Báo cáo về mực đóng rắn bằng năng lượng năm 2024

Khi sự quan tâm ngày càng tăng đối với mực UV LED và mực UV đóng rắn kép mới, các nhà sản xuất mực đóng rắn bằng năng lượng hàng đầu đang lạc quan về tương lai của công nghệ này.

Thị trường vật liệu đóng rắn bằng năng lượng – tia cực tím (UV), đèn LED UV và chùm tia điện tử (EB)– Đây là một thị trường mạnh mẽ trong thời gian dài, vì hiệu suất và lợi ích về môi trường đã thúc đẩy tăng trưởng doanh số trong nhiều ứng dụng.

Mặc dù công nghệ đóng rắn bằng năng lượng được sử dụng rộng rãi trong nhiều thị trường, nhưng mực in và nghệ thuật đồ họa vẫn là một trong những phân khúc lớn nhất.

“Từ bao bì đến biển hiệu, nhãn mác và in ấn thương mại, mực in UV mang lại những lợi ích vượt trội về hiệu quả, chất lượng và tính bền vững môi trường.”Jayashri Bhadane, Công ty Nghiên cứu Thị trường Minh bạch cho biếtBhadane ước tính thị trường sẽ đạt doanh thu 4,9 tỷ đô la vào cuối năm 2031, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 9,2%.

Các nhà sản xuất mực in đóng rắn bằng năng lượng hàng đầu cũng lạc quan không kém. Derrick Hemmings, quản lý sản phẩm, in lụa, in flexo đóng rắn bằng năng lượng, LED Bắc Mỹ,Sun ChemicalÔng cho biết, trong khi lĩnh vực mực in sử dụng năng lượng tái tạo tiếp tục phát triển, một số công nghệ hiện có lại ít được sử dụng hơn, chẳng hạn như mực UV truyền thống và mực in tờ rời thông thường trong các ứng dụng in offset.

Hideyuki Hinataya, Tổng Giám đốc Bộ phận Kinh doanh Mực in Quốc tế.T&K TokaCông ty này, chủ yếu hoạt động trong lĩnh vực mực in đóng rắn bằng năng lượng, lưu ý rằng doanh số bán mực in đóng rắn bằng năng lượng đang tăng lên so với mực in gốc dầu thông thường.

Zeller+Gmelin cũng là một chuyên gia về chữa bệnh bằng năng lượng; Tim Smith củaZeller+Gmelin'sNhóm quản lý sản phẩm nhận thấy rằng, do những lợi ích về môi trường, hiệu quả và hiệu suất, ngành công nghiệp in ấn đang ngày càng áp dụng mực in khô bằng năng lượng, chẳng hạn như công nghệ UV và LED.

“Loại mực này phát thải ít hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) hơn so với mực dung môi, phù hợp với các quy định môi trường nghiêm ngặt hơn và các mục tiêu bền vững,” Smith chỉ ra. “Chúng có khả năng khô tức thì và giảm tiêu thụ năng lượng, do đó nâng cao năng suất.”

“Ngoài ra, độ bám dính, độ bền và khả năng kháng hóa chất vượt trội của chúng khiến chúng phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm bao bì và nhãn mác hàng tiêu dùng nhanh,” ông Smith nói thêm. “Mặc dù chi phí ban đầu cao hơn, nhưng hiệu quả hoạt động lâu dài và những cải tiến về chất lượng mà chúng mang lại đã chứng minh cho khoản đầu tư này. Zeller+Gmelin đã nắm bắt xu hướng sử dụng mực in đóng rắn bằng năng lượng, phản ánh cam kết của ngành đối với sự đổi mới, tính bền vững và đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách hàng và các cơ quan quản lý.”

Anna Niewiadomska, giám đốc tiếp thị toàn cầu cho web hẹp,Tập đoàn FlintÔng cho biết, sự quan tâm và doanh số bán mực in đóng rắn bằng năng lượng đã có những bước tiến vượt bậc trong 20 năm qua, biến nó trở thành quy trình in ấn chiếm ưu thế trong lĩnh vực in khổ hẹp.

“Các yếu tố thúc đẩy sự tăng trưởng này bao gồm chất lượng và đặc tính in được cải thiện, năng suất tăng lên, và giảm năng lượng tiêu thụ cũng như chất thải, đặc biệt là với sự ra đời của đèn LED UV,” ông Niewiadomska nhận xét. “Hơn nữa, mực in đóng rắn bằng năng lượng có thể đáp ứng – và thường vượt trội – chất lượng của in letterpress và offset, đồng thời mang lại các đặc tính in được nâng cao trên nhiều loại vật liệu hơn so với mực flexo gốc nước.”

Niewiadomska nói thêm rằng, khi chi phí năng lượng tăng cao và các yêu cầu về tính bền vững ngày càng được đặt lên hàng đầu, việc ứng dụng đèn LED UV đóng rắn bằng năng lượng và mực đóng rắn kép đang ngày càng phổ biến.

“Điều thú vị là, chúng tôi nhận thấy sự quan tâm ngày càng tăng không chỉ từ các nhà in khổ hẹp mà còn từ các nhà in flexo khổ rộng và khổ trung bình, những người đang tìm cách tiết kiệm chi phí năng lượng và giảm lượng khí thải carbon”, Niewiadomska tiếp tục.

“Chúng tôi tiếp tục nhận thấy sự quan tâm của thị trường đối với mực và lớp phủ đóng rắn bằng năng lượng trong nhiều ứng dụng và chất nền khác nhau,” Bret Lessard, quản lý dòng sản phẩm củaCông ty mực in quốc tế INXTheo báo cáo, “Tốc độ sản xuất nhanh hơn và tác động môi trường giảm thiểu mà các loại mực này mang lại hoàn toàn phù hợp với trọng tâm của khách hàng chúng tôi.”

Fabian Köhn, người đứng đầu toàn cầu về quản lý sản phẩm web hẹp tạiSiegwerkÔng cho biết, trong khi doanh số bán mực in khô bằng năng lượng ở Mỹ và châu Âu hiện đang trì trệ, Siegwerk nhận thấy một thị trường rất năng động với phân khúc mực UV đang phát triển mạnh ở châu Á.

“Các máy in flexo thế hệ mới hiện nay chủ yếu được trang bị đèn LED, và trong lĩnh vực in offset, nhiều khách hàng đã đầu tư vào công nghệ sấy UV hoặc LED do hiệu quả cao hơn so với các máy in offset thông thường,” ông Köhn nhận xét.
Sự trỗi dậy của đèn LED UV
Có ba công nghệ chính thuộc nhóm công nghệ đóng rắn bằng năng lượng. Tia cực tím (UV) và đèn LED UV là hai công nghệ lớn nhất, trong khi chùm electron (EB) nhỏ hơn nhiều. Cuộc cạnh tranh thú vị diễn ra giữa UV và đèn LED UV, công nghệ mới hơn và đang phát triển nhanh hơn nhiều.

“Các nhà in đang ngày càng cam kết tích hợp đèn LED UV vào các thiết bị mới và thiết bị được nâng cấp,” Jonathan Graunke, Phó chủ tịch công nghệ UV/EB và trợ lý giám đốc R&D của INX International Ink Co. cho biết. “Việc sử dụng UV ở cuối máy in vẫn phổ biến để cân bằng giữa chi phí và hiệu suất, đặc biệt là với các lớp phủ.”

Köhn chỉ ra rằng, cũng như những năm trước, đèn LED UV đang phát triển nhanh hơn đèn UV truyền thống, đặc biệt là ở châu Âu, nơi chi phí năng lượng cao đóng vai trò là chất xúc tác cho công nghệ LED.

“Tại đây, các nhà in chủ yếu đầu tư vào công nghệ LED để thay thế đèn UV cũ hoặc thậm chí toàn bộ máy in,” Köhn nói thêm. “Tuy nhiên, chúng tôi cũng đang chứng kiến ​​đà phát triển mạnh mẽ của công nghệ sấy khô bằng LED tại các thị trường như Ấn Độ, Đông Nam Á và Mỹ Latinh, trong khi Trung Quốc và Mỹ đã cho thấy mức độ thâm nhập thị trường cao của công nghệ LED.”
Ông Hinataya cho biết công nghệ in UV LED đang có sự tăng trưởng mạnh mẽ hơn. "Lý do được cho là do chi phí điện năng tăng cao và việc chuyển đổi từ đèn thủy ngân sang đèn LED", ông Hinataya nói thêm.

Jonathan Harkins thuộc nhóm Quản lý Sản phẩm của Zeller+Gmelin cho biết công nghệ LED UV đang phát triển nhanh hơn so với công nghệ sấy UV truyền thống trong ngành in ấn.
“Sự tăng trưởng này được thúc đẩy bởi những ưu điểm của đèn LED UV, bao gồm mức tiêu thụ năng lượng thấp hơn, tuổi thọ đèn LED dài hơn, lượng nhiệt tỏa ra giảm và khả năng làm khô nhiều loại chất nền hơn mà không làm hỏng các vật liệu nhạy nhiệt,” Harkins nói thêm.

“Những lợi ích này phù hợp với sự tập trung ngày càng tăng của ngành công nghiệp vào tính bền vững và hiệu quả,” ông Harkins cho biết. “Do đó, các nhà in ngày càng đầu tư vào thiết bị tích hợp công nghệ sấy khô bằng đèn LED. Sự thay đổi này thể hiện rõ qua việc thị trường nhanh chóng áp dụng các hệ thống đèn LED UV trong nhiều lĩnh vực in ấn khác nhau của Zeller+Gmelin, bao gồm các công nghệ in flexo, in offset khô và in thạch bản. Xu hướng này phản ánh một phong trào rộng lớn hơn trong ngành hướng tới các giải pháp in ấn thân thiện với môi trường và tiết kiệm chi phí hơn, với công nghệ đèn LED UV đi đầu.”

Hemmings cho biết đèn LED UV tiếp tục phát triển mạnh mẽ khi thị trường chuyển dịch để đáp ứng nhu cầu bền vững cao hơn.

“Việc tiêu thụ năng lượng thấp hơn, chi phí bảo trì thấp hơn, khả năng làm nhẹ chất nền và khả năng in các vật liệu nhạy nhiệt đều là những yếu tố chính thúc đẩy việc sử dụng mực UV LED,” Hemmings nhận định. “Cả các nhà sản xuất bao bì và chủ sở hữu thương hiệu đều đang yêu cầu nhiều giải pháp UV LED hơn, và hầu hết các nhà sản xuất máy in hiện nay đều đang sản xuất các máy in có thể dễ dàng chuyển đổi sang UV LED để đáp ứng nhu cầu.”

Niewiadomska cho biết công nghệ sấy bằng đèn LED UV đã phát triển đáng kể trong ba năm qua do nhiều yếu tố, bao gồm chi phí năng lượng tăng cao, nhu cầu giảm lượng khí thải carbon và giảm thiểu chất thải.

“Ngoài ra, chúng tôi nhận thấy trên thị trường có nhiều loại đèn LED UV đa dạng hơn, cung cấp cho các nhà in và nhà gia công nhiều lựa chọn đèn hơn,” ông Niewiadomska lưu ý. “Các nhà gia công khổ hẹp trên toàn thế giới nhận thấy rằng LED UV là một công nghệ đã được chứng minh và khả thi, đồng thời hiểu rõ những lợi ích đầy đủ mà LED UV mang lại – chi phí in thấp hơn, ít chất thải hơn, không tạo ra ozone, không sử dụng đèn thủy ngân và năng suất cao hơn. Quan trọng hơn, hầu hết các nhà gia công khổ hẹp đầu tư vào máy in flexo UV mới đều có thể lựa chọn LED UV hoặc hệ thống đèn có thể được nâng cấp nhanh chóng và tiết kiệm chi phí lên LED UV khi cần thiết.”

Mực đóng rắn kép
Gần đây, người ta ngày càng quan tâm đến công nghệ UV kép hoặc lai, loại mực có thể được làm khô bằng cả đèn LED thông thường hoặc đèn LED UV.

“Ai cũng biết,” Graunke nói, “rằng hầu hết các loại mực khô bằng đèn LED cũng có thể khô bằng tia UV và các hệ thống UV bổ sung (H-UV).”

Ông Köhn của Siegwerk cho biết, nhìn chung, các loại mực có thể được làm khô bằng đèn LED cũng có thể được làm khô bằng đèn hồ quang thủy ngân tiêu chuẩn. Tuy nhiên, chi phí của mực LED cao hơn đáng kể so với chi phí của mực UV.

“Vì lý do này, vẫn còn các loại mực UV chuyên dụng trên thị trường,” Köhn nói thêm. “Do đó, nếu bạn muốn cung cấp một hệ thống đóng rắn kép thực sự, bạn cần chọn một công thức cân bằng giữa chi phí và hiệu suất.”

“Công ty chúng tôi đã bắt đầu cung cấp mực hai thành phần đóng rắn khoảng sáu đến bảy năm trước dưới thương hiệu 'UV CORE',” ông Hinataya cho biết. “Việc lựa chọn chất khởi tạo quang hóa rất quan trọng đối với mực hai thành phần đóng rắn. Chúng tôi có thể lựa chọn các nguyên liệu thô phù hợp nhất và phát triển loại mực phù hợp với thị trường.”

Erik Jacob thuộc nhóm Quản lý Sản phẩm của Zeller+Gmelin lưu ý rằng ngày càng có nhiều người quan tâm đến mực in hai chế độ. Sự quan tâm này xuất phát từ tính linh hoạt và đa dụng mà loại mực này mang lại cho các nhà in.

“Mực in hai chế độ sấy cho phép các nhà in tận dụng được những lợi ích của công nghệ sấy LED, chẳng hạn như tiết kiệm năng lượng và giảm tiếp xúc với nhiệt, đồng thời vẫn duy trì khả năng tương thích với các hệ thống sấy UV truyền thống hiện có,” Jacob cho biết. “Khả năng tương thích này đặc biệt hấp dẫn đối với các nhà in đang chuyển đổi dần sang công nghệ LED hoặc những người đang sử dụng kết hợp thiết bị cũ và mới.”

Jacob cho biết thêm rằng, kết quả là, Zeller+Gmelin và các công ty mực in khác đang phát triển các loại mực có thể hoạt động tốt dưới cả hai cơ chế sấy mà không ảnh hưởng đến chất lượng hoặc độ bền, đáp ứng nhu cầu của thị trường về các giải pháp in ấn linh hoạt và bền vững hơn.

“Xu hướng này cho thấy những nỗ lực không ngừng của ngành công nghiệp trong việc đổi mới và cung cấp cho các nhà in nhiều lựa chọn linh hoạt và thân thiện với môi trường hơn”, Jacob nói.

“Các nhà sản xuất chuyển sang sử dụng công nghệ sấy LED cần loại mực có thể sấy khô bằng cả phương pháp truyền thống và bằng đèn LED, nhưng đây không phải là thách thức kỹ thuật, vì theo kinh nghiệm của chúng tôi, tất cả các loại mực LED đều sấy khô tốt dưới đèn thủy ngân,” Hemmings cho biết. “Đặc điểm vốn có này của mực LED cho phép khách hàng chuyển đổi liền mạch từ mực UV truyền thống sang mực LED.”
Ông Niewiadomska cho biết Tập đoàn Flint đang nhận thấy sự quan tâm liên tục đối với công nghệ xử lý kép.

“Hệ thống Dual Cure cho phép các nhà sản xuất sử dụng cùng một loại mực trên máy in UV LED và máy in UV thông thường, giúp giảm lượng hàng tồn kho và độ phức tạp,” ông Niewiadomska nói thêm. “Tập đoàn Flint đi tiên phong trong công nghệ in UV LED, bao gồm cả công nghệ Dual Cure. Công ty đã tiên phong trong lĩnh vực mực in UV LED hiệu suất cao và mực Dual Cure trong hơn một thập kỷ, rất lâu trước khi công nghệ này trở nên dễ tiếp cận và được sử dụng rộng rãi như ngày nay.”

Tẩy mực và tái chế
Trước sự quan tâm ngày càng tăng đối với tính bền vững, các nhà sản xuất mực in đã phải giải quyết những lo ngại liên quan đến mực in UV và EB về vấn đề tẩy mực và tái chế.
“Có một số trường hợp nhưng hầu hết đều ở mức tối thiểu,” Graunke nói. “Chúng tôi biết rằng các sản phẩm UV/EB có thể đáp ứng các nhu cầu tái chế vật liệu cụ thể.”

“Ví dụ, INX đã đạt điểm 99/100 với INGEDE về khả năng tẩy mực trên giấy,” Graunke nhận xét. “Radtech Europe đã ủy thác cho FOGRA thực hiện một nghiên cứu xác định rằng mực in offset UV có thể tẩy được trên giấy. Chất nền đóng vai trò quan trọng trong các đặc tính tái chế của giấy, vì vậy cần thận trọng khi đưa ra các tuyên bố chung chung về khả năng tái chế hoặc các chứng nhận.”

“INX có các giải pháp tái chế nhựa mà mực in được thiết kế để bám chắc trên bề mặt,” ông Graunke nói thêm. “Bằng cách này, sản phẩm in có thể được tách ra khỏi phần nhựa chính trong quá trình tái chế mà không làm ô nhiễm dung dịch tẩy rửa ăn mòn. Chúng tôi cũng có các giải pháp loại bỏ mực in, cho phép nhựa in được đưa vào dòng tái chế bằng cách loại bỏ mực. Điều này thường được sử dụng để thu hồi nhựa PET thông qua màng co.”

Köhn lưu ý rằng đối với các ứng dụng nhựa, có những lo ngại, đặc biệt là từ các nhà tái chế, về khả năng ô nhiễm nước rửa và vật liệu tái chế.

Ông Köhn nhận xét: “Ngành công nghiệp đã triển khai một số dự án để chứng minh rằng quá trình tẩy mực UV có thể được kiểm soát tốt và vật liệu tái chế cuối cùng cũng như nước rửa không bị nhiễm bẩn bởi các thành phần mực”.

“Về vấn đề nước rửa, việc sử dụng mực UV thậm chí còn có một số ưu điểm so với các công nghệ mực khác,” Köhn nói thêm. “Ví dụ, lớp màng đã đóng rắn sẽ bong ra thành các hạt lớn hơn, có thể dễ dàng lọc ra khỏi nước rửa hơn.”

Köhn chỉ ra rằng, đối với các ứng dụng giấy, việc tẩy mực và tái chế đã là một quy trình được thiết lập từ lâu.

“Hiện đã có các hệ thống in offset UV được INGEDE chứng nhận là dễ dàng tẩy mực khỏi giấy, nhờ đó các nhà in có thể tiếp tục hưởng lợi từ những ưu điểm của công nghệ mực UV mà không ảnh hưởng đến khả năng tái chế,” ông Köhn cho biết.

Ông Hinataya báo cáo rằng quá trình phát triển đang tiến triển tốt về mặt tẩy mực và khả năng tái chế của các ấn phẩm in.

“Đối với giấy, việc phân phối mực đáp ứng tiêu chuẩn tẩy mực của INGEDE đang ngày càng tăng, và việc tẩy mực đã trở nên khả thi về mặt kỹ thuật, nhưng thách thức là xây dựng cơ sở hạ tầng để tăng cường tái chế tài nguyên,” Hinataya nói thêm.

“Một số loại mực đóng rắn bằng năng lượng có khả năng tẩy mực tốt, nhờ đó cải thiện khả năng tái chế,” Hemmings cho biết. “Mục đích sử dụng cuối cùng và loại vật liệu nền cũng là những yếu tố quan trọng trong việc xác định hiệu suất tái chế. Mực đóng rắn bằng tia cực tím-LED SolarWave CRCL của Sun Chemical đáp ứng các yêu cầu của Hiệp hội Tái chế Nhựa (APR) về khả năng giặt sạch và giữ màu, đồng thời không cần sử dụng chất lót.”

Niewiadomska lưu ý rằng Flint Group đã cho ra mắt dòng sản phẩm sơn lót và sơn phủ Evolution nhằm đáp ứng nhu cầu về nền kinh tế tuần hoàn trong lĩnh vực bao bì.
“Sơn lót tẩy mực Evolution Deinking Primer giúp tẩy mực trên vật liệu dạng màng co trong quá trình giặt, đảm bảo nhãn màng co có thể được tái chế cùng với chai, tăng năng suất vật liệu tái chế và giảm thời gian cũng như chi phí liên quan đến quá trình gỡ bỏ nhãn,” ông Niewiadomska cho biết.

“Lớp phủ Evolution Varnish được phủ lên nhãn sau khi in màu, giúp bảo vệ mực in bằng cách ngăn ngừa lem mực và mài mòn trong quá trình trưng bày, và tiếp tục trong suốt quá trình tái chế,” bà nói thêm. “Lớp phủ này đảm bảo nhãn được tách rời hoàn toàn khỏi bao bì, cho phép chất nền bao bì được tái chế thành các vật liệu chất lượng cao, có giá trị cao. Lớp phủ này không ảnh hưởng đến màu mực, chất lượng hình ảnh hoặc khả năng đọc mã.”

“Dòng sản phẩm Evolution giải quyết trực tiếp các thách thức về tái chế và, từ đó, góp phần đảm bảo một tương lai vững chắc cho ngành bao bì,” Niewiadomska kết luận. “Sơn phủ Evolution Varnish và sơn lót khử mực Deinking Primer giúp bất kỳ sản phẩm nào được sử dụng chúng đều có khả năng hoàn thành toàn bộ chuỗi tái chế cao hơn nhiều.”

Harkins nhận thấy rằng ngay cả khi tiếp xúc gián tiếp, vẫn có những lo ngại liên quan đến việc sử dụng mực UV trên bao bì thực phẩm và đồ uống cũng như tác động của chúng đến quy trình tái chế. Vấn đề chính xoay quanh khả năng di chuyển của chất khởi tạo quang hóa và các chất khác từ mực vào thực phẩm hoặc đồ uống, điều này có thể gây ra rủi ro cho sức khỏe.

“Việc loại bỏ mực in là ưu tiên hàng đầu đối với các nhà in chú trọng đến môi trường,” Harkins nói thêm. “Zeller+Gmelin đã phát triển một công nghệ đột phá cho phép mực in được xử lý bằng năng lượng có thể được loại bỏ trong quá trình tái chế, giúp tái chế nhựa sạch hơn thành các sản phẩm tiêu dùng. Công nghệ này được gọi là EarthPrint.”

Harkins cho biết, đối với vấn đề tái chế, thách thức nằm ở khả năng tương thích của mực in với các quy trình tái chế, vì một số loại mực UV có thể cản trở khả năng tái chế của giấy và chất nền nhựa bằng cách ảnh hưởng đến chất lượng vật liệu tái chế.

“Để giải quyết những lo ngại này, Zeller+Gmelin đã tập trung vào việc phát triển các loại mực có đặc tính di chuyển thấp hơn, cải thiện khả năng tương thích với các quy trình tái chế và tuân thủ các quy định để đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng và tính bền vững môi trường”, Harkins lưu ý.