Smithers Pira identificerer de vigtigste udviklinger inden for strålingsteknologi, der øger produktiviteten på markedet for strålehærdende print.

I henhold til The Future of Radiation Curing Print Markets to 2022udgjorde print produceret med strålehærdende (UV og elektronstråle) blæk og lak i 2017 i alt ca. 1,38 billioner A4-print til en værdi af 63,4 milliarder dollars. Markedet vokser med omkring 2-3 % om året målt i tonnage.

Da indtægterne fra blæk vokser hurtigere end det samlede marked for grafik og emballage, udnytter brugerne øjeblikkelig tørring til at forbedre deres produktionseffektivitet og udnytte både dekorative og funktionelle egenskaber ved blæk og belægninger. Strålehærdning sparer ikke kun tid ved øjeblikkelig tørring, men muliggør også forskellige effektiviseringer på tværs af en bredere produktionsproces.

Mens printmængderne inden for grafik generelt falder med 3,0 % om året mellem 2012 og 2022, er de strålehærdende printsegmenter af dette og det stadig blomstrende emballagemarked klar til at udvide markedsandelen. Strålehærdning vil vokse med 25,0 % i volumen og 33,6 % i værdi i denne periode.

Smithers Pira identificerer de vigtigste udviklinger inden for blæk- og lakformulering og hærdningsteknologier, der understøtter denne ekspansion.

UV-hærdning med lav energi

Metoderne til UV-hærdning er under forandring. Størstedelen af den ultraviolette tørring i 2017 foregår stadig ved hjælp af kvartslamper med kviksølvdamp, men det tager tid at varme dem op, og der er potentielle sundheds- og miljøfarer, når de er udtjente.

Disse begrænsninger forstærker fordelene ved lavenergihærdning. Dette hærdningssystem er designet til at tørre trykket ved hjælp af meget mindre energi end de traditionelle kviksølvdamplamper med en enkelt kviksølvdopet lampe.

Systemet bruger specielle trykfarver, som er dyrere end de traditionelle UV-hærdende trykfarver og lakker. Disse lamper udsender ikke de kortere UV-bølgelængder, der genererer ozon, hvilket fjerner behovet for ozonudvinding. De producerer mindre spildvarme, så de kræver mindre køling, hvilket yderligere reducerer strømforbruget.

Teknologien er nu ved at blive taget i brug i Nordamerika og Europa. Lavenergihærdning kan bruges på vendingspresser med to lamper til at tørre hver side, og Komori har kommercielle webpresser, der bruger H-UV-teknologi i stedet for en varmluftsovn, hvilket reducerer pressens fodaftryk – hvilket er vigtigt på hjemmemarkedet i Japan, hvor de meget høje omkostninger til fast ejendom gør pladsbesparelse til en potentiel betydelig omkostningsfordel.

UV LED-hærdning

UV-LED-hærdning bruger lysdioder, der udsender et smalt bånd af UV og leverer en top af UV-energi, som giver en bred fordeling af output over hele spektret, inklusive synligt og infrarødt.

LED-hærdning giver endnu mindre energi end lavenergi-UV-systemer med kviksølvpærer, og der er øjeblikkelig tænding og slukning, hvilket yderligere kan reducere den nedetid, der er nødvendig for at vente på, at lamperne kommer på fuld kraft, samt give betydelige energibesparelser gennem synkronisering af hærdning med udlægning af blæk. Ulempen er den begrænsede tilgængelighed af egnede trykfarver og de høje omkostninger, der i øjeblikket er forbundet med dem.

Udvalget af kommercielt tilgængelige UV-LED’er vokser og overskygger LED’ernes bredere anvendelse i generelle belysningsinstallationer. Printere, der allerede bruger UV-LED, rapporterer om et energiforbrug, der er helt op til 70 % lavere end konventionelle UV-systemer. En anden attraktion ved UV-LED-systemer er deres farvebrillans, som skyldes et højere pigmentindhold.

UV-LED bevæger sig fra nicheapplikationer til segmenter med større volumen i nogle europæiske lande, f.eks. arktryk, hvor teknologien har den fordel, at den kan give høj farvestyrke.

Hærdning med elektronstråle

Elektronstrålehærdning bruger en kraftig elektronstråle til at starte den frie radikale polymerisationsreaktion. Et gardin af accelererede elektroner udsendes mod den trykte overflade i et evakueret kammer. De energirige elektroner passerer gennem en titaniumvinduesfolie mod det våde blæk, energien absorberes af blæklaget, og hærdningsprocessen finder sted.

Fordelen ved teknologien er, at elektronerne trænger ind i blækfilmen i stedet for kun på overfladen, hvilket sikrer en god gennemhærdning. Den bruges i vid udstrækning i Nord- og Sydamerika på bredbanepresser, men i mindre grad i Europa.

Der er udviklinger i gang for at udvide brugen gennem billigere og mindre EB-hærdningsenheder, herunder til de første arkbaserede processer, og blækteknologi for at udvide brugen på flexo- og dybtrykspresser. Andelen af elektronstråler i strålehærdning er fortsat lav, kun 4-5 % i 2017, mest i Nordamerika og mindre andre steder.

Blæk og coating med lav migration

Da strålehærdning er meget udbredt i fødevare-, medicinal- og tobaksemballage, er det vigtigt, at ingen komponenter kan migrere fra printet ind i produktet og forårsage organoleptiske effekter. Dette er især vigtigt i tobaksemballage, hvor kriterierne for lugtfri og migrationssikker emballage er drevet af det faktum, at tobak er hygroskopisk.

Lugt og smag er potentielle problemer for alle omformere. Trykfarveproducenter formulerer trykfarver med lav migration ved hjælp af udvalgte komponenter, som skal sikre, at migrationen fra den resulterende trykfarvefilm ligger inden for de accepterede migrationsgrænser.

Blækformulatorer kan vælge komponenter fra det kendte udvalg af godkendte ingredienser eller vælge de nye klasser af materialer, der bliver tilgængelige, og som i sig selv giver lavere potentiel forurening. Dette spørgsmål bliver nu taget op via ny lovgivning, der blev annonceret i 2017 i EU og på andre markeder som Japan.

Hybridblæk

Flere farveproducenter udforsker nye metoder til formulering af farver for at udvide anvendelsesområdet for UV- og elektronstrålefarver og for at forbedre deres ydeevne på trykpressen.

I fleksibel emballage på almindelige flexotrykpresser er der begrænset plads til tørring mellem dækkene, og blækproducenter udvikler UV- og EB-hærdende blæk med vand eller opløsningsmidler. Disse fungerer som fortyndingsmidler, og der er en vis fordampning i trykfasen, som muliggør forbedret vådt-i-vådt-fangst.

Der sker en udvikling inden for vandbaseret elektronstråletryk, for eksempel bruger IdeOn hos Amgraph Packaging i Connecticut vand som fortyndingsmiddel til elektronstrålehærdende dybtryksfarver.

En væsentlig fordel ved disse hybridfarver er, at de ikke er klassificeret som farlige materialer, hvilket traditionelle 100 % faste UV-farver og -belægninger er. Det betyder, at producenterne ikke behøver at sætte en etiket med farlige kemikalier på emballagen, og de kan transporteres i løs vægt – hvorimod en UV-blæk, der er kategoriseret som farlig, ikke kan transporteres i en beholder, der er større end 25 liter.

Fremtiden for strålehærdende printmarkeder frem til 2022 giver kvantitative markedsstørrelser for de vigtigste teknologier inden for strålehærdning globalt og forudsiger markederne frem til 2022 efter hærdning, metode, printproces og slutanvendelse. For mere information, download brochuren her.

FESPA Global Print Expo fremviser banebrydende UV-LED-hærdningsteknologi

FESPA har understreget sit engagement i det industrielle marked og sagt, at det er et voksende forretningsområde på markedet for bredformatprint.

Kom og se de nyeste UV-LED-printere i aktion, og hent nogle prøver på FESPA Global Print Exposom finder sted fra 15.-18. maj på Messe Berlin i Tyskland.

For at tilmelde dig begivenheden, se en opdateret plantegning og finde ud af mere om de forskellige specialfunktioner, der vil køre på FESPA 2018, klik her for at besøge arrangementets officielle hjemmeside.