Na horyzoncie pojawiają się surowsze przepisy UE dotyczące stosowania lamp utwardzających z parami rtęci. Jaką alternatywną technologię utwardzania powinny przyjąć firmy?

Właściciele wielkoformatowych maszyn do druku cyfrowego doskonale zdają sobie sprawę z konieczności suszenia atramentów po wydrukowaniu. Wiedzą również, że mają dwie opcje utwardzania: lampy rtęciowe lub diody LED.

Oba reagują na określone długości fal światła, wykorzystując energię widmową do inicjowania fragmentacji i polimeryzacji fotoinicjatorów w atramentach w celu stworzenia suchych, sprężystych, elastycznych i trwałych powierzchni.

Ilość mocy źródła światła określa jego jasność, a to z kolei definiuje atrybuty technologii utwardzania, a tym samym jej charakterystykę wydajności.

Dlatego właśnie wydajność i wymagania dotyczące aplikacji są najważniejszymi czynnikami przy porównywaniu maszyn wykorzystujących łuk rtęciowy i utwardzanie LED.

Charakterystyka wydajności obejmuje:
– szybkość i głębokość utwardzania
– jakość kontroli koloru i połysku
– czas potrzebny, aby system utwardzania był gotowy do użycia
– zużycie energii
– elastyczność farby i podłoża
– trwałość i spójność systemu utwardzania w czasie.

Coraz ważniejszymi czynnikami różnicującymi są również koszty posiadania i regulacje prawne. Rozważ wszystkie te czynniki w kontekście potrzeb biznesowych i aplikacji, a decyzja, którą opcję wybrać, będzie jasna. Nie martw się zbytnio o zgodność z przepisami, ponieważ nie jest to takie zmartwienie, jak mogłoby się wydawać.

Poślizg Mercury

Rtęciowe lampy łukowe to konie robocze przemysłu utwardzania. Generują one światło UV i IR w zakresie 240-270nm i 350-380nm i mają żywotność około 1500 godzin.

Zużywają one dużo energii i generują ciepło. Przyspiesza to sieciowanie polimerów, ale uszkadza wrażliwe podłoża, więc jest to ograniczenie dla drukowania cienkich materiałów.

Lampy te potrzebują czasu, aby się rozgrzać i ostygnąć, więc muszą być włączone nawet wtedy, gdy maszyna drukarska jest bezczynna, co zwiększa rachunki za energię.

Jednak pomimo tych wad utwardzanie łukiem rtęciowym dominuje na rynku, ponieważ jest bardzo wydajne. I chociaż jest już dojrzała, nadal pojawia się w nowych prasach, takich jak H-UV firmy Komori z utwardzaniem inline.

Technologia ta będzie nadal dominować w sektorze wielkoformatowego druku cyfrowego, dopóki diody LED nie dorównają jej wydajnością, a zwłaszcza szybkością i głębokością utwardzania. Punkt krytyczny nie nastąpi jeszcze przez jakiś czas, ale może nadejść wcześniej niż się spodziewamy.

Zabić czy wyleczyć?

Deweloperzy mają wiele powodów, aby inwestować w technologię utwardzania LED, nie tylko rozporządzenie Unii Europejskiej Restriction on Hazardous Substances II (RoHS II), które zakazuje stosowania metali ciężkich, w tym ołowiu, rtęci i kadmu.

RoHS II jest rodzeństwem dyrektywy w sprawie zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego (WEEE) i dotyczy sprzętu elektrycznego i elektronicznego.

Kontrole chemiczne są domeną dyrektywy w sprawie rejestracji, oceny, udzielania zezwoleń i stosowanych ograniczeń w zakresie chemikaliów (REACH), która koncentruje się na zdrowiu i bezpieczeństwie.

RoHSII ma na celu zachęcanie do redukcji zużycia energii i ekoprojektowania, a także ograniczenie stosowania substancji niebezpiecznych.

Z tych powodów jest on dość luźny, z licznymi wyłączeniami i ponad 80 wyjątkami, w tym stosowaniem rtęci w określonych sytuacjach, takich jak brak równoważnej alternatywnej technologii.

Nawet po wygaśnięciu zwolnień, rtęciowe lampy łukowe mogą być nadal wymieniane, a maszyny mogą pracować bez łamania zasad.

Technologia LED

Diody LED mają niższy blask niż rtęciowe lampy łukowe, ponieważ ich napięcie jest niskie. Diody LED emitują światło w widzialnej części widma od 400 nm do 700 nm lub w bliskiej podczerwieni (700 nm i 2000 nm), więc tylko część emitowanej przez nie energii widmowej to światło UV.

Ponieważ zużywają ułamek energii rtęciowych lamp łukowych, nie muszą się nagrzewać ani schładzać, więc są natychmiast gotowe do użycia i nie zużywają energii, dopóki nie działają.

Są również tanie i mają bardzo długą żywotność. Ilość generowanego przez nie ciepła jest trywialna, więc mogą być używane z bardzo cienkimi podłożami, ale ich brak mocy oznacza, że diody LED obecnie wolno utwardzają atrament.

Ponieważ pigmenty atramentu mogą absorbować światło w obszarze emisji LED, mogą one czasami konkurować z fotoinicjatorami o światło.

Mogą również nieumyślnie utwardzać się w puszce lub na prasie. To oraz ich wąskie pasmo reakcji oznacza, że atramenty utwardzane diodami LED muszą być specjalnie opracowane.

Utwardzanie LED jest nadal stosunkowo niedojrzałą technologią do zastosowań graficznych, jednak szybki postęp w rozwoju krótkofalowych diod LED UV.

Ciągłe badania technologiczne są czymś oczywistym w branży graficznej, a programiści nieustannie szukają nowych sposobów na rozwiązywanie starych problemów.

Ich wysiłki mogą być podejmowane ze względu na koszty, wpływ na środowisko, efektywność energetyczną, zgodność z przepisami, wydajność, a nawet wygodę – wszystko, co daje im przewagę nad konkurencją.

Deweloperzy wymyślili już sprytne sposoby na uzyskanie najlepszych z obu opcji utwardzania. Diody LED stosowane w połączeniu z utwardzaniem łukiem rtęciowym mogą zapewnić wstępne utwardzenie, zwane pinningiem.

To częściowe utwardzanie poszczególnych atramentów kontroluje przyrost punktu i poprawia jakość kolorów oraz poziom połysku. Proces utwardzania kończą lampy rtęciowe.

Czy powinniśmy się martwić o RoHSII?

Nie, przynajmniej jeszcze nie teraz. Kluczową zasadą w prawodawstwie UE jest to, że stosowanie przepisów UE nie może osłabiać wzrostu i rozwoju, więc jesteśmy pewni, że przepisy RoHSII nie będą stosowane bezmyślnie.

Wyłączenia RoHSII obowiązują dla nisko-, średnio- i wysokociśnieniowych rtęciowych lamp łukowych, które są stopniowo wycofywane od kwietnia 2015 r. w miarę dostępności odpowiednich technologii zastępczych.

Rozporządzenie wyłącza również „wielkoskalowe instalacje stacjonarne”, które definiuje jako „wielkoskalową kombinację kilku rodzajów aparatury … zmontowaną i zainstalowaną przez profesjonalistów, przeznaczoną do stałego użytkowania we wcześniej określonej i dedykowanej lokalizacji”.

Tak więc nawet bez wyłączeń wiele firm drukarskich, na przykład tych z dużymi płaskimi stołami, nie jest objętych zakresem RoHSII, a według naszego kontaktu z Unią Europejską maszyna drukarska „może mieć zamienne rtęciowe lampy łukowe w przyszłości, dopóki nie osiągnie końca okresu eksploatacji”.

Pojawienie się utwardzania LED, stanowiącego alternatywę dla technologii łuku rtęciowego, rozszerzyło zakres dostępnych maszyn do drukowania projektów wielkoformatowych.

Obsługują one szeroki zakres wymagań dotyczących wydajności i kosztów oraz różne modele ekonomiczne dla producentów, drukarni i ich klientów. Wybór jest kwestią dopasowania wymagań dotyczących wydajności i jakości do inwestycji w aplikację.

Oczekiwania produkcyjne, podobnie jak technologia, dyktują przyjęcie LED i szybkość, z jaką zastępuje utwardzanie łukiem rtęciowym.

Ale to tylko kwestia czasu, zanim technologia LED będzie w stanie dorównać wydajności utwardzania łukiem rtęciowym. Kiedy osiągniemy ten punkt, przestanie to być opłacalne, ale ten punkt jest wciąż na odległym horyzoncie