Sia la polimerizzazione UV (ultravioletta) che quella EB (fascio di elettroni) utilizzano radiazioni elettromagnetiche, a differenza della polimerizzazione termica IR (infrarossa). Sebbene UV (ultravioletta) ed EB (fascio di elettroni) abbiano lunghezze d'onda diverse, entrambe possono indurre una ricombinazione chimica nei sensibilizzanti dell'inchiostro, ovvero una reticolazione ad alto peso molecolare, con conseguente polimerizzazione istantanea.
Al contrario, la polimerizzazione a infrarossi funziona riscaldando l'inchiostro, producendo molteplici effetti:
● Evaporazione di una piccola quantità di solvente o umidità,
● Ammorbidimento dello strato di inchiostro e aumento del flusso, che consente l'assorbimento e l'asciugatura,
● Ossidazione superficiale causata dal riscaldamento e dal contatto con l'aria,
● Indurimento chimico parziale di resine e oli ad alto peso molecolare mediante calore.
Ciò rende la polimerizzazione IR un processo di essiccazione parziale e articolato, piuttosto che un processo di polimerizzazione singolo e completo. Gli inchiostri a base solvente differiscono ulteriormente, poiché la loro polimerizzazione avviene al 100% tramite evaporazione del solvente, assistita dal flusso d'aria.
Differenze tra polimerizzazione UV ed EB
La polimerizzazione UV differisce dalla polimerizzazione EB principalmente per la profondità di penetrazione. I raggi UV hanno una penetrazione limitata; ad esempio, uno strato di inchiostro spesso 4-5 µm richiede una polimerizzazione lenta con luce UV ad alta energia. Non può essere polimerizzato ad alte velocità, come 12.000-15.000 fogli all'ora nella stampa offset. In caso contrario, la superficie potrebbe polimerizzare mentre lo strato interno rimane liquido, come un uovo poco cotto, causando potenzialmente la rifusione e l'adesione della superficie.
Anche la penetrazione UV varia notevolmente a seconda del colore dell'inchiostro. Gli inchiostri magenta e ciano sono facilmente penetrabili, ma gli inchiostri giallo e nero assorbono gran parte dei raggi UV e l'inchiostro bianco ne riflette molti. Pertanto, l'ordine di stratificazione dei colori nella stampa influisce significativamente sulla polimerizzazione UV. Se si sovrappongono inchiostri nero o giallo con elevato assorbimento UV, gli inchiostri rosso o blu sottostanti potrebbero polimerizzare in modo insufficiente. Al contrario, posizionare inchiostri rosso o blu sopra e inchiostri giallo o nero sotto aumenta la probabilità di polimerizzazione completa. In caso contrario, ogni strato di colore potrebbe richiedere una polimerizzazione separata.
La polimerizzazione EB, invece, non presenta differenze di colore e possiede una penetrazione estremamente elevata. Può penetrare carta, plastica e altri substrati e persino polimerizzare entrambi i lati di una stampa contemporaneamente.
Considerazioni speciali
Gli inchiostri bianchi di supporto sono particolarmente difficili da polimerizzare con i raggi UV perché riflettono la luce UV, ma la polimerizzazione con EB non ne risente. Questo è uno dei vantaggi dell'EB rispetto ai raggi UV.
Tuttavia, la polimerizzazione EB richiede che la superficie si trovi in un ambiente privo di ossigeno per ottenere un'efficienza di polimerizzazione sufficiente. A differenza dei raggi UV, che possono polimerizzare in aria, l'EB deve aumentare la potenza di oltre dieci volte in aria per ottenere risultati simili, un'operazione estremamente pericolosa che richiede rigorose precauzioni di sicurezza. La soluzione pratica consiste nel riempire la camera di polimerizzazione con azoto per rimuovere l'ossigeno e ridurre al minimo le interferenze, consentendo una polimerizzazione ad alta efficienza.
Infatti, per lo stesso motivo, nell'industria dei semiconduttori, l'imaging e l'esposizione ai raggi UV vengono spesso effettuate in camere riempite di azoto e prive di ossigeno.
La polimerizzazione EB è quindi adatta solo per fogli di carta sottili o film plastici in applicazioni di rivestimento e stampa. Non è adatta alle macchine da stampa a foglio con catene meccaniche e pinze. La polimerizzazione UV, al contrario, può essere eseguita in aria ed è più pratica, sebbene la polimerizzazione UV senza ossigeno sia oggi raramente utilizzata nelle applicazioni di stampa o rivestimento.
Data di pubblicazione: 09-09-2025
