Er liggen strengere EU-regels in het verschiet met betrekking tot het gebruik van kwikdampdrooglampen. Welke alternatieve uithardingstechnologie moeten bedrijven gebruiken?

Bezitters van grootformaat digitale printmachines zijn zich terdege bewust van de noodzaak om inkten te drogen zodra de prints worden uitgevoerd. Ze weten ook dat ze twee uithardingsopties hebben: kwikbooglampen of LED’s.

Beide reageren op specifieke golflengten van licht, waarbij spectrale energie wordt gebruikt om fragmentatie en polymerisatie van fotoinitiators in inkten te initiëren om droge, veerkrachtige, flexibele en duurzame oppervlakken te creëren.

De hoeveelheid stroom die een lichtbron heeft, bepaalt de helderheid en dit bepaalt op zijn beurt de eigenschappen van een uithardingstechnologie en dus de prestatiekenmerken.

Daarom zijn prestaties en toepassingsvereisten de belangrijkste overwegingen bij het vergelijken van machines met kwikboog- en LED-droging.

Prestatiekenmerken zijn onder andere:
– snelheid en diepte van uitharding
– kwaliteit van kleur- en glanscontrole
– hoe lang het duurt voordat het uithardingssysteem klaar is voor gebruik
– het energieverbruik
– flexibiliteit van inkt en substraat
– levensduur en consistentie van het uithardingssysteem na verloop van tijd.

Eigendomskosten en regelgeving zijn ook steeds belangrijkere onderscheidende factoren. Overweeg al deze factoren in de context van de bedrijfs- en toepassingsbehoeften en het zal duidelijk zijn welke optie u moet kiezen. Maak je niet te veel zorgen over naleving van de regelgeving, want dat is niet zo’n zorg als je misschien zou denken.

Kwik slippen glijden

Kwikbooglampen zijn de werkpaarden van de uithardingsindustrie. Ze genereren UV- en IR-licht in de 240-270nm en 350-380nm regio’s van het spectrum en hebben een levensduur van ongeveer 1500 uur.

Ze gebruiken veel energie en genereren warmte. Dit versnelt de verknoping van de polymeren, maar beschadigt kwetsbare substraten, dus dit is een beperking voor het printen van dunne materialen.

Deze lampen hebben tijd nodig om op te warmen en af te koelen, dus ze moeten blijven branden, zelfs als de printer niet in gebruik is, wat de energierekening verhoogt.

Ondanks deze nadelen domineert kwikbooguitharding de markt omdat het zo productief is. En hoewel het een volwassen techniek is, duikt het nog steeds op in nieuwe persen zoals Komori’s H-UV met inline uitharding.

De technologie zal de grootformaat digitale printsector blijven domineren totdat LED’s de prestaties kunnen evenaren, met name de snelheid en de diepte van de uitharding. Het omslagpunt zal nog wel even op zich laten wachten, maar zou wel eens eerder kunnen komen dan verwacht.

Doden of genezen?

Ontwikkelaars hebben tal van redenen om te investeren in LED uithardingstechnologie, niet in de laatste plaats de Restriction on Hazardous Substances II (RoHS II) regelgeving van de Europese Unie, die het gebruik van zware metalen zoals lood, kwik en cadmium verbiedt.

RoHS II is een zusje van de richtlijn afgedankte elektrische en elektronische apparatuur (WEEE) en is specifiek voor elektrische en elektronische apparatuur.

Chemische controles vallen onder de REACH-richtlijn (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals), die zich richt op gezondheid en veiligheid.

RoHSII is ontworpen om energiebesparing en ecodesign te stimuleren en het gebruik van gevaarlijke stoffen te verminderen.

Om deze redenen is het vrij losjes met talloze uitsluitingen en meer dan 80 vrijstellingen, waaronder het gebruik van kwik in bepaalde situaties zoals wanneer er geen gelijkwaardige alternatieve technologie beschikbaar is.

Zelfs als de vrijstellingen verlopen, kunnen kwikbooglampen nog steeds worden vervangen en machines blijven draaien zonder de regels te overtreden.

LED-technologie

LED’s hebben een lagere straling dan kwikbooglampen omdat hun toegepaste spanning laag is. LED’s zenden licht uit in het zichtbare deel van het spectrum van 400 nm tot 700 nm of in het nabije infrarood (700 nm en 2000 nm), dus slechts een deel van de spectrale energie die ze uitzenden is UV-licht.

Omdat ze een fractie van de energie van kwikbooglampen gebruiken, hoeven ze niet op te warmen of af te koelen, zodat ze onmiddellijk klaar zijn voor gebruik en geen energie verbruiken als ze niet in werking zijn.

Ze zijn ook goedkoop en hebben een zeer lange levensduur. De hoeveelheid warmte die ze genereren is triviaal, dus ze kunnen worden gebruikt met zeer dunne substraten, maar hun gebrek aan vermogen betekent dat LED’s momenteel traag zijn om de inkt uit te harden.

Omdat inktpigmenten het licht in het LED-emissiegebied kunnen absorberen, kunnen ze soms met fotoinitiatoren concurreren om het licht.

Ze kunnen ook per ongeluk uitharden in het blik of op de pers. Dit plus hun smalle reactiebereik betekent dat LED-uithardende inkten speciaal moeten worden samengesteld.

LED-uitharding is nog steeds een relatief onvolwassen technologie voor grafische toepassingen, maar er wordt snel vooruitgang geboekt in de ontwikkeling van UV-LED’s met korte golf.

Voortdurend technologisch onderzoek is een gegeven in de grafische industrie, waarbij ontwikkelaars voortdurend op zoek zijn naar nieuwe manieren om oude problemen op te lossen.

Hun inspanningen kunnen te maken hebben met kosten, milieu-impact, energie-efficiëntie, naleving van regelgeving, prestaties en zelfs gemak, alles om hun een voorsprong te geven op de concurrentie.

Ontwikkelaars hebben al slimme manieren bedacht om het beste uit beide uithardingsopties te halen. LED’s die worden gebruikt in combinatie met kwikbooguitharding kunnen zorgen voor een voorafgaande uitharding, pinning genaamd.

Deze gedeeltelijke uitharding van afzonderlijke inkten regelt de puntversterking en verbetert de kleurkwaliteit en glansniveaus. Kwikbooglampen voltooien de uitharding.

Moeten we ons zorgen maken over RoHSII?

Nee, nog niet tenminste. Een belangrijk principe in de EU-wetgeving is dat de toepassing van EU-regels groei en ontwikkeling niet mag ondermijnen, dus we vertrouwen erop dat de RoHS II-wetgeving niet willekeurig zal worden toegepast.

RoHSII-uitzonderingen zijn van kracht voor lage-, midden- en hogedrukkwiklampen die vanaf april 2015 geleidelijk worden afgeschaft naarmate er geschikte vervangingstechnologieën beschikbaar komen.

De verordening stelt ook “grootschalige vaste installaties” vrij, die worden gedefinieerd als “een grootschalige combinatie van verschillende soorten apparaten … geassembleerd en geïnstalleerd door professionals, bedoeld om permanent te worden gebruikt op een vooraf bepaalde en specifieke locatie”.

Dus zelfs zonder de vrijstellingen vallen veel drukkerijen, bijvoorbeeld die met grote flatbeds, niet binnen het toepassingsgebied van RoHSII en volgens onze contactpersoon bij de Europese Unie kan een drukpers “in de toekomst vervangende kwikbooglampen hebben totdat deze het einde van zijn levensduur bereikt”.

De komst van LED-droging, een alternatief voor kwikboogtechnologie, heeft de reeks machines uitgebreid die beschikbaar zijn voor het bedrukken van grootformaat projecten.

Ze ondersteunen een breed scala aan prestatie- en kostenvereisten en diverse economische modellen voor fabrikanten, drukkers en hun klanten. De keuze is een kwestie van het afstemmen van de prestatie- en kwaliteitseisen op de investeringen in de toepassing.

Zowel de productieverwachtingen als de technologie bepalen de acceptatie van LED en de snelheid waarmee het kwikboogdroging vervangt.

Maar het is slechts een kwestie van tijd voordat de LED-technologie de prestaties van kwikbooguitharding kan evenaren. Als we dat punt bereiken, is het niet langer levensvatbaar, maar dat punt ligt nog ver weg.