Zarówno utwardzanie UV (ultrafioletem), jak i EB (wiązką elektronów) wykorzystuje promieniowanie elektromagnetyczne, które różni się od utwardzania termicznego IR (podczerwień). Chociaż UV (ultrafiolet) i EB (wiązka elektronów) mają różne długości fal, oba mogą indukować rekombinację chemiczną w sensybilizatorach tuszu, tj. sieciowanie wysokocząsteczkowe, skutkujące natychmiastowym utwardzaniem.
Natomiast utwardzanie za pomocą podczerwieni polega na podgrzaniu tuszu, co daje wiele efektów:
● Odparowanie niewielkiej ilości rozpuszczalnika lub wilgoci,
● Zmiękczenie warstwy tuszu i zwiększenie przepływu, co umożliwia wchłanianie i suszenie,
● Utlenianie powierzchniowe spowodowane nagrzewaniem i kontaktem z powietrzem,
● Częściowe utwardzanie chemiczne żywic i olejów wielkocząsteczkowych pod wpływem ciepła.
Dzięki temu utwardzanie podczerwienią (IR) jest wieloaspektowym i częściowym procesem suszenia, a nie pojedynczym, kompletnym procesem. Tusze rozpuszczalnikowe różnią się od nich tym, że ich utwardzanie odbywa się w 100% poprzez odparowanie rozpuszczalnika wspomagane przepływem powietrza.
Różnice między utwardzaniem UV i EB
Utwardzanie UV różni się od utwardzania EB głównie głębokością penetracji. Promienie UV mają ograniczoną penetrację; na przykład warstwa farby o grubości 4–5 µm wymaga powolnego utwardzania światłem UV o wysokiej energii. Nie można jej utwardzać z dużą prędkością, taką jak 12 000–15 000 arkuszy na godzinę w druku offsetowym. W przeciwnym razie powierzchnia może się utwardzić, podczas gdy warstwa wewnętrzna pozostaje płynna – jak niedogotowane jajko – co może spowodować jej ponowne stopienie i przyklejenie.
Penetracja UV również znacznie różni się w zależności od koloru tuszu. Atramenty magenta i cyjan łatwo penetrują, ale atramenty żółty i czarny pochłaniają większość promieniowania UV, a atrament biały odbija je w znacznym stopniu. Dlatego kolejność nakładania warstw kolorów w druku znacząco wpływa na utwardzanie UV. Jeśli atramenty czarny lub żółty o wysokiej absorpcji UV znajdują się na wierzchu, leżące pod nimi atramenty czerwony lub niebieski mogą nie utwardzać się wystarczająco. Z drugiej strony, umieszczenie atramentów czerwonego lub niebieskiego na wierzchu, a żółtego lub czarnego pod spodem, zwiększa prawdopodobieństwo całkowitego utwardzenia. W przeciwnym razie każda warstwa koloru może wymagać osobnego utwardzania.
Utwardzanie EB z kolei nie wykazuje różnic w utwardzaniu zależnych od koloru i charakteryzuje się wyjątkowo silną penetracją. Może penetrować papier, plastik i inne podłoża, a nawet utwardzać obie strony wydruku jednocześnie.
Specjalne uwagi
Białe tusze podkładowe są szczególnie trudne do utwardzania UV, ponieważ odbijają promieniowanie UV, ale utwardzanie EB nie jest przez to zakłócane. To jedna z zalet EB w porównaniu z UV.
Jednak utwardzanie elektronowe wymaga, aby powierzchnia znajdowała się w środowisku beztlenowym, aby osiągnąć wystarczającą wydajność utwardzania. W przeciwieństwie do promieniowania UV, które utwardza się w powietrzu, utwardzanie elektronowe w powietrzu wymaga ponad dziesięciokrotnego zwiększenia mocy – jest to niezwykle niebezpieczna operacja, wymagająca zachowania ścisłych środków bezpieczeństwa. Praktycznym rozwiązaniem jest wypełnienie komory utwardzania azotem w celu usunięcia tlenu i zminimalizowania zakłóceń, co umożliwia wysokowydajne utwardzanie.
W rzeczywistości w przemyśle półprzewodnikowym obrazowanie i naświetlanie promieniowaniem UV często przeprowadza się w wypełnionych azotem, beztlenowych komorach z tego samego powodu.
Utwardzanie elektronowe (EB) nadaje się zatem jedynie do cienkich arkuszy papieru lub folii z tworzyw sztucznych w zastosowaniach powlekania i drukowania. Nie nadaje się do maszyn arkuszowych z łańcuchami mechanicznymi i chwytakami. Utwardzanie UV, z kolei, może odbywać się w powietrzu i jest bardziej praktyczne, chociaż obecnie utwardzanie UV beztlenowe jest rzadko stosowane w zastosowaniach drukowania lub powlekania.
Czas publikacji: 09.09.2025
