Οι τεχνολογικές εξελίξεις έχουν καταστήσει τη διαδικασία επεξεργασίας με UV LED πιο προσιτή.

Ενώ η χρήση συστημάτων UV LED στον χώρο της ψηφιακής εκτύπωσης έχει αυξηθεί σημαντικά την τελευταία δεκαετία, στην μεταξοτυπία συνέχισαν να χρησιμοποιούν την παραδοσιακή τεχνολογία στεγνώματος. Το κύριο εμπόδιο δεν ήταν η ετοιμότητα της τεχνολογίας, αλλά το κόστος. Μέχρι πρόσφατα, οι λυχνίες LED ήταν ακριβές, και στη μεταξοτυπία απαιτούνται πολλές περισσότερες λυχνίες LED σε σύγκριση με έναν εκτυπωτή inkjet μεγάλου μεγέθους.

Τώρα που το κόστος έχει μειωθεί, τα οικονομικά και περιβαλλοντικά οφέλη της τεχνολογίας έχουν τραβήξει το ενδιαφέρον των μεταξοτυπικών εταιρειών, κατασκευαστών εξοπλισμού και κατασκευαστών μελανιού. Παρόλο που κατασκευάζονται σχετικά λίγες νέες μεταξοτυπικές μηχανές, ένας αυξανόμενος αριθμός εταιρειών θα ήθελε να αντικαταστήσει τα παλαιά τους συστήματα υδραργύρου με συστήματα UV LED.

Τα τελευταία πέντε χρόνια, η ισχύς των λαμπτήρων που χρησιμοποιούνται στα συστήματα UV LED έχει υπερδιπλασιαστεί, το φυσικό μέγεθος των λαμπτήρων έχει μειωθεί όπως και το κόστος. Ο Mike Higgins, διευθυντής πωλήσεων Phoseon Technology, για την Αμερική,  εκτιμά ότι η αναβάθμιση ενός ιμάντα μεταφοράς πλάτους 50 εκατοστών πριν από πέντε χρόνια θα κόστιζε τέσσερις έως πέντε φορές περισσότερο από ότι σήμερα: «Παίρνετε ένα αποδεδειγμένο σύστημα σκλήρυνσης σε πολύ μικρότερο κόστος.»

Παρακάτω, πέντε αλήθειες για την μεταξοτυπία UV LED.

# 1: Η σκλήρυνση UV LED είναι πιο αποτελεσματική από αυτήν με λυχνία ατμών υδραργύρου

Οι παραδοσιακοί λαμπτήρες UV παράγουν φως, δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό τόξο μέσα σε ένα θάλαμο ιονισμένου αερίου (συνήθως υδράργυρο). Αφού τα άτομα στο θάλαμο αερίου διεγείρονται, αποσυντίθενται και εκπέμπουν φωτόνια. Οι λαμπτήρες τόξου υδραργύρου παράγουν φως σε ολόκληρο το φάσμα της υπεριώδους ακτινοβολίας  (100 nm - 1800 nm). Εκτός από ακτίνες UV-A, παράγεται και επιβλαβής ακτινοβολία UV-B και UV-C που είναι επικίνδυνη για τα μάτια και το δέρμα των εργαζομένων.

Οι λυχνίες υδραργύρου θερμαίνονται πολύ, γεγονός που μπορεί να παραμορφώσει εκτυπωτικά υλικά που είναι ευαίσθητα στη θερμότητα. Επιπλέον, τα συστήματα UV με υδράργυρο παράγουν όζον που πρέπει να απομακρυνθεί από τον χώρο εργασίας. Η χρήση LED για τη σκλήρυνση των μελανιών UV δεν παράγει όζον - ούτε μεταφέρει θερμότητα στην εκτυπωμένη επιφάνεια.

Οι λαμπτήρες UV LED είναι συσκευές ημιαγωγών στερεάς κατάστασης. Παράγουν φως δημιουργώντας τάση, για να ενώσουν τα θετικά φορτισμένα σωματίδια με τα αρνητικά ηλεκτρόνια, εκπέμποντας ενέργεια με τη μορφή φωτονίων. Το φως συγκεντρώνεται σε ένα στενό φάσμα υπεριώδους μήκους κύματος. Τα συστήματα LED παράγουν μόνο ακτινοβολία UV-A, με μήκη κύματος 365 nm, 385 nm, 395 nm ή 405 nm.

Επειδή η ισχύς που εισέρχεται σε μια λυχνία υδραργύρου κατανέμεται σε ένα ευρύ φάσμα, λιγότερο από το 10% της ισχύος που πηγαίνει μέσα στη λάμπα μετατρέπεται σε ενέργεια σκλήρυνσης UV. Αντίθετα, οι λαμπτήρες LED μετατρέπουν περισσότερο από το 30% της ισχύς εισόδου σε ενέργεια σκλήρυνσης UV.

Σε αντίθεση με τις λυχνίες υδραργύρου που χρειάζονται χρόνο για να ζεσταθούν και τυπικά να λειτουργούν όλη την ημέρα, οι LED παρέχουν ενέργεια αμέσως και μπορούν να ενεργοποιούνται και να απενεργοποιούνται ανάλογα με τις ανάγκες. Ορισμένες μονάδες μάλιστα, διαμορφώνονται έτσι ώστε οι λυχνίες LED να σβήνουν μεταξύ των εκτυπώσεων, παρέχοντας μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Οι μονάδες σκλήρυνσης με LED αναμένεται να λειτουργούν για περισσότερες από 20.000 ώρες σε σύγκριση με μια λυχνία τόξου υδραργύρου που αναμένεται να λειτουργεί λιγότερο από 2000 ώρες.

Τα συστήματα σκλήρυνσης με υπεριώδη ακτινοβολία προσφέρονται είτε σε αερόψυκτες είτε σε υδρόψυκτες συσκευασίες για να διασφαλιστεί ότι οι λυχνίες LED λειτουργούν σε σταθερή θερμοκρασία επαφής (η υψηλότερη θερμοκρασία λειτουργίας του ημιαγωγού) κατά τη διάρκεια της παραγωγής και αντέχουν σκληρά περιβάλλοντα παραγωγής.

# 2: Ένας αυξανόμενος αριθμός μελανιών UV LED είναι διαθέσιμος

Προκειμένου να επωφεληθείτε από τη σκλήρυνση UV LED, χρειάζεστε μελάνια που είναι σχεδιασμένα να σκληραίνουν στα υψηλά μήκη κύματος της UV-A ακτινοβολίας που παράγεται από τη λυχνία LED. Τα μελάνια μεταξοτυπίας UV LED περιλαμβάνουν φωτοεκκινητές που απορροφούν τα καθορισμένα μήκη κύματος UV-A που απαιτούνται για να εξασφαλίσουν πλήρη σκλήρυνση στην επιθυμητή ταχύτητα.

Σήμερα, εταιρείες όπως η Nazdar, η Norcote, η Sun Chemical, η Ruco και η Marabu προσφέρουν μελάνια UV LED για συγκεκριμένες εφαρμογές, όπως διακόσμηση μπουκαλιών, εκτύπωση δοχείων και σημεία πώλησης εσωτερικών και εξωτερικών χώρων. Ορισμένα μελάνια μεταξοτυπίας είναι «διπλής σκλήρυνσης» που σημαίνει ότι σκληραίνουν και με τις δυο μεθόδους, UV LED και παραδοσιακά συστήματα υδραργύρου.

Κάθε νέα σύνθεση μελανιού πρέπει να παρέχει την επιθυμητή απόδοση σκλήρυνσης σύμφωνα με την ταχύτητα παραγωγής και πρέπει επίσης να πληροί τις απαιτήσεις πρόσφυσης και ανθεκτικότητας συγκεκριμένων εφαρμογών.

Ακολουθούν μερικά από τα διαθέσιμα μελάνια UV LED στην αγορά:

Η σειρά μεταξοτυπικών μελανιών Nazdar 2300 UV / UV LED είναι σχεδιασμένη για εκτυπώσεις σε γυάλινες και πλαστικές φιάλες που χρησιμοποιούνται για τη συσκευασία καλλυντικών, οικιακών χημικών ουσιών και άλλων προϊόντων. Η σειρά 2600 είναι κατάλληλη για εκτύπωση σε άκαμπτα υποστρώματα που χρησιμοποιούνται συνήθως για σημεία πώλησης P-O-P και εσωτερική / εξωτερική διαφήμιση. Η σειρά 2800 UV / UV LED έχει πολύ καλή πρόσφυση στο βινύλιο που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία αυτοκόλλητων.

Η σειρά μελανιών Nazdar NSC340 UV LED είναι σχεδιασμένη για διακοσμητικές εφαρμογές με υφή σε ανθεκτικά πολυανθρακικά και επεξεργασμένα πολυεστερικά φιλμ.

Τα μελάνια Ruco 937LED είναι μελάνια διπλής σκλήρυνσης που προσφέρουν εξαιρετική πρόσφυση σε γυαλί, κεραμικά και μέταλλα, καθώς και αντοχή σε χημικά, νερό και τριβή. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για διακόσμηση σε μπουκάλια και γυάλινα σκεύη που θα ψύχονται ή θα περνούν από πλυντήριο πιάτων. Τα μελάνια Ruco 947LED είναι σχεδιασμένα για πλαστικά δοχεία, όπως PET, πολυαιθυλένιο, πολυπροπυλένιο, ακρυλικό και πολλά άλλα. Το Ruco 955LED-LM είναι κατάλληλο για την εξωτερική εκτύπωση πλαστικών σωλήνων και κοίλων σωμάτων που χρησιμοποιούνται για τη συσκευασία τροφίμων ή καλλυντικών.

Το Marabu Ultra Pack LEDC είναι ένα LED μελάνι μεταξοτυπίας για εκτυπωτικές εφαρμογές συσκευασίας και επίπεδης ετικέτας. Τα μελάνια, που έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν καλή πρόσφυση, αδιαφάνεια και στιλπνότητα, είναι κατάλληλα για μια ποικιλία υποστρωμάτων, συμπεριλαμβανομένων των προκατεργασμένων HDPE / LDPE, πολυπροπυλενίου, PET / PETG, άκαμπτου PVC, πολυανθρακικού φιλμ και φιλμ πολυστυρενίου.

Τα μελάνια σειράς Norcote LED First-Surface είναι κατάλληλα για σχεδόν όλες τις εφαρμογές εκτύπωσης P-O-P και πλαστικών δοχείων. Σκληραίνουν γρήγορα, είναι ανθεκτικά στις γρατζουνιές επιφάνεια και έχουν καλή πρόσφυση σε πολλά υποστρώματα. Τα Norcote LED MSK δημιουργήθηκαν εκτύπωση σε βιομηχανικές εφαρμογές. Τα μελάνια είναι συμβατά με πολυανθρακικό και επεξεργασμένο πολυεστέρα και με συγκολλητικά ευαίσθητα στην πίεση.

Η Sun Chemical έχει πέντε μελάνια μεταξοτυπίας UV LED, συμπεριλαμβανομένων των PD-LED για βιομηχανικές εφαρμογές, MPC-LED για πλαστικά δοχεία, COMETAL -LED για επιχρισμένα μέταλλα, VYB-LED για βινυλικά υποστρώματα και SunVetro VTGL για γυαλί.

# 3: Οι λαμπτήρες UV LED μπορούν να ενσωματωθούν σε βιομηχανικές μεταξοτυπικές μηχανές

Το 2011, η Empire Screen Printing συνεργάστηκε με τους Nazdar, Phoseon και KBA-Kammann για την κατασκευή της πρώτης μεταξοτυπικής μηχανής roll-to-roll με την ενσωματωμένη τεχνολογία UV LED.

Σύμφωνα με τον John Freismuth, πρόεδρο της Empire Screen Printing, η επεξεργασία με UV LED βελτίωσε τη διαδικασία παραγωγής της εταιρείας, και τους επέτρεψε να μετατρέπουν τις πρώτες ύλες σε τελικά προϊόντα σε μονοκόμματη ροή. Ακόμη η σκλήρυνση με UV LED έχει χαμηλότερο ενεργειακό κόστος, μικρότερο χρόνο εκτός λειτουργίας, δυνατότητα εκτύπωσης σε ευρύτερο φάσμα υποστρωμάτων και είναι φιλική προς το περιβάλλον αφού δεν παράγει όζον.

Από την εγκατάσταση της πρώτης μονάδας το 2011 και τη μετατροπή μιας 6χρωμης μεταξοτυπικής μηχανής που χρησιμοποιούσε λυχνίες υδραργύρου σε 12χρωμη UV LED, η Empire έχει μετατρέψει το 75% των πιεστηρίων της σε LED.

Τα προβλήματα διαρροής μείωσαν τη διάρκεια ζωής των λαμπτήρων LED που χρησιμοποιούσαν υδρόψυκτα συστήματα, λέει ο Freismuth. «Οι αερόψυκτοι λαμπτήρες UV δεν είχαν προβλήματα. Βρισκόμαστε στη διαδικασία μετατροπής όλων των υδρόψυκτων συστημάτων σε αερόψυκτα».

Η Omso είναι εταιρεία που κατασκευάζει εξοπλισμό για την εκτύπωση δοχείων, διαφορετικών τύπων και σχημάτων, για τις βιομηχανίες τροφίμων, καλλυντικών και φαρμακευτικών προϊόντων. Έχουν κατασκευάσει τα μηχανήματα ServoBottle, ειδικά για μελάνια μεταξοτυπίας UV LED, και τα ServoJet, inkjet εκτυπωτές που εκτυπώνουν με μελάνια UV LED απευθείας επάνω σε σωλήνες και φιάλες.

Η αντικατάσταση των παραδοσιακών τεχνολογιών με UV LED, επέτρεψε στην Omso να μειώσει το αποτύπωμα της μηχανής διακόσμησης μπουκαλιών μειώνοντας παράλληλα το κόστος συντήρησης και αυξάνοντας την αξιοπιστία.

Σύμφωνα με τον Scott Frey, Διευθύνοντα Σύμβουλο της Omso North America, οι μεταξοτυπικές εταιρείες που επιθυμούν να μετατρέψουν τις υπάρχοντες αυτόματες μηχανές τους σε UV LED μπορούν να επιτύχουν κέρδος σε 24 με 36 μήνες, ανάλογα με το κόστος ενέργειας και συντήρησης. Σημειώνει ότι, «Με τα σύγχρονα μελάνια και την μεγάλη απόδοση, υπάρχουν λίγοι περιορισμοί στη χρήση μεταξοτυπικών μελανιών UV LED».

Ο Frey θεωρεί την ψηφιακή τεχνολογία ως συμπληρωματική των μεταξοτυπικών συστημάτων: «Το Inkjet είναι κατάλληλο για μικρά τιράζ με εξατομικευμένα γραφικά και εικόνες υψηλής ανάλυσης. Είναι αμφίβολο το αν η ψηφιακή τεχνολογία θα κερδίσει μεγάλο μέρος της αγοράς που ασχολείται με συσκευασίες ειδών προσωπικής υγιεινής, οικιακής χρήσης ή φάρμακα, που έχουν γραφικά πλούσια σε κείμενο».  

# 4: Η M&R εισάγει στην αγορά μια Μονάδα UV LED

Το 2017, η M&R εισήγαγε το σύστημα σκλήρυνσης Photon UV-LED. Όταν χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με τον carousel εκτυπωτή M&R Insignia, το σύστημα σκλήρυνσης επιτρέπει στους μεταξοτύπες να τυπώνουν με πολύχρωμα UV σε θερμικά ευαίσθητα υποστρώματα.

Μια ισχυρή τουρμπίνα συγκρατεί τα ελαφριά υποστρώματα ενώ ο θάλαμος ψύχεται με αέρα. Οι λυχνίες LED έχουν υψηλή ισχύ. Η M&R αναφέρει ότι η θερμότητα που αναπτύσσεται από το LED είναι τόσο χαμηλή ώστε η ψύξη να μπορεί να επιτευχθεί ακόμα και από το εσωτερικό περιβάλλον του κτηρίου.

Ακόμη, εφόσον το σύστημα δεν έχει ανακλαστήρες ή περιστρεφόμενους λαμπτήρες, η μονάδα σκλήρυνσης Photon είναι εύκολη στο καθάρισμα και την συντήρηση, σύμφωνα με την εταιρεία. Ο ιμάντας μεταφοράς έχει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, επειδή δεν εκτίθεται σε υψηλές θερμοκρασίες.

Σύμφωνα με τον Glen Carliss, διευθυντή πωλήσεων της M&R, η μονάδα σκλήρυνσης Photon χρησιμοποιεί λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια επειδή οι λυχνίες LED δεν δουλεύουν συνεχώς, αλλά ενεργοποιούνται μόνο όταν περνούν τα φύλλα. «Δεδομένου ότι τα LED εκπέμπουν  στα 395 nm, πρέπει να χρησιμοποιούνται μελάνια με τους αντίστοιχους φωτοεκκινητές», λέει. «Αυτά τα μελάνια είναι λίγο πιο ακριβά». Παρά το γεγονός ότι ορισμένες μεταξοτυπικές εταιρείες έχουν επιτύχει θετικά αποτελέσματα στην προσπάθεια στερεοποίησης τυποποιημένων UV μελανιών με το Photon, αυτό ίσως να μην συμβαίνει πάντοτε. Ο Carliss υπενθυμίζει στους εκτυπωτές να δοκιμάζουν κάθε μελάνι πριν το ορίσουν κατάλληλο για μια επερχόμενη δουλειά.

# 5: Όλες οι μεταξοτυπικές εταιρείες μπορούν να ωφεληθούν

Εκτός από τις μεγάλες και γνωστές εταιρείες που χρησιμοποιούν ήδη με επιτυχία μελάνια και συστήματα UV LED, μπορούν να ωφεληθούν και οι μικρότερες εταιρείες. Σύμφωνα με τον Higgins, μπορούν να κάνουν μεγάλη εξοικονόμηση της ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνουν αν αντικαταστήσουν τα συστήματα σκλήρυνσης που έχουν με UV LED, όπως επίσης και εξοικονόμηση χώρου, αφού μια μονάδα UV LED έχει περίπου το ένα δέκατο του μεγέθους ενός θερμικού φούρνου.