Con il crescente interesse per i nuovi inchiostri UV LED e UV a doppia polimerizzazione, i principali produttori di inchiostri a polimerizzazione energetica guardano con ottimismo al futuro di questa tecnologia.
Il mercato della polimerizzazione a energia: polimerizzazione a raggi ultravioletti (UV), a LED UV e a fascio di elettroni (EB).– è stato un mercato forte per lungo tempo, poiché le prestazioni e i vantaggi ambientali hanno trainato la crescita delle vendite in numerose applicazioni.
Sebbene la tecnologia di polimerizzazione energetica trovi impiego in una vasta gamma di mercati, gli inchiostri e le arti grafiche rappresentano uno dei segmenti più importanti.
"Dagli imballaggi alla segnaletica, dalle etichette alla stampa commerciale, gli inchiostri a polimerizzazione UV offrono vantaggi ineguagliabili 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 tasso di crescita annuo composto (CAGR) del 9,2%.
Anche i principali produttori di inchiostri a polimerizzazione energetica sono altrettanto ottimisti. Derrick Hemmings, responsabile prodotto, serigrafia, flessografia a polimerizzazione energetica, LED Nord America,Sun Chemical, ha affermato che, mentre il settore della stampa a polimerizzazione energetica continua a crescere, alcune tecnologie esistenti sono diventate meno utilizzate, come gli inchiostri UV tradizionali e gli inchiostri convenzionali a foglio nelle applicazioni offset.
Hideyuki Hinataya, direttore generale della divisione vendite inchiostri esteri perT&K Toka, che opera principalmente nel segmento degli inchiostri a polimerizzazione energetica, ha rilevato che le vendite di inchiostri a polimerizzazione energetica sono in aumento 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 del prodotto ha osservato che, grazie ai vantaggi in termini di ambiente, efficienza e prestazioni, l'industria 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 normative ambientali più rigorose e gli obiettivi di sostenibilità", ha sottolineato Smith. "Offrono un'asciugatura istantanea e un consumo energetico ridotto, migliorando così la produttività."
“Inoltre, la loro adesione superiore, la durata e la 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 gli inchiostri a polimerizzazione energetica che riflette l'impegno del settore verso l'innovazione, la sostenibilità e il soddisfacimento delle esigenze in continua evoluzione dei clienti e degli enti normativi.”
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 a polimerizzazione energetica hanno fatto grandi passi avanti negli ultimi 20 anni, rendendolo il processo di stampa dominante nel settore della stampa a banda stretta.
"Tra i fattori trainanti di questa crescita figurano il miglioramento della qualità e delle caratteristiche di stampa, l'aumento della produttività e la riduzione del consumo energetico e degli sprechi, soprattutto con l'avvento della tecnologia UV LED", ha osservato Niewiadomska. "Inoltre, gli inchiostri a polimerizzazione energetica possono eguagliare, e spesso superare, la qualità della stampa tipografica e offset, offrendo caratteristiche di stampa superiori su una gamma più ampia di supporti rispetto alla flessografia a base d'acqua."
Niewiadomska ha aggiunto che, con l'aumento dei costi energetici e la crescente importanza attribuita alle esigenze di sostenibilità, l'adozione di inchiostri UV LED a polimerizzazione energetica e a doppia polimerizzazione è in aumento,
"È interessante notare che stiamo assistendo a un crescente interesse non solo da parte delle tipografie che utilizzano la stampa a banda stretta, ma anche da parte delle tipografie flessografiche che utilizzano la stampa a banda larga e media, desiderose di risparmiare energia e ridurre la propria impronta di carbonio", ha continuato Niewiadomska.
"Continuiamo a riscontrare interesse di mercato per inchiostri e rivestimenti a polimerizzazione energetica in una vasta gamma di applicazioni e substrati", ha dichiarato Bret Lessard, responsabile della linea di prodotti perINX International Ink Co."La maggiore velocità di produzione e il ridotto impatto ambientale offerti da questi inchiostri sono perfettamente in linea con le priorità dei nostri clienti", hanno dichiarato.
Fabian Köhn, responsabile globale della gestione dei prodotti narrow web pressoSiegwerkHa affermato che, mentre le vendite di inchiostri a polimerizzazione energetica negli Stati Uniti e in Europa sono attualmente in fase di stagnazione, Siegwerk sta riscontrando un mercato molto dinamico con un segmento UV in crescita in Asia.
"Le nuove macchine da stampa flessografica sono ormai prevalentemente dotate di lampade a LED, e nella stampa offset molti clienti stanno già investendo nella polimerizzazione UV o LED grazie alla maggiore efficienza rispetto alle macchine da stampa offset convenzionali", ha osservato Köhn.
L'ascesa dei LED UV
Nell'ambito delle tecnologie di polimerizzazione a energia, le principali sono tre. Le tecnologie UV e UV LED sono le più diffuse, mentre la polimerizzazione a fascio di elettroni (EB) è molto meno presente. La competizione più interessante si svolge tra UV e UV LED, quest'ultima più recente e in rapida crescita.
"Si registra un crescente impegno da parte delle aziende di stampa nell'integrare la tecnologia UV LED nelle nuove apparecchiature e in quelle già esistenti", ha affermato Jonathan Graunke, vicepresidente della tecnologia UV/EB e vicedirettore R&D di INX International Ink Co. "L'utilizzo della tecnologia UV a fine stampa è ancora diffuso per bilanciare costi e prestazioni, soprattutto nel caso di verniciature."
Köhn ha sottolineato che, come negli anni precedenti, la tecnologia LED UV sta crescendo più rapidamente rispetto alla tradizionale tecnologia UV, soprattutto in Europa, dove gli elevati costi energetici fungono da catalizzatore per lo sviluppo della tecnologia LED.
"In questo settore, le aziende di stampa stanno investendo principalmente nella tecnologia LED per sostituire le vecchie lampade UV o persino intere macchine da stampa", ha aggiunto Köhn. "Tuttavia, stiamo assistendo a un continuo e forte slancio 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 della tecnologia LED."
Hinataya ha affermato che la stampa UV LED ha registrato una crescita maggiore. "Si ipotizza che le ragioni di ciò siano da attribuire all'aumento del costo dell'elettricità e al passaggio dalle lampade a mercurio alle lampade a LED", ha aggiunto Hinataya.
Jonathan Harkins del team di gestione prodotti 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 minore 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 termosensibili", 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 integrano 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 della stampa di Zeller+Gmelin, tra cui le tecnologie di stampa flessografica, offset a secco e litografica. La tendenza riflette un più ampio movimento del settore verso soluzioni di stampa più ecocompatibili ed economicamente vantaggiose, con la tecnologia UV LED in prima linea."
Secondo Hemmings, la tecnologia LED UV continua a crescere in modo significativo, in quanto il mercato si sta orientando verso esigenze di maggiore sostenibilità.
"Il minor consumo energetico, i minori costi di manutenzione, la possibilità di utilizzare substrati leggeri e la capacità di stampare con materiali termosensibili sono tutti fattori chiave che spingono all'utilizzo degli inchiostri UV LED", ha osservato Hemmings. "Sia i trasformatori che i proprietari di marchi richiedono sempre 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 UV LED è cresciuta significativamente negli ultimi tre anni a causa di diversi fattori, tra cui l'aumento dei costi energetici, la richiesta di ridurre l'impronta di carbonio e la riduzione degli sprechi.
"Inoltre, osserviamo una gamma più completa di lampade UV LED sul mercato, che offre a stampatori e trasformatori una scelta più ampia di opzioni", ha osservato Niewiadomska. "I trasformatori di banda stretta di tutto il mondo riconoscono che la tecnologia UV LED è collaudata e valida e ne comprendono appieno i vantaggi: costi di stampa inferiori, meno sprechi, nessuna produzione di ozono, nessun utilizzo di lampade al mercurio e maggiore produttività. È importante sottolineare che la maggior parte dei trasformatori di banda stretta che investono in nuove macchine da stampa flessografica UV può optare per la tecnologia UV LED o per un sistema di lampade che può essere aggiornato a UV LED in modo rapido ed economico, se necessario."
Inchiostri a doppia polimerizzazione
Si registra un crescente interesse per la tecnologia UV a doppia polimerizzazione o ibrida, ovvero inchiostri che possono essere polimerizzati utilizzando sia la luce convenzionale che la luce LED UV.
"È risaputo", ha affermato Graunke, "che la maggior parte degli inchiostri che polimerizzano con LED polimerizzano anche con sistemi UV e UV-H (additivi)."
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 sostanzialmente superiori a quelli degli inchiostri UV.
"Per questo motivo, sul mercato esistono ancora inchiostri UV specifici", 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 inchiostri a doppia polimerizzazione circa sei o sette anni fa con il marchio 'UV CORE'", ha affermato Hinataya. "La scelta del fotoiniziatore è fondamentale per gli inchiostri a doppia polimerizzazione. Siamo stati in grado di selezionare le materie prime più adatte e sviluppare un inchiostro che si adattasse al mercato."
Erik Jacob del team di gestione prodotti 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 alle aziende di stampa 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 sistemi di polimerizzazione UV tradizionali esistenti", ha affermato Jacob. "Questa compatibilità è particolarmente interessante per le aziende di stampa che stanno passando gradualmente alla tecnologia LED o per quelle 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, rispondendo così alla domanda del mercato di soluzioni di stampa più adattabili e sostenibili.
"Questa tendenza evidenzia i continui sforzi del settore per innovare e fornire alle stampanti opzioni più versatili ed ecocompatibili", ha affermato Jacob.
"I produttori che passano alla polimerizzazione a LED necessitano di inchiostri che possano essere polimerizzati sia con i metodi tradizionali che con i LED, ma questo non rappresenta una sfida tecnica, poiché, in base alla nostra esperienza, tutti gli inchiostri a LED polimerizzano bene sotto le lampade a mercurio", ha affermato Hemmings. "Questa caratteristica intrinseca degli inchiostri a LED consente ai clienti di passare senza problemi dagli inchiostri UV tradizionali a quelli a LED."
Niewiadomska ha affermato che Flint Group sta riscontrando un interesse costante per la tecnologia di doppia polimerizzazione.
"Un sistema Dual Cure consente ai trasformatori di utilizzare lo stesso inchiostro sia sulle macchine da stampa a polimerizzazione UV LED che su quelle a polimerizzazione 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 stata pioniera nello sviluppo di inchiostri UV LED e Dual Cure ad alte prestazioni per oltre un decennio, ben prima che la tecnologia la rendesse così accessibile e diffusa come lo è oggi."
Disinchiostrazione e riciclaggio
Con il crescente interesse per la sostenibilità, i produttori di inchiostri hanno dovuto affrontare le problematiche relative agli inchiostri UV ed EB in termini di disinchiostrazione e riciclo.
"Ce ne sono alcune, ma per lo più sono minime", ha affermato 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 da INGEDE per la disinchiostrazione della carta", ha osservato Graunke. "Radtech Europe ha commissionato uno studio a FOGRA che ha stabilito che gli inchiostri offset UV sono disinchiostrabili sulla carta. Il supporto gioca un ruolo fondamentale nelle proprietà di riciclo della carta, quindi è necessario prestare attenzione quando si fanno affermazioni generiche sulle certificazioni di riciclo."
"INX offre soluzioni per il riciclo delle plastiche in cui gli inchiostri sono progettati per rimanere intenzionalmente sul supporto", ha aggiunto Graunke. "In questo modo, l'articolo stampato può essere separato dal corpo principale in plastica durante il processo di riciclo senza contaminare la soluzione di lavaggio caustica. Disponiamo anche di soluzioni disinchiostrabili che consentono alla plastica stampata di entrare a far parte del flusso di riciclo rimuovendo l'inchiostro. Questo è un metodo comune per le pellicole termoretraibili utilizzate per il recupero delle plastiche PET."
Köhn ha osservato che, per le applicazioni in plastica, sussistono preoccupazioni, soprattutto da parte delle aziende di riciclaggio, circa la possibile contaminazione dell'acqua di lavaggio e del materiale riciclato.
"L'industria ha già avviato diversi progetti per dimostrare che la disinchiostrazione degli inchiostri UV può essere ben controllata e che il materiale 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 distacca in particelle più grandi, che possono essere filtrate dall'acqua di lavaggio più facilmente."
Köhn ha sottolineato che, per quanto riguarda le applicazioni cartacee, la disinchiostrazione e il riciclo sono già processi consolidati.
"Esistono già sistemi di stampa 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 procedendo in termini di disinchiostrazione e riciclabilità del materiale stampato.
"Per quanto riguarda la carta, la distribuzione di inchiostri conformi agli standard di disinchiostrazione INGEDE è in aumento e la disinchiostrazione è diventata tecnicamente possibile, ma la sfida è costruire infrastrutture per migliorare il riciclo delle risorse", ha aggiunto Hinataya.
"Alcuni inchiostri polimerizzabili a energia si disinchiostrano bene, migliorando così la riciclabilità", ha affermato Hemmings. "Anche l'utilizzo finale e il tipo di substrato sono fattori importanti per determinare le prestazioni di riciclo. 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 all'esigenza di un'economia circolare nel settore degli imballaggi.
"Evolution Deinking Primer consente la disinchiostrazione dei materiali delle etichette termoretraibili 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.
"Evolution Varnish viene applicata alle etichette dopo la stampa a colori, proteggendo l'inchiostro e prevenendo sbavature e abrasioni durante lo stoccaggio, e successivamente durante il processo di riciclo", ha aggiunto. "La vernice garantisce una netta separazione dell'etichetta dalla confezione, consentendo il riciclo del materiale di imballaggio in prodotti di alta qualità e valore. La vernice non altera il colore dell'inchiostro, la qualità dell'immagine o la leggibilità del codice."
"La gamma Evolution affronta direttamente le sfide del riciclo e, di conseguenza, contribuisce a garantire un futuro solido al settore degli imballaggi", ha concluso Niewiadomska. "Evolution Varnish e Deinking Primer aumentano notevolmente la probabilità che qualsiasi prodotto su cui vengono utilizzati percorra interamente l'intera catena del riciclo."
Harkins ha osservato che, anche con il contatto indiretto, sussistono preoccupazioni riguardo all'uso di inchiostri UV negli imballaggi per alimenti e bevande, nonché al loro impatto sui processi di riciclaggio. Il problema principale riguarda la potenziale migrazione di fotoiniziatori e altre sostanze dagli inchiostri negli alimenti o nelle bevande, il che potrebbe comportare rischi per la salute.
"La rimozione dell'inchiostro è una priorità assoluta per le aziende di stampa attente all'ambiente", ha aggiunto Harkins. "Zeller+Gmelin ha sviluppato una tecnologia innovativa che consentirà all'inchiostro polimerizzato ad energia di staccarsi durante il processo di riciclo, permettendo così di riciclare plastica più pulita e di riutilizzarla per la produzione di nuovi prodotti di consumo. Questa tecnologia si chiama EarthPrint."
Harkins ha affermato che, per quanto riguarda il riciclo, la sfida risiede nella compatibilità degli inchiostri con i processi di riciclo, poiché alcuni inchiostri UV possono ostacolare la riciclabilità di substrati cartacei e plastici, compromettendo la qualità del materiale riciclato.
"Per rispondere a queste preoccupazioni, Zeller+Gmelin si è concentrata sullo sviluppo di inchiostri con minori proprietà di migrazione, 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.
Data di pubblicazione: 27 giugno 2024
