El pequeño gran mundo de la nanografía

Hace cinco años, la nanografía prometía revolucionar a la industria de la impresión digital. ¿Qué ha pasado desde su aparición?

Después de su presentación al público en Drupa 2012, la nanografía había mantenido un perfil bajo, cosa que extrañó al sector de las artes gráficas, pues su aparición prometía avances significativos para la impresión digital.

Cinco años después, Landa rompe el silencio sobre el estado actual de su hijo pródigo, y anuncia la instalación de dos de sus equipos Landa S10 Nanographic Printing Press en dos empresas de la industria del empaque, las etiquetas y el envasado durante la fase beta de 2017. Pero ¿qué tiene de particular este sistema?

Desde un nivel técnico, las diferencias estriban en la manera de imprimir. Como bien sabrán, los equipos inkjet tradicionales crean la imagen directamente sobre el sustrato.

La nanografía funciona de forma diferente, ya que posee inyectores de tinta montados en barras de impresión que disparan el insumo sobre una mantilla situada a una distancia de 1-2 mm. Entonces, la tinta es transferida de esta mantilla al sustrato en la forma de una película ultra-delgada.

Tecnología de impresión digital basada en la nanotecnología

Sin embargo, lo más interesante de esta nueva forma de impresión está en el mundo de las partículas diminutas. En términos muy sencillos, la nanotecnología es la rama de la ciencia que se encarga de manipular la materia a un nivel atómico de entre uno y cien nanómetros. De este modo, es posible diseñar y crear materiales con propiedades únicas, los cuales reciben el nombre de nanomateriales.

Los nanómetros son unidades de medición muy, muy pequeñas. Un nanómetro equivale a la billonésima parte de un metro, o 100 millonésimas de milímetro. Por ejemplo, una hoja de papel tiene un grosor de 100,000 nm. Si comparamos el tamaño de un nanómetro con el diámetro de una pelota de tenis, sería como comparar el diámetro de una pelota de futbol soccer con el del diámetro del planeta Tierra.

Como mencionamos, los nanomateriales son uno de los productos principales de la nanotecnología. Entre ellos podemos encontrar partículas, tubos o fibras a nanoescala. Hoy en día existen aplicaciones para ellos en los ámbitos de la salud, la electrónica, los cosméticos, los textiles, la informática y la protección medioambiental.

La nanografia trabaja con una tinta aguosa especial (Nanotinta) con moleculas de pigmentos en tamaño de nanómetros. 

El factor de innovación del proceso nanográfico radica en que utiliza pigmentos de tamaño nanométrico para absorber considerablemente más luz que otros pigmentos. Este tipo de tinta busca producir gráficos con puntos ultra nítidos con una uniformidad alta, mayor brillo y una amplia gama de colores, que —de acuerdo a sus creadores— abarca al menos un 15% más de colores que la impresión offset.

La idea detrás de aplicar principios de nanotecnología en la impresión digital viene de la necesidad de romper con el paradigma que domina el mercado de las artes gráficas y, con ello, lograr un mejor aprovechamiento de los recursos y tiempos de impresión.

Según un estudio desarrollado hace algunos años, el 98% de las páginas no se imprimen con tecnología digital, sino que se aplica tecnología que básicamente tiene una antigüedad de 500 años. Cuando los procesos de impresión digital modernos aplican tinta directamente al papel, la tinta húmeda penetra en él y numerosas partículas de pigmento terminan debajo de la superficie y no actúan como elementos eficaces para la absorción de luz.

Asimismo, cuando se imprimen múltiples colores uno sobre el otro, la cantidad de tinta húmeda que puede aplicarse al papel está limitada. Este umbral máximo se denomina cobertura total de la tinta (Total Ink Coverage o TIC, por sus siglas en inglés) o cobertura total de área (Total Area Coverage, TAC).

Cualquier cantidad de tinta que se aplique por encima de este límite no se adhiere a las capas anteriores y, lo que es más, la tinta húmeda puede no secarse correctamente y manchar las hojas impresas. Esta limitación aplica para todos los procesos de impresión, desde offset hasta inkjet/impresión digital.

En el caso de la impresión digital por inyección de tinta, la tinta contiene tanta agua que el papel puede llegar a saturarse, hincharse, deformarse y arrugarse. Por ello, hay que calentar el papel para que se evapore el agua. Esto limita el uso de tintas a base de agua para aplicaciones de cobertura de área baja, como libros y materiales promocionales, y provoca que no sean adecuadas para aplicaciones con mayor cobertura, como impresión comercial, envasado o para aplicaciones específicas en el sector editorial, como revistas y libros a todo color.

Mirando a la tinta muy de cerca

Aquí es donde la nanografía encuentra su nicho. La investigación en nanotecnología ha descubierto que algunos materiales adquieren propiedades interesantes cuando se reducen al tamaño de nanopartículas. En el transcurso de una década de experimentación, se observó que los pigmentos de tinta reducidos a escala nanométrica se convierten en colorantes potentes.

De este modo, se generó un proceso de impresión que elimina la absorción del material portador de la tinta líquida por parte del sustrato. Estos pigmentos de tamaño ultra pequeño y su capacidad para formar una capa muy fina de tinta permiten realizar impresión digital a grandes velocidades, además de poder trabajar con papeles normales sin tratar, reciclados, estucados o no estucados, cartón grueso y varios tipos de plásticos, incluyendo PE, PET, PVC y BOPP.

Para darnos una idea, la llamada “nanotinta” contiene partículas de pigmento de tamaño nanométrico. En comparación, las tintas offset de alta calidad presentan un tamaño de partícula de aproximadamente 500 nm, al menos diez veces más grande. 

El sistema de impresión

Como se mencionó anteriormente, el proceso nanográfico utiliza barras de impresión que disparan tinta sobre una mantilla situada a una distancia de 1-2 mm. Cada barra de impresión imprime un color específico. Los equipos de Landa incorporan ocho barras de impresión y pueden imprimir hasta ocho colores diferentes al mismo tiempo. Asimismo, pueden ampliarse para incorporar CMYK y colores directos o colores especiales, como el blanco.

A medida que cada gotita alcanza la mantilla caliente, la tinta se extiende y pierde rápidamente su agua, lo que reduce aún más el espesor. Cuando se evapora el agua completamente, la tinta se convierte en una película polimérica seca ultra delgada de 500 nm.

Cuando se presiona contra el sustrato de impresión para realizar la transferencia, se adhiere con fuerza al sustrato sin penetrarlo. Debido a esto, es posible pensar que, en un futuro, existirán equipos que permitan realizar impresiones por lado y lado utilizando esta tecnología. Las imágenes creadas no requieren proceso de secado posterior.

La nanografía hoy

EFI CEO Guy Getch y el fundador de la nanografía Benny Landa crearon una alianza estratégica para desarrollar un sistema frontal digital incluido en la Nanographic Printing de Landa. 

Desde hace un par de años, varios protagonistas de la industria de impresión digital se encuentran trabajando juntos para continuar desarrollando esta tecnología. Landa fincó alianzas estratégicas con proveedores como Komori, EFI y AVT. Por un lado, Komori (una corporación con base en Tokyo que fabrica prensas de impresión en hoja y en bobina) actualmente es suministrador global de todas las plataformas con alimentación de hojas de la Landa Nanographic Printing Press.

Asimismo, las dos empresas trabajan juntas para que Komori pueda crear su propia marca de equipos de nanografía utilizando la tecnología e insumos creados por Landa. Por otro lado, EFI se ha encargado de generar un sistema frontal digital (DFE por sus siglas en inglés) basado en su tecnología Fiery para las impresoras planas y rotativas de Landa, dirigidas principalmente para los segmentos de impresión comercial, editorial, cartón plegable, PLV y envases flexibles.

El DFE permite controlar la impresión a 4-8 colores y alta velocidad en los equipos, permitiendo a los operarios realizar cambios de última hora en máquina, imprimir pruebas y producir trabajos urgentes al momento. Asimismo, recopila información sobre el estado de las máquinas y permite realizar tareas de inspección y control de circuito cerrado.

Por último, la compañía AVT (Advanced Vision Technology) desarrolló un sistema de control de calidad para monitorear el desempeño de las boquillas y aumentar la productividad del equipo. Otro de los lanzamientos más recientes es la introducción de la tecnología de nano-Metalografía.

us principales características son que no deja residuos y que aspira a reducir a la mitad los costos de la impresión metalizada. En la actualidad, los procesos de impresión y acabados con materiales metalizados (conocidos como foiling y stamping) desperdician mucho material y requieren altos costos de producción. Dentro de las metas pioneras de la nano-metalografía está abrir el camino hacia otras aplicaciones, incluyendo el empaque metalizado para uso en hornos de microondas.

Los equipos de impresión

Después de más de una década de investigación y desarrollo, apenas este año se comenzarán a distribuir los primeros equipos de impresión nanográfica. Aunque éstos se encuentran aún en una fase de prueba, las empresas que decidieron adquirirlas han decidido apostar por el potencial de la nanografía en el sector de cajas plegables, envases, etiquetas y envasado de cartón y papel.

Las impresoras Landa S10 Nanographic Printing Press cuentan con un formato de impresión de un solo lado para sustratos con tamaño B1 (41 in / 1,050 mm). Están pensadas para la producción de cartón plegable, aplicaciones POP/POS y cajas corrugadas. Tiene una capacidad de impresión que va de las 6,500 a las 13,000 hojas por hora con sustratos de grosor 2.4-32 pt. (60-800 nm).

Asimismo, ofrece una resolución de hasta 1,200 dpi de 4 a 8 colores y contiene la opción de aplicar recubrimientos acuosos o UV para la optimización de los materiales. Otra de sus particularidades es que toma en cuenta el llamado user experience (experiencia del usuario) para operar la máquina.

Basándose en estadísticas que indican que utilizamos, en promedio, 150 veces al día nuestros smartphones, Landa incorporó pantallas táctiles y tablets para que el operador pueda monitorear el equipo, incluso estando lejos de la máquina.