Sistemas Aplicadores de Recubrimientos - Parte 3 PDF Print E-mail
Articulos - Los Empaques Flexibles
Written by Por el Ing. Nemesio E. Delgado   
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Sistemas Aplicadores de Recubrimientos
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APLICACION POR HUECOGRABADO.

Uno de los sistemas aplicadores más comunes es el que utiliza un rodillo huecograbado que deposita producto entre 100 y 5000 centipoise (cps), aunque la mayor parte de esos tiene como máximo una viscosidad de 2000 cps y se usan rodillos entre 150 y 200 líneas/pulgada.

 El corazón de esta sistema es el rodillo grabado cuya superficie está cubierta de pequeños alveolos, estos huecos se llenan de : Adhesivo, tinta, laca, o cualquier tipo de recubrimiento´el exeso se barre y la cantidad que alojan las cavidades es aplicada a alguna película plástica o papel mediante la presión de un rodillo de hule  y la acción de la energía de superficie del substrato.

 LAS VENTAJAS DE ESTE MÉTODO SON

 a) La uniformidad del depósito, independientemente de la velocidad de la operación y de la tensión de la película.

 b) Control de la cantidad de depósito que depende de el número de líneas/pulgada del grabado.

 c) Simplicidad de la operación, lo que permite un adiestramiento más fácil del personal encargado de la operación.

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El arreglo de los elementos de una cabeza aplicadora por rotograbado puede verse en la fig 17, donde 1 es el rolo inciso o grabado que está sumergido en el adhesivo que contiene la charola 4, al girar el rodillo arrastra cuyo exceso es barrido por la cuchilla 2; el cilindro 3, tiene un movimiento verical que acerca el papel, 4 y lo presiona contra el rodillo inciso y le transfiere el material que contenían los alveolos o celdas. Esta disposición de elementos se utiliza en las rotativas de rotograbado por tanto suele llamársele de ese modo. La charola 4,  contiene tinta y en el rodillo de rotograbado las celdas dibujan la figura que se pretende imprimir.

 El grabado o incisión del rodillo se hace por medios químicos o mecánicos, es común usar el mátodo químico en las impresors de rotograbado para imprimir y para aplicar barnices; en este último caso puede ser de manera contínua o sólo en las partes de la impresión que lo requieran.El grabado de cilindros por ataque químico cuando se hace para aplicación contínua o total, implica que toda la superficie esté cubierta por las celdillas que transportan el barniz y por el procedimiento de grabado siempre tendrá una unión, que es la raya donde empieza y termina el patrón que se graba,esta raya es visible al aplicar un material, sobretodo, si está coloreado. 

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El método químico tiene limitaciones además de la ariba mencionada; la liberación de material que llena las celdillas no es completa por la rugosidad del acabado de la caviadad (fig 18) y su geometría: cuando la incisión es muy profunda las paredes pueden ser perpendiculares (b); si se desea regrabar el cilindro por desgaste u otro daño habrá un error en la profundidad de la celda.

 El método mecánico consiste en grabar las celdillas con una moleta de acero en un torno especial, esto garantiza que los alveolos tengan dimenciones controlables, repetibles  y con un diseño que permita la remoción total del material que deposita y elimina la unión que resulta en la incisión química.

 Se ha desarrollado tres tripos de grabados que llenan esta características:

 1. Piramidal. El hueco de la la celda tiene la forama de una pirámida de base cuadrada (fig 19).

 

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 Este garabado es el que se usa en las rotativas flexográficas que usan un rodillo de hule para retirar el exceso de tinta de las celdas , de allí es tomado por los clichés y éstos lo aplican a la banda de material que se está imprimiendo,.este método como se ve no es directo sino de trnsferencia (offset), aplica depósitos delgados y homogéneos. hoy día se tienen impresoras flexográficas que usan una cámara con cuchillas limpiadoras del exceso de tinta con un funcionamiento parecido al del rotograbado.

 2. Cuadrangular. Este es el grabado más común en las cabezas recubridoras por rotograbado, su hueco tiene la forma de una pirámide truncada que facilita la transferencia del material a la banda por recubrir (fig 20).

 

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 3. Helicoidal. Este grabado, (figura 21), no tiene celdas propiamente dichas sino ranuras que recorren la superficie del rodillo en forma helicoidal´se usa para depósitos pesados de materiales coloreados,la cantidad de material aplicado es aproximadamenta el doble de lo que transfiere un grabado cuadrangular para un material con la misma concentración de sólidos.

 

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 Hay rodillos con acabado mate para depósitos muy ténues, esta superficie mate se logra con un chorro de arena o por medios químicos.

 La eficiencia del depósito depende no sólo de la geometría de la celda sino de las características del material de depósito: viscosidad, adhesividad y la temperatura, pues ésta tiene influencia importante en las  anteriores.

 Cuando la velocidad del proceso es alta,(150 m/min),y el recubrimiento es muy viscoso o denso, la cuchilla se levanta y aparece una película de ese material sobre  las paredes de las celdas y no llega a limpiar bien el rodillo, perdiéndose asi la precisión del depósito,en este caso,se recomienda instalar la cuchilla con ángulo inverso: Figura 22, esta configuración elimina además, turbulencias que en ciertos productos provocan espuma.

 

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 Hay en todo caso una presión óptima de la cuchilla sobre el cilindro grabado y es aquella que elimina el exceso de material para que los alveolos queden llenos,y sobre ese nivel permanesca una delgadísima película que lubrique el sistema y evite el desgaste de cuchilla y rodillo,por otro lado, la falta de presión aumenta el depósito y se pierde la peculiaridad mas importante del huecograbado: el positivo control de la cantidad de material transferido.

 Los tres tipos de celda, estan perfectamente normalizados y se especifican por el número de celdas que hay en una pulgada lineal o por celdas por centímetro lineal, a cada uno de esos grabados corresponde una profundidad fija, por tanto a cada par de esos valores, corresponde un volumen depositado y la cantidad de sólidos remanentes después de evaporarse los solventes, será la allí especificada partiendo de un material con un peso específico de 8 libras/galón, que es como se acostumbra a proveer estos productos.  Si se desea conocer el peso específico en g/cm3, multplíquese ese dato por 0.12.  Ver tablas 8,9 y 10; la primera columna se refiere al conteo de celdas por pulgada y la segunda a la profundidad de las mismas en milésimas de pulgada, estos dos datos determinan el volúmen depositado, las  siguientes seis columnas registran la cantidad de sólidos del depósito, partiendo de las concentraciones que encabezan cada columna.La cantidad de sólidos transferidos está dados en libras por resma. Una resma está formada por 500 hojas de 24 por 36 pulgadas lo que hace un total de 432 000 pulgadas cuadradas,esto equivale a 278.7 metros cuadrados. Si dividimos 454 gramos (1 lb) entre 278.7 m2 obtendremos el  equivalenta en g/m2 y que es: 1 lb/ream = 1.63 g/m2

La tabla 10 nos ayuda a evitar esos cálculos

 

alt tabla 8
alt tabla 9
alt tabla10

 El huecograbado es el sistema que dá resultados más repetitivos y exactos, siempre que se repitan las condiciones de temperatura, viscosidad y el sustrato sea de la misma naturaleza.

 El depósito hecho por huecograbado no es contínuo,está constituido por una gran cantidad de puntos que corresponden a las celdillas grabadas en el cilindro,sin embargo con el transcurso del tiempo durante el viaje del substrato en la máquina,esos puntos se van haciendo más grandes hasta que se invaden unos con otros y desaparecen para dar lugar  a una capa contínua de material,figura23.

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Este fenómeno se debe se debe a la viscosidad del material,a su humectabilidad y a la energía superficial del sutrato. (Ver Tratamiento)
Si la viscosidad es muy alta, se hace evidenta en el depósito el patrón del grabado, los puntos no llegan a juntarse;cuando esto sucede, a la salida del aplicador se coloca una barra que hace contacto con el depósito y lo plancha.
Ver Figura 24.

 

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Es aconsejable que esta barra este pulida a espejo, tenga la posibilidad de girar a baja velocidad en ambos sentidos, y que esté montada en un mecanismo que la acerque o la aleje del substrato Conviene que pueda ser calentada con algún control de la temperatura.

La cuchilla o rasqueta.

Este elemento, sirve para eliminar el exceso de material de las celdas, normalmente es de acero,con un espesor de 0.006 pulgadas, (1 en Figura 25

 

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Actualmente se pueden encontrar equipos usando rasquetas de plastico para ciertos casos.  El montaje de la cuchilla se representa en la figura 25,donde se puede ver que lleva un respaldo de mayor espesor: 0.10 pulgadas(2 en Figura 25), también de acero Hay en el mercado rollos de este fleje con el lado de ataque con configuración especial, siendo una de ellas con un filo de 60o,A en Figura 26, la hay con el perfil del filo ligeramente redondeado por si el portacuchillas se monta en un ángulo diferente a 60o en los primeros minuto de trabajo el filo se ajusta al nuevo ángulo B de Figura 26. Durante el trabajo el filo de la rasqueta sufre un desgaste que es normal pero según avanza, puede empezar a producir rayas, entonces debe cambiarse por una nueva. El respaldo o contra no se cambia.   El ángulo de ataque de la rasqueta contra el rodillo es de 55-60o, medido contra la tangente en el punto de apoyo, Figura 27.   Cuando no se cuenta con cuchillas prefabricadas segun dijimos arriba se pueden hacer con fleje de acero al carbón con el ancho especificado para la máquina, el acabado del filo se hace con lija de agua de grano fino matando las aristas, unoperario hábil comprueba la calidad del filo pasando la uña a lo largo del fleja,Cen Figura 25.  Usualmente los rodillos aplicadores están cromados, sin embargo sufren un desgaste normal que se manifiesta visualmente.como manchas de distinto color al del cromo, en este momento, se debe recromar para evitar desgaste en el fierro.   El mecanismo donde se monta el ensamble de la cuchilla, debe tener un movimiento de vaivén de unos 25 mm que evita que las impurezas se estacionen en algún punto entre cuchilla y rodillo y causen rayas.

 El rodillo de presión tiene un recubrimiento de hule y esta montado en un mecanismo que lo aleja o lo acerca para poner en contacto el substrato con la película. Este rodillo debe tener un largo menor al ancho de la banda  (15 a 20 mm) para evitar que su recubrimiento de caucho entre en contacto con el material de recubrimiento. Si no se desea tener almacenados tantos rodillos de hule, se pueden rebajar los extremos unos 2 ó 4 mm en el radio dejando una cara de contacto del ancho de la banda, menos 15-20 mm. Estos rodillos deben tener una capa de hule gruesa demanera que esa operación pueda repetirse varias veces, figura 28.

 



 
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