Man mano che cresce l’interesse per i nuovi inchiostri UV LED e Dual-Cure UV, i principali produttori di inchiostri ad essiccazione energetica sono ottimisti riguardo al futuro della tecnologia.
Il mercato della polimerizzazione energetica: polimerizzazione a raggi ultravioletti (UV), LED UV e fascio di elettroni (EB).– è stato un mercato forte per molto tempo, poiché le prestazioni e i vantaggi ambientali hanno guidato 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 grandi.
“Dall’imballaggio alla segnaletica, alle etichette e alla stampa commerciale, gli inchiostri a essiccazione UV offrono vantaggi senza precedenti in termini di efficienza, qualità e sostenibilità ambientale,”ha affermato Jayashri Bhadane, Transparency Market Research Inc. Bhadane stima che il mercato raggiungerà i 4,9 miliardi di dollari di vendite entro la fine del 2031, con un CAGR del 9,2% annuo.
I principali produttori di inchiostri essiccabili a energia sono altrettanto ottimisti. Derrick Hemmings, product manager, serigrafia, stampa flessografica a polimerizzazione energetica, LED Nord America,Sole chimico, ha affermato che, mentre il settore dei prodotti curabili mediante energia continua a crescere, alcune tecnologie esistenti sono diventate meno utilizzate, come i tradizionali inchiostri UV e convenzionali a foglio nelle applicazioni offset.
Hideyuki Hinataya, direttore generale della divisione vendite di inchiostri all'estero perT&K Toka, che opera principalmente nel segmento degli inchiostri a polimerizzazione energetica, ha osservato che le vendite di inchiostri a polimerizzazione energetica sono in aumento rispetto agli inchiostri convenzionali a base di petrolio.
Zeller+Gmelin è anche specialista nel settore energetico; Tim Smith diZeller+GmelinIl Product Management Team ha osservato che, grazie ai vantaggi ambientali, di efficienza e di prestazioni, il settore della stampa sta adottando sempre più inchiostri ad essiccazione energetica, come le tecnologie UV e LED.
“Questi inchiostri emettono meno composti organici volatili (COV) rispetto agli inchiostri a solvente, allineandosi a normative ambientali e obiettivi di sostenibilità più severi”, ha sottolineato Smith. “Offrono una polimerizzazione istantanea e un consumo energetico ridotto, migliorando così la produttività.
"Inoltre, la loro adesione, durata e resistenza chimica superiori li rendono adatti a varie applicazioni, tra cui imballaggi ed etichette per prodotti di largo consumo", ha aggiunto Smith. “Nonostante i costi iniziali più elevati, le efficienze operative a lungo termine e i miglioramenti della qualità che apportano giustificano l’investimento. Zeller+Gmelin ha abbracciato questa tendenza verso gli inchiostri a polimerizzazione energetica che riflettono l’impegno del settore verso l’innovazione, la sostenibilità e il soddisfacimento delle richieste in evoluzione dei clienti e degli organismi di regolamentazione”.
Anna Niewiadomska, responsabile marketing globale per il nastro stretto,Gruppo di selce, ha affermato che l'interesse e la crescita del volume delle vendite degli inchiostri a polimerizzazione energetica hanno fatto passi da gigante negli ultimi 20 anni, rendendolo il processo di stampa dominante nel settore della bobina 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 dei LED UV”, ha osservato Niewiadomska. “Inoltre, gli inchiostri essiccabili a energia possono soddisfare – e spesso superare – la qualità della stampa tipografica e dell’offset e offrire caratteristiche di stampa migliorate su una gamma più ampia di substrati rispetto alla flessografia a base acqua”.
Niewiadomska ha aggiunto che con l’aumento dei costi energetici e le esigenze di sostenibilità che continuano ad essere al centro dell’attenzione, l’adozione di LED UV a essiccazione energetica e di inchiostri a doppia essiccazione è in crescita,
“È interessante notare che notiamo un crescente interesse non solo da parte degli stampatori a bobina stretta, ma anche da parte degli stampatori flessografici a bobina larga e media che cercano di risparmiare denaro sull’energia e ridurre le proprie emissioni di carbonio”, ha continuato Niewiadomska.
"Continuiamo a vedere l'interesse del mercato per inchiostri e rivestimenti a polimerizzazione energetica in un'ampia gamma di applicazioni e substrati", Bret Lessard, responsabile della linea di prodotti perINX International Ink Co., 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 pressoSiegwerk, ha affermato che mentre le vendite di inchiostri ad essiccazione energetica negli Stati Uniti e in Europa sono attualmente stagnanti, Siegwerk vede un mercato molto dinamico con un segmento UV in crescita in Asia.
"Le nuove macchine da stampa flessografiche sono ora dotate prevalentemente di lampade LED, e nella stampa offset molti clienti stanno già investendo nell'essiccazione UV o LED grazie alla maggiore efficienza rispetto alle macchine da stampa offset convenzionali", osserva Köhn.
L’ascesa dei LED UV
Ci sono tre tecnologie principali sotto l’ombrello dell’energia curabile. UV e UV LED sono i più grandi, mentre EB è molto più piccolo. La concorrenza interessante è tra UV e LED UV, che è più recente e sta crescendo molto più rapidamente.
“C’è un impegno crescente da parte degli stampatori nell’incorporare i LED UV su apparecchiature nuove e adattate”, ha affermato Jonathan Graunke, vicepresidente della tecnologia UV/EB e assistente direttore ricerca e sviluppo di INX International Ink Co. “L’uso dei raggi UV di fine stampa è ancora prevalente per bilanciare i costi/prestazioni, soprattutto nel caso dei rivestimenti”.
Köhn ha sottolineato che, come negli anni precedenti, i LED UV stanno crescendo più velocemente dei tradizionali UV, soprattutto in Europa, dove gli elevati costi energetici fungono da catalizzatore per la tecnologia LED.
"Qui gli stampatori investono soprattutto nella tecnologia LED per sostituire le vecchie lampade UV o addirittura intere macchine da stampa", aggiunge Köhn. “Tuttavia, stiamo anche assistendo a un forte slancio continuo 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 del mercato dei LED”.
Hinataya ha affermato che la stampa LED UV ha registrato una crescita maggiore. "Si ipotizza che le ragioni di ciò siano l'aumento del costo dell'elettricità e il passaggio dalle lampade al mercurio alle lampade 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 essiccazione UV nel settore della stampa.
"Questa crescita è guidata dai vantaggi dei LED UV, tra cui un minore consumo energetico, una maggiore durata dei LED, una ridotta produzione di calore e la capacità di polimerizzare una gamma più completa 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 LED. Questo cambiamento è evidente nella rapida adozione da parte del mercato dei sistemi UV LED in molti dei vari mercati della stampa di Zeller+Gmelin, comprese le tecnologie di stampa flessografica, offset a secco e litografica. La tendenza riflette un movimento più ampio del settore verso soluzioni di stampa più rispettose dell’ambiente ed economicamente vantaggiose, con la tecnologia UV LED in prima linea”.
Hemmings ha affermato che i LED UV continuano a crescere in modo significativo man mano che il mercato cambia per soddisfare maggiori esigenze di sostenibilità.
“Il minor consumo di energia, i minori costi di manutenzione, la capacità di substrati leggeri e la capacità di gestire materiali sensibili al calore sono tutti fattori chiave dell’utilizzo dell’inchiostro UV LED”, ha osservato Hemmings. “Sia i trasformatori che i proprietari dei marchi richiedono più soluzioni UV LED e la maggior parte dei produttori di macchine da stampa ora produce macchine da stampa che possono essere facilmente convertite a UV LED per soddisfare la domanda”.
Niewiadomska ha affermato che la polimerizzazione UV LED è cresciuta in modo significativo negli ultimi tre anni a causa di vari fattori, tra cui l’aumento dei costi energetici, la richiesta di ridurre l’impronta di carbonio e la riduzione degli sprechi.
"Inoltre, vediamo sul mercato una gamma più completa di lampade UV LED, offrendo agli stampatori e ai trasformatori una gamma più ampia di opzioni di lampade", ha osservato Niewiadomska. “I trasformatori a banda stretta di tutto il mondo riconoscono che l’UV LED è una tecnologia collaudata e praticabile e comprendono tutti i vantaggi che l’UV LED apporta: costi di stampa inferiori, meno rifiuti, nessuna generazione di ozono, zero utilizzo di lampade Hg e maggiore produttività. È importante sottolineare che la maggior parte dei trasformatori a banda stretta che investono in nuove macchine da stampa flessografiche UV possono optare per l’UV LED o per un sistema di lampade che può essere aggiornato in modo rapido ed economico all’UV LED, secondo necessità”.
Inchiostri a doppia polimerizzazione
C’è stato un crescente interesse per la tecnologia UV dual-cure o ibrida, inchiostri che possono essere polimerizzati utilizzando l’illuminazione LED convenzionale o UV.
"È risaputo", ha affermato Graunke, "che la maggior parte degli inchiostri che polimerizzano con i LED polimerizzano anche con sistemi UV e di tipo UV additivo (H-UV)."
Köhn di Siegwerk ha affermato che, in generale, gli inchiostri che possono essere polimerizzati con lampade a LED possono essere polimerizzati anche con lampade ad arco Hg standard. Tuttavia, i costi degli inchiostri LED sono sostanzialmente più alti dei costi 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 aveva già iniziato a fornire inchiostri dual-cure circa sei-sette anni prima con il marchio 'UV CORE'", ha affermato Hinataya. “La scelta del fotoiniziatore è importante per gli inchiostri a polimerizzazione duale. Potremmo selezionare le materie prime più adatte e sviluppare un inchiostro adatto al mercato”.
Erik Jacob del Product Management Team di Zeller+Gmelin ha notato che c'è 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 LED, come l’efficienza energetica e la ridotta esposizione al calore, pur mantenendo la compatibilità con i tradizionali sistemi di polimerizzazione UV esistenti”, ha affermato Jacob. “Questa compatibilità è particolarmente interessante per gli stampatori che stanno passando 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 che possano 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 agli stampatori opzioni più versatili e rispettose dell'ambiente", ha affermato Jacob.
“I trasformatori che passano alla polimerizzazione a LED richiedono inchiostri che possano essere polimerizzati sia in modo tradizionale che con i LED, ma questa non è una sfida tecnica, poiché, secondo la nostra esperienza, tutti gli inchiostri LED polimerizzano bene sotto le lampade al mercurio”, ha affermato Hemmings. “Questa caratteristica intrinseca degli inchiostri LED consente ai clienti di passare senza problemi dai tradizionali inchiostri UV a quelli LED”.
Niewiadomska ha affermato che Flint Group vede un continuo interesse per la tecnologia di doppia polimerizzazione.
"Un sistema Dual Cure consente ai trasformatori di utilizzare lo stesso inchiostro sulle loro macchine da stampa UV LED e UV convenzionali, riducendo le scorte e la complessità", ha aggiunto Niewiadomska. “Flint Group è all’avanguardia nella tecnologia di polimerizzazione LED UV, inclusa la tecnologia di polimerizzazione duale. L’azienda è stata pioniera degli inchiostri UV LED e Dual Cure ad alte prestazioni per oltre un decennio, molto prima che la tecnologia li rendesse accessibili e ampiamente utilizzati come lo è oggi”.
Disinchiostrazione e riciclaggio
Con il crescente interesse per la sostenibilità, i produttori di inchiostri hanno dovuto affrontare le preoccupazioni sugli inchiostri UV ed EB in termini di disinchiostrazione e riciclaggio
“Ce ne sono alcuni, ma per lo più sono minimi”, ha detto Graunke. “Sappiamo che i prodotti UV/EB possono soddisfare esigenze specifiche di riciclaggio dei materiali.
"Ad esempio, INX ha ottenuto un punteggio di 99/100 con 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 deinchiostrabili su carta. Il substrato svolge un ruolo importante nelle proprietà di riciclaggio della carta, pertanto è necessario prestare attenzione nel presentare dichiarazioni di riciclaggio generali nelle certificazioni.
“INX dispone di soluzioni per il riciclaggio della plastica in cui gli inchiostri sono progettati per rimanere intenzionalmente sul substrato”, ha aggiunto Graunke. “In questo modo, l’articolo stampato può essere separato dal corpo principale in plastica durante il processo di riciclaggio senza contaminare la soluzione di lavaggio caustica. Disponiamo anche di soluzioni disinchiostrabili che consentono alla plastica stampata di diventare parte del flusso di riciclo rimuovendo l'inchiostro. Questo è comune per i film termoretraibili utilizzati per recuperare la plastica PET”.
Köhn ha osservato che per le applicazioni in plastica ci sono preoccupazioni, soprattutto da parte dei riciclatori, riguardo alla possibile contaminazione dell'acqua di lavaggio e del 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 degli inchiostri UV presenta anche alcuni vantaggi rispetto ad altre tecnologie di inchiostri”, aggiunge 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 su carta, la disinchiostrazione e il riciclaggio sono già un processo consolidato.
“Esistono già sistemi offset UV che sono stati 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 disinchiostrazione e riciclabilità del materiale stampato.
“Per la carta, la distribuzione di inchiostro che soddisfa gli 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 polimerizzabili mediante energia 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 riciclaggio. Gli inchiostri polimerizzabili UV-LED SolarWave CRCL 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 osservato che Flint Group ha lanciato la sua gamma Evolution di primer e vernici per rispondere alla necessità di un'economia circolare nel settore degli imballaggi.
"Evolution Deinking Primer consente la deinchiostrazione dei materiali delle maniche durante il lavaggio, garantendo che le etichette delle maniche 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 .
"Evolution Varnish viene applicata alle etichette dopo la stampa dei colori, proteggendo l'inchiostro prevenendo sbavature e abrasioni mentre si trova sullo scaffale, quindi a valle attraverso il processo di riciclaggio", ha aggiunto. “La vernice garantisce una separazione netta dell’etichetta dal suo imballaggio, consentendo il riciclo del substrato dell’imballaggio in materiali di alta qualità e di alto 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 riciclaggio e, a sua volta, contribuisce a garantire un futuro solido per il settore degli imballaggi”, ha concluso Niewiadomska. “Evolution Varnish e Deinking Primer fanno sì che qualsiasi prodotto su cui vengono utilizzati abbia molte più probabilità di passare interamente attraverso la catena di riciclaggio.”
Harkins ha osservato che, anche in caso di contatto indiretto, ci sono preoccupazioni riguardo all’uso degli inchiostri UV negli imballaggi di alimenti e bevande, nonché al loro impatto sui processi di riciclaggio. Il problema principale ruota attorno alla potenziale migrazione di fotoiniziatori e altre sostanze dagli inchiostri agli alimenti o alle bevande, che potrebbe comportare rischi per la salute.
“La disinchiostrazione è stata una priorità assoluta per gli stampatori attenti all’ambiente”, ha aggiunto Harkins. “Zeller+Gmelin ha sviluppato una tecnologia innovativa che consentirà all’inchiostro ad essiccazione energetica di decollare nel processo di riciclaggio, consentendo di riciclare la plastica più pulita nei 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 riciclaggio e la conformità alle normative per garantire la sicurezza dei consumatori e la sostenibilità ambientale”, ha osservato Harkins.
Orario di pubblicazione: 27 giugno 2024
