¿EL FUTURO ES DIGITAL? UNA EXPERIENCIA EN ESTAMPADO DIGITAL REACTIVO

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Escribe: Química. Andrea Dávila  Alvarez (*)

La transformación digital de la sociedad y de la economía es una realidad sorprendente, fascinante y, sobre todo, plenamente utilitaria. De manera muy acelerada ya estamos en pleno desarrollo del internet de las cosas, del uso masivo del big data, de la robótica y la conducción autónoma; así como de la impresión en 3D, para usos inverosímiles, incluyendo la moda); de la industria 4.0, que hará parecer rudimentaria a la industria actual, y todo lo cual se soportará sobre la base del 5G.

La industria textil no es ajena a los avances de la inteligencia artificial y esto ya se evidencia en todas sus áreas, en particular en el área de estampado. Un ejemplo de ello son las cada vez más sofisticadas y versátiles impresoras digitales, que traen beneficios sustantivos en ahorro económico, de insumos químicos, entre otros; lo que va en concordancia con la tendencia mundial a la optimización de la producción y a la preservación del medio ambiente.

La tendencia del consumo actual se dirige a la autenticidad y la creación individualista. La afición contemporánea por expresarse independientemente es una clara tendencia artística y social, y las naciones, la cultura y la industria están reaccionando a aquel llamado. La industria textil, que, con mayor razón siempre ha estado ligada al mundo de la creación artística, también responde al consumo de esta sociedad.

En los últimos años, la industria textil ha sido testigo de cómo las producciones de estampado son cada vez más cortas. El empleo de un menor número de órdenes de repetición es una clara evidencia de ello. La razón principal a esta tendencia es la forma en la que los consumidores han cambiado sus patrones: los clientes piden una gran variedad de colores y telas que expresen su individualidad a través de diseños únicos.

La industria peruana también busca distinguirse, tenemos como ventaja nuestra ancestral trayectoria con fibras naturales de excelencia, como el algodón pima y el pelo de alpaca. Además, el estampado, siendo una herramienta que permite la transmisión de ideas, cultura, arte y moda, no es ajena a esta nueva revolución tecnológica.

Ante esta nueva tendencia, los estampadores nos hacíamos constantemente la pregunta ¿Cómo nos adaptamos y respondemos a este cambio? ¿Podemos hacerlo usando el estampado convencional?

Estas tendencias sociológicas plasmadas en la moda, determinan que los fabricantes de textiles y prendas de vestir busquen y logren una flexibilidad sin precedentes y mejores oportunidades de aplicación para el crecimiento del negocio textil.

EFI REGGIANI BOLT. La estampadora digital Single Pass puede llegar a estampar hasta 60 metros por minuto en tejidos plano y de punto.

Es por ello que el mundo del estampado sigue desarrollando nuevas tecnologías. La más popular y la que asume el mayor potencial es la estampación digital, la cual ofrece un poder binario al mercado industrial, ya que la podemos utilizar en muestras o strike offs y para la elaboración del producto final. Esta capacidad es más evidente en el caso de las muestras. Aquí el estampado digital responde eficazmente, pues aporta flexibilidad al diseño y a la coloración, ahorra tiempo y dinero. En producciones de corridas cortas, da la opción de reducir inventarios, como productos químicos, y el almacenaje de cilindros utilizados con otros métodos.

Cabe destacar que, en promedio, la velocidad de las máquinas multipases aún no puede competir con la tecnología convencional que alcanza hasta 100 metros por minuto, pero al encontrarse la estampación digital en permanente innovación y desarrollo, cada vez se acorta más esa desventaja. Existe maquinaria digital single-pass mostrada en la reciente ITMA que puede alcanzar hasta los 60 metros por minuto. 

Conceptos básicos

La tecnología de estampación digital textil es similar a la utilizada en las impresoras de escritorio, la diferencia radica en los tipos de tinta, la concentración de estas y sus propiedades físicas. El estampado digital se lleva a cabo a través de un proceso de no impacto, en donde las gotas de tinta deben dar color a una zona específica de la tela y en absoluta coordinación con otras gotas. El fin es crear una forma que produzca la impresión deseada en el sustrato textil, en exacta concordancia con los patrones previamente diseñados.

Los sistemas más corrientes de impresión digital para textiles utilizan entre 4 a 12 tintas de color, las cuales se mezclan por la proximidad y superposición de los puntos configurados, como mosaicos o distribuidos aleatoriamente, para crear la ilusión de millones de colores distintos.

En Creditex tenemos décadas perfeccionando cada paso para estampar colorantes reactivos con tecnologías convencionales, como la estampación rotativa. Sabemos que necesitamos copajes de estampado, los productos químicos para fabricarlos, los matices con tricromías de estos colorantes, entre otros.

Pero ¿La estampación digital es igual? ¿Qué procesos implican? Son preguntas que, al iniciar nuestra travesía en la estampación digital, necesitábamos responder. A continuación, describiré estos pasos.

1. Pretratamiento del tejido

Es la etapa en la que se acondiciona el tejido, con una preparación que comúnmente contiene polímeros solubles en agua, sales, urea y auxiliares.

                   Tela sin pretratamiento                     Tela con pretratamiento                                                                       

El pretratamiento del algodón normalmente se hace en dos etapas, esto quiere decir que el tejido es pretratado con espesante y base álcali, entre otros productos, mientras que la tinta le da la coloración deseada.

Receta para el pretratamiento

El papel del espesante en este proceso de estampación es preservar la nitidez de los bordes y contornos, además de mantener la humedad para que los colorantes y productos químicos se disuelvan en las fibras y, enseguida, entrar en la fase de vapor. La función de la urea es lograr un estampado homogéneo y ayudar a mantener la humedad en la tela. Las gotas de tinta forman una película de naturaleza hidrofílica en la superficie de la fibra.

Entre otros auxiliares, el antiespumante previene la formación de espuma durante la aplicación, mientras que el antireductor es el encargado de proteger al colorante de los efectos de la reducción para evitar que el estampado varíe de tonalidad.

El almacenaje de los textiles pretratados antes de la impresión es un factor a considerar, ya que los tejidos hidrofílicos son sensibles a la humedad en los almacenes. Es importante controlar su humedad para que no influya en la calidad del estampado, así como en la absorción de la tinta. Si los tejidos se almacenan en condiciones adecuadas, por periodos de hasta tres meses, no se afectará la absorción de la tinta y, en consecuencia, la calidad del diseño.

2. Diseño y adaptación de la imagen

Para el tratamiento de la imagen existen diversos softwares de diseño que permiten la adaptación de los patrones, cambiar las características de la imagen a estampar, los tonos, la saturación, la luminosidad, y el tamaño, forma o contraste. Es importante considerar en este proceso dos factores técnicos para la calidad de imagen que tendrá nuestro estampado: la resolución y la nitidez.

3. Matizado de color y perfil de estampación

En el proceso de estampado uno de los principales objetivos es tratar de obtener el color correcto. No todos los puntos de color pueden ser reproducidos en el espacio disponible, cuando se usa el proceso de coloración de CMYK, sin embargo, usando el gamut (gama) de color extendido se puede obtener cerca del 90% de colores de punto en Pantone.

El proceso de matizado en el estampado digital es diferente al convencional y toma tiempo adaptarse, ya no se trabaja con tricromías y cortes de color. Ahora utilizamos perfiles de estampación, los cuales todavía poseen restricciones en ciertas gamas de colores y en el perfil ICC, el cual tiene como objetivo dividir la traducción de entradas y salidas de espacios de color. Este puede usar valores CIE-Lab o CIE-XYZ como dispositivos de espacios de color independientes.

El perfil ICC de matizado de colores se divide en dos tareas:

Preparación: elaborar un perfil en un tejido determinado para así tener un espacio o gamut de color, a fin de definir las entradas (tejido, base a estampar) y salidas (espacios de colores finales). Esto se realiza usando espectrofotómetros calibrados (Xrite, Avantes, etc.) y un software de perfil (Ergosoft, Mnac Profile, NoeTextile, etc.).

Aplicación: seleccionar el perfil de entrada y salida para cada trabajo a estampar. El cálculo y combinación de los dos perfiles y determinación del valor del ICC de salida correcto lo realiza la herramienta de matizado de colores, la cual puede ser parte del software RIP o del sistema operativo de la estampadora.

Debido a que el perfil ayuda a controlar las salidas de espacios de color en el estampado, la precisión en el matching de color, los gradientes de color y la amplitud del gamut de colores, resulta de suma importancia hacer un test de consistencia de nuestros perfiles con una frecuencia mensual. Esto permitirá comprobar la uniformidad de nuestros sustratos, el ambiente de trabajo y la calidad de las tintas reactivas.

Además, el proceso de matizado se desarrolla con herramientas de saturación, luminosidad y equilibrio de color; sin duda un proceso diferente y con algunas limitaciones de color en comparación con la estampación convencional. 

INNOVACIÓN. Creación de perfiles utilizando el software Neo Textile.

4. Estampación digital

Los colorantes reactivos son de croma alta. Colorantes solubles en agua que contienen un grupo reactivo, los cuales forman un enlace covalente con la fibra (sustitución nucleofílica). Es importante que las condiciones de reacción sean controladas de manera que el colorante reaccione con la celulosa en vez de ser hidrolizado por el álcali.

Como hemos mencionado, una de las principales características del estampado digital y que lo diferencia de otras tecnologías de impresión, son las propiedades y características que deben poseer sus tintas. Las tintas reactivas suelen contener, colorantes, disolventes, cosolventes, humectantes, biocidas y estabilizadores de pH, además de agentes quelantes y agentes de solidez a la luz.

Uno de los procesos más importantes en la producción de tintas es la filtración, incluida la microfiltración, para eliminar los materiales insolubles en agua; así como la filtración por membranas para eliminar los electrolitos, tales como iones de cloruro y sulfato. Además, en la formulación de la tinta es necesario optimizar sus propiedades físicas a fin de brindar un mayor promedio de vida a los cabezales.

El comportamiento reológico de las tintas es formulado con mucho detalle, ya que la formación de las gotas del flujo son despedidas por las boquillas del cabezal o nozzle en referencia al punto de colocación, difusión y penetración, fenómenos que se dan en unos pocos milisegundos.

TINTAS. Cabezal Kyocera KJ4B 600 DPI (2558 nozzle)

Las gotas de tinta tienen un volumen de 3 picolitros, es decir, 3 millonésimas partes de un litro que puede ser representado numéricamente con 0.000000000001/litro. Es difícil imaginar el tamaño de una gota tan minúscula. La naturaleza de la superficie con la que esta hará contacto determina lo que le sucederá después del impacto.

Todas las impresoras de inyección expulsan tinta, pero el mecanismo utilizado varía de un fabricante a otro. Existen diversos métodos de estampado digital – INK JET, según los cabezales y sistemas.

Métodos de estampación INK JET

• Método continuo

Los deflectores de campo eléctrico producen continuamente gotas de tinta, en un número necesario para que fluyan adecuadamente. Estas se crean por la aplicación de presión de 50 a 100kHz con un vibrador piezoeléctrico.

• Método Drop on demand (goteo por demanda)

La transferencia electromecánica permite que la deformación de los elementos piezoeléctricos posibilite la expulsión de las gotas de tinta, de tal forma que la presión en el flujo las dirija sin ningún dispositivo de desviación.

EQUIPOS. Estampación Digital Reactiva – Reggiani Renoir PRO (Sistema Drop on Demand)

5. Fijado del colorante

La fijación del colorante se produce con vapor, por lo que necesita humedad, ausencia de O2 y energía térmica. Esto se logra con un vaporizador atmosférico que contenga humedad saturada específica y una temperatura nominal de 100°C. Con esto las condiciones son satisfechas, de tal forma que la concentración de O2 en agua es inversamente proporcional a la temperatura.

6. Lavado y acabado

El lavado y la eliminación del exceso de productos químicos y colorantes no hidrolizados se producen luego del vaporizado. La tela necesita ser lavada para eliminar la tinta y los auxiliares utilizados, con lo cual se mejora el brillo de los colores y las solideces. Luego de vaporizar y lavar, la tela puede ser acabada con diversos productos químicos para mejorar sus propiedades físicas, tales como la suavidad, la hidro repelencia, repelencia a aceites y acabados con retardantes de flama.

MUESTRA. Estampados digitales

Consideraciones

La estampación digital debe vencer algunos obstáculos para establecerse como la mejor alternativa dentro de la estampación textil. Mediante el proceso productivo se ha podido identificar algunas consideraciones a tener en cuenta.

a. Mantenimiento de los cabezales

Los cabezales tienen una vida media relativamente corta. Asegurar el correcto funcionamiento de estos depende del cuidado que reciban, aunque las características de este mantenimiento y sus condiciones dependerán de las recomendaciones de los fabricantes, los cuales generalmente nos indican las siguientes pautas:   

• Ambiente adecuado: Al instalar la estampadora el área debe contar con purificador de aire, temperaturas adecuadas y un porcentaje de humedad específico al tipo de cabezal utilizado.

• Parámetros de agua: El agua que hace contacto con los cabezales debe ser de preferencia destilada o blanda.

• Circuito de tintas y cabezales: Anualmente el circuito completo deberá ser lavado en su totalidad para eliminar las impurezas propias del proceso.

b. Personal capacitado

Siendo esta una nueva tecnología en la industria textil mundial, y obviamente peruana, encontrar personal capacitado es una tarea todavía difícil, más aún cuando los centros de formación técnica recién se están adecuando a los requerimientos de la industria.

Siendo Creditex una empresa líder en el sector, y con una vasta experiencia en el área de estampado, hemos desarrollado un proceso de adaptación del personal con años de experiencia en estampación rotativa hacia la digital, el cual continúa a través de capacitaciones constantes con programas de pruebas y ajustes con el fin de optimizar el proceso.

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Referencias:

-Digital printing of Textile – H Ujiie.

-Tintura digital de tejidos con colorantes dispersos y reactivos – Miriam Martín Macías

-ir.efi.com/news-releases/news-release-details/efi-introduces-next-generation-single-pass-reggiani-bolt-textile

(*) Andrea Dávila Alvarez es Química por la Universidad Federico Villarreal. Ha seguido especializaciones de Estampación Digital en Italia y de Programa Internacional de Innovadores para el Crecimiento y Excelencia de las Organizaciones Empresariales en India, además, cuenta con experiencia en proyectos de investigación en análisis químico en el Instituto de Investigaciones de la Amazonía Peruana y UNIDO.

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