S rastúcim záujmom o nové UV LED a UV atramenty s dvojitým vytvrdzovaním sú poprední výrobcovia energeticky vytvrdzovateľných atramentov optimistickí, pokiaľ ide o budúcnosť tejto technológie.
Trh s energeticky vytvrditeľnými materiálmi – vytvrdzovanie ultrafialovým (UV), UV LED a elektrónovým lúčom (EB)– je dlhodobo silným trhom, keďže výkon a environmentálne výhody viedli k rastu predaja v mnohých aplikáciách.
Hoci sa technológia vytvrdzovania energiou používa v širokej škále trhov, atramenty a grafické umenie patria medzi najväčších segmentov.
„Od obalov až po značenie, etikety a komerčnú tlač, UV vytvrdzované farby ponúkajú bezkonkurenčné výhody z hľadiska efektívnosti, kvality a environmentálnej udržateľnosti,“povedal Jayashri Bhadane, Transparency Market Research IncBhadane odhaduje, že trh dosiahne do konca roka 2031 tržby vo výške 4,9 miliardy dolárov s ročnou mierou rastu 9,2 %.
Poprední výrobcovia energeticky vytvrditeľných atramentov sú rovnako optimistickí. Derrick Hemmings, produktový manažér pre sieťotlač, energeticky vytvrditeľnú flexotlač, LED North America,Sun Chemicaluviedol, že zatiaľ čo sektor energeticky vytvrditeľných farieb naďalej rastie, niektoré existujúce technológie, ako napríklad tradičné UV a konvenčné hárkové farby v ofsetových aplikáciách, sa využívajú menej.
Hideyuki Hinataya, generálny riaditeľ divízie predaja atramentu v zahraničí preT&K Toka, ktorá pôsobí predovšetkým v segmente energeticky vytvrdzovateľných atramentov, poznamenala, že predaj energeticky vytvrdzovateľných atramentov rastie v porovnaní s konvenčnými atramentmi na báze oleja.
Zeller+Gmelin je tiež špecialistom na energeticky liečiteľné metódy; Tim Smith zZeller+Gmelin'sTím produktového manažmentu poznamenal, že tlačiarenský priemysel čoraz viac využíva energeticky vytvrdzujúce farby, ako sú UV a LED technológie, vďaka svojim environmentálnym, efektívnym a výkonnostným výhodám.
„Tieto atramenty emitujú menej prchavých organických zlúčenín (VOC) ako solventné atramenty, čo je v súlade s prísnejšími environmentálnymi predpismi a cieľmi udržateľnosti,“ zdôraznil Smith. „Ponúkajú okamžité vytvrdzovanie a zníženú spotrebu energie, čím zvyšujú produktivitu.“
„Ich vynikajúca priľnavosť, odolnosť a chemická odolnosť ich robia vhodnými na rôzne aplikácie vrátane balenia a etikiet spotrebného tovaru,“ dodal Smith. „Napriek vyšším počiatočným nákladom dlhodobá prevádzková efektívnosť a zlepšenie kvality, ktoré prinášajú, odôvodňujú investíciu. Spoločnosť Zeller+Gmelin prijala tento trend smerom k energeticky vytvrdzujúcim atramentom, ktoré odrážajú záväzok odvetvia k inováciám, udržateľnosti a uspokojovaniu vyvíjajúcich sa požiadaviek zákazníkov a regulačných orgánov.“
Anna Niewiadomska, globálna marketingová manažérka pre úzky web,Flint Groupuviedol, že záujem o energeticky vytvrditeľné atramenty a rast objemu predaja týchto farieb za posledných 20 rokov dosiahli veľký pokrok, vďaka čomu sa stali dominantným tlačiarenským procesom v sektore úzkeho kotúča.
„Medzi hnacie sily tohto rastu patrí zlepšená kvalita a vlastnosti tlače, zvýšená produktivita a zníženie spotreby energie a odpadu, najmä s nástupom UV LED,“ poznamenala Niewiadomska. „Okrem toho, energeticky vytvrditeľné farby dokážu dosiahnuť – a často prekonať – kvalitu kníhtlače a ofsetu a poskytovať vylepšené tlačové vlastnosti na širšej škále substrátov ako flexotlač na vodnej báze.“
Niewiadomska dodala, že s rastúcimi nákladmi na energiu a požiadavkami na udržateľnosť, ktoré sú naďalej v centre pozornosti, rastie aj využívanie energeticky vytvrdzovateľných UV LED a duálne vytvrdzujúcich atramentov.
„Je zaujímavé, že pozorujeme zvýšený záujem nielen zo strany tlačiarní úzkych rolí, ale aj zo strany flexotlačiarov so širokými a strednými rotačnými rolami, ktorí sa snažia ušetriť peniaze za energiu a znížiť svoju uhlíkovú stopu,“ pokračovala Niewiadomska.
„Stále pozorujeme záujem trhu o energeticky vytvrdzujúce farby a nátery v širokej škále aplikácií a substrátov,“ povedal Bret Lessard, manažér produktového radu spoločnostiINX International Ink Co., uviedol. „Vyššie výrobné rýchlosti a znížený vplyv na životné prostredie, ktoré tieto atramenty ponúkajú, sú v súlade so zameraním našich zákazníkov.“
Fabian Köhn, globálny vedúci riadenia produktov pre úzke weby v spoločnostiSiegwerkuviedol, že zatiaľ čo predaj energeticky vytvrdzujúcich atramentov v USA a Európe v súčasnosti stagnuje, Siegwerk zaznamenáva veľmi dynamický trh s rastúcim segmentom UV farieb v Ázii.
„Nové flexotlačové stroje sú teraz prevažne vybavené LED lampami a v oblasti ofsetovej tlače už mnoho zákazníkov investuje do UV alebo LED vytvrdzovania kvôli vyššej účinnosti v porovnaní s konvenčnými ofsetovými tlačiarňami,“ poznamenal Köhn.
Vzostup UV LED diód
V rámci energeticky vytvrditeľných technológií existujú tri hlavné technológie. UV a UV LED sú najväčšie, pričom EB je oveľa menšia. Zaujímavá konkurencia je medzi UV žiarením a UV LED žiarením, ktoré je novšie a rastie oveľa rýchlejšie.
„Tlačiarne stále viac kladú dôraz na začlenenie UV LED diód do nových a modernizovaných zariadení,“ povedal Jonathan Graunke, viceprezident pre UV/EB technológie a asistent riaditeľa pre výskum a vývoj v spoločnosti INX International Ink Co. „Používanie UV žiarenia na konci tlačiarne je stále rozšírené na vyváženie nákladov a výkonu, najmä pri náteroch.“
Köhn poukázal na to, že rovnako ako v predchádzajúcich rokoch, UV LED rastie rýchlejšie ako tradičné UV žiarenie, najmä v Európe, kde vysoké náklady na energiu pôsobia ako katalyzátor LED technológie.
„Tu tlačiarne investujú predovšetkým do LED technológie, aby nahradili staré UV lampy alebo dokonca celé tlačiarenské stroje,“ dodal Köhn. „Vidíme však aj pokračujúci silný impulz smerom k LED vytvrdzovaniu na trhoch ako India, juhovýchodná Ázia a Latinská Amerika, zatiaľ čo Čína a USA už vykazujú vysoký podiel LED na trhu.“
Hinataya uviedol, že UV LED tlač zaznamenala väčší rast. „Predpokladá sa, že dôvodom sú rastúce ceny elektriny a prechod z ortuťových výbojok na LED žiarovky,“ dodal Hinataya.
Jonathan Harkins z tímu produktového manažmentu spoločnosti Zeller+Gmelin uviedol, že technológia UV LED predbieha rast tradičného UV vytvrdzovania v tlačiarenskom priemysle.
„Tento rast je poháňaný výhodami UV LED diód, vrátane nižšej spotreby energie, dlhšej životnosti LED diód, zníženého tepelného výkonu a schopnosti vytvrdzovať širšiu škálu substrátov bez poškodenia materiálov citlivých na teplo,“ dodal Harkins.
„Tieto výhody sú v súlade s rastúcim zameraním odvetvia na udržateľnosť a efektívnosť,“ povedal Harkins. „V dôsledku toho tlačiarne čoraz viac investujú do zariadení s technológiou vytvrdzovania LED. Tento posun je zrejmý z rýchleho prijatia UV LED systémov na trhu v mnohých rôznych tlačiarenských trhoch spoločnosti Zeller+Gmelin, vrátane flexografických, suchých ofsetových a litografických technológií. Tento trend odráža širší posun odvetvia smerom k ekologickejším a nákladovo efektívnejším tlačiarenským riešeniam, pričom v popredí je UV LED technológia.“
Hemmings uviedol, že trh s UV LED diódami naďalej výrazne rastie, keďže sa trh mení smerom k väčším potrebám udržateľnosti.
„Nižšia spotreba energie, nižšie náklady na údržbu, schopnosť používať ľahké substráty a schopnosť pracovať s materiálmi citlivými na teplo sú kľúčovými faktormi používania UV LED atramentu,“ poznamenal Hemmings. „Spracovatelia aj majitelia značiek požadujú viac UV LED riešení a väčšina výrobcov tlačiarenských strojov teraz vyrába tlačiarne, ktoré sa dajú ľahko previesť na UV LED, aby sa uspokojil dopyt.“
Niewiadomska uviedla, že vytvrdzovanie UV LED diódami za posledné tri roky výrazne vzrástlo v dôsledku rôznych faktorov vrátane zvýšených nákladov na energiu, požiadaviek na zníženie uhlíkovej stopy a zníženia odpadu.
„Okrem toho na trhu vidíme komplexnejší sortiment UV LED lámp, čo tlačiarňam a spracovateľom poskytuje širšiu škálu možností lámp,“ poznamenala Niewiadomska. „Spracovatelia úzkych rolí na celom svete vidia, že UV LED je osvedčená a životaschopná technológia a chápu všetky výhody, ktoré UV LED prináša – nižšie náklady na tlač, menej odpadu, žiadna tvorba ozónu, nulové používanie ortuťových lámp a vyššia produktivita. Dôležité je, že väčšina spracovateľov úzkych rolí, ktorí investujú do nových UV flexotlačových strojov, môže buď prejsť na UV LED, alebo na systém lámp, ktorý je možné podľa potreby rýchlo a ekonomicky upgradovať na UV LED.“
Dvojito vytvrdzujúce atramenty
Rastie záujem o technológiu dvojitého vytvrdzovania alebo hybridnú UV technológiu, čo sú farby, ktoré sa dajú vytvrdzovať pomocou konvenčného alebo UV LED osvetlenia.
„Je dobre známe,“ povedal Graunke, „že väčšina atramentov, ktoré sa vytvrdzujú pomocou LED, sa vytvrdí aj pomocou UV a aditívnych UV (H-UV) systémov.“
Köhn zo spoločnosti Siegwerk uviedol, že vo všeobecnosti sa farby, ktoré sa dajú vytvrdzovať LED lampami, dajú vytvrdzovať aj štandardnými ortuťovými oblúkovými lampami. Náklady na LED farby sú však podstatne vyššie ako náklady na UV farby.
„Z tohto dôvodu sú na trhu stále dostupné špeciálne UV atramenty,“ dodal Köhn. „Preto, ak chcete ponúknuť skutočný systém s dvojitým vytvrdzovaním, musíte si vybrať zloženie, ktoré vyvažuje náklady a výkon.“
„Naša spoločnosť začala dodávať atrament s dvojitým vytvrdzovaním približne pred šiestimi až siedmimi rokmi pod značkou ‚UV CORE‘,“ povedal Hinataya. „Výber fotoiniciátora je pre atrament s dvojitým vytvrdzovaním dôležitý. Dokázali sme vybrať najvhodnejšie suroviny a vyvinúť atrament, ktorý by vyhovoval trhu.“
Erik Jacob z tímu produktového manažmentu spoločnosti Zeller+Gmelin poznamenal, že záujem o atramenty s dvojitým vytvrdzovaním rastie. Tento záujem pramení z flexibility a všestrannosti, ktorú tieto atramenty tlačiarňam ponúkajú.
„Dvojito vytvrdzujúce atramenty umožňujú tlačiarňam využiť výhody vytvrdzovania LED, ako je energetická účinnosť a znížené vystavenie teplu, pričom si zachovávajú kompatibilitu s existujúcimi tradičnými systémami vytvrdzovania UV žiarením,“ povedal Jacob. „Táto kompatibilita je obzvlášť atraktívna pre tlačiarne, ktoré postupne prechádzajú na LED technológiu, alebo pre tie, ktoré používajú kombináciu starých aj nových zariadení.“
Jacob dodal, že v dôsledku toho spoločnosť Zeller+Gmelin a ďalšie spoločnosti zaoberajúce sa atramentmi vyvíjajú atramenty, ktoré dokážu fungovať za oboch mechanizmov vytvrdzovania bez kompromisov v kvalite alebo trvanlivosti, čím uspokojujú dopyt trhu po prispôsobivejších a udržateľnejších tlačiarenských riešeniach.
„Tento trend zdôrazňuje pokračujúce úsilie odvetvia o inovácie a poskytovanie tlačiarňam všestrannejších a ekologickejších možností,“ povedal Jacob.
„Prevodcovia, ktorí prechádzajú na vytvrdzovanie LED, vyžadujú atramenty, ktoré sa dajú vytvrdzovať tradičným spôsobom aj pomocou LED, ale to nie je technická výzva, pretože podľa našich skúseností všetky LED atramenty dobre vytvrdzujú pod ortuťovými výbojkami,“ povedal Hemmings. „Táto inherentná vlastnosť LED atramentov umožňuje zákazníkom bezproblémový prechod z tradičných UV na LED atramenty.“
Niewiadomska uviedla, že spoločnosť Flint Group zaznamenáva pokračujúci záujem o technológiu dvojitého vytvrdzovania.
„Systém dvojitého vytvrdzovania umožňuje spracovateľom používať rovnaký atrament na svojich UV LED aj konvenčných UV vytvrdzovacích strojoch, čo znižuje skladové zásoby a zložitosť,“ dodala Niewiadomska. „Spoločnosť Flint Group je v oblasti technológie vytvrdzovania UV LED vrátane technológie dvojitého vytvrdzovania o krok vpred. Spoločnosť je priekopníkom vo vysokovýkonných UV LED atramentoch s dvojitým vytvrdzovaním už viac ako desať rokov, dávno predtým, ako táto technológia sprístupnila a rozšírila ich používanie tak, ako sú dnes.“
Odstraňovanie farby a recyklácia
S rastúcim záujmom o udržateľnosť museli výrobcovia atramentov riešiť obavy týkajúce sa UV a EB atramentov, pokiaľ ide o odstraňovanie farby a recykláciu.
„Niektoré sú, ale väčšinou sú minimálne,“ povedal Graunke. „Vieme, že UV/EB produkty dokážu splniť špecifické potreby recyklácie materiálov.“
„Napríklad spoločnosť INX dosiahla v teste INGEDE hodnotenie 99/100 za odfarbovanie papiera,“ poznamenal Graunke. „Spoločnosť Radtech Europe si objednala štúdiu FOGRA, ktorá zistila, že UV ofsetové farby sú odfarbiteľné z papiera. Substrát zohráva dôležitú úlohu v recyklačných vlastnostiach papiera, preto je potrebné pri všeobecných recyklačných vyhláseniach o certifikáciách postupovať opatrne.“
„INX má riešenia na recykláciu plastov, kde sú farby navrhnuté tak, aby zámerne zostali na substráte,“ dodal Graunke. „Týmto spôsobom je možné potlačený výrobok oddeliť od hlavného plastu počas procesu recyklácie bez kontaminácie žieravého roztoku. Máme tiež odfarbiteľné riešenia, ktoré umožňujú, aby sa tlačený plast stal súčasťou recyklačného prúdu odstránením farby. Toto je bežné pre zmršťovacie fólie na regeneráciu PET plastov.“
Köhn poznamenal, že v prípade plastových aplikácií existujú obavy, najmä zo strany recyklačných spoločností, z možnej kontaminácie premývacej vody a recyklovaného materiálu.
„Priemysel už spustil niekoľko projektov, ktoré majú dokázať, že odstraňovanie farby z UV farieb sa dá dobre kontrolovať a že výsledný recyklát a premývacia voda nie sú kontaminované zložkami farby,“ poznamenal Köhn.
„Pokiaľ ide o premývaciu vodu, použitie UV atramentov má oproti iným atramentovým technológiám dokonca určité výhody,“ dodal Köhn. „Napríklad vytvrdený film sa oddeľuje na väčšie častice, ktoré sa dajú z premývacej vody ľahšie odfiltrovať.“
Köhn poukázal na to, že pokiaľ ide o papierenské aplikácie, odstraňovanie tlačiarenskej farby a recyklácia sú už zavedeným procesom.
„Už existujú UV ofsetové systémy, ktoré boli spoločnosťou INGEDE certifikované ako ľahko odstrániteľné z papiera, takže tlačiarne môžu naďalej využívať výhody technológie UV atramentu bez toho, aby bola ohrozená recyklovateľnosť,“ povedal Köhn.
Hinataya uviedol, že vývoj napreduje v oblasti odstraňovania tlačiarenskej farby a recyklovateľnosti tlačovín.
„V prípade papiera sa zvyšuje distribúcia atramentu, ktorý spĺňa štandardy INGEDE pre odstraňovanie tlačiarenskej farby, a odstraňovanie tlačiarenskej farby sa stalo technicky možným, ale výzvou je vybudovať infraštruktúru na zlepšenie recyklácie zdrojov,“ dodal Hinataya.
„Niektoré energeticky vytvrditeľné atramenty dobre odstraňujú atrament, čím zlepšujú recyklovateľnosť,“ povedal Hemmings. „Konečné použitie a typ substrátu sú tiež dôležitými faktormi pri určovaní recyklačnej výkonnosti. Atramenty SolarWave CRCL vytvrditeľné UV-LED od spoločnosti Sun Chemical spĺňajú požiadavky Asociácie recyklátorov plastov (APR) na umývateľnosť a retenciu a nevyžadujú použitie primerov.“
Niewiadomska poznamenala, že spoločnosť Flint Group uviedla na trh rad základných náterov a lakov Evolution s cieľom riešiť potrebu obehového hospodárstva v oblasti obalov.
„Základný náter Evolution Deinking Primer umožňuje odfarbovanie materiálov obalov počas prania, čím sa zabezpečí, že zmršťovacie etikety sa dajú recyklovať spolu s fľašou, čím sa zvyšuje výťažnosť recyklovaných materiálov a znižuje čas a náklady spojené s procesom odstraňovania etikiet,“ povedala Niewiadomska.
„Lak Evolution sa nanáša na etikety po vytlačení farieb, čím chráni atrament tým, že zabraňuje rozpíjaniu a oderu počas skladovania na sklade a následne v procese recyklácie,“ dodala. „Lak zaisťuje čisté oddelenie etikety od obalu, čo umožňuje recykláciu obalového substrátu na vysoko kvalitné a hodnotné materiály. Lak neovplyvňuje farbu atramentu, kvalitu obrázka ani čitateľnosť kódu.“
„Rad produktov Evolution priamo rieši problémy s recykláciou a následne zohráva úlohu pri zabezpečovaní stabilnej budúcnosti pre obalový sektor,“ uzavrela Niewiadomska. „Lak a základný náter Evolution zvyšujú pravdepodobnosť, že akýkoľvek produkt, na ktorý sa použijú, prejde celým recyklačným reťazcom.“
Harkins poznamenal, že aj pri nepriamom kontakte existujú obavy týkajúce sa používania UV atramentov s obalmi na potraviny a nápoje, ako aj ich vplyvu na recyklačné procesy. Hlavným problémom je potenciálna migrácia fotoiniciátorov a iných látok z atramentov do potravín alebo nápojov, čo by mohlo predstavovať zdravotné riziká.
„Odstraňovanie farby je pre tlačiarne so zameraním na životné prostredie vysokou prioritou,“ dodal Harkins. „Spoločnosť Zeller+Gmelin vyvinula prelomovú technológiu, ktorá umožní, aby sa energeticky vytvrdený atrament v procese recyklácie odlepil, čo umožní recykláciu čistejších plastov späť do spotrebiteľských produktov. Táto technológia sa nazýva EarthPrint.“
Harkins uviedol, že pokiaľ ide o recykláciu, výzvou je kompatibilita atramentov s recyklačnými procesmi, pretože niektoré UV atramenty môžu brániť recyklovateľnosti papierových a plastových substrátov tým, že ovplyvňujú kvalitu recyklovaného materiálu.
„Aby sa spoločnosť Zeller+Gmelin vysporiadala s týmito problémami, zameriava sa na vývoj farieb s nižšími migračnými vlastnosťami, čím sa zlepšuje kompatibilita s recyklačnými procesmi a dodržiavanie predpisov s cieľom zabezpečiť bezpečnosť spotrebiteľov a environmentálnu udržateľnosť,“ poznamenal Harkins.
Čas uverejnenia: 27. júna 2024
