I LED UV sono giusti per il tuo negozio di schermi?

I progressi della tecnologia hanno reso il processo di polimerizzazione più accessibile.

Mentre l'essiccazione UV LED nello spazio della stampa digitale è cresciuta significativamente nell'ultimo decennio, la maggior parte delle operazioni di serigrafia ha continuato a utilizzare la tecnologia di essiccazione tradizionale. L'ostacolo principale non era la disponibilità della tecnologia, ma il costo. Fino a poco tempo fa, i LED erano costosi, e la necessità in una linea di serigrafia di curare l'intera larghezza della stampa in una sola volta significava che erano necessari molti più LED rispetto a una stampante a getto d'inchiostro di grande formato. Questo tendeva a limitare i primi sviluppi nella industria serigrafica ai contenitori e ad altri formati più piccoli dove il costo delle attrezzature era meno importante.

Ora che i costi sono scesi, i vantaggi economici, ambientali e di sicurezza di questa tecnologia hanno catturato l'interesse delle aziende serigrafiche, dei produttori di attrezzature e degli sviluppatori di inchiostri. Anche se vengono costruite relativamente poche nuove macchine da stampa serigrafica, un numero crescente di aziende vorrebbe sostituire i loro vecchi sistemi di polimerizzazione a vapore di mercurio con unità UV LED.

Negli ultimi cinque anni, la potenza delle lampade utilizzate in Sistemi di polimerizzazione UV-LED è più che raddoppiato, le dimensioni fisiche delle lampade si sono ridotte e i costi sono scesi. Mike Higgins, direttore delle vendite per le Americhe della Phoseon Technology, stima che il retrofit di un trasportatore largo 20 pollici cinque anni fa sarebbe costato quattro o cinque volte di più di oggi: "Si ottiene un sistema di indurimento collaudato a una frazione del costo". 

Ecco cinque fatti che dovresti sapere sulla stampa serigrafica UV LED.

#1: L'indurimento UV LED è più efficiente dell'indurimento UV con vapore di mercurio

Le lampade UV tradizionali producono la luce generando un arco elettrico all'interno di una camera di gas ionizzato (tipicamente mercurio). Dopo che gli atomi nella camera a gas sono eccitati, decadono ed emettono fotoni. Le lampade ad arco di mercurio producono luce in tutto lo spettro della luce ultravioletta (da 100 nanometri [nm] a 1800 nm). Oltre ai raggi UV-A, questo include radiazioni UV-B e UV-C dannose che sono pericolose per gli occhi e la pelle dei lavoratori. 

Secondo Higgins, le lampade al mercurio sono molto calde, il che può far sì che i materiali stampati sensibili al calore si deformino e si raggrinziscano. Inoltre, i sistemi di polimerizzazione UV al mercurio generano ozono che deve essere espulso dall'area di lavoro. L'uso dei LED per polimerizzare gli inchiostri UV non genera ozono, né trasferisce molto calore alla superficie stampata. 

"Il mercato digitale UV LED ha giocato un ruolo importante nel dimostrare la tecnologia al punto che gli stampatori serigrafici vogliono approfittare dei vantaggi e aggiungere UV LED ad altre attrezzature".

Mike Higgins, direttore delle vendite, Americhe, Phoseon Technology

Le lampade UV LED sono dispositivi semiconduttori a stato solido. Producono luce generando una tensione per unire i buchi positivi con gli elettroni negativi, emettendo energia sotto forma di fotoni. La luce è focalizzata all'interno di uno stretto spettro di lunghezze d'onda ultraviolette. Le unità di polimerizzazione a LED Phoseon producono luce solo nella gamma UV-A, con lunghezze d'onda di 365 nm, 385 nm, 395 nm o 405 nm.

Poiché la potenza che entra in una lampada al mercurio è distribuita su un ampio spettro, meno del 10 per cento della potenza che entra nella lampada viene convertita in energia di polimerizzazione UV. Al contrario, le lampade di polimerizzazione a LED Phoseon convertono più del 30 per cento della potenza in ingresso in energia di polimerizzazione UV. 

A differenza delle lampade al mercurio, che hanno bisogno di tempo per riscaldarsi e in genere funzionano tutto il giorno, i LED forniscono energia all'istante e possono essere accesi e spenti secondo le necessità. I dipendenti della tipografia possono spegnere i LED ogni volta che fanno una pausa di 15 minuti; alcune unità sono configurate in modo che i LED si spengano tra una stampa e l'altra, fornendo ulteriore efficienza. Le unità di polimerizzazione a LED dovrebbero funzionare per più di 20.000 ore rispetto a meno di 2000 ore per una lampada ad arco di mercurio. 

I sistemi di polimerizzazione UV-LED sono offerti in pacchetti raffreddati ad aria o ad acqua per garantire che i LED operino ad una temperatura di giunzione costante (la più alta temperatura di funzionamento del semiconduttore) durante la produzione e resistano ad ambienti di produzione difficili. Phoseon produce soluzioni LED brevettate per le scienze della vita e le applicazioni di indurimento industriale dal 2002. Per l'industria della stampa, produce sistemi di polimerizzazione UV-LED per sistemi di stampa a getto d'inchiostro, schermo e flessografia a banda stretta. 

Per le applicazioni di serigrafia, Higgins raccomanda la Phoseon FireJet FJ200, un'unità di polimerizzazione raffreddata ad aria da 395-nm, 16 watt/centimetro quadrato. 

#2: è disponibile un numero crescente di inchiostri UV LED

Per trarre vantaggio dalla polimerizzazione UV LED, avete bisogno di inchiostri formulati per polimerizzare entro le lunghezze d'onda UV-A elevate prodotte dalla lampada LED. Gli inchiostri per schermi UV LED includono fotoiniziatori che assorbono le specifiche lunghezze d'onda UV-A necessarie per garantire una polimerizzazione completa alla velocità desiderata.

Poiché i vantaggi della polimerizzazione UV LED hanno iniziato ad essere provati nelle applicazioni del mondo reale, i produttori di inchiostri serigrafici hanno seguito questa tendenza introducendo formulazioni che consentono a più serigrafi di utilizzare questa tecnologia. 

Oggi, aziende come Nazdar, Norcote, Sun Chemical, Ruco e Marabu offrono inchiostri UV LED per applicazioni specifiche, tra cui la decorazione di bottiglie, la stampa di contenitori, decalcomanie durevoli, interruttori a membrana e grafica per punti vendita interni ed esterni. Alcuni inchiostri UV LED sono formulazioni "dual-cure" che funzionano anche con i tradizionali sistemi di polimerizzazione a vapore di mercurio.  

Ogni nuova formulazione di inchiostro deve fornire le prestazioni di polimerizzazione desiderate alla velocità di produzione, e deve anche soddisfare i requisiti di adesione e durata di applicazioni specifiche. 

Secondo Jeff Morris di Ruco USA, le prestazioni degli inchiostri UV-LED sono state provate nel settore della decorazione delle bottiglie di vetro per più di cinque anni. Poiché il retrofit delle attrezzature industriali può essere costoso, gli acquirenti di attrezzature per la decorazione del vetro o dei contenitori spesso specificano unità di polimerizzazione UV-LED quando acquistano attrezzature serigrafiche per la decorazione di contenitori ad alta velocità e ad alto volume.

#3: Le lampade UV LED possono essere integrate nelle presse per schermi industriali

Nel 2011, Serigrafia Empire ha collaborato con Nazdar, Phoseon e KBA-Kammann per sviluppare la prima macchina da stampa serigrafica roll-to-roll con tecnologia di essiccazione UV LED integrata. La Empire continua ad usare questa Kammann K61 Eco-Press per produrre rotoli o fogli di etichette resistenti all'esterno. 

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