مع تزايد الاهتمام بأحبار الأشعة فوق البنفسجية LED الجديدة وأحبار الأشعة فوق البنفسجية ثنائية المعالجة، فإن الشركات المصنعة الرائدة للأحبار المعالجة بالطاقة متفائلة بشأن مستقبل هذه التقنية.
سوق المعالجة بالطاقة – المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية (UV) ومصابيح LED فوق البنفسجية والمعالجة بشعاع الإلكترون (EB)لقد كان سوقًا قويًا لفترة طويلة، حيث ساهمت مزايا الأداء والبيئة في نمو المبيعات في العديد من التطبيقات.
بينما تُستخدم تقنية المعالجة بالطاقة في مجموعة واسعة من الأسواق، فإن الأحبار والفنون الرسومية كانت 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 بهاداني أن السوق سيصل إلى 4.9 مليار دولار من المبيعات بحلول نهاية عام 2031، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 9.2٪.
يتفاءل كبار مصنعي الأحبار المعالجة بالطاقة بنفس القدر. ديريك هيمينغز، مدير منتجات الطباعة بالشاشة، الطباعة الفلكسوغرافية المعالجة بالطاقة، شركة ليد أمريكا الشمالية.شركة صن كيميكالوقال إنه في حين يستمر قطاع المعالجة بالطاقة في النمو، فقد أصبحت بعض التقنيات الحالية أقل استخدامًا، مثل الأشعة فوق البنفسجية التقليدية وأحبار الطباعة الورقية التقليدية في تطبيقات الطباعة الأوفست.
هيديوكي هيناتايا، المدير العام لقسم مبيعات الأحبار الخارجية لـتي آند كي توكاوأشارت الشركة، التي تعمل بشكل أساسي في قطاع الأحبار المعالجة بالطاقة، إلى أن مبيعات الأحبار المعالجة بالطاقة تتزايد مقارنة بالأحبار التقليدية القائمة على الزيت.
تُعدّ شركة زيلر+غملين أيضاً متخصصة في العلاج بالطاقة؛ تيم سميث منزيلر + غملينأشار فريق إدارة المنتجات إلى أنه نظرًا لفوائدها البيئية والكفاءة والأداء، فإن صناعة الطباعة تتبنى بشكل متزايد أحبار المعالجة بالطاقة، مثل تقنيات الأشعة فوق البنفسجية و LED.
وأشار سميث إلى أن "هذه الأحبار تنبعث منها مركبات عضوية متطايرة أقل من الأحبار المذيبة، مما يتماشى مع اللوائح البيئية الأكثر صرامة وأهداف الاستدامة". وأضاف: "إنها توفر معالجة فورية واستهلاكًا أقل للطاقة، وبالتالي تعزيز الإنتاجية".
وأضاف سميث: "كما أن خصائصها المتميزة من حيث الالتصاق والمتانة ومقاومة المواد الكيميائية تجعلها مناسبة لتطبيقات متنوعة، بما في ذلك تغليف المنتجات الاستهلاكية والملصقات. وعلى الرغم من ارتفاع التكاليف الأولية، فإن الكفاءة التشغيلية والتحسينات في الجودة التي توفرها على المدى الطويل تبرر الاستثمار. وقد تبنت شركة زيلر+غملين هذا التوجه نحو أحبار المعالجة بالطاقة، مما يعكس التزام الصناعة بالابتكار والاستدامة وتلبية المتطلبات المتغيرة 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 جعلها عملية الطباعة المهيمنة في قطاع الأشرطة الضيقة.
وأشارت نيويادومسكا إلى أن "عوامل هذا النمو تشمل تحسين جودة الطباعة وخصائصها، وزيادة الإنتاجية، وتقليل استهلاك الطاقة والنفايات، لا سيما مع ظهور تقنية الأشعة فوق البنفسجية LED". وأضافت: "علاوة على ذلك، يمكن للأحبار المعالجة بالطاقة أن تضاهي - بل وتتجاوز في كثير من الأحيان - جودة الطباعة البارزة والطباعة الأوفست، وأن توفر خصائص طباعة محسّنة على نطاق أوسع من المواد مقارنةً بالطباعة الفلكسوغرافية المائية".
وأضافت نيفيادومسكا أنه مع ارتفاع تكاليف الطاقة واستمرار تصدّر متطلبات الاستدامة للمشهد، فإن اعتماد أحبار الأشعة فوق البنفسجية المعالجة بالطاقة وأحبار المعالجة المزدوجة آخذ في الازدياد.
وتابعت نيفيادومسكا قائلة: "ومن المثير للاهتمام أننا نرى اهتمامًا متزايدًا ليس فقط من طابعات الويب الضيقة ولكن أيضًا من طابعات فليكسو ذات الويب العريض والمتوسط التي تتطلع إلى توفير المال على الطاقة وتقليل بصمتها الكربونية".
"ما زلنا نشهد اهتمامًا متزايدًا في السوق بالأحبار والطلاءات المعالجة بالطاقة في مجموعة واسعة من التطبيقات والركائز"، هذا ما قاله بريت ليسارد، مدير خط الإنتاج لشركةشركة INX الدولية للحبرأفاد التقرير: "إن سرعات الإنتاج الأسرع والأثر البيئي المنخفض الذي توفره هذه الأحبار يتماشى تماماً مع تركيز عملائنا".
فابيان كوهن، الرئيس العالمي لإدارة منتجات الويب الضيق فيسيجويركوقال إنه في حين أن مبيعات أحبار معالجة الطاقة في الولايات المتحدة وأوروبا تشهد ركودًا حاليًا، فإن شركة سيجويرك ترى سوقًا ديناميكيًا للغاية مع قطاع الأشعة فوق البنفسجية المتنامي في آسيا.
لاحظ كوهن قائلاً: "إن مطابع الفليكسو الجديدة مجهزة الآن في الغالب بمصابيح LED، وفي الطباعة الأوفست، يستثمر العديد من العملاء بالفعل في معالجة الأشعة فوق البنفسجية أو LED نظرًا لكفاءتها العالية مقارنة بآلات الطباعة الأوفست التقليدية".
صعود مصابيح LED فوق البنفسجية
تندرج ثلاث تقنيات رئيسية تحت مظلة المعالجة بالطاقة. تُعدّ الأشعة فوق البنفسجية ومصابيح LED فوق البنفسجية الأكثر انتشارًا، بينما تُعتبر تقنية شعاع الإلكترون أصغر حجمًا. وتتمثل المنافسة المثيرة للاهتمام بين الأشعة فوق البنفسجية ومصابيح LED فوق البنفسجية، التي تُعدّ أحدث وتنمو بوتيرة أسرع بكثير.
"هناك التزام متزايد من جانب الطابعات بدمج مصابيح LED فوق البنفسجية في المعدات الجديدة والمحدثة"، كما قال جوناثان جراونك، نائب رئيس قسم تكنولوجيا الأشعة فوق البنفسجية/الإلكترونية ومساعد مدير البحث والتطوير في شركة INX International Ink Co. "لا يزال استخدام الأشعة فوق البنفسجية في نهاية الطباعة شائعًا لتحقيق التوازن بين التكلفة والأداء، وخاصة مع الطلاءات."
وأشار كوهن إلى أنه كما في السنوات السابقة، فإن تقنية LED فوق البنفسجية تنمو بشكل أسرع من تقنية الأشعة فوق البنفسجية التقليدية، وخاصة في أوروبا، حيث تعمل تكاليف الطاقة المرتفعة كعامل محفز لتقنية LED.
وأضاف كوهن: "هنا، يستثمر أصحاب المطابع بشكل أساسي في تقنية LED لاستبدال مصابيح الأشعة فوق البنفسجية القديمة أو حتى آلات الطباعة بأكملها. ومع ذلك، نشهد أيضًا زخمًا قويًا ومستمرًا نحو معالجة LED في أسواق مثل الهند وجنوب شرق آسيا وأمريكا اللاتينية، في حين تُظهر الصين والولايات المتحدة بالفعل انتشارًا واسعًا لتقنية LED في السوق."
قال هيناتايا إن الطباعة بتقنية LED فوق البنفسجية شهدت نمواً ملحوظاً. 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 زيلر + غملين أن تقنية الأشعة فوق البنفسجية LED تتفوق على نمو المعالجة التقليدية بالأشعة فوق البنفسجية في صناعة الطباعة.
وأضاف هاركنز: "هذا النمو مدفوع بمزايا مصابيح LED فوق البنفسجية، بما في ذلك انخفاض استهلاك الطاقة، وعمر أطول لمصابيح LED، وانخفاض إنتاج الحرارة، والقدرة على معالجة مجموعة أكثر شمولاً من الركائز دون إتلاف المواد الحساسة للحرارة".
قال هاركنز: "تتماشى هذه المزايا مع تركيز الصناعة المتزايد على الاستدامة والكفاءة. ونتيجةً لذلك، يستثمر أصحاب المطابع بشكل متزايد في المعدات التي تتضمن تقنية معالجة LED. ويتجلى هذا التحول في سرعة تبني السوق لأنظمة UV LED في العديد من أسواق الطباعة المختلفة لشركة زيلر+غملين، بما في ذلك تقنيات الطباعة الفلكسوغرافية، والطباعة الأوفست الجافة، والطباعة الحجرية. ويعكس هذا التوجه حركةً أوسع نطاقًا في الصناعة نحو حلول طباعة أكثر ملاءمةً للبيئة وأقل تكلفة، مع وضع تقنية UV LED في طليعة هذه الحلول."
قال هيمينغز إن مصابيح LED فوق البنفسجية تستمر في النمو بشكل كبير مع تحول السوق لتلبية احتياجات الاستدامة الأكبر.
وأشار هيمينغز إلى أن "انخفاض استهلاك الطاقة، وانخفاض تكلفة الصيانة، والقدرة على استخدام مواد خفيفة الوزن، والقدرة على تشغيل المواد الحساسة للحرارة، كلها عوامل رئيسية تدفع إلى استخدام أحبار الأشعة فوق البنفسجية بتقنية LED". وأضاف: "يطلب كل من مُصنّعي الطابعات وأصحاب العلامات التجارية المزيد من حلول الأشعة فوق البنفسجية بتقنية LED، ومعظم مُصنّعي المطابع ينتجون الآن مطابع يمكن تحويلها بسهولة إلى تقنية الأشعة فوق البنفسجية بتقنية LED لتلبية الطلب".
وقالت نيفيادومسكا إن معالجة الأشعة فوق البنفسجية LED قد نمت بشكل كبير على مدى السنوات الثلاث الماضية بسبب عوامل مختلفة، بما في ذلك زيادة تكاليف الطاقة، والمطالب بتقليل البصمة الكربونية، وتقليل النفايات.
وأشارت نيفيادومسكا قائلةً: "بالإضافة إلى ذلك، نشهد تنوعًا أكبر في تشكيلة مصابيح LED فوق البنفسجية في السوق، مما يوفر للطابعات ومصانع تحويل الأقمشة خيارات أوسع من المصابيح. ويدرك مصنّعو الأقمشة ذات العرض الضيق حول العالم أن تقنية LED فوق البنفسجية تقنيةٌ مُثبتة وفعّالة، ويفهمون تمامًا مزاياها، من انخفاض تكلفة الطباعة، وتقليل النفايات، وانعدام انبعاث الأوزون، وعدم استخدام مصابيح الزئبق، وزيادة الإنتاجية. والأهم من ذلك، أن معظم مصنّعي الأقمشة ذات العرض الضيق الذين يستثمرون في مكابس فليكسو فوق بنفسجية جديدة، يمكنهم إما استخدام مصابيح LED فوق البنفسجية أو نظام إضاءة قابل للتحديث السريع والاقتصادي إلى مصابيح LED فوق البنفسجية عند الحاجة."
أحبار المعالجة المزدوجة
وقد ازداد الاهتمام بتقنية المعالجة المزدوجة أو الهجينة للأشعة فوق البنفسجية، وهي أحبار يمكن معالجتها باستخدام الإضاءة التقليدية أو إضاءة LED فوق البنفسجية.
قال غراونكي: "من المعروف جيداً أن معظم الأحبار التي تتصلب باستخدام مصابيح LED ستتصلب أيضاً باستخدام أنظمة الأشعة فوق البنفسجية وأنظمة الأشعة فوق البنفسجية المضافة (H-UV)".
قال كوهن من شركة سيغويرك إن الأحبار التي يمكن معالجتها بمصابيح LED يمكن معالجتها أيضاً بمصابيح الزئبق القياسية. مع ذلك، فإن تكلفة أحبار LED أعلى بكثير من تكلفة أحبار الأشعة فوق البنفسجية.
وأضاف كوهن: "لهذا السبب، لا تزال هناك أحبار مخصصة للأشعة فوق البنفسجية في السوق. لذلك، إذا كنت ترغب في تقديم نظام معالجة مزدوج حقيقي، فأنت بحاجة إلى اختيار تركيبة توازن بين التكلفة والأداء."
قال هيناتايا: "بدأت شركتنا بتوريد الحبر ثنائي المعالجة قبل حوالي ست أو سبع سنوات تحت العلامة التجارية 'UV CORE'. يُعد اختيار المُحفِّز الضوئي أمرًا بالغ الأهمية للحبر ثنائي المعالجة. لقد تمكّنا من اختيار أنسب المواد الخام وتطوير حبر يلبي احتياجات السوق."
أشار إريك جاكوب من فريق إدارة المنتجات في شركة زيلر+غملين إلى وجود اهتمام متزايد بأحبار المعالجة المزدوجة. وينبع هذا الاهتمام من المرونة والتنوع اللذين توفرهما هذه الأحبار للطابعات.
قال جاكوب: "تتيح الأحبار ثنائية المعالجة للطابعات الاستفادة من مزايا المعالجة بتقنية LED، مثل كفاءة الطاقة وتقليل التعرض للحرارة، مع الحفاظ على التوافق مع أنظمة المعالجة التقليدية بالأشعة فوق البنفسجية الحالية. ويُعد هذا التوافق جذابًا بشكل خاص للطابعات التي تنتقل تدريجيًا إلى تقنية LED أو تلك التي تستخدم مزيجًا من المعدات القديمة والجديدة."
وأضاف جاكوب أنه نتيجة لذلك، تقوم شركة Zeller+Gmelin وشركات الأحبار الأخرى بتطوير أحبار يمكنها العمل في ظل آليات المعالجة دون المساس بالجودة أو المتانة، مما يلبي طلب السوق على حلول طباعة أكثر قابلية للتكيف واستدامة.
وقال جاكوب: "يسلط هذا الاتجاه الضوء على الجهود المستمرة التي تبذلها الصناعة للابتكار وتزويد الطابعات بخيارات أكثر تنوعًا وصديقة للبيئة".
قال هيمينغز: "يحتاج المصنّعون الذين ينتقلون إلى معالجة LED إلى أحبار قابلة للمعالجة بالطرق التقليدية وباستخدام LED، ولكن هذا ليس تحديًا تقنيًا، فبحسب تجربتنا، تجف جميع أحبار LED جيدًا تحت مصابيح الزئبق. هذه الميزة المتأصلة في أحبار LED تُمكّن العملاء من الانتقال بسلاسة من أحبار الأشعة فوق البنفسجية التقليدية إلى أحبار LED."
وقالت نيويادومسكا إن مجموعة فلينت تشهد اهتماماً مستمراً بتقنية المعالجة المزدوجة.
وأضافت نيفيادومسكا: "يُمكّن نظام المعالجة المزدوجة شركات التحويل من استخدام نفس الحبر على مكابس المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية بتقنية LED والمكابس التقليدية، مما يقلل من المخزون والتعقيد. وتُعدّ مجموعة فلينت رائدة في مجال تقنية المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية بتقنية LED، بما في ذلك تقنية المعالجة المزدوجة. وقد كانت الشركة رائدة في مجال أحبار المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية بتقنية LED وتقنية المعالجة المزدوجة عالية الأداء لأكثر من عقد من الزمان، قبل أن تُصبح هذه التقنية متاحة وشائعة الاستخدام كما هي اليوم."
إزالة الحبر وإعادة التدوير
مع تزايد الاهتمام بالاستدامة، اضطر مصنعو الأحبار إلى معالجة المخاوف المتعلقة بأحبار الأشعة فوق البنفسجية وأحبار الإلكترونات من حيث إزالة الحبر وإعادة تدويره.
قال غراونكي: "هناك بعض الأمثلة، لكنها في الغالب ضئيلة للغاية. نحن نعلم أن منتجات الأشعة فوق البنفسجية/الإلكترونية يمكن أن تلبي احتياجات محددة لإعادة تدوير المواد."
لاحظ غراونكه قائلاً: "على سبيل المثال، حصلت شركة INX على 99/100 في اختبار INGEDE لإزالة الحبر من الورق. وقد كلّفت شركة Radtech Europe شركة FOGRA بإجراء دراسة أثبتت إمكانية إزالة حبر الطباعة الأوفست بالأشعة فوق البنفسجية من الورق. وتلعب الركيزة دورًا رئيسيًا في خصائص إعادة تدوير الورق، لذا ينبغي توخي الحذر عند تقديم ادعاءات شاملة بشأن إعادة التدوير فيما يتعلق بالشهادات."
وأضاف غراونكي: "لدى شركة INX حلول لإعادة تدوير البلاستيك حيث صُممت الأحبار خصيصًا لتبقى على الركيزة. وبهذه الطريقة، يمكن فصل المنتج المطبوع عن البلاستيك الرئيسي أثناء عملية إعادة التدوير دون تلويث محلول الغسيل القلوي. كما نوفر حلولًا لإزالة الحبر تسمح بإعادة تدوير البلاستيك المطبوع بعد إزالة الحبر. وهذا شائع في أغلفة الانكماش لاستعادة بلاستيك PET."
وأشار كوهن إلى أنه بالنسبة لتطبيقات البلاستيك، هناك مخاوف، خاصة من شركات إعادة التدوير، بشأن احتمال تلوث مياه الغسيل والمواد المعاد تدويرها.
وأشار كوهن إلى أن "الصناعة قد أطلقت بالفعل العديد من المشاريع لإثبات أنه يمكن التحكم بشكل جيد في إزالة الحبر من أحبار الأشعة فوق البنفسجية وأن المواد المعاد تدويرها النهائية ومياه الغسيل غير ملوثة بمكونات الحبر".
وأضاف كوهن: "فيما يتعلق بمياه الغسيل، فإن استخدام أحبار الأشعة فوق البنفسجية له بعض المزايا مقارنة بتقنيات الحبر الأخرى. فعلى سبيل المثال، ينفصل الفيلم المعالج إلى جزيئات أكبر، والتي يمكن ترشيحها من مياه الغسيل بسهولة أكبر."
وأشار كوهن إلى أنه عندما يتعلق الأمر بتطبيقات الورق، فإن إزالة الحبر وإعادة التدوير عملية راسخة بالفعل.
وقال كوهن: "هناك بالفعل أنظمة طباعة أوفست بالأشعة فوق البنفسجية معتمدة من قبل 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".
أفاد هيناتايا بأن التطور يتقدم فيما يتعلق بإزالة الحبر وإعادة تدوير المواد المطبوعة.
وأضاف هيناتايا: "بالنسبة للورق، فإن توزيع الحبر الذي يفي بمعايير إزالة الحبر INGEDE آخذ في الازدياد، وقد أصبحت إزالة الحبر ممكنة من الناحية التقنية، لكن التحدي يكمن في بناء بنية تحتية لتعزيز إعادة تدوير الموارد".
قال هيمينغز: "تتميز بعض الأحبار المعالجة بالطاقة بسهولة إزالة الحبر، مما يُحسّن من إمكانية إعادة تدويرها. كما أن الاستخدام النهائي ونوع المادة الأساسية عاملان مهمان في تحديد أداء إعادة التدوير. وتلبي أحبار SolarWave CRCL المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية LED من شركة Sun Chemical متطلبات جمعية مُعاد تدوير البلاستيك (APR) فيما يتعلق بقابلية الغسل والاحتفاظ، ولا تتطلب استخدام مواد أولية."
وأشارت نيفيادومسكا إلى أن مجموعة فلينت قد أطلقت مجموعة إيفولوشن من الدهانات التمهيدية والورنيشات لتلبية الحاجة إلى اقتصاد دائري في مجال التعبئة والتغليف.
"يُمكّن مُنتج Evolution Deinking Primer من إزالة الحبر من مواد الغلاف أثناء الغسيل، مما يضمن إمكانية إعادة تدوير ملصقات الغلاف القابلة للانكماش مع الزجاجة، مما يزيد من إنتاجية المواد المعاد تدويرها ويقلل من الوقت والتكاليف المرتبطة بعملية إزالة الملصقات"، كما قالت نيويادومسكا.
وأضافت: "يُطبّق طلاء إيفولوشن فارنيش على الملصقات بعد طباعة الألوان، لحماية الحبر ومنع تسربه وتآكله أثناء التخزين، ثم خلال عملية إعادة التدوير. ويضمن هذا الطلاء فصل الملصق عن عبوته بشكل كامل، مما يسمح بإعادة تدوير مادة العبوة إلى مواد عالية الجودة والقيمة. ولا يؤثر الطلاء على لون الحبر أو جودة الصورة أو وضوح الرمز."
واختتمت نيفيادومسكا حديثها قائلةً: "تُعالج مجموعة منتجات إيفولوشن تحديات إعادة التدوير بشكل مباشر، وبالتالي تُسهم في ضمان مستقبل مزدهر لقطاع التغليف. فمنتجات إيفولوشن من الورنيش والطلاء التمهيدي لإزالة الحبر تجعل أي منتج يُستخدم عليه أكثر عرضةً لاجتياز سلسلة إعادة التدوير بالكامل."
لاحظ هاركنز أنه حتى مع التلامس غير المباشر، توجد مخاوف بشأن استخدام أحبار الأشعة فوق البنفسجية في تغليف الأطعمة والمشروبات، فضلاً عن تأثيرها على عمليات إعادة التدوير. وتتمحور المشكلة الرئيسية حول احتمال انتقال المحفزات الضوئية وغيرها من المواد من الأحبار إلى الأطعمة أو المشروبات، مما قد يشكل مخاطر صحية.
وأضاف هاركنز: "لطالما كانت إزالة الحبر أولوية قصوى لشركات الطباعة التي تُولي اهتمامًا كبيرًا للبيئة. وقد طوّرت شركة زيلر+غملين تقنية رائدة تسمح بإزالة الحبر المُعالَج بالطاقة أثناء عملية إعادة التدوير، مما يُتيح إعادة تدوير بلاستيك أنظف إلى منتجات استهلاكية. تُسمى هذه التقنية إيرث برينت."
قال هاركنز إنه فيما يتعلق بإعادة التدوير، يكمن التحدي في توافق الأحبار مع عمليات إعادة التدوير، حيث يمكن لبعض أحبار الأشعة فوق البنفسجية أن تعيق إعادة تدوير الورق والركائز البلاستيكية من خلال التأثير على جودة المواد المعاد تدويرها.
وأشار هاركنز إلى أنه "لمعالجة هذه المخاوف، ركزت شركة Zeller+Gmelin على تطوير أحبار ذات خصائص هجرة أقل لتحسين التوافق مع عمليات إعادة التدوير، والامتثال للوائح لضمان سلامة المستهلك والاستدامة البيئية".
تاريخ النشر: 27 يونيو 2024
