Decoración En Vidrio Y Ceramica

Decoración en vidrio y ceramica

Cuando las compañías de serigrafía deciden ampliar su portafolio de productos, un área en la que pueden incursionar es el mercado de productos de vidrio y cerámica decorados (Fig. 1). Sin embargo, la falta de conocimiento de los métodos y materiales empleados en la impresión de vidrio y cerámica generalmente disuaden a los impresores, a excepción de los más audaces, de asumir dichos trabajos. En este artículo nos proponemos aclarar la confusión relacionada con la impresión de dichos substratos, mediante la revisión de los atributos esenciales de los materiales de vidrio y cerámica, así como las tintas y tecnologías de impresión empleadas para su decoración.

Substratos

La mejor forma de comenzar nuestro estudio es definiendo los substratos empleados en este mercado. Los materiales de cerámica son substratos duros, quebradizos, resistentes al calor y a la corrosión, los cuales son fabricados dando forma y calentando a altas temperaturas un mineral no metálico como la arcilla. Los esmaltes, la porcelana, y los ladrillos son otros ejemplos de materiales que se producen moldeando o dando forma a minerales y cociéndolos o quemándolos en el horno a altas temperaturas.

Los productos de vidrio son normalmente hechos a partir de la fusión de silicatos con óxido bórico, óxido de aluminio, o pentóxido de fósforo a altas temperaturas. Poseen propiedades mecánicas y ópticas altamente variables y, estando fundidos, se solidifican sin cristalizarse, en una forma transparente o translúcida. Mientras que los artículos de vidrio son generalmente duros y quebradizos, su carencia de estructura cristalina los ubica en la categoría de sólidos amorfos (materiales sólidos con una estructura molecular aleatoria en lugar de una geométrica). Los productos de vidrio que pueden requerir gráficos impresos incluyen ventanas, espejos, utensilios de cocina, botellas, recipientes y más.

La propiedad que tienen en común los materiales de vidrio y de cerámica es que deben someterse a altas temperaturas después de la impresión para asegurar una decoración duradera. La principal diferencia es que el vidrio formado puede derretirse y dársele una forma diferente, mientras que los materiales de cerámica sólo pueden ser cocidos y moldeados una vez.

Enfocados en su impresión, existen varios métodos para decorar vidrio y cerámica con imágenes de alta calidad. En este artículo, nos concentraremos en la serigrafía, la tampografía y la impresión digital con tintas de sublimación.

Tintas

Los procesos de impresión empleados para la impresión de vidrio y cerámica cuentan con una variedad de sistemas de tinta. Aparte de las tintas de sublimación, sobre las cuales hablaremos más adelante, la mayoría de las tintas se clasifican en una de dos familias: orgánicas e inorgánicas. Las tintas orgánicas se usan regularmente en la serigrafía y tampografía, y consisten en pigmentos y resinas orgánicas junto con otros químicos que curan con el tiempo y que dependen de la temperatura o alguna otra forma de energía para crear una unión con el substrato. Las tintas inorgánicas emplean pigmentos y materiales a base de minerales, los cuales una vez impresos, deben ser calentados y fundidos a altas temperatura con el fin de combinarse con la superficie del substrato y formar una unión permanente. En ambos casos, las tintas pueden, bien aplicarse al substrato por medio de transferencias (calcomanías), o imprimirse en forma directa en el substrato.

Tintas orgánicas

Los materiales de cerámica y vidrio son de naturaleza no absorbente, lo cual significa que las tintas necesitan adherirse a la superficie. Las tintas orgánicas más efectivas son fabricadas como sistemas de dos componentes o dos partes. Estas tintas por lo general contienen resinas capaces de formar polímeros, las cuales se hallan combinadas con catalizadores para comenzar la polimerización. El calentamiento de los productos a una temperatura de aproximadamente 200°C después de la impresión, puede acelerar el proceso de curado y mejorar la adhesión. Además, dicha exposición al calor en condiciones normales contribuirá a la resistencia mecánica y química de la impresión. Después de la impresión, las películas de tinta orgánica requerirán al menos 48 horas para su polimerización, a menos que se aplique calor.

Hay dos tipos diferentes de tintas orgánicas de dos componentes, incluyendo los sistemas a base de epoxia y de poliuretano. Un sistema epoxídico provee mejor elasticidad que uno de poliuretano, pero se considera superior el brillo y resistencia al clima de la tinta de poliuretano. Por otro lado, las fórmulas de poliuretano no son tan resistentes a los rasguños como los esmaltes y se desprenden con relativa facilidad. Los solventes incluidos en ambas tintas orgánicas permiten que el mecanismo de transferencia de tinta en la tampografía funcione con efectividad y facilitan el ajuste de las características de flujo en la serigrafía.

Un parámetro a menudo pasado por alto al trabajar con estas tintas es el efecto que la temperatura ambiente pueda tener durante el proceso de curado. Después de imprimir, la película de tinta debe curarse por completo antes de ser expuesta a bajas temperaturas. Si se enfrenta a temperaturas inferiores a -15°C antes de estar completamente polimerizada, se detiene el proceso de curado sin posibilidad de volver a empezar.

Es necesario ser cuidadoso al mezclar los catalizadores de curado en estas tintas, la proporción de peso del catalizador y la base debe ser correcta. La alteración de dicha proporción puede afectar en forma dramática la adhesión y resistencia química de la tinta después del curado. Otra característica importante de estos sistemas de tinta es su vida limitada después de ser abiertos: algunos sólo podrán usarse durante las cuatro horas siguientes.

Al ser por completo resistentes al desgaste químico y mecánico, los sistemas de tinta orgánica son los mejor adaptados para aplicaciones en las que la exposición química y la abrasión no son extremas. Las impresiones creadas con estas tintas no soportan bien los efectos de los lavaplatos eléctricos, por lo cual no se sugiere usarlos en vajillas. Sin embargo, sí son apropiados para aplicaciones menos exigentes, como cajas para cosméticos.

Un tipo de tinta introducido hace unos años en esta categoría es el de las fórmulas de curado UV. Estas tintas proporcionan muchas de las mismas propiedades de resistencia que las orgánicas convencionales, pero curan mucho más rápido al ser expuestas a la radiación ultravioleta.

Tintas inorgánicas (colores cerámicos)

Los colores cerámicos, tal como se llaman las tintas cerámicas inorgánicas, son una mezcla de pigmentos (óxidos de metal

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