Elohopeahöyryllä toimivien kovetuslamppujen käyttöä koskevia EU:n tiukempia säännöksiä on tulossa. Mitä vaihtoehtoista kovetustekniikkaa yritysten pitäisi ottaa käyttöön?

Digitaalisen laajakuvatulostuskoneen omistajat ovat hyvin tietoisia siitä, että tulosteiden tulostuksen jälkeen on tarpeen kuivasuihkuttaa musteet. He tietävät myös, että heillä on kaksi kovetusvaihtoehtoa: elohopeakaarilamput tai LEDit.

Molemmat reagoivat tiettyihin valon aallonpituuksiin ja käyttävät spektrienergiaa käynnistääkseen musteissa olevien fotoinitiaattoreiden pirstoutumisen ja polymerisaation ja luodakseen kuivia, kimmoisia, joustavia ja kestäviä pintoja.

Valonlähteen tehon määrä määrittää sen kirkkauden, ja tämä puolestaan määrittää kovetusteknologian ominaisuudet ja siten sen suorituskykyominaisuudet.

Tämän vuoksi suorituskyky ja sovellusvaatimukset ovat tärkeimpiä näkökohtia, kun verrataan elohopeakaari- ja LED-kovettimia.

Suorituskykyominaisuuksiin kuuluvat:
– kovettumisnopeus ja -syvyys
– värin ja kiillon hallinnan laatu
– kuinka kauan kestää, että kovettumisjärjestelmä on käyttövalmis
– sen energiankulutus
– painovärien ja alustan joustavuus
– kovettumisjärjestelmän pitkäikäisyys ja johdonmukaisuus ajan myötä.

Myös omistuskustannukset ja sääntely ovat yhä tärkeämpiä erottavia tekijöitä. Kun otat nämä kaikki huomioon liiketoiminnan ja sovellusten tarpeiden yhteydessä, voit päättää, minkä vaihtoehdon valitset. Älä huolehdi liikaa säännösten noudattamisesta, sillä se ei ole niin suuri huolenaihe kuin ehkä luulet.

Elohopean liukuva liukuminen

Elohopeakaarilamput ovat kovetusteollisuuden työkoneita. Ne tuottavat UV- ja IR-valoa spektrin 240-270 nm:n ja 350-380 nm:n alueilla, ja niiden käyttöikä on noin 1 500 tuntia.

Ne käyttävät paljon energiaa ja tuottavat lämpöä. Tämä nopeuttaa polymeerien ristisilloittumista, mutta vahingoittaa herkkiä alustoja, joten tämä rajoittaa hauraiden materiaalien tulostamista.

Näiden lamppujen lämpeneminen ja jäähtyminen vie aikaa, joten ne on jätettävä päälle myös silloin, kun tulostuskone on käyttämättömänä, mikä lisää energialaskua.

Näistä haittapuolista huolimatta elohopeakaarikovetus hallitsee markkinoita, koska se on erittäin tuottava. Ja vaikka se on kehittynyt, se näkyy edelleen uusissa painokoneissa, kuten Komorin H-UV-puristimessa, jossa on inline-kovetus.

Tekniikka hallitsee laajakuvatulostuksen digitaalista tulostusalaa niin kauan, kunnes LEDit pystyvät vastaamaan sen suorituskykyyn, erityisesti nopeuteen ja kovettumisen syvyyteen. Käännekohta ei tule vielä vähään aikaan, mutta se voi tulla odotettua nopeammin.

Tappaa vai parantaa?

Kehittäjillä on monia syitä investoida LED-kovetustekniikkaan, eikä vähiten Euroopan unionin RoHS II -asetus, joka kieltää raskasmetallien, kuten lyijyn, elohopean ja kadmiumin käytön.

RoHS II -direktiivi on sähkö- ja elektroniikkalaiteromudirektiivin (WEEE-direktiivi) sisarus, ja se koskee erityisesti sähkö- ja elektroniikkalaitteita.

Kemikaalivalvonta kuuluu kemikaalien rekisteröintiä, arviointia, lupamenettelyjä ja rajoituksia (REACH) koskevan direktiivin alaan, jossa keskitytään terveyteen ja turvallisuuteen.

RoHS II -direktiivin tarkoituksena on edistää energiansäästöä ja ekologista suunnittelua sekä vähentää vaarallisten aineiden käyttöä.

Näistä syistä se on melko löysä ja sisältää lukuisia poikkeuksia ja yli 80 poikkeusta, mukaan lukien elohopean käyttö tietyissä tilanteissa, kuten silloin, kun vastaavaa vaihtoehtoista tekniikkaa ei ole saatavilla.

Vaikka vapautukset päättyisivät, elohopealamput voidaan silti vaihtaa ja koneet pitää käynnissä sääntöjä rikkomatta.

LED-tekniikka

Ledien säteilyvoimakkuus on pienempi kuin elohopeakaarilamppujen, koska niiden käyttämä jännite on alhainen. LEDit säteilevät valoa spektrin näkyvässä osassa 400-700 nm:n alueella tai lähi-infrapunassa (700 nm ja 2000 nm), joten vain osa niiden lähettämästä spektrienergiasta on UV-valoa.

Koska ne käyttävät vain murto-osan elohopeakaarilamppujen energiasta, niiden ei tarvitse lämmetä tai jäähtyä, joten ne ovat heti käyttövalmiita eivätkä kuluta energiaa, elleivät ne ole toiminnassa.

Ne ovat myös halpoja ja niiden käyttöikä on hyvin pitkä. Niiden tuottama lämpömäärä on vähäpätöinen, joten niitä voidaan käyttää hyvin heikoilla alustoilla, mutta niiden tehon puute tarkoittaa, että LEDit ovat tällä hetkellä hitaita kovettamaan mustetta.

Koska mustepigmentit voivat absorboida valoa LED-emissioalueella, ne voivat joskus kilpailla valosta fotoinitiaattoreiden kanssa.

Ne voivat myös tahattomasti kovettua purkissa tai puristimessa. Tämä sekä niiden kapea reagointialue tarkoittaa, että LED-kovettuvat musteet on kehitettävä erityisesti.

LED-kovettaminen on vielä suhteellisen kypsymätön tekniikka grafiikkasovelluksissa, mutta lyhytaalto-UV-LEDien kehityksessä on tapahtunut nopeaa edistystä.

Jatkuva teknologinen tutkimus on graafisen alan itsestäänselvyys, ja kehittäjät etsivät jatkuvasti uusia tapoja ratkaista vanhoja ongelmia.

Syynä voivat olla kustannukset, ympäristövaikutukset, energiatehokkuus, säännösten noudattaminen, suorituskyky ja jopa mukavuus, mikä tahansa, jolla ne saavat etulyöntiaseman kilpailijoihin nähden.

Kehittäjät ovat jo keksineet nokkelia tapoja hyödyntää molempia kovetusvaihtoehtoja. LEDit, joita käytetään yhdessä elohopeakaarikovettumisen kanssa, voivat tarjota alustavan kovettumisen, jota kutsutaan pinningiksi.

Tämä yksittäisten painovärien osittainen kovettuminen säätelee pistevahvistusta ja parantaa värin laatua ja kiiltoa. Elohopeakaarilamput viimeistelevät kovettumisen.

Pitäisikö meidän olla huolissamme RoHSII:stä?

Ei ainakaan vielä. EU:n lainsäädännön keskeinen periaate on, että EU:n sääntöjen soveltaminen ei saa heikentää kasvua ja kehitystä, joten olemme varmoja, että RoHS II -lainsäädäntöä ei sovelleta mielivaltaisesti.

RoHS II -poikkeukset koskevat matala-, keski- ja korkeapaineisia elohopeakaarilamppuja, joiden käytöstä luovutaan asteittain huhtikuusta 2015 alkaen, kun sopivaa korvaavaa teknologiaa tulee saataville.

Asetuksessa vapautetaan myös ”laajamittaiset kiinteät laitteistot”, jotka määritellään ”ammattilaisten kokoamiksi ja asentamiksi useiden laitetyyppien laajamittaisiksi yhdistelmiksi, jotka on tarkoitettu käytettäväksi pysyvästi ennalta määritellyssä ja erityisessä paikassa”.

Vaikka poikkeuksia ei olisikaan, monet painotalot, esimerkiksi sellaiset, joissa on suuria tasopohjia, eivät kuulu RoHS II -direktiivin soveltamisalaan, ja Euroopan unionin yhteyshenkilömme mukaan painokoneessa ”voi olla korvaavia elohopeakaarilamppuja tulevaisuudessa, kunnes se saavuttaa käyttöikänsä lopun”.

Elohopeakaaritekniikan vaihtoehtona oleva LED-kovetus on laajentanut laajakuvatulostukseen käytettävissä olevien koneiden valikoimaa.

Ne tukevat monenlaisia suorituskyky- ja kustannusvaatimuksia sekä erilaisia taloudellisia malleja valmistajille, tulostimille ja niiden asiakkaille. Valinnassa on kyse suorituskyky- ja laatuvaatimusten ja sovellusinvestointien yhteensovittamisesta.

Tuotannon odotukset ja teknologia määräävät LED-valon käyttöönoton ja sen nopeuden, jolla se korvaa elohopeakaarikovetteen.

On kuitenkin vain ajan kysymys, milloin LED-teknologia pystyy vastaamaan elohopeakaarikovettamisen suorituskykyyn. Kun saavutamme tämän pisteen, se lakkaa olemasta elinkelpoinen, mutta tämä piste on vielä kaukana horisontissa.