W miarę wzrostu zainteresowania nowymi atramentami UV LED i Dual-Cure UV wiodący producenci atramentów utwardzalnych energetycznie z optymizmem patrzą w przyszłość tej technologii.
Rynek utwardzania energią – utwardzanie ultrafioletem (UV), UV LED i wiązką elektronów (EB).– od dawna jest silnym rynkiem, ponieważ wydajność i korzyści dla środowiska napędzają wzrost sprzedaży w wielu zastosowaniach.
Chociaż technologia utwardzania energią jest stosowana na wielu rynkach, jednym z największych segmentów są tusze i grafika.
„Od opakowań po oznakowania, etykiety i druk komercyjny, tusze utwardzane promieniami UV oferują niezrównane korzyści pod względem wydajności, jakości i zrównoważenia środowiskowego”powiedział Jayashri Bhadane, Transparency Market Research Inc. Bhadane szacuje, że do końca 2031 r. sprzedaż na rynku osiągnie 4,9 miliarda dolarów, przy CAGR wynoszącym 9,2% rocznie.
Wiodący producenci atramentów utwardzalnych energetycznie są równie optymistyczni. Derrick Hemmings, menedżer produktu, ekran, fleksografia utwardzana energią, LED North America,Chemiczny Słońce, stwierdził, że chociaż sektor materiałów utwardzalnych energetycznie stale się rozwija, niektóre istniejące technologie, takie jak tradycyjne atramenty UV i konwencjonalne atramenty arkuszowe w zastosowaniach offsetowych, są w mniejszym stopniu wykorzystywane.
Hideyuki Hinataya, dyrektor generalny działu sprzedaży atramentów za granicąT&K Toka, która działa głównie w segmencie atramentów utwardzanych energią, zauważyła, że sprzedaż atramentów utwardzanych energią rośnie w porównaniu z konwencjonalnymi atramentami na bazie oleju.
Zeller+Gmelin jest również specjalistą w zakresie utwardzania energią; Tima Smitha zZeller+GmelinZespół zarządzający produktem zauważył, że ze względu na korzyści dla środowiska, wydajności i wydajności, przemysł poligraficzny coraz częściej stosuje atramenty utwardzane energią, takie jak technologie UV i LED.
„Te atramenty emitują mniej lotnych związków organicznych (LZO) niż atramenty rozpuszczalnikowe, co jest zgodne z bardziej rygorystycznymi przepisami dotyczącymi ochrony środowiska i celami zrównoważonego rozwoju” – zauważył Smith. „Oferują natychmiastowe utwardzanie i zmniejszone zużycie energii, zwiększając w ten sposób produktywność.
„Ponadto ich doskonała przyczepność, trwałość i odporność chemiczna sprawiają, że nadają się do różnych zastosowań, w tym do pakowania i etykiet CPG” – dodał Smith. „Pomimo wyższych kosztów początkowych, długoterminowa wydajność operacyjna i poprawa jakości, jakie przynoszą, uzasadniają inwestycję. Firma Zeller+Gmelin przyjęła ten trend w kierunku atramentów utwardzanych energią, które odzwierciedlają zaangażowanie branży w innowacje, zrównoważony rozwój i spełnianie zmieniających się wymagań klientów i organów regulacyjnych.
Anna Niewiadomska, globalny menadżer ds. marketingu wąskiej sieci,Grupa Flinta, stwierdził, że zainteresowanie atramentami utwardzalnymi energią i wzrost ich sprzedaży poczyniły ogromne postępy w ciągu ostatnich 20 lat, co uczyniło je dominującym procesem drukowania w sektorze wąskiej wstęgi.
„Czynnikami tego wzrostu są lepsza jakość i charakterystyka druku, zwiększona produktywność oraz zmniejszona ilość energii i odpadów, zwłaszcza wraz z pojawieniem się technologii UV LED” – zauważyła Niewiadomska. „Co więcej, tusze utwardzalne energetycznie mogą dorównać – a często przewyższają – jakością typografii i offsetu oraz zapewnić lepsze właściwości druku na szerszej gamie podłoży niż fleksografia na bazie wody”.
Niewiadomska dodała, że wraz ze wzrostem kosztów energii i koniecznością zrównoważonego rozwoju w dalszym ciągu zajmują centralne miejsce, rośnie wykorzystanie energetycznie utwardzanych UV LED i atramentów podwójnie utwardzalnych,
„Co ciekawe, widzimy zwiększone zainteresowanie nie tylko drukarni wąskowstęgowych, ale także drukarni fleksograficznych szeroko- i średniowstęgowych, którzy chcą oszczędzać na energii i zmniejszać swój ślad węglowy” – kontynuowała Niewiadomska.
„W dalszym ciągu obserwujemy zainteresowanie rynku farbami i powłokami utwardzanymi energią w szerokim zakresie zastosowań i podłoży” – Bret Lessard, menedżer linii produktów ds.INX International Ink Co., zgłoszono. „Większe prędkości produkcji i zmniejszony wpływ tych atramentów na środowisko są ściśle powiązane z zainteresowaniami naszych klientów”.
Fabian Köhn, globalny szef zarządzania produktami w wąskiej sieci w firmieSiegwerk, stwierdził, że podczas gdy sprzedaż atramentów utwardzanych energią w USA i Europie znajduje się obecnie w stagnacji, Siegwerk obserwuje bardzo dynamiczny rynek z rosnącym segmentem UV w Azji.
„Nowe maszyny fleksograficzne są obecnie wyposażone głównie w lampy LED, a w druku offsetowym wielu klientów już inwestuje w utwardzanie promieniami UV lub LED ze względu na wyższą wydajność w porównaniu z konwencjonalnymi maszynami do druku offsetowego” – zauważył Köhn.
Powstanie diody UV
Pod parasolem utwardzania energią znajdują się trzy główne technologie. Największe są UV i UV LED, a EB jest znacznie mniejsze. Ciekawą konkurencją są lampy UV i UV LED, które są nowsze i rozwijają się znacznie szybciej.
„Drukarnie wykazują coraz większe zaangażowanie we wdrażanie diod UV LED w nowych i modernizowanych urządzeniach” – powiedział Jonathan Graunke, wiceprezes ds. technologii UV/EB i zastępca dyrektora ds. badań i rozwoju w INX International Ink Co. „Zastosowanie UV na końcu druku jest nadal powszechne, aby zrównoważyć koszty i wydajność, szczególnie w przypadku powłok.
Köhn zwrócił uwagę, że podobnie jak w poprzednich latach, UV LED rośnie szybciej niż tradycyjne UV, szczególnie w Europie, gdzie wysokie koszty energii działają jak katalizator dla technologii LED.
„W tym przypadku drukarze inwestują przede wszystkim w technologię LED, aby zastąpić stare lampy UV lub nawet całe maszyny drukarskie” – dodał Köhn. „Jednakże obserwujemy również dalszy silny rozwój utwardzania diodami LED na rynkach takich jak Indie, Azja Południowo-Wschodnia i Ameryka Łacińska, podczas gdy Chiny i Stany Zjednoczone już wykazują wysoką penetrację rynku diodami LED”.
Hinataya powiedziała, że druk UV LED odnotował większy wzrost. „Przypuszcza się, że przyczyną tego są rosnące koszty energii elektrycznej i przejście z lamp rtęciowych na lampy LED” – dodała Hinataya.
Jonathan Harkins z zespołu ds. zarządzania produktami w firmie Zeller+Gmelin poinformował, że technologia UV LED wyprzedza rozwój tradycyjnego utwardzania promieniami UV w branży poligraficznej.
„Wzrost ten wynika z zalet diod LED UV, w tym niższego zużycia energii, dłuższej żywotności diod LED, zmniejszonej emisji ciepła i możliwości utwardzania szerszej gamy podłoży bez uszkadzania materiałów wrażliwych na ciepło” – dodał Harkins.
„Korzyści te pokrywają się z rosnącym naciskiem branży na zrównoważony rozwój i wydajność” – powiedział Harkins. „W rezultacie drukarnie coraz częściej inwestują w sprzęt wykorzystujący technologię utwardzania LED. Ta zmiana jest widoczna w szybkim przyjęciu się na rynek systemów UV LED na wielu różnych rynkach druku Zeller+Gmelin, w tym w technologiach fleksograficznych, suchego offsetu i litodruku. Tendencja ta odzwierciedla szerszy ruch w branży w kierunku bardziej przyjaznych dla środowiska i opłacalnych rozwiązań w zakresie druku, z technologią UV LED na czele”.
Hemmings stwierdził, że technologia UV LED w dalszym ciągu znacząco się rozwija, w miarę jak rynek zmienia się w celu zaspokojenia większych potrzeb w zakresie zrównoważonego rozwoju.
„Niższe zużycie energii, niższe koszty konserwacji, możliwość stosowania lekkich podłoży i możliwość obróbki materiałów wrażliwych na ciepło to kluczowe czynniki wpływające na zużycie atramentu UV LED” – zauważył Hemmings. „Zarówno przetwórcy, jak i właściciele marek żądają większej liczby rozwiązań UV LED, a większość producentów pras produkuje obecnie prasy, które można łatwo przerobić na UV LED, aby zaspokoić popyt”.
Niewiadomska stwierdziła, że w ciągu ostatnich trzech lat utwardzanie UV LED znacznie wzrosło z powodu różnych czynników, w tym zwiększonych kosztów energii, zapotrzebowania na zmniejszenie śladu węglowego i zmniejszenia ilości odpadów.
„Dodatkowo widzimy na rynku szerszą ofertę lamp UV LED, zapewniając drukarniom i konwerterom szerszą gamę opcji lamp” – zauważyła Niewiadomska. „Przetwórcy wąskowstęgowi na całym świecie dostrzegają, że UV LED to sprawdzona i opłacalna technologia, i rozumieją pełne korzyści, jakie niesie ze sobą UV LED – niższe koszty drukowania, mniej odpadów, brak wytwarzania ozonu, zerowe zużycie lamp Hg i wyższa produktywność. Co ważne, większość przetwórców wąskowstęgowych inwestujących w nowe maszyny fleksograficzne UV może albo zastosować technologię UV LED, albo system lamp, który w razie potrzeby można szybko i ekonomicznie zaktualizować do technologii UV LED”.
Atramenty podwójnie utwardzalne
Rośnie zainteresowanie technologią podwójnego utwardzania lub hybrydową technologią UV, czyli tuszami, które można utwardzać przy użyciu oświetlenia konwencjonalnego lub UV LED.
„Powszechnie wiadomo” – powiedział Graunke – „że większość atramentów utwardzanych za pomocą diod LED utwardza się również w systemach typu UV i addytywnym UV(H-UV).
Köhn z Siegwerk powiedział, że ogólnie rzecz biorąc, tusze, które można utwardzać lampami LED, można również utwardzać standardowymi lampami łukowymi Hg. Jednak koszty atramentów LED są znacznie wyższe niż koszty atramentów UV.
„Z tego powodu na rynku nadal dostępne są dedykowane atramenty UV” – dodał Köhn. „Dlatego, jeśli chcesz zaoferować prawdziwy system podwójnego utwardzania, musisz wybrać formułę, która równoważy koszty i wydajność.
„Nasza firma zaczęła dostarczać atramenty podwójnie utwardzalne około sześciu do siedmiu lat wcześniej pod marką «UV CORE»” – powiedziała Hinataya. „W przypadku atramentu podwójnie utwardzalnego ważny jest wybór fotoinicjatora. Moglibyśmy wybrać najbardziej odpowiednie surowce i opracować atrament pasujący do rynku”.
Erik Jacob z zespołu ds. zarządzania produktami w firmie Zeller+Gmelin zauważył, że rośnie zainteresowanie atramentami podwójnie utwardzalnymi. Zainteresowanie to wynika z elastyczności i wszechstronności, jaką te atramenty oferują drukarzom.
„Atramenty podwójnie utwardzalne umożliwiają drukarzom wykorzystanie zalet utwardzania LED, takich jak efektywność energetyczna i zmniejszona ekspozycja na ciepło, przy jednoczesnym zachowaniu kompatybilności z istniejącymi tradycyjnymi systemami utwardzania UV” – powiedział Jacob. „Ta kompatybilność jest szczególnie atrakcyjna dla drukarzy stopniowo przechodzących na technologię LED lub tych, które korzystają zarówno ze starego, jak i nowego sprzętu”.
Jacob dodał, że w rezultacie Zeller+Gmelin i inne firmy produkujące atramenty opracowują atramenty, które mogą działać w obu mechanizmach utwardzania bez utraty jakości i trwałości, zaspokajając zapotrzebowanie rynku na bardziej elastyczne i zrównoważone rozwiązania drukarskie.
„Tendencja ta podkreśla ciągłe wysiłki branży mające na celu wprowadzanie innowacji i zapewnianie drukarniom bardziej wszechstronnych, przyjaznych dla środowiska opcji” – powiedział Jacob.
„Przetwórcy przechodzący na utwardzanie LED wymagają atramentów, które można utwardzać zarówno tradycyjnie, jak i za pomocą diod LED, ale nie stanowi to wyzwania technicznego, ponieważ z naszego doświadczenia wynika, że wszystkie atramenty LED dobrze utwardzają się w lampach rtęciowych” – powiedział Hemmings. „Ta nieodłączna cecha atramentów LED umożliwia klientom płynne przejście z tradycyjnych atramentów UV na atramenty LED”.
Niewiadomska powiedziała, że Flint Group obserwuje ciągłe zainteresowanie technologią podwójnego utwardzania.
„System Dual Cure umożliwia przetwórcom użycie tego samego atramentu w prasie UV LED i konwencjonalnej, co zmniejsza zapasy i zmniejsza złożoność” – dodała Niewiadomska. „Flint Group wyprzedza konkurencję w zakresie technologii utwardzania UV LED, w tym technologii podwójnego utwardzania. Firma jest pionierem w dziedzinie wysokowydajnych atramentów UV LED i Dual Cure od ponad dziesięciu lat, na długo przed tym, zanim technologia uczyniła je tak dostępnymi i szeroko stosowanymi jak obecnie”.
Odbarwianie i recykling
Wraz z rosnącym zainteresowaniem zrównoważonym rozwojem producenci atramentów musieli rozwiać obawy związane z atramentami UV i EB w zakresie odbarwiania i recyklingu
„Jest ich kilka, ale w większości są minimalne” – powiedział Graunke. „Wiemy, że produkty UV/EB mogą spełniać określone potrzeby w zakresie recyklingu materiałów.
„Na przykład firma INX uzyskała od INGEDE 99/100 za odbarwianie papieru” – zauważył Graunke. „Radtech Europe zleciła FOGRA badanie, które wykazało, że atramenty offsetowe UV nadają się do usuwania atramentu z papieru. Podłoże odgrywa główną rolę we właściwościach papieru związanych z recyklingiem, dlatego należy zachować ostrożność przy formułowaniu ogólnych oświadczeń dotyczących recyklingu w ramach certyfikatów.
„INX oferuje rozwiązania do recyklingu tworzyw sztucznych, w przypadku których atramenty są zaprojektowane tak, aby celowo pozostawały na podłożu” – dodał Graunke. „W ten sposób zadrukowany artykuł można oddzielić od plastiku głównego korpusu podczas procesu recyklingu, nie zanieczyszczając żrącego roztworu myjącego. Oferujemy również rozwiązania umożliwiające odbarwianie, dzięki którym drukowany plastik stanie się częścią strumienia recyklingu poprzez usunięcie atramentu. Jest to powszechne w przypadku folii termokurczliwych służących do odzyskiwania tworzyw sztucznych PET.
Köhn zauważył, że w przypadku zastosowań tworzyw sztucznych istnieją obawy, szczególnie ze strony podmiotów zajmujących się recyklingiem, dotyczące możliwego zanieczyszczenia wody do mycia i recyklatu.
„Branża uruchomiła już kilka projektów, aby udowodnić, że odbarwianie atramentów UV można dobrze kontrolować oraz że końcowy recyklat i woda myjąca nie są zanieczyszczone składnikami atramentu” – zauważył Köhn.
„Jeśli chodzi o wodę myjącą, zastosowanie atramentów UV ma nawet pewną przewagę nad innymi technologiami atramentów” – dodał Köhn. „Na przykład utwardzony film oddziela się w postaci większych cząstek, które można łatwiej odfiltrować z wody myjącej.
Köhn zwrócił uwagę, że w przypadku zastosowań papieru odbarwianie i recykling są już ustalonym procesem.
„Istnieją już systemy offsetu UV, które uzyskały certyfikat INGEDE jako łatwe do usunięcia z papieru, dzięki czemu drukarnie mogą w dalszym ciągu korzystać z zalet technologii atramentu UV bez uszczerbku dla możliwości recyklingu” – powiedział Köhn.
Hinataya poinformowała, że postępują prace nad odbarwianiem i możliwością recyklingu druków.
„W przypadku papieru rośnie dystrybucja atramentu spełniającego standardy odbarwiania INGEDE, a odbarwianie stało się technicznie możliwe, ale wyzwaniem jest zbudowanie infrastruktury w celu usprawnienia recyklingu zasobów” – dodał Hinataya.
„Niektóre atramenty utwardzalne energetycznie dobrze odbarwiają się, zwiększając w ten sposób możliwość recyklingu” – powiedział Hemmings. „Zastosowanie końcowe i rodzaj podłoża są również ważnymi czynnikami określającymi skuteczność recyklingu. Atramenty utwardzalne UV-LED firmy Sun Chemical SolarWave CRCL spełniają wymagania stowarzyszenia Association of Plastic Recyclers (APR) dotyczące zmywalności i trwałości i nie wymagają stosowania podkładów.
Niewiadomska zauważyła, że Flint Group wprowadziła na rynek gamę podkładów i lakierów Evolution, aby wyjść naprzeciw potrzebie gospodarki o obiegu zamkniętym w opakowaniach.
„Evolution Deinking Primer umożliwia odbarwianie materiałów rękawów podczas prania, zapewniając możliwość recyklingu etykiet termokurczliwych wraz z butelką, zwiększając wydajność materiałów pochodzących z recyklingu oraz redukując czas i koszty związane z procesem usuwania etykiet” – powiedziała Niewiadomska .
„Lakier Evolution jest nakładany na etykiety po wydrukowaniu kolorów, chroniąc atrament, zapobiegając wyciekaniu i ścieraniu na półce, a następnie w procesie recyklingu” – dodała. „Lakier zapewnia czyste oddzielenie etykiety od opakowania, umożliwiając recykling podłoża opakowania w wysokiej jakości i wartościowe materiały. Werniks nie wpływa na kolor atramentu, jakość obrazu i czytelność kodu.
„Asortyment Evolution bezpośrednio odpowiada na wyzwania związane z recyklingiem, a co za tym idzie, odgrywa rolę w zapewnieniu solidnej przyszłości sektora opakowań” – podsumowała Niewiadomska. „Evolution Varnish i Deinking Primer sprawiają, że każdy produkt, w którym zostaną użyte, znacznie częściej przechodzi przez łańcuch recyklingu”.
Harkins zauważył, że nawet w przypadku kontaktu pośredniego istnieją obawy dotyczące stosowania atramentów UV w opakowaniach żywności i napojów, a także ich wpływu na procesy recyklingu. Podstawowy problem dotyczy potencjalnej migracji fotoinicjatorów i innych substancji z atramentów do żywności lub napojów, co może stanowić zagrożenie dla zdrowia.
„Odbarwianie jest priorytetem dla drukarek dbających o środowisko” – dodał Harkins. „Firma Zeller+Gmelin opracowała przełomową technologię, która umożliwi uwolnienie utwardzonego energetycznie atramentu w procesie recyklingu, umożliwiając recykling czystszego plastiku z powrotem do produktów konsumenckich. Technologia ta nazywa się EarthPrint.”
Harkins stwierdził, że jeśli chodzi o recykling, wyzwaniem jest zgodność atramentów z procesami recyklingu, ponieważ niektóre atramenty UV mogą utrudniać recykling podłoży papierowych i plastikowych, wpływając na jakość materiałów pochodzących z recyklingu.
„Aby rozwiać te obawy, firma Zeller+Gmelin skupiła się na opracowywaniu atramentów o niższych właściwościach migracyjnych, poprawiających zgodność z procesami recyklingu i zgodność z przepisami w celu zapewnienia bezpieczeństwa konsumentów i zrównoważenia środowiskowego” – zauważył Harkins.
Czas publikacji: 27 czerwca 2024 r
