مع تزايد الاهتمام بأحبار UV LED الجديدة وأحبار UV ثنائية المعالجة، يشعر مصنعو الأحبار القابلة للمعالجة بالطاقة الرائدون بالتفاؤل بشأن مستقبل هذه التكنولوجيا.
سوق المعالجة بالطاقة - المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية (UV) وأشعة LED فوق البنفسجية والمعالجة بشعاع الإلكترون (EB)- لقد كان سوقًا قويًا لفترة طويلة، حيث أدى الأداء والفوائد البيئية إلى نمو المبيعات في العديد من التطبيقات.
في حين يتم استخدام تقنية المعالجة بالطاقة في مجموعة واسعة من الأسواق، كانت الأحبار والفنون الرسومية واحدة من أكبر القطاعات.
"من التغليف إلى اللافتات والملصقات والطباعة التجارية، توفر الأحبار المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية فوائد لا مثيل لها من حيث الكفاءة والجودة والاستدامة البيئية."قال جاياشري بهادان، من شركة Transparency Market Research Incويقدر بهادان أن السوق سوف يصل إلى 4.9 مليار دولار من المبيعات بحلول نهاية عام 2031، بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 9.2٪ سنويا.
كبار مصنعي الأحبار القابلة للمعالجة بالطاقة متفائلون بنفس القدر. ديريك هيمينغز، مدير منتجات شاشات الطباعة الفليكسو القابلة للمعالجة بالطاقة، LED أمريكا الشمالية.صن كيميكالوقال إنه في حين يواصل قطاع المعالجة بالطاقة النمو، فإن بعض التقنيات الحالية أصبحت أقل استخدامًا، مثل الأشعة فوق البنفسجية التقليدية والحبر التقليدي في تطبيقات الأوفست.
هيديوكي هيناتايا، المدير العام لقسم مبيعات الحبر الخارجي لشركةتي آند كي توكاوأشارت شركة إنكوير، التي تعمل بشكل أساسي في قطاع الأحبار القابلة للمعالجة بالطاقة، إلى أن مبيعات الأحبار القابلة للمعالجة بالطاقة تتزايد مقارنة بالأحبار التقليدية القائمة على الزيت.
Zeller+Gmelin هو أيضًا متخصص في العلاج بالطاقة؛ تيم سميث منزيلر+جملينوأشار فريق إدارة المنتجات إلى أنه بفضل فوائدها البيئية والكفاءة والأداء، فإن صناعة الطباعة تعتمد بشكل متزايد على أحبار المعالجة بالطاقة، مثل تقنيات الأشعة فوق البنفسجية والصمام الثنائي الباعث للضوء.
أشار سميث إلى أن "هذه الأحبار تُصدر مركبات عضوية متطايرة (VOCs) أقل من أحبار المذيبات، مما يتوافق مع اللوائح البيئية الأكثر صرامة وأهداف الاستدامة". وأضاف: "تتميز هذه الأحبار بسرعة تصلبها واستهلاكها المنخفض للطاقة، مما يُعزز الإنتاجية.
وأضاف سميث: "كما أن التصاقها الفائق ومتانتها ومقاومتها الكيميائية تجعلها مناسبة لتطبيقات متنوعة، بما في ذلك عبوات وملصقات السلع الاستهلاكية المعبأة". وأضاف: "على الرغم من ارتفاع تكاليفها الأولية، فإن كفاءتها التشغيلية على المدى الطويل وتحسينات جودتها تبرر هذا الاستثمار. وقد تبنت زيلر+جملين هذا التوجه نحو أحبار المعالجة بالطاقة، مما يعكس التزام الصناعة بالابتكار والاستدامة وتلبية المتطلبات المتطورة للعملاء والهيئات التنظيمية".
آنا نيويادومسكا، مديرة التسويق العالمي للويب الضيق،مجموعة فلينتوقال إن الاهتمام بأحبار المعالجة بالطاقة ونمو حجم مبيعاتها قد حقق خطوات كبيرة على مدى السنوات العشرين الماضية، مما يجعلها عملية الطباعة المهيمنة في قطاع الويب الضيق.
أشارت نيفيدومسكا إلى أن "عوامل هذا النمو تشمل تحسين جودة الطباعة وخصائصها، وزيادة الإنتاجية، وتقليل الطاقة والنفايات، لا سيما مع ظهور تقنية LED بالأشعة فوق البنفسجية". وأضافت: "علاوة على ذلك، يمكن للأحبار القابلة للمعالجة بالطاقة أن تُضاهي - بل وتتفوق غالبًا - جودة الطباعة البارزة والأوفست، وتُقدم خصائص طباعة مُحسّنة على مجموعة أوسع من المواد مقارنةً بطباعة الفليكسو المائية".
وأضافت نيفيدومسكا أنه مع ارتفاع تكاليف الطاقة واستمرار متطلبات الاستدامة في احتلال مركز الصدارة، فإن اعتماد مصابيح LED فوق البنفسجية القابلة للمعالجة بالطاقة والأحبار ذات المعالجة المزدوجة آخذ في الازدياد،
وأضافت نيفيدومسكا: "ومن المثير للاهتمام أننا نشهد اهتمامًا متزايدًا ليس فقط من جانب طابعات الشبكة الضيقة ولكن أيضًا من جانب طابعات الفليكسو ذات الشبكة الواسعة والمتوسطة التي تتطلع إلى توفير المال على الطاقة وتقليل بصماتها الكربونية".
"نحن نستمر في رؤية اهتمام السوق بأحبار وطلاءات المعالجة بالطاقة عبر مجموعة واسعة من التطبيقات والركائز"، قال بريت ليسارد، مدير خط الإنتاج لشركةشركة اينكس العالمية للحبر، حسبما ورد. "إن سرعة الإنتاج وتأثيرها البيئي المنخفض اللذين توفرهما هذه الأحبار يتوافقان تمامًا مع تركيز عملائنا."
فابيان كوهن، رئيس إدارة منتجات الويب الضيقة عالميًا فيسيجويركوقال إن مبيعات أحبار المعالجة بالطاقة في الولايات المتحدة وأوروبا راكدة حالياً، لكن شركة Siegwerk ترى سوقاً ديناميكية للغاية مع نمو قطاع الأشعة فوق البنفسجية في آسيا.
وأشار كوهن إلى أن "آلات الطباعة الفليكسو الجديدة مجهزة الآن بشكل أساسي بمصابيح LED، وفي الطباعة الأوفست يستثمر العديد من العملاء بالفعل في المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية أو LED بسبب الكفاءة الأعلى مقارنة بآلات الطباعة الأوفست التقليدية".
صعود الأشعة فوق البنفسجية LED
هناك ثلاث تقنيات رئيسية تندرج تحت مظلة المعالجة بالطاقة. الأشعة فوق البنفسجية وتقنية LED فوق البنفسجية هما الأكبر، بينما تقنية EB أصغر بكثير. أما المنافسة المثيرة للاهتمام فهي بين تقنية الأشعة فوق البنفسجية وتقنية LED فوق البنفسجية، وهي أحدث وأكثر تطورًا.
قال جوناثان غرونكي، نائب رئيس قسم تكنولوجيا الأشعة فوق البنفسجية/الضوء الأزرق (UV/EB) ومساعد مدير البحث والتطوير في شركة INX International Ink: "هناك التزام متزايد من جانب شركات الطباعة بدمج تقنية LED للأشعة فوق البنفسجية في المعدات الجديدة والمُجددة". وأضاف: "لا يزال استخدام تقنية الأشعة فوق البنفسجية في نهاية الطباعة شائعًا لتحقيق التوازن بين التكلفة والأداء، وخاصةً في مجال الطلاءات".
وأشار كوهن إلى أنه كما في السنوات السابقة، تنمو تقنية LED فوق البنفسجية بشكل أسرع من تقنية الأشعة فوق البنفسجية التقليدية، وخاصة في أوروبا، حيث تعمل تكاليف الطاقة المرتفعة كمحفز لتقنية LED.
وأضاف كوهن: "هنا، تستثمر الطابعات بشكل رئيسي في تقنية LED لاستبدال مصابيح الأشعة فوق البنفسجية القديمة أو حتى آلات الطباعة الكاملة. ومع ذلك، نشهد أيضًا زخمًا قويًا مستمرًا نحو المعالجة بتقنية LED في أسواق مثل الهند وجنوب شرق آسيا وأمريكا اللاتينية، بينما تُظهر الصين والولايات المتحدة بالفعل انتشارًا كبيرًا لتقنية LED في السوق".
قال هيناتا إن طباعة LED بالأشعة فوق البنفسجية شهدت نموًا متزايدًا. وأضاف: "يُعتقد أن أسباب ذلك تعود إلى ارتفاع تكلفة الكهرباء والتحول من مصابيح الزئبق إلى مصابيح LED".
أفاد جوناثان هاركينز من فريق إدارة المنتجات في شركة Zeller+Gmelin أن تقنية LED للأشعة فوق البنفسجية تتفوق على نمو المعالجة التقليدية بالأشعة فوق البنفسجية في صناعة الطباعة.
وأضاف هاركنز: "يأتي هذا النمو مدفوعًا بمزايا مصابيح LED فوق البنفسجية، بما في ذلك انخفاض استهلاك الطاقة، وعمر أطول لمصابيح LED، وانخفاض الناتج الحراري، والقدرة على معالجة مجموعة أكثر شمولاً من المواد دون إتلاف المواد الحساسة للحرارة".
قال هاركنز: "تتماشى هذه المزايا مع التركيز المتزايد للقطاع على الاستدامة والكفاءة. ونتيجةً لذلك، يستثمر المطابعون بشكل متزايد في المعدات المزوّدة بتقنية المعالجة بتقنية LED. ويتجلى هذا التحول في التبني السريع لأنظمة LED بالأشعة فوق البنفسجية في السوق في العديد من أسواق الطباعة المتنوعة التي توفرها شركة Zeller+Gmelin، بما في ذلك تقنيات الطباعة الفليكسوغرافية، والأوفست الجاف، والطباعة الحجرية. ويعكس هذا التوجه توجهًا أوسع في القطاع نحو حلول طباعة أكثر مراعاةً للبيئة وفعالية من حيث التكلفة، مع ريادة تقنية LED بالأشعة فوق البنفسجية."
وقال هيمينجز إن تقنية LED فوق البنفسجية تواصل النمو بشكل كبير مع تحول السوق لتلبية احتياجات الاستدامة الأكبر.
أشار هيمينغز إلى أن "انخفاض استهلاك الطاقة، وانخفاض تكاليف الصيانة، والقدرة على استخدام ركائز خفيفة الوزن، والقدرة على تشغيل مواد حساسة للحرارة، كلها عوامل رئيسية تدفع نحو استخدام أحبار LED بالأشعة فوق البنفسجية". وأضاف: "يطلب كل من المُحوّلين وأصحاب العلامات التجارية المزيد من حلول LED بالأشعة فوق البنفسجية، ويُنتج معظم مصنعي المكابس الآن مكابس يمكن تحويلها بسهولة إلى LED بالأشعة فوق البنفسجية لتلبية الطلب".
وقالت نيفيدومسكا إن معالجة الأشعة فوق البنفسجية بتقنية LED شهدت نموًا كبيرًا خلال السنوات الثلاث الماضية بسبب عوامل مختلفة، بما في ذلك زيادة تكاليف الطاقة، والطلب على تقليل البصمة الكربونية، وتقليل النفايات.
إضافةً إلى ذلك، نشهد مجموعةً أوسع من مصابيح LED بالأشعة فوق البنفسجية في السوق، مما يوفر للطابعات والمحولات خياراتٍ أوسع من المصابيح، كما أشارت نيفيدومسكا. وأضافت: "يرى محولو الطباعة الضيقة النطاق حول العالم أن تقنية LED بالأشعة فوق البنفسجية تقنيةٌ مثبتةٌ وفعالة، ويدركون الفوائد الكاملة التي تقدمها - تكلفة طباعة أقل، نفايات أقل، عدم توليد الأوزون، عدم استخدام مصابيح الزئبق، وزيادة الإنتاجية. والأهم من ذلك، أن معظم محولي الطباعة الضيقة النطاق الذين يستثمرون في مكابس فليكسو بالأشعة فوق البنفسجية الجديدة يمكنهم إما استخدام LED بالأشعة فوق البنفسجية أو استخدام نظام مصابيح يمكن ترقيته بسرعةٍ وبتكلفةٍ اقتصادية إلى LED بالأشعة فوق البنفسجية حسب الحاجة."
أحبار المعالجة المزدوجة
لقد كان هناك اهتمام متزايد بتكنولوجيا الأشعة فوق البنفسجية المزدوجة المعالجة أو الهجينة، وهي الأحبار التي يمكن معالجتها باستخدام الإضاءة التقليدية أو الأشعة فوق البنفسجية LED.
"من المعروف جيدًا"، كما قال جراونكي، "أن معظم الأحبار التي يتم معالجتها باستخدام LED سوف يتم معالجتها أيضًا باستخدام الأشعة فوق البنفسجية وأنظمة الأشعة فوق البنفسجية المضافة (H-UV)."
صرح كون من شركة سيغويرك بأنه بشكل عام، يُمكن معالجة الأحبار التي تُعالج بمصابيح LED أيضًا باستخدام مصابيح قوس الزئبق القياسية. ومع ذلك، فإن تكلفة أحبار LED أعلى بكثير من تكلفة أحبار الأشعة فوق البنفسجية.
لهذا السبب، لا تزال هناك أحبار مخصصة للأشعة فوق البنفسجية متوفرة في السوق، كما أضاف كوهن. "لذا، إذا كنت ترغب في تقديم نظام معالجة مزدوج حقيقي، فعليك اختيار تركيبة توازن بين التكلفة والأداء.
قال هيناتايا: "بدأت شركتنا بتوريد أحبار المعالجة المزدوجة قبل حوالي ست إلى سبع سنوات تحت اسم العلامة التجارية "UV CORE". ويُعدّ اختيار المُبشّر الضوئي أمرًا بالغ الأهمية للحبر المعالج مزدوجًا. وقد تمكنّا من اختيار المواد الخام الأنسب وتطوير حبر يناسب السوق".
أشار إريك جاكوب، من فريق إدارة المنتجات في شركة زيلر+جملين، إلى تزايد الاهتمام بأحبار المعالجة المزدوجة. وينبع هذا الاهتمام من المرونة والتنوع اللذين توفرهما هذه الأحبار للطابعات.
قال جاكوب: "تُمكّن أحبار المعالجة المزدوجة الطابعات من الاستفادة من مزايا المعالجة بتقنية LED، مثل كفاءة الطاقة وتقليل التعرض للحرارة، مع الحفاظ على التوافق مع أنظمة المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية التقليدية الحالية". وأضاف: "يُعد هذا التوافق جذابًا بشكل خاص للطابعات التي تنتقل تدريجيًا إلى تقنية LED أو التي تستخدم مزيجًا من المعدات القديمة والجديدة".
وأضاف جاكوب أنه نتيجة لذلك، تعمل Zeller+Gmelin وشركات الحبر الأخرى على تطوير أحبار يمكنها العمل تحت كل من آليات المعالجة دون المساس بالجودة أو المتانة، مما يلبي طلب السوق على حلول طباعة أكثر قدرة على التكيف والاستدامة.
وأضاف جاكوب: "يسلط هذا الاتجاه الضوء على الجهود المستمرة التي تبذلها الصناعة للابتكار وتزويد الطابعات بخيارات أكثر تنوعًا وصديقة للبيئة".
قال هيمينغز: "تتطلب المحولات التي تنتقل إلى معالجة LED أحبارًا قابلة للمعالجة بالطرق التقليدية وباستخدام LED، ولكن هذا ليس تحديًا تقنيًا، فوفقًا لخبرتنا، تعالج جميع أحبار LED جيدًا تحت مصابيح الزئبق". وأضاف: "هذه الميزة المتأصلة في أحبار LED تُمكّن العملاء من الانتقال بسلاسة من الأشعة فوق البنفسجية التقليدية إلى أحبار LED".
وقالت نيفيدومسكا إن مجموعة فلينت تشهد اهتمامًا مستمرًا بتكنولوجيا المعالجة المزدوجة.
وأضافت نيفيدومسكا: "يُمكّن نظام المعالجة المزدوجة المُحوّلين من استخدام نفس الحبر في مكابس المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية LED والمعالجة بالأشعة فوق البنفسجية التقليدية، مما يُقلل من المخزون ويزيد من التعقيد". وأضافت: "مجموعة فلينت رائدة في مجال تقنية المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية LED، بما في ذلك تقنية المعالجة المزدوجة. وقد كانت الشركة رائدة في مجال أحبار الأشعة فوق البنفسجية LED عالية الأداء وأحبار المعالجة المزدوجة لأكثر من عقد من الزمان، قبل أن تُسهّل هذه التقنية استخدامها واستخدامها على نطاق واسع كما هي عليه اليوم".
إزالة الحبر وإعادة التدوير
مع الاهتمام المتزايد بالاستدامة، كان على مصنعي الحبر معالجة المخاوف بشأن أحبار الأشعة فوق البنفسجية وأحبار EB من حيث إزالة الحبر وإعادة التدوير
قال غراونكي: "هناك بعض هذه المنتجات، لكن معظمها محدود. نعلم أن منتجات الأشعة فوق البنفسجية/الإشعاع الكهرومغناطيسي قادرة على تلبية احتياجات إعادة تدوير مواد محددة.
على سبيل المثال، حازت شركة INX على تقييم 99/100 مع INGEDE لإزالة حبر الورق، كما لاحظ غرونكي. "أجرت Radtech Europe دراسة FOGRA التي أثبتت أن أحبار الأوفست بالأشعة فوق البنفسجية قابلة لإزالة الحبر من الورق. تلعب المادة الأساسية دورًا رئيسيًا في خصائص إعادة تدوير الورق، لذا يجب توخي الحذر عند تقديم ادعاءات إعادة تدوير شاملة للشهادات.
أضاف غراونكي: "لدى INX حلول لإعادة تدوير البلاستيك، حيث صُممت الأحبار بحيث تبقى على السطح". "بهذه الطريقة، يُمكن فصل المادة المطبوعة عن البلاستيك الرئيسي أثناء عملية إعادة التدوير دون تلويث محلول الغسيل الكاوي. كما نوفر حلولاً لإزالة الحبر، مما يسمح للبلاستيك المطبوع بالانضمام إلى عملية إعادة التدوير عن طريق إزالة الحبر. وهذا أمر شائع في أغشية الانكماش لاستعادة بلاستيك PET".
وأشار كوهن إلى أن هناك مخاوف بشأن استخدامات البلاستيك، وخاصة من جانب شركات إعادة التدوير، بشأن التلوث المحتمل لمياه الغسيل والمواد المعاد تدويرها.
وأشار كوهن إلى أن "الصناعة أطلقت بالفعل العديد من المشاريع لإثبات أن إزالة الحبر من أحبار الأشعة فوق البنفسجية يمكن التحكم فيها بشكل جيد وأن المواد المعاد تدويرها النهائية ومياه الغسيل غير ملوثة بمكونات الحبر".
فيما يتعلق بمياه الغسيل، فإن استخدام أحبار الأشعة فوق البنفسجية يتميز ببعض المزايا مقارنةً بتقنيات الحبر الأخرى، كما أضاف كوهن. "على سبيل المثال، ينفصل الغشاء المُعالج إلى جزيئات أكبر، مما يسهل ترشيحها من مياه الغسيل.
وأشار كوهن إلى أنه عندما يتعلق الأمر بتطبيقات الورق، فإن إزالة الحبر وإعادة التدوير هي عملية راسخة بالفعل.
وأضاف كوهن: "توجد بالفعل أنظمة طباعة أوفست بالأشعة فوق البنفسجية حصلت على شهادة من INGEDE باعتبارها قابلة لإزالة الحبر بسهولة من الورق، بحيث يمكن للطابعات الاستمرار في الاستفادة من مزايا تقنية حبر الأشعة فوق البنفسجية دون المساس بإمكانية إعادة التدوير".
وأفاد هيناتا بأن التطوير يتقدم فيما يتعلق بإزالة الحبر وإمكانية إعادة تدوير المواد المطبوعة.
وأضاف هيناتا: "بالنسبة للورق، يتزايد توزيع الحبر الذي يلبي معايير إزالة الحبر الخاصة بـ INGEDE، وأصبحت إزالة الحبر ممكنة من الناحية الفنية، ولكن التحدي يكمن في بناء البنية التحتية لتعزيز إعادة تدوير الموارد".
قال هيمينغز: "بعض الأحبار القابلة للمعالجة بالطاقة تُزيل الحبر جيدًا، مما يُحسّن قابلية إعادة التدوير". وأضاف: "يُعد الاستخدام النهائي ونوع الركيزة عاملين مهمين في تحديد أداء إعادة التدوير. تُلبي أحبار SolarWave CRCL UV-LED القابلة للمعالجة من Sun Chemical متطلبات جمعية مُعيدي تدوير البلاستيك (APR) فيما يتعلق بقابلية الغسل والاحتفاظ، ولا تتطلب استخدام مواد تمهيدية".
وأشارت نيفيدومسكا إلى أن مجموعة فلينت أطلقت مجموعتها Evolution من البرايمر والورنيش لتلبية الحاجة إلى اقتصاد دائري في مجال التعبئة والتغليف.
وقالت نيفيدومسكا: "يتيح منتج Evolution Deinking Primer إزالة الحبر من مواد الأكمام أثناء الغسيل، مما يضمن إمكانية إعادة تدوير ملصقات الأكمام المنكمشة مع الزجاجة، مما يزيد من إنتاج المواد المعاد تدويرها ويقلل الوقت والتكاليف المرتبطة بعملية إزالة الملصقات".
وأضافت: "يُطبّق طلاء إيفولوشن على الملصقات بعد طباعة الألوان، مما يحمي الحبر بمنع تسربه وتآكله أثناء وضعه على الرف، ثم بعد ذلك خلال عملية إعادة التدوير". "يضمن هذا الطلاء فصلًا سلسًا للملصق عن غلافه، مما يُتيح إعادة تدوير مادة التغليف إلى مواد عالية الجودة والقيمة. لا يؤثر هذا الطلاء على لون الحبر أو جودة الصورة أو سهولة قراءة الرموز.
واختتمت نيفيدومسكا حديثها قائلةً: "تعالج مجموعة إيفولوشن تحديات إعادة التدوير بشكل مباشر، وتساهم بدورها في ضمان مستقبل مزدهر لقطاع التعبئة والتغليف. ورنيش إيفولوشن وطبقة أساس إزالة الحبر تزيدان من احتمالية مرور أي منتج يُستخدم عليه عبر سلسلة إعادة التدوير بالكامل."
لاحظ هاركنز أنه حتى في حالة التلامس غير المباشر، ثمة مخاوف بشأن استخدام أحبار الأشعة فوق البنفسجية مع أغلفة الأطعمة والمشروبات، بالإضافة إلى تأثيرها على عمليات إعادة التدوير. وتتمثل المشكلة الرئيسية في احتمال انتقال المواد المحفزة للضوء ومواد أخرى من الأحبار إلى الأطعمة والمشروبات، مما قد يُشكل مخاطر صحية.
وأضاف هاركنز: "لطالما كانت إزالة الحبر أولوية قصوى لدى شركات الطباعة التي تُركز على البيئة. وقد طورت زيلر+جملين تقنية رائدة تُمكّن الحبر المُعالج بالطاقة من الانطلاق في عملية إعادة التدوير، مما يسمح بإعادة تدوير البلاستيك النظيف إلى منتجات استهلاكية. تُسمى هذه التقنية EarthPrint".
وقال هاركنز إن التحدي فيما يتعلق بإعادة التدوير يكمن في توافق الأحبار مع عمليات إعادة التدوير، حيث إن بعض أحبار الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن تعيق قابلية إعادة تدوير الورق والركائز البلاستيكية من خلال التأثير على جودة المواد المعاد تدويرها.
ولمعالجة هذه المخاوف، ركزت شركة Zeller+Gmelin على تطوير أحبار ذات خصائص هجرة أقل تعمل على تحسين التوافق مع عمليات إعادة التدوير، والامتثال للوائح لضمان سلامة المستهلك والاستدامة البيئية، كما أشار هاركينز.
وقت النشر: ٢٧ يونيو ٢٠٢٤
