Raportul din 2024 privind cernelurile polimerizabile cu consum energetic

Pe măsură ce interesul pentru noile cerneluri UV LED și UV Dual-Cure crește, producătorii de top de cerneluri cu întărire energetică sunt optimiști în ceea ce privește viitorul acestei tehnologii.

Piața polimerizării cu energie – polimerizare cu ultraviolete (UV), LED UV și fascicul de electroni (EB)– a fost o piață puternică pentru o lungă perioadă de timp, deoarece performanța și beneficiile pentru mediu au impulsionat creșterea vânzărilor în numeroase aplicații.

Deși tehnologia de întărire cu energie este utilizată într-o gamă largă de piețe, cernelurile și artele grafice au fost unul dintre cele mai mari segmente.

„De la ambalaje la semnalistică, etichete și imprimare comercială, cernelurile cu întărire UV oferă beneficii de neegalat în ceea ce privește eficiența, calitatea și sustenabilitatea mediului.”a spus Jayashri Bhadane, Transparency Market Research IncBhadane estimează că piața va ajunge la vânzări de 4,9 miliarde de dolari până la sfârșitul anului 2031, cu o rată anuală compusă (CAGR) de 9,2%.

Producătorii de top de cerneală polimerizabilă cu energie sunt la fel de optimiști. Derrick Hemmings, manager de produs, serigrafie, flexografie polimerizabilă cu energie, LED America de Nord,Sun Chemical, a declarat că, deși sectorul tehnologiilor recuperabile din punct de vedere energetic continuă să crească, anumite tehnologii existente au devenit mai puțin utilizate, cum ar fi cernelurile UV tradiționale și cernelurile convenționale cu alimentare în coală în aplicațiile offset.

Hideyuki Hinataya, directorul general al Diviziei de Vânzări de Cerneală de Overseas pentruT&K Toka, care activează în principal în segmentul cernelurilor cu întărire energetică, a remarcat că vânzările de cerneluri cu întărire energetică sunt în creștere în comparație cu cernelurile convenționale pe bază de ulei.

Zeller+Gmelin este, de asemenea, specialist în materiale curabile cu energie; Tim Smith de laZeller+Gmelin'sEchipa de management al produsului a remarcat că, datorită beneficiilor lor pentru mediu, eficiență și performanță, industria tipografică adoptă din ce în ce mai mult cerneluri cu uscare energetică, cum ar fi tehnologiile UV și LED.

„Aceste cerneluri emit mai puțini compuși organici volatili (COV) decât cernelurile cu solvent, respectând reglementările de mediu mai stricte și obiectivele de sustenabilitate”, a subliniat Smith. „Acestea oferă o întărire instantanee și un consum redus de energie, sporind astfel productivitatea.”

„De asemenea, aderența, durabilitatea și rezistența chimică superioare le fac potrivite pentru diverse aplicații, inclusiv ambalaje și etichete pentru produse de larg consum”, a adăugat Smith. „În ciuda costurilor inițiale mai mari, eficiența operațională pe termen lung și îmbunătățirile calității pe care le aduc justifică investiția. Zeller+Gmelin a adoptat această tendință către cernelurile cu întărire energetică, care reflectă angajamentul industriei față de inovație, sustenabilitate și satisfacerea cerințelor în continuă evoluție ale clienților și organismelor de reglementare.”

Anna Niewiadomska, manager global de marketing pentru web îngustă,Grupul Flint, a declarat că interesul și creșterea volumului vânzărilor de cerneluri polimerizabile cu energie au făcut pași importanți în ultimii 20 de ani, devenind astfel procesul de imprimare dominant în sectorul imprimantelor cu bobină îngustă.

„Printre factorii care au contribuit la această creștere se numără îmbunătățirea calității și a caracteristicilor imprimării, creșterea productivității și reducerea consumului de energie și a deșeurilor, în special odată cu apariția tehnologiei UV LED”, a remarcat Niewiadomska. „Mai mult, cernelurile cu întărire energetică pot atinge – și adesea depăși – calitatea tipografiei tipografice și a tipografiei offset și pot oferi caracteristici de imprimare îmbunătățite pe o gamă mai largă de substraturi decât flexografia pe bază de apă.”

Niewiadomska a adăugat că, pe măsură ce costurile energiei cresc și cerințele de sustenabilitate continuă să ocupe un loc central, adoptarea cernelurilor UV LED cu întărire energetică și a cernelurilor cu întărire duală este în creștere.

„Interesant este că observăm un interes crescut nu doar din partea tipografiilor cu bobină îngustă, ci și din partea tipografiilor flexo cu bobină lată și medie care doresc să economisească bani la energie și să își reducă amprenta de carbon”, a continuat Niewiadomska.

„Continuăm să observăm interes pe piață pentru cernelurile și acoperirile cu întărire energetică într-o gamă largă de aplicații și substraturi”, a declarat Bret Lessard, manager de linie de produse pentruCompania Internațională de Cerneală INX, a raportat. „Vitezele de producție mai rapide și impactul redus asupra mediului oferite de aceste cerneluri sunt puternic aliniate cu atenția acordată clienților noștri.”

Fabian Köhn, director global al departamentului de management al produselor cu bandă îngustă laSiegwerk, a declarat că, deși vânzările de cerneluri cu întărire energetică în SUA și Europa stagnează în prezent, Siegwerk observă o piață foarte dinamică, cu un segment UV în creștere în Asia.

„Noile prese flexo sunt acum echipate predominant cu lămpi LED, iar în tipărirea offset, mulți clienți investesc deja în polimerizarea UV sau LED datorită eficienței mai mari în comparație cu mașinile de tipărire offset convenționale”, a observat Köhn.
Ascensiunea LED-urilor UV
Există trei tehnologii principale sub umbrela polimerizării cu energie. UV și UV LED sunt cele mai mari, EB fiind mult mai mică. Concurența interesantă este între UV și UV LED, care este mai nouă și se dezvoltă mult mai rapid.

„Există un angajament tot mai mare din partea tipografiilor de a încorpora LED-uri UV pe echipamentele noi și pe cele modernizate”, a declarat Jonathan Graunke, vicepreședinte al tehnologiei UV/EB și director adjunct de cercetare și dezvoltare la INX International Ink Co. „Utilizarea UV la sfârșitul tiparului este încă predominantă pentru a echilibra raportul cost/performanță, în special în cazul acoperirilor.”

Köhn a subliniat că, la fel ca în anii precedenți, LED-urile UV se dezvoltă mai rapid decât UV-urile tradiționale, în special în Europa, unde costurile ridicate ale energiei acționează ca un catalizator pentru tehnologia LED.

„Aici, tipografiile investesc în principal în tehnologia LED pentru a înlocui vechile lămpi UV sau chiar prese de tipărit întregi”, a adăugat Köhn. „Cu toate acestea, observăm și un impuls puternic în direcția polimerizării cu LED pe piețe precum India, Asia de Sud-Est și America Latină, în timp ce China și SUA prezintă deja o penetrare ridicată a pieței cu LED.”
Hinataya a declarat că imprimarea UV cu LED-uri a cunoscut o creștere mai mare. „Se speculează că motivele pentru aceasta sunt creșterea costului energiei electrice și trecerea de la lămpile cu mercur la lămpile cu LED-uri”, a adăugat Hinataya.

Jonathan Harkins, din echipa de management de produs a Zeller+Gmelin, a raportat că tehnologia LED UV depășește creșterea uscării UV tradiționale în industria tipografică.
„Această creștere este determinată de avantajele LED-urilor UV, inclusiv consumul redus de energie, durata de viață mai lungă a LED-urilor, producția redusă de căldură și capacitatea de a polimeriza o gamă mai cuprinzătoare de substraturi fără a deteriora materialele sensibile la căldură”, a adăugat Harkins.

„Aceste beneficii se aliniază cu concentrarea tot mai mare a industriei asupra sustenabilității și eficienței”, a declarat Harkins. „În consecință, tipografiile investesc din ce în ce mai mult în echipamente care încorporează tehnologia de polimerizare cu LED. Această schimbare este evidentă în adoptarea rapidă de către piață a sistemelor LED UV pe multe dintre diversele piețe de imprimare ale Zeller+Gmelin, inclusiv tehnologiile de imprimare flexografică, offset uscat și litografie. Tendința reflectă o mișcare mai amplă a industriei către soluții de imprimare mai ecologice și mai rentabile, cu tehnologia LED UV în prim-plan.”

Hemmings a declarat că LED-urile UV continuă să crească semnificativ pe măsură ce piața se adaptează pentru a satisface nevoile mai mari de sustenabilitate.

„Consumul redus de energie, costurile de întreținere mai mici, capacitatea de a ușura substraturile și capacitatea de a lucra cu materiale sensibile la căldură sunt factori cheie ai utilizării cernelii UV LED”, a remarcat Hemmings. „Atât convertorii, cât și proprietarii de mărci solicită mai multe soluții UV LED, iar majoritatea producătorilor de prese produc acum prese care pot fi ușor convertite la UV LED pentru a satisface cererea.”

Niewiadomska a spus că întărirea cu UV și LED a crescut semnificativ în ultimii trei ani datorită diverșilor factori, inclusiv creșterea costurilor cu energia, cerințele de reducere a amprentei de carbon și reducerea deșeurilor.

„În plus, vedem o gamă mai cuprinzătoare de lămpi UV LED pe piață, oferind tipografiilor și convertoarelor o gamă mai largă de opțiuni de lămpi”, a remarcat Niewiadomska. „Convertoarele cu bandă îngustă din întreaga lume văd că LED-ul UV este o tehnologie dovedită și viabilă și înțeleg toate beneficiile pe care le aduce LED-ul UV - costuri de imprimare mai mici, mai puține deșeuri, nicio generare de ozon, zero utilizare a lămpilor cu mercur și productivitate mai mare. Este important de menționat că majoritatea convertoarelor cu bandă îngustă care investesc în noi prese flexo UV pot opta fie pentru LED-uri UV, fie pentru un sistem de lămpi care poate fi modernizat rapid și economic la LED-uri UV, după cum este necesar.”

Cerneluri cu întărire dublă
Există un interes tot mai mare pentru tehnologia UV cu întărire duală sau hibridă, cerneluri care pot fi întărite folosind iluminare LED convențională sau UV.

„Este bine cunoscut”, a spus Graunke, „că majoritatea cernelurilor care se usucă cu LED se vor usca și cu sisteme de tip UV și UV aditiv (H-UV).”

Köhn de la Siegwerk a spus că, în general, cernelurile care pot fi întărite cu lămpi LED pot fi întărite și cu lămpi cu arc standard cu mercuriu. Cu toate acestea, costurile cernelurilor LED sunt substanțial mai mari decât costurile cernelurilor UV.

„Din acest motiv, există încă cerneluri UV dedicate pe piață”, a adăugat Köhn. „Prin urmare, dacă doriți să oferiți un sistem cu dublă întărire, trebuie să alegeți o formulă care să echilibreze costul și performanța.”

„Compania noastră a început deja să furnizeze cerneală cu întărire dublă acum șase-șapte ani, sub numele de marcă «UV CORE», a spus Hinataya. „Selecția fotoinițiatorului este importantă pentru cerneala cu întărire dublă. Am putut selecta cele mai potrivite materii prime și am putut dezvolta o cerneală care să se potrivească pieței.”

Erik Jacob din echipa de management de produs a Zeller+Gmelin a remarcat că există un interes tot mai mare pentru cernelurile cu întărire dublă. Acest interes provine din flexibilitatea și versatilitatea pe care aceste cerneluri le oferă tipografiilor.

„Cernelurile cu dublă întărire permit imprimantelor să valorifice beneficiile întăririi cu LED, cum ar fi eficiența energetică și expunerea redusă la căldură, menținând în același timp compatibilitatea cu sistemele tradiționale de întărire UV existente”, a spus Jacob. „Această compatibilitate este deosebit de atractivă pentru imprimantele care trec treptat la tehnologia LED sau pentru cele care operează un amestec de echipamente vechi și noi.”

Jacob a adăugat că, prin urmare, Zeller+Gmelin și alte companii producătoare de cerneluri dezvoltă cerneluri care pot funcționa în ambele mecanisme de întărire fără a compromite calitatea sau durabilitatea, răspunzând cererii pieței pentru soluții de imprimare mai adaptabile și mai sustenabile.

„Această tendință evidențiază eforturile continue ale industriei de a inova și de a oferi imprimantelor opțiuni mai versatile și mai ecologice”, a spus Jacob.

„Convertorii care trec la uscare cu LED necesită cerneluri care pot fi uscate atât în ​​mod tradițional, cât și cu LED, dar aceasta nu este o provocare tehnică, deoarece, din experiența noastră, toate cernelurile LED se uscă bine sub lămpi cu mercur”, a spus Hemmings. „Această caracteristică inerentă a cernelurilor LED permite clienților să treacă fără probleme de la cernelurile UV tradiționale la cele LED.”
Niewiadomska a declarat că Flint Group observă un interes continuu pentru tehnologia de întărire duală.

„Un sistem Dual Cure permite producătorilor să utilizeze aceeași cerneală pe presa lor de imprimare UV cu LED-uri și pe cea convențională, ceea ce reduce stocurile și complexitatea”, a adăugat Niewiadomska. „Flint Group este în fruntea tehnologiei de imprimare UV cu LED-uri, inclusiv a tehnologiei de imprimare duală. Compania a fost pionieră în domeniul cernelurilor UV cu LED-uri de înaltă performanță și al cernelurilor Dual Cure de peste un deceniu, cu mult înainte ca tehnologia să o facă atât de accesibilă și utilizată pe scară largă precum este astăzi.”

Decernelizare și reciclare
Odată cu interesul tot mai mare pentru sustenabilitate, producătorii de cerneală au fost nevoiți să abordeze preocupările legate de cernelurile UV și EB în ceea ce privește decernelizarea și reciclarea.
„Există câteva, dar sunt în mare parte minime”, a spus Graunke. „Știm că produsele UV/EB pot satisface nevoi specifice de reciclare a materialelor.”

„De exemplu, INX a obținut un scor de 99/100 cu INGEDE pentru decernelarea hârtiei”, a observat Graunke. „Radtech Europe a comandat un studiu FOGRA care a stabilit că cernelurile offset UV sunt decernelabile pe hârtie. Substratul joacă un rol major în proprietățile de reciclare ale hârtiei, așa că trebuie acordată atenție atunci când se fac declarații generale de reciclare a certificărilor.”

„INX are soluții pentru reciclarea materialelor plastice, unde cernelurile sunt concepute să rămână în mod intenționat pe substrat”, a adăugat Graunke. „În acest fel, articolul imprimat poate fi separat de plasticul corpului principal în timpul procesului de reciclare, fără a contamina soluția de spălare caustică. De asemenea, avem soluții de decernelizare care permit plasticului imprimat să devină parte a fluxului de reciclare prin îndepărtarea cernelii. Acest lucru este comun pentru foliile contractibile pentru recuperarea materialelor plastice PET.”

Köhn a menționat că, în cazul aplicațiilor din plastic, există îngrijorări, în special din partea reciclatorilor, cu privire la posibila contaminare a apei de spălare și a materialului reciclat.

„Industria a lansat deja mai multe proiecte pentru a demonstra că decernelarea cernelurilor UV poate fi bine controlată și că materialul reciclat final și apa de spălare nu sunt contaminate de componente ale cernelii”, a observat Köhn.

„În ceea ce privește apa de spălare, utilizarea cernelurilor UV are chiar și unele avantaje față de alte tehnologii de cerneluri”, a adăugat Köhn. „De exemplu, pelicula întărită se desprinde în particule mai mari, care pot fi filtrate mai ușor din apa de spălare.”

Köhn a subliniat că, în ceea ce privește aplicațiile pe bază de hârtie, decernelizarea și reciclarea sunt deja un proces consacrat.

„Există deja sisteme offset UV certificate de INGEDE ca fiind ușor decernelibile de pe hârtie, astfel încât tipografii pot continua să beneficieze de avantajele tehnologiei cernelii UV fără a compromite reciclabilitatea”, a declarat Köhn.

Hinataya a raportat că dezvoltarea progresează în ceea ce privește decernelizarea și reciclabilitatea materialelor tipărite.

„În cazul hârtiei, distribuția cernelii care îndeplinește standardele INGEDE de decernelare este în creștere, iar decernelarea a devenit posibilă din punct de vedere tehnic, dar provocarea este de a construi infrastructură pentru a îmbunătăți reciclarea resurselor”, a adăugat Hinataya.

„Unele cerneluri polimerizabile cu energie se decernealizează bine, îmbunătățind astfel reciclabilitatea”, a spus Hemmings. „Utilizarea finală și tipul de substrat sunt, de asemenea, factori importanți în determinarea performanței de reciclare. Cernelurile polimerizabile SolarWave CRCL UV-LED de la Sun Chemical îndeplinesc cerințele Asociației Reciclatorilor de Plastic (APR) privind lavabilitatea și retenția și nu necesită utilizarea de grunduri.”

Niewiadomska a menționat că Flint Group a lansat gama de grunduri și lacuri Evolution pentru a răspunde nevoii unei economii circulare în domeniul ambalajelor.
„Grundurile de decernelare Evolution permit decernelarea materialelor din manșoane în timpul spălării, asigurând că etichetele termocontractabile pot fi reciclate împreună cu sticla, crescând randamentul materialelor reciclate și reducând timpul și costurile asociate cu procesul de îndepărtare a etichetelor”, a declarat Niewiadomska.

„Lacul Evolution se aplică pe etichete după imprimarea culorilor, protejând cerneala prin prevenirea scurgerii și a abraziunii în timp ce se află pe raft, apoi în cursul procesului de reciclare”, a adăugat ea. „Lacul asigură o separare curată a unei etichete de ambalaj, permițând reciclarea substratului de ambalaj în materiale de înaltă calitate și de mare valoare. Lacul nu afectează culoarea cernelii, calitatea imaginii sau lizibilitatea codului.”

„Gama Evolution abordează în mod direct provocările legate de reciclare și, la rândul ei, joacă un rol în asigurarea unui viitor solid pentru sectorul ambalajelor”, a concluzionat Niewiadomska. „Lacul Evolution și grundul de dezincare fac ca orice produs pe care sunt utilizate să fie mult mai predispus să treacă prin întregul lanț de reciclare.”

Harkins a observat că, chiar și în cazul contactului indirect, există îngrijorări cu privire la utilizarea cernelurilor UV în ambalajele alimentelor și băuturilor, precum și la impactul acestora asupra proceselor de reciclare. Problema principală se învârte în jurul potențialei migrări a fotoinitiatorilor și a altor substanțe din cerneluri în alimente sau băuturi, ceea ce ar putea prezenta riscuri pentru sănătate.

„Decernelizarea a fost o prioritate majoră pentru tipografiile care se concentrează pe mediu”, a adăugat Harkins. „Zeller+Gmelin a dezvoltat o tehnologie revoluționară care va permite cernelii întărite energetic să se desprindă în procesul de reciclare, permițând reciclarea plasticului mai curat în produse de larg consum. Această tehnologie se numește EarthPrint.”

Harkins a spus că, în ceea ce privește reciclarea, provocarea constă în compatibilitatea cernelurilor cu procesele de reciclare, deoarece unele cerneluri UV pot împiedica reciclabilitatea hârtiei și a substraturilor din plastic, afectând calitatea materialului reciclat.

„Pentru a aborda aceste preocupări, Zeller+Gmelin s-a concentrat pe dezvoltarea de cerneluri cu proprietăți de migrare redusă, îmbunătățind compatibilitatea cu procesele de reciclare și respectarea reglementărilor pentru a asigura siguranța consumatorilor și sustenabilitatea mediului”, a remarcat Harkins.