Na obzoru jsou přísnější předpisy EU týkající se používání rtuťových vytvrzovacích lamp. Jakou alternativní technologii vytvrzování by měly společnosti použít?

Majitelé velkoformátových digitálních tiskových strojů dobře vědí, že po vytištění výtisků je třeba inkousty vysušit. Vědí také, že mají dvě možnosti vytvrzování: rtuťové obloukové lampy nebo LED diody.

Obě reagují na specifické vlnové délky světla a využívají spektrální energii k iniciaci fragmentace a polymerace fotoiniciátorů v barvách, čímž vytvářejí suché, pružné, flexibilní a trvanlivé povrchy.

Množství výkonu světelného zdroje určuje jeho jas a ten zase definuje vlastnosti vytvrzovací technologie, a tedy i její výkonnostní charakteristiky.

Proto jsou při porovnávání strojů pro vytvrzování rtuťovým obloukem a vytvrzování LED nejdůležitější požadavky na výkon a použití.

Mezi výkonnostní charakteristiky patří:
– rychlost a hloubka vytvrzení
– kvalita kontroly barev a lesku
– doba, za kterou je vytvrzovací systém připraven k použití
– jeho spotřeba energie
– flexibilita inkoustu a podkladu
– životnost a konzistence vytvrzovacího systému v čase.

Stále důležitějšími rozlišovacími znaky jsou také náklady na vlastnictví a regulace. Zvažte všechny tyto faktory v kontextu obchodních a aplikačních potřeb a vaše rozhodnutí o tom, kterou variantu zvolit, bude jasné. S dodržováním předpisů si příliš hlavu nelámejte, protože to není taková starost, jak si možná myslíte.

Klouzavý skluz rtuti

Rtuťové obloukové lampy jsou pracovními koňmi vytvrzovacího průmyslu. Generují UV a IR světlo v oblastech spektra 240-270 nm a 350-380 nm a mají životnost přibližně 1500 hodin.

Spotřebovávají velké množství energie a vytvářejí teplo. To urychluje zesíťování polymerů, ale poškozuje citlivé substráty, takže je to omezení pro tisk křehkých materiálů.

Tyto lampy se dlouho zahřívají a ochlazují, takže musí zůstat zapnuté, i když je tiskový stroj v nečinnosti, což zvyšuje účty za energii.

I přes tyto nevýhody však na trhu dominuje vytvrzování rtuťovým obloukem, protože je velmi produktivní. A přestože je již vyspělé, stále se objevuje v nových lisech, jako je H-UV Komori s inline vytvrzováním.

Tato technologie bude i nadále dominovat v oblasti velkoformátového digitálního tisku, dokud se LED diody nevyrovnají svým výkonem, zejména rychlostí a hloubkou vytvrzování. Bod zlomu nastane až za nějakou dobu, ale mohl by přijít dříve, než se očekávalo.

Zabít, nebo vyléčit?

Vývojáři mají mnoho důvodů, proč investovat do technologie LED vytvrzování, v neposlední řadě nařízení Evropské unie o omezení nebezpečných látek II (RoHS II), které zakazuje používání těžkých kovů včetně olova, rtuti a kadmia.

Směrnice RoHS II je sourozencem směrnice o odpadních elektrických a elektronických zařízeních (WEEE) a týká se elektrických a elektronických zařízení.

Kontrola chemických látek je doménou směrnice o registraci, hodnocení, povolování a omezování chemických látek (REACH), která se zaměřuje na zdraví a bezpečnost.

Směrnice RoHSII je navržena tak, aby podporovala snižování spotřeby energie a ekodesign, jakož i omezování používání nebezpečných látek.

Z těchto důvodů je poměrně volná a obsahuje četné výjimky a více než 80 výjimek, včetně použití rtuti v určitých situacích, například pokud není k dispozici rovnocenná alternativní technologie.

I po vypršení platnosti výjimek lze rtuťové obloukové lampy vyměnit a stroje provozovat bez porušení pravidel.

Technologie LED

LED diody mají nižší zářivost než rtuťové obloukové lampy, protože jejich napětí je nízké. LED diody vyzařují světlo ve viditelné části spektra od 400 nm do 700 nm nebo v blízké infračervené oblasti (700 nm a 2000 nm), takže pouze část spektrální energie, kterou vyzařují, je UV světlo.

Protože spotřebovávají zlomek energie rtuťových obloukových výbojek, nemusí se zahřívat ani chladit, takže jsou okamžitě připraveny k použití a nespotřebovávají energii, pokud nejsou v provozu.

Jsou také levné a mají velmi dlouhou životnost. Množství tepla, které generují, je triviální, takže je lze použít na velmi slabých podkladech, ale jejich nedostatečný výkon znamená, že LED diody v současné době pomalu vytvrzují inkoust.

Protože pigmenty inkoustu mohou absorbovat světlo v emisní oblasti LED, mohou někdy soutěžit o světlo s fotoiniciátory.

Mohou také neúmyslně ztvrdnout v plechovce nebo na lisu. To spolu s úzkým pásmem reakce znamená, že barvy vytvrzované LED diodami musí být speciálně formulovány.

LED vytvrzování je pro grafické aplikace stále relativně nezralou technologií, nicméně ve vývoji krátkovlnných UV LED diod dochází k rychlému pokroku.

Neustálý technologický výzkum je v grafice samozřejmostí a vývojáři neustále hledají nové způsoby řešení starých problémů.

Důvodem jejich snahy mohou být náklady, dopad na životní prostředí, energetická účinnost, soulad s předpisy, výkonnost a dokonce i pohodlí – cokoli, co jim poskytne výhodu oproti konkurenci.

Vývojáři již přišli s chytrými způsoby, jak získat to nejlepší z obou možností léčení. LED diody používané v kombinaci s vytvrzováním rtuťovým obloukem mohou zajistit předběžné vytvrzení, tzv. pinning.

Toto částečné vytvrzení jednotlivých inkoustů kontroluje zisk bodů a zvyšuje kvalitu barev a úroveň lesku. Vytvrzování dokončí rtuťové obloukové lampy.

Měli bychom se obávat RoHSII?

Ne, alespoň zatím ne. Klíčovou zásadou právních předpisů EU je, že uplatňování pravidel EU nesmí narušovat růst a rozvoj, takže jsme přesvědčeni, že právní předpisy RoHSII nebudou uplatňovány svévolně.

Výjimky z RoHSII platí pro nízkotlaké, středotlaké a vysokotlaké rtuťové obloukové výbojky, jejichž používání se od dubna 2015 postupně ukončí, jakmile budou k dispozici vhodné náhradní technologie.

Nařízení rovněž vyjímá „rozsáhlá pevná zařízení“, která definuje jako „rozsáhlou kombinaci několika typů přístrojů … sestavenou a instalovanou profesionály, určenou k trvalému používání na předem určeném a vyhrazeném místě“.

Takže i bez výjimek se na mnoho tiskařských společností, například na ty s velkými plochými stroji, směrnice RoHSII nevztahuje a podle našeho kontaktu s Evropskou unií může mít tiskařský stroj „náhradní rtuťové obloukové lampy do budoucna, dokud nedosáhne konce životnosti“.

Nástup technologie vytvrzování LED, která představuje alternativu k technologii rtuťového oblouku, rozšířil nabídku strojů pro tisk velkoformátových projektů.

Podporují širokou škálu požadavků na výkon a náklady a různé ekonomické modely pro výrobce, tiskárny a jejich zákazníky. Výběr je otázkou sladění požadavků na výkon a kvalitu s investicemi do aplikace.

Výrobní očekávání stejně jako technologie určují rozšíření LED a rychlost, s jakou nahradí vytvrzování rtuťovým obloukem.

Je však jen otázkou času, kdy se technologie LED vyrovná výkonu rtuťového obloukového vytvrzování. Až toho dosáhneme, přestane být tato technologie životaschopná, ale tento bod je ještě v dalekém horizontu.