I takt med att intresset för nya UV LED- och Dual-Curing UV-bläck växer, är ledande tillverkare av energihärdande bläck optimistiska om teknikens framtid.
Marknaden för energihärdande – ultraviolett (UV), UV-LED och elektronstrålehärdning (EB)– har varit en stark marknad under lång tid, eftersom prestanda och miljöfördelar har drivit försäljningstillväxten inom ett flertal applikationer.
Medan energihärdningsteknik används inom en mängd olika marknader, har tryckfärger och grafisk konst varit ett av de största segmenten.
”Från förpackningar till skyltar, etiketter och kommersiellt tryck erbjuder UV-härdande bläck oöverträffade fördelar när det gäller effektivitet, kvalitet och miljömässig hållbarhet.”sa Jayashri Bhadane, Transparency Market Research IncBhadane uppskattar att marknaden kommer att nå en försäljning på 4,9 miljarder dollar i slutet av 2031, med en årlig tillväxttakt på 9,2 %.
Ledande tillverkare av energihärdande bläck är lika optimistiska. Derrick Hemmings, produktchef, screening, energihärdande flexo, LED Nordamerika,Sun Chemical, sade att medan sektorn för energihärdning fortsätter att växa, har vissa befintliga tekniker blivit mindre utnyttjade, såsom traditionell UV- och konventionella arkmatade tryckfärger i offsetapplikationer.
Hideyuki Hinataya, VD för avdelningen för utländska bläckförsäljningar.T&K Toka, som främst är verksamt inom segmentet energihärdande bläck, noterade att försäljningen av energihärdande bläck ökar jämfört med konventionella oljebaserade bläck.
Zeller+Gmelin är också en specialist på energikurer; Tim Smith frånZeller+GmelinsProduktledningsteamet noterade att på grund av deras miljömässiga, effektivitets- och prestandafördelar använder tryckindustrin i allt större utsträckning energihärdande bläck, såsom UV- och LED-teknik.
”Dessa bläck avger lägre mängder flyktiga organiska föreningar (VOC) än lösningsmedelsbläck, vilket överensstämmer med strängare miljöregler och hållbarhetsmål”, påpekade Smith. ”De erbjuder omedelbar härdning och minskad energiförbrukning, vilket ökar produktiviteten.”
”Dessutom gör deras överlägsna vidhäftning, hållbarhet och kemiska resistens dem lämpliga för olika tillämpningar, inklusive CPG-förpackningar och etiketter”, tillade Smith. ”Trots högre initialkostnader motiverar den långsiktiga driftseffektiviteten och kvalitetsförbättringen de medför investeringen. Zeller+Gmelin har anammat denna trend mot energihärdande tryckfärger som återspeglar branschens engagemang för innovation, hållbarhet och att möta de ständigt föränderliga kraven från kunder och tillsynsmyndigheter.”
Anna Niewiadomska, global marknadschef för smal webb,Flint-gruppen, sade att intresset för och försäljningsvolymtillväxten för energihärdande bläck har gjort stora framsteg under de senaste 20 åren, vilket gör det till den dominerande tryckprocessen inom smalbanasektorn.
”Drivkrafterna för denna tillväxt inkluderar förbättrad tryckkvalitet och egenskaper, ökad produktivitet samt minskad energiförbrukning och avfall, särskilt med introduktionen av UV-LED”, konstaterade Niewiadomska. ”Dessutom kan energihärdande tryckfärger uppnå – och ofta överträffa – kvaliteten hos högtrycks- och offsettryck och ge förbättrade tryckegenskaper på ett bredare utbud av substrat än vattenbaserat flexotryck.”
Niewiadomska tillade att i takt med att energikostnaderna ökar och hållbarhetskraven fortsätter att stå i centrum, ökar användningen av energihärdande UV-LED och dubbelhärdande bläck.
”Intressant nog ser vi ett ökat intresse inte bara från smalbanetryckerier utan även från flexotryckerier för bred- och mellanbanar som vill spara pengar på energi och minska sina koldioxidavtryck”, fortsatte Niewiadomska.
”Vi fortsätter att se marknadsintresse för energihärdande tryckfärger och beläggningar inom en mängd olika tillämpningar och substrat”, säger Bret Lessard, produktlinjechef förINX International Ink Co., rapporterade. ”De snabbare produktionshastigheterna och den minskade miljöpåverkan som dessa bläck ger ligger starkt i linje med våra kunders fokus.”
Fabian Köhn, global chef för produkthantering inom smala webbarSiegwerk, sa att medan försäljningen av energihärdande bläck i USA och Europa för närvarande stagnerar, ser Siegwerk en mycket dynamisk marknad med ett växande UV-segment i Asien.
”Nya flexopressar är nu huvudsakligen utrustade med LED-lampor, och inom offsettryck investerar många kunder redan i UV- eller LED-härdning på grund av den högre effektiviteten jämfört med konventionella offsettryckmaskiner”, konstaterade Köhn.
UV-LED:s uppgång
Det finns tre huvudsakliga tekniker inom begreppet energihärdande. UV och UV-LED är de största, medan energieffektivitet är mycket mindre. Den intressanta konkurrensen är mellan UV och UV-LED, som är nyare och växer betydligt snabbare.
”Det finns ett växande engagemang från tryckerierna att integrera UV-LED i ny och eftermonterad utrustning”, säger Jonathan Graunke, vice vd för UV/EB-teknik och biträdande FoU-direktör för INX International Ink Co. ”Användningen av UV-belysning i slutet av tryckpressen är fortfarande vanlig för att balansera kostnad/prestanda, särskilt med ytbehandlingar.”
Köhn påpekade att UV-LED, liksom tidigare år, växer snabbare än traditionell UV, särskilt i Europa, där höga energikostnader fungerar som en katalysator för LED-tekniken.
”Här investerar tryckerierna främst i LED-teknik för att ersätta gamla UV-lampor eller till och med hela tryckpressar”, tillade Köhn. ”Vi ser dock också en fortsatt stark utveckling mot LED-härdning på marknader som Indien, Sydostasien och Latinamerika, medan Kina och USA redan visar en hög marknadspenetration av LED.”
Hinataya sa att UV LED-utskrift har sett mer tillväxt. ”Orsakerna till detta spekuleras vara de stigande elkostnaderna och övergången från kvicksilverlampor till LED-lampor”, tillade Hinataya.
Jonathan Harkins från Zeller+Gmelins produktledningsteam rapporterade att UV LED-tekniken överträffar tillväxten av traditionell UV-härdning inom tryckindustrin.
”Denna tillväxt drivs av UV-LED:s fördelar, inklusive lägre energiförbrukning, längre livslängd för LED-lampor, minskad värmeeffekt och möjligheten att härda ett mer omfattande utbud av substrat utan att skada värmekänsliga material”, tillade Harkins.
”Dessa fördelar överensstämmer med branschens ökande fokus på hållbarhet och effektivitet”, säger Harkins. ”Följaktligen investerar tryckerier i allt större utsträckning i utrustning som använder LED-härdningsteknik. Denna förändring är tydlig i marknadens snabba införande av UV-LED-system på många av Zeller+Gmelins olika tryckmarknader, inklusive flexografisk, torroffset och litografisk tryckteknik. Trenden återspeglar en bredare branschrörelse mot mer miljövänliga och kostnadseffektiva trycklösningar, med UV-LED-teknik i framkant.”
Hemmings sa att UV LED fortsätter att växa avsevärt i takt med att marknaden förändras för att möta större hållbarhetsbehov.
”Den lägre energiförbrukningen, de lägre underhållskostnaderna, möjligheten att lätta substrat och möjligheten att använda värmekänsliga material är alla viktiga drivkrafter för användningen av UV-LED-bläck”, noterade Hemmings. ”Både konverterare och varumärkesägare efterfrågar fler UV-LED-lösningar, och de flesta presstillverkare producerar nu pressar som enkelt kan konverteras till UV-LED för att möta efterfrågan.”
Niewiadomska sa att UV-LED-härdning har ökat avsevärt under de senaste tre åren på grund av olika faktorer, inklusive ökade energikostnader, krav på minskat koldioxidavtryck och minskat avfall.
”Dessutom ser vi ett mer omfattande utbud av UV-LED-lampor på marknaden, vilket ger skrivare och konverterare ett bredare utbud av lampalternativ”, noterade Niewiadomska. ”Smalbandskonverterare världen över ser att UV-LED är en beprövad och gångbar teknik och förstår alla fördelar som UV-LED medför – lägre tryckkostnad, mindre avfall, ingen ozongenerering, noll användning av Hg-lampor och högre produktivitet. Viktigt är att de flesta smalbandskonverterare som investerar i nya UV-flexopressar antingen kan gå över till UV-LED eller till ett lampsystem som snabbt och ekonomiskt kan uppgraderas till UV-LED efter behov.”
Dubbelhärdande bläck
Det har funnits ett ökat intresse för dubbelhärdande eller hybrid UV-teknik, bläck som kan härdas med antingen konventionell eller UV-LED-belysning.
”Det är välkänt”, sa Graunke, ”att de flesta tryckfärger som härdar med LED också härdar med UV- och additiva UV-system (H-UV).”
Siegwerks Köhn sa att i allmänhet kan bläck som kan härdas med LED-lampor också härdas med vanliga kviksyrabåglampor. Kostnaden för LED-bläck är dock betydligt högre än kostnaden för UV-bläck.
”Av denna anledning finns det fortfarande dedikerade UV-bläck på marknaden”, tillade Köhn. ”Därför, om du vill erbjuda ett verkligt dubbelhärdningssystem, måste du välja en formulering som balanserar kostnad och prestanda.”
”Vårt företag började leverera dubbelhärdande bläck redan för ungefär sex till sju år sedan under varumärket 'UV CORE'”, sa Hinataya. ”Valet av fotoinitiator är viktigt för dubbelhärdande bläck. Vi kunde välja de lämpligaste råmaterialen och utveckla ett bläck som passade marknaden.”
Erik Jacob från Zeller+Gmelins produktledningsteam noterade att det finns ett växande intresse för dubbelhärdande bläck. Detta intresse härrör från den flexibilitet och mångsidighet som dessa bläck erbjuder skrivare.
”Dubbelhärdande bläck gör det möjligt för skrivare att utnyttja fördelarna med LED-härdning, såsom energieffektivitet och minskad värmeexponering, samtidigt som de bibehåller kompatibilitet med befintliga traditionella UV-härdningssystem”, säger Jacob. ”Denna kompatibilitet är särskilt tilltalande för skrivare som gradvis övergår till LED-teknik eller de som använder en blandning av gammal och ny utrustning.”
Jacob tillade att Zeller+Gmelin och andra bläckföretag som ett resultat av detta utvecklar bläck som kan fungera under båda härdningsmekanismerna utan att kompromissa med kvalitet eller hållbarhet, vilket tillgodoser marknadens efterfrågan på mer anpassningsbara och hållbara trycklösningar.
”Denna trend belyser branschens ständiga ansträngningar att förnya sig och förse skrivare med mer mångsidiga och miljövänliga alternativ”, sa Jacob.
”Konverterare som övergår till LED-härdning kräver bläck som kan härdas både traditionellt och med LED, men detta är inte en teknisk utmaning, eftersom vi erfar att alla LED-bläck härdar bra under kvicksilverlampor”, sa Hemmings. ”Denna inneboende egenskap hos LED-bläck gör det möjligt för kunder att smidigt övergå från traditionella UV- till LED-bläck.”
Niewiadomska sade att Flint Group ser ett fortsatt intresse för dubbelhärdningsteknik.
”Ett Dual Cure-system gör det möjligt för konverterare att använda samma bläck på sina UV LED- och konventionella UV-härdningspressar, vilket minskar lagerhållning och komplexitet”, tillade Niewiadomska. ”Flint Group ligger steget före när det gäller UV LED-härdningsteknik, inklusive dual cure-teknik. Företaget har varit banbrytande inom högpresterande UV LED- och Dual Cure-bläck i över ett decennium, långt innan tekniken gjorde den så tillgänglig och använd i stor utsträckning som den är idag.”
Avsvärtning och återvinning
Med det växande intresset för hållbarhet har bläcktillverkare varit tvungna att ta itu med oro kring UV- och EB-bläck när det gäller avsvärtning och återvinning.
”Det finns några, men de är oftast minimala”, sa Graunke. ”Vi vet att UV/EB-produkter kan uppfylla specifika behov av materialåtervinning.”
”Till exempel har INX fått 99/100 hos INGEDE för avfärgning av papper”, konstaterade Graunke. ”Radtech Europe beställde en FOGRA-studie som fastställde att UV-offsetfärger är avfärgningsbara på papper. Substratet spelar en viktig roll i papprets återvinningsegenskaper, så försiktighet bör iakttas vid påståenden om generell återvinning i certifieringar.”
”INX har lösningar för återvinning av plast där tryckfärgerna är utformade för att avsiktligt stanna kvar på underlaget”, tillade Graunke. ”På så sätt kan den tryckta artikeln separeras från huvudplasten under återvinningsprocessen utan att den kaustiska tvättlösningen förorenas. Vi har också avsvärtningsbara lösningar som gör att tryckplasten kan bli en del av återvinningsflödet genom att tryckfärgen avlägsnas. Detta är vanligt för krympfilmer för att återvinna PET-plast.”
Köhn noterade att det för plasttillämpningar finns oro, särskilt från återvinningsföretag, för eventuell kontaminering av tvättvattnet och återvinningsmaterialet.
”Industrin har redan lanserat flera projekt för att bevisa att avsvärtningen av UV-bläck kan kontrolleras väl och att det slutliga återvunna materialet och tvättvattnet inte förorenas av bläckkomponenter”, konstaterade Köhn.
”När det gäller tvättvattnet har användningen av UV-bläck till och med vissa fördelar jämfört med andra bläcktekniker”, tillade Köhn. ”Till exempel lossnar den härdade filmen i större partiklar, som lättare kan filtreras bort från tvättvattnet.”
Köhn påpekade att när det gäller papperstillämpningar är avsvärtning och återvinning redan en etablerad process.
”Det finns redan UV-offsetsystem som har certifierats av INGEDE som lätta att avsvärta från papper, så att tryckare kan fortsätta att dra nytta av fördelarna med UV-bläckteknik utan att kompromissa med återvinningsbarheten”, sa Köhn.
Hinataya rapporterade att utvecklingen går framåt när det gäller avsvärtning och återvinningsbarhet av trycksaker.
”För papper ökar distributionen av bläck som uppfyller INGEDE:s standarder för avsvärtning, och avsvärtning har blivit tekniskt möjligt, men utmaningen är att bygga infrastruktur för att förbättra återvinningen av resurser”, tillade Hinataya.
”Vissa energihärdande tryckfärger avsvärtar väl, vilket förbättrar återvinningsbarheten”, sa Hemmings. ”Slutanvändningen och substrattypen är också viktiga faktorer för att bestämma återvinningsprestanda. Sun Chemicals SolarWave CRCL UV-LED-härdande tryckfärger uppfyller Association of Plastic Recyclers (APR) krav på tvättbarhet och retention och kräver inte användning av primers.”
Niewiadomska noterade att Flint Group har lanserat sitt Evolution-sortiment av primers och fernissor för att möta behovet av en cirkulär ekonomi inom förpackningar.
”Evolution Deinking Primer möjliggör avfärgning av krymphylsornas material under tvättning, vilket säkerställer att krymphylsornas etiketter kan återvinnas tillsammans med flaskan, vilket ökar utbytet av återvunnet material och minskar tiden och kostnaderna i samband med etikettborttagningsprocessen”, sa Niewiadomska.
”Evolution Varnish appliceras på etiketter efter att färgerna har tryckts, vilket skyddar bläcket genom att förhindra blödning och nötning medan det ligger på hyllan och sedan vidare genom återvinningsprocessen”, tillade hon. ”Färgglansen säkerställer en ren separation av en etikett från dess förpackning, vilket gör att förpackningssubstratet kan återvinnas till högkvalitativa och värdefulla material. Fergglansen påverkar inte bläckets färg, bildkvalitet eller kodens läsbarhet.”
”Evolution-serien tar sig an återvinningsutmaningar direkt och bidrar i sin tur till att säkra en stark framtid för förpackningssektorn”, avslutade Niewiadomska. ”Evolution Varnish och Deinking Primer gör det mycket mer sannolikt att alla produkter där de används går igenom återvinningskedjan helt och hållet.”
Harkins observerade att även vid indirekt kontakt finns det farhågor kring användningen av UV-bläck i livsmedels- och dryckesförpackningar samt deras inverkan på återvinningsprocesser. Den primära frågan kretsar kring den potentiella migrationen av fotoinitiatorer och andra ämnen från bläcket till livsmedel eller drycker, vilket kan utgöra hälsorisker.
”Avfärgning har varit en hög prioritet för skrivare med fokus på miljön”, tillade Harkins. ”Zeller+Gmelin har utvecklat en banbrytande teknik som gör att det energihärdade bläcket kan lyftas bort i återvinningsprocessen, vilket gör att renare plast kan återvinnas till konsumentprodukter. Denna teknik kallas EarthPrint.”
Harkins sa att utmaningen när det gäller återvinning ligger i bläckens kompatibilitet med återvinningsprocesser, eftersom vissa UV-bläck kan hindra återvinningsbarheten av papper och plastsubstrat genom att påverka kvaliteten på det återvunna materialet.
"För att ta itu med dessa problem har Zeller+Gmelin fokuserat på att utveckla bläck med lägre migrationsegenskaper, vilket förbättrar kompatibiliteten med återvinningsprocesser och efterlevnaden av föreskrifter för att säkerställa konsumentsäkerhet och miljömässig hållbarhet", noterade Harkins.
Publiceringstid: 27 juni 2024
