Negli ultimi anni tutti i principali costruttori di macchine da stampa, i produttori di inchiostri e fornitori di lampade UV hanno presentato soluzioni e spinto fortemente questa tecnologia che offre indubbi vantaggi economici, produttivi e ambientali.
Durante Print4All il seminario tecnico tenuto da Mark Macaré di RadTech Europe, dal titolo UV LED curing in the Graphic Industry: The Power of Light ha affrontato l’argomento con un approccio fortemente tecnico e divulgativo. Per questo Italia Grafica ha deciso di aprire questo speciale riprendendo i contenuti del seminario convinti che la comprensione dei vantaggi di questa tecnologia debba necessariamente basarsi sulla conoscenza di tutte le componenti del processo.
UV LED: i vantaggi
«L’impiego dell’UV nella stampa offre diversi vantaggi rispetto alle tecnologie tradizionali – ha esordito Mark Macaré – che si possono riassumere in pochi punti, tra cui quelli più evidenti riguardano l’incremento della produttività grazie all’istantaneo processo di essiccazione che minimizza i rischi di controstampa e rende pressoché immediato l’accesso alle fasi successive di lavorazione, nessuna emissione di solvente, la capacità di gestire in macchina un’ampia gamma di supporti anche di ridotte grammature, miglior ancoraggio dell’inchiostro e maggiore resistenza del film di inchiostro, recupero di spazio prima dedicato ad alloggiare lo stampato in fase di asciugatura. Stampare usando tecnologia UV implica l’utilizzo di inchiostri contenenti particolari fotoiniziatori reattivi alle lunghezze d’onda emesse da lampade idonee allo scopo. Ad oggi le tipologie di lampade UV possono essere raggruppate in 3 classi: High Pressure Mercury UV, Metal halide type UV(H-UV) e UV-LED(figura 2). Le lampade della prima categoria sono tuttora molto diffuse, la tecnologia è consolidata, ma alcuni effetti collateraliderivanti dal loro impiego (sviluppo calore, generazione di ozono, smaltimento come rifiuto speciale, consumi energetici importanti) hanno favorito la nascita di proposte alternative tra cui l’UV-LED che presenta notevoli vantaggi».
Questioni aperte, ma il futuro è roseo
Ma accanto agli evidenti benefici offerti dall’UV LED restano aperte alcune questioni di fondamentale importanza. Primo fra tutti il costo della materia prima poiché, per lavorare con le lampade a basso consumo energetico gli inchiostri devono contenere particolari fotoiniziatori reattivi alle lunghezze d’onda delle radiazioni utilizzate. Questi inchiostri sono sensibili e devono essere utilizzati con accortezza in stretta sinergia con lampade specifiche per evitare che il processo di polimerizzazione si inneschi in maniera incontrollata. Va, inoltre, considerato che oggi la scelta di fotoiniziatori è ancora limitata e costosa. La gestione della distanza tra la lampada e la superficie di stampa deve essere controllata e costante durante il processo poiché impatta sulla qualità della polimerizzazione e sull’ottimale sfruttamento dell’emissione. I fotoiniziatori polimerizzati alle lunghezze d’onda 385-395 nn hanno la tendenza a ingiallire; l’utilizzo di lunghezze d’onda inferiori (365nm) riduce questo effetto di ingiallimento, ma la potenza di uscita delle lampade è molto più bassa riducendo così la velocità di polimerizzazione.
Certamente il futuro dell’UV LED è più che promettente grazie anche alla massiccia diffusione che ha avuto in vari ambiti tra cui cui la stampa inkjet di grande formato, nel settore del legno (verniciatura, protezione) e dell’elettronica che spinge la ricerca verso soluzioni non solo più economiche, ma adatte a innumerevoli tipologie di prodotto.
Il grafico mostra come avviene il processo di polimerizzazione di un inchiostro. L’inchiostro UV contiene degli elementi chiamati fotoiniziatori che, esposti alla radiazione di una lampada UV posta a bordo macchina, attivano un processo chiamato di polimerizzazione anche definito indurimento o essiccazione. In pratica, le molecole che compongono l’inchiostro si raggruppano solidificandosi. Nella frazione di pochi secondi il film di inchiostro è asciutto e resistente all’abrasione e per questo lo stampato può essere immediatamente indirizzato alla lavorazione successiva.
Classificazione delle lampade UV presentata da Radtech. Le lampade a mercurio hanno uno spettro di emissione molto ampio; nella parte bassa delle lunghezze d‘onda viene emesso ozono. Le lampade UV-LED hanno uno spettro di emissione concentrato nell’intervallo 360-395 nanometri emettono radiazioni che non producono ozono limitando così l’impiego di sistemi di ventilazione e generano meno calore. Le lampade H-UV non producono ozono e anch’esse generano meno calore rispetto alle lampade UV a mercurio.
La figura riassume alcune delle caratteristiche e relativi benefici offerti dalla impiego di lampade UV-LED nella stampa. Partendo dalla prima riga: eliminazione dei tempi di riscaldamento, riduzione dei consumi energetici, bassa trasmissione di calore allo stampato, nessuna emissione di ozono e assenza di mercurio nel processo, maggiore durata della vita delle lampade.
