Η Smithers Pira προσδιορίζει τις βασικές εξελίξεις στην τεχνολογία ακτινοβολίας που ενισχύουν την παραγωγικότητα στην αγορά εκτυπώσεων σκλήρυνσης με ακτινοβολία.

Σύμφωνα με Το μέλλον των αγορών εκτύπωσης με σκλήρυνση με ακτινοβολία έως το 2022, οι εκτυπώσεις που παρήχθησαν με τη χρήση μελανιών και βερνικιών σκλήρυνσης με ακτινοβολία (UV και δέσμη ηλεκτρονίων) το 2017 ανήλθαν σε περίπου 1,38 τρισεκατομμύρια εκτυπώσεις A4, αξίας 63,4 δισεκατομμυρίων δολαρίων. Η αγορά αυξάνεται με ρυθμό περίπου 2-3% ετησίως σε όρους χωρητικότητας.

Με τα έσοδα από τα μελάνια να αυξάνονται ταχύτερα από τη συνολική αγορά γραφικών και συσκευασίας, οι χρήστες εκμεταλλεύονται την άμεση ξήρανση για να βελτιώσουν την αποδοτικότητα της παραγωγής τους και να εκμεταλλευτούν τόσο τις διακοσμητικές όσο και τις λειτουργικές ιδιότητες των μελανιών και των επιστρώσεων. Η σκλήρυνση με ακτινοβολία όχι μόνο εξοικονομεί χρόνο με την άμεση ξήρανση, αλλά επιτρέπει επίσης διάφορες αποδοτικότητες σε μια ευρύτερη διαδικασία παραγωγής.

Ενώ ο όγκος των εκτυπώσεων στα γραφικά γενικά μειώνεται κατά 3,0% ετησίως μεταξύ 2012 και 2022, τα τμήματα εκτυπώσεων με σκλήρυνση με ακτινοβολία και η ακόμα αναπτυσσόμενη αγορά συσκευασίας είναι έτοιμα να διευρύνουν το μερίδιο αγοράς. Ο όγκος των εκτυπώσεων σκλήρυνσης με ακτινοβολία θα αυξηθεί κατά 25,0% σε όγκο και 33,6% σε αξία κατά την περίοδο αυτή.

Η Smithers Pira προσδιορίζει τις βασικές εξελίξεις στη σύνθεση μελανιών και βερνικιών και στις τεχνολογίες σκλήρυνσης που στηρίζουν αυτή την επέκταση.

Σκλήρυνση UV χαμηλής ενέργειας

Οι μέθοδοι σκλήρυνσης UV αλλάζουν. Η πλειονότητα της ξήρανσης με υπεριώδη ακτινοβολία το 2017 εξακολουθεί να πραγματοποιείται με τη χρήση λαμπτήρων χαλαζία ατμών υδραργύρου, αλλά αυτοί χρειάζονται χρόνο για να ζεσταθούν και υπάρχουν πιθανοί κίνδυνοι για την υγεία και το περιβάλλον στο τέλος της ζωής τους.

Αυτοί οι περιορισμοί ενισχύουν τα οφέλη της σκλήρυνσης με χαμηλή ενέργεια. Αυτό το σύστημα σκλήρυνσης έχει σχεδιαστεί για να στεγνώνει την εκτύπωση χρησιμοποιώντας πολύ λιγότερη ενέργεια από τις παραδοσιακές λάμπες ατμών υδραργύρου, με μία μόνο λάμπα προσμίξεων υδραργύρου.

Το σύστημα χρησιμοποιεί ειδικά μελάνια τα οποία έχουν υψηλότερη τιμή σε σχέση με τα παραδοσιακά μελάνια και βερνίκια σκλήρυνσης UV. Αυτές οι λάμπες δεν εκπέμπουν τα μικρότερα μήκη κύματος UV που παράγουν όζον, καταργώντας την ανάγκη για εξαγωγή όζοντος. Παράγουν λιγότερη απορριπτόμενη θερμότητα, οπότε απαιτούν λιγότερη ψύξη, η οποία μειώνει περαιτέρω την κατανάλωση ενέργειας.

Η τεχνολογία αυτή υιοθετείται τώρα στη Βόρεια Αμερική και την Ευρώπη. Η σκλήρυνση χαμηλής ενέργειας μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πρέσες τελειοποίησης με δύο λαμπτήρες για το στέγνωμα κάθε πλευράς, και η Komori διαθέτει εμπορικές πρέσες ιστού που χρησιμοποιούν την τεχνολογία H-UV αντί για φούρνο θερμού αέρα, μειώνοντας έτσι το αποτύπωμα της πρέσας – κάτι που είναι σημαντικό στην εγχώρια αγορά της Ιαπωνίας, όπου το πολύ υψηλό κόστος των ακινήτων καθιστά την εξοικονόμηση χώρου ενδεχομένως σημαντικό πλεονέκτημα κόστους.

Σκλήρυνση UV LED

Η σκλήρυνση με LED UV χρησιμοποιεί διόδους εκπομπής φωτός που εκπέμπουν μια στενή ζώνη υπεριώδους ακτινοβολίας, παρέχοντας μια αιχμή ενέργειας UV, η οποία παρέχει μια ευρεία κατανομή εξόδου σε όλο το φάσμα, συμπεριλαμβανομένων των ορατών και υπέρυθρων.

Η σκλήρυνση με LED προσφέρει ακόμη λιγότερη ενέργεια από τα συστήματα UV με λαμπτήρες υδραργύρου χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και υπάρχει άμεση ενεργοποίηση- απενεργοποίηση, η οποία μπορεί να μειώσει περαιτέρω το χρόνο διακοπής λειτουργίας που απαιτείται για την αναμονή των λαμπτήρων να έρθουν σε πλήρη ισχύ, καθώς και να προσφέρει σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας μέσω του συγχρονισμού της σκλήρυνσης με την τοποθέτηση μελανιού. Το µειονέκτηµα είναι η περιορισµένη διαθεσιµότητα κατάλληλων µελανιών και το υψηλό κόστος που συνδέεται σήµερα µε αυτά.

Η γκάμα των UV LED που διατίθενται στο εμπόριο αυξάνεται, επισκιάζοντας την ευρύτερη χρήση των LED σε εγκαταστάσεις γενικού φωτισμού. Οι εκτυπωτές που χρησιμοποιούν ήδη LED UV αναφέρουν κατανάλωση ενέργειας έως και 70% χαμηλότερη από τα συμβατικά συστήματα UV. Ένα άλλο πλεονέκτημα των συστημάτων UV LED είναι η χρωματική τους λαμπρότητα, που προέρχεται από την υψηλότερη περιεκτικότητα σε χρωστικές ουσίες.

Η τεχνολογία UV LED ξεφεύγει από τις εξειδικευμένες εφαρμογές και εισέρχεται σε τμήματα μεγαλύτερου όγκου σε ορισμένες ευρωπαϊκές χώρες, όπως η εκτύπωση σε φύλλα, όπου η τεχνολογία έχει το πλεονέκτημα ότι μπορεί να παρέχει υψηλή αντοχή χρώματος.

Σκλήρυνση με δέσμη ηλεκτρονίων

Η σκλήρυνση με δέσμη ηλεκτρονίων χρησιμοποιεί μια δέσμη ηλεκτρονίων υψηλής ισχύος για την έναρξη της αντίδρασης πολυμερισμού με ελεύθερες ρίζες. Μια κουρτίνα επιταχυνόμενων ηλεκτρονίων εκπέμπεται προς την εκτυπωμένη επιφάνεια, σε έναν εκκενωμένο θάλαμο. Τα ενεργητικά ηλεκτρόνια περνούν μέσα από ένα φύλλο παραθύρου τιτανίου προς το υγρό μελάνι, η ενέργεια απορροφάται από το στρώμα του μελανιού και λαμβάνει χώρα η διαδικασία σκλήρυνσης.

Το πλεονέκτημα αυτής της τεχνολογίας είναι η διείσδυση των ηλεκτρονίων στο σώμα του μεμβράνου, και όχι μόνο στην επιφάνεια, εξασφαλίζοντας καλή διαμπερή σκλήρυνση. Χρησιμοποιείται ευρέως στην αμερικανική ήπειρο σε εκτυπωτικές μηχανές ευρείας τροχιάς, αλλά λιγότερο στην Ευρώπη.

Υπάρχουν εξελίξεις για τη διεύρυνση της χρήσης της μέσω χαμηλότερου κόστους και μικρότερων μονάδων σκλήρυνσης EB, μεταξύ άλλων για τις πρώτες διεργασίες σε φύλλα, καθώς και τεχνολογία μελανιών για τη διεύρυνση της χρήσης σε πρέσες φλεξογραφίας και βαθυτυπίας. Το ποσοστό της δέσμης ηλεκτρονίων στη σκλήρυνση με ακτινοβολία παραμένει χαμηλό, μόλις 4-5% το 2017, με το μεγαλύτερο ποσοστό στη Βόρεια Αμερική και μικρότερο αλλού.

Μελάνια και επίστρωση χαμηλής μετανάστευσης

Καθώς η σκλήρυνση με ακτινοβολία χρησιμοποιείται ευρέως στις συσκευασίες τροφίμων, φαρμάκων και καπνού, είναι σημαντικό να μην μπορούν να μεταναστεύσουν συστατικά από την εκτύπωση στο προϊόν και να προκαλέσουν οργανοληπτικές επιπτώσεις. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό στις συσκευασίες καπνού, όπου τα κριτήρια για συσκευασία χωρίς οσμές και με προστασία από τη μετανάστευση καθορίζονται από το γεγονός ότι ο καπνός είναι υγροσκοπικός.

Η οσμή και η δυσοσμία είναι πιθανά ζητήματα για όλους τους μετατροπείς. Οι κατασκευαστές μελανιών συνθέτουν μελάνια χαμηλής μετανάστευσης χρησιμοποιώντας επιλεγμένα συστατικά, τα οποία θα πρέπει να διασφαλίζουν ότι η μετανάστευση από το παραγόμενο φιλμ μελανιού εκτύπωσης θα είναι εντός των αποδεκτών ορίων μετανάστευσης.

Οι παρασκευαστές μελανιών μπορούν να επιλέξουν συστατικά από το γνωστό φάσμα εγκεκριμένων συστατικών ή να επιλέξουν τις νέες κατηγορίες υλικών που γίνονται διαθέσιμες και προσφέρουν εγγενώς χαμηλότερη πιθανή μόλυνση. Το ζήτημα αυτό προσεγγίζεται τώρα μέσω της νέας νομοθεσίας που ανακοινώθηκε το 2017 στην ΕΕ και σε άλλες αγορές, όπως η Ιαπωνία.

Υβριδικά μελάνια

Αρκετοί κατασκευαστές μελανιών διερευνούν νέες μεθόδους σύνθεσης μελανιών για να διευρύνουν το φάσμα των εφαρμογών των μελανιών υπεριώδους ακτινοβολίας και ηλεκτρονικής δέσμης και να βελτιώσουν την απόδοσή τους στην πρέσα.

Στις εύκαμπτες συσκευασίες στις κοινές εκτυπωτικές μηχανές φλεξοτυπίας υπάρχει περιορισμένος χώρος για το στέγνωμα μεταξύ των επιπέδων και οι κατασκευαστές μελανιών αναπτύσσουν μελάνια σκλήρυνσης UV και EB με νερό ή διαλύτες. Αυτά δρουν ως αραιωτικά και υπάρχει ένας βαθμός εξάτμισης στο στάδιο της εκτύπωσης που επιτρέπει βελτιωμένη παγίδευση υγρού σε υγρό.

Υπάρχουν εξελίξεις στην εκτύπωση βαθυτυπίας με δέσμη ηλεκτρονίων με βάση το νερό, για παράδειγμα η IdeOn στην Amgraph Packaging στο Κονέκτικατ χρησιμοποιεί νερό ως αραιωτικό για τα μελάνια βαθυτυπίας που θεραπεύονται με δέσμη ηλεκτρονίων.

Ένα σημαντικό πλεονέκτημα αυτών των υβριδικών μελανιών είναι ότι δεν ταξινομούνται ως επικίνδυνα υλικά, όπως τα παραδοσιακά 100% στερεά μελάνια και επιστρώσεις UV. Αυτό σημαίνει ότι οι κατασκευαστές δεν χρειάζεται να τοποθετήσουν ετικέτα επικίνδυνων χημικών ουσιών στη συσκευασία και μπορούν να μεταφέρονται χύμα – ενώ ένα μελάνι UV που χαρακτηρίζεται ως επικίνδυνο δεν μπορεί να μεταφερθεί σε δοχείο μεγαλύτερο των 25 λίτρων.

Το μέλλον των αγορών εκτύπωσης με σκλήρυνση με ακτινοβολία έως το 2022 παρέχει ποσοτικά μεγέθη αγοράς για τις σημαντικότερες τεχνολογίες σκλήρυνσης με ακτινοβολία σε παγκόσμιο επίπεδο, προβλέποντας τις αγορές έως το 2022 ανά σκλήρυνση, μέθοδο εκτύπωσης και τελική εφαρμογή. Για περισσότερες πληροφορίες, κατεβάστε το φυλλάδιο εδώ.

Η FESPA Global Print Expo θα παρουσιάσει την πρωτοποριακή τεχνολογία σκλήρυνσης UV LED

Η FESPA τόνισε τη δέσμευσή της στη βιομηχανική αγορά και δήλωσε ότι αποτελεί έναν αναπτυσσόμενο επιχειρηματικό τομέα στην αγορά εκτυπώσεων ευρείας μορφής.

Ελάτε να δείτε τους τελευταίους εκτυπωτές UV-LED σε δράση και να πάρετε μερικά δείγματα στο FESPA Global Print Expo, η οποία πραγματοποιείται από τις 15 έως τις 18 Μαΐου στο Messe Berlin στη Γερμανία.

Για να εγγραφείτε στην εκδήλωση, να δείτε μια ενημερωμένη κάτοψη και να μάθετε περισσότερα για τα διάφορα ειδικά χαρακτηριστικά που θα διεξαχθούν στη FESPA 2018, κάντε κλικ εδώ για να επισκεφθείτε τον επίσημο ιστότοπο της εκδήλωσης.