones postales de los lectores de The Mostyper eligieron abrumadoramente el último de ellos, y se eligió el "proceso flexográfico". [1]
Originalmente, la impresión flexográfica tenía 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 logrado grandes avances en la calidad de las prensas de impresión flexográfica, planchas de impresión, sistemas de tinta y tintas de impresión.
Los mayores avances en la impresión flexográfica se han producido en el área de las planchas de impresión de fotopolímeros , incluidas mejoras en el material de las planchas y en el método de creación de las mismas.
Los sistemas digitales directos a la plancha han experimentado una buena mejora en la industria recientemente. Empresas como DuPont , Kodak , XSYS y Esko han sido pioneras en las últimas tecnologías, con avances en lavado rápido y la última tecnología de cribado.
Los rodillos anilox cerámicos grabados con láser junto con los sistemas de tinta de cámara también han contribuido a la mejora de la calidad de impresión. Ahora es posible imprimir fotografías a todo color y algunas de las prensas más finas disponibles en la actualidad, en combinación con un operador capacitado, permiten una calidad que rivaliza con el proceso litográfico . Una mejora continua ha sido la capacidad cada vez mayor de reproducir valores tonales de resaltado, proporcionando así una solución para la muy alta ganancia de punto asociada con la impresión flexográfica.
1. Fabricación de planchas [3] El primer método de desarrollo de planchas utiliza un polímero
sensible a la luz . 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 chicle masticado. Se lava en un tanque con agua o disolvente. Los cepillos frotan la placa para facilitar el proceso de "lavado". El proceso puede variar según se utilicen láminas sólidas de fotopolímero o fotopolímero líquido, pero el principio sigue siendo el mismo. La placa a lavar se fija en la unidad de lavado orbital sobre una placa base adhesiva. La placa se lava con una mezcla de agua y jabón para lavavajillas al 1%, a una temperatura de aproximadamente 40 °C. La unidad está equipada con un filtro de doble membrana. De este modo, la carga medioambiental se mantiene al mínimo absoluto. La unidad de membrana separa el fotopolímero del agua de lavado. Después de añadir, por ejemplo, gelatina absorbente, los restos de fotopolímero se pueden eliminar junto con la basura doméstica como residuo sólido normal. El agua reciclada se reutiliza sin añadir ningún detergente. [4]
El segundo método utiliza un láser guiado por computadora para grabar la imagen en la plancha de impresión. Un proceso de grabado láser directo de este tipo se denomina fabricación de planchas digitales. Empresas como AV Flexologic, Glunz & Jensen, XSYS, Esko , Kodak , Polymount, Screen y SPGPrints de Holanda son líderes del mercado en la fabricación de este tipo de equipos.
El tercer método consiste en pasar por un proceso de moldeo. 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 ácido). En sus inicios el metal utilizado era el zinc, de ahí el nombre de 'zincos'. Posteriormente se utilizó magnesio. Esta placa de metal en relieve luego se utiliza en un segundo paso para crear el molde que puede ser de tablero de baquelita o incluso de vidrio o plástico, mediante un primer proceso de moldeo. Una vez enfriado, este molde maestro presionará el compuesto de caucho o plástico (bajo temperatura y presión controladas) a través de un segundo proceso de moldeo para crear la plancha de impresión o cliché.
2. Montaje
Para cada color a imprimir, se fabrica una plancha y finalmente se coloca en un cilindro que se coloca en la imprenta. Para crear una imagen completa, independientemente de si se imprime en película flexible o papel corrugado, la imagen transferida de cada plancha debe coincidir exactamente con las imágenes transferidas de los otros colores. Para garantizar que se obtenga una imagen precisa, se hacen marcas de montaje en las placas flexográficas. Estas marcas de montaje pueden ser micropuntos (hasta 0,3 mm) y/o cruces. Se fabrica 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 pruebas Opti-Chek que permite al operador verificar el registro antes de ir a la imprenta.
El montaje preciso es fundamental para producir una impresión de buena calidad que esté registrada y tenga un impacto directo en la minimización del desperdicio. 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 camisas de impresión a lo largo de este módulo, pero puede sustituir los cilindros si estos se utilizan en su operación.
Generalmente, las placas se montan directamente en la funda de impresión, pero para operaciones corrugadas, las placas se montan en una hoja portadora que se fija a la funda de impresión en la prensa cuando es necesario, se retira y se guarda entre tiradas de impresión. Encontrará información sobre los transportadores en la sección de cartón corrugado de este módulo.
Hay dos áreas clave para lograr un montaje efectivo de la placa , posicionar la placa correctamente y lograr una buena unión.
El posicionamiento se logra alineando correctamente las marcas de registro comunes a cada placa del conjunto. La habilidad consiste en planificar cuidadosamente dónde deberían estar exactamente estas marcas. Se pueden utilizar una variedad de marcas, cruces de registro y micropuntos. Una buena unión se consigue mediante una cinta de montaje especial. El posicionamiento preciso es esencial o las imágenes de cada color no se superpondrán correctamente, quedarán fuera de registro.
Tipos de marcas de registro
Existen varios tipos de marcas que se utilizan para alinear correctamente las placas:
Las cruces de registro se usan comúnmente, pero deben colocarse en áreas de desperdicio, 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 es necesario.
Los micropuntos, como su nombre indica, son pequeños puntos en la placa, normalmente de aproximadamente un cuarto de milímetro de ancho en etiquetas y envases flexibles, pero de 1 mm de diámetro en cartón corrugado. Como son tan pequeños, no es necesario que estén en áreas de desperdicio 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 los desperdicios y los pliegues ocultos son normales, el micropunto es común en envases flexibles donde los desechos se mantienen al mínimo y no se ven marcas no requeridas en el empaque (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 incorrectos, el montaje puede resultar difícil, llevar mucho tiempo e impreciso, por lo que es necesario planificarlos cuidadosamente. Las marcas deben colocarse simétricamente.
Tenga siempre un par colocado 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, para que una simple rotación y verificación debajo de las cámaras confirme que la placa no se haya torcido cuando se colocó/pegó.
Montaje de la marca de registro
La forma más común de montaje es la marca de registro, también conocida como montaje de vídeo. Cuando se ejecuta la impresión, las marcas de registro deben imprimirse una encima de la otra, lo que indica que las placas están alineadas correctamente. Las marcas de registro en la placa se alinean mediante cámaras de aumento.
Para alinear las placas con precisión se requiere un sistema de montaje mediante cámaras de vídeo. Cada funda de impresión se transfiere al sistema de montaje por turno.
Cada manguito se fija en el montador mediante un sistema de sujeción y luego se aplica cinta de montaje al manguito.
Las cámaras de vídeo de gran aumento (ubicadas sobre un haz de cámara mecanizado con precisión) se mueven a la posición requerida para montar la placa; la medición precisa de esta configuración es fundamental. Luego se adhiere la placa al manguito usando una cinta de montaje (ver punto 5) y se retira la unidad completa de la máquina de montaje.
Se carga el siguiente manguito y la placa se monta en su posición colocando las marcas de registro en la placa según las posiciones de la cámara previamente fijadas. Esto asegura que cada placa esté montada en la misma posición y, por lo tanto, la impresión esté registrada.
El mismo principio se aplica para múltiples placas a lo largo de la manga, por lo que se usan dos cámaras por placa o dos cámaras que se mueven a la posición correcta impulsadas por servomotores y software de configuración de la cámara. El paso de las placas alrededor del manguito para minimizar el riesgo de rebote se realiza mecánicamente usando un disco índice o mediante el uso de motores paso a paso para accionarlo y bloquearlo en su posición.
Cada placa se monta sobre una cinta adhesiva de doble cara; hay muchos tipos de cinta de montaje y es importante utilizar el grosor y la dureza correctos. El tipo de adhesivo también debe ser el correcto para su proceso de montaje (consulte Características de la cinta).
La cinta se aplica a la manga teniendo cuidado de colocarla sin atrapar aire debajo (debe quedar plana contra la manga). Se retira una pequeña tira del revestimiento de cinta para dejar el adhesivo expuesto 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 colocadas correctamente en línea con los objetivos en forma de 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 del revestimiento de cinta o se mueve una mesa de soporte de placa para que el resto de la placa pueda colocarse sobre el manguito. Esto se hace con cada manga por turno para que todas las placas se registren correctamente.
El equipo de montaje de placas flexográficas incluye muchas opciones para aumentar la eficiencia. Estos incluyen mesas para colocar la placa para simplificar la maniobra de la placa en su posición, rodillos de presión para eliminar inclusiones de burbujas de aire, opciones de aplicación de cinta, opciones de corte de placas y cintas y cámaras móviles, reemplazando múltiples sistemas de montaje de cámaras. [5]
En los últimos años, las mayores exigencias de calidad por parte de los clientes y tiradas de trabajo más cortas y frecuentes dan como resultado un coste relativo cada vez mayor 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 la mayor precisión y consistencia posibles de hasta 5 micrones (0,0002 pulgadas) por placa. [5]
3. Impresión
Una impresión flexográfica se realiza creando un maestro reflejado positivo de la imagen requerida como un relieve 3D en un material de caucho o polímero . Las planchas flexográficas se pueden crear con procesos de fabricación de planchas analógicos y digitales. Las áreas con 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 pocillos o tazas que le permiten dosificar la tinta a la plancha 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 plancha de impresión no sea excesiva. Esto se logra mediante el uso de un raspador, llamado rasqueta . La rasqueta elimina el exceso de tinta del rodillo anilox antes de entintar la plancha de impresión. Finalmente, el sustrato se intercala entre la placa y el cilindro de impresión para transferir la imagen. [7] Luego, la hoja pasa a través de un secador, lo que permite que las tintas se sequen antes de volver a tocar la superficie. Si se utiliza una tinta de curado UV , no es necesario secar la hoja, sino que la tinta se cura con rayos UV.
1. Rodillo fuente
El rodillo fuente transfiere tinta ubicada en un recipiente de tinta a un segundo rodillo, un rodillo anilox. En la impresión flexográfica moderna, el rodillo anilox se conoce como un tipo de rodillo medidor o 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 plancha de impresión flexible. El rodillo anilox tiene células finamente grabadas con una capacidad de tinta particular, visibles con un microscopio. Estos rodillos son responsables de transferir tintas a las planchas de impresión flexibles montadas en los cilindros portaplanchas.
3. Cuchilla doctora (opcional)
Una cuchilla doctora opcional raspa el rodillo anilox para garantizar que la tinta que se entregará a la plancha de impresión flexible sea solo la contenida dentro de las celdas grabadas. Las rasquetas se fabricaban predominantemente de acero, pero las rasquetas avanzadas ahora están hechas de materiales poliméricos con varios tipos diferentes de bordes biselados.
4. Cilindro portaplanchas
El cilindro portaplanchas sostiene la plancha de impresión, que está hecha de un material suave y flexible similar al caucho. Cintas, imanes, correas tensoras y/o trinquetes sujetan la plancha de impresión contra el cilindro portaplanchas.
5. Cilindro de impresión
El cilindro de impresión aplica presión al cilindro portaplanchas donde la imagen se transfiere al sustrato receptor de imágenes. Este cilindro de impresión o "yunque de impresión" es necesario para aplicar presión al cilindro portaplanchas.
La naturaleza y las demandas del proceso de impresión y la aplicación del producto impreso determinan las propiedades fundamentales requeridas de las tintas flexográficas . Medir las propiedades físicas de las tintas y comprender cómo se ven afectadas por la elección de los ingredientes es una gran parte de la tecnología de las tintas. La formulación de 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 están formuladas principalmente para seguir 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 composición variará 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.
La tinta es controlada en el proceso de impresión flexográfica por el sistema de tinta. El sistema de tinta contiene una bomba de tinta, un rodillo anilox y un sistema de rodillo fuente o un sistema de cuchilla doctora . El sistema de rodillo fuente o de dos rodillos tiene un rodillo que gira en un recipiente de tinta presionado contra el rodillo anilox para transferir una capa de tinta que luego se aplica a la plancha de impresión. Este sistema se utiliza mejor para impresiones de baja calidad, como capas inundadas y letras en bloque, debido a su incapacidad para producir una limpieza limpia del rodillo anilox. El sistema de rasqueta puede ser un sistema abierto de una sola cuchilla o un sistema cerrado de doble cuchilla. El sistema de cuchilla única utiliza un recipiente de tinta abierto con un rodillo que luego se corta con una cuchilla doctora para crear una capa uniforme de tinta que se distribuirá. La tinta restante cortada del rodillo anilox se acumulará en el recipiente de tinta para luego bombearse 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 rascar la tinta y una cuchilla de contención que contiene la tinta en la cámara y permite que la tinta del rodillo anilox regrese. Los sistemas de doble cuchilla requieren 2 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 una ventaja sobre la litografía porque 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, películas de acetato, papel marrón y otros materiales. utilizado en el embalaje. Los productos típicos impresos mediante flexografía incluyen cajas corrugadas de color marrón, embalajes flexibles que incluyen bolsas para la compra y la venta minorista, bolsas y sacos para alimentos e higiene, cartones de leche y bebidas, plásticos flexibles, etiquetas autoadhesivas, vasos y recipientes desechables, sobres y papel tapiz. En los últimos años también ha habido un movimiento hacia los laminados, donde dos o más materiales se unen para producir un nuevo material con propiedades diferentes a las de los originales. Varios periódicos ahora abandonan el proceso más común de litografía offset en favor de la flexografía. Las tintas flexográficas, al igual que las utilizadas en huecograbado y a diferencia de las utilizadas en 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.
Actualmente se pueden lograr velocidades de imprenta de hasta 750 metros por minuto (2000 pies por minuto) con impresoras de alta tecnología y moderna. La impresión flexográfica se utiliza ampliamente en la industria de 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 su tamaño final en máquinas cortadoras .