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 la ricombinazione chimica nei sensibilizzatori dell'inchiostro, ovvero la 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,
● Polimerizzazione chimica parziale di resine e oli ad alto peso molecolare mediante calore.
Questo rende la polimerizzazione a infrarossi un processo di asciugatura parziale e multifaccettato, piuttosto che un processo di polimerizzazione unico e completo. Gli inchiostri a base di solvente si distinguono ulteriormente, poiché la loro polimerizzazione avviene al 100% tramite evaporazione del solvente coadiuvata dal flusso d'aria.
Differenze tra polimerizzazione UV e polimerizzazione EB
La polimerizzazione UV si differenzia dalla polimerizzazione EB principalmente per la profondità di penetrazione. I raggi UV hanno una penetrazione limitata; ad esempio, uno strato di inchiostro di 4-5 µm di spessore 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. Altrimenti, la superficie potrebbe polimerizzare mentre lo strato interno rimane liquido, come un uovo poco cotto, causando potenzialmente la rifusione e l'adesione della superficie.
La penetrazione dei raggi UV varia notevolmente anche a seconda del colore dell'inchiostro. Gli inchiostri magenta e ciano penetrano facilmente, mentre il giallo e il nero assorbono gran parte dei raggi UV e il bianco li riflette. Pertanto, l'ordine di sovrapposizione degli strati di colore nella stampa influisce significativamente sulla polimerizzazione UV. Se gli inchiostri nero o giallo, che assorbono molti raggi UV, si trovano sopra, gli inchiostri rosso o blu sottostanti potrebbero polimerizzare in modo insufficiente. Al contrario, posizionare gli inchiostri rosso o blu sopra e giallo o nero sotto aumenta la probabilità di una polimerizzazione completa. In caso contrario, ogni strato di colore potrebbe richiedere una polimerizzazione separata.
La polimerizzazione EB, d'altro canto, non presenta differenze di polimerizzazione dipendenti dal colore e possiede una penetrazione estremamente elevata. Può penetrare carta, plastica e altri substrati, e persino polimerizzare entrambi i lati di una stampa simultaneamente.
Considerazioni speciali
Gli inchiostri di base bianchi sono particolarmente difficili da polimerizzare con luce UV perché riflettono i raggi ultravioletti, mentre la polimerizzazione con fascio di elettroni (EB) non ne risente. Questo è uno dei vantaggi della polimerizzazione EB rispetto a quella UV.
Tuttavia, la polimerizzazione con fascio di elettroni (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 all'aria, i fasci di elettroni devono aumentare la potenza di oltre dieci volte in presenza di 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, nell'industria dei semiconduttori, l'imaging e l'esposizione ai raggi UV vengono spesso effettuati in camere riempite di azoto e prive di ossigeno per lo stesso motivo.
La polimerizzazione EB è quindi adatta solo per fogli di carta sottili o pellicole di plastica in applicazioni di rivestimento e stampa. Non è adatta per macchine da stampa a foglio con catene e pinze meccaniche. La polimerizzazione UV, al contrario, può essere effettuata in aria ed è più pratica, sebbene la polimerizzazione UV in assenza di ossigeno sia raramente utilizzata oggi nelle applicazioni di stampa o rivestimento.
Data di pubblicazione: 9 settembre 2025
