Etter hvert som interessen for nye UV LED- og Dual-Curing UV-blekk vokser, er ledende produsenter av energiherdende blekk optimistiske med tanke på teknologiens fremtid.
Markedet for energiherding – ultrafiolett (UV), UV LED og elektronstråleherding (EB)– har vært et sterkt marked i lang tid, ettersom ytelse og miljøfordeler har drevet salgsvekst i en rekke bruksområder.
Selv om energiherdingsteknologi brukes i en rekke markeder, har blekk og grafisk kunst vært et av de største segmentene.
«Fra emballasje til skilt, etiketter og kommersiell trykking tilbyr UV-herdet blekk enestående fordeler når det gjelder effektivitet, kvalitet og miljømessig bærekraft.»sa Jayashri Bhadane, Transparency Market Research IncBhadane anslår at markedet vil nå en omsetning på 4,9 milliarder dollar innen utgangen av 2031, med en årlig vekstrate (CAGR) på 9,2 %.
Ledende produsenter av energiherdende blekk er like optimistiske. Derrick Hemmings, produktsjef for skjerming, energiherdende flexo, LED Nord-Amerika,Sun Chemical, sa at selv om sektoren for energiherdbare produkter fortsetter å vokse, har visse eksisterende teknologier blitt mindre utnyttet, for eksempel tradisjonell UV- og konvensjonell arkmatet blekk i offset-applikasjoner.
Hideyuki Hinataya, administrerende direktør for avdelingen for salg av blekk i utlandetT&K Toka, som primært er innen segmentet for energiherdende blekk, bemerket at salget av energiherdende blekk øker sammenlignet med konvensjonelt oljebasert blekk.
Zeller+Gmelin er også en spesialist på energikurerbarhet; Tim Smith fraZeller+Gmelin'sProduktledelsesteamet bemerket at trykkeribransjen i økende grad tar i bruk energiherdende blekk, som UV- og LED-teknologi, på grunn av deres miljømessige, effektivitets- og ytelsesfordeler.
«Disse blekkene slipper ut færre flyktige organiske forbindelser (VOC) enn løsemiddelblekk, noe som er i samsvar med strengere miljøforskrifter og bærekraftsmål», påpekte Smith. «De tilbyr umiddelbar herding og redusert energiforbruk, og dermed forbedrer produktiviteten.»
«Deres overlegne heft, holdbarhet og kjemiske motstand gjør dem også egnet for ulike bruksområder, inkludert CPG-emballasje og etiketter», la Smith til. «Til tross for høyere startkostnader, rettferdiggjør den langsiktige driftseffektiviteten og kvalitetsforbedringene de gir investeringen. Zeller+Gmelin har omfavnet denne trenden mot energiherdende blekk som gjenspeiler bransjens forpliktelse til innovasjon, bærekraft og å møte de utviklende kravene fra kunder og reguleringsorganer.»
Anna Niewiadomska, global markedssjef for smalnett,Flint-gruppen, sa at interessen for og salgsvolumveksten av energiherdende blekk har gjort store fremskritt de siste 20 årene, noe som gjør det til den dominerende utskriftsprosessen i smalbanesektoren.
«Drivkreftene for denne veksten inkluderer forbedret utskriftskvalitet og -egenskaper, økt produktivitet og redusert energi og avfall, spesielt med fremveksten av UV-LED», bemerket Niewiadomska. «Videre kan energiherdende blekk møte – og ofte overgå – kvaliteten til letterpress og offset og levere forbedrede utskriftsegenskaper på et bredere spekter av underlag enn vannbasert flexo.»
Niewiadomska la til at etter hvert som energikostnadene øker og krav til bærekraft fortsetter å stå i sentrum, øker bruken av energiherdende UV-LED og dobbeltherdende blekk.
«Interessant nok ser vi økt interesse ikke bare fra smalbanetrykkere, men også fra bred- og mellombanetrykkere for flexotrykk som ønsker å spare penger på energi og redusere karbonavtrykket sitt», fortsatte Niewiadomska.
«Vi ser fortsatt markedsinteresse for energiherdende blekk og belegg på tvers av et bredt spekter av bruksområder og underlag», sier Bret Lessard, produktlinjesjef forINX International Ink Co., rapporterte. «De raskere produksjonshastighetene og reduserte miljøpåvirkningen som disse blekkene gir, er sterkt i tråd med kundenes fokus.»
Fabian Köhn, global leder for produktadministrasjon for smale nett hosSiegwerk, sa at mens salget av energiherdende blekk i USA og Europa for tiden stagnerer, ser Siegwerk et svært dynamisk marked med et voksende UV-segment i Asia.
«Nye flexopresser er nå hovedsakelig utstyrt med LED-lamper, og innen offsettrykk investerer mange kunder allerede i UV- eller LED-herding på grunn av den høyere effektiviteten sammenlignet med konvensjonelle offsettrykkmaskiner», bemerket Köhn.
Fremveksten av UV-LED
Det finnes tre hovedteknologier under paraplyen energiherdbarhet. UV og UV LED er de største, mens EB er mye mindre. Den interessante konkurransen er mellom UV og UV LED, som er nyere og vokser mye raskere.
«Det er en økende forpliktelse fra trykkerier til å integrere UV-LED på nytt og ettermontert utstyr», sa Jonathan Graunke, visepresident for UV/EB-teknologi og assisterende FoU-direktør for INX International Ink Co. «Bruken av UV på slutten av trykkeriet er fortsatt utbredt for å balansere kostnad/ytelse, spesielt med belegg.»
Köhn påpekte at UV LED, som i tidligere år, vokser raskere enn tradisjonell UV, spesielt i Europa, hvor høye energikostnader fungerer som en katalysator for LED-teknologien.
«Her investerer trykkeriene primært i LED-teknologi for å erstatte gamle UV-lamper eller til og med hele trykkpresser», la Köhn til. «Vi ser imidlertid også fortsatt sterk fremgang mot LED-herding i markeder som India, Sørøst-Asia og Latin-Amerika, mens Kina og USA allerede viser en høy markedspenetrasjon av LED.»
Hinataya sa at UV LED-printing har sett mer vekst. «Årsakene til dette spekuleres i å være de økende strømkostnadene og overgangen fra kvikksølvlamper til LED-lamper», la Hinataya til.
Jonathan Harkins fra Zeller+Gmelins produktstyringsteam rapporterte at UV LED-teknologi overgår veksten av tradisjonell UV-herding i trykkeribransjen.
«Denne veksten er drevet av fordelene med UV LED, inkludert lavere energiforbruk, lengre levetid for LED-er, redusert varmeutgang og evnen til å herde et mer omfattende utvalg av underlag uten å skade varmefølsomme materialer», la Harkins til.
«Disse fordelene stemmer overens med bransjens økende fokus på bærekraft og effektivitet», sa Harkins. «Følgelig investerer trykkerier i økende grad i utstyr som bruker LED-herdingsteknologi. Dette skiftet er tydelig i markedets raske bruk av UV LED-systemer på tvers av mange av Zeller+Gmelins ulike trykkemarkeder, inkludert fleksografisk, tørroffset og litotrykkteknologi. Trenden gjenspeiler en bredere bransjebevegelse mot mer miljøvennlige og kostnadseffektive trykkeløsninger, med UV LED-teknologi i forkant.»
Hemmings sa at UV LED fortsetter å vokse betydelig ettersom markedet endrer seg for å møte større bærekraftsbehov.
«Lavere energiforbruk, lavere vedlikeholdskostnader, muligheten til å lette underlag og muligheten til å kjøre varmefølsomme materialer er alle viktige drivere for bruk av UV LED-blekk», bemerket Hemmings. «Både konverterere og merkevareeiere etterspør flere UV LED-løsninger, og de fleste pressprodusenter produserer nå presser som enkelt kan konverteres til UV LED for å møte etterspørselen.»
Niewiadomska sa at UV LED-herding har vokst betydelig de siste tre årene på grunn av ulike faktorer, inkludert økte energikostnader, krav om redusert karbonavtrykk og redusert avfall.
«I tillegg ser vi et mer omfattende utvalg av UV LED-lamper på markedet, noe som gir skrivere og konverterere et bredere utvalg av lampealternativer», bemerket Niewiadomska. «Smalbanekonverterere over hele verden ser at UV LED er en velprøvd og levedyktig teknologi og forstår alle fordelene som UV LED gir – lavere utskriftskostnader, mindre avfall, ingen ozongenerering, null bruk av Hg-lamper og høyere produktivitet. Viktigere er det at de fleste smalbanekonverterere som investerer i nye UV-fleksopresser enten kan gå for UV LED eller et lampesystem som raskt og økonomisk kan oppgraderes til UV LED etter behov.»
Dobbeltherdende blekk
Det har vært økende interesse for dual-herding eller hybrid UV-teknologi, blekk som kan herdes ved hjelp av enten konvensjonell eller UV LED-belysning.
«Det er velkjent», sa Graunke, «at de fleste blekktyper som herder med LED, også herder med UV- og additive UV-systemer (H-UV).»
Köhn fra Siegwerk sa at generelt sett kan blekk som kan herdes med LED-lamper også herdes med vanlige Hg-buelamper. Kostnadene for LED-blekk er imidlertid betydelig høyere enn kostnadene for UV-blekk.
«Av denne grunn finnes det fortsatt dedikerte UV-blekk på markedet», la Köhn til. «Derfor, hvis du ønsker å tilby et ekte dobbeltherdingssystem, må du velge en formulering som balanserer kostnad og ytelse.»
«Selskapet vårt begynte allerede å levere dobbeltherdende blekk for omtrent seks til syv år siden under merkenavnet «UV CORE»», sa Hinataya. «Valget av fotoinitiator er viktig for dobbeltherdende blekk. Vi kunne velge de mest passende råmaterialene og utvikle et blekk som passer markedet.»
Erik Jacob fra Zeller+Gmelins produktstyringsteam bemerket at det er en økende interesse for dobbeltherdende blekk. Denne interessen stammer fra fleksibiliteten og allsidigheten disse blekkene tilbyr skrivere.
«Dobbeltherdende blekk gjør det mulig for skrivere å utnytte fordelene med LED-herding, som energieffektivitet og redusert varmeeksponering, samtidig som de opprettholder kompatibilitet med eksisterende tradisjonelle UV-herdingssystemer», sa Jacob. «Denne kompatibiliteten er spesielt attraktiv for skrivere som gradvis går over til LED-teknologi, eller de som bruker en blanding av gammelt og nytt utstyr.»
Jacob la til at Zeller+Gmelin og andre blekkselskaper som et resultat av dette utvikler blekk som kan fungere under begge herdemekanismene uten at det går på bekostning av kvalitet eller holdbarhet, og dermed imøtekomme markedets etterspørsel etter mer tilpasningsdyktige og bærekraftige utskriftsløsninger.
«Denne trenden fremhever bransjens kontinuerlige innsats for å innovere og gi skrivere mer allsidige og miljøvennlige alternativer», sa Jacob.
«Konvertere som går over til LED-herding krever blekk som kan herdes både tradisjonelt og med LED, men dette er ikke en teknisk utfordring, ettersom vi erfarer at alt LED-blekk herder godt under kvikksølvlamper», sa Hemmings. «Denne iboende egenskapen til LED-blekk gjør det mulig for kunder å sømløst gå over fra tradisjonelt UV- til LED-blekk.»
Niewiadomska sa at Flint Group ser fortsatt interesse for dobbel herdingsteknologi.
«Et dobbeltherdesystem gjør det mulig for konverteringsbedrifter å bruke samme blekk på sine UV LED- og konvensjonelle UV-herdepresser, noe som reduserer lagerbeholdning og kompleksitet», la Niewiadomska til. «Flint Group ligger i forkant av utviklingen når det gjelder UV LED-herdeteknologi, inkludert dobbeltherdeteknologi. Selskapet har vært pionerer innen høytytende UV LED- og dobbeltherdeblekk i over et tiår, lenge før teknologien gjorde den så tilgjengelig og mye brukt som den er i dag.»
Fjerning av blekk og resirkulering
Med den økende interessen for bærekraft har blekkprodusenter måttet ta tak i bekymringer rundt UV- og EB-blekk når det gjelder fjerning av blekk og resirkulering.
«Det finnes noen, men de er stort sett minimale», sa Graunke. «Vi vet at UV/EB-produkter kan oppfylle spesifikke behov for materialgjenvinning.»
«For eksempel har INX fått 99/100 hos INGEDE for papirfjerning», bemerket Graunke. «Radtech Europe bestilte en FOGRA-studie som fastslo at UV-offset-blekk kan fjernes fra sverte på papir. Underlaget spiller en viktig rolle i papirets resirkuleringsegenskaper, så man bør være forsiktig når man fremsetter krav om generell resirkulering i sertifiseringer.»
«INX har løsninger for resirkulering av plast der blekket er utformet for å forbli på underlaget», la Graunke til. «På denne måten kan den trykte artikkelen skilles fra hovedplasten under resirkuleringsprosessen uten å forurense den kaustiske vaskeløsningen. Vi har også avsvertbare løsninger som gjør at den trykte plasten kan bli en del av resirkuleringsstrømmen ved å fjerne blekket. Dette er vanlig for krympefilmer for å gjenvinne PET-plast.»
Köhn bemerket at det for plastapplikasjoner er bekymringer, spesielt fra resirkuleringsselskaper, om mulig forurensning av vaskevannet og resirkuleringsmaterialet.
«Industrien har allerede lansert flere prosjekter for å bevise at fjerningen av UV-blekk kan kontrolleres godt, og at det endelige resirkuleringsmaterialet og vaskevannet ikke er forurenset av blekkkomponenter», bemerket Köhn.
«Når det gjelder vaskevannet, har bruken av UV-blekk til og med noen fordeler i forhold til andre blekkteknologier», la Köhn til. «For eksempel løsner den herdede filmen i større partikler, som lettere kan filtreres ut av vaskevannet.»
Köhn påpekte at når det gjelder papirapplikasjoner, er avsverting og resirkulering allerede en etablert prosess.
«Det finnes allerede UV-offsetsystemer som er sertifisert av INGEDE som enkle å fjerne blekk fra papir, slik at skrivere kan fortsette å dra nytte av fordelene med UV-blekkteknologi uten at det går på bekostning av resirkulerbarheten», sa Köhn.
Hinataya rapporterte at utviklingen går fremover når det gjelder fjerning av sverte og resirkulerbarhet av trykksaker.
«For papir øker distribusjonen av blekk som oppfyller INGEDEs standarder for fjerning av sverte, og fjerning av sverte har blitt teknisk mulig, men utfordringen er å bygge infrastruktur for å forbedre resirkuleringen av ressurser», la Hinataya til.
«Noen energiherdende blekk fjerner blekk godt, noe som forbedrer resirkulerbarheten», sa Hemmings. «Sluttbruk og substrattype er også viktige faktorer for å bestemme resirkuleringsytelsen. Sun Chemicals SolarWave CRCL UV-LED-herdende blekk oppfyller kravene til vaskbarhet og retensjon fra Association of Plastic Recyclers (APR) og krever ikke bruk av grunning.»
Niewiadomska bemerket at Flint Group har lansert sin Evolution-serie med grunninger og lakk for å imøtekomme behovet for en sirkulær økonomi innen emballasje.
«Evolution Deinking Primer muliggjør fjerning av sverte fra krympehylsematerialer under vask, noe som sikrer at krympehylseetiketter kan resirkuleres sammen med flasken, noe som øker utbyttet av resirkulerte materialer og reduserer tiden og kostnadene forbundet med etikettfjerningsprosessen», sa Niewiadomska.
«Evolution Varnish påføres etiketter etter at fargene er trykket. Dette beskytter blekket ved å forhindre blødning og slitasje mens det er i hyllen, og deretter nedstrøms gjennom resirkuleringsprosessen», la hun til. «Lakken sikrer en ren separasjon av en etikett fra emballasjen, slik at emballasjesubstratet kan resirkuleres til materialer av høy kvalitet og høy verdi. Lakken påvirker ikke blekkfargen, bildekvaliteten eller kodelesbarheten.»
«Evolution-serien adresserer resirkuleringsutfordringer direkte og spiller dermed en rolle i å sikre en robust fremtid for emballasjesektoren», konkluderte Niewiadomska. «Evolution Varnish og Deinking Primer gjør det mye mer sannsynlig at ethvert produkt de brukes på går fullstendig gjennom resirkuleringskjeden.»
Harkins observerte at selv med indirekte kontakt er det bekymringer angående bruken av UV-blekk i mat- og drikkevareemballasje, samt deres innvirkning på resirkuleringsprosesser. Hovedproblemet dreier seg om potensiell migrering av fotoinitiatorer og andre stoffer fra blekket til mat eller drikke, noe som kan utgjøre helserisiko.
«Fjerning av blekk har vært en høy prioritet for trykkerier med fokus på miljøet», la Harkins til. «Zeller+Gmelin har utviklet en banebrytende teknologi som vil gjøre det mulig for energiherdet blekk å løsne i resirkuleringsprosessen, slik at renere plast kan resirkuleres tilbake til forbrukerprodukter. Denne teknologien kalles EarthPrint.»
Harkins sa at når det gjelder resirkulering, ligger utfordringen i blekkets kompatibilitet med resirkuleringsprosesser, ettersom noe UV-blekk kan hindre resirkulerbarheten av papir- og plastsubstrater ved å påvirke kvaliteten på resirkulert materiale.
«For å håndtere disse bekymringene har Zeller+Gmelin fokusert på å utvikle blekk med lavere migrasjonsegenskaper, noe som forbedrer kompatibiliteten med resirkuleringsprosesser og samsvar med forskrifter for å sikre forbrukersikkerhet og miljømessig bærekraft», bemerket Harkins.
Publisert: 27. juni 2024
