Der er udsigt til strengere EU-regler for brugen af kviksølvdamphærdere. Hvilken alternativ hærdningsteknologi bør virksomheder anvende?
Ejere af digitale bredformat-printmaskiner er godt klar over, at det er nødvendigt at tørre blækket, når udskrifterne er færdige. De ved også, at de har to muligheder for hærdning: kviksølvlygter eller LED’er.
Begge reagerer på specifikke bølgelængder af lys og bruger spektralenergi til at igangsætte fragmentering og polymerisering af fotoinitiatorer i blæk for at skabe tørre, elastiske, fleksible og holdbare overflader.
Den mængde strøm, en lyskilde har, bestemmer dens lysstyrke, og det definerer igen en hærdningsteknologis egenskaber og dermed dens ydeevne.
Derfor er kravene til ydeevne og anvendelse de vigtigste overvejelser, når man sammenligner maskiner, der bruger kviksølvbue og LED-hærdning.
Ydeevneegenskaber omfatter:
– hærdehastighed og -dybde
– farve- og glansstyringskvalitet
– hvor lang tid det tager for hærdesystemet at være klar til brug
– dets energiforbrug
– blæk- og substratfleksibilitet
– hærdesystemets holdbarhed og konsistens over tid.
Ejeromkostninger og regulering er også stadig vigtigere faktorer. Overvej alle disse i forbindelse med forretnings- og applikationsbehov, og din beslutning om, hvilken mulighed du skal vælge, vil være klar. Du skal ikke bekymre dig for meget om overholdelse af lovgivningen, for det er ikke så stort et problem, som du måske tror.
Kviksølv glider glider
Kviksølvlyslamper er arbejdshestene i hærdningsindustrien. De genererer UV- og IR-lys i spektrumområderne 240-270 nm og 350-380 nm og har en levetid på ca. 1.500 timer.
De bruger meget energi og genererer varme. Det fremskynder tværbindingen af polymererne, men det beskadiger sårbare substrater, så det er en begrænsning for printning af spinkle materialer.
Disse lamper tager tid at varme op og køle ned, så de skal være tændt, selv når trykmaskinen er inaktiv, hvilket øger energiregningen.
Men på trods af disse ulemper dominerer kviksølvbuehærdning markedet, fordi den er så produktiv. Og selv om den er moden, dukker den stadig op i nye presser som Komoris H-UV med inline-hærdning.
Teknologien vil fortsat dominere den digitale bredformatprintsektor, indtil LED kan matche dens ydeevne, især dens hastighed og hærdningsdybde. Vendepunktet kommer ikke før om et stykke tid, men det kan komme hurtigere end forventet.
Dræbe eller helbrede?
Udviklere har mange grunde til at investere i LED-hærdningsteknologi, ikke mindst EU’s RoHS II-forordning (Restriction on Hazardous Substances II), som forbyder brugen af tungmetaller, herunder bly, kviksølv og cadmium.
RoHS II er søskende til WEEE-direktivet (Waste Electrical and Electronic Equipment) og er specifikt for elektrisk og elektronisk udstyr.
Kemikaliekontrol er omfattet af REACH-direktivet (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals), som fokuserer på sundhed og sikkerhed.
RoHSII er designet til at tilskynde til energireduktion og økodesign samt til at reducere brugen af farlige stoffer.
Af disse grunde er den temmelig løs med mange undtagelser og over 80 undtagelser, herunder brug af kviksølv i visse situationer, f.eks. når der ikke er nogen tilsvarende alternativ teknologi til rådighed.
Selv når undtagelserne udløber, kan kviksølvlygter stadig udskiftes og maskiner holdes i gang uden at bryde reglerne.
LED-teknologi
LED’er har en lavere udstråling end kviksølvbuelamper, fordi den anvendte spænding er lav. LED’er udsender lys i den synlige del af spektret fra 400 nm til 700 nm eller i det nære infrarøde (700 nm og 2000 nm), så kun en del af den spektrale energi, de udsender, er UV-lys.
Fordi de bruger en brøkdel af energien i kviksølvlygter, behøver de ikke at varme op eller køle ned, så de er klar til brug med det samme og bruger ikke energi, medmindre de er i drift.
De er også billige og har en meget lang levetid. Den mængde varme, de genererer, er ubetydelig, så de kan bruges med meget spinkle underlag, men deres manglende effekt betyder, at LED’er i øjeblikket er langsomme til at hærde blækket.
Fordi blækpigmenter kan absorbere lyset i LED-emissionsområdet, kan de nogle gange konkurrere med fotoinitiatorer om lyset.
De kan også utilsigtet hærde i dåsen eller på pressen. Dette plus deres snævre responsområde betyder, at LED-hærdende farver skal formuleres specielt.
LED-hærdning er stadig en relativt umoden teknologi til grafiske anvendelser, men der sker hurtige fremskridt i udviklingen af kortbølgede UV-LED’er.
Løbende teknologisk forskning er en selvfølge i den grafiske branche, hvor udviklere konstant ser på nye måder at løse gamle problemer på.
Deres indsats kan være begrundet i omkostninger, miljøpåvirkning, energieffektivitet, overholdelse af regler, ydeevne og endda bekvemmelighed – alt for at give dem en fordel i forhold til konkurrenterne.
Udviklere har allerede fundet på smarte måder at få det bedste ud af begge hærdningsmuligheder. LED’er brugt i kombination med kviksølvbuehærdning kan give en foreløbig hærdning, kaldet pinning.
Denne delvise hærdning af individuelle trykfarver kontrollerer punktforstærkning og forbedrer farvekvalitet og glansniveau. Kviksølvlyslamper afslutter hærdningen.
Skal vi bekymre os om RoHSII?
Nej, i hvert fald ikke endnu. Et centralt princip i EU-lovgivningen er, at anvendelsen af EU-regler ikke må underminere vækst og udvikling, så vi er sikre på, at RoHSII-lovgivningen ikke vil blive anvendt vilkårligt.
Der findes RoHSII-fritagelser for lav-, mellem- og højtrykskviksølvlygter, som udfases fra april 2015, efterhånden som egnede erstatningsteknologier bliver tilgængelige.
Forordningen undtager også “store faste installationer”, som den definerer som “en storstilet kombination af flere typer apparater … samlet og installeret af fagfolk, beregnet til at blive brugt permanent på et foruddefineret og dedikeret sted”.
Så selv uden undtagelserne er mange trykkerier, f.eks. dem med store flatbeds, ikke omfattet af RoHSII, og ifølge vores EU-kontakt kan en trykmaskine “få udskiftet kviksølvlygter i fremtiden, indtil den er udtjent.”
Fremkomsten af LED-hærdning, som er et alternativ til kviksølvbue-teknologi, har udvidet udvalget af maskiner, der kan bruges til at printe bredformatprojekter.
De understøtter en bred vifte af krav til ydeevne og omkostninger og forskellige økonomiske modeller for producenter, trykkerier og deres kunder. Valget er et spørgsmål om at matche kravene til ydeevne og kvalitet med investeringerne i applikationen.
Det er både produktionsforventningerne og teknologien, der afgør, hvor hurtigt LED bliver udbredt og erstatter kviksølvbuehærdning.
Men det er kun et spørgsmål om tid, før LED-teknologien kan matche kviksølvbuehærdningens ydeevne. Når vi når det punkt, vil det ikke længere være levedygtigt, men det punkt ligger stadig langt ude i horisonten.