مع تزايد الاهتمام بأحبار UV LED الجديدة وأحبار Dual-Cure UV، فإن الشركات الرائدة في مجال تصنيع الأحبار القابلة للمعالجة بالطاقة متفائلة بشأن مستقبل هذه التكنولوجيا.
سوق الطاقة القابلة للمعالجة – المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية (UV)، ومصابيح LED فوق البنفسجية (UV)، والمعالجة بشعاع الإلكترون (EB).– كان سوقًا قويًا لفترة طويلة، حيث أدى الأداء والفوائد البيئية إلى نمو المبيعات في العديد من التطبيقات.
في حين يتم استخدام تكنولوجيا المعالجة بالطاقة في مجموعة واسعة من الأسواق، كانت الأحبار والفنون التصويرية 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 Inc. ويقدر بهادان أن مبيعات السوق ستصل إلى 4.9 مليار دولار بحلول نهاية عام 2031، بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 9.2% سنويًا.
الشركات الرائدة في مجال تصنيع الأحبار القابلة للمعالجة بالطاقة متفائلة بنفس القدر. ديريك هيمينجز، مدير المنتج، الشاشة، فليكسو قابل للمعالجة بالطاقة، LED أمريكا الشمالية،صن كيميكالقال إنه بينما يستمر قطاع الطاقة القابلة للمعالجة في النمو، فقد أصبحت بعض التقنيات الحالية أقل استخدامًا، مثل أحبار الأشعة فوق البنفسجية التقليدية وأحبار التغذية التقليدية في تطبيقات الأوفست.
هيديوكي هيناتايا، المدير العام لقسم مبيعات الحبر في الخارجتي اند كيه توكا، والتي تعمل بشكل أساسي في قطاع الأحبار القابلة للمعالجة بالطاقة، لاحظت أن مبيعات أحبار المعالجة بالطاقة تتزايد مقارنة بالأحبار التقليدية المعتمدة على النفط.
Zeller+Gmelin هو أيضًا متخصص في العلاج بالطاقة. تيم سميثزيلر+جميلينلاحظ فريق إدارة المنتج أنه نظرًا لفوائدها البيئية والكفاءة والأداء، فإن صناعة الطباعة تتبنى بشكل متزايد الأحبار المعالجة بالطاقة، مثل تقنيات الأشعة فوق البنفسجية وLED.
وأشار سميث إلى أن "هذه الأحبار تنبعث منها مركبات عضوية متطايرة أقل من الأحبار المذيبة، بما يتماشى مع اللوائح البيئية الأكثر صرامة وأهداف الاستدامة". "إنها توفر علاجًا فوريًا وتخفض استهلاك الطاقة، وبالتالي تعزز الإنتاجية.
وأضاف سميث: "كما أن التصاقها الفائق ومتانتها ومقاومتها للمواد الكيميائية يجعلها مناسبة لمختلف التطبيقات، بما في ذلك تعبئة وتغليف CPG والملصقات". "على الرغم من ارتفاع التكاليف الأولية، إلا أن الكفاءات التشغيلية طويلة المدى وتحسينات الجودة التي تجلبها تبرر الاستثمار. وقد تبنت شركة Zeller+Gmelin هذا الاتجاه نحو أحبار المعالجة بالطاقة التي تعكس التزام الصناعة بالابتكار والاستدامة وتلبية المتطلبات المتطورة للعملاء والهيئات التنظيمية.
آنا نيويادومسكا، مديرة التسويق العالمي للويب الضيق،مجموعة فلينتقال إن الاهتمام بالأحبار القابلة للمعالجة بالطاقة ونمو حجم مبيعاتها قد قطع خطوات كبيرة على مدار العشرين عامًا الماضية، مما جعلها عملية الطباعة المهيمنة في قطاع الويب الضيق.
وأشار نيويادومسكا إلى أن "دوافع هذا النمو تشمل تحسين جودة الطباعة وخصائصها، وزيادة الإنتاجية، وتقليل الطاقة والنفايات، خاصة مع ظهور مصابيح LED بالأشعة فوق البنفسجية". "علاوة على ذلك، يمكن للأحبار القابلة للمعالجة بالطاقة أن تلبي - وغالبًا ما تتجاوز - جودة طباعة الحروف والأوفست وتوفر خصائص طباعة محسنة على نطاق أوسع من الركائز مقارنة بالفليكسو المعتمد على الماء."
وأضافت نيويادومسكا أنه مع زيادة تكاليف الطاقة واستمرار متطلبات الاستدامة في مركز الصدارة، يتزايد اعتماد مصابيح LED بالأشعة فوق البنفسجية القابلة للمعالجة بالطاقة والأحبار ثنائية المعالجة.
وتابعت نيويادومسكا: "من المثير للاهتمام أننا نرى اهتمامًا متزايدًا ليس فقط من طابعات الويب الضيقة ولكن أيضًا من طابعات الويب المرنة الواسعة والمتوسطة التي تسعى إلى توفير المال في الطاقة وتقليل آثارها الكربونية".
"ما زلنا نرى اهتمام السوق بأحبار وطلاءات معالجة الطاقة عبر مجموعة واسعة من التطبيقات والركائز،" قال بريت ليسارد، مدير خط الإنتاج لشركةشركة اينكس الدولية للاحبارذكرت. "تتوافق سرعات الإنتاج الأعلى والتأثير البيئي المنخفض الذي توفره هذه الأحبار بقوة مع تركيز عملائنا."
فابيان كوهن، الرئيس العالمي لإدارة منتجات الويب الضيقة فيسيجويركقال إنه في حين أن مبيعات أحبار المعالجة بالطاقة في الولايات المتحدة وأوروبا تشهد ركودًا حاليًا، فإن Siegwerk تشهد سوقًا ديناميكيًا للغاية مع قطاع الأشعة فوق البنفسجية المتنامي في آسيا.
"تم تجهيز مطابع الفلكسو الجديدة الآن في الغالب بمصابيح LED، وفي طباعة الأوفست يستثمر العديد من العملاء بالفعل في المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية أو LED بسبب الكفاءة الأعلى مقارنة بآلات طباعة الأوفست التقليدية،" لاحظ كوهن.
صعود الأشعة فوق البنفسجية LED
هناك ثلاث تقنيات رئيسية تحت مظلة المعالجة بالطاقة. الأشعة فوق البنفسجية والأشعة فوق البنفسجية LED هي الأكبر، مع EB أصغر بكثير. المنافسة المثيرة للاهتمام هي بين UV وUV LED، وهو الأحدث وينمو بسرعة أكبر بكثير.
قال جوناثان غراونكي، نائب الرئيس لتكنولوجيا الأشعة فوق البنفسجية/EB ومساعد مدير البحث والتطوير في شركة INX International Ink Co: "هناك التزام متزايد من الطابعات بدمج مصابيح LED بالأشعة فوق البنفسجية في المعدات الجديدة والمعدلة". لا تزال سائدة لتحقيق التوازن بين مخرجات التكلفة / الأداء، وخاصة مع الطلاء.
وأشار كوهن إلى أنه كما هو الحال في السنوات السابقة، تنمو مصابيح LED بالأشعة فوق البنفسجية بشكل أسرع من الأشعة فوق البنفسجية التقليدية، خاصة في أوروبا، حيث تعمل تكاليف الطاقة المرتفعة كمحفز لتقنية LED.
وأضاف كوهن: "هنا، تستثمر الطابعات بشكل أساسي في تقنية LED لتحل محل مصابيح الأشعة فوق البنفسجية القديمة أو حتى المطابع بأكملها". "ومع ذلك، فإننا نشهد أيضًا زخمًا قويًا مستمرًا نحو معالجة LED في أسواق مثل الهند وجنوب شرق آسيا وأمريكا اللاتينية، في حين تظهر الصين والولايات المتحدة بالفعل اختراقًا كبيرًا لسوق LED."
وقالت هيناتايا إن الطباعة بالأشعة فوق البنفسجية LED شهدت المزيد من النمو. وأضافت هيناتايا: "يُعتقد أن أسباب ذلك هي ارتفاع تكلفة الكهرباء والتحول من مصابيح الزئبق إلى مصابيح LED".
أفاد جوناثان هاركينز من فريق إدارة المنتجات في Zeller+Gmelin أن تقنية UV LED تتفوق على نمو المعالجة التقليدية بالأشعة فوق البنفسجية في صناعة الطباعة.
وأضاف هاركينز: "هذا النمو مدفوع بمزايا مصابيح LED للأشعة فوق البنفسجية، بما في ذلك انخفاض استهلاك الطاقة، وعمر أطول لمصابيح LED، وانخفاض إنتاج الحرارة، والقدرة على معالجة مجموعة أكثر شمولاً من الركائز دون الإضرار بالمواد الحساسة للحرارة".
وقال هاركينز: "تتوافق هذه الفوائد مع التركيز المتزايد للصناعة على الاستدامة والكفاءة". "وبالتالي، تستثمر الطابعات بشكل متزايد في المعدات التي تتضمن تقنية المعالجة بتقنية LED. ويتجلى هذا التحول في اعتماد السوق السريع لأنظمة UV LED عبر العديد من أسواق الطباعة المتنوعة لشركة Zeller+Gmelin، بما في ذلك تقنيات الطباعة الفلكسوغرافية والأوفست الجافة والطباعة الحجرية. ويعكس هذا الاتجاه حركة أوسع في الصناعة نحو حلول طباعة أكثر صداقة للبيئة وفعالية من حيث التكلفة، مع وضع تقنية UV LED في المقدمة.
قال Hemmings أن UV LED يستمر في النمو بشكل ملحوظ مع تحول السوق لتلبية احتياجات الاستدامة الأكبر.
وأشار هيمينجز إلى أن "انخفاض استهلاك الطاقة، وانخفاض تكاليف الصيانة، والقدرة على استخدام ركائز خفيفة الوزن، والقدرة على تشغيل المواد الحساسة للحرارة، كلها عوامل رئيسية لاستخدام حبر UV LED". "يطلب كل من المحولين وأصحاب العلامات التجارية المزيد من حلول UV LED، ومعظم مصنعي المطابع ينتجون الآن مكابس يمكن تحويلها بسهولة إلى UV LED لتلبية الطلب."
وقالت Niewiadomska إن المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية LED نمت بشكل ملحوظ على مدى السنوات الثلاث الماضية بسبب عوامل مختلفة، بما في ذلك زيادة تكاليف الطاقة، والطلب على تقليل آثار الكربون، وتقليل النفايات.
"بالإضافة إلى ذلك، نرى مجموعة أكثر شمولاً من مصابيح LED بالأشعة فوق البنفسجية في السوق، مما يوفر للطابعات والمحولات نطاقًا أوسع من خيارات المصابيح"، كما أشارت نيويادومسكا. "يرى محولو الويب الضيقون في جميع أنحاء العالم أن تقنية UV LED هي تقنية مجربة وقابلة للتطبيق ويفهمون الفوائد الكاملة التي توفرها مصابيح LED UV - انخفاض تكلفة الطباعة، وتقليل النفايات، وعدم توليد الأوزون، وعدم استخدام مصابيح الزئبق، وزيادة الإنتاجية. الأهم من ذلك، أن معظم محولات الويب الضيقة التي تستثمر في مكابس فليكسو UV الجديدة يمكن أن تستخدم إما UV LED أو نظام مصابيح يمكن ترقيته بسرعة واقتصادية إلى UV LED حسب الحاجة.
أحبار المعالجة المزدوجة
لقد كان هناك اهتمام متزايد بتقنية المعالجة المزدوجة أو الهجينة للأشعة فوق البنفسجية، والأحبار التي يمكن معالجتها باستخدام الإضاءة التقليدية أو إضاءة LED بالأشعة فوق البنفسجية.
قال غراونكي: "من المعروف جيدًا أن معظم الأحبار التي يتم علاجها باستخدام مصابيح LED سيتم معالجتها أيضًا باستخدام أنظمة الأشعة فوق البنفسجية والأشعة فوق البنفسجية المضافة (H-UV)."
قال كوهن من Siegwerk أنه بشكل عام، يمكن أيضًا معالجة الأحبار التي يمكن معالجتها باستخدام مصابيح LED باستخدام مصابيح قوس الزئبق القياسية. ومع ذلك، فإن تكاليف أحبار LED أعلى بكثير من تكاليف 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 علاج مزدوج حقيقي، فأنت بحاجة إلى اختيار تركيبة توازن بين التكلفة والأداء.
وقالت هيناتايا: "لقد بدأت شركتنا بالفعل في توفير الحبر المزدوج المعالجة قبل حوالي ست إلى سبع سنوات تحت اسم العلامة التجارية "UV CORE". "إن اختيار البادئ الضوئي مهم للحبر المزدوج المعالجة. يمكننا اختيار المواد الخام الأكثر ملاءمة وتطوير الحبر الذي يناسب السوق.
أشار إريك جاكوب، من فريق إدارة المنتجات في Zeller+Gmelin، إلى أن هناك اهتمامًا متزايدًا بالأحبار ثنائية المعالجة. ينبع هذا الاهتمام من المرونة والتنوع الذي توفره هذه الأحبار للطابعات.
وقال جاكوب: "تمكن الأحبار المعالجة المزدوجة الطابعات من الاستفادة من فوائد المعالجة بتقنية LED، مثل كفاءة الطاقة وتقليل التعرض للحرارة، مع الحفاظ على التوافق مع أنظمة المعالجة التقليدية بالأشعة فوق البنفسجية الحالية". "يعد هذا التوافق جذابًا بشكل خاص للطابعات التي تنتقل إلى تقنية LED تدريجيًا أو تلك التي تستخدم مزيجًا من المعدات القديمة والجديدة."
وأضاف جاكوب أنه نتيجة لذلك، تعمل شركة Zeller+Gmelin وشركات أحبار أخرى على تطوير أحبار يمكنها الأداء في ظل آليتي المعالجة دون المساس بالجودة أو المتانة، مما يلبي طلب السوق للحصول 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".
وقال هيمينجز: "إن المحولات التي تتحول إلى المعالجة بتقنية LED تتطلب أحبارًا يمكن معالجتها بشكل تقليدي أو بواسطة مصابيح LED، ولكن هذا لا يمثل تحديًا تقنيًا، حيث أنه من خلال تجربتنا، فإن جميع أحبار LED تعالج جيدًا تحت مصابيح الزئبق". "هذه الميزة المتأصلة في أحبار LED تمكن العملاء من الانتقال بسلاسة من أحبار الأشعة فوق البنفسجية التقليدية إلى أحبار LED."
قالت Niewiadomska إن Flint Group تشهد اهتمامًا مستمرًا بتكنولوجيا المعالجة المزدوجة.
وأضاف Niewiadomska: "يتيح نظام Dual Cure للمحولات استخدام نفس الحبر في مصابيح LED بالأشعة فوق البنفسجية وطابعات المعالجة التقليدية بالأشعة فوق البنفسجية، مما يقلل المخزون والتعقيد". "تتصدر مجموعة Flint منحنى تقنية المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية LED، بما في ذلك تقنية المعالجة المزدوجة. لقد كانت الشركة رائدة في مجال أحبار UV LED وأحبار Dual Cure عالية الأداء لأكثر من عقد من الزمان، وذلك قبل وقت طويل من إتاحة التكنولوجيا لها واستخدامها على نطاق واسع كما هي اليوم.
إزالة الحبر وإعادة التدوير
مع الاهتمام المتزايد بالاستدامة، اضطر مصنعو الأحبار إلى معالجة المخاوف المتعلقة بأحبار الأشعة فوق البنفسجية والأحبار ذات اللون الأسود فيما يتعلق بإزالة الحبر وإعادة التدوير
قال غراونكي: "هناك بعض الحالات، لكن معظمها في حدها الأدنى". "نحن نعلم أن منتجات UV/EB يمكنها تلبية احتياجات إعادة تدوير المواد المحددة.
"على سبيل المثال، حصلت شركة INX على درجة 99/100 مع INGEDE في إزالة أحبار الورق،" كما لاحظ غراونكي. "قامت شركة Radtech Europe بتكليف شركة FOGRA بإجراء دراسة حددت أن أحبار الأوفست بالأشعة فوق البنفسجية قابلة لإزالة الحبر على الورق. تلعب الركيزة دورًا رئيسيًا في خصائص إعادة تدوير الورق، لذا يجب توخي الحذر عند تقديم مطالبات إعادة التدوير الشاملة للشهادات.
وأضاف غراونكي: "تمتلك شركة INX حلولاً لإعادة تدوير المواد البلاستيكية حيث تم تصميم الأحبار لتظل عمدا على الركيزة". "بهذه الطريقة، يمكن فصل المادة المطبوعة عن الجسم البلاستيكي الرئيسي أثناء عملية إعادة التدوير دون تلويث محلول الغسيل الكاوي. لدينا أيضًا حلول قابلة لإزالة الحبر تسمح للبلاستيك المطبوع بأن يصبح جزءًا من عملية إعادة التدوير عن طريق إزالة الحبر. وهذا أمر شائع بالنسبة للأغشية المتقلصة لاستعادة البلاستيك PET.
وأشار كوهن إلى أنه بالنسبة للتطبيقات البلاستيكية، هناك مخاوف، خاصة من القائمين على إعادة التدوير، بشأن احتمال تلوث مياه الغسيل والمواد المعاد تدويرها.
"لقد أطلقت الصناعة بالفعل العديد من المشاريع لإثبات أنه يمكن التحكم بشكل جيد في إزالة أحبار الأشعة فوق البنفسجية وأن إعادة التدوير النهائية ومياه الغسيل غير ملوثة بمكونات الحبر،" لاحظ كوهن.
وأضاف كوهن: "فيما يتعلق بمياه الغسيل، فإن استخدام أحبار الأشعة فوق البنفسجية له بعض المزايا مقارنة بتقنيات الحبر الأخرى". "على سبيل المثال، ينفصل الغشاء المعالج إلى جزيئات أكبر، والتي يمكن تصفيتها من ماء الغسيل بسهولة أكبر.
وأشار كوهن إلى أنه عندما يتعلق الأمر بتطبيقات الورق، فإن إزالة الحبر وإعادة التدوير هي بالفعل عملية راسخة.
وقال كوهن: "توجد بالفعل أنظمة تعويض للأشعة فوق البنفسجية تم اعتمادها من قبل INGEDE باعتبارها قابلة لإزالة الحبر بسهولة من الورق، بحيث يمكن للطابعات الاستمرار في الاستفادة من مزايا تكنولوجيا الحبر بالأشعة فوق البنفسجية دون المساس بقابلية إعادة التدوير".
وذكرت هيناتايا أن التطوير يتقدم فيما يتعلق بإزالة الأحبار وإعادة تدوير المواد المطبوعة.
وأضافت هيناتايا: "بالنسبة للورق، فإن توزيع الحبر الذي يلبي معايير INGEDE لإزالة الحبر آخذ في الازدياد، وأصبحت عملية إزالة الحبر ممكنة من الناحية الفنية، ولكن التحدي يكمن في بناء بنية تحتية لتعزيز إعادة تدوير الموارد".
قال همينجز: "تقوم بعض الأحبار القابلة للمعالجة بالطاقة بإزالة الحبر جيدًا، وبالتالي تحسين إمكانية إعادة التدوير". "يعد الاستخدام النهائي ونوع الركيزة من العوامل المهمة في تحديد أداء إعادة التدوير أيضًا. تتوافق أحبار SolarWave CRCL UV-LED القابلة للمعالجة من شركة Sun Chemical مع متطلبات جمعية إعادة تدوير البلاستيك (APR) فيما يتعلق بقابلية الغسيل والاحتفاظ ولا تتطلب استخدام مواد أولية.
أشارت Niewiadomska إلى أن Flint Group أطلقت مجموعة Evolution من البادئات والورنيشات لتلبية الحاجة إلى اقتصاد دائري في التعبئة والتغليف.
قال نيويادومسكا: "يتيح Evolution Deinking Primer إمكانية إزالة الحبر من مواد الأكمام أثناء الغسيل، مما يضمن إمكانية إعادة تدوير ملصقات الأكمام المنكمشة مع الزجاجة، مما يزيد من إنتاجية المواد المعاد تدويرها ويقلل الوقت والتكاليف المرتبطة بعملية إزالة الملصقات". .
وأضافت: "يتم تطبيق Evolution Varnish على الملصقات بعد طباعة الألوان، مما يحمي الحبر عن طريق منع النزيف والتآكل أثناء وجوده على الرف، ثم خلال عملية إعادة التدوير". "يضمن الورنيش فصلًا نظيفًا للملصق عن عبوته، مما يتيح إعادة تدوير ركيزة التغليف إلى مواد عالية الجودة وعالية القيمة. لا يؤثر الورنيش على لون الحبر أو جودة الصورة أو إمكانية قراءة التعليمات البرمجية.
وخلصت نيويادومسكا إلى أن "مجموعة Evolution تعالج تحديات إعادة التدوير بشكل مباشر، وتلعب بدورها دورًا في تأمين مستقبل قوي لقطاع التعبئة والتغليف". "إن Evolution Varnish وDeinking Primer يجعلان أي منتج يتم استخدامهما فيه أكثر عرضة للانتقال بالكامل عبر سلسلة إعادة التدوير."
لاحظ هاركينز أنه حتى مع الاتصال غير المباشر، هناك مخاوف بشأن استخدام أحبار الأشعة فوق البنفسجية مع عبوات المواد الغذائية والمشروبات بالإضافة إلى تأثيرها على عمليات إعادة التدوير. وتدور القضية الأساسية حول الهجرة المحتملة للمحفزات الضوئية وغيرها من المواد من الأحبار إلى الأطعمة أو المشروبات، والتي يمكن أن تشكل مخاطر صحية.
وأضاف هاركينز: "لقد كانت عملية إزالة الحبر أولوية قصوى بالنسبة للطابعات مع التركيز على البيئة". "لقد طورت Zeller+Gmelin تقنية رائدة من شأنها أن تسمح للحبر المعالج بالطاقة بالانطلاق في عملية إعادة التدوير، مما يسمح بإعادة تدوير البلاستيك النظيف مرة أخرى إلى المنتجات الاستهلاكية. هذه التكنولوجيا تسمى EarthPrint.
وقال هاركينز إنه فيما يتعلق بإعادة التدوير، فإن التحدي يكمن في توافق الأحبار مع عمليات إعادة التدوير، حيث أن بعض أحبار الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن تعيق إعادة تدوير ركائز الورق والبلاستيك من خلال التأثير على جودة المواد المعاد تدويرها.
وأشار هاركينز إلى أنه "لمعالجة هذه المخاوف، ركزت شركة Zeller+Gmelin على تطوير أحبار ذات خصائص هجرة منخفضة تعمل على تحسين التوافق مع عمليات إعادة التدوير، والامتثال للوائح لضمان سلامة المستهلك والاستدامة البيئية".
وقت النشر: 27 يونيو 2024
