Da das Interesse an neuen UV-LED- und Dual-Cure-UV-Tinten zunimmt, blicken führende Hersteller energiehärtbarer Tinten optimistisch in die Zukunft der Technologie.
Der Markt für energiehärtbare Materialien – UV-Härtung, UV-LED-Härtung und Elektronenstrahlhärtung (EB).– ist seit langem ein starker Markt, da Leistung und Umweltvorteile in zahlreichen Anwendungen zum Umsatzwachstum geführt haben.
Während die Energiehärtungstechnologie in einer Vielzahl von Märkten eingesetzt wird, sind Tinten und Grafik eines der größten Segmente.
„Von Verpackungen über Beschilderungen und Etiketten bis hin zum kommerziellen Druck bieten UV-härtende Tinten beispiellose Vorteile in Bezug auf Effizienz, Qualität und Umweltverträglichkeit.“sagte Jayashri Bhadane, Transparency Market Research Inc. Bhadane schätzt, dass der Markt bis Ende 2031 einen Umsatz von 4,9 Milliarden US-Dollar erreichen wird, was einem jährlichen jährlichen Wachstum von 9,2 % entspricht.
Führende Hersteller von energiehärtenden Tinten sind gleichermaßen optimistisch. Derrick Hemmings, Produktmanager, Siebdruck, energiehärtender Flexodruck, LED Nordamerika,Sonnenchemikalie, sagte, dass der Sektor der energiehärtbaren Kunststoffe zwar weiter wächst, bestimmte bestehende Technologien jedoch weniger genutzt werden, wie beispielsweise herkömmliche UV- und konventionelle Bogenoffset-Tinten in Offsetanwendungen.
Hideyuki Hinataya, GM der Overseas Ink Sales Division fürT&K Toka, das hauptsächlich im Segment der energiehärtenden Tinten tätig ist, stellte fest, dass der Umsatz mit energiehärtenden Tinten im Vergleich zu herkömmlichen Tinten auf Ölbasis zunimmt.
Zeller+Gmelin ist auch ein Spezialist für Energieheilmittel; Tim Smith vonZeller+GmelinsDas Produktmanagementteam stellte fest, dass die Druckindustrie aufgrund ihrer Umwelt-, Effizienz- und Leistungsvorteile zunehmend energiehärtende Tinten wie UV- und LED-Technologien einsetzt.
„Diese Tinten emittieren weniger flüchtige organische Verbindungen (VOCs) als Lösungsmitteltinten und entsprechen damit strengeren Umweltvorschriften und Nachhaltigkeitszielen“, betonte Smith. „Sie bieten eine sofortige Aushärtung und einen reduzierten Energieverbrauch, wodurch die Produktivität gesteigert wird.
„Außerdem eignen sie sich aufgrund ihrer hervorragenden Haftung, Haltbarkeit und Chemikalienbeständigkeit für verschiedene Anwendungen, einschließlich CPG-Verpackungen und -Etiketten“, fügte Smith hinzu. „Trotz höherer Anfangskosten rechtfertigen die damit verbundenen langfristigen Betriebseffizienzen und Qualitätsverbesserungen die Investition. Zeller+Gmelin hat diesen Trend zu energiehärtenden Tinten aufgegriffen, der das Engagement der Branche für Innovation, Nachhaltigkeit und die Erfüllung der sich verändernden Anforderungen von Kunden und Regulierungsbehörden widerspiegelt.“
Anna Niewiadomska, globale Marketingmanagerin für Narrow Web,Flint-Gruppe, sagte, dass das Interesse und das Umsatzwachstum von energiehärtbaren Tinten in den letzten 20 Jahren große Fortschritte gemacht haben und sie zum dominierenden Druckverfahren im Schmalbahnbereich gemacht haben.
„Zu den Treibern dieses Wachstums gehören verbesserte Druckqualität und -eigenschaften, höhere Produktivität sowie weniger Energie und Abfall, insbesondere mit der Einführung von UV-LED“, bemerkte Niewiadomska. „Darüber hinaus können energiehärtende Tinten die Qualität von Buch- und Offsetdruck erreichen – und oft sogar übertreffen – und bieten verbesserte Druckeigenschaften auf einer größeren Auswahl an Substraten als wasserbasierter Flexodruck.“
Niewiadomska fügte hinzu, dass angesichts steigender Energiekosten und zunehmender Nachhaltigkeitsanforderungen die Akzeptanz energiehärtbarer UV-LED- und dualhärtender Tinten zunimmt.
„Interessanterweise beobachten wir ein erhöhtes Interesse nicht nur von Schmalbahndruckern, sondern auch von Breit- und Mittelbahn-Flexodruckern, die Energie sparen und ihren CO2-Fußabdruck verringern möchten“, fuhr Niewiadomska fort.
„Wir sehen weiterhin ein Marktinteresse an energiehärtenden Tinten und Beschichtungen für ein breites Spektrum von Anwendungen und Substraten“, sagt Bret Lessard, Produktlinienmanager fürINX International Ink Co., berichtet. „Die schnelleren Produktionsgeschwindigkeiten und die geringere Umweltbelastung, die diese Tinten bieten, stehen im Einklang mit der Ausrichtung unserer Kunden.“
Fabian Köhn, globaler Leiter Schmalbahn-Produktmanagement beiSiegwerk, sagte, dass während der Verkauf energiehärtender Tinten in den USA und Europa derzeit stagniere, Siegwerk einen sehr dynamischen Markt mit einem wachsenden UV-Segment in Asien sehe.
„Neue Flexodruckmaschinen sind mittlerweile überwiegend mit LED-Lampen ausgestattet und im Offsetdruck investieren viele Kunden aufgrund der höheren Effizienz im Vergleich zu herkömmlichen Offsetdruckmaschinen bereits in UV- oder LED-Härtung“, beobachtete Köhn.
Der Aufstieg der UV-LED
Unter dem Dach der energieheilbaren Technologien gibt es drei Haupttechnologien. UV und UV-LED sind am größten, EB viel kleiner. Der interessante Wettbewerb besteht zwischen UV und UV-LED, die neuer sind und viel schneller wachsen.
„Es gibt ein wachsendes Engagement von Druckereien, UV-LED in neue und nachgerüstete Geräte zu integrieren“, sagte Jonathan Graunke, Vizepräsident für UV/EB-Technologie und stellvertretender F&E-Direktor bei INX International Ink Co. „Der Einsatz von End-of-Press-UV ist Immer noch vorherrschend, um ein ausgewogenes Preis-Leistungs-Verhältnis zu erzielen, insbesondere bei Beschichtungen.“
Köhn wies darauf hin, dass UV-LED wie in den Vorjahren schneller wächst als herkömmliches UV, insbesondere in Europa, wo hohe Energiekosten als Katalysator für die LED-Technologie wirken.
„Hier investieren Drucker vor allem in LED-Technologie, um alte UV-Lampen oder sogar ganze Druckmaschinen zu ersetzen“, fügte Köhn hinzu. „Allerdings sehen wir auch in Märkten wie Indien, Südostasien und Lateinamerika eine anhaltend starke Dynamik in Richtung LED-Härtung, während China und die USA bereits eine hohe Marktdurchdringung von LED aufweisen.“
Hinataya sagte, dass der UV-LED-Druck stärker gewachsen sei. „Als Gründe hierfür werden die steigenden Strompreise und die Umstellung von Quecksilberlampen auf LED-Lampen vermutet“, fügte Hinataya hinzu.
Jonathan Harkins vom Produktmanagementteam von Zeller+Gmelin berichtete, dass die UV-LED-Technologie das Wachstum der herkömmlichen UV-Härtung in der Druckindustrie übertrifft.
„Dieses Wachstum wird durch die Vorteile von UV-LEDs vorangetrieben, darunter geringerer Energieverbrauch, längere Lebensdauer von LEDs, geringere Wärmeabgabe und die Möglichkeit, eine umfassendere Palette von Substraten auszuhärten, ohne wärmeempfindliche Materialien zu beschädigen“, fügte Harkins hinzu.
„Diese Vorteile stehen im Einklang mit dem zunehmenden Fokus der Branche auf Nachhaltigkeit und Effizienz“, sagte Harkins. „Folglich investieren Drucker zunehmend in Geräte mit LED-Härtungstechnologie. Dieser Wandel zeigt sich in der raschen Markteinführung von UV-LED-Systemen in vielen der verschiedenen Druckmärkte von Zeller+Gmelin, darunter Flexodruck, Trockenoffset und Lithodruck. Der Trend spiegelt eine breitere Branchenbewegung hin zu umweltfreundlicheren und kostengünstigeren Drucklösungen wider, wobei die UV-LED-Technologie im Vordergrund steht.“
Hemmings sagte, dass UV-LED weiterhin deutlich wächst, da sich der Markt verlagert, um größeren Nachhaltigkeitsanforderungen gerecht zu werden.
„Der geringere Energieverbrauch, die geringeren Wartungskosten, die Möglichkeit, Substrate leichter zu machen und wärmeempfindliche Materialien verarbeiten zu können, sind allesamt wichtige Gründe für den Einsatz von UV-LED-Tinte“, bemerkte Hemmings. „Sowohl Verarbeiter als auch Markeninhaber fordern mehr UV-LED-Lösungen, und die meisten Druckmaschinenhersteller produzieren jetzt Druckmaschinen, die je nach Bedarf problemlos auf UV-LED umgerüstet werden können.“
Niewiadomska sagte, dass die UV-LED-Härtung in den letzten drei Jahren aufgrund verschiedener Faktoren, darunter gestiegene Energiekosten, Forderungen nach einem geringeren CO2-Fußabdruck und weniger Abfall, erheblich zugenommen habe.
„Darüber hinaus sehen wir auf dem Markt ein umfassenderes Angebot an UV-LED-Lampen, das Druckern und Verarbeitern eine breitere Palette an Lampenoptionen bietet“, bemerkte Niewiadomska. „Schmalbahnverarbeiter auf der ganzen Welt erkennen, dass UV-LED eine bewährte und praktikable Technologie ist und verstehen die vollen Vorteile, die UV-LED mit sich bringt – niedrigere Druckkosten, weniger Abfall, keine Ozonerzeugung, kein Einsatz von Hg-Lampen und höhere Produktivität.“ Wichtig ist, dass die meisten Schmalbahnverarbeiter, die in neue UV-Flexodruckmaschinen investieren, entweder auf UV-LED oder auf ein Lampensystem umsteigen können, das bei Bedarf schnell und wirtschaftlich auf UV-LED aufgerüstet werden kann.“
Dual-Cure-Tinten
Es besteht ein zunehmendes Interesse an der Dual-Cure- oder Hybrid-UV-Technologie, also an Tinten, die entweder mit konventioneller oder UV-LED-Beleuchtung ausgehärtet werden können.
„Es ist allgemein bekannt“, sagte Graunke, „dass die meisten Tinten, die mit LED aushärten, auch mit UV- und additiven UV-Systemen (H-UV) aushärten.“
Köhn von Siegwerk sagte, dass Farben, die mit LED-Lampen ausgehärtet werden können, grundsätzlich auch mit Standard-Hg-Bogenlampen ausgehärtet werden können. Allerdings sind die Kosten für LED-Tinten wesentlich höher als die Kosten für UV-Tinten.
„Aus diesem Grund gibt es immer noch spezielle UV-Tinten auf dem Markt“, fügte Köhn hinzu. „Wenn Sie also ein echtes Dual-Cure-System anbieten möchten, müssen Sie eine Formulierung wählen, die ein ausgewogenes Verhältnis von Kosten und Leistung bietet.
„Unser Unternehmen begann bereits etwa sechs bis sieben Jahre zuvor unter dem Markennamen ‚UV CORE‘ mit der Bereitstellung von Dual-Cure-Tinte“, sagte Hinataya. „Die Auswahl des Fotoinitiators ist für dualhärtende Tinte wichtig. Wir könnten die am besten geeigneten Rohstoffe auswählen und eine Tinte entwickeln, die zum Markt passt.“
Erik Jacob vom Produktmanagementteam von Zeller+Gmelin stellte fest, dass das Interesse an Dual-Cure-Tinten wächst. Dieses Interesse ergibt sich aus der Flexibilität und Vielseitigkeit, die diese Tinten den Druckern bieten.
„Dual-Cure-Tinten ermöglichen es Druckern, die Vorteile der LED-Härtung wie Energieeffizienz und geringere Hitzeeinwirkung zu nutzen und gleichzeitig die Kompatibilität mit bestehenden herkömmlichen UV-Härtungssystemen aufrechtzuerhalten“, sagte Jacob. „Diese Kompatibilität ist besonders attraktiv für Drucker, die schrittweise auf LED-Technologie umsteigen oder eine Mischung aus alten und neuen Geräten betreiben.“
Jacob fügte hinzu, dass Zeller+Gmelin und andere Tintenhersteller daher Tinten entwickeln, die unter beiden Härtungsmechanismen funktionieren, ohne Kompromisse bei Qualität oder Haltbarkeit einzugehen, und so der Nachfrage des Marktes nach anpassungsfähigeren und nachhaltigeren Drucklösungen gerecht werden.
„Dieser Trend unterstreicht die anhaltenden Bemühungen der Branche, Innovationen zu entwickeln und Druckern vielseitigere, umweltfreundlichere Optionen anzubieten“, sagte Jacob.
„Konverter, die auf LED-Härtung umsteigen, benötigen Tinten, die sowohl auf herkömmliche Weise als auch durch LED ausgehärtet werden können. Dies stellt jedoch keine technische Herausforderung dar, da unserer Erfahrung nach alle LED-Tinten unter Quecksilberlampen gut aushärten“, sagte Hemmings. „Diese inhärente Eigenschaft von LED-Tinten ermöglicht Kunden den nahtlosen Übergang von herkömmlichen UV- zu LED-Tinten.“
Niewiadomska sagte, dass die Flint Group ein anhaltendes Interesse an der Dual-Curing-Technologie sehe.
„Ein Dual-Cure-System ermöglicht es den Verarbeitern, die gleiche Tinte auf ihrer UV-LED- und konventionellen UV-Härtungspresse zu verwenden, was den Lagerbestand und die Komplexität reduziert“, fügte Niewiadomska hinzu. „Flint Group ist bei der UV-LED-Härtungstechnologie, einschließlich der Dual-Cure-Technologie, führend. Das Unternehmen leistet seit über einem Jahrzehnt Pionierarbeit bei Hochleistungs-UV-LED- und Dual-Cure-Tinten, lange bevor die Technologie sie so zugänglich und weit verbreitet machte wie heute.“
Deinking und Recycling
Angesichts des wachsenden Interesses an Nachhaltigkeit mussten sich die Tintenhersteller mit Bedenken hinsichtlich UV- und EB-Tinten im Hinblick auf Deinking und Recycling auseinandersetzen
„Es gibt einige, aber sie sind meist minimal“, sagte Graunke. „Wir wissen, dass UV/EB-Produkte spezifische Materialrecyclinganforderungen erfüllen können.
„Zum Beispiel hat INX bei INGEDE beim Deinking von Papier eine 99/100-Bewertung erhalten“, bemerkte Graunke. „Radtech Europe hat eine FOGRA-Studie in Auftrag gegeben, in der festgestellt wurde, dass UV-Offsetfarben auf Papier Deinkbar sind. Das Substrat spielt eine wichtige Rolle für die Recyclingeigenschaften des Papiers, daher sollte bei der pauschalen Recyclingaussage von Zertifizierungen darauf geachtet werden.
„INX verfügt über Lösungen für das Recycling von Kunststoffen, bei denen die Tinten bewusst so konzipiert sind, dass sie auf dem Substrat verbleiben“, fügte Graunke hinzu. „Auf diese Weise kann der bedruckte Artikel während des Recyclingprozesses vom Kunststoff des Hauptkörpers getrennt werden, ohne die alkalische Waschlösung zu verunreinigen. Wir verfügen auch über deinkbare Lösungen, mit denen der Druckkunststoff durch Entfernen der Tinte Teil des Recyclingstroms werden kann. Dies ist bei Schrumpffolien zur Rückgewinnung von PET-Kunststoffen üblich.“
Köhn wies darauf hin, dass es bei Kunststoffanwendungen vor allem seitens der Recycler Bedenken hinsichtlich einer möglichen Kontamination des Waschwassers und des Rezyklats gebe.
„Die Industrie hat bereits mehrere Projekte gestartet, um zu beweisen, dass das Deinking von UV-Farben gut kontrolliert werden kann und das Endrezyklat und das Waschwasser nicht durch Farbbestandteile verunreinigt sind“, beobachtete Köhn.
„Bezüglich des Waschwassers hat der Einsatz von UV-Farben sogar einige Vorteile gegenüber anderen Farbtechnologien“, ergänzt Köhn. „Zum Beispiel löst sich der ausgehärtete Film in größere Partikel, die leichter aus dem Waschwasser gefiltert werden können.
Köhn wies darauf hin, dass Deinking und Recycling bei Papieranwendungen bereits ein etablierter Prozess seien.
„Es gibt bereits UV-Offsetsysteme, die von der INGEDE als leicht von Papier entfärbbar zertifiziert wurden, so dass Drucker weiterhin von den Vorteilen der UV-Farbtechnologie profitieren können, ohne Kompromisse bei der Recyclingfähigkeit einzugehen“, sagte Köhn.
Hinataya berichtete, dass die Entwicklung im Hinblick auf Deinking und Recyclingfähigkeit von Drucksachen voranschreitet.
„Für Papier nimmt die Verteilung von Tinte zu, die den INGEDE-De-inking-Standards entspricht, und Dein-king ist technisch möglich geworden, aber die Herausforderung besteht darin, eine Infrastruktur aufzubauen, um das Recycling von Ressourcen zu verbessern“, fügte Hinataya hinzu.
„Einige energiehärtende Tinten lassen sich gut entfärben und verbessern dadurch die Recyclingfähigkeit“, sagte Hemmings. „Auch die Endverwendung und die Art des Substrats sind wichtige Faktoren für die Recyclingleistung. Die UV-LED-härtbaren SolarWave CRCL-Tinten von Sun Chemical erfüllen die Anforderungen der Association of Plastic Recyclers (APR) an Waschbarkeit und Retention und erfordern keine Verwendung von Primern.“
Niewiadomska wies darauf hin, dass Flint Group seine Evolution-Reihe von Grundierungen und Lacken auf den Markt gebracht hat, um der Notwendigkeit einer Kreislaufwirtschaft bei Verpackungen gerecht zu werden.
„Evolution Deinking Primer ermöglicht das Deinken von Sleeve-Materialien während des Waschens und stellt sicher, dass Schrumpfsleeve-Etiketten zusammen mit der Flasche recycelt werden können. Dadurch wird die Ausbeute an recycelten Materialien erhöht und der mit dem Etikettenentfernungsprozess verbundene Zeit- und Kostenaufwand gesenkt“, sagte Niewiadomska .
„Evolution Varnish wird nach dem Drucken der Farben auf Etiketten aufgetragen und schützt die Tinte, indem es Ausbluten und Abrieb im Regal verhindert und sie anschließend dem Recyclingprozess zuführt“, fügte sie hinzu. „Der Lack sorgt für eine saubere Trennung des Etiketts von der Verpackung und ermöglicht so die Wiederverwertung des Verpackungssubstrats zu hochwertigen, hochwertigen Materialien. Der Lack hat keinen Einfluss auf die Tintenfarbe, die Bildqualität oder die Lesbarkeit des Codes.
„Das Evolution-Sortiment geht die Herausforderungen des Recyclings direkt an und trägt wiederum dazu bei, eine robuste Zukunft für den Verpackungssektor zu sichern“, schloss Niewiadomska. „Evolution Varnish und Deinking Primer erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass jedes Produkt, auf dem sie verwendet werden, vollständig durch die Recyclingkette gelangt.“
Harkins stellte fest, dass selbst bei indirektem Kontakt Bedenken hinsichtlich der Verwendung von UV-Tinten bei Lebensmittel- und Getränkeverpackungen sowie deren Auswirkungen auf Recyclingprozesse bestehen. Das Hauptproblem dreht sich um die mögliche Migration von Fotoinitiatoren und anderen Substanzen aus den Tinten in Lebensmittel oder Getränke, die ein Gesundheitsrisiko darstellen können.
„De-Inking hat für Druckereien, die sich auf die Umwelt konzentrieren, hohe Priorität“, fügte Harkins hinzu. „Zeller+Gmelin hat eine bahnbrechende Technologie entwickelt, die es der energiegehärteten Tinte ermöglicht, sich im Recyclingprozess abzuheben, sodass saubererer Kunststoff wieder in Verbraucherprodukte recycelt werden kann. Diese Technologie heißt EarthPrint.“
Harkins sagte, dass beim Recycling die Herausforderung in der Kompatibilität der Tinten mit Recyclingprozessen liege, da einige UV-Tinten die Recyclingfähigkeit von Papier- und Kunststoffsubstraten beeinträchtigen können, indem sie die Qualität des recycelten Materials beeinträchtigen.
„Um diese Bedenken auszuräumen, hat sich Zeller+Gmelin auf die Entwicklung von Tinten mit geringeren Migrationseigenschaften konzentriert, die die Kompatibilität mit Recyclingprozessen und die Einhaltung von Vorschriften verbessern, um Verbrauchersicherheit und Umweltverträglichkeit zu gewährleisten“, bemerkte Harkins.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 27. Juni 2024
