Industria Gráfica: Flexografía

Transcripción

1 Cátedra Industrias y Servicios I Industria Gráfica: Flexografía Grupo 9 Fabricio Antoniocci - Leg 9712 Günther Atem - Leg 9836 Emiliano Farina - Leg Osvaldo García - Leg. 9710

2 CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN A LA INDUSTRIA GRÁFICA 2. FLEXOGRAFÍA 3. DEFINICIÓN DE LOS PRODUCTOS Y CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS 4. MATERIAS PRIMAS E INSUMOS 5. PROCESO PRODUCTIVO 6. COSTOS VARIABLES UNITARIOS POR PRODUCTO 7. TIPO DE PRODUCCIÓN 8. ANÁLISIS DE PROVEEDORES MATERIAS PRIMAS E INSUMOS 9. ESTACIONALIDAD DE PRODUCCIÓN Y VENTAS 10. EQUIPOS NECESARIOS 11. NECESIDADES DE STOCK 12. INFRAESTRUCTURA 2

3 1. Introducción a la Industria Gráfica La industria gráfica es un sector industrial que se caracteriza por la relevancia de los servicios que presta asociados a los productos, y que requiere grandes inversiones en moderna maquinaria y equipos electrónicos con tecnología compleja y avanzada. Entre los servicios asociados se destacan las actividades de diseño y asesoramiento. Generalmente, la producción se realiza sobre encargos concretos, nunca en serie, con gran relevancia de las particularidades y acabados específicos de cada trabajo. Los bienes finales producidos por el sector gráfico satisfacen necesidades de orden formativo, informativo, recreativo, científico, técnico, de difusión y transmisión cultural, de promoción y publicidad, de preservación y de presentación de productos, constituyendo a la vez insumos necesarios para el desarrollo de actividades educativas, comerciales, impositivas, financieras, laborales, legales, etc. 2. Flexografía La flexografía es una técnica de impresión en relieve, puesto que las zonas impresas de la forma están realzadas respecto de las zonas no impresas. La plancha, llamada cliche o placa, es generalmente de fotopolímero (anteriormente era de hule vulcanizado) que, por ser un material muy flexible, es capaz de adaptarse a una cantidad de soportes o sustratos de impresión muy variados. La flexografía es el sistema de impresión característico, por ejemplo, del cartón ondulado y de los soportes plásticos. Es un método semejante al de un sello de imprenta. En este sistema de impresión se utilizan tintas líquidas caracterizadas por su gran rapidez de secado. Esta gran velocidad de secado es la que permite imprimir volúmenes altos a bajos costos, comparado con otros sistemas de impresión. En cualquier caso, para soportes poco absorbentes, es necesario utilizar secadores situados en la propia impresora. Las impresoras suelen ser rotativas, y la principal diferencia entre éstas y los demás sistemas de impresión es el modo en que el cliché recibe la tinta. Generalmente, un rodillo giratorio de caucho recoge la tinta y la transfiere por contacto a otro cilindro, llamado anilox. El anilox, por medio de unos alvéolos o huecos de tamaño microscópico, formados generalmente por abrasión de un rayo láser en un rodillo de cerámica y con cubierta de cromo, transfiere una ligera capa de tinta regular y uniforme a la forma impresora, grabado o cliché. Posteriormente, el cliché transferirá la tinta al soporte a imprimir. El proceso de flexografía es característico para la impresión de etiquetas autoadheribles en rollo, las cuales se pueden imprimir en papel, películas y plásticos. Este es uno de los métodos de impresión más usado para envases, desde cajas de cartón corrugado, películas o films de plásticos (polietileno, polipropileno, poliester, etc) bolsas 3

4 de papel y plástico, hasta la impresión de servilletas, papeles higiénicos, cartoncillos plegadizos, periódicos, etc. El método es económico con respecto al producto final, porque permite un mayor número de reproducciones a un menor costo. Al principio se llamaba anilina ya que se usaban tintas en base de este compuesto químico. Este proceso permite la impresión desde uno a diez colores. En el caso de que se utilicen materiales transparentes, se hace indispensable el uso del color blanco, (a comparación del offset en donde el blanco se obtiene del soporte del papel la mayoría de veces, motivo por el cual se usa la cuatricromía). En el caso de la flexografía es muy común el uso de colores preparados o pantone, por ejemplo si se realiza un producto con fotografía, éste se imprime en ocho colores: blanco, cyan, magenta, amarillo, negro (para la foto), negro (para el código de barras y el texto) y dos colores más para realizar fondos saturados, entre estos pueden estar el dorado, plateado y/o el pantone de la empresa Para diseñar un empaque flexográfico, se requiere de un conocimiento amplio de los procedimientos que se necesitan para realizarlos. En primer lugar, se deben conocer las necesidades del cliente, qué tipo de producto se comercializa, si es sólido, líquido o congelado, luego el material que desea el cliente, en el caso de que quiera para incluir varios elementos, o empacar uno en especial. Cuando se diseña se debe tener la información precisa del producto, de la marca, el estudio de mercado, conocer los requerimientos del cliente y lo que se quiere comunicar, tendencias de diseño, y otros conceptos básicos que se demandan en flexografía, como la clase de film, si es mono capa, laminado o tri-laminado, esto determina si es impresión interior o exterior, el pigmento del material, el cubrimiento de tinta, la compensación y el tipo de sellado. Para la captación del interés del cliente, el empaque debe ser impactante, es decir, sobresalir entre los miles de figuras que van a rodearlo, tiene que tener un contenido psicológico, estético y ser funcional, esto quiere decir que el fruto es un compendio de: ideas, tipografías, colores, información, objetivos, imágenes, formas que juntos desarrollen un solo mensaje preciso, directo y comunicacional. En la flexografía los diseñadores muchas veces tienen que encargarse desde el proceso de producción hasta el de separación de colores; estos conocimientos claros ayudan a tener un proceso eficaz, fácil y rentable; se pueden utilizar métodos para pruebas como son color key, cromalin, color chek, cromacheck, dylux, etc., los que ayudan a aproximarse en un 90% a los colores finales de impresión, caso contrario un error puede resultar muy costoso. 4

5 3. Definición de los productos y/o sus características constructivas: Se desean producir bolsas de fondo de 1kg y 500g para envasar café. Las mismas están diseñadas para conservar las características organolépticas del producto como el sabor y el aroma, y no permitir el ingreso de humedad hacia el producto. Sus dimensiones figuran en la tabla a continuación: Dimensión TIpo 1 kg 500 g Alto [cm] 31,0 27,0 Ancho [cm] 12,0 9,5 Profundidad [cm] 7,0 7,0 Los envases están conformados por dos laminas, una de polipropileno biorientado (BOPP), y otra de polipropileno biorientado metalizado (BOPP Met). Ambas tienen un espesor de 20 micronoes. El polipropileno se obtiene a partir del propileno, un gas obtenido de los procesos de craking del petróleo. Este gas, sometido a ciertas condiciones de temperatura y presión, en presencia de catalizador produce como resultado un polímero compuesto por miles de unidades propileno unidas entre sí de forma lineal. Este polímero resultante es el homopolímero de polipropileno y fue descubierto en Italia a fines de la década del 50. Posteriormente, junto con múltiples aplicaciones industriales, se comenzó a producir película de polipropileno, la que mostraba tener buenas propiedades ópticas y baja permeabilidad al vapor de agua. A comienzos de los años 70, se desarrolló el proceso para convertir este polímero en una película biorientada. Las películas biorientadas presentan un ordenamiento molecular que en la mayoría de los casos es perfecto ya que las moléculas quedan ordenadas biaxialmente, como su denominación indica. Para lograr su biorientación, las moléculas fueron mecánicamente inducidas a seguir líneas de fuerza iguales tanto en sentido longitudinal como en sentido transversal. El resultado es como una especie de tramado molecular lo cual nos da una idea de gran resistencia mecánica e impermeabilidad al comparar esta película así formada con la no orientada sin ninguna trama ni forma organizada de sus moléculas. La película biorentada entonces, deja de ser termoplástica precisamente por esa alta tenacidad que adquieren sus moléculas. Con la biorientación se logró mejorar notablemente las propiedades ópticas, mecánicas y de barrera al vapor de agua de la película. El BOPP comenzó entonces a convertirse en el film más 5

6 versátil en la industria del envase flexible, llegando a desplazar totalmente al film de celofán en 20 años. Por su excelente barrera al vapor de agua se convirtió en materia prima base para los envases de galletas, snacks y todos los alimentos que no deben perder ni ganar humedad. La capa de polipropileno metalizado mejora la impermeabilidad del envase, limita la cantidad de oxígeno que ingresa y oxida el producto, además de brindar funciones estéticas para captar la atención del cliente. Ambas capas se unen por medio de un adhesivo y posterior aplicación de calor. La impresión está hecha sobre la capa de polipropileno sin metalizar, previo al pegado de ambas. 4. Materias Primas e Insumos: Como materias primas tenemos: Pellets de polipropileno, los cuales se funden para producir bobinas del mismo material. Tintas de bases solventes para realizar la impresión. Bobinas de polipropileno metalizado. Adhesivo y diluyente. Fotopolímero para cliché. Como insumos: Energía eléctrica y gas natural Canutos de cartón para bobinar el polietileno. 5. Proceso Productivo Lo primero que hacemos es colocar los pellets de polipropileno en una máquina llamada extrusora. Esta máquina es la encargada de plastificar las materias primas dejándolas en el punto justo para ser transformadas. Dependiendo los materiales, las configuraciones de los mismos, la cantidad de material que deben entregarse deberán utilizar extrusoras adecuadas para tales fines. Normalmente el polipropileno biorientado, es producido en extrusoras de dado plano, en donde se puede lograr la biorientación, que es un estiramiento de la película durante el proceso en ambas direcciones (transversal y longitudinal). La biorientación es la que en cierta medida le da las propiedades al material. 6

7 Esquema de una línea de PP biorientado El fundido es extruido como película sobre un rodillo de enfriamiento y solidificado. Con este fin, se usa un cabezal plano que lleva cartuchos de calentamiento y tiene un labio flexible deformable. El rango de espesor es de 15 a 500 um, se pueden obtener mayores espesores con aberturas de cabezal mayores. 7

8 5.1 Estirado longitudinal Consta de rodillo de precalentamiento, rodillo de estirado y templado. El estirado se consigue por el paso de la película por esta serie de rodillos girando a diferentes velocidades. 5.2 Estirado Transversal Rodillos de estirado longitudinal En las líneas de extrusión de BOPP, la película conformada luego de ser estirada longitudinalmente, es sujetada por clips o mordazas de presión desde los bordes y forzada a un estiramiento transversal, a medida que avanza, con aporte de calor. 8

9 Tanto los films como los objetos de plástico poseen superficies impermeables (no porosas) y químicamente inertes cuyas tensiones son bajas, lo que las hace no receptivas para adherirse a los substratos, tintas para imprimir, adhesivos y lazas o recubrimientos. El tratamiento corona aumenta la energía de la superficie de los films plásticos, foils, papel y polímeros a fin de incrementar la permeabilidad de los mismos para favorecer a la adhesión de las tintas, cubiertas y adhesivos. Este tratamiento consiste en bombardear con electrones la superficie del plástico. Esto se logra aplicando altas tensiones sobre un electrodo, logrando la ionización del aire circundante y de esta forma se conducen electrones hacia la superficie del plástico. El tratamiento corona incrementa la calidad y la productividad ya que, luego de haberlo realizado, se obtendrá no sólo mayor calidad y rapidez en la impresión, sino que también existe una cantidad menor de desperdicios. Para que sea 100% efectivo, debe darse durante el proceso de fabricación, pero tiene una vida inestable, por lo que puede perderse a los 6 meses, es recomendable utilizar BOPP con un tiempo en almacén no mayor a 6 meses, de lo contrario se debe verificar su tratamiento corona antes de ser utilizado. Por lo general, suele aplicársele un tratamiento corona también antes de la impresión. Características de la película BOPP: Control de la contracción Mejor propiedad barrera Mejor sellado Mejores propiedades mecánicas 9

10 De esta manera se obtiene el polipropileno biorientado listo para ser impreso. 5.3 Impresión flexográfica Esta etapa comienza con el diseño gráfico del envase, a cargo de profesionales especializados en el tema. La imagen que se desea imprimir de desarrolla por medio de software, el cual la separa por colores. A partir del diseño se obtienen los negativos, con los cuales se confecciona el cliché de impresión. Se requiere uno por cada color a imprimir. Los clichés están hechos de un fotopolímero, el cual es un material plástico sensible a los rayos UV. Se coloca el negativo sobre una hoja de fotopolímero y se expone a rayos UV. La película negativa funciona como una máscara, permitiendo que los rayos UV penetren sólo en las áreas de imagen. En las partes expuestas a la luz UV, el fotopolímero se polimeriza, es decir, se endurece o se vuelve insoluble, mientras que el fotopolímero protegido de la luz UV, permanece sin curar. Después de la exposición, se lava la plancha se fotopolímero con cepillos y un solvente para retirar el material no expuesto. El material curado (polimerizado), queda como una imagen en alto relieve la cual forma la superficie de impresión de la plancha. La plancha ya lista se coloca en el cilindro porta cliché. La unidad de impresión flexográfica convencional por rodillo de inmersión se compone de cuatro cilindros. La tinta de impresión flexográfica líquida se transfiere mediante un rodillo inmersor de caucho a las finas celdas del rodillo anilox, donde se elimina la tinta de impresión sobrante de este mediante una cuchilla de rasqueta de acero. 10

11 La plancha de impresión flexible de fotopolímeros entra en contacto con el rodillo anilox, donde transfiere alrededor de la mitad de la tinta de impresión que está en las celdas. Las zonas elevadas de la plancha de impresión flexográfica transportan la tinta seguidamente sobre el soporte. Este tipo de máquinas funciona con un tambor central sobre el que se apoya el soporte a imprimir, haciendo de base para mantener la presión que realizan las diferentes formas impresoras entintadas; esto permite que se pueda imprimir en soportes finos e inestables como el polietileno fino. Los cuerpos son satelitales con respecto a dicho tambor central. 11

12 El beneficio de este tipo de máquinas es la gran estabilidad del soporte, que se mantiene firme contra el tambor central a lo largo de todo su recorrido, por cada uno de los diferentes cuerpos impresores. El bobinado de polipropileno biorientado se coloca en la impresora, la cual por medio de rodillos lo tracciona debobinándolo, de esta manera el material llega a la zona del tambor central, el cual lo mantiene fijo y tenso. Alrededor de este se encuentran los rodillos porta cliché que aportan los diferentes colores a la imagen. Una vez que todos los colores fueron impresos el material se dirige a la zona de secado, donde por medio de resistencias eléctricas y gas natural se proporciona calor para acelerar el proceso de fijación. Durante todo este proceso se produce una evaporación de los solventes componentes de la tinta. Con la tinta ya seca, el material es bobinado nuevamente para pasar a la siguiente etapa del proceso. 5.4 Laminado Aquí se unen las películas de polipropileno cristal impreso con la lámina de polipropileno metalizado. Para esto primero se colocan en forma separada el bobinado de material impreso y el bobinado de material metalizado en la máquina laminadora. El metalizado es embebido en adhesivo en base solvente, y luego pasa a una etapa de secado similar a la de la impresión, donde se seca el adhesivo. Luego ambas películas se unen por medio de un cilindro metálico que se encuentra a una temperatura del orden de los 80 C mientras otro cilindro le aplica presión sobre este, logrando así una buena unión, para luego se bobinar nuevamente. El resultado de este proceso es un rollo de lámina compuesta e impresa, que luego se conforma y corta para dar lugar a los paquetes. Puede venderse el rollo directamente a clientes que cuenten con la maquina confeccionadora. 5.5 Confeccionado y Cortado La bobina procedente del proceso anterior se coloca en una maquina confeccionadora o pouchera, la cual por medio de unas guías mecánicas da la forma definitiva al paquete. 12

13 La máquina debobina el material, lo pliega y suelda longitudinalmente por medio de termosellado. A continuación suelda transversalmente lo que sería el fondo del paquete por la misma técnica y finalmente son cortados y embalados para la entrega. 5.6 Diagrama de flujo de proceso MATERIA PRIMA EXTRUSORA ESTIRADO TRATAMIENTO CORONA IMPRESORA LAMINADO CONFECCIONADO CORTE ENTREGA 13

14 EXTRUSORA (X kg) PELLETS POLIPROPILENO (X kg) ESTIRADO (X kg) TRATAMIENTO CORONA (X kg) 0.05 kg X Y PUESTA EN MARCHA Y EVAPORACIÓN 0.05 kg X kg Z PUESTA EN MARCHA IMPRESORA (0,95 X kg+ 0,70 Y kg) LAMINADO (0,90 kh X+0,70 kg Y + 0,95 kg Z) CONFECCIONADO (0,90 kh X+0,70 kg Y + 0,95 kg Z) TINTA (Y kg) POLIPROPILENO METALIZADO Z kg CORTE (0,90 kh X+0,70 kg Y + 0,95 kg Z) ENTREGA (0,90 kh X+0,70 kg Y + 0,95 kg Z) 14

15 6. Costos variables unitarios por producto Para 1400 Bolsas de 500 g: Componente Cantidad Costo del insumo Costo [$] Pellets 2,440 kg $15/kg 36,60 Tinta (cian, magenta, amarillo, negro) 0,032 kg $30/kg 0,96 Adhesivo 1,120 kg $26/kg 29,12 Solvente 0,260 kg $53/kg 13,78 Polipropileno metalizado 3,000 kg $80/kg 240,00 TOTAL 320,46 El Cliché de impresión es un insumo accesorio para la producción que es propiedad del cliente. En nuestro caso de estudio cada unidad es de 33 x 27 cm. Una vez finalizado el trabajo este puede llevárselo consigo. Para 300 Bolsas de 1 kg: Componente Cantidad Costo del insumo Costo [$] Pellets 0,7 kg $15/kg 10,50 Tinta (cian, magenta, amarillo, negro) 0,084kg $30/kg 2,52 Adhesivo 0,294 kg $26/kg 7,64 Solvente 0,07 kg $53/kg 3,71 Polipropileno metalizado 1 kg $80/kg 80,00 TOTAL 824,37 15

16 7. Tipo de producción La producción de envases de café debe dividirse en dos. Una primera fase, donde se produce el polipropileno biorientado. En esta etapa la producción es contínua debido a que es muy difícil poner a punto las máquinas que intervienen en este período, es ésta la razón por la cual las máquinas funcionan las 24hs durante los días de semana. La segunda fase comprende el proceso de impresión, laminado y conformado. El proceso en esta etapa es por discontínuo, por lotes. Esto se debe a que los envases que se requieren para los diferentes tipos de industrias tienen características diferentes y además la producción presenta estacionalidades. 8. Análisis de proveedores de materia prima e insumos Pellets de polipropileno: Gran parte de esta materia prima proviene de Brasil, debido a que tiene un precio más bajo. Sin embargo, en algunos casos cuando existen problemas de importación puede comprarse a la Petroquímica de Cuyo que se encuentra instalada en Mendoza Tintas: El principal proveedor de esta materia prima es Cotigraf S.A., no obstante los insumos para realizar este producto, como colorantes, son importados y por lo tanto puede haber escasez de ellos en algunos colores. Adhesivo y solventes: El principal proveedor es Belcar S.A. que tiene su planta de producción en Buenos Aires. Con respecto a este insumo, existió período donde se hacía difícil su obtención, en los primeros meses posteriores al cierre de importaciones pero hoy en día su producción volvió a estabilizarse y no es un problema obtenerlos. Cliché: Puede encargarse la producción de éstos a diferentes empresas que funcionan en Mendoza una de ella podría ser MN25 y tampoco representa un problema para su obtención Bobinas de polipropileno metalizado: El principal proveedor de esta materia prima es Argenflex S.A con planta ubicada en Buenos Aires. No existe problema para su obtención 16

17 9. Estacionalidad de producción y ventas Ventas Producción Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Nov Dic Mes de alto nivel de ventas Mes de bajo nivel de ventas Mes de producción Mes en los cuales no se produce 17

18 10. Equipos necesarios IMAGEN MÁQUINA - MARCA - CARACTERÍSTICAS PRECIO EXTRUSORA PELÍCULA PLANA MARCA: ROBERTO RODOFELI CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN: 45 kg/h POTENCIA: 10,8 kw $ ,00 IMPRESORA FLEXOGRÁGICA 6 COLORES MARCA: UNIFLEX CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN: 150 m/min POTENCIA: 15 kw $ ,00 LAMINADORA MARCA: NOVAGRAF CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN: 90 m/min POTENCIA: 12 kw $ ,00 CONFORMADORA DE ENVASE MARCA: TECAR CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN: 120 un/min POTENCIA: 9 kw $ ,00 18

19 11. Necesidades de stocks de materia prima, producto en proceso y producto terminado En cuanto a los stocks de pellets de polipropileno y bobinas de este material metalizado no es necesario tener una gran cantidad almacenada en la planta debido a que no es difícil obtenerlos. Sin embargo, siempre debe haber una existencia que aseguro el funcionamiento por algunas semanas en caso de que pueda haber algún inconveniente. Por otro lado, si debe haber una existencia relativamente grande de adehesivos, solventes y tintas, ya que son las materias primas que comúnmente pueden presentar problemas para su obtención. El stock de productos en proceso, como son los bobinados de polipropileno y polietileno de alta y baja densidad, son los que representan el mayor volumen en los almacenes de este tipo de industria. 12. Infraestructura Existe la necesidad de tener al menos un recinto cerrado donde puedan ubicarse y funcionar todas las máquinas normalmente, ya que éstas no pueden operar a la intemperie. Es necesario, además, tener al menos un almacén para guardar los stocks de materia prima, productos en proceso y productos terminados. Los principales clientes de la empresa son las empresas productoras de café en la provincia de Mendoza, como Café Dorio, Dicafé, Café Cumbal, Calvi entre otros. 19