Introducción general
El vidrio es indudablemente uno de los más modernos y deseados materiales de construcción en la arquitectura moderna. Aunque este tradicional material de construcción ya está omnipresente en forma de ventanas, tejados de vidrio y puertas de vidrio, existe gran interés por parte de arquitectos, diseñadores y artistas en utilizar este medio de forma más amplia para fines decorativos.
La creatividad de estas personas, combinada con las cualidades materiales del vidrio (transparencia, propiedades de limpieza, resistencia a la humedad y la abrasión, etc.), abre un gran número de fascinantes campos de aplicación, entre ellos p. ej. la decoración gráfica del vidrio en cocinas, baños, muebles, puertas, paredes, etc. (ver figura 1).
Mientras que en el actual estado de la técnica los vidrios decorados gráficamente se realizan principalmente mediante serigrafía, en los últimos años la decoración digital del vidrio está centrando cada vez más la atención de la industria del vidrio.
La posibilidad de realizar tamaños de lotes pequeños hasta el tamaño de lote de 1 unidad sin un mayor gasto económico, se considera especialmente como una clara ventaja, a tener en cuenta para la creciente demanda de vidrios decorados individualmente.
Siguiendo esta demanda del mercado, Durst desarrolló una tinta UV Sol-Gel especial, que permite la impresión profesional por chorro de tinta sobre vidrio en aplicaciones para interior y en aplicaciones temporales para exterior.
Con esta tinta, y sin tener que utilizar imprimaciones, se pueden realizar productos de vidrio de la más alta calidad y diseñados individualmente, sin tener que aceptar ningún compromiso por la estabilidad de las impresiones sobre vidrio logradas. El presente artículo está dedicado a la descripción técnica de la tinta UV Sol-Gel de Durst. Después de una breve discusión sobre el vidrio como medio de impresión y de sus cualidades relevantes para la impresión, se presenta la tinta orgánica UV Sol-Gel desarrollada por Durst. En este contexto se discute sobre todo el funcionamiento de esta tinta híbrida patentada y la estabilidad de las impresiones sobre vidrio obtenidas.
El vidrio como medio
El vidrio es un material amorfo cuya estructura básica está definida por formadores de redes (p. ej. óxido de silicio u óxido de boro). Según la clase del vidrio se le agregan diferentes tipos y cantidades de modifica- dores de la red (p. ej. óxido sódico, óxido potásico, óxido cálcico y óxido de aluminio) así como, en caso necesario, otros aditivos (p. ej. óxido de cinc, óxido de bario y óxido de estaño), de manera que mediante la influencia resultante sobre la estructura de la red se pueden controlar las cualidades materiales del vidrio. Además de estas diferencias químicas de las diversas clases de vidrio, también existen numerosos métodos diferentes de elaboración del vidrio (procedimiento de vidrio flotado, fundición, laminado, estirado, tallado y pulido), que entre todos influyen sobre el aspecto final del vidrio (estructuras lisas vs. onduladas, pocas inclusiones de aire vs. ninguna, etc.).
El vidrio plano (“float glas” = vidrio flotado) adquiere una especial importancia en particular para las aplicaciones en el campo del interiorismo, ya que debido a su carácter liso ofrece condiciones ideales para la decoración digital del vidrio.
Cualidades del vidrio relevantes para la impresión
Si se compara la composición química y las cualidades materiales del vidrio con las de los sustratos habituales para la impresión por chorro de tinta (papeles, láminas de polímeros, etc.), llaman la atención sus diferencias fundamentales. Mientras que el vidrio se trata de una masa inorgánica fundida subenfriada, que no tiene ninguna cualidad de hin- chamiento significativa o que solo tiene muy pocos grupos químicos de anclaje en la superficie, los sustratos clásicos de la impresión por chorro de tinta son de naturaleza orgánica y presentan buenas cualidades
de hinchamiento o de absorción. La presencia adicional de diversas funcionalidades superficiales dependientes del material permite además la formación de enlaces químicos entre el sustrato y la tinta aplicada con la impresión, de manera que para los sustratos habituales de la impresión por chorro de tinta se alcanza una excelente estabilidad de la impresión.
Las grandes diferencias existentes entre el vidrio y los sustratos clásicos de la impresión por chorro de tinta explican fácilmente porqué las tintas estándar para el chorro de tinta muestran una adherencia sobre el vidrio que no es satisfactoria. Aunque a este respecto se han encontrado inmediatamente después de impresión adherencias al sustrato parcialmente suficientes, las cuales resultan puramente de la adhesión de la tinta al vidrio, este tipo de impresiones digitales sobre vidrio muestran sin embargo, debido a la falta de anclaje químico y físico
con el medio, una estabilidad muy mala ante la acción de la humedad (vapor de agua o acción directa del agua) o de diversos materiales de limpieza. El total desprendimiento de la impresión del vidrio que se observa frecuentemente es causado por una especie de “acción de agente separador”, p.ej. al introducirse agua entre el medio y la impresión, causando allí manifestaciones de deslaminación. Hasta ahora solo se ha podido contrarrestar este efecto mediante complejos tratamientos previos del sustrato, pero la aplicación de la imprimación necesaria para este fin limita mucho en la mayoría de los casos la velocidad del proceso o bien deja inclusiones de aire o sombreados no deseados en las partes no impresas.
(a)
Tinta UV Sol-Gel orgánica de Durst
Dado que el desprendimiento de la impresión sobre vidrio por la acción p. ej. de la humedad limita mucho la aplicación práctica en cocinas, baños, muebles, puertas, paredes, etc., Durst se concentró en el desarrollo de una nueva tinta híbrida, que permite la decoración digital del vidrio sin la utilización de una imprimación. El sistema de tinta de pigmentación orgánica desarrollado exento de COV, basado en la química Sol-Gel, combina las cualidades de impresión de las tintas UV normales para los materiales POP (velocidad, disolución, comportamiento de endurecimiento, etc.) con excelentes cualidades de adherencia sobre vidrio, esto incluso con la acción de la humedad o de materiales de limpieza. La tinta orgánica UV Sol-Gel de Durst está disponible en
los colores Cyan, Magenta, Yellow, Black y White. Mediante la tinta especial “Satinato” existe además la posibilidad de producir imitaciones digitales de vidrio satinado.
La cadena del proceso para la aplicación de la tinta UV Sol-Gel de Durst abarca como primer paso la cuidadosa limpieza del sustrato para garantizar que queda libre de polvo, grasa y silicona. A continuación se realiza la impresión con la tinta UV Sol-Gel mediante una Rho 800 y gracias al secado UV, además de una alta calidad de imagen, también se obtienen productos intermedios absolutamente secos y resistentes al frotamiento.
El final del proceso está formado por un paso de tratamiento térmico posterior (10 minutos a 200 °C), que sirve para activar en la tinta los ingredientes Sol-Gel especiales. Gracias a ello se produce un enlace químico de los componentes Sol-Gel de la tinta con la superficie de vidrio, tal como se muestra en la figura 2.
Precisamente estos enlaces químicos destacan la tinta UV Sol-Gel de Durst de las tintas estándar para el chorro de tinta o del estado de la técnica, proporcionan la extraordinaria estabilidad a las correspondientes impresiones sobre vidrio y posibilitan a nuestros clientes posicionarse, ellos y sus impresiones digitales sobre vidrio, de manera excelente o a diferenciarse de la competencia.
Estabilidad de las impresiones sobre vidrio
Mediante el principio de acción patentado de la tinta UV Sol-Gel de Durst que se acaba de describir, se mantiene una excelente estabilidad de las impresiones sobre vidrio bajo la acción de la humedad y de los materiales de limpieza. En este punto se resume como visión de conjunto la estabilidad de las impresiones sobre vidrio.
Estabilidad al agua fría:
Después de introducir las impresiones sobre vidrio en agua a temperatura ambiente, al cabo de un tiempo de exposición de 72 horas no se encontró
- ninguna pérdida de adherencia al sustrato (según DIN EN ISO 2409),
- ningún reblandecimiento de la impresión sobre vidrio,
- ninguna formación de burbujas, fragilidad ni otro desprendimiento, ni tampoco
- ningún cambio de color.Estabilidad al agua caliente (según ASTM D870-02):
Después de introducir las impresiones sobre vidrio en agua de hasta 65 °C, al cabo de un tiempo de exposición de 30 minutos no se encontró
- ninguna pérdida de adherencia al sustrato (según DIN EN ISO 2409),
- ningún reblandecimiento de la impresión sobre vidrio,
- ninguna formación de burbujas, fragilidad ni otro desprendimiento, ni tampoco
- ningún cambio de color.Estabilidad al vapor (según ASTM D2247-02):
Después de someter las impresiones sobre vidrio a la humedad del aire del 100% y hasta 45 °C, al cabo de un tiempo de exposición de 72 horas no se encontró
- ninguna pérdida de adherencia al sustrato (según DIN EN ISO 2409),
- ningún reblandecimiento de la impresión sobre vidrio,
- ninguna formación de burbujas, fragilidad ni otro desprendimiento, ni tampoco
- ningún cambio de color.Estabilidad a los materiales de limpieza y los disolventes:
Después de 500 carreras de frotamiento con un paño de limpieza suave no se ha encontrado ningún desprendimiento con las siguientes soluciones de ensayo
- agua, isopropanol (60% acuoso), etanol (60% acuoso) y acetona (40% acuosa),
- ácido clorhídrico (10% acuoso) y sosa cáustica (2.3% acuosa),
- limpiacristales comercial como p.ej. “limpiacristales Ajax”,
- limpiador de baños como p. ej. “limpiador de baño Blue Star Power”,“Cif Bad & Dusche Bain” y “Antikal” así como
- materiales de limpieza con ácido acético con un máx. de 5% de ácido.Solidez a la luz:
• excelente
• clasificación según escala azul según DIN: nivel 8
La tinta UV Sol-Gel de Durst, en base a la estabilidad encontrada de las impresiones sobre vidrio, tiene el potencial para definir un nuevo estado de la técnica para vidrios con decoración digital en aplicaciones para interior y aplicaciones temporales para exterior. No obstante existen también limitaciones en la estabilidad de las impresiones sobre vidrio, por ejemplo se debe excluir el empleo de materiales de limpieza oxidantes y/o decolorantes. Igualmente se debe evitar la limpieza con medios de limpieza puntiagudos, metálicos o de acción abrasiva
(p. ej. líquido para fregar, esponjas para cazuelas, etc.), dado que se trata de una capa que descansa sobre vidrio.
Resumen
La decoración gráfica de vidrio en cocinas, baños, muebles, puertas, paredes, etc. es de gran interés para arquitectos, diseñadores y artistas. A pesar de la gran demanda del mercado, hasta ahora solo se han podido producir los correspondientes productos mediante serigrafía o después de costosos tratamientos previos del sustrato (imprimación) que eran esenciales para lograr una suficiente estabilidad de las impre- siones sobre vidrio bajo la acción de la humedad y/o los materiales de limpieza.
La tinta UV Sol-Gel de Durst ofrece un nuevo e innovador planteamiento de solución para este tipo de aplicaciones que, gracias al enlace químico de la tinta inducido térmicamente a la superficie de vidrio, garantiza excelente adherencia al sustrato y estabilidad de las impresiones sobre vidrio. De esta manera se hace posible producir lotes de pequeño tamaño hasta el tamaño de lote de 1 unidad con eficiencia de costes y totalmente sin emplear imprimaciones, lo cual produce para los clientes de Durst nuevas posibilidades de posicionamiento y de diferenciación en el campo de la transformación gráfica del vidrio.
Fuente: http://www.durst-online.com