Tintas inkjet. Mitos y leyendas
Un amplio mundo de diferencias y opciones para cada caso

Mucho se ha escrito sobre las diferencias entre unas tintas y otras. Mucho se habla de tintas térmicas, pigmentadas, curables y toda una serie de tecnicismos que en poco o nada ayudan al usuario final a saber de que se está hablando realmente.
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 empleadas en el proceso de impresión de algunas de ellas.

Comencemos 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 los aditivos. El que la base sea de un tipo u otro, conferirá a las tintas unas propiedades u otras, fundamentalmente con 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 4 tipos de bases: agua, solvente, aceite y monomérica.

Tintas de base agua
Son las tintas empleadas por la mayoría de plóters 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 por tanto, el tipo de tintas más empleado y extendido. También son las primeras tintas que aparecieron, por lo que están muy estudiadas y su precio ya está muy ajustado y probablemente sufrirán 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.
Por el contrario, son las tintas 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 del agua, pues se disolvería de nuevo.
Así pues, hablar de tintas outdoor (para exteriores) base 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 indefinida, por lo que ninguna impresión durará al exterior de forma eterna.

Tintas de base solvente
Son las tintas empleadas por los nuevos plóters solventes, como la serie Arizona, Jeti, Fresco, Salsa, SolBejet, etc. 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, ligth-solvente, y otras denominaciones más o menos afortunadas que en realidad hacen referencia al nivel de componente orgánico volátil (VOC, Volatil Organic Compound), o lo que es lo mismo, el calor o agresividad del solvente.
Cuanto más agresivo sea el solvente, sobre mas materiales se fijará la tinta, pues 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, por lo que realmente, la lista de materiales utilizables no es tan grande como se piensa; pues se reduce a los materiales que aceptan la tinta sin coating, que son muchos pero no todos, y los tratados ex profeso 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 mas 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, por lo que, aparte de la resistencia a los rayos ultravioleta, podemos tener también resistencia al agua, por lo que se puede 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 ligth 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 colorantes de tipo tintes. Cuando comentemos los tipos de aditivos, comprenderemos la diferencia.

Tintas de base aceite
Estas tintas son utilizadas por pocos plóters del mercado como el Xerox Xpress, Arizona 30, Tiara Sapphire y Seiko, pues presentan bastantes problemas de fijación sobre materiales. Estos problemas son debidos 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 su precio.
En cuanto a la resistencia a exteriores, es superior a la de tintas base agua, pero normalmente inferior a la de tintas base solvente. No obstante, no es así 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. Éstas, a su vez, son menos resistentes en promedio que las base solvente.
Sin embargo, existen tintas base agua más resistentes que algunas base aceite o incluso que algunas solventes y, por supuesto, algunas base aceite más resistentes que algunas base solvente.
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 1 litro de tinta, depositaremos 1 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, en lenguaje coloquial, se considera que las tintas UV son cien por cien sólidas.
Este factor de productividad, hay que tenerlo muy en cuenta, a la hora de juzgar el precio del litro de la 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 vara, por lo que, el proceso de calibración se simplifica enormemente ya que, en el resto de tintas, en función del grado de penetración en el 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 adicionadas 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 la 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 cien por cien de fabricantes de tintas tiene acceso a los mismos pigmentos para la elaboración del colorante y la composición de las bases es también común en mayor o menor medida en todos los fabricantes. Así pues, 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 casi 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, etc. Es decir, son todo aquello de la tinta que ni se evapora (base) ni confiere propiedades físicas a la impresión (resina), exceptuando 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 los 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; por ejemplo, sin los adecuados fotoiniciadores, no se realizaría la polimerización de la tinta UV al recibir la radiación ultravioleta, lo que haría imposible la impresión.
Los aditivos más conocidos, que no los más importantes, son los colorantes; que 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 formado por un pegote de muchos granos de uva.
Esto provoca que las tintas que contienen colorantes de tipo tinte, al crear una capa de colorante mas homogénea (piensen en una bandeja llena de granos de uva sueltos), reflejan la luz de forma mas 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 llena de racimos de uva apelotonados). Por el contrario, las tintas con colorantes tipo Pigmento, resisten mucho mejor la radiación UV, pues pese a que se fueran quemando los granos de uva exteriores, siempre quedarían los centrales.
Como comentábamos, las tintas base agua, pueden utilizar colorantes tipo tinte y colorantes tipo pigmento, que se utilizan para las tintas indoor y las outdoor, respectivamente; esto explica porqué 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 esa pérdida de gama cromática. Es por ello que se denominan coloquialmente tintas pigmentadas.
No obstante, dado que la mejora de los procesos de molienda hace que el tamaño de los pigmentos sea cada vez menor, y que la resistencia de los tintes a las radiaciones UV es mayor, sumados a los avances químicos en las resinas empleadas, las tintas actuales no se pueden considerar pigmentadas puras o tintadas puras. Lo que tienen son proporciones de pigmento y de tinte que les confieren la colorimetría y durabilidad de color deseadas. As pues, día a día aparecen en el mercado, tintas outdoor con gamas cromáticas impresionantes, o tintas indoor con resistencia cada vez más elevada.
Una vez aclarados los tipos de tintas existentes en el mercado nos centraremos en las tintas UV, el proceso de impresión mediante curado UV y tecnológicamente, el mejor de los procesos de impresión Inkjet.
Tintas UV
Según la clasificación previamente empleada, las tintas UV se deberían denominar tintas pigmentadas de base monomérica. Las tintas UV existen desde hace muchos años en el sector de las artes gráficas tradicionales. No obstante, son relativamente recientes en el mundo de la impresión inkjet, pues hasta hace muy poco tiempo, no existían plotters que pudiesen imprimir utilizando esta tecnología. Esto era debido a que, el tamaño de las moléculas de los aditivos empleados (los fotoiniciadores), así como el tamaño de las moléculas de la base monomérica, eran demasiado grandes para atravesar los inyectores de un cabezal piezoeléctrico. Los avances químicos de los últimos años, han permitido su utilización en la impresión inkjet.
El proceso de impresión tiene las siguientes características. La tinta no se solidifica con el contacto con el aire, pues no tiene componentes volátiles, por lo que los inyectores de los cabezales no presentan los típicos problemas de obturación, debidos a la evaporación de la base y consecuente solidificación de los colorantes. Por lo que la tinta fluye sin mayores problemas desde los tanque o depósitos hasta el material donde es depositada por los inyectores.
Acto seguido, es irradiada por la luz de las lámparas UV que incorpora el plóter. Estas, que normalmente suelen ser de vapor de mercurio con pequeñas cantidades de otros metales como hierro o galio en gas de argón, desprenden radiación electromagnética en el rango de longitudes de honda comprendido entre los 10 y los 400 nm; lo que se conoce como espectro ultravioleta. Es importante controlar tanto la cantidad de energía liberada, que se denomina dosis, y se mide en mili julios por centímetro cuadrado (mj/cm2), como la intensidad de la energía liberada, que se denomina irradiación y se mide en vatios o milivatios por centímetro cuadrado (v/ cm2).
Curado eficaz
Si la dosis y la irradiación son las adecuadas, el proceso de curado se realiza correctamente; es por tanto fundamental ajustar perfectamente la velocidad de impresión con el voltaje de las lámparas, pues estas pueden trabajar con una intensidad mayor o menor en función del voltaje de funcionamiento. El curado ineficaz suele estar provocado por una irradiación ultravioleta insuficiente o excesiva, por lo que es relativamente fácil de corregir.
Las lámparas UV emiten tres energías diferentes, luz visible, luz infrarroja y luz ultravioleta. A medida que la lámpara envejece, se emite más luz visible e infrarroja y menos ultravioleta; se vuelven más brillantes y cálidas pero curan menos. La única forma de controlar que tanto la dosis como la irradiación siguen siendo las correctas, es mediante la medición con un radiómetro.
Como la mayoría de los mortales no dispondremos de radiómetros, nos tendremos que conformar con cambiar las lámparas cuando estas agoten su vida útil que, en la mayoría, se estima en unas 10.000 horas de funcionamiento. Si adquirimos un plotter con esta tecnología, conviene que llevemos un control de las horas de funcionamiento.
Sigamos con el proceso de impresión. Al recibir la radiación ultravioleta de las lámparas, los fotoiniciadores de la tinta comienzan a crear radicales libres que conectan las moléculas de las resinas y los monómeros en un proceso de uniones cruzadas denominado polimerización. En este proceso, las resinas y los monómeros conectados atrapan los pigmentos en esa malla formando la tinta curada o secada. Esta tinta se adhiere a la superficie de los materiales sin necesidad que estos sean porosos, ya que no es necesario que las resinas sean solubles en agua o solventes, y por tanto son mucho mas potentes que las resinas convencionales.
Sin embargo, el proceso de impresión ultravioleta tiene algunos inconvenientes. El primero es que la incorporación de las lámparas de emisión ultravioleta a un plotter encarece enormemente su precio. No solo por el precio de las lámparas, sino por la costosísima fuente de alimentación necesaria.
El segundo de los inconvenientes es que, las lámparas de mercurio desprenden ozono, como cualquier dispositivo de arco eléctrico, y este ozono puede resultar tóxico si se alcanzan concentraciones elevadas en el aire. No obstante, las lámparas empleadas hoy en día, cumplen con unos rigurosísimos estándares en cuanto a las emisiones de ozono permitidas, por lo que nos podemos olvidar de este problema.
El tercer y último problema es el relativamente escaso número de soluciones comerciales que existen en la actualidad y que hace que el precio de ellas, así como de la tinta, sea un poco elevado.
Estimados lectores, llegamos al final del presente artículo con la esperanza de haber clarificado, si no todas, al menos algunas de las dudas que pudieran tener en cuanto a las tintas de impresión inkjet existentes en el mercado. Un cordial saludo a tod@s.

Joan Martorell, especialista en impresión digital de BeDigital