Kalendarium

08-09.11. 2017 · Kongres Branży Poligraficznej Art of Color

10-12.10.2017 · World Publishing Expo

18-20.10.2017 · Viscom Düsseldorf

26-29.10.2017 · Międzynarodowe Targi Książki

14-16.11.2017 · InPrint

Przyszłość należy do UV. Utwardzanie farb offsetowych.

Data publikacji: styczeń 2014

Utwardzanie za pomocą UV już od dawna jest z powodzeniem stosowane w niektórych dziedzinach arkuszowego druku offsetowego. Podczas targów drupa 2012 producenci maszyn pokazali nowe koncepcje techniczne związane z suszeniem UV. Co kryje się za takimi określeniami, jak: H-UV, HR-UV, LE-UV, LED-UV czy LEC-UV?

 

Dzięki temu systemowi utwardzania UV jedna lampa wystarczy, by skierować na podłoże drukowe równomierną wiązkę promieniowania.

Szwajcarskie przedsiębiorstwo Stehlin+Hostag, będące centrum kompetencji firmy hubergroup w zakresie farb drukowych utwardzanych UV, zorganizowało serię warsztatów, w której naświetliło zalety i wady obecnych technologii oraz przedstawiło drukarniom niezależny i obiektywny zarys aktualnych możliwości. Zasadniczo drukarnie mogą wybierać pomiędzy trzema źródłami UV: tradycyjną lampą rtęciową, lampą rtęciową z domieszką żelaza lub galu oraz – stosunkowo nową – lampą LED-ową.

 

Czym jest UV?

Promieniowanie elektromagnetyczne, którego zaledwie niewielką część stanowi promieniowanie UV, jest mierzone długością fal (za jednostkę pomiaru przyjmuje się nanometr, nm). Fale radiowe i mikrofale mają spektrum długofalowe, natomiast podczerwień, światło widzialne i UV – krótkofalowe. Zakres UV jest niezwykle krótki; utwardzanie farb i lakierów odbywa się zazwyczaj za pomocą fal UV o długości pomiędzy 200 a 400 nm.

Z zakresu UV można wyodrębnić trzy przedziały o różnej zdolności do utwardzania farb drukarskich. UV-C (200-280 nm) powoduje bezpośrednie utrwalenie farb UV i jest stosowane do utwardzania powierzchniowego. UV-B (200-315 nm) wnika głębiej w warstwę farby i dzięki temu zapewnia lepsze utwardzenie. UV-A (315-380 nm) leży najbliżej widzialnej części zakresu promieniowania elektromagnetycznego. Wnika do najgłębszych warstw farb wysokopigmentowych i idealnie utwardza grube warstwy lakieru.

To, jak głęboko promienie UV wnikają w warstwę farby, ma duże znaczenie dla producentów – muszą oni uwzględniać w recepturach farb różne stopnie absorpcji pigmentów. Na przykład magenta ma wysoką absorpcję UV (340 nm), natomiast żółty – znacznie niższą. Z kolei czarny pigment ma naturalnie najgorszą absorpcję spośród wszystkich pigmentów.   

Producentom farb także dają się we znaki rynkowe zmiany strukturalne. Dlatego poszukują oni nowych sposobów pozycjonowania się. Według Stehlin+Hostag zużycie farb konwencjonalnych do offsetu arkuszowego spadło w Europie w ciągu ostatnich pięciu lat o jedną czwartą. Z drugiej strony w ciągu ostatnich trzech lat aż o 40 proc. wzrosło na naszym kontynencie zużycie offsetowych farb UV; w Szwajcarii zanotowano nawet wzrost o około 75 proc.

 

Kluczowe fotoinicjatory

Z pewnością największą zaletą utwardzania UV w offsecie arkuszowym jest bardzo szybkie suszenie farby; od 80 do 90 proc. ulega utrwaleniu w ciągu ułamka sekundy, a reszta – po kolejnych 24 godzinach. W farbach UV stosuje się fotoinicjatory, które pod wpływem promieniowania rozpadają się na wolne rodniki. Te z kolei wchodzą w reakcję ze spoiwem, co prowadzi do jego sieciowania, w efekcie czego farba ulega polimeryzacji. Jednak nie wszystkie fotoinicjatory absorbują promieniowanie o tej samej długości fal. Z tego względu stosuje się mieszanki, złożone maksymalnie z pięciu różnych fotoinicjatorów, tak aby uzyskać jak najwyższą absorpcję promieniowania UV.   

Szybkie utwardzanie farby pozwala niemal od razu poddać arkusze dalszej obróbce. Co więcej, farby UV cechują się wyjątkowo wysoką odpornością na substancje chemiczne i uszkodzenia mechaniczne. Nie wymagają ponadto stosowania pudru, umożliwiają łatwy zadruk podłoży niechłonnych, a zastosowane wraz z lakierami UV pozwalają znakomicie uszlachetnić prace.

 

Lampy rtęciowe

Lampy te składają się z rury ze szkła kwarcowego, wewnątrz której znajduje się gaz inicjujący i rtęć. Na obu końcach rury montowane są elektrody wolframowe. Jeśli znajdują się one pod napięciem, gaz ulega jonizacji, nagrzewa się i powoduje parowanie rtęci. Emituje ona promieniowanie, którego część stanowi UV. Wewnątrz szklanej rury panuje temperatura do 5500 stopni Celsjusza, natomiast na jej powierzchni – pomiędzy 650 a 950. Rura umieszczona jest w obudowie, a reflektory kierują promieniowanie na podłoże drukowe. Lampę chłodzi się wodą, a powietrze jest zasysane. Lampy UV byłyby właściwie całkiem dobrymi elementami systemów grzewczych, ponieważ ponad połowa emitowanej przez nie energii jest przekształcana w ciepło. Ich wydajność jest jednak dość ograniczona.

Nowsze lampy UV posiadają specjalne przesłony do reflektorów, dzięki którym nie trzeba całkowicie ich wyłączać, gdy nie pracują. W efekcie ponowne nagrzanie lampy trwa znacznie krócej. Łukowe lampy rtęciowe są w użyciu już od lat 80. ubiegłego wieku i sprawdziły się w wielu zastosowaniach. Ich główną wadą jest to, że zużywają się stosunkowo szybko; co więcej są mniej wydajne niż lampy uszlachetnione czy lampy LED-owe. Wydajność lamp rtęciowych ze starszymi statecznikami po około 1000 godzin pracy spada o 50 proc.

Najważniejszym aspektem w kontekście lamp UV jest ich geometria i odpowiednie ustawienie. Znaczenie ma także utrzymanie reflektorów w czystości; należy usuwać z nich brud co najmniej raz w tygodniu.

 

Lampy uszlachetnione

W zasadzie tego typu lampy są już nieco przestarzałe, niemniej jednak oferują kilka istotnych zalet w porównaniu ze standardowymi lampami rtęciowymi. W zależności od tego, czy lampa jest wypełniona tylko rtęcią, czy dodatkowo żelazem, galem czy innymi substancjami, zmienia się maksymalne spektrum emitowanego promieniowania i rozkład przedziałów UV-A, UV-B i UV-C.

Pod określeniami: U-UV (Komori), LEC-UV (manroland), LE-UV (Heidelberg) czy HR-UV (KBA) kryją się właśnie lampy uszlachetnione. W porównaniu z lampami rtęciowymi dają one więcej energii w przedziale UV-A, dzięki czemu są skuteczniejsze w głębokim utwardzaniu. Jednocześnie – podobnie jak lampy UV-LED – świecą w takim zakresie długości fal, w którym nie powstaje ozon.

 

Lampy UV-LED

Ten rodzaj lamp UV staje się coraz popularniejszy. Azjatyccy producenci maszyn drukujących, tacy jak Ryobi, Mitsubishi czy Sakurai, oferują je już od dłuższego czasu; w Europie technologia utwardzania UV-LED jeszcze powszechnie się nie przyjęła. W druku inkjetowym lampy UV-LED są stosowane od 2006 roku; w 2008 roku wprowadziła je w swoich maszynach firma Ryobi, a w 2010 – Mitsubishi. Tego typu lampy są monochromatyczne, tzn. świecą tylko w jednym konkretnym zakresie długości fal. W przypadku lamp rtęciowych przy fali o długości 254 nm powstaje ozon, natomiast długość fal lamp UV-LED nigdy nie osiąga ani tej dolnej granicy, ani też maksimum wynoszącego 450 nm, co sprawia, że powstaje znacznie mniej ciepła. Lampy UV-LED – podobnie jak lampy uszlachetnione – eliminują zatem dwie największe wady konwencjonalnych lamp rtęciowych: powstawanie ozonu i nadmiaru ciepła.

Systemy UV-LED są dostępne w wersjach o różnych zakresach długości fal, poczynając od 365 nm, a na 405 nm kończąc. Niektórzy producenci oferują nawet lampy, które mogą emitować fale o różnej długości. Lampy UV-LED, podobnie jak lampy uszlachetnione, mają nad lampami rtęciowymi tę przewagę, że w maszynie wystarczy zainstalować jedną oprawę, co znacznie obniża zużycie prądu. Ze względu na wysoką moc promieniowania w zakresie UV-A farby pigmentowe są bardzo dokładnie utwardzane, dlatego nie ma potrzeby instalowania większej liczby lamp. Dla porównania: przy zastosowaniu utwardzania lampami konwencjonalnymi najczęściej w maszynie umieszcza się aż cztery oprawy: jedną po ostatnim zespole farbowym i trzy na wykładaniu. Ponadto, ponieważ lampy UV-LED i lampy uszlachetnione nie generują ozonu, można zrezygnować ze specjalnego systemu zasysania powietrza.

 

Wyzwanie: UV

Jeśli ktoś decyduje się na korzystanie z systemu UV w swojej drukarni, musi dopasować do niego cały proces produkcyjny. Już na etapie przygotowania do druku należy zadbać o większy rozkład punktów rastra oraz stworzyć nowy profil naświetlania. Maszyna drukująca musi zostać wyposażona w inne wałki farbowe, obciągi itd. Ze względu na specyficzny skład chemiczny farb UV należy zastosować inną pompę farbową i środki czyszczące. Jednym z największych wyzwań stojących przed UV-LED jest obecnie dostępność odpowiednich farb. Niewielki zakres długości fal, wynoszący zaledwie 20 nm (w przypadku konwencjonalnych lamp UV wynosi on 200 nm), jest dla producentów farb sporym wyzwaniem, jeśli chodzi o przezroczystość pigmentu i ilość fotoinicjatora. Żeby farby szybko reagowały na działanie UV-LED, producenci dodają różne fotoinicjatory, często w zbyt dużej ilości, w efekcie czego rośnie cena farby.   

 

Podsumowanie i wnioski

To uszlachetniona lampa rtęciowa ma obecnie największy potencjał. 50 instalacji w Europie i 200 na całym świecie w ciągu ostatnich dwóch lat dowodzi, że utwardzanie za pomocą lamp rtęciowych z domieszką żelaza lub galu jest sprawdzoną technologią, której skuteczność została potwierdzona w praktyce. Koncern hubergroup pracuje nad produktami UV zoptymalizowanymi pod kątem lamp tego typu. Obecnie na całym świecie z maszyn offsetowych z utwardzaniem UV-LED korzysta około 80 drukarń. Technologia UV-LED jest ekscytująca, ale potrzebny jest dalszy rozwój lamp i materiałów eksploatacyjnych. Trzeba również zwiększyć dostępność odpowiednich farb i lakierów. Zwłaszcza te ostatnie są trudne do zdobycia. Druk z utwardzaniem UV ma olbrzymi potencjał i zapewnia wiele korzyści w porównaniu z konwencjonalnym offsetem arkuszowym.

 

 

 

« poprzedni   |   następny » « wróć

Komentarz miesiąca

Kodak stawia na inkjet

Kodak stawia na inkjet

Kodak podjął strategiczną decyzję pozostania w biznesie inkjetowym i niesprzedawania jednak tego działu. Decyzja zapadła po szczegółowej analizie modelu biznesowego w strukturach firmy i po rozmowach z potencjalnymi kupcami. „Biznes maszyn Prosper wzrósł o 40 procent dzięki sprzedaży materiałów eksploatacyjnych, co wzmocniło biznes inkjetowy, a to wpłynęło na podjęcie decyzji”, mówi Jeff Clarke, chief executive officer z Kodaka.

Reklama

Ankieta

Czy poligrafia ma już kryzys za sobą?

Jest zdecydowanie lepiej
Ciągle jest ciężko
Najgorsze jeszcze przed nami
W ogóle nie doświadczyliśmy kryzysu

Ogłoszenia

Stanowisko:
Region:
zobaczy wszystkie oferty