Les LED UV conviennent-elles à votre atelier de sérigraphie ?

Les progrès de la technologie ont rendu le processus de durcissement plus accessible.

Alors que le séchage par LED UV dans le domaine de l'impression numérique s'est considérablement développé au cours de la dernière décennie, la plupart des opérations de sérigraphie ont continué à utiliser la technologie de séchage traditionnelle. Le principal obstacle n'était pas la disponibilité de la technologie, mais son coût. Jusqu'à récemment, les LED étaient chères, et la nécessité pour une ligne de sérigraphie de polymériser toute la largeur de l'impression en une seule fois signifiait qu'il fallait beaucoup plus de LED que pour une imprimante à jet d'encre grand format. Cela avait tendance à limiter les premiers développements dans le domaine des l'industrie de la sérigraphie aux conteneurs et autres formats plus petits où le coût de l'équipement était un facteur moins important.

Maintenant que les coûts ont baissé, les avantages économiques, environnementaux et sécuritaires de cette technologie ont suscité l'intérêt des entreprises de sérigraphie, des fabricants d'équipement et des développeurs d'encre. Bien que relativement peu de nouvelles presses sérigraphiques soient construites, un nombre croissant d'entreprises souhaitent remplacer leurs anciens systèmes de séchage à vapeur de mercure par des unités LED UV.

Au cours des cinq dernières années, la puissance des lampes utilisées en Systèmes de séchage UV-LED a plus que doublé, la taille physique des lampes a été réduite et les coûts ont baissé. Mike Higgins, directeur des ventes, Amériques, pour Phoseon Technology, estime que la mise à niveau d'un convoyeur de 20 pouces de large il y a cinq ans aurait coûté quatre ou cinq fois plus cher qu'aujourd'hui : "Vous obtenez un système de séchage éprouvé pour une fraction du coût". 

Voici cinq faits que vous devez savoir sur la sérigraphie par LED UV.

#1 : Le séchage par LED UV est plus efficace que le séchage UV à la vapeur de mercure

Les lampes UV traditionnelles produisent de la lumière en générant un arc électrique à l'intérieur d'une chambre à gaz ionisé (généralement du mercure). Après avoir été excités, les atomes de la chambre à gaz se désintègrent et émettent des photons. Les lampes à arc au mercure produisent de la lumière dans tout le spectre de la lumière ultraviolette (de 100 nanomètres [nm] à 1800 nm). En plus des rayons UV-A, cela inclut les rayons UV-B et UV-C dangereux pour les yeux et la peau des travailleurs. 

Selon M. Higgins, les lampes à mercure sont très chaudes, ce qui peut provoquer le gauchissement et le froissement des matériaux imprimés sensibles à la chaleur. De plus, les systèmes de séchage UV au mercure génèrent de l'ozone qui doit être évacué loin de la zone de travail. L'utilisation de LED pour le séchage des encres UV ne génère pas d'ozone et ne transfère pas non plus beaucoup de chaleur à la surface imprimée. 

"Le marché des LED UV numériques a joué un rôle important en prouvant la technologie au point que les sérigraphes veulent profiter de ses avantages et ajouter des LED UV à d'autres équipements."

Mike Higgins, directeur des ventes, Amériques, Phoseon Technology

Les lampes LED UV sont des dispositifs semi-conducteurs à l'état solide. Elles produisent de la lumière en générant une tension pour joindre les trous positifs aux électrons négatifs, émettant ainsi de l'énergie sous forme de photons. La lumière est focalisée dans un spectre étroit de longueurs d'onde ultraviolettes. Les unités de séchage à LED Phoseon produisent de la lumière uniquement dans la gamme des UV-A, avec des longueurs d'onde de 365 nm, 385 nm, 395 nm ou 405 nm.

Comme l'énergie entrant dans une lampe à mercure est distribuée sur un large spectre, moins de 10 % de l'énergie entrant dans la lampe est convertie en énergie de séchage UV. En revanche, les lampes de polymérisation à LED Phoseon convertissent plus de 30 % de la puissance d'entrée en énergie de polymérisation UV. 

Contrairement aux lampes à mercure qui ont besoin de temps pour se réchauffer et fonctionnent généralement toute la journée, les LED fournissent de l'énergie instantanément et peuvent être allumées et éteintes selon les besoins. Les employés de l'imprimerie peuvent éteindre les LED chaque fois qu'ils prennent une pause de 15 minutes ; certaines unités sont configurées de manière à ce que les LED s'éteignent entre deux impressions, ce qui accroît encore l'efficacité. Les unités de séchage à LED devraient fonctionner pendant plus de 20 000 heures, contre moins de 2 000 heures pour une lampe à arc au mercure. 

Les systèmes de séchage par LED UV sont proposés dans des boîtiers refroidis par air ou par eau afin de garantir que les LED fonctionnent à une température de jonction constante (la température de fonctionnement la plus élevée du semi-conducteur) pendant la production et qu'elles résistent aux environnements de production difficiles. Depuis 2002, Phoseon fabrique des solutions LED brevetées pour les sciences de la vie et les applications industrielles de séchage. Pour l'industrie de l'impression, elle fabrique des systèmes de séchage à LED UV pour les systèmes d'impression à jet d'encre, de sérigraphie et de flexographie à bande étroite. 

Pour les applications de sérigraphie, Higgins recommande le produit Phoseon's FireJet FJ200, une unité de polymérisation de 395 nm, 16 watts par centimètre carré, refroidie par air. 

#2 : Un nombre croissant d'encres LED UV sont disponibles

Pour tirer parti du durcissement par LED UV, il faut des encres formulées pour durcir dans les hautes longueurs d'onde UV-A produites par la lampe LED. Les encres pour écrans à LED UV comprennent des photo-initiateurs qui absorbent les longueurs d'onde UV-A spécifiées nécessaires pour garantir un durcissement complet à la vitesse souhaitée.

Comme les avantages du séchage par LED UV ont commencé à être prouvés dans des applications réelles, les fabricants d'encre sérigraphique ont suivi cette tendance en introduisant des formulations qui permettent à davantage de sérigraphes d'utiliser cette technologie. 

Aujourd'hui, des sociétés telles que Nazdar, Norcote, Sun Chemical, Ruco et Marabu proposent des encres LED UV pour des applications spécifiques, notamment la décoration de bouteilles, l'impression de conteneurs, les décalcomanies durables, les interrupteurs à membrane et les graphiques de points de vente intérieurs et extérieurs. Certaines encres UV LED pour écran sont des formulations à "double polymérisation" qui fonctionnent également avec les systèmes traditionnels de polymérisation à la vapeur de mercure.  

Chaque nouvelle formulation d'encre doit offrir les performances de séchage souhaitées à la vitesse de production, et doit également répondre aux exigences d'adhérence et de durabilité des applications spécifiques. 

Selon Jeff Morris de Ruco USA, les performances des encres LED UV ont été prouvées dans le secteur de la décoration des bouteilles en verre depuis plus de cinq ans. Étant donné que la mise à niveau d'un équipement industriel peut être coûteuse, les acheteurs d'équipements de décoration de verre ou de conteneurs spécifient souvent des unités de séchage à LED UV lorsqu'ils achètent un équipement de sérigraphie pour la décoration de conteneurs à grande vitesse et en grand volume.

#3 : Des lampes à DEL UV peuvent être intégrées à des presses sérigraphiques industrielles

En 2011, Sérigraphie Empire a collaboré avec Nazdar, Phoseon et KBA-Kammann pour développer la première presse sérigraphique de rouleau à rouleau avec technologie de séchage LED UV intégrée. Empire continue d'utiliser cette Kammann K61 Eco-Press pour produire des rouleaux ou des feuilles d'étiquettes résistantes à l'extérieur. 

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