Smithers Pira identificeert de belangrijkste ontwikkelingen op het gebied van stralingstechnologie die de productiviteit in de markt voor stralingsuithardende drukwerkproducten stimuleren.

Volgens De toekomst van stralingsuithardende afdrukmarkten tot 2022werd in 2017 ongeveer 1,38 biljoen A4-afdrukken geproduceerd met stralingsuithardende (UV- en elektronenbundel) inkten en vernissen, met een waarde van $ 63,4 miljard. De markt groeit jaarlijks met ongeveer 2-3% in tonnage.

Nu de inkomsten uit inkt sneller groeien dan de totale grafische en verpakkingsmarkt, profiteren gebruikers van sneldroging om hun productie-efficiëntie te verbeteren en zowel de decoratieve als functionele eigenschappen van de inkten en coatings te benutten. Stralingsuitharding bespaart niet alleen tijd door sneldroging, maar maakt ook verschillende efficiëntieverbeteringen mogelijk in een breder productieproces.

Terwijl de printvolumes in grafische toepassingen tussen 2012 en 2022 over het algemeen met 3,0% per jaar dalen, zijn de stralingsuithardende printsegmenten van deze markt en de nog steeds boomende verpakkingsmarkt klaar om hun marktaandeel uit te breiden. Het volume van stralingsuitharding zal in deze periode groeien met 25,0% in volume en 33,6% in waarde.

Smithers Pira identificeert de belangrijkste ontwikkelingen in inkt- en lakformulering en uithardingstechnologieën die deze expansie ondersteunen.

UV-uitharding met lage energie

UV-uithardingsmethoden veranderen. Het merendeel van de ultravioletdroging in 2017 wordt nog steeds uitgevoerd met kwikdamp kwartslampen, maar deze hebben tijd nodig om op te warmen en er zijn potentiële gezondheids- en milieurisico’s aan het einde van de levensduur.

Deze beperkingen versterken de voordelen van energiezuinige uitharding. Dit droogsysteem is ontworpen om de print te drogen met veel minder energie dan de traditionele kwikdamplampen, met een enkele kwikgedoopte lamp.

Het systeem gebruikt speciale inkten die duurder zijn dan de traditionele UV-uithardende inkten en vernissen. Deze lampen zenden niet de kortere UV-golflengten uit die ozon genereren, waardoor er geen ozonafzuiging nodig is. Ze produceren minder afvalwarmte en hebben dus minder koeling nodig, waardoor het stroomverbruik nog verder daalt.

De technologie wordt nu overgenomen in Noord-Amerika en Europa. Laag-energetische uitharding kan worden gebruikt op persen met twee lampen om elke kant te drogen, en Komori heeft commerciële rotatiepersen die gebruik maken van H-UV technologie in plaats van een heteluchtoven, waardoor het oppervlak van de pers kleiner wordt – wat belangrijk is in de thuismarkt Japan, waar de zeer hoge kosten van onroerend goed ruimtebesparing tot een aanzienlijk kostenvoordeel maken.

UV LED uitharding

UV LED-uitharding maakt gebruik van lichtemitterende diodes die een smalle UV-band uitstralen, waarbij een piek van UV-energie wordt geleverd die een brede spreiding van de output over het spectrum geeft, inclusief zichtbaar en infrarood.

LED-uitharding levert nog minder energie op dan de energiezuinige UV-systemen met kwiklampen, en er is een onmiddellijke inschakeling, waardoor de stilstandtijd die nodig is om te wachten tot de lampen op volle kracht zijn, nog verder kan worden beperkt en er aanzienlijke energiebesparingen mogelijk zijn doordat de uitharding wordt gesynchroniseerd met het leggen van de inkt. Het nadeel is de beperkte beschikbaarheid van geschikte inkten en de hoge kosten die er momenteel aan verbonden zijn.

Het aanbod van commercieel verkrijgbare UV-LED’s groeit, waardoor het bredere gebruik van LED’s in algemene verlichtingsinstallaties in de schaduw komt te staan. Drukkers die al UV-LED’s gebruiken, melden dat ze tot 70% minder energie verbruiken dan conventionele UV-systemen. Een ander voordeel van UV-LED-systemen is hun kleurenpracht, die het gevolg is van een hoger pigmentgehalte.

UV LED ontwikkelt zich van nichetoepassingen naar segmenten met hogere volumes in sommige Europese landen, zoals vellenpersen, waar de technologie het voordeel heeft dat ze een hoge kleurkracht kan bieden.

Elektronenbundel uitharding

Bij elektronenbundeluitharding wordt een krachtige elektronenbundel gebruikt om de polymerisatiereactie met vrije radicalen op gang te brengen. In een geëvacueerde kamer wordt een gordijn van versnelde elektronen naar het bedrukte oppervlak gestuurd. De energetische elektronen gaan door een titanium vensterfolie naar de natte inkt, de energie wordt geabsorbeerd door de inktlaag en het uithardingsproces vindt plaats.

Het voordeel van deze technologie is de penetratie van elektronen in het lichaam van de inktfilm, in plaats van alleen aan de oppervlakte, wat zorgt voor een goede doorharding. Het wordt veel gebruikt in Amerika op breedpersen, maar minder in Europa.

Er zijn ontwikkelingen om het gebruik ervan te verbreden door middel van goedkopere en kleinere EB-uithardingseenheden, inclusief voor de eerste vellenpersen, en inkttechnologie om het gebruik op flexo- en diepdrukpersen te verbreden. Het aandeel van elektronenbundels in stralingsuitharding blijft laag, met slechts 4-5% in 2017, met het grootste aandeel in Noord-Amerika en een lager aandeel elders.

Inkten en coatings met lage migratie

Aangezien stralingsuitharding op grote schaal wordt toegepast in verpakkingen voor voedingsmiddelen, farmaceutica en tabak, is het belangrijk dat er geen componenten van de print in het product kunnen migreren en organoleptische effecten kunnen veroorzaken. Dit is vooral belangrijk bij tabaksverpakkingen, waar de criteria voor geurvrije en migratiebestendige verpakkingen worden bepaald door het feit dat tabak hygroscopisch is.

Geur en smet zijn potentiële problemen voor alle verwerkers. Inktfabrikanten formuleren inkten met een lage migratie en gebruiken daarbij geselecteerde componenten, die ervoor moeten zorgen dat de migratie van de resulterende drukinktfilm binnen de geaccepteerde migratielimieten blijft.

Formuleerders van inkt kunnen componenten kiezen uit de bekende reeks goedgekeurde ingrediënten, of kiezen voor de nieuwe klassen materialen die beschikbaar komen en die inherent minder potentiële verontreiniging bieden. Deze kwestie wordt nu aangepakt via nieuwe wetgeving die in 2017 is aangekondigd in de EU en andere markten zoals Japan.

Hybride inkten

Verschillende inktfabrikanten onderzoeken nieuwe formuleringsmethoden voor inkten om het aantal toepassingen voor UV- en elektronenbundelinkten uit te breiden en hun prestaties op de pers te verbeteren.

Bij flexibele verpakkingen op gangbare flexopersen is er beperkte ruimte voor tussendekdroging en inktfabrikanten ontwikkelen UV- en EB-uithardende inkten met water of oplosmiddelen. Deze fungeren als verdunningsmiddel en er is een zekere mate van verdamping tijdens het drukken waardoor een betere nat-in-nat vangst mogelijk is.

Er zijn ontwikkelingen op het gebied van elektronenbundeldiepdruk op waterbasis, bijvoorbeeld IdeOn bij Amgraph Packaging in Connecticut gebruikt water als verdunningsmiddel voor elektronenbundeluithardende diepdrukinkten.

Een belangrijk voordeel van deze hybride inkten is dat ze niet geclassificeerd zijn als gevaarlijke stoffen, zoals traditionele 100% vaste UV-inkten en -coatings. Dit betekent dat fabrikanten geen etiket met gevaarlijke chemische stoffen op de verpakking hoeven aan te brengen en dat ze in bulk kunnen worden vervoerd, terwijl een UV-inkt die als gevaarlijk wordt gecategoriseerd niet kan worden vervoerd in een container van meer dan 25 liter.

De toekomst van stralingsuithardende drukmarkten tot 2022 biedt kwantitatieve marktgroottes voor de belangrijkste technologieën in stralingsuitharding wereldwijd en voorspelt de markten tot 2022 per uitharding, afdrukmethode en eindgebruiktoepassing. Download hier de brochure voor meer informatie.

FESPA Global Print Expo toont baanbrekende UV LED uithardingstechnologie

FESPA benadrukte haar betrokkenheid bij de industriële markt en zei dat dit een groeiende business area is in de markt voor grootformaat printen.

Kom en zie de nieuwste UV-LED printers in actie en haal wat monsters op bij FESPA Global Print Expodie plaatsvindt van 15-18 mei in de Messe Berlin in Duitsland.

Om u te registreren voor het evenement, een actuele plattegrond te bekijken en meer te weten te komen over de verschillende speciale functies die op FESPA 2018 worden gehouden, klik hier om de officiële website van het evenement te bezoeken.