Tecnología Industrial: Propiedades de las Tintas y Películas Fotográficas

Propiedades de las Tintas y Películas Fotográficas

Propiedades Ópticas de las Tintas

A) Color

Tonalidad: Es el color que presenta la tinta impresa sobre el soporte. Se compone de dos partes diferenciadas:

• Masstone: Color de una masa de tinta lo suficientemente gruesa para ser completamente opaca.
• Under Tone: Color de una masa de tinta lo suficientemente fina para ser completamente transparente.

El color de una tinta normal es la mezcla del Masstone y Under Tone. Si la película lleva más tinta de lo normal, el efecto del Masstone es elevado, y si lleva menos, predomina el Under Tone. El color se mide con el colorímetro y también el densitómetro, que mide la intensidad del color.

Intensidad: Fuerza del color. Depende de la cantidad de pigmento y colorante. Si se rebaja con color blanco o barniz, se disminuye la intensidad. Se mide con la degradación con blanco, comparando la tinta obtenida. Se utiliza colorímetro y espectrofotómetro.

Nitidez: Sensación del color lo más vivo posible. Depende de la cantidad de pigmento. La mezcla de colores produce pérdida de nitidez.

B) Opacidad

Es el poder de cubrimiento de una tinta, depende del pigmento, siendo los pigmentos minerales los que tienen una mayor opacidad. Se mide con el densitómetro.

C) Brillo

Porcentaje de luz reflejada por la tinta impresa a 45°, 60° o 75°. Es un factor importante: a mayor brillo del papel, mayor brillo de la tinta. Se mide con el brillómetro.

D) Eficacia o Rendimiento

Capacidad de la película de tinta impresa para reflejar el máximo de radiaciones luminosas. La tinta ideal debe absorber un tercio del espectro luminoso y reflejar dos tercios. Se mide con el densitómetro.

Diferencia entre Pigmentos y Tintas

Las tintas son responsables de la disminución del campo cromático en la impresión. La tinta ideal refleja totalmente la luz coloreada y absorbe el resto. Pero esto no es así.

Propiedades Reológicas de las Tintas

Tiro

La fuerza necesaria para dividir en dos una película de tinta que se encuentra en dos superficies. Es la propiedad más importante de las tintas offset. A mayor tiro, mayor arrancado del papel.

Viscosidad

Resistencia que presenta la tinta a fluir. Es importante porque determina la fluencia de la tinta en cada sistema de impresión. Varía al variar la temperatura.

Rigidez

Fuerza necesaria para que la tinta fluya. Depende de la facilidad de distribución y flujo en la batería. Sistema de medida: dinas/cm².

Alargamiento

Facultad para que una tinta se alargue. Si es muy corta, no se transmite bien en el sistema entintador y se acumula en los rodillos. Si es muy larga, se forman hilos. Se mide con la prueba del dedo.

Tixotropía

En reposo presentan viscosidad y al agitar se vuelven fluidas. Depende de la composición, temperatura y esfuerzo de agitación.

Reopexia

En reposo están fluidas y al agitarlas son viscosas.

Trapping

Tinta capaz de atrapar una capa de otra tinta cuando se imprime en segundo lugar. El orden determina el tono.

Proceso Químico del Revelado

Película Fotográfica y sus Partes

Lámina de plástico transparente con emulsión fotosensible a la luz. Si inciden los rayos de luz, cambia la constitución química, produciendo un cambio de color. Todas las películas que se utilizan en reproducción son B/N, ya que delimitan las zonas impresoras y no impresoras. Capas:

• Capa protectora: Situada encima de la emulsión, protege de los daños físicos, arañazos. Es transparente y se disuelve fácilmente.
• Emulsión: Parte sensible a la luz, se producen cambios fisicoquímicos que forman la imagen latente. Formada por una gelatina, que tiene sales de plata y reaccionan a la luz. Tiene que ser porosa y transparente y de grosor constante.
• Capa ligante: Ayuda a la adhesión de las capas entre sí, hacia el soporte.
• Soporte: Sujeta la emulsión y hace manejable la película, aporta estabilidad dimensional, la película por su calor y humedad mantiene sus dimensiones básicas.
• Capa antivelo: Evita la formación de halos alrededor de la imagen producida por la acción de la luz que se refleja por detrás del soporte hasta la emulsión generando una segunda imagen de menor intensidad. Es por lo tanto una capa constituida a base de colorantes que absorbe las radiaciones luminosas que hayan podido atravesar la película.

Capa Dorsal

Mantiene plana la película dotando a la misma de una cierta rigidez evitando así la tendencia de la película al enrollado generada por las tensiones producidas por la emulsión. Es habitual que la capa dorsal realice las funciones de la capa antivelo formando una sola capa que tenga ambas propiedades.

Composición de la Emulsión

La emulsión es la capa fotosensible en la cual se forma la imagen latente a partir del original que se pretende reproducir. Con el tratamiento adecuado esa imagen latente se convierte en una imagen real que a su vez será fototransportada a la forma impresora quedando dispuesta para ser reproducida en el soporte de impresión generándose múltiples copias. Como ya se ha apuntado, esta capa consiste en una gelatina a la cual se le ha fotosensibilizado mediante diferentes sales de plata (bromuro de plata, cloruro de plata, yoduro de plata...).

La Gelatina

Sustancia proteínica obtenida a partir de huesos y tejidos animales. Transparente evitando la absorción indeseada de parte de la luz incidente, grosor constante y permitir la distribución regular de los compuestos de plata en su interior. Una de sus características fundamentales es su gran capacidad para absorber agua sin disolverse por lo que es la sustancia perfecta para facilitar el contacto entre los líquidos de revelado y los cristales de las sales de plata durante el procesado. Otra de sus características es la capacidad de mantener dispersos homogéneamente los granos de haluros de plata sin que precipiten ni se deterioren salvo que incida la luz sobre ellos.

Los Cristales Fotosensibles

Dispersión homogénea de partículas de sales de plata insoluble (bromuro de plata, yoduro de plata, o cloruro de plata) en forma de cristales en la gelatina. La cantidad de estos cristales varía en función del tipo de película; los cristales consisten en iones positivos de plata y en iones negativos de un halógeno, (generalmente se emplea bromo).

Los cristales se clasifican por su grosor: grano fino, grano medio, grano grueso. Mayor tamaño de grano, mayor sensibilidad de la emulsión. La sensibilidad es la cantidad de luz que necesita una emulsión para captar la imagen.

Formación de la Imagen Latente

Cuando la emulsión fotosensible de una película es expuesta a la luz, se produce en ella (en las zonas de la emulsión donde incide la luz) cambios en su estructura molecular, formando una imagen, que existe pero que no es visible hasta que se realiza el procesado químico (revelado), donde será ennegrecida. Esta imagen se conoce con el nombre de"imagen latent". Los principales componentes de la emulsión son los haluros de plata, por ejemplo constituidos por un catión de bromo (Br-) y un anión de plata (Ag+), y se hallan agrupados en cristales (granos) que tienen impurezas o defectos conocidos como centros o gérmenes de sensibilidad. El proceso para crear la imagen latente es el siguiente: cuando las unidades de luz (fotones) llegan al cristal es liberado un electrón del ión Bromo, que reduce un ion de Plata convirtiéndolo en Plata metálica que se deposita en los gérmenes de sensibilidad. Cuando hay un número suficiente de átomos de Plata metálica (aproximadamente entre 3 y 12) depositados en los gérmenes de sensibilidad, queda constituida la imagen latente, ya que existen en la emulsión unas zonas con cristales con Plata metálica en sus centros de sensibilidad (áreas de imagen) y otras zonas con cristales que no han sufrido variaciones (áreas de no imagen).

Proceso de Revelado o Procesado

El proceso completo está formado por las siguientes etapas: revelado, fijado, baño de paro, lavado y secado.

Revelado

Consiste en hacer visible la imagen latente. La principal acción del revelador es reducir los iones de plata (Ag+) contenidos en los cristales con imagen latente, convirtiéndolos en plata metálica ennegrecida y, en consecuencia, visible. El revelado químico es, en realidad, una continuación de la acción reductora que había comenzado con la formación de la imagen latente; siendo selectivo, ya que actúa con celeridad en los cristales con imagen latente y retarda la acción sobre los cristales no expuestos.

Fijado

Consiste en eliminar la plata, no ennegrecida, de los cristales que no han recibido luz. De esta forma, se evita la posibilidad de que reaccionen generando una imagen latente no deseada. El fijado se produce al hacer soluble en agua la plata no ennegrecida durante el revelado y este efecto se produce en dos etapas diferentes:

1. La emulsión no revelada adquiere un aspecto lechoso que desaparece posteriormente para tornarse transparente.
2. La acción se completa al ser eliminadas de la emulsión los elementos residuales del fijado.

Composición y tipos; existen diferentes tipos de fijador:

• Normal: Compuesto por hiposulfito sódico, que es el producto fijador más corriente.
• Rápido: Compuesto por tiosulfato amónico que actúa con mayor celeridad y resulta adecuado cuando los tiempos de procesado deben ser muy cortos.
• Ácido: Que evita la formación de velo al detener la acción del revelador mediante la inclusión de un ácido como el metabisulfito potásico. El fijador ácido se utiliza, principalmente en procesadoras en las que no existe baño detenedor. El efecto detenedor es instantáneo y, por tanto, no le afectan variables como el tiempo o la temperatura.

Lavado

Después de la etapa de fijado es necesario someter al material fotosensible a un lavado con abundante agua corriente de tal forma que se eliminen todos los restos (sales solubles o residuos contenidos todavía en la gelatina) que puedan quedar de las etapas anteriores. A veces se añaden productos químicos que facilitan el proceso.

Secado

Una vez lavado el material, la última etapa consiste en el secado de éste. Generalmente se utiliza aire seco a no más de 60 °C, para no alterar los materiales fotosensibles.

Materiales de Revelado

Los principales componentes del revelador son:

• Reductor: Es el elemento principal del revelador y su función es la de generar electrones para reducir la plata de la emulsión. Se utilizan entre otros compuestos: Hidroquinona, Meto!, Fenidona, y Glicina.
• Conservador: Crea una mantilla sobre la superficie del revelador que dificulta que los electrones generados por el reductor sean absorbidos por iones del aire, haciendo más lenta la oxidación del revelador. Se suelen utilizar: sulfíto sódico y metabisulfito potásico.
• Acelerador: Su función es la de acelerar la acción del reductor. Se suelen utilizar: Bórax, carbonato o hidróxido sódico, Formaldehído y carbonato o hidróxido potásico.
• Aditivos: Evitan la adherencia de las sales a la emulsión (hexametafosfato sódico), endurecen la emulsión (sulfato sódico), aumentan la capacidad de humectación (Teepol).

Variables del Revelado

Las que afectan el revelado son:

1. Tiempo: El tiempo de revelado es directamente proporcional al grado de ennegrecimiento que se produce. En primer lugar el revelador penetra en la gelatina de la emulsión hasta alcanzar los cristales con imagen latente, empezando su reducción; en una segunda fase el ennegrecimiento aumenta proporcionalmente y, por último, se obtiene el valor de máximo ennegrecimiento. El tiempo que una emulsión debe permanecer en el revelador ha de ser el suficiente para conseguir el ennegrecimiento deseado.
2. Temperatura: Cuando se aumenta la temperatura del baño de revelado, aumenta la velocidad del revelado. Cuando la temperatura se halla por debajo de los 15°C, el reductor no actúa, luego para obtener resultados estables debe estar aproximadamente a 20°C. Estos valores corresponden a los reveladores de temperatura ambiente. Los reveladores de elevada temperatura actúan a temperaturas entre 25°C y 40°C y producen el rápido ennegrecimiento de la imagen latente.
3. Dilución: Normalmente los reveladores se encuentran en el mercado en forma concentrada, es decir, que para su adecuado funcionamiento precisan de una cierta cantidad de agua. La cantidad de agua que se les debe añadir está indicada por el fabricante. Un aumento de la dilución comporta una menor actuación del revelador.
4. Agitación: Es preciso agitar la disolución de revelado, para que las partículas del revelador agotadas sean reemplazadas por las activas. La agitación favorece que los elementos residuales del revelado sean eliminados de la emulsión.

El Revelado Mecánico y su Control

Las principales ventajas que presenta el procesado automático con respecto al método manual son: mayor rapidez, comodidad, uniformidad de los resultados y mayor aprovechamiento de los productos químicos. El material fotosensible pasa directamente a ser procesado. Características: las más relevantes son:

• Sistema de entrada: Puede ser de hojas y de rollo (con casetes especiales o compartimentos para albergar el cartucho de la filmadora). Es importante valorar las opciones de instalación en línea o a través de la pared y las ranuras de entrada adicionales para materiales luz de día o para el lavado y secado de películas.
• Formato: Hay que valorar la longitud mínima y el ancho máximo.
• Velocidad y tiempos de proceso: La velocidad se expresa en longitud procesada por unidad de tiempo (normalmente en cm/minuto). Del rango de velocidades posibles, depende el intervalo de tiempos de revelado (tiempo que está el material en el baño revelador) y los tiempos de seco a seco (procesado completo).
• Capacidad de los baños: Los mayores volúmenes suelen ofrecer resultados más estables, pero suponen un exceso de consumo en producciones bajas.
• Regenerado: Se utilizan diversos métodos: manual, automático, programable... Es posible controlar el volumen de regenerado y la frecuencia que puede incluso ajustarse a la oxidación (intervalos de tiempos) y al uso (cantidad de material procesado). También es importante conocer la capacidad de los depósitos de regenerado.
• Versatilidad: Tipos de emulsiones, soportes, grosores, etc., que se pueden procesar. Productos químicos a utilizar: propios de la marca, de cualquier proveedor, con unas características o limitaciones determinadas...
• Temperatura de los baños: Es importante el tiempo de calentamiento o acomodación. Según el rango de temperaturas posible puede limitar la utilización de algunos productos. Si las oscilaciones en las temperaturas son demasiado grandes se pueden producir variaciones en el revelado.
• Sistema de control: Paneles e indicadores sencillos, con control de temperaturas, tiempos, regenerados... Si se procesan materiales de diversos tipos, las memorias pueden almacenar los ajustes propios para cada caso.
• Facilidad del sistema de arrastre: Es importante garantizar el menor número de atascos o dobleces de las películas.
• Facilidad de limpieza: La facilidad en el desmontaje, limpieza y montaje de las unidades es de suma importancia, especialmente cuando la sustitución de productos se hace con frecuencia.
• Consumo: La minimización del consumo de energía, agua y productos químicos, ayuda a minimizar el impacto medioambiental del proceso.
• Equipos auxiliares: Es importante valorar la posibilidad de conectar en línea accesorios de filtrado, recuperación, control del estado de los baños, preparación y mezcla de productos químicos...

Tipos de Procesadoras

Existen procesadores con una unidad intermedia de lavado entre el revelador y el fijador para prolongar su actividad, con dos unidades de revelado para reducir el tiempo total de procesado o con dos unidades de fijador que garantizan un fijado perfecto. También hay procesadoras más sencillas utilizadas en sistemas especiales como el de transferencia por difusión, las de dos baños, las de vapor de amoniaco, etc.

Pasos en la Elaboración de las Emulsiones

Emulsificación

Consiste en mezclar las sales necesarias para formar los cristales de haluro de plata, los cuales se forman en una solución de agua con gelatina. Al mezclar dentro de esta solución una sal soluble de plata con el haluro, se produce una reacción que da lugar a la formación de los cristales fotosensibles, que tiene forma triangular o exagonal. Durante la fabricación, la solución de gelatina adquiere un aspecto lechoso que se debe al crecimiento de los cristales.

Maduración de Ostwald

Durante la formación de las sales se producen cristales de diversos tamaños y formas, siendo los cristales de menor tamaño los más solubles; por lo que el proceso de maduración de Ostwald consiste en disolver dichos cristales pequeños mediante el incremento de la temperatura de la emulsión para que se redepositen sobre los cristales más grandes, aumentando así su tamaño, y pasando a tener formas esféricas.

Crecimiento de los Cristales

Consiste en hacer crecer aún más los cristales de haluro de plata, elevando la temperatura de la emulsión y agregando agentes maduradores. Los cristales de haluro de plata atraen débilmente a la gelatina sobre su superficie.

Eliminación de los Productos Químicos

Durante la formación de los cristales se producen sales solubles como el nitrato de potasio y otros compuestos que resultan de las cocciones de la emulsión, las cuales hay que eliminar echando agua y gelatina en la emulsión, la cual se pasa a través de una malla, lavándose al final con agua fría.

Sensibilización de Cristales

La sensibilización química que se utiliza en la emulsión puede ser azufre, agentes reductores o metales preciosos.

Agentes Biocidas

Se agregan a la emulsión para evitar el crecimiento de hongos y bacterias.

Agentes Endurecedores

Se echan a la emulsión justo antes de la formación de la película sobre el soporte para reducir la solubilidad de la gelatina. Se utiliza compuesto de cromo, zirconio.

Aplicación de la Emulsión

La técnica de la aplicación puede ser variada, y consiste en aplicar la emulsión líquida hasta formar una capa homogénea.

Propiedades Mecano-Físicas

Densidad

La densidad es el peso por unidad de volumen. Es importante conocerla, sobre todo cuando hay que hacer análisis de costes de una impresión y la tirada es grande. Una tinta que tenga densidad elevada permite tener un número de impresos menos que una de densidad baja. La medición es más frecuente en serigrafía, flexografía y huecograbado porque las tintas son menos viscosas y menos tixotrópicas que en offset. Se mide con la Balanza de Arquímedes.

Olor

El olor afecta el gusto del producto. Procede de: pigmentos, secantes, productos volátiles, disolventes. Se mide por comparación, se echa 10 gr de tinta en un recipiente a temperatura de 40° o 50° durante 1 hora, se analiza el olor en caliente y a temperatura ambiente.

Tensión Superficial

Fuerza que ofrece un líquido al separarse de las moléculas. En offset es importante disminuirla en la solución de mojado, menos cantidad mejor mojado de la plancha, colores más vivos y menos consumo de tinta. En flexografía y huecograbado es importante, si no es adecuada según la función del soporte de impresión o se deposita menos tinta o bien la tinta no ancla en el soporte. Para soportes no absorbentes. Se mide con el tensiómetro y rotuladores de tensión superficial.

Tiempo de Conservación

Las tintas convencionales no dan problemas, pero sí las ultravioletas, por los polímeros, monoceros y fotoiniciadores. Se mide: colocando la tinta en un horno a 50° durante un mes y se ve si hay cambio.

Tiempo de Secado

La tinta no debe secar en la máquina pero una vez en el soporte interesa que seque lo antes posible. Factores que influyen: Tipo de secado, naturaleza de los pigmentos, cantidad de secante, humedad relativa, cantidad de tinta. Se mide, aplicando una película de tinta al soporte, mediante un rodillo o toques de dedo, y con IGT.

Resistencia a la Abrasión

En libros la tinta tiene que ser dura, para resistir el frote entre páginas y presión. En etiquetas y cartones, debe resistir la abrasión. La lisura hace la abrasión más resistente y menos resistentes los polvos antimanculantes y el exceso de agua. Se mide con el abrasimetro.

Adherencia

Fuerza de adhesión de una película de tinta seca sobre un soporte. Es importante para la impresión en soportes no absorbentes, como plásticos… Se mide con cinta autoadhesiva.

Resistencia al Calor

Los pigmentos cambian de color a altas temperaturas. Se mide: horno de laboratorio, y se simula la temperatura, se compara con la muestra no calentada teniendo en cuenta la intensidad del color, la tonalidad y el brillo.

Absorción de Disolución de Mojado

Las tintas hacen que parte del agua sea absorbida, puede aparecer velo y engrase al disminuir la viscosidad. Medición: se pesa una cantidad de tinta, se le echa 10 ml de disolución de mojado, se bate, y se observa la solución de mojado absorbida.

Resistencia a Ácidos

Es importante para envases que luego se sueldan para productos ácidos. Se mide: Colocar muestra de dos papeles de filtro, previamente empapados con solución ácida, se seca y se comprueba algún grado de teñido.

Resistencia a las Bases o Alcalis

Es importante para envases de características básicas (sosa). Medición. Colocar la muestra entre 2 papeles de filtro empapados con solución básica, 10 min y bajo la presión de 1 kg. Dejar caer 2 o 3 gotas de hidróxido sódico en distintos puntos, dejar secar y se observa si se decolora.

Películas Fotográficas

Clasificación: Según su Sensibilidad Cromática

Atendiendo a su sensibilidad ante las radiaciones electromagnéticas que conforman el espectro visible encontramos los siguientes tipos de películas:

• Películas"luz dí": Son sensibles solamente a las radiaciones ultravioletas y luces azules, esto es, a longitudes de ondas por debajo de los 500 nanómetros.
• Películas ortocromáticas: Son sensibles a todos los colores, no tienen colorantes.
• Películas pancromáticas: Son sensibles a todos los colores, no tienen colorantes.
• Películas sensibles a determinadas radiaciones: Láser rojos, verdes y azules.

Según Gradación

• Película alto contraste: Más utilizada, más nitidez.
• Película tono continuo.

Determinación del Lado Emulsión

Un aspecto importante en la manipulación de cualquier película fotográfica es el de determinar el lado emulsión y el lado soporte ya que la exposición del material sensible debe ser realizada por el lado emulsión para conseguir la reproducción más adecuada.

3.1. La Posición en el Envase

Los fabricantes colocan todos los materiales fotosensibles con el lado de la emulsión hacia abajo buscando una protección natural ante cualquier descuido en su manipulación. Es importante para evitar confusiones, si por cualquier circunstancia se debe de sacar de la caja todo el paquete, respetar la colocación posterior del material tal y como la dispone el fabricante. Los envases de películas deben manipularse con sumo cuidado independientemente de que el contenido esté bien protegido. Evitar luces fuertes y exposición a ambientes húmedos o con corrientes de aire. La etiqueta indica en el exterior la película contenida en el interior y se encuentra ubicada con el lado emulsión hacia abajo.

El Brillo

En general la cara de la emulsión es más mate.

El Color

Presenta un matiz más claro.

El Rascado

Si se rasca sobre la emulsión mediante una cuchilla esta se desprenderá con facilidad.

Muesca

: se muestra con materiales pancromaticos para reconocerlos al tacto. Esta en la parte superior.

ADHESION: Mas adherencia por su constitución gelatinosa.

Imagen latente: CLASIFICACIÓN: SEGÚN SU SENSIBILIDAD CROMÁTICA Atendiendo a su sensibilidad ante las radiaciones elec­tromagnéticas que conforman el espectro visible encontramos los siguientes tipos de películas: . Películas "luz día" Son sensibles solamente a las radiaciones ultravioletas y luces azules, esto es, a longitudes de ondas por deba­jo de los 500 nanómetros.

Peliculas ortocromaticas; PANCROMATICAS: son sensibles a todos los colores. no tienen colorantes. PELICULAS SENSIBLES A DETERMINADAS RADIACIONES: laser rojos, verdes y azules.

SEGÚN GRADACION: PELICULA ALTO CONTRASTE: mas utilizada mas nitidez-

PELI TONO CONTINUO.