Historia del huecograbado

Historia del huecograbado:

El precedente del huecograbado es la calcografía.

El primer impreso conocido obtenido a partir de una plancha metálica es La flagelación de Cristo, que data de 1446. Los primeros grabadores utilizaban  instrumentos para tallar los grabados.
El siguiente paso fue el desarrollo de técnicas de grabado por ataque con ácido. Se cubría la superficie de la plancha a grabar con un material resistente al ataque del ácido, por ejemplo, cera, y el grabador sólo tenía que eliminar la cera de las zonas que quería grabar y a continuación atacar la superficie con ácido. Era un procedimiento mucho más sencillo que el de tallar con buriles de diamante la superficie metálica. El grabado era un método incompatible con la impresión tipográfica desarrollada por Guttenberg, por lo que los grabados debían producirse aparte y añadirse posteriormente al libro. La Encyclopediefrancesa (1751-1765) incluía un volumen entero de grabados. El grabado fue el principal método para
la reproducción de imágenes hasta finales del siglo XIX, en que la litografia lo desplazó.

El moderno huecograbado parte de la máquina patentada por Thomas Bell en 1784, diseñada para imprimir sobre tejidos textiles. La máquina llevaba todos los elementos básicos de una unidad de impresión actual: unidad de entintado, un cilindro grabado, una rasqueta y un cilindro de impresión. El cilindro grabado estaba constituido por un núcleo de hierro recubierto con cobre u otro metal, sobre el que se llevaba a cabo el grabado, que podía ser desprendido para reutilizarlo.
El siguiente avance llegó con la invención de la fotografía y las primeras películas con tramas de semitonos y con el desarrollo de papel de carbono (papel pigmento), posibilitaron el grabado de los cilindros mediante métodos fotoquímicos. Esto posibilitó el primer éxito comercial de una rotativa de huecograbado, conseguido por Karel Klic en Viena. Fue Klic el primero en utilizar el término de rotograbado (huecograbado). Con las técnicas para grabado de cilindros por él perfeccionadas consiguió unas excelentes reproducciones.

En 1860, en Francia, Auguste Godchaux patentó una máquina de bobina que se mantuvo operativa hasta 1940.
Una vez que Klic desveló sus, hasta entonces secretas, técnicas de grabado de cilindros, el huecograbado vio acelerado su desarrollo. En 1913 The New York Times instaló un equipo de huecograbado. Más tarde se introdujo como método de impresión en packaging. En 1910 el alemán Emst Mertens inventó otro procedimiento de grabado, diferente del de Klic, que dio origen al grabado autotípico.
En 1960 se desarrollaron las primeras máquinas para el grabado electromecánico de los cilindros. Actualmente se están desarrollando métodos de grabado directo mediante láser.

Los soportes para la impresión por huecograbado se dividen en dos categorías:

  • Soportes porosos
  • Soportes no porosos.

La elección de la tinta, las especificaciones de grabado y las condiciones de impresión, como la velocidad, temperatura de secado, tensión, necesidad de utilizar asistencia electrostática, están determinados por el soporte de impresión.

Los soportes porosos son principalmente el papel y cartón. La tinta se adhiere fácilmente a estos sustratos y el secado tiene lugar tanto por absorción como por evaporación. Los papeles y cartones pueden ser para publicaciones o para envasados.

Los soportes no porosos, los plásticos son los más empleados en huecograbado, seguidos por las láminas metálicas (para latas, por ejemplo) y papel metalizado.

Los soportes plásticos, con la excepción del vinilo, son películas muy finas sin un soporte base, que, en algunos casos, pueden utilizarse para laminaciones. Estas películas pueden ser:

  • Polietileno
  • Polipropileno
  • Cloruro de polivinilo (PVC)
  • Tereftalato de polietileno (PET)
  • Poliéster o poliestireno
  • Celofán, nilón, polipropileno metalizado, poliéster metalizado o papel estucado.

Estos soportes requieren una preparación especial para asegurar la adhesión de la tinta, como pueden ser descargas de alto voltaje y ionización del aire en el espacio en el que opera la máquina de hueco.
Un soporte especial es el de las latas de aluminio. Este material requiere también un tratamiento especial para facilitar la impresión, como la aplicación de una capa de laca, acrílico, nitrocelulosa o vinilo. También requieren una atención especial durante el proceso de impresión y el empleo de rodillos suaves para evitar rayaduras.

En la impresión por huecograbado, dadas las altas velocidades de
impresión que suelen emplearse, son necesarias estaciones de secado, ya que la tinta debe llegar seca de una unidad impresora a la siguiente, cuando se realizan trabajos con varios colores. De no ser así, surgirian problemas de aceptación de tinta por el papel (trapping), además de problemas de repintado.
El secado consiste en someter al soporte impreso a la acción de una corriente de aire caliente con el objeto de eliminar el disolvente de la tinta, de forma que ésta llegue totalmente seca al siguiente elemento de  impresión y que el impreso final quede libre de olores residuales, algo importante en el caso de impresión de envases para alimentos.
En el secado es importante controlar la temperatura de la corriente de aire de secado. Una temperatura demasiado alta producirá defectos como contracción, estiramiento u ondulaciones del soporte, además de defectos de impresión. Si el secado es demasiado rápido, la tinta puede atrapar polvo y retener olores. Otro factor importante a controlar es la turbulencia
de la corriente de aire, es decir, la velocidad de la corriente de aire y su dirección.
Las tintas utilizadas en huecograbado pueden tener como disolvente agua (tintas acuosas) o compuestos orgánicos (las denominadas tintas de base solvente). La utilización de tintas con disolventes orgánicos plantea problemas de seguridad, puesto que se puede producir una acumulación de gases (disolvente evaporado) con riesgo de deflagración. Además,
en el caso de la impresión de envases para productos alimenticios, existe una legislación que limita la cantidad de disolvente residual en el impreso a valores muy bajos. Por último, los vapores del disolvente orgánico planteana problemas medioambientales; en efecto, muchos de estos disolventes entran en la categoría de compuestos orgánicos volátiles, considerados como contaminantes peligrosos. La legislación medioambiental limita hasta valores muy bajos la cantidad de estos compuestos que puede ser vertida a la atmósfera, lo que hace necesario
implantar sistemas de tratamiento de estos gases.
Las tintas acuosas no plantean ninguno de estos problemas (ni de salud, ni de seguridad laboral, ni medioambientales), ya que el vapor de agua no se considera como contaminante.
Por contra, el secado del agua requiere de condiciones de secado más drásticas, ya que la temperatura de ebullición del agua es mucho mayor que la de los disolventes orgánicos.
Por ello se corre el riesgo, al tener que utilizar temperaturas de secado muy altas, de alterar el soporte de impresión, produciendo dilataciones y estiramientos, lo que da lugar errores de registro en la impresión.

Transferencia de tinta

Durante la impresión, el cilindro de impresión ejerce una presión sobre el cilindro grabado, de modo que se fuerza al soporte de impresión a entrar
en contacto con la tinta albergada en los alveolos del cilindro grabado. El cilindro de impresión está revestido de caucho, el cual se deforma al presionar sobre el cilindro grabado, dando lugar a la denominada huella, que representa la extensión del contacto del soporte con el cilindro grabado.

Corte transversal de la huella formada en el cilindro impresor al presionar sobre el cilindro grabado

El tiempo de permanencia del sustrato en contacto físico con el cilindro grabado es aquel en el cual tiene lugar la transferencia de la tinta. Cuanto mayor sea la huella y menor la velocidad de tirada, mayor será este tiempo. Por ejemplo, en una prensa de huecograbado funcionando a una velocidad de 600 metros por minuto, con un cilindro de impresión de 23 cm de diámetro y una huella de 1,25 cm, el tiempo de permanencia será de 125 cien milésimas de segundo. Si el contacto durante este brevísimo tiempo no tiene lugar adecuadamente, surgirán problemas de impresión, como pérdidas de puntos o efecto de “copos de nieve”. El contacto puede ser defectuoso, sobre todo, debido a la superficie irregular del papel. Una
manera de solucionar este problema es utilizar la denominada asistencia electrostática, que consiste en aplicar cargas eléctricas de signos opuestos al cilindro grabado y cilindro impresor. De este modo, la tinta en el cilindro grabado adquiere cargas eléctricas negativas y experimentará una fuerza extra electrostática (además del efecto de capilaridad) que la lleva en dirección al cilindro impresor cargado positivamente. Utilizando la asistencia electrostática mejora notablemente la calidad de las  impresiones, en especial sobre soportes rugosos.

Problema de transferencia de tinta sobre soportes rugosos (arriba) y su solución mediante la asistencia electrostática (abajo)

La característica reológica de una tinta de huecograbado más importante es la viscosidad. Se trata del parámetro que mide la tendencia de cualquier fluido a fluir. La viscosidad de una tinta tiene influencia sobre la velocidad de secado, la imprimibilidad, el trapping o aceptación de la tinta por el papel o la adhesión de la tinta. La viscosidad de una tinta aumenta con la temperatura. A mayor temperatura, mayor es la viscosidad de una tinta y se
necesita añadir menor cantidad de disolvente para mantener una  viscosidad óptima. Para producir una impresión óptima, es necesario llevar a cabo un control de la viscosidad de la tinta durante toda la tirada.

Sistema de entintado

El sistema de entintado consta de:

  • depósito, que comprende el recipiente de la tinta en el cual se encuentra la bomba de alimentación, un viscosímetro y una abertura para el llenado;
  • difusor, que recibe la tinta del depósito y la vierte sobre el cilindro;
  • bandeja, dentro de la cual gira el cilindro parcialmente sumergido. Ha de mantener un nivel constante de tinta;
  • recipiente de recogida de la tintaque rebasa la bandeja, el cual está comunicado con el depósito.
    En la figura podemos ver un esquema simplificado de un sistema de entintado

Sistema de entintado

Funcionamiento de la rasqueta

 

La función de la rasqueta es eliminar la tinta de la superficie del cilindro, dejando sólo a los alveolos cargados.
Se han desarrollado diferentes materiales para las rasquetas con objeto de minimizar el desgaste por rozamiento, tanto del cilindro grabado como de la propia rasqueta, y el calentamiento producido como consecuencia de la fricción. Así, existen rasquetas con acabados en plástico, acero inoxidable, bronce y otros metales. Las rasquetas deben ser lo bastante finas para minimizar el rozamiento con el cilindro de impresión, pero lo  suficientemente anchas para que la eliminación de la tinta sobrante sea efectiva.

La rasqueta va montada sobre un portarasqueta, que permite el posicionamiento de aquélla en sentido vertical, horizontal y en ángulo respecto a la superficie del cilindro de la cual elimina la tinta.

  • El ajuste verticalpermite que la rasqueta actúe en diferentes posiciones del cilindro grabado.
  • El ajuste horizontalpermite variar la presión que la rasqueta ejerce sobre el cilindro.
  • El ajuste del ángulopermite posicionar la rasqueta respecto al cilindro grabado con el ángulo deseado.
    La rasqueta puede ajustarse con un ángulo positivo, en cuyo caso se produce una acumulación de tinta entre la rasqueta y el cilindro, que va a ejercer una presión hidráulica que tenderá a separar a la rasqueta del cilindro. Esto obligará a aplicar una presión mayor de la rasqueta sobre el cilindro.
    La rasqueta también puede ajustarse con un ángulo negativo, algo raro en huecograbado (en flexografia es más corriente).

Durante una tirada, la rasqueta ejerce una presión sobre el cilindro, llamado presión de limpieza, de unos 20 a 80 kg/m2. Obviamente, cuanto mayor sea esta presión, mayor será el desgaste del cilindro. Se puede considerar que el cilindro está desgastado cuando ha desaparecido la superficie cromada, dejando al descubierto el cobre.

Esquema que muestra la rasqueta con ángulo positivo (izquierda) y negativo (derecha).

Existen dos diseños básicos de rasqueta:

Esquema que muestra la rasqueta con ángulo positivo (izquierda) y negativo (derecha).

  • Rasqueta autoafilable. Durante el propio funcionamiento de la máquina de huecograbado, por la fricción con el cilindro grabado, estas rasquetas se afilan y, además, mantienen una superficie de contacto con el cilindro constante. Como consecuencia, a lo largo de una tirada hay menos variación en la tonalidad de las impresiones. A lo largo de una tirada, las rasquetas autoafilables van acortándose por el desgaste.
  • Rasqueta convencional (figura b). Sólo está en contacto con el cilindro grabado la parte afilada de la rasqueta, con lo cual, a lo largo de la tirada se va produciendo un desgaste en el filo, que se va haciendo cada vez más grueso. En consecuencia, al depender la limpieza de la tinta sobrante de la superficie de contacto de la rasqueta con el cilindro y ser ésta variable, a lo largo de una tirada el entintado va cambiando y las imágenes van cambiando de tonalidad.

El soporte debe ser de construcción robusta, para eliminar al máximo las vibraciones.
Durante el funcionamiento de la rasqueta, ésta es sometida a un movimiento oscilatorio o de vaivén de 6 a 25 mm de amplitud, con un movimiento completo cada 20-50 vueltas del cilindro, cuya misión es que el desgaste de los cilindros sea uniforme, así como evitar la retención de grumos de tinta en la rasqueta.

Proceso de Impresión

Casi toda la impresión por huecograbado se realiza en máquinas de bobina. El papel o cualquier otro soporte alimenta la máquina en forma de grandes bobinas, y pasa por la máquina a través de un intrincado sistema de controles de tensión y registro. El soporte entra en las unidades de impresión, donde recibe la tinta directamente del cilindro de huecograbado
(aunque también hay algunas máquinas de grabado offset, es decir, la imagen se transfiere primero a una mantilla). Una vez que el soporte  abandona la unidad de impresión, pasa a través de una serie de secadores, que eliminan el disolvente de la tinta, quedando esta seca sobre el soporte. Cuando el soporte llega al final de la máquina, puede ser rebobinado, cortado y/o plegado o troquelado, dependiendo del tipo de configuración de la máquina de huecograbado.

Instituto Cultural de Google

 

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Impresión de telas

 

Inventado el cilindro, en 1750 se crea la primera prensa de huecograbado en continuo. Es cierto que esta impresión se creó solamente para estampar en telas, aunque el grabado del cilindro aún se hacía a mano mediante buriles o elementos punzantes.

En 1783 se instaló en la imprenta lntaglio una prensa de estas características para imprimir de forma comercial las telas. Este método provenía de la  estampación en entallo. El éxito imprimiendo telas fue tal que en 1784 Thomas Bell recibió una patente inglesa para imprimir en la imprenta lntaglio con una rotativa de huecograbado para telas. Además se patentó lo que ahora son las partes principales en el cuerpo impresor como son:

  • Cilindro impresor.
  • Unidad de entintado.
  • Cilindro grabado.

Gracias a Thomas Bell se comenzó a utilizar el cilindro de grabado con cobre, ya que anteriormente se grababa en otros metales. Más adelante conoceremos cuándo se instaló la primera rotativa de huecograbado para papel. En 1795 se introdujo la plancha de metal en las rotativas, dejando de lado los materiales que hasta entoces se utilizaban, y ya en 1806 en la imprenta lntaglio se trabajó con planchas de acero.

En esta rápida evolución que estamos haciendo es conveniente señalar que la pri-
mera prensa para trabajos comerciales la construyó Koening and Bauer y con ella se imprimió el suplemento del sábado del periódico The New York Times de Londres en el año 1814. Durante bastante tiempo la imprenta Letterpress fue la pionera en este tipo de impresión, consolidando su hegemonía cuatro años después al conseguir fabricar otra prensa que imprimía por las dos caras del papel; sin duda, un avance bastante significativo en aquella época.

Otro aspecto a destacar fue la velocidad de la máquina, ya que se pasó de las 250 hojas por hora a las 1.000 gracias a que imprimía a doble cara (aún no se utilizaba la bobina). Hay que diferenciar el término prensa al de rotativa, ya que la prensa es una máquina donde la impresión se realizaba en una mesa plana. Finalmente la imprenta Letterpress consiguió eliminar, en 1856, el problema que suponía montar una plancha en el cilindro impresor, ya que hasta el momento no se había podido solucionar este problema. Lo hizo por medio de una pasta flexible que se pegaba a la plancha y al cilindro.

Aparición del cilindro en la impresión

 

El sistema de impresión en huecograbado fue poco a poco tomando forma. Prueba de ello fue la inclusión del cilindro en la impresión. No olvidemos que hasta el momento la forma impresora era plana. Los impresores de aquella época dedujeron que con la inclusión del cilindro el pliego tendría en todo él una misma presión, por tanto, una buena estampación en sus trabajos, ya que antes no lo conseguían con la forma impresora en plano. También es cierto que la fuerza que ejercía este cilindro no era constante, ya que tenía que ser el operario quien presionaba contra el papel y no la rotativa, como en la actualidad. Además el primer cilindro fue de madera y solamente podía imprimir hojas pequeñas y formularios.

La aparición del cilindro de metal fue alrededor del año 1500. Este hecho posibilitó imprimir pliegos más grandes, aunque se debían introducir y sacar a mano. Posteriormente se fueron aplicando otras soluciones técnicas, como hacer menos presión en el pliego, ya que no hacía falta debido a los avances registrados en aquella época, así como incluir un rollo de papel (ahora conocido como bobina) para que la producción aumentara considerablemente.

Sin embargo, existían muchas dudas e interrogantes en lntaglio y Letterpress, ya que no conseguían que la tinta se mantuviera en el alvéolo del cilindro, que con la rotación del cilindro goteaba la tinta por la fuerza centrífuga y no se podía imprimir.