Smithers Pira identyfikuje kluczowe osiągnięcia w technologii radiacyjnej, które zwiększają produktywność na rynku druku utwardzanego radiacyjnie.

Według Przyszłość rynków druku utwardzanego promieniowaniem do 2022 r.w 2017 r. łączna liczba wydruków wykonanych przy użyciu farb i lakierów utwardzanych promieniowaniem (UV i wiązką elektronów) wyniosła około 1,38 biliona wydruków A4, co stanowi wartość 63,4 mld USD. Rynek rośnie w tempie około 2-3% rocznie w ujęciu tonażowym.

Ponieważ przychody z atramentów rosną szybciej niż cały rynek grafiki i opakowań, użytkownicy korzystają z natychmiastowego suszenia, aby poprawić wydajność produkcji i wykorzystać zarówno dekoracyjne, jak i funkcjonalne właściwości atramentów i powłok. Utwardzanie radiacyjne nie tylko oszczędza czas dzięki natychmiastowemu suszeniu, ale także umożliwia zwiększenie wydajności w szerszym procesie produkcyjnym.

Podczas gdy wolumeny druku w branży graficznej ogólnie spadają o 3,0% rocznie w latach 2012-2022, segmenty druku utwardzanego radiacyjnie i wciąż dynamicznie rozwijający się rynek opakowań mają szansę na zwiększenie udziału w rynku. Wolumen druku utwardzanego promieniowaniem wzrośnie w tym okresie o 25,0% w ujęciu ilościowym i 33,6% w ujęciu wartościowym.

Smithers Pira identyfikuje kluczowe zmiany w recepturach farb i lakierów oraz technologiach utwardzania, które leżą u podstaw tej ekspansji.

Niskoenergetyczne utwardzanie promieniami UV

Metody utwardzania UV zmieniają się. Większość suszenia ultrafioletowego w 2017 r. jest nadal przeprowadzana przy użyciu lamp kwarcowych z oparami rtęci, ale wymagają one czasu na rozgrzanie, a po zakończeniu eksploatacji istnieją potencjalne zagrożenia dla zdrowia i środowiska.

Ograniczenia te zwiększają korzyści płynące z niskoenergetycznego utwardzania. Ten system utwardzania został zaprojektowany do suszenia druku przy użyciu znacznie mniejszej ilości energii niż tradycyjne lampy rtęciowe, z pojedynczą lampą domieszkowaną rtęcią.

System wykorzystuje specjalne atramenty, które mają wyższą cenę niż tradycyjne atramenty i lakiery utwardzane promieniami UV. Lampy te nie emitują krótszych fal UV, które generują ozon, eliminując potrzebę ekstrakcji ozonu. Wytwarzają mniej ciepła odpadowego, więc wymagają mniej chłodzenia, co dodatkowo zmniejsza zużycie energii.

Technologia ta jest obecnie wdrażana w Ameryce Północnej i Europie. Niskoenergetyczne utwardzanie może być stosowane w prasach do doskonalenia z dwiema lampami do suszenia każdej strony, a Komori ma komercyjne prasy internetowe wykorzystujące technologię H-UV zamiast pieca na gorące powietrze, zmniejszając w ten sposób powierzchnię prasy – co jest ważne na jej rodzimym rynku w Japonii, gdzie bardzo wysokie koszty nieruchomości sprawiają, że oszczędność miejsca potencjalnie stanowi znaczną przewagę kosztową.

Utwardzanie UV LED

Utwardzanie UV LED wykorzystuje diody elektroluminescencyjne, które emitują wąskie pasmo UV, dostarczając szczytową energię UV, która zapewnia szeroki rozkład mocy wyjściowej w całym spektrum, w tym widzialnym i podczerwonym.

Utwardzanie LED oferuje jeszcze mniej energii niż niskoenergetyczne systemy UV z żarówkami rtęciowymi, a także natychmiastowe włączanie i wyłączanie, co może jeszcze bardziej skrócić czas przestoju wymagany w oczekiwaniu na pełną moc lamp, a także zapewnić znaczne oszczędności energii dzięki synchronizacji utwardzania z układaniem atramentu. Wadą jest ograniczona dostępność odpowiednich atramentów i związane z nimi wysokie koszty.

Gama dostępnych na rynku diod LED UV rośnie, a diody LED są coraz szerzej stosowane w ogólnych instalacjach oświetleniowych. Drukarnie, które już korzystają z diod LED UV, zgłaszają zużycie energii nawet o 70% niższe niż w przypadku konwencjonalnych systemów UV. Kolejną zaletą systemów UV LED jest ich jasność kolorów, wynikająca z wyższej zawartości pigmentu.

Technologia UV LED wykracza poza zastosowania niszowe i w niektórych krajach europejskich wkracza w segmenty wysokonakładowe, takie jak druk arkuszowy, gdzie technologia ma tę zaletę, że jest w stanie zapewnić wysoką wytrzymałość kolorów.

Utwardzanie wiązką elektronów

Utwardzanie wiązką elektronów wykorzystuje wiązkę elektronów o dużej mocy do zainicjowania reakcji polimeryzacji wolnorodnikowej. Kurtyna przyspieszonych elektronów jest emitowana w kierunku zadrukowanej powierzchni w komorze ewakuacyjnej. Energetyczne elektrony przechodzą przez tytanową folię okienną w kierunku mokrego tuszu, energia jest absorbowana przez warstwę tuszu i następuje proces utwardzania.

Zaletą tej technologii jest przenikanie elektronów do wnętrza folii, a nie tylko na jej powierzchnię, co zapewnia dobre utwardzanie. Technologia ta jest szeroko stosowana w obu Amerykach na prasach szerokoformatowych, ale w mniejszym stopniu w Europie.

Trwają prace nad rozszerzeniem jej zastosowania poprzez tańsze i mniejsze jednostki utwardzania EB, w tym dla pierwszych procesów arkuszowych, oraz technologii farb w celu rozszerzenia zastosowania na prasach fleksograficznych i wklęsłodrukowych. Udział wiązki elektronów w utwardzaniu radiacyjnym pozostaje niski i w 2017 r. wynosił zaledwie 4-5%, z czego większość w Ameryce Północnej, a mniej w innych krajach.

Farby i powłoki o niskim poziomie migracji

Ponieważ utwardzanie radiacyjne jest szeroko stosowane w opakowaniach żywności, farmaceutyków i wyrobów tytoniowych, ważne jest, aby żadne składniki nie mogły migrować z nadruku do produktu i powodować jakichkolwiek efektów organoleptycznych. Jest to szczególnie ważne w przypadku opakowań tytoniowych, gdzie kryteria dotyczące opakowań bezzapachowych i odpornych na migrację wynikają z faktu, że tytoń jest higroskopijny.

Zapach i skażenie są potencjalnymi problemami dla wszystkich przetwórców. Producenci atramentów opracowują atramenty o niskim poziomie migracji przy użyciu wybranych składników, które powinny zapewnić, że migracja z wynikowej powłoki farby drukarskiej będzie mieścić się w dopuszczalnych limitach migracji.

Formulatorzy atramentów mogą wybrać komponenty ze znanego zakresu zatwierdzonych składników lub wybrać nowe klasy dostępnych materiałów, które z natury oferują niższy poziom potencjalnego zanieczyszczenia. Kwestia ta jest obecnie przedmiotem nowych przepisów ogłoszonych w 2017 r. w UE i na innych rynkach, takich jak Japonia.

Atramenty hybrydowe

Kilku producentów atramentów bada nowe metody formułowania atramentów, aby poszerzyć zakres zastosowań atramentów UV i wiązki elektronów oraz poprawić ich wydajność na prasie.

W przypadku opakowań elastycznych na typowych prasach fleksograficznych do druku wrażeniowego przestrzeń do suszenia międzypokładowego jest ograniczona, a producenci farb opracowują farby utwardzane promieniami UV i EB z wodą lub rozpuszczalnikami. Działają one jako rozcieńczalniki, a na etapie drukowania występuje pewien stopień odparowania, który umożliwia lepsze wychwytywanie mokrego na mokrym.

Na przykład IdeOn w Amgraph Packaging w Connecticut wykorzystuje wodę jako rozcieńczalnik do farb wklęsłodrukowych utwardzanych wiązką elektronów.

Istotną zaletą tych atramentów hybrydowych jest to, że nie są one klasyfikowane jako materiały niebezpieczne, jak tradycyjne w 100% stałe atramenty i powłoki UV. Oznacza to, że producenci nie muszą umieszczać na opakowaniach etykiet z niebezpiecznymi substancjami chemicznymi i mogą być transportowane luzem – podczas gdy atrament UV sklasyfikowany jako niebezpieczny nie może być transportowany w pojemniku większym niż 25 litrów.

Przyszłość rynków druku utwardzanego promieniowaniem do 2022 r. przedstawia ilościowe wielkości rynku dla głównych technologii utwardzania radiacyjnego na całym świecie, prognozując rynki do 2022 r. według utwardzania, metody procesu drukowania i zastosowania końcowego. Aby uzyskać więcej informacji, pobierz broszurę tutaj.

FESPA Global Print Expo zaprezentuje przełomową technologię utwardzania UV LED

FESPA podkreśliła swoje zaangażowanie w rynek przemysłowy i stwierdziła, że jest to rosnący obszar biznesowy na rynku druku wielkoformatowego

Przyjdź i zobacz najnowsze drukarki UV-LED w akcji i odbierz próbki na targach FESPA Global Print Expoktóre odbędą się w dniach 15-18 maja w Messe Berlin w Niemczech.

Aby zarejestrować się na wydarzenie, wyświetlić aktualny plan i dowiedzieć się więcej o różnych specjalnych funkcjach, które będą dostępne na targach FESPA 2018, kliknij tutaj aby odwiedzić oficjalną stronę wydarzenia.