LEDがUV硬化の唯一の持続可能な選択肢である理由

発行2022年9月26日
フォセオン・テクノロジー、マーケティング・コミュニケーション・マネージャー、ステイシー・ホーゲ 記

今日、すべての主要ブランドが、より持続可能な印刷方法を提供することをサプライヤーに要求している。印刷工程におけるUV LED硬化の環境面でのメリットは数多く、かつ大きい。UV LEDは、世界中のユーザーに省エネルギー、廃棄物の削減、汚染の防止をもたらします。

従来のUV硬化プロセスでは、水銀UVランプに関連する莫大な熱は、動作させるために多くの電力を必要とした。大量の電力に加えて、これらの電球は頻繁に交換する必要があり、大量の廃棄物が発生します。LED硬化システムは、正しく構築されていれば、最大60,000時間という非常に長い寿命を持ち、電球の交換は不要です。水銀ランプはオゾンを発生させ、特に印刷工場のような狭い空間では、呼吸するのに危険である。印刷機から有毒ガスを排出するには、排気システムが必要です。UV LED硬化では、このような排気システムをなくすことができ、はるかに環境に優しいプロセスとなっている。

エネルギー節約

従来のUV硬化プロセスは、運転に大量の電力を必要とするため、電気代が非常に高くなっていました。UV LEDテクノロジーは、従来の乾燥システムと比較して最大85％の省エネを実現します。LED硬化では、水銀蒸気UVランプから発生するガスを除去するためのヒュームエクストラクションユニットが不要です。UV LEDは環境に良いだけでなく、企業経営の財務、持続可能性、健康、安全性にも非常に良い影響を与える。

その一例として、ポーランドのカトヴィツェにある家族経営の印刷会社Eticod社は、早い段階から持続可能なラベル生産に着目し、すでに太陽光発電システムと熱交換器に投資してきた。今回の乾燥用UV LEDへの投資により、エティコド社のCO2排出量はさらに削減され、省エネ効果も高まっている。

エティコッドのBobst M5 430、UV LED硬化機能付き10色印刷機が設置され、稼働を開始した。この機械は消費電力を約60％削減し、年間約50kWhの節約に相当し、同時に200トンのCO2を削減した。

汚染防止

UV LEDランプは、CO2排出量を50％以上削減します。UV LEDランプはオゾンを発生させず、産業プロセス全体から有害な水銀を排除することが期待できます。UV LEDランプでは、水銀蒸気UVランプから発生する有害ガスやオゾンを除去するためのヒュームエクストラクションユニットは不要です。

LEDシステムを導入することで、コンバーターはフロアスペースを拡張したり、従業員を揮発性有機化合物（VOC）や有害なUV-Cオゾンにさらすことなく、製品ラインを多様化し、新しい市場に参入することができる。UV水銀ステーションを撤去し、LEDランプにアップグレードすることで、印刷機1台あたり年間最大200トンのCO2を削減することができます。また、水銀灯から発生するオゾンと熱を除去するために、毎年数百万立方メートルの空気を抽気する必要がない。

廃棄物の削減

従来の水銀ランプは寿命が非常に短く、1,000～1,500時間ごとに交換する必要があった。LED硬化ランプは、適切にメンテナンスすれば60,000時間を超える。UV LED技術にアップグレードすることで、こうした交換コストが不要になり、水銀を使用しないことで環境に大きなメリットをもたらします。

カリフォルニアのCentral Valley Label社は、水銀からLEDへのアップグレードにより、大幅な運用コストの削減を実現した。UV LED硬化技術に切り替える前、セントラルバレーレーベルは、古いUV水銀印刷機のUVバルブ交換に年間1TP4万～1TP4万5千円を費やしていた。同社がUV LEDソリューションに切り替えたことで、その出費はなくなった。

初期投資コスト：水銀とLEDの比較

水銀の初期コストはLEDより低いかもしれないが、長期的なコストは水銀の方がはるかに高い。LEDの初期投資額は水銀より若干高いか同じかもしれないが、水銀に必要な追加コストはすべて時間の経過とともに加算される。一方、LEDの設置後の長期コストはゼロである。

• 水銀紫外線のコストは、システムの寿命が尽きるまで増え続ける。
• 消耗品（バルブ、リフレクター、レンズ、シャッター、ダイクロイックフィルターなど）は、水銀UVメーカーにとって重要な収益源である。
• 生産ロス、基板ロス、消耗品費の再発がコンバーターの収益性を悪化させる。

UV LEDはメンテナンスが少なく、消耗品もなく、性能も予測可能である。

• UV LEDは、コンバーターが作業に集中し、コンバーターの収益性を高めることを可能にする。
• 一定で、反復可能で、予測可能。

水銀灯の交換費用

新しい硬化システムを検討する際には、水銀灯の交換など、長期的にかかるコストにも目を向けてください。水銀UVは、システムの耐用年数の間、収益に大きな影響を与え続けます。

法律

水銀に関する水俣条約は、水銀の悪影響から人の健康と環境を守るための世界的な条約である。

水俣条約の主な内容には、新規水銀鉱山の禁止、既存の水銀鉱山の段階的廃止、多くの製品やプロセスにおける水銀使用の段階的廃止と段階的削減、大気への排出と土地や水への放出に関する規制措置、職人的小規模金採掘のインフォーマル・セクターの規制などが含まれる。

条約はまた、水銀の中間貯蔵と廃棄物となった後の処分、水銀で汚染された場所、健康問題についても言及している。

• 水俣条約は2017年、欧州連合（EU）をはじめとする多くの国々で法制化された。現在、水俣条約には127カ国が加盟している。
• 2020年は、水銀添加製品の期限として水俣条約にとって重要な年だった。
• 締約国は、適切な措置をとることにより、2020年以降、附属書Aの第1部に掲げる水銀添加製品の製造、輸出入を認めてはならない。
• すでに水銀の採掘を禁止している国もある。
• 一部の製品ではすでに水銀の使用が禁止されている。

結論

UV LED硬化技術は、温室効果ガスや危険な水銀、オゾンをUV硬化プロセスから排除しつつ、大幅な省エネルギーを実現する高性能硬化技術を装置メーカーに提供する。UV LED製品は、従来の水銀を使用した製品と比較して、大幅な環境改善を実現します。

著者について

ステイシー・ホーゲは2009年にPhoseonに入社し、10年以上のマーケティング・コミュニケーション経験を持つ。Phoseon Technologyのマーケティング・コミュニケーション戦略および実施を担当。ミネソタ州のセント・クラウド州立大学でマスコミュニケーションと心理学の理学士号を取得。

タグ： 紙・フィルム・箔コンバーター
カテゴリ： 環境的に持続可能なUVLED