在過去的十年中，能量固化技術（UV、UV LED 和 EB）的使用在圖形藝術和其他最終用途應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 - 市場分析師認為未來會進一步增長。

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，預計到 2027 年將達到 35.7 億美元，從 2020 年起以 8.77% 的復合年增長率增長到 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 年的復合年增長率超過 4.5%。

領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。

“在圖形藝術領域，從油性油墨轉向 UV 油墨的增長推動了印刷藝術的增長，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領域的技術增長有望。” Fabian Köhn，盛威科窄網產品管理全球負責人, 表示能量固化在圖形藝術行業(yè)中仍然是一個強勁的增長應用，進一步推動了全球 UV/EB 墨水市場的增長，特別是在標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。我們預計未來所有打印應用對 UV/LED 解決方案的需求將繼續(xù)增長。” Hubergroup UV 歐洲產品經理 Roland Schröder指出，盡管 UV LED 單張紙膠印目前無法滿足技術要求，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，更廣泛的應用只能在有限的范圍內進行。歐洲的 UV 商業(yè)印刷市場已經得到滿足，我們目前預計該領域不會有任何增長。” Sun Chemical現(xiàn)場產品經理 Jim Bishop報告稱，在 2020 年因 COVID-19 導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)。

“根據最終用途的應用，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使事情變得復雜，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力提升，這一趨勢預計將持續(xù)下去。”

Hubergroup 的 UV 柔印全球項目經理 Alexander Blasek 觀察到，產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，我們看到包裝和標簽市場的 UV 柔印應用穩(wěn)步增長，”Blasek 補充道。

能量固化的主要市場

在與領先的 UV 油墨供應商交談時，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 的轉變，該市場正在從油性油墨轉向 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，就數量而言，UV 偏移顯然處于領先地位。與 UV LED 應用相比，對技術要求更高的 EB 應用在美國市場上的主導地位高于在歐盟。”

Bishop 表示，除了能量固化折疊紙盒外，Sun Chemical 在窄幅網絡標簽和標簽領域也取得了強勁的業(yè)績。

“商業(yè)印刷應用中的 LED 也值得關注，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 在能量固化領域表現(xiàn)出最大的增長。這有幾個原因，包括對汞的擔憂，以及能源和成本節(jié)約。

“Mercury 技術仍然在 UV 單張紙膠印中處于領先地位，”Schröder 報道。“然而，近年來，UV LED 技術出現(xiàn)了重大飛躍。在歐洲，進一步的發(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 技術的發(fā)展趨勢。然而，總的來說，LED 技術仍然比傳統(tǒng)的 UV 技術更昂貴。因此，使用汞蒸氣燈進行紫外線干燥仍然是最常見的。在未來幾年內，我們預計 LED 技術將進一步發(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，并且全球范圍內的增長和轉型持續(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，轉換器主要決定使用 UV LED 來提高效率和生產力/性能，同時還受益于相關的節(jié)能。

“在美國，當今大多數 UV LED 應用仍然是非低遷移率市場，而在歐洲，UV LED 與傳統(tǒng) UV 相比具有內在優(yōu)勢，因此與食品包裝應用密切相關，”Köhn 補充道。“此外，由于該技術對整體可持續(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用。大多數最新的 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。“食品包裝應用對低遷移 UV 和 UV LED 墨水系統(tǒng)的需求正在進一步增加——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)性相關的重大監(jiān)管壓力。

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

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

“用于食品包裝應用的能量固化油墨的安全性正在提高，因為配方的構建考慮到了合規(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，尤其是當產品印刷在無法以傳統(tǒng)膠印方式印刷的基材上時，當產品具有特別優(yōu)雅的外觀時，或者當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)管標準方面處于領先地位的歐盟，食品接觸材料 (FCM) 應用主導著 UV 柔印市場。”

能源可固化技術和可持

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備。

“能量固化技術被認為是可持續(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)展技術總監(jiān) Nikola Juhasz 博士指出，能源固化技術的可持續(xù)性越來越強，包括省略溶劑和不使用高熱源進行干燥。RadTech 是紫外線和電子束技術協(xié)會，多年來一直在推動可持續(xù)發(fā)展。

“此外，LED 固化技術的進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準紫外線燈技術的效率，LED 技術提供了許多好處，并且是向前發(fā)展的重點領域。”

“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，我們認為能量固化技術是一種可持續(xù)的技術，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域。

“Sun Chemical 收到有關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一步開發(fā)技術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 標準的能量固化油墨。”

“據說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)高質量的回收，”Schröder 補充道。

“UV 柔印應用的可回收性是我們實現(xiàn)循環(huán)經濟和相關可持續(xù)發(fā)展目標的最重要目標之一，”Blasek 說。“為此，我們正在與領先的包裝和標簽協(xié)會和制造商進行密切交流。”

Köhn 表示，盛威科致力于為包括能量固化在內的所有印刷技術開發(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，是一種復雜的化學混合物，”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。”