Sul piano di stampa, quando si utilizzano materiali come l’acciaio inossidabile, l’alluminio anodizzato o il vetro temperato, l’adesione tra l’inchiostro e il supporto peggiora rapidamente, se il sistema UV non è in grado di fornire la dose di fotoni necessaria per la polimerizzazione dell’inchiostro. Un inchiostro non completamente polimerizzato rappresenta un problema non solo estetico: esso tende a separarsi dal supporto a causa di abrasioni, solventi o cicli termici.
Ciò che è davvero importante dal punto di vista tecnico
L’adesione su supporti resistenti non dipende semplicemente dall’invio di “più energia” verso il supporto. È fondamentale che ci sia una corretta corrispondenza tra lo spettro delle radiazioni emesse e quello assorbito dall’inchiostro, nonché una densità energetica adeguata nel punto esatto dove avviene la polimerizzazione.
Per gli inchiostri tradizionali utilizzati nelle tecniche di stampa UV, flexo e serigrafia, la lunghezza d’onda ottimale è di 365 nm: è proprio a questa lunghezza d’onda che i fotoinizianti assorbono efficacemente le radiazioni, permettendo così la polimerizzazione con il minimo residuo di monomeri. Una lampada a vapore di mercurio ad alta pressione, dotata di un riflettore dicromico, permette di concentrare le radiazioni in una zona specifica; in un ambiente di stampa tipico, l’intensità delle radiazioni può superare i 12 W/cm².
Questa intensità delle radiazioni determina direttamente la velocità di polimerizzazione. A una velocità di stampa di 120 m/min, il tempo trascorso sotto la lampada è misurato in millisecondi; quindi la lampada deve fornire una quantità sufficiente di energia (in mJ/cm²) in quel breve lasso di tempo. Per la maggior parte degli inchiostri utilizzati su metalli e vetri, si cerca di ottenere valori compresi tra 600 e 1200 mJ/cm²; tale valore viene verificato tramite un radiometro calibrato posizionato sulla superficie del supporto.
Perché questo approccio funziona
I metalli e il vetro sono materiali con bassa capacità di assorbimento e alta energia superficiale: per ottenere una buona adesione, è necessario che l’inchiostro venga completamente polimerizzato. Mantenendo un profilo spettrale stabile a 365 nm e un controllo preciso sulla zona di irradiazione, la lampada permette sia la polimerizzazione superficiale che quella completa dell’inchiostro. In questo modo si riducono le sostanze non reattive che compromettono l’adesione.
I risultati sono evidenti: l’adesione raggiunge livelli elevati sui metalli trattati, mentre la durezza dell’inchiostro arriva a 3H senza alcun problema di sbavature. Inoltre, il flusso di produzione aumenta, poiché il tempo di preparazione diminuisce e i rifiuti diminuiscono; inoltre, il consumo energetico diminuisce, visto che l’inchiostro viene polimerizzato più velocemente, evitando così un’eccessiva esposizione alle radiazioni.
Dettagli importanti da non trascurare
Le lampade ad alta intensità generano molto calore; pertanto è necessario gestire correttamente il riscaldamento. È importante che la geometria della lampada e del riflettore sia adeguata al modulo di polimerizzazione; altrimenti, si spreca energia e si ottiene una polimerizzazione non uniforme.
Se la lampada è posizionata troppo vicino al supporto, è necessario assicurarsi che non produca ozono. Inoltre, è importante monitorare la durata di vita della lampada in base alla diminuzione dell’intensità delle radiazioni, e non soltanto in base al numero di ore di funzionamento. Si può prevedere che la lampada funzioni per 1000–1500 ore prima che l’intensità delle radiazioni scenda al di sotto del livello necessario per garantire un’adesione affidabile. La lampada va sostituita quando lo spettro delle radiazioni cambia e quando i valori misurati dal radiometro non rispettano più i requisiti minimi richiesti dall’inchiostro.