欧盟即将出台更严格的汞蒸汽固化灯使用规定。企业应该采用什么替代固化技术?

宽幅数码印刷机的所有者都很清楚,印刷品输出后需要干燥喷墨。他们还知道有两种固化选择:汞弧灯或 LED。

两者都能对特定波长的光做出反应,利用光谱能量引发油墨中光引发剂的碎裂和聚合,从而形成干燥、有弹性、柔韧和耐用的表面。

光源的功率大小决定了其亮度,而亮度又决定了固化技术的属性,从而决定了其性能特点。

因此,在比较使用汞弧和 LED 固化的机器时,性能和应用要求是最重要的考虑因素。

性能特征包括:
– 固化速度和深度
– 颜色和光泽控制质量
– 固化系统准备使用所需的时间
– 能耗
– 油墨和底材的柔韧性
– 固化系统的使用寿命和长期一致性。

拥有成本和监管也是日益重要的区别因素。根据业务和应用需求考虑所有这些因素,您就会清楚自己应该选择哪种方案。不要过于担心监管合规性,因为它并不像你想象的那样令人担忧。

水星滑动

汞弧灯是固化行业的工作母机。它们能产生 240-270 纳米和 350-380 纳米波段的紫外线和红外线,使用寿命约为 1,500 小时。

它们会消耗大量能源并产生热量。这加快了聚合物的交联速度,但会损坏易受损的基底,因此对于打印脆弱的材料来说,这是一个限制。

这些灯管的预热和冷却都需要时间,因此即使在印刷机闲置时也必须开着,这就增加了能源费用。

然而,尽管存在这些缺点,汞弧固化仍在市场上占据主导地位,因为它的生产率非常高。尽管汞弧固化技术已经成熟,但它仍然出现在新的印刷机上,如小森公司带有联机固化功能的 H-UV。

该技术将继续主导宽幅数码印刷领域,直到 LED 的性能(尤其是速度和固化深度)可以与之媲美。这一临界点不会在短期内出现,但可能会比预期来得更快。

杀死还是治愈?

开发商有很多理由投资 LED 固化技术,尤其是欧盟的《有害物质限用指令 II》(RoHS II)法规,该法规禁止使用包括铅、汞和镉在内的重金属。

RoHS II 是废弃电气和电子设备 (WEEE) 指令的兄弟指令,专门针对电气和电子设备。

化学品控制属于《化学品注册、评估、许可和限制》(REACH)指令的范畴,其重点是健康和安全。

RoHSII 旨在鼓励减少能源消耗和生态设计,以及减少有害物质的使用。

由于这些原因,该法案非常宽松,有许多排除条款和 80 多项豁免条款,包括在某些情况下使用汞,例如在没有同等替代技术的情况下。

即使豁免到期,仍可更换汞弧灯,并在不违反规定的情况下保持机器运转。

LED 技术

与汞弧灯相比,LED 的辐射率较低,因为其应用电压较低。LED 发出的光在光谱的可见光部分(400 纳米到 700 纳米)或近红外部分(700 纳米到 2000 纳米),因此它们发出的光谱能量中只有一部分是紫外线。

由于它们使用的能量仅为汞弧灯的一小部分,因此不需要预热或冷却,可以立即投入使用,除非在运行过程中,否则不会消耗能源。

它们也很便宜,而且寿命很长。它们产生的热量微乎其微,因此可以用于非常脆弱的基底,但由于功率不足,LED 目前固化油墨的速度较慢。

由于油墨颜料可以吸收 LED 发射区域的光线,因此它们有时会与光引发剂争夺光线。

它们还可能在罐中或印刷过程中意外固化。这就意味着 LED 固化油墨必须经过特殊配制。

在图形应用方面,LED 固化技术还相对不成熟,但短波紫外线 LED 的开发进展迅速。

持续的技术研究是图形艺术的必然要求,开发人员不断寻找解决老问题的新方法。

他们的努力可能是出于成本、环境影响、能源效率、合规性、性能甚至便利性等原因,只要能在竞争中取得优势。

开发人员已经想出了一些巧妙的方法来获得两种固化方式的最佳效果。将 LED 与汞弧固化结合使用,可以实现初步固化,即针刺固化。

对单个油墨进行局部固化可控制网点扩大,提高色彩质量和光泽度。汞弧灯完成固化。

我们应该担心 RoHSII 吗?

不会,至少现在还不会。欧盟立法的一个重要原则是,欧盟规则的适用不得损害增长和发展,因此我们相信 RoHSII 法规不会随意适用。

RoHSII 对低压、中压和高压汞弧灯实行豁免,随着合适替代技术的出现,这些汞弧灯将从 2015 年 4 月起逐步淘汰。

该条例还豁免了 “大型固定装置”,将其定义为 “由专业人员组装和安装的……几种仪器的大型组合,目的是在预先确定的专用地点永久使用”。

因此,即使没有豁免,许多印刷公司,例如那些拥有大型平板的印刷公司,也不在 RoHSII 的适用范围之内,而且根据我们的欧盟联系人的说法,印刷机 “可以在未来更换汞弧灯,直到达到报废年限”。

LED 固化技术的出现提供了汞弧技术的替代方案,扩大了可用于印刷宽幅项目的机器范围。

它们支持广泛的性能和成本要求,并为制造商、印刷商及其客户提供多种经济模式。选择的关键在于将性能和质量要求与应用投资相匹配。

对生产的期望和技术一样,决定着 LED 的使用率和取代汞弧固化的速度。

但 LED 技术与汞弧固化的性能相媲美只是时间问题。当我们达到这一点时,汞弧固化技术将不再可行,但这一点仍在遥远的地平线上。