在過去的十年中，能量固化技術(shù)（UV、UV LED 和 EB）的使用在圖形藝術(shù)和其他最終用途應(yīng)用中得到了成功的發(fā)展。這種增長有多種原因 - 即時固化和環(huán)境效益是最常被引用的兩個 - 市場分析師認(rèn)為未來會進(jìn)一步增長。

Verified Market Research 在其報告《UV 固化印刷油墨市場規(guī)模和預(yù)測》中指出，2019 年全球 UV 固化油墨市場規(guī)模為 18.3 億美元，預(yù)計到 2027 年將達(dá)到 35.7 億美元，從 2020 年起以 8.77% 的復(fù)合年增長率增長到 2027 年。Mordor Intelligence 在其研究“UV 固化印刷油墨市場”中將 2021 年 UV 固化印刷油墨的市場規(guī)模定為 13 億美元，到 2027 年的復(fù)合年增長率超過 4.5%。

領(lǐng)先的油墨制造商證實了這一增長。T&K Toka專注于 UV 墨水，其海外墨水銷售部門的總經(jīng)理 Akihiro Takamizawa 看到了未來的更多機會，特別是在 UV LED 方面。

“在圖形藝術(shù)領(lǐng)域，從油性油墨轉(zhuǎn)向 UV 油墨的增長推動了印刷藝術(shù)的增長，這有助于提高工作效率和與各種基材的兼容性，”Takamizawa 說。“未來，從降低能耗的角度來看，UV-LED領(lǐng)域的技術(shù)增長有望。” Fabian Köhn，盛威科窄網(wǎng)產(chǎn)品管理全球負(fù)責(zé)人, 表示能量固化在圖形藝術(shù)行業(yè)中仍然是一個強勁的增長應(yīng)用，進(jìn)一步推動了全球 UV/EB 墨水市場的增長，特別是在標(biāo)簽和包裝的窄幅卷筒紙和單張紙印刷方面。

“由于大流行情況和相關(guān)的不確定性，2020 年的下降已在 2021 年得到彌補，”Köhn補充道。我們預(yù)計未來所有打印應(yīng)用對 UV/LED 解決方案的需求將繼續(xù)增長。” Hubergroup UV 歐洲產(chǎn)品經(jīng)理 Roland Schröder指出，盡管 UV LED 單張紙膠印目前無法滿足技術(shù)要求，但 Hubergroup 的包裝用 UV 單張紙膠印正在強勁增長。

“造成這種情況的原因是可用的光引發(fā)劑數(shù)量很少，而且目前 LED 吸收光譜仍然很窄，”Schröder 說。“因此，更廣泛的應(yīng)用只能在有限的范圍內(nèi)進(jìn)行。歐洲的 UV 商業(yè)印刷市場已經(jīng)得到滿足，我們目前預(yù)計該領(lǐng)域不會有任何增長。” Sun Chemical現(xiàn)場產(chǎn)品經(jīng)理 Jim Bishop報告稱，在 2020 年因 COVID-19 導(dǎo)致大型能量固化折疊紙盒增長后，市場在 2021 年年中開始企穩(wěn)。

“根據(jù)最終用途的應(yīng)用，市場增長估計仍然在 2% 左右，”Bishop 指出。“盡管某些等級的紙張短缺和能量固化原材料的供應(yīng)使事情變得復(fù)雜，但值得注意的是，傳統(tǒng)的單張紙印刷機向 UV 和 LED 印刷的轉(zhuǎn)換仍在繼續(xù)。過去一年，北美市場安裝了許多新的大幅面、高速 UV 單張紙印刷機，隨著這些新印刷機帶來強勁的生產(chǎn)力提升，這一趨勢預(yù)計將持續(xù)下去。”

Hubergroup 的 UV 柔印全球項目經(jīng)理 Alexander Blasek 觀察到，產(chǎn)品的快速整理變得越來越重要，制造商對 UV 油墨和清漆的高耐久性有很大的需求。

“因此，我們看到包裝和標(biāo)簽市場的 UV 柔印應(yīng)用穩(wěn)步增長，”Blasek 補充道。

能量固化的主要市場

在與領(lǐng)先的 UV 油墨供應(yīng)商交談時，單張紙膠印折疊紙盒是一個熱門市場。

“商業(yè)印刷市場的增長最為強勁，隨著向 UV LED 的轉(zhuǎn)變，該市場正在從油性油墨轉(zhuǎn)向 UV 油墨，”Takamizawa 說。

Schröder 指出，目前，hubergroup 的包裝用 UV 單張紙膠印增長最快。

“我們在 UV 柔印市場上也經(jīng)歷了非常強勁的增長——例如，在歐洲，增長率超過 5%，與其他 UV 墨水市場相比，這確實非常了不起，”Blasek 補充道。“然而，就數(shù)量而言，UV 偏移顯然處于領(lǐng)先地位。與 UV LED 應(yīng)用相比，對技術(shù)要求更高的 EB 應(yīng)用在美國市場上的主導(dǎo)地位高于在歐盟。”

Bishop 表示，除了能量固化折疊紙盒外，Sun Chemical 在窄幅網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽和標(biāo)簽領(lǐng)域也取得了強勁的業(yè)績。

“商業(yè)印刷應(yīng)用中的 LED 也值得關(guān)注，因為它提供了極好的價值主張并且正在獲得牽引力，”Bishop 說。

UV LED 擴張

近年來，UV LED 在能量固化領(lǐng)域表現(xiàn)出最大的增長。這有幾個原因，包括對汞的擔(dān)憂，以及能源和成本節(jié)約。

“Mercury 技術(shù)仍然在 UV 單張紙膠印中處于領(lǐng)先地位，”Schröder 報道。“然而，近年來，UV LED 技術(shù)出現(xiàn)了重大飛躍。在歐洲，進(jìn)一步的發(fā)展將取決于立法。如果歐盟決定禁止使用汞紫外線燈，紫外線 LED 技術(shù)肯定會受到推動。”

Takamizawa 表示，UV LED 正在增長，尤其是在商業(yè)印刷市場。

“我們認(rèn)為，UV LED 增長的主要原因是與傳統(tǒng) UV 相比，它們的能耗降低，”Takamizawa 說。“由于減少能源消耗是一個重大的環(huán)境問題，未來需求將繼續(xù)增長。”

Blasek 表示，在柔印方面，hubergroup 在北美和歐洲都看到了 UV LED 應(yīng)用的趨勢。

“在歐盟，這樣做的原因是政府希望在未來幾年逐步淘汰汞的使用，”Blasek 說。“在北美，使用壽命和節(jié)電等優(yōu)勢正在推動 LED 技術(shù)的發(fā)展趨勢。然而，總的來說，LED 技術(shù)仍然比傳統(tǒng)的 UV 技術(shù)更昂貴。因此，使用汞蒸氣燈進(jìn)行紫外線干燥仍然是最常見的。在未來幾年內(nèi)，我們預(yù)計 LED 技術(shù)將進(jìn)一步發(fā)展。”

Köhn 報告說，UV LED 的增長速度超過了傳統(tǒng)的 UV，尤其是因為 UV LED 系統(tǒng)的成本競爭力越來越強，并且全球范圍內(nèi)的增長和轉(zhuǎn)型持續(xù)增加。

“如今，與前幾年相比，在印度、東南亞和拉丁美洲等市場，UV LED 的發(fā)展勢頭也更加強勁，”Köhn 說。“在美國，轉(zhuǎn)換器主要決定使用 UV LED 來提高效率和生產(chǎn)力/性能，同時還受益于相關(guān)的節(jié)能。

“在美國，當(dāng)今大多數(shù) UV LED 應(yīng)用仍然是非低遷移率市場，而在歐洲，UV LED 與傳統(tǒng) UV 相比具有內(nèi)在優(yōu)勢，因此與食品包裝應(yīng)用密切相關(guān)，”Köhn 補充道。“此外，由于該技術(shù)對整體可持續(xù)性的影響，越來越多的歐洲加工商開始將 UV LED 固化用于越來越多的新型非食品包裝應(yīng)用。大多數(shù)最新的 UV LED 固化系統(tǒng)消耗的電能比傳統(tǒng) UV 少大約 50%。”

能量固化和食品包裝

在食品包裝 中存在能量固化的機會。Köhn 指出，能量固化技術(shù)可以滿足食品需求。

“特別是，UV LED 非常適合，因為它具有可控的固化條件，”Köhn 說。“食品包裝應(yīng)用對低遷移 UV 和 UV LED 墨水系統(tǒng)的需求正在進(jìn)一步增加——不僅在歐洲，而且在世界其他地區(qū)。這一發(fā)展的一個驅(qū)動力是品牌所有者越來越意識到這一選擇，并推動它從這項技術(shù)帶來的所有優(yōu)勢中受益。”

Bishop 指出，能源可固化原材料繼續(xù)面臨與安全性和合規(guī)性相關(guān)的重大監(jiān)管壓力。

“許多基本的能源可固化原材料正在進(jìn)行化學(xué)危害重新分類，這將顯著影響它們的可用性，”Bishop 說。“例如，含有超過 0.1% 的廣泛使用且經(jīng)濟(jì)的單體 TMPTA 的油墨和涂料將很快被標(biāo)記為 2B 類致癌物。多年來一直是標(biāo)準(zhǔn)的幾種光引發(fā)劑正在接受類似的審查。

“許多原材料供應(yīng)商和墨水制造商正在密切合作，以確定替代化學(xué)品，特別是隨著法規(guī)的發(fā)展。Nimble 供應(yīng)商將繼續(xù)專注于開發(fā)長期解決方案，”Bishop 補充道。

“用于食品包裝應(yīng)用的能量固化油墨的安全性正在提高，因為配方的構(gòu)建考慮到了合規(guī)性，”Bishop 指出。“隨著測試、驗證和遷移測試工作的加強，該技術(shù)正變得更加精確。”

“在 hubergroup，我們?yōu)槭称钒b上的 UV 膠印提供特殊的食品接觸材料油墨、清漆和潤版液添加劑——例如，我們的 NewV pack MGA、NewV tin 和 Substifix MGA 系列，”Schröder 說。

“這些當(dāng)然滿足食品包裝印刷的所有要求。我們看到了對這些系列的極大興趣，尤其是當(dāng)產(chǎn)品印刷在無法以傳統(tǒng)膠印方式印刷的基材上時，當(dāng)產(chǎn)品具有特別優(yōu)雅的外觀時，或者當(dāng)時間壓力起主要作用時。”

“我們發(fā)現(xiàn)食品包裝行業(yè)對 UV LED 墨水非常感興趣，”Blasek 說。“在監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)方面處于領(lǐng)先地位的歐盟，食品接觸材料 (FCM) 應(yīng)用主導(dǎo)著 UV 柔印市場。”

能源可固化技術(shù)和可持

可持續(xù)性問題正成為品牌所有者和印刷商的頭等大事，油墨公司已為這一趨勢做好充分準(zhǔn)備。

“能量固化技術(shù)被認(rèn)為是可持續(xù)的，尤其是 UV LED，與傳統(tǒng)的 UV 汞系統(tǒng)相比，它使用更少的能量來固化油墨，”Köhn 說。“此外，UV LED 系統(tǒng)更安全，因為它不依賴汞，并且在固化過程中不會釋放臭氧。

Sun Chemical 可持續(xù)發(fā)展技術(shù)總監(jiān) Nikola Juhasz 博士指出，能源固化技術(shù)的可持續(xù)性越來越強，包括省略溶劑和不使用高熱源進(jìn)行干燥。RadTech 是紫外線和電子束技術(shù)協(xié)會，多年來一直在推動可持續(xù)發(fā)展。

“此外，LED 固化技術(shù)的進(jìn)步正在使能量固化變得越來越可持續(xù)，”Juhasz 博士補充道。“從節(jié)省能源和熱量管理到提高標(biāo)準(zhǔn)紫外線燈技術(shù)的效率，LED 技術(shù)提供了許多好處，并且是向前發(fā)展的重點領(lǐng)域。”

“與其他印刷方法（凹版印刷）相比，在快干和與非吸收性基材的相容性等性能方面，我們認(rèn)為能量固化技術(shù)是一種可持續(xù)的技術(shù)，因為它不含溶劑，對環(huán)境的影響和能源消耗更少干燥系統(tǒng)方面的消耗，”Takamizawa 說。

可回收和可堆肥

Juhasz 博士說，有些 UV 和 EB 墨水是可回收和可堆肥的，這是客戶感興趣的一個活躍領(lǐng)域。

“Sun Chemical 收到有關(guān)此類墨水的可回收性和可堆肥性的問題，我們正在大力投資以進(jìn)一步開發(fā)技術(shù)以滿足消費者的需求，”Juhasz 博士說。“Sun Chemical 的 SolarFlex CRCL 墨水既可水洗又可能量固化，并且符合 APR 協(xié)議。此外，Sun Chemical 正在積極評估和開發(fā)通過 TÜV OK Compost 標(biāo)準(zhǔn)的能量固化油墨。”

“據(jù)說UV印刷材料難以回收，但回收方法和可回收墨水的開發(fā)一直在進(jìn)步，T&K TOKA的可脫墨UV墨水的銷量正在增加，”Takamizawa說。

“在 Hubergroup，我們還提供范圍廣泛的可脫墨 UV 墨水系列，可實現(xiàn)高質(zhì)量的回收，”Schröder 補充道。

“UV 柔印應(yīng)用的可回收性是我們實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和相關(guān)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的最重要目標(biāo)之一，”Blasek 說。“為此，我們正在與領(lǐng)先的包裝和標(biāo)簽協(xié)會和制造商進(jìn)行密切交流。”

Köhn 表示，盛威科致力于為包括能量固化在內(nèi)的所有印刷技術(shù)開發(fā)可持續(xù)的包裝解決方案，以提高包裝的可回收性或降低整體材料消耗。

“油墨僅占整個包裝的一小部分，是一種復(fù)雜的化學(xué)混合物，”Köhn 補充道。“這就是為什么實際的墨水開發(fā)工作更側(cè)重于實現(xiàn)回收和堆肥，確保墨水不會妨礙回收過程，而不是直接回收和堆肥墨水。”