На горизонте маячит ужесточение правил ЕС, касающихся использования ламп полимеризации на основе паров ртути. Какую альтернативную технологию отверждения следует использовать компаниям?

Владельцы широкоформатных цифровых печатных машин хорошо знают о необходимости сушки струйных красок после вывода отпечатков. Они также знают, что у них есть два варианта отверждения: ртутно-дуговые лампы или светодиоды.

Оба реагируют на свет определенной длины волны, используя спектральную энергию, чтобы инициировать фрагментацию и полимеризацию фотоинициаторов в красках для создания сухих, упругих, гибких и прочных поверхностей.

Мощность источника света определяет его яркость, а она, в свою очередь, определяет свойства технологии отверждения, а значит, и ее рабочие характеристики.

Именно поэтому при сравнении оборудования, использующего ртутно-дуговую и светодиодную полимеризацию, наиболее важными факторами являются производительность и требования к применению.

Характеристики включают:
— скорость и глубина отверждения
— качество контроля цвета и глянца
— время, необходимое для того, чтобы система отверждения была готова к использованию
— потребление энергии
— гибкость чернил и подложки
— долговечность и постоянство системы отверждения с течением времени.

Стоимость владения и регулирование также становятся все более важными факторами отличия. Рассмотрите все эти факторы в контексте потребностей бизнеса и приложений, и Ваше решение о том, какой вариант выбрать, станет очевидным. Не стоит слишком беспокоиться о соответствии нормативным требованиям, потому что это не такая уж большая проблема, как Вам может показаться.

Скольжение по Меркурию

Ртутные дуговые лампы — рабочие лошадки индустрии полимеризации. Они генерируют УФ- и ИК-излучение в областях спектра 240-270 нм и 350-380 нм, а срок их службы составляет около 1 500 часов.

Они потребляют много энергии и выделяют тепло. Это ускоряет сшивание полимеров, но повреждает уязвимые подложки, поэтому это ограничение для печати хрупких материалов.

Этим лампам требуется время, чтобы нагреться и остыть, поэтому их приходится оставлять включенными, даже когда печатная машина простаивает, что увеличивает счет за электроэнергию.

Однако, несмотря на эти недостатки, ртутно-дуговая полимеризация доминирует на рынке, потому что она очень производительна. И хотя она уже отработана, она все еще появляется в новых прессах, таких как H-UV от Komori с последовательным отверждением.

Эта технология будет доминировать в секторе широкоформатной цифровой печати до тех пор, пока светодиоды не смогут сравниться с ней по производительности, особенно по скорости и глубине отверждения. Переломный момент наступит нескоро, но может наступить раньше, чем ожидается.

Убить или вылечить?

У разработчиков есть много причин инвестировать в технологию светодиодного отверждения, и не в последнюю очередь это касается регламента Европейского Союза по ограничению использования опасных веществ II (RoHS II), который запрещает использование тяжелых металлов, включая свинец, ртуть и кадмий.

Директива RoHS II является родственницей директивы Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE) и относится только к электрическому и электронному оборудованию.

Контроль над химическими веществами является сферой действия директивы о регистрации, оценке, разрешении и ограничении химических веществ (REACH), в которой основное внимание уделяется здоровью и безопасности.

RoHSII призван стимулировать снижение энергопотребления и экодизайн, а также сокращение использования опасных веществ.

По этим причинам он довольно свободный, с многочисленными исключениями и более чем 80 исключениями, включая использование ртути в определенных ситуациях, например, когда не существует эквивалентной альтернативной технологии.

Даже когда срок действия исключений истекает, ртутные дуговые лампы можно заменить, а машины продолжают работать, не нарушая правил.

Светодиодная технология

Светодиоды излучают меньше, чем ртутные дуговые лампы, потому что прикладываемое к ним напряжение низкое. Светодиоды излучают свет в видимой части спектра от 400 нм до 700 нм или в ближней инфракрасной области (700 нм и 2000 нм), поэтому только часть спектральной энергии, которую они излучают, является ультрафиолетовым светом.

Поскольку они потребляют в разы меньше энергии, чем ртутные дуговые лампы, им не нужно разогреваться или остывать, поэтому они сразу же готовы к работе и не потребляют энергию, пока не работают.

Они также дешевы и имеют очень долгий срок службы. Количество выделяемого ими тепла ничтожно мало, поэтому их можно использовать с очень хрупкими подложками, но недостаток мощности означает, что светодиоды в настоящее время медленно отверждают чернила.

Поскольку пигменты чернил могут поглощать свет в области излучения светодиодов, они иногда могут конкурировать с фотоинициаторами за свет.

Они также могут случайно отвердеть в банке или на прессе. Это, а также узкий диапазон их действия, означает, что светодиодные краски должны быть специально разработаны.

Светодиодное отверждение все еще является относительно незрелой технологией для графических приложений, однако в разработке коротковолновых УФ-светодиодов наблюдается быстрый прогресс.

Непрерывные технологические исследования — это само собой разумеющееся в графическом искусстве, разработчики постоянно ищут новые способы решения старых проблем.

Их усилия могут быть обусловлены стоимостью, воздействием на окружающую среду, энергоэффективностью, соответствием нормативным требованиям, производительностью и даже удобством — чем угодно, лишь бы получить преимущество перед конкурентами.

Разработчики уже придумали умные способы получить лучшее из обоих вариантов отверждения. Светодиоды, используемые в сочетании с ртутно-дуговой полимеризацией, могут обеспечить предварительное отверждение, называемое пиннингом.

Это частичное отверждение отдельных чернил контролирует усиление точек и улучшает качество цвета и уровень глянца. Ртутно-дуговые лампы завершают процесс отверждения.

Стоит ли нам беспокоиться о RoHSII?

Нет, по крайней мере, пока. Ключевой принцип законодательства ЕС заключается в том, что применение правил ЕС не должно подрывать рост и развитие, поэтому мы уверены, что законодательство RoHSII не будет применяться «по щучьему велению».

Исключения из RoHSII действуют для ртутных дуговых ламп низкого, среднего и высокого давления, которые постепенно выводятся из употребления с апреля 2015 года по мере появления подходящих технологий замены.

Постановление также исключает «крупномасштабные стационарные установки», которые определяются как «крупномасштабная комбинация нескольких типов оборудования … собранная и установленная профессионалами, предназначенная для постоянного использования в заранее определенном и выделенном месте».

Поэтому даже без исключений многие типографии, например, с большими планшетами, не подпадают под действие RoHSII, и, по словам нашего представителя в Европейском Союзе, печатная машина «может иметь сменные ртутно-дуговые лампы в будущем, пока не закончится срок ее службы».

Появление светодиодного отверждения, которое стало альтернативой ртутно-дуговой технологии, расширило ассортимент оборудования, доступного для широкоформатной печати.

Они поддерживают широкий спектр требований к производительности и стоимости, а также различные экономические модели для производителей, типографий и их клиентов. Выбор — это вопрос согласования требований к производительности и качеству с инвестициями в приложение.

Производственные ожидания, так же как и технология, диктуют распространение светодиодов и скорость, с которой они заменяют ртутно-дуговую полимеризацию.

Но это лишь вопрос времени, когда светодиодная технология сможет сравняться по производительности с ртутно-дуговой полимеризацией. Когда мы достигнем этой точки, она перестанет быть жизнеспособной, но эта точка все еще находится на далеком горизонте