Composición de las Tintas

La tinta es un producto complejo formado por diferentes sustancias, cada una con una función específica:

• Pigmentos: Son partículas sólidas finamente divididas encargadas de producir el color. Influyen también en propiedades como la viscosidad, la opacidad, la resistencia a la luz y la rigidez de la película de tinta seca.
• Vehículos (barniz o aglutinante): Es la parte líquida de la tinta que actúa como portador de los pigmentos. Se encargan de transportar los pigmentos a través de la máquina de impresión y de fijarlos al soporte (papel, plástico, etc.) una vez impresa.
  • En las tintas grasas (ej. offset), los vehículos suelen estar compuestos por resinas disueltas en aceites (vegetales o minerales) y secan por oxidación y/o absorción.
  • En las tintas líquidas (ej. flexografía, huecograbado), los vehículos consisten en resinas disueltas en disolventes volátiles y secan principalmente por evaporación de estos disolventes.
  • Las resinas son polímeros que, una vez seca la tinta, forman una película continua que protege y fija los pigmentos al sustrato, aportando también brillo y resistencia.
  • Los aceites (en tintas grasas) disuelven las resinas, ajustan la viscosidad y participan en el proceso de secado.
  • Los disolventes (en tintas líquidas) disuelven las resinas, controlan la viscosidad para una correcta transferencia y se evaporan durante el secado.
• Aditivos: Son sustancias que se añaden en pequeñas cantidades para modificar o mejorar propiedades específicas de la tinta, como el secado, la resistencia al roce, el brillo, la fluidez, o para evitar problemas como la formación de espuma o pieles. Su elección depende del tipo de impresión y de los requerimientos del producto final.
• Colorantes: A diferencia de los pigmentos (insolubles), los colorantes son sustancias solubles en el vehículo de la tinta (alcoholes, disolventes, hidrocarburos, agua). Se utilizan en algunas tintas especiales o cuando se requiere transparencia. Muchos se fabrican a partir de productos derivados del alquitrán de hulla.

Los Pigmentos

Los pigmentos son el componente esencial que da color a la tinta. Son sustancias sólidas, insolubles en el vehículo y finamente divididas. Además del color, los pigmentos influyen en:

• La opacidad o transparencia de la tinta.
• El tamaño de partícula, que afecta la finura y la dispersión.
• La dureza y resistencia de la película de tinta a la luz, a los ácidos, álcalis y otros agentes químicos.

Los pigmentos se clasifican según diversos criterios:

• En función de su color:
  • Negros (ej. negro de humo)
  • Blancos (ej. dióxido de titanio)
  • Coloreados (una amplia gama de tonos)
• En función de su composición química:
  • Orgánicos (moléculas complejas basadas en carbono)
  • Inorgánicos (a menudo de origen mineral u óxidos metálicos sintéticos)

Vehículos y su Composición Detallada

Los vehículos, también conocidos como barnices o aglutinantes, son la fase fluida de la tinta y están compuestos principalmente por:

• Resinas: Actúan como el aglutinante principal, fijando el pigmento al sustrato y formando la película de tinta. Pueden ser naturales (ej. colofonia) o sintéticas (ej. alquídicas, acrílicas, poliuretánicas, etc.). Las resinas sintéticas son las más utilizadas por su versatilidad y prestaciones. Aportan brillo, adhesión y resistencia.
• Aceites: Utilizados predominantemente en tintas grasas (offset). Disuelven las resinas, ayudan a transportar los pigmentos y contribuyen al secado por oxidación y/o penetración en el sustrato.
  • Aceites vegetales: Como el de linaza, soja o tung. Son secantes (polimerizan por oxidación).
  • Aceites minerales: Derivados del petróleo, menos secantes, ajustan la viscosidad y el tiro.
• Disolventes: Empleados en tintas líquidas (flexografía, huecograbado, serigrafía) para disolver las resinas y controlar la viscosidad. Se evaporan durante el secado. Pueden ser alcoholes, ésteres, cetonas, hidrocarburos, agua, etc.

Vehículos de las Tintas Ultravioleta (UV)

Estas tintas no contienen disolventes volátiles convencionales y curan (secan) rápidamente por polimerización cuando se exponen a luz ultravioleta. Sus componentes vehiculares son:

• Prepolímeros u Oligómeros: Son resinas reactivas de bajo o medio peso molecular que forman la estructura principal de la película de tinta curada.
• Monómeros: Son líquidos reactivos de bajo peso molecular que actúan como diluyentes para ajustar la viscosidad de la tinta. También reaccionan y se incorporan a la película de tinta durante el curado UV, contribuyendo a las propiedades finales. Son análogos funcionales a los disolventes en tintas convencionales, pero no se evaporan.
• Fotoiniciadores: Son compuestos químicos que absorben la luz UV y generan radicales libres u otras especies reactivas que inician la reacción de polimerización de los prepolímeros y monómeros, solidificando la tinta.

Aditivos Específicos

Los aditivos se incorporan para optimizar el comportamiento de la tinta durante la impresión y las propiedades de la impresión final:

• Secantes: (Principalmente para tintas grasas) Son compuestos metálicos (sales de cobalto, manganeso, circonio) que catalizan las reacciones de oxidación y polimerización de los aceites vegetales en presencia del oxígeno del aire, acelerando el secado.
  • El cobalto y el manganeso son secantes muy efectivos.
• Antioxidantes o Antipeliculantes: Impiden la formación prematura de pieles (secado superficial) en el tintero o sobre los rodillos de la máquina impresora, sin afectar significativamente al secado final del impreso.
• Ceras: (Para tintas grasas y líquidas) Son productos a base de parafinas, polietileno u otras sustancias similares. Se emplean para mejorar la resistencia al roce (rub resistance) y al rayado, y pueden modificar el brillo.
• Plastificantes: Aumentan la flexibilidad de la película de tinta seca.
• Antiespumantes: (Principalmente para tintas líquidas base agua o UV) Evitan o reducen la formación de espuma durante la agitación o bombeo de la tinta.
• Modificadores de viscosidad y tiro: Permiten ajustar la fluidez y la pegajosidad (tack) de la tinta.
• Agentes deslizantes: Mejoran el deslizamiento de las superficies impresas.

Tipos de Tintas y Sistemas de Color

Tintas de Gama (CMYK) y Tintas Pantone®

Tintas de Gama (o de Proceso): Se fabrican en los cuatro colores primarios utilizados en la impresión por cuatricromía: Cian, Magenta, Amarillo y Negro (Key). La superposición y tramado de estos cuatro colores permite reproducir una amplia gama de tonalidades.

Tintas Pantone® (Tintas Planas o Directas): Son tintas formuladas individualmente para conseguir un color específico y uniforme, identificado por un número en el sistema de correspondencia de colores Pantone Matching System® (PMS). Se fabrican en acabados mate o brillo. Existe una extensa carta Pantone que sirve como estándar global para la comunicación del color. Para su elaboración, se parte de unos colores base (aproximadamente 14-18, incluyendo amarillo, varios rojos, azules, verde, violeta, blanco transparente y negro) que, mezclándolos en proporciones precisas según las fórmulas Pantone, permiten obtener miles de colores directos.

Tintas Especiales

Tinta Termocrómica

Estas tintas contienen pigmentos o aditivos que cambian de color de forma reversible o irreversible cuando se exponen a determinadas temperaturas o rangos de temperatura.

Tintas Fosforescentes

Contienen pigmentos que tienen la propiedad de absorber energía lumínica (luz visible o UV) y almacenarla, para luego emitirla lentamente en forma de luz visible en la oscuridad durante un período de tiempo (efecto de postluminiscencia).

Pigmentos Fluorescentes

Estos pigmentos absorben luz (generalmente en la región UV o visible de onda corta) y la reemiten casi instantáneamente como luz visible de mayor longitud de onda, lo que resulta en colores muy brillantes e intensos. El efecto de fluorescencia cesa en cuanto se retira la fuente de excitación lumínica.

Tintas Metálicas

Contienen partículas metálicas (ej. aluminio para plata, aleaciones de cobre y zinc –bronce– para oro) que proporcionan un aspecto brillante y metálico. Lucen mejor sobre papeles estucados (satinados) o superficies barnizadas que evitan la absorción excesiva del vehículo y permiten que las partículas metálicas se orienten en la superficie.

Tintas para Impresión Digital

En la impresión digital, se utilizan principalmente dos tipos de consumibles colorantes, comúnmente denominados tóners (para electrofotografía) o tintas (para inyección de tinta):

• Tóners secos o sólidos (Electrofotografía): Son polvos finos cuya composición típica incluye:
  • Una base de resina termoplástica (polímero como poliéster o estireno-acrilato), que constituye del 75% al 90% del tóner y tiene carga eléctrica (generalmente negativa).
  • Pigmentos (o colorantes) que proporcionan el color, representando del 10% al 25% y con carga eléctrica opuesta a la resina (generalmente positiva) o encapsulados.
  • Agentes de control de carga (CCA): Ayudan a que el tóner adquiera y mantenga una carga electrostática específica, permitiendo su correcta transferencia al tambor fotorreceptor en las zonas donde se ha generado la imagen latente.
  • Cera (ej. polipropileno, polietileno): Se añade para facilitar la fusión del tóner y evitar que se adhiera a los rodillos del fusor durante el proceso de fijación por calor y presión.
  • Otros aditivos: Como agentes de flujo (para mejorar la fluidez del polvo), o aditivos para la cohesión de los componentes, que evitan el apelmazamiento del tóner.
• Tóners líquidos (Electrofotografía líquida, ej. HP Indigo) o Tintas de Inyección (Inkjet):
  • Los tóners líquidos para electrofotografía consisten en partículas de pigmento y resina muy pequeñas (inferiores a 1 micra) dispersas en un aceite portador no conductor. Esto permite obtener una muy alta resolución y calidad de imagen.
  • Las tintas de inyección de tinta (Inkjet) son formulaciones líquidas que pueden ser base agua, base disolvente, o curables por UV. Contienen colorantes o pigmentos dispersos en un vehículo líquido diseñado para ser eyectado a través de cabezales de impresión con múltiples boquillas diminutas.

Características Fundamentales del Color

Las principales características o atributos que definen un color son:

• Tono, Matiz o Croma (Hue): Es la cualidad que distingue un color de otro (rojo, verde, azul, amarillo, etc.) y está determinada por la longitud de onda dominante de la luz reflejada o transmitida. Es el atributo que comúnmente asociamos con el «nombre» del color.
  • Según el tono y su asociación psicológica, los colores se pueden agrupar en:
    • Cálidos: Rojos, naranjas, amarillos y sus variantes. Se asocian con el fuego, el sol, la energía, la alegría, la actividad, la confianza y la amistad. Tienden a percibirse como más cercanos.
    • Fríos: Azules, verdes, violetas y sus variantes. Se asocian con el agua, el hielo, el cielo, la calma, la tranquilidad, la seriedad y la introspección. Tienden a percibirse como más lejanos.
• Saturación o Intensidad (Saturation o Chroma): Describe la pureza o intensidad de un color. Un color muy saturado es vivo y puro, sin mezcla de blanco, negro o gris. A medida que la saturación disminuye, el color se vuelve más apagado, pálido o grisáceo.
• Luminosidad, Brillo o Valor (Lightness, Brightness o Value): Se refiere a la claridad u oscuridad de un color. Representa la cantidad de luz que un color parece reflejar. Varía desde el negro (ausencia de luz o luminosidad mínima) hasta el blanco (máxima luz o luminosidad máxima), pasando por los diferentes tonos de gris. (Nota: El texto original mencionaba ‘b’ para tono y ‘a’ para saturación, que en realidad corresponden a los ejes cromáticos a* (rojo-verde) y b* (amarillo-azul) en el espacio de color CIELAB. L* en CIELAB sí corresponde a Luminosidad.)

Temperatura de Color

La temperatura de color es una característica de la luz visible que describe el matiz de una fuente luminosa. Se mide en Kelvin (K). Es una métrica útil para determinar de forma cuantitativa cuán «cálida» (tonos amarillentos/rojizos) o «fría» (tonos azulados) es una fuente de luz.

• Una luz de referencia para la evaluación visual de color en artes gráficas es D50 (5000 K) o D65 (6500 K), que simulan diferentes fases de la luz diurna. El texto menciona 5500 K, que se aproxima a D55.
• La luz natural (luz día) varía considerablemente, desde unos 2000 K al amanecer/atardecer hasta 10 000 K o más para un cielo azul despejado.
• Una bombilla incandescente doméstica típica tiene una temperatura de color baja, alrededor de 2700-3000 K (luz cálida).

Medición del Color

El ojo humano, aunque sensible a pequeñas diferencias de color, es subjetivo e incapaz de cuantificarlas de manera absoluta y reproducible. Por ello, se utilizan sistemas y dispositivos de medición estandarizados.

Sistemas de Medición del Color

• El primer sistema colorimétrico estandarizado fue definido por la CIE (Comisión Internacional de Iluminación) en 1931. Este sistema se basa en el observador colorimétrico estándar CIE 1931 y los valores triestímulo XYZ. Estos valores representan las cantidades de tres primarios teóricos (X-rojo, Y-verde, Z-azul) necesarias para igualar un color determinado. El valor Y también está relacionado con la luminancia. A partir de XYZ, se pueden calcular las coordenadas de cromaticidad x, y, z (donde x + y + z = 1), que definen el color independientemente de su luminosidad en un diagrama de cromaticidad.
• En 1976, la CIE introdujo espacios de color más uniformes perceptualmente, como el CIELAB (L*a*b*) y el CIELUV (L*u*v*). El espacio CIELAB es ampliamente utilizado en la actualidad en la industria gráfica y por los instrumentos de medición de color para cuantificar el color y las diferencias de color.

Sistema CIE L*a*b*

El sistema CIELAB describe los colores basándose en la percepción humana y utiliza tres coordenadas:

• L*: Representa la Luminosidad (0 = negro absoluto, 100 = blanco difusor perfecto).
• a*: Representa el eje cromático rojo-verde (valores positivos indican rojo, valores negativos indican verde).
• b*: Representa el eje cromático amarillo-azul (valores positivos indican amarillo, valores negativos indican azul).

La diferencia de color entre dos muestras (ej. una muestra y un estándar) se expresa como Delta E (ΔE). Un valor de ΔE bajo indica que los colores son muy similares, mientras que un ΔE alto indica una diferencia perceptible.

• Si ΔL* (diferencia en L*) es positivo, la muestra es más luminosa (clara) que la referencia; si es negativo, es más oscura.
• Si Δa* (diferencia en a*) es positivo, la muestra es más rojiza (o menos verdosa) que la referencia; si es negativo, es más verdosa (o menos rojiza).
• Si Δb* (diferencia en b*) es positivo, la muestra es más amarillenta (o menos azulada) que la referencia; si es negativo, es más azulada (o menos amarillenta).

El cálculo de ΔE*_ab (la fórmula original de 1976) es:

Existen fórmulas de ΔE más recientes y perceptualmente más uniformes, como ΔE*₉₄, ΔE_CMC, y especialmente ΔE*₀₀ (CIEDE2000), que se considera la más precisa actualmente:

Aparatos de Medida del Color

Los principales instrumentos utilizados para medir el color de forma objetiva son:

• Colorímetros

  Los colorímetros miden los valores triestímulo de un color (similares a XYZ o directamente L*a*b*). Funcionan iluminando la muestra y midiendo la luz reflejada a través de un conjunto de tres o cuatro filtros que simulan la sensibilidad de los conos del ojo humano (rojo, verde y azul). Son útiles para control de calidad y comparación de colores con un estándar, pero no proporcionan información espectral completa.

• Espectrofotómetros

  Los espectrofotómetros son instrumentos más precisos y versátiles. Miden la cantidad de luz que una muestra refleja (o transmite) en múltiples puntos a lo largo del espectro visible (generalmente en intervalos de 10 o 20 nanómetros, desde aprox. 380 nm hasta 730 nm). El resultado es una curva de reflectancia (o transmitancia) espectral, que es la «huella digital» del color. A partir de estos datos espectrales, el software del instrumento puede calcular los valores colorimétricos (XYZ, L*a*b*, etc.) bajo diferentes iluminantes y observadores estándar definidos por la CIE. Son esenciales para la formulación de tintas y la gestión del color avanzada.

Propiedades Visuales de las Tintas Impresas

• Tonalidad (Hue): Es el atributo del color que percibimos (rojo, azul, verde, etc.), tal como se presenta una tinta impresa sobre el soporte.
• Intensidad o Fuerza de Color (Color Strength): Se refiere a la capacidad de una tinta para impartir color. Depende de la concentración y calidad del pigmento. Una tinta con alta fuerza de color necesitará menos cantidad para alcanzar una determinada densidad. Cuando se rebaja con blanco o barniz transparente, disminuye la intensidad y la saturación de la tinta.
• Nitidez de Tono o Pureza (Cleanness/Brightness of Tone): Indica la pureza del color, es decir, la ausencia de contaminación con otros tonos que lo ensucien o agrisen. Depende de la calidad y selección de los pigmentos utilizados. La mezcla de múltiples colores generalmente comporta una pérdida de nitidez.
• Poder Cubriente u Opacidad (Opacity/Hiding Power): Es la capacidad que tiene una tinta de cubrir por completo el color o las irregularidades del soporte sobre el que se imprime. Las tintas opacas tienen alto poder cubriente, mientras que las transparentes (como las de cuatricromía) permiten ver el fondo o los colores subyacentes.

Propiedades Reológicas de las Tintas

La reología es la ciencia que estudia el flujo y la deformación de la materia. En el contexto de las tintas, se centra principalmente en la viscosidad (resistencia de un líquido a fluir) y el tiro o tack (pegajosidad, resistencia a la división de una película de tinta).

En las tintas grasas (ej. offset), la viscosidad y el tiro son cruciales. Se relacionan con la transferencia de tinta, la definición del punto, y pueden influir en fenómenos como el arrancado de fibras del papel (picking) si el tiro es excesivo para la resistencia del sustrato.

• Generalmente, una mayor viscosidad y tiro controlado pueden llevar a una mejor resolución de impresión y menor ganancia de punto.
• Una menor viscosidad puede resultar en un mayor aumento del punto de trama (ganancia de punto excesiva) y problemas de definición o entintado irregular.

En las tintas líquidas (para flexografía, huecograbado, inkjet), la viscosidad es un parámetro fundamental y debe mantenerse dentro de un rango estrecho para un correcto funcionamiento. Se mide con instrumentos como la copa Ford, la copa Zahn, o viscosímetros rotacionales. La copa Ford mide el tiempo que tarda un volumen determinado de tinta en fluir a través de un orificio calibrado: a mayor tiempo de flujo, mayor viscosidad, y viceversa.

Influencia de la Temperatura en la Viscosidad: Es importante destacar que la viscosidad de las tintas es sensible a la temperatura. Generalmente, cuanto mayor es la temperatura de un líquido (incluida la tinta), menor es su viscosidad. Por ello, es crucial controlar la temperatura ambiente y de la máquina durante la impresión para mantener una viscosidad estable y, por ende, una calidad de impresión consistente.

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