Decoracion

from Glass International Spanish March 2022

Perfi l de la empresa

¿Serigrafía, chorro de tinta o ambas?

En búsqueda de la calidad, la velocidad y la economía. Descifrando argumentos para la toma de decisiones, como señala Eelco Venema*.

Samuel Simon patentó en 1907 en Inglaterra la técnica de serigrafía más conocida para imprimir directamente sobre botellas. Pasó más de un siglo para que, en el 2008 y en el 2009, se registraran varias aplicaciones de chorro de tinta. Pero la verdadera revolución fue combinar el chorro de tinta con la programación de software. Esto produjo que sus aplicaciones se expandieran más rápidamente en 10 años que lo que se expandió la serigrafía en 100 años.

Aun así, en la actualidad, la serigrafía aplicada para la decoración directa de una gran variedad de recipientes de vidrio (botellas y tarros; vajilla; para cosméticos, alimentos y bebidas) se usa alrededor del 98 % en el negocio de la impresión directa de envases de vidrio. Sin embargo, en la industria del cerámico, el empleo del chorro de tinta aumentó mucho más rápido, ya que se combina bien con las superficies planas y la viabilidad de producir lotes pequeños es mejor.

Pero hasta el momento, la serigrafía interacciona mejor con la mayoría de los productos con formas no planas. ¿Esta tendencia se mantendrá en los próximos años? ¿Se pueden esperar más avances? Y, ¿cómo se decide qué tecnología de decoración se adapta mejor a tus necesidades y posibilidades?

Este artículo analizará algunas experiencias de los principales protagonistas de la industria y proporcionará información y parámetros para que puedas extraer tus propias conclusiones.

Avances que cambiaron la tecnología de la decoración de vidrio

Strutz introdujo las primeras máquinas automáticas de serigrafía para botellas de vidrio en las décadas de 1950 y 1960. Rosario se unió de inmediato como cofabricante de las máquina Strutz de alta velocidad, e introdujo la máquina para decorar las botellas de Coca-Cola en sus líneas de embotellado y su fábrica de vidrio familiares. En Italia, Monica y después Tecno y Fermac lo hicieron con sus máquinas rotativas. Unos años más tarde, Dubuit en Francia, Kammann en Alemania y fabricantes de otros países lo hicieron con sus líneas de impresoras.

Las primeras impresoras de chorro de tinta para botellas de vidrio aparecieron hace solo 10 años aproximadamente, cuando algunos fabricantes de máquinas de serigrafía de Alemania, Italia y Francia sacaron al mercado sus primeras líneas de chorro de tinta para botellas de vidrio (y decoraciones de vidrio plano) y Till vendió sus primeras impresoras de chorro de tinta de alta velocidad para 100300 bpm. Esto marcó el comienzo de una nueva era en la decoración de botellas impresas.

Por primera vez los responsables de la toma de decisiones podían comparar y elegir entre diferentes técnicas y calidades. ¡Una tarea para nada sencilla! Se deben considerar las diferencias en la precisión de la impresión, en el consumo de electricidad, el impacto ambiental, la velocidad de impresión y de curado, los costes de decoración, la flexibilidad y la durabilidad. Analizaremos todas ellas a continuación.

1. Precisión de la impresión. Después de que se introdujo el chorro de tinta, la serigrafía encontró también un nuevo estímulo para innovarse. Se instalaron servomotores en las impresoras de serigrafía tradicionales, lo que mejoró el control de la mecánica. Se mejoró de manera rotunda el tiempo de los movimientos de la impresora de serigrafía y de la rotación de las botellas debajo de la malla. Aun así, se mantuvieron las mallas y no se pudo eliminar su desgaste en el proceso de impresión.

Botellas impresas con chorro de tinta y con serigrafía

INNOVACIÓN CONTINUA

Rosario C2C está fabricando en la actualidad la impresora de serigrafía modelo Rosario 200+, que puede imprimir más de 200 botellas por minuto con hasta seis colores, con gran precisión en el cuerpo y el cuello de botellas cilíndricas. Se pueden imprimir dos o tres colores en el cuerpo y el hombro ¡a velocidades aún más altas!. Un sistema sin contacto que detecta la unión de la botella y posiciona la impresión correctamente con respecto esa unión será parte de la prestación. Se espera poder presentar esta impresora en la feria Glasstec 2022.

Cabezal de chorro de tinta y bastidor de la malla

La botella de vidrio, cuya tolerancia de acercamiento de 2 o 3 mm todavía es muy común, también infl uye en la calidad de la impresión. Esto contrasta con el cabezal del chorro de tinta y con su proceso sin contacto (se rocía la tinta sobre la superfi cie de la botella que está separada aproximadamente 2 o 3 mm de los cabezales de tinta).

El tipo de máquina, modular o de líneas, también infl uye en la precisión de la impresión. Las impresoras modulares mantienen las botellas en su sitio durante el proceso, por lo que la impresión es casi perfecta. Las impresoras de líneas trasladan más rápido las botellas de una estación a la otra, lo que puede producir pequeños desajustes.

2. Consumo de electricidad e impacto ambiental. Para curar, secar y cocer pintura de cerámica con una impresora de serigrafía en una superfi cie de vidrio se necesita otro túnel de recocido (horno «lehr» de decoración). La pintura de cerámica se debe unir a la superfi cie del vidrio a una temperatura aproximada de 600 ˚C en un proceso que demora una hora o más. Este costoso proceso (de encendido a gas o eléctrico) produce una alta emisión de CO2 (según la fuente de energía), pero es necesario para todas las botellas reutilizables y otras exigencias de alta calidad. Las pinturas orgánicas de serigrafía (con un proceso de calentamiento de solo 180-200 ˚C) están ampliamente disponibles y son más ecológicas. Si bien la resistencia mecánica es menor (es decir, hay mayor riesgo de daño en la distribución), no es un inconveniente de importancia para el vidrio desechable que a menudo se distribuye en embalajes de protección.

Los objetos impresos de manera digital no requieren calentarse en un «lehr», pero se necesitan lámparas UV potentes para curar la tinta y para crear una unión correcta con el vidrio. A pesar de que este proceso de curado dura menos, las lámparas UV necesitan mucha potencia. Además, a menudo se debe utilizar una capa adicional de barniz sobre la decoración con colores antes de pasar por el proceso de curado con UV.

3. Costes de decoración La comparación de costes comienza con el diseño de la línea de impresoras. Para la serigrafía, la inversión que se necesita depende de la capacidad de la línea (piezas por minuto o por hora) y la cantidad de colores que se desean para el cuerpo y el cuello de las botellas. Algunos modelos de impresoras, como la Strutz y la Rosario, pueden imprimir en el cuerpo y el cuello en cada pasada de impresión. Otros modelos imprimen ya sea en el cuerpo o en el cuello de la botella en cada estación. En la mayoría de los casos, hay disponibles 6 u 8 estaciones. Por el contrario, la mayoría de las impresoras de chorro de tinta se limitan a imprimir sobre el cuerpo de la botella, ya que el cuello es a menudo demasiado corto y el cabezal de impresión no puede acercarse, o el tamaño fi jo del cabezal es demasiado largo. Por otra parte, las mallas se pueden fabricar en casi todos los tamaños para imprimir incluso en cuellos cortos.

No es sencillo comparar los costes de los insumos, tales como tinta o pintura, o mallas o rasquetas de caucho comparadas con los cabezales de chorro de tinta. Para dar una idea: la vida útil de los bastidores de las mallas puede ser muy larga, porque se pueden utilizar para centenares de decoraciones diferentes. Pero la utilidad de la malla puede variar según la velocidad de la funcionamiento y las formas de las botellas que se decoran.

Con una botella cilíndrica básica decorada con 6 colores solo en el cuerpo, a una velocidad de 4800 bph, la durabilidad de una sola malla será de aproximadamente 8 horas. Si la malla cuesta alrededor de 30 €, seis mallas costarán 180 €/8 = 22,50 € por hora o 22,50 €/3600 o 0,00625 €/botella.

Analicemos ahora el chorro de tinta. Es seguro asumir que un cabezal de impresión cuesta alrededor de 4000 € y su durabilidad es de alrededor de 5000 horas. Para una impresión a todo color se necesitarán seis cabezales de chorro de tinta (para imprimir en blanco, CMYK y barnizar), lo que hace un total de 24 000 €.

En una impresora con seis módulos de impresión, a una velocidad media de 60 pza/min y con seis cabezales de impresión por cada módulo, el coste será seis veces 24 000 €, es decir, un total de 144 000 €. Esto sería 144 000 €/5000 horas o 28,80 € por hora. O 0,008 € por botella.

También se debe considerar la inversión inicial respecto del análisis del punto de equilibrio: una línea de impresión de serigrafía termoplástica tradicional de 6 a 8 colores, entre 60 y 200 bpm cuesta entre 1 y 1,4 millones de euros. A su vez, una impresora de inyección de tinta que imprime entre 60 y 80 piezas implicará desembolsar una inversión mínima de 2 o 3 millones de euros.

Tus costes operacionales de pinturas de serigrafía o de tintas para chorro de tinta dependerán del diseño de la decoración, el tipo y la forma de las botellas, la calidad deseada, las cantidades, el tipo de impresora, la velocidad, etcétera. Por lo general, se obtienen más impresiones de un litro de tinta que de un kilo de pintura. Pero un litro de tinta es mucho más caro que un kilo de pintura.

4. Flexibilidad y durabilidad La impresión de serigrafía y la de chorro de tinta tienen diferencias claras con respecto a su adecuación para líneas de productos específi cas. Por ejemplo: � los bastidores de la malla se pueden fabricar en casi todas las anchuras. La

mayoría de los cabezales de chorro de tinta se encuentran disponibles en un solo tamaño, lo que limita las opciones para las formas no estándares. � Los cabezales de chorro de tinta pueden crear un poco de niebla en la máquina, ya que la distancia entre el cabezal de impresión y la superfi cie impresa, aunque mínima, permite que se dispersen algunas partículas. Esto provoca a veces que se vean «satélites» cerca de la imagen impresa. Y esto puede ser un problema de calidad cuando se necesita gran precisión, como en las marcas de cosméticos. Pero en algunos casos podemos observar que los controles de calidad más estrictos se vuelven cada vez más tolerantes y las inspecciones se realizan a distancia... � Las decoraciones de las botellas reutilizables (Coca, Pepsi, Fanta, etcétera) deberían durar ¡más de 25 recargas! Se imprimen estas botellas principalmente con pinturas termoplásticas, cocinadas a 600 ˚C. Hasta el momento, su nivel de durabilidad no fue igualado por las tintas de impresión. � Con el chorro de tinta, la programación inteligente de los cabezales de impresión hace posible imprimir diferentes imágenes o colores en botellas en una sola tirada de producción. � Con el chorro de tinta, imprimir «directo desde el ordenador a la impresora», o añadir una impresión es cuestión de un mando en el ordenador; no se necesitan ajustes en la impresora.

5. Cuestiones de desechos y residuos El impacto circular de las líneas de producción se está convirtiendo de manera progresiva en una preocupación mayor para muchas industrias. Cosas como los desechos de materiales e insumos, el posible daño de los residuos de materiales, y el consumo de energía pueden estar o entrar en confl icto con las cambiantes normativas sobre las emisiones de CO2 y residuos.

Las aplicaciones de chorro de tinta producen muy pocos desechos de tinta, pero es necesario limpiar de manera habitual los cabezales con productos químicos posiblemente delicados.

Conclusión

Habiendo considerado todos estos factores, ¿hay argumentos generales claros para elegir la serigrafía o el chorro de tinta? Creemos que no. Mucho depende de los resultados que tu o tus socios deseen obtener, y de las condiciones actuales en las que se ponga en marcha una posible nueva línea de decoración. Algunas medidas son relativamente fáciles de tomar como, por ejemplo, comenzar a utilizar materiales más ecológicos. Algunas se pueden planifi car según el tipo de productos y de decoraciones que se realicen en tus líneas de producción: ¿necesitas hacer cambios de manera frecuente? ¿Produces lotes grandes o pequeños? Aspectos tales como la gestión de la energía son más difíciles. ¿Tienes acceso a la electricidad ecológica? Una cosa es cierta: para tomar la decisión correcta en estos tiempos de cambio se necesita un enfoque más amplio y más visionario. Tu impacto se medirá por mucho más que solo la calidad de las decoraciones que apliques. �

* Director ejecutivo, Rosario-C2C y Curvink, Breda, Holanda https://www.rosarioc2c.com https://www.curvink.com