Badania przeprowadzone przez Allied Market Research wykazały w następnych pięciu latach 15% wzrost sprzedaży farb i lakierów utrwalanych z zastosowaniem energii promieniowania elektromagnetycznego. Główna część tego wzrostu wynika z wprowadzenia na rynek nowych farb i lakierów dla przemysłu poligraficznego. Dotyczy to wszystkich istotnych z komercyjnego punktu widzenia rynków Europy, USA i Azji.
Rozwój przemysłu poligraficznego realizowany jest konsekwentnie każdego dnia. Istotnym obszarem tego procesu są diody LED – UV, które emitują promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu ultrafioletu.
Początkowo były stosowane jedynie w technologii inkjet do utrwalania tuszy. W roku 2008 na rynku japońskim zaprezentowano pierwsze maszyny arkuszowe małego formatu, w których zainstalowano suszarki LED – UV. Fakt ten stał się istotnym bodźcem dla rozwoju tych urządzeń i maszyn drukujących pracujących w tej technologii. Jednocześnie prowadzone były intensywne prace rozwojowe w zakresie farb i lakierów w celu optymalizacji ich jakości.
Jest to nowatorska technologia utrwalania farb i lakierów przeznaczonych do procesu drukowania. Urządzenia te emitują promieniowanie w zakresie od 365 do 405 nanometrów; zakres najczęściej stosowany w poligrafii to 385 nanometrów.
Diody LED – UV wytwarzają promieniowanie elektromagnetyczne w bardzo wąskim zakresie długości fal, niemal monochromatyczne o szerokości widma 10-30 nm, lecz zazwyczaj kilkanaście nm. Jest to zasadnicza różnica w stosunku do standardowych suszarek UV emitujących promieniowanie o długości fali z obszaru od 200 do 380 nm. Moc standardowych systemów i domieszkowanych systemów UV wynosi od 140 do 240 Watt/cm. Współczesne systemy suszarek LED – UV oferują moc od 14 do 25 W/cm2.
Te niezwykle istotne parametry stanowiły duże wyzwanie dla stworzenia dobrze funkcjonującej technologii, będącej połączeniem wysokiej jakości farb oraz maszyn drukujących, w których zainstalowane są suszarki.
Konieczne było znalezienie odpowiednio reaktywnych komponentów, które reagują pod wpływem działania promieniowania elektromagnetycznego o wąskim zakresie długości fali oraz bardzo niskiej mocy dla zapewnienia odpowiedniego stopnia utrwalenia farb nawet przy prędkości drukowania na poziomie 18 000 ark./h. Ze względu na wyższą zawartość silnie polarnych substancji w recepturach należało je zoptymalizować, by możliwe było szybkie osiąganie równowagi środek zwilżający/farba oraz odpowiedniej tolerancji na środek zwilżający nawet w warunkach drukowania bez alkoholu izopropylowego.
Istotnym parametrem, ważnym dla konstruktorów suszarek LED – UV, jest odległość diod od podłoża drukowego zadrukowanego farbami i lakierem. Im większa bowiem wielkość tego parametru, tym większe straty energii niezbędnej do właściwej fotopolimeryzacji tych produktów. Ze względu na stabilne napięcie podłoży drukowych w maszynach drukujących ze zwoju na zwój oraz niewielkie zmiany ich położenia wynosi ona obecnie ok. 20 mm.
W przypadku maszyn arkuszowych odległość ta jest znacznie większa i wzrasta wraz z rosnącym formatem. Zależna jest także od miejsca, w którym zainstalowane jest urządzenie. Wynika to ze zjawiska falowania arkuszy podłoża drukowego podczas transportu w maszynie. Im większe format podłoża i prędkość drukowania, tym zjawisko to przebiega bardziej dynamicznie. Mimo intensywnych prac konstruktorów maszyn drukujących w zakresie precyzji prowadzenia arkuszy, obecnie odległość suszarek LED – UV od podłoży drukowych wynosi od 40 do 80 mm w przypadku urządzeń zainstalowanych po offsetowych zespołach drukujących oraz od 80 do 100 mm w przypadku utrwalania końcowego.
Spowodowało to konieczność zwiększenia mocy diod LED – UV oraz przede wszystkim skonstruowanie układów optycznych pozwalających reagować dynamicznie na zmiany położenia arkusza i zapewniających odpowiednią dawkę promieniowania dla zapewnienia odpowiedniej fotopolimeryzacji farb LED – UV.
Dzięki intensywnym pracom badawczo-rozwojowym, które zrealizowano w ostatnich latach, udało się ostatecznie stworzyć skutecznie działające rozwiązanie technologiczne dla drukarzy. Technologia farb i lakierów o wysokiej reaktywności oraz suszarki LED – UV oferują te same korzyści, które są charakterystyczne dla systemów zimnych lamp domieszkowanych. Diody LED mają jednak dodatkowe zalety w stosunku do standardowych oraz zimnych systemów domieszkowanych UV:
– Bardzo kompaktowa budowa suszarek i urządzeń zasilających.
– Zdecydowanie niższa moc robocza oraz wyższa wydajność działania. Konsumpcja energii elektrycznej systemów LED – UV jest nawet 10 razy mniejsza w stosunku do standardowych suszarek UV.
– Praca w systemie „start/stop” bez etapów przejściowych po
wyłączeniu i uruchomieniu. Możliwość pracy cyklicznej, co wpływa korzystnie na poziom zużycia energii elektrycznej.
– W przypadku zmiany formatów możliwe jest wyłączenie lub włączenie zespołów diod.
– Stała dawka promieniowania w zalecanym okresie wykorzystania diod.
– Wysoka żywotność wynosząca 30 000 godzin pracy.
– Brak metali ciężkich w budowie tych emiterów promieniowania.
Do niewielu wad systemów diod LED – UV zaliczyć należy:
– Konieczność zastosowania specjalnych fotoinicjatorów, ponieważ standardowe nie absorbują światła w tym zakresie.
– Farby i lakiery LED – UV działają najlepiej wyłącznie w zakresie emisji światła tych urządzeń.
– Technologia ta przeznaczona jest obecnie wyłącznie dla drukowania akcydensów i nie ma bezpiecznych rozwiązań dla opakowań środków spożywczych.
– Dostępność materiałów półprzewodników jest ograniczona.
– Wysokie ceny farb LED – UV, o ok. 30% wyższe w stosunku do standardowych produktów UV.
– Wysoka cena lakierów LED – UV. Obecny poziom kosztów tych produktów eliminuje je z masowej produkcji.
Dzięki zastosowaniu odpowiednich komponentów farb i lakierów UV proces ich fotopolimeryzacji odbywa się w ułamku sekundy. Dzięki temu bezpośrednio po ich nadrukowaniu na powierzchnię wsiąkliwych lub niechłonnych podłoży drukowych otrzymuje się utrwalony motyw drukowanego obrazu, charakteryzujący się wysoką odpornością na ścieranie.
Proces utrwalania z zastosowaniem diod LED – UV jest nie tylko tańszy, lecz zapewnia również oszczędności wynikające z mniejszej konsumpcji energii oraz większe bezpieczeństwo pracy w stosunku do standardowych systemów UV.
Systemy farb i lakierów o wysokiej reaktywności zostały zaprojektowane początkowo dla segmentu akcydensów. Stały rozwój tych technologii oraz doświadczenia drukarzy wykazały, że mogą być one stosowane również w innych obszarach produkcji poligraficznej. Dzięki połączeniu w maszynach drukujących technologii zimnych lamp domieszkowanych, LED – UV oraz standardowych systemów UV możliwe jest produkowanie wysokojakościowych opakowań lub etykiet IML.
W roku 2016 zaprezentowane zostały nowatorskie rozwiązania w obszarze suszarek LED – UV, obecnie poddawane weryfikacji praktycznej. Mogą one stanowić nowy rozdział w historii rozwoju tej technologii. Nowe rozwiązania suszarek LED – UV wymagają zmiany filozofii budowy farb i lakierów dla tej technologii.
W roku 2015 hubergroup podjęło decyzję o relokacji produkcji i rozwoju systemów utrwalanych za pomocą energii promieniowania elektromagnetycznego z Monachium do Szwajcarii. Ostatnie dwa lata pokazały, że hubergroup może w ten sposób skutecznie uczestniczyć w rozwoju produktów z tego obszaru.
Zaprezentowane podczas targów drupa 2016 nowej generacji farby i lakiery NewV są innowacyjną propozycją produktów, których jakość dostosowano do dzisiejszych wymogów rynku poligraficznego oraz funkcjonujących technologii utrwalania. hubergroup opracował i dostarczył na rynek farby i lakiery dla zimnych lamp domieszkowanych i LED – UV, charakteryzujące się znakomitymi cechami drukowności oraz wysoką reaktywnością. Umożliwia to generowanie oszczędności wynikających z:
– zastosowania systemów lamp lub diod do ich utrwalania,
– niewielkiej energii promieniowania stosowanego do ich fotopolimeryzacji,
– braku konieczności montowania urządzeń odprowadzających ze środowiska pracy gazy (np. ozon),
– eliminacji systemów chłodzących podłoże drukowe i chroniących przed nadmiernym obciążeniem termicznym,
– redukcji ilości makulatury ze względu na natychmiastowe i odpowiednie utrwalenie na podłożu drukowym.
Połączenie kompetentnego serwisu technicznego ze stabilną jakością i z nowymi produktami wysokiej jakości w tym obszarze pozwala sprostać nowym wymaganiom rynku. Globalna sieć dystrybucji, zautomatyzowana produkcja, kompetentny serwis techniczny oraz pełna integralność ze starszymi generacjami produktów umożliwiają skuteczny rozwój wyrafinowanych systemów farb i lakierów. Dzięki temu hubergroup staje się integralnym elementem łączącym swoich klientów z dostawcą jako partnerem w biznesie.
Marcin Marchewka
Artykuł sponsorowany
Alfa-Print Sp. z o.o.
ul. Świętokrzyska 14A
00-050 Warszawa
