Rapporto sugli inchiostri fotoindurenti 2024

Con il crescente interesse per i nuovi inchiostri UV LED e Dual-Cure UV, i principali produttori di inchiostri fotopolimerizzabili sono ottimisti sul futuro di questa tecnologia.

Il mercato della polimerizzazione energetica: polimerizzazione ultravioletta (UV), UV LED e fascio di elettroni (EB)– è da tempo un mercato forte, poiché le prestazioni e i vantaggi ambientali hanno determinato la crescita delle vendite in numerose applicazioni.

Sebbene la tecnologia di polimerizzazione energetica sia utilizzata in un'ampia gamma di mercati, gli inchiostri e le arti grafiche rappresentano uno dei segmenti più ampi.

“Dal packaging alla segnaletica, dalle etichette alla stampa commerciale, gli inchiostri UV offrono vantaggi senza pari in termini di efficienza, qualità e sostenibilità ambientale”,ha affermato Jayashri Bhadane, Transparency Market Research IncBhadane stima che il mercato raggiungerà i 4,9 miliardi di dollari di vendite entro la fine del 2031, con un CAGR annuo del 9,2%.

Anche i principali produttori di inchiostri fotopolimerizzabili sono ottimisti. Derrick Hemmings, Product Manager, Serigrafia, Flexo fotopolimerizzabile, LED Nord America,Sun Chemical, ha affermato che, mentre il settore della stampa fotopolimerizzabile continua a crescere, alcune tecnologie esistenti sono diventate meno utilizzate, come gli inchiostri UV tradizionali e quelli convenzionali per stampa a foglio nelle applicazioni offset.

Hideyuki Hinataya, direttore generale della divisione vendite inchiostri all'estero perT&K Toka, che opera principalmente nel segmento degli inchiostri fotopolimerizzabili, ha osservato che le vendite di inchiostri fotopolimerizzabili stanno aumentando rispetto agli inchiostri convenzionali a base di olio.

Zeller+Gmelin è anche uno specialista in cure energetiche; Tim Smith diZeller+Gmelin'sIl team di gestione dei prodotti ha osservato che, grazie ai vantaggi ambientali, di efficienza e di prestazioni, il settore della stampa sta adottando sempre più inchiostri a polimerizzazione energetica, come le tecnologie UV e LED.

"Questi inchiostri emettono meno composti organici volatili (COV) rispetto agli inchiostri a solvente, in linea con le più severe normative ambientali e gli obiettivi di sostenibilità", ha sottolineato Smith. "Offrono polimerizzazione istantanea e consumi energetici ridotti, migliorando così la produttività.

"Inoltre, la loro superiore adesione, durevolezza e resistenza chimica li rendono adatti a diverse applicazioni, tra cui imballaggi ed etichette per beni di largo consumo", ha aggiunto Smith. "Nonostante i costi iniziali più elevati, l'efficienza operativa a lungo termine e i miglioramenti qualitativi che apportano giustificano l'investimento. Zeller+Gmelin ha abbracciato questa tendenza verso inchiostri fotopolimerizzabili, che riflettono l'impegno del settore verso l'innovazione, la sostenibilità e il soddisfacimento delle esigenze in continua evoluzione di clienti e organismi di regolamentazione".

Anna Niewiadomska, responsabile marketing globale per il nastro stretto,Gruppo Flint, ha affermato che l'interesse e la crescita del volume delle vendite degli inchiostri fotoindurenti hanno fatto passi da gigante negli ultimi 20 anni, rendendoli il processo di stampa dominante nel settore della stampa a banda stretta.

"I fattori trainanti di questa crescita includono il miglioramento della qualità e delle caratteristiche di stampa, l'aumento della produttività e la riduzione di energia e sprechi, soprattutto con l'avvento della tecnologia UV LED", ha osservato Niewiadomska. "Inoltre, gli inchiostri fotopolimerizzabili possono eguagliare, e spesso superare, la qualità della stampa tipografica e offset e offrire caratteristiche di stampa migliorate su una gamma più ampia di supporti rispetto alla flexo a base d'acqua".

Niewiadomska ha aggiunto che, con l'aumento dei costi energetici e la continua richiesta di sostenibilità, l'adozione di inchiostri UV LED a polimerizzazione energetica e a doppia polimerizzazione è in crescita,

"È interessante notare che stiamo assistendo a un crescente interesse non solo da parte degli stampatori a banda stretta, ma anche da parte degli stampatori flexo a banda larga e media che cercano di risparmiare energia e ridurre le proprie emissioni di carbonio", ha continuato Niewiadomska.

"Continuiamo a vedere l'interesse del mercato per gli inchiostri e i rivestimenti a polimerizzazione energetica in un'ampia gamma di applicazioni e substrati", ha affermato Bret Lessard, responsabile della linea di prodotti perINX International Ink Co., ha riferito. "Le velocità di produzione più elevate e il ridotto impatto ambientale offerti da questi inchiostri sono fortemente in linea con l'attenzione dei nostri clienti."

Fabian Köhn, responsabile globale della gestione dei prodotti a banda stretta pressoSigillo, ha affermato che mentre le vendite di inchiostri fotopolimerizzabili negli Stati Uniti e in Europa sono attualmente stagnanti, Siegwerk sta assistendo a un mercato molto dinamico con un segmento UV in crescita in Asia.

"Le nuove macchine da stampa flessografica sono ora dotate prevalentemente di lampade a LED e, nella stampa offset, molti clienti stanno già investendo nella polimerizzazione UV o LED per via della maggiore efficienza rispetto alle macchine da stampa offset convenzionali", ha osservato Köhn.
L'ascesa dei LED UV
Esistono tre tecnologie principali sotto l'ombrello della polimerizzazione a energia. UV e UV LED sono le più diffuse, mentre EB è molto più piccola. La competizione più interessante è tra UV e UV LED, che è più recente e in rapida crescita.

"C'è un crescente impegno da parte degli stampatori nell'integrare i LED UV nelle apparecchiature nuove e in quelle riadattate", ha affermato Jonathan Graunke, vicepresidente della tecnologia UV/EB e assistente direttore R&S per INX International Ink Co. "L'uso dei LED UV a fine stampa è ancora prevalente per bilanciare costi/prestazioni, soprattutto con i rivestimenti".

Köhn ha sottolineato che, come negli anni precedenti, la tecnologia LED UV sta crescendo più rapidamente della tecnologia UV tradizionale, soprattutto in Europa, dove gli elevati costi energetici fungono da catalizzatore per la tecnologia LED.

"Qui, gli stampatori stanno investendo principalmente nella tecnologia LED per sostituire le vecchie lampade UV o addirittura intere macchine da stampa", ha aggiunto Köhn. "Tuttavia, stiamo assistendo anche a un forte impulso verso la polimerizzazione a LED in mercati come India, Sud-est asiatico e America Latina, mentre Cina e Stati Uniti mostrano già un'elevata penetrazione di mercato dei LED".
Hinataya ha affermato che la stampa UV LED ha registrato una crescita maggiore. "Si ipotizza che le ragioni siano l'aumento del costo dell'elettricità e il passaggio dalle lampade al mercurio a quelle a LED", ha aggiunto Hinataya.

Jonathan Harkins del Product Management Team di Zeller+Gmelin ha riferito che la tecnologia UV LED sta superando la crescita della tradizionale polimerizzazione UV nel settore della stampa.
"Questa crescita è trainata dai vantaggi dei LED UV, tra cui un minor consumo energetico, una maggiore durata dei LED, una ridotta emissione di calore e la capacità di polimerizzare una gamma più ampia di substrati senza danneggiare i materiali sensibili al calore", ha aggiunto Harkins.

"Questi vantaggi sono in linea con la crescente attenzione del settore alla sostenibilità e all'efficienza", ha affermato Harkins. "Di conseguenza, gli stampatori investono sempre più in apparecchiature che incorporano la tecnologia di polimerizzazione a LED. Questo cambiamento è evidente nella rapida adozione dei sistemi UV LED da parte del mercato in molti dei diversi settori di stampa di Zeller+Gmelin, tra cui la stampa flessografica, offset a secco e litografica. Questa tendenza riflette un più ampio movimento del settore verso soluzioni di stampa più ecocompatibili ed economiche, con la tecnologia UV LED in prima linea".

Hemmings ha affermato che i LED UV continuano a crescere in modo significativo, poiché il mercato si sta evolvendo per soddisfare le crescenti esigenze di sostenibilità.

"Il minor consumo energetico, i minori costi di manutenzione, la possibilità di utilizzare substrati leggeri e materiali termosensibili sono tutti fattori chiave che spingono all'utilizzo di inchiostri UV LED", ha osservato Hemmings. "Sia i trasformatori che i proprietari di marchi richiedono più soluzioni UV LED e la maggior parte dei produttori di macchine da stampa sta ora realizzando macchine che possono essere facilmente convertite alla tecnologia UV LED per soddisfare la domanda".

Niewiadomska ha affermato che la polimerizzazione tramite LED UV è cresciuta notevolmente negli ultimi tre anni a causa di vari fattori, tra cui l'aumento dei costi energetici, la richiesta di una riduzione dell'impronta di carbonio e la riduzione degli sprechi.

"Inoltre, sul mercato vediamo una gamma più completa di lampade UV LED, che offre a stampatori e converter una più ampia scelta di opzioni di lampade", ha osservato Niewiadomska. "I converter a banda stretta di tutto il mondo riconoscono che la tecnologia UV LED è una tecnologia collaudata e valida e ne comprendono appieno i vantaggi: costi di stampa inferiori, meno scarti, nessuna generazione di ozono, zero utilizzo di lampade Hg e maggiore produttività. È importante sottolineare che la maggior parte dei converter a banda stretta che investono in nuove macchine da stampa flessografiche UV può optare per la tecnologia UV LED o per un sistema di lampade che può essere aggiornato rapidamente ed economicamente alla tecnologia UV LED in base alle esigenze".

Inchiostri a doppia polimerizzazione
C'è un crescente interesse per la tecnologia UV ibrida o a doppia polimerizzazione, ovvero inchiostri che possono essere polimerizzati utilizzando sia l'illuminazione convenzionale che quella a LED UV.

"È noto", ha affermato Graunke, "che la maggior parte degli inchiostri che polimerizzano con LED polimerizzano anche con sistemi di tipo UV e UV additivo (H-UV)".

Köhn di Siegwerk ha affermato che, in generale, gli inchiostri polimerizzabili con lampade a LED possono essere polimerizzati anche con lampade ad arco di mercurio standard. Tuttavia, i costi degli inchiostri a LED sono notevolmente superiori a quelli degli inchiostri UV.

"Per questo motivo, sul mercato sono ancora disponibili inchiostri UV dedicati", ha aggiunto Köhn. "Pertanto, se si desidera offrire un vero sistema a doppia polimerizzazione, è necessario scegliere una formulazione che bilanci costi e prestazioni.

"La nostra azienda ha iniziato a fornire inchiostro dual-cure circa sei o sette anni fa con il marchio 'UV CORE'", ha affermato Hinataya. "La scelta del fotoiniziatore è fondamentale per l'inchiostro dual-cure. Abbiamo potuto selezionare le materie prime più adatte e sviluppare un inchiostro adatto al mercato".

Erik Jacob del Product Management Team di Zeller+Gmelin ha osservato un crescente interesse per gli inchiostri a doppia polimerizzazione. Questo interesse deriva dalla flessibilità e dalla versatilità che questi inchiostri offrono agli stampatori.

"Gli inchiostri a doppia polimerizzazione consentono agli stampatori di sfruttare i vantaggi della polimerizzazione a LED, come l'efficienza energetica e la ridotta esposizione al calore, mantenendo al contempo la compatibilità con i tradizionali sistemi di polimerizzazione UV esistenti", ha affermato Jacob. "Questa compatibilità è particolarmente interessante per gli stampatori che passano gradualmente alla tecnologia LED o per coloro che utilizzano un mix di apparecchiature vecchie e nuove".

Jacob ha aggiunto che, di conseguenza, Zeller+Gmelin e altre aziende produttrici di inchiostri stanno sviluppando inchiostri in grado di funzionare con entrambi i meccanismi di polimerizzazione senza compromettere la qualità o la durata, soddisfacendo la domanda del mercato di soluzioni di stampa più adattabili e sostenibili.

"Questa tendenza evidenzia gli sforzi continui del settore per innovare e fornire alle stampanti opzioni più versatili e rispettose dell'ambiente", ha affermato Jacob.

"I converter che passano alla polimerizzazione a LED necessitano di inchiostri che possano essere polimerizzati sia con metodi tradizionali che con la tecnologia LED, ma questo non rappresenta una sfida tecnica, poiché, secondo la nostra esperienza, tutti gli inchiostri LED polimerizzano bene sotto lampade al mercurio", ha affermato Hemmings. "Questa caratteristica intrinseca degli inchiostri LED consente ai clienti di passare senza problemi dagli inchiostri UV tradizionali a quelli LED".
Niewiadomska ha affermato che il Flint Group riscontra un interesse costante nella tecnologia di polimerizzazione duale.

"Un sistema Dual Cure consente ai converter di utilizzare lo stesso inchiostro sulle loro macchine da stampa a polimerizzazione UV LED e UV convenzionale, riducendo così le scorte e la complessità", ha aggiunto Niewiadomska. "Flint Group è all'avanguardia nella tecnologia di polimerizzazione UV LED, inclusa la tecnologia Dual Cure. L'azienda è pioniera nello sviluppo di inchiostri UV LED e Dual Cure ad alte prestazioni da oltre un decennio, molto prima che la tecnologia li rendesse accessibili e ampiamente utilizzati come lo sono oggi".

De-inchiostrazione e riciclaggio
Con il crescente interesse per la sostenibilità, i produttori di inchiostro hanno dovuto affrontare le preoccupazioni relative agli inchiostri UV ed EB in termini di deinchiostrazione e riciclaggio
"Ce ne sono alcuni, ma per lo più sono minimi", ha affermato Graunke. "Sappiamo che i prodotti UV/EB possono soddisfare specifiche esigenze di riciclo dei materiali.

"Ad esempio, INX ha ottenuto un punteggio di 99/100 da INGEDE per la disinchiostrazione della carta", ha osservato Graunke. "Radtech Europe ha commissionato uno studio FOGRA che ha stabilito che gli inchiostri offset UV sono disinchiostrabili sulla carta. Il supporto gioca un ruolo importante nelle proprietà di riciclo della carta, quindi è necessario prestare attenzione quando si dichiara che le certificazioni sono completamente riciclabili.

"INX offre soluzioni per il riciclo della plastica in cui gli inchiostri sono appositamente progettati per rimanere sul substrato", ha aggiunto Graunke. "In questo modo, l'articolo stampato può essere separato dalla plastica principale durante il processo di riciclo senza contaminare la soluzione di lavaggio caustica. Disponiamo anche di soluzioni disinchiostrabili che consentono alla plastica di stampa di entrare a far parte del flusso di riciclo rimuovendo l'inchiostro. Questa soluzione è comune per i film termoretraibili utilizzati per recuperare la plastica PET".

Köhn ha osservato che per le applicazioni in plastica ci sono preoccupazioni, in particolare da parte dei riciclatori, circa la possibile contaminazione dell'acqua di lavaggio e del materiale riciclato.

"L'industria ha già avviato diversi progetti per dimostrare che la deinchiostrazione degli inchiostri UV può essere ben controllata e che il riciclato finale e l'acqua di lavaggio non sono contaminati dai componenti dell'inchiostro", ha osservato Köhn.

"Per quanto riguarda l'acqua di lavaggio, l'uso di inchiostri UV presenta addirittura alcuni vantaggi rispetto ad altre tecnologie di inchiostro", ha aggiunto Köhn. "Ad esempio, la pellicola polimerizzata si stacca in particelle più grandi, che possono essere filtrate più facilmente dall'acqua di lavaggio.

Köhn ha sottolineato che, quando si tratta di applicazioni della carta, la disinchiostrazione e il riciclaggio sono già processi consolidati.

"Esistono già sistemi offset UV certificati da INGEDE come facilmente disinchiostrabili dalla carta, in modo che gli stampatori possano continuare a beneficiare dei vantaggi della tecnologia degli inchiostri UV senza compromettere la riciclabilità", ha affermato Köhn.

Hinataya ha riferito che lo sviluppo sta progredendo in termini di deinchiostrazione e riciclabilità del materiale stampato.

"Per la carta, la distribuzione di inchiostro conforme agli standard di disinchiostrazione INGEDE è in aumento e la disinchiostrazione è diventata tecnicamente possibile, ma la sfida è costruire infrastrutture per migliorare il riciclaggio delle risorse", ha aggiunto Hinataya.

"Alcuni inchiostri fotopolimerizzabili si disinchiostrano bene, migliorando così la riciclabilità", ha affermato Hemmings. "Anche l'uso finale e il tipo di substrato sono fattori importanti nel determinare le prestazioni di riciclo. Gli inchiostri fotopolimerizzabili SolarWave CRCL UV-LED di Sun Chemical soddisfano i requisiti dell'Association of Plastic Recyclers (APR) in termini di lavabilità e ritenzione e non richiedono l'uso di primer".

Niewiadomska ha sottolineato che Flint Group ha lanciato la sua gamma Evolution di primer e vernici per rispondere all'esigenza di un'economia circolare nel settore degli imballaggi.
"Evolution Deinking Primer consente la disinchiostrazione dei materiali delle maniche durante il lavaggio, garantendo che le etichette termoretraibili possano essere riciclate insieme alla bottiglia, aumentando la resa dei materiali riciclati e riducendo i tempi e i costi associati al processo di rimozione delle etichette", ha affermato Niewiadomska.

"La vernice Evolution Varnish viene applicata alle etichette dopo la stampa dei colori, proteggendo l'inchiostro prevenendo sbavature e abrasioni durante lo stoccaggio e il successivo processo di riciclo", ha aggiunto. "La vernice garantisce una separazione netta dell'etichetta dal suo imballaggio, consentendo il riciclaggio del substrato di imballaggio in materiali di alta qualità e valore. La vernice non influisce sul colore dell'inchiostro, sulla qualità dell'immagine o sulla leggibilità del codice.

"La gamma Evolution affronta direttamente le sfide del riciclo e, a sua volta, contribuisce a garantire un futuro solido al settore degli imballaggi", ha concluso Niewiadomska. "La vernice Evolution Varnish e il primer deinking aumentano notevolmente le probabilità che qualsiasi prodotto su cui vengono utilizzati attraversi completamente la filiera del riciclo".

Harkins ha osservato che, anche in caso di contatto indiretto, sussistono preoccupazioni riguardo all'uso di inchiostri UV con imballaggi per alimenti e bevande, nonché al loro impatto sui processi di riciclo. Il problema principale riguarda la potenziale migrazione di fotoiniziatori e altre sostanze dagli inchiostri agli alimenti o alle bevande, che potrebbe comportare rischi per la salute.

"La deinchiostrazione è una priorità assoluta per gli stampatori attenti all'ambiente", ha aggiunto Harkins. "Zeller+Gmelin ha sviluppato una tecnologia rivoluzionaria che permetterà all'inchiostro polimerizzato a caldo di staccarsi durante il processo di riciclo, consentendo di riciclare plastica più pulita per trasformarla in prodotti di consumo. Questa tecnologia si chiama EarthPrint".

Harkins ha affermato che per quanto riguarda il riciclaggio, la sfida risiede nella compatibilità degli inchiostri con i processi di riciclaggio, poiché alcuni inchiostri UV possono ostacolare la riciclabilità dei substrati di carta e plastica, influenzando la qualità del materiale riciclato.

"Per affrontare queste preoccupazioni, Zeller+Gmelin si è concentrata sullo sviluppo di inchiostri con proprietà di migrazione inferiori, migliorando la compatibilità con i processi di riciclo e la conformità alle normative per garantire la sicurezza dei consumatori e la sostenibilità ambientale", ha osservato Harkins.