Na obzore sú prísnejšie predpisy EÚ týkajúce sa používania ortuťových vytvrdzovacích lámp. Akú alternatívnu technológiu vytvrdzovania by mali spoločnosti prijať?

Majitelia veľkoformátových digitálnych tlačových strojov dobre vedia, že po vytlačení výtlačkov je potrebné atramenty vysušiť. Vedia tiež, že majú dve možnosti vytvrdzovania: ortuťové oblúkové lampy alebo LED diódy.

Oba reagujú na špecifické vlnové dĺžky svetla a využívajú spektrálnu energiu na iniciovanie fragmentácie a polymerizácie fotoiniciátorov v atramentoch na vytvorenie suchých, pružných, flexibilných a odolných povrchov.

Množstvo výkonu svetelného zdroja určuje jeho jas a ten zasa definuje vlastnosti technológie vytvrdzovania, a teda aj jej výkonové charakteristiky.

Preto sú pri porovnávaní strojov na vytvrdzovanie ortuťovým oblúkom a LED najdôležitejšie požiadavky na výkon a aplikáciu.

Medzi výkonnostné charakteristiky patria:
– rýchlosť a hĺbka vytvrdzovania
– kvalita kontroly farieb a lesku
– ako dlho trvá, kým je vytvrdzovací systém pripravený na použitie
– jeho spotreba energie
– flexibilita farby a podkladu
– životnosť a konzistentnosť vytvrdzovacieho systému v čase.

Náklady na vlastníctvo a regulácia sú tiež čoraz dôležitejšími rozlišovacími prvkami. Zvážte všetky tieto faktory v kontexte obchodných a aplikačných potrieb a vaše rozhodnutie, ktorú možnosť si vybrať, bude jasné. Príliš sa netrápte dodržiavaním predpisov, pretože to nie je taká starosť, ako by ste si mohli myslieť.

Skĺznutie ortuti

Ortuťové oblúkové lampy sú pracovnými koňmi v oblasti vytvrdzovania. Generujú UV a IR svetlo v oblastiach spektra 240 – 270 nm a 350 – 380 nm a majú životnosť približne 1 500 hodín.

Spotrebúvajú veľa energie a vytvárajú teplo. To urýchľuje zosieťovanie polymérov, ale poškodzuje citlivé substráty, takže je to obmedzenie pre tlač krehkých materiálov.

Zahrievanie a ochladzovanie týchto lámp trvá dlho, takže musia zostať zapnuté, aj keď je tlačiareň nečinná, čo zvyšuje účty za energiu.

Napriek týmto nevýhodám však na trhu dominuje vytvrdzovanie ortuťovým oblúkom, pretože je veľmi produktívne. A hoci je už vyspelé, stále sa objavuje v nových lisoch, ako je H-UV od spoločnosti Komori s inline vytvrdzovaním.

Táto technológia bude aj naďalej dominovať v sektore veľkoformátovej digitálnej tlače, kým sa LED diódy nevyrovnajú svojím výkonom, najmä rýchlosťou a hĺbkou vytvrdzovania. Bod zlomu nastane až o chvíľu, ale mohol by prísť skôr, ako sa očakávalo.

Zabiť alebo vyliečiť?

Vývojári majú veľa dôvodov investovať do technológie LED vytvrdzovania, v neposlednom rade aj nariadenie Európskej únie o obmedzení nebezpečných látok II (RoHS II), ktoré zakazuje používanie ťažkých kovov vrátane olova, ortuti a kadmia.

Smernica RoHS II je súrodencom smernice o odpade z elektrických a elektronických zariadení (WEEE) a je špecifická pre elektrické a elektronické zariadenia.

Kontrola chemických látok je doménou smernice o registrácii, hodnotení, autorizácii a obmedzovaní chemických látok (REACH), ktorá sa zameriava na zdravie a bezpečnosť.

Smernica RoHSII je navrhnutá tak, aby podporovala znižovanie spotreby energie a ekodizajn, ako aj znižovanie používania nebezpečných látok.

Z týchto dôvodov je dosť voľná a obsahuje množstvo výnimiek a viac ako 80 výnimiek vrátane používania ortuti v určitých situáciách, napríklad ak nie je k dispozícii rovnocenná alternatívna technológia.

Aj po uplynutí platnosti výnimiek je možné ortuťové oblúkové lampy vymeniť a stroje prevádzkovať bez porušenia pravidiel.

Technológia LED

LED diódy majú nižšiu žiarivosť ako ortuťové oblúkové lampy, pretože ich použité napätie je nízke. LED diódy vyžarujú svetlo vo viditeľnej časti spektra od 400 nm do 700 nm alebo v blízkej infračervenej oblasti (700 nm a 2 000 nm), takže len časť spektrálnej energie, ktorú vyžarujú, je UV svetlo.

Keďže spotrebúvajú zlomok energie ortuťových oblúkových lámp, nemusia sa zahrievať ani chladiť, takže sú okamžite pripravené na použitie a nespotrebúvajú energiu, pokiaľ nie sú v prevádzke.

Sú tiež lacné a majú veľmi dlhú životnosť. Množstvo tepla, ktoré generujú, je triviálne, takže sa dajú použiť na veľmi slabé podklady, ale ich nedostatočný výkon znamená, že LED diódy v súčasnosti pomaly vytvrdzujú atrament.

Keďže pigmenty atramentu môžu absorbovať svetlo v oblasti vyžarovania LED, môžu niekedy súťažiť s fotoiniciátormi o svetlo.

Môžu sa tiež neúmyselne vytvrdiť v plechovke alebo na lise. To spolu s úzkym pásmom reakcie znamená, že farby vytvrdzované LED musia byť špeciálne formulované.

Vytvrdzovanie pomocou LED je stále relatívne nezrelá technológia pre grafické aplikácie, avšak vo vývoji krátkovlnných UV LED sa dosahuje rýchly pokrok.

Neustály technologický výskum je v grafickom umení samozrejmosťou a vývojári neustále hľadajú nové spôsoby riešenia starých problémov.

Ich snaha môže byť motivovaná nákladmi, vplyvom na životné prostredie, energetickou účinnosťou, dodržiavaním právnych predpisov, výkonom a dokonca aj pohodlím, čokoľvek, čo im poskytne výhodu oproti konkurencii.

Vývojári už vymysleli šikovné spôsoby, ako získať to najlepšie z oboch možností liečenia. LED diódy používané v kombinácii s vytvrdzovaním ortuťovým oblúkom môžu zabezpečiť predbežné vytvrdzovanie, tzv. pinning.

Týmto čiastočným vytvrdzovaním jednotlivých atramentov sa kontroluje zisk bodov a zvyšuje sa kvalita farieb a úroveň lesku. Vytvrdzovanie dokončujú ortuťové oblúkové lampy.

Mali by sme sa obávať RoHSII?

Nie, aspoň zatiaľ nie. Kľúčovou zásadou právnych predpisov EÚ je, že uplatňovanie pravidiel EÚ nesmie narúšať rast a rozvoj, takže sme presvedčení, že právne predpisy RoHSII sa nebudú uplatňovať svojvoľne.

Výnimky z RoHSII sa vzťahujú na nízkotlakové, strednotlakové a vysokotlakové ortuťové oblúkové lampy, ktorých používanie sa postupne ukončí od apríla 2015, keď budú k dispozícii vhodné náhradné technológie.

Nariadenie tiež vyníma „rozsiahle pevné zariadenia“, ktoré definuje ako „rozsiahlu kombináciu viacerých typov prístrojov … zostavenú a nainštalovanú profesionálmi, určenú na trvalé používanie na vopred určenom a vyhradenom mieste“.

Takže aj bez výnimiek mnohé tlačiarenské spoločnosti, napríklad tie s veľkými plochými lôžkami, nespadajú do rozsahu pôsobnosti smernice RoHSII a podľa nášho kontaktu s Európskou úniou tlačiarenský stroj „môže mať náhradné ortuťové oblúkové lampy do budúcnosti, až kým nedosiahne koniec životnosti“.

Nástup vytvrdzovania pomocou LED, ktoré predstavuje alternatívu k ortuťovej oblúkovej technológii, rozšíril ponuku strojov dostupných na tlač veľkoformátových projektov.

Podporujú širokú škálu požiadaviek na výkon a náklady a rôzne ekonomické modely pre výrobcov, tlačiarne a ich zákazníkov. Výber je otázkou zosúladenia požiadaviek na výkon a kvalitu s investíciami do aplikácie.

Výrobné očakávania, rovnako ako technológia, určujú rozšírenie LED a rýchlosť, s akou nahradí ortuťové oblúkové vytvrdzovanie.

Je však len otázkou času, kedy sa technológia LED vyrovná výkonu ortuťového oblúkového vytvrdzovania. Keď dosiahneme tento bod, prestane byť životaschopná, ale tento bod je ešte ďaleko.