Der Etikettendruck steht im ständigen Wandel. Hersteller suchen nach Wegen, um Druckqualität zu steigern und gleichzeitig Produktionskosten zu senken. Besonders im Flexodruck, der für seine Vielseitigkeit und Wirtschaftlichkeit bekannt ist, spielt die Farbhaftung eine entscheidende Rolle. Hier kommen moderne UV-LED-Härtungssysteme ins Spiel und revolutionieren die Art und Weise, wie Farben auf unterschiedlichsten Materialien fixiert werden. Diese Technologie bietet signifikante Vorteile gegenüber traditionellen UV-Lampen und Quecksilberdampflampen.
Der Flexodruck und seine Herausforderungen
Flexodruck ist ein Hochdruckverfahren. Es nutzt flexible Druckformen, die auf einem Zylinder montiert sind. Diese Druckformen übertragen das Motiv durch direkten Kontakt mit dem Substrat. Dieses Verfahren eignet sich hervorragend für eine breite Palette von Materialien, von Papier und Karton bis hin zu Kunststoffen und Folien. Für Etiketten, Verpackungen und flexible Verpackungsmaterialien ist der Flexodruck oft die erste Wahl.
Eine der größten Herausforderungen im Flexodruck ist die schnelle und vollständige Trocknung der Druckfarbe. Die Farben müssen sofort nach dem Druck aufgetragen werden, um ein Verschmieren zu verhindern. Gleichzeitig müssen sie fest auf dem Substrat haften. Dies ist besonders wichtig bei anspruchsvollen Oberflächen wie glatten Kunststoffen oder Folien. Eine unzureichende Farbhaftung kann zu Reklamationen führen und die Haltbarkeit des Endprodukts beeinträchtigen.
Traditionelle UV-Härtung: Ein Blick zurück
Vor der Einführung von UV-LED-Systemen wurden hauptsächlich Quecksilberdampflampen (Hg-Lampen) zur UV-Härtung eingesetzt. Diese Lampen emittieren UV-Licht über ein breites Spektrum. Sie sind zwar effektiv, haben aber auch Nachteile. Hg-Lampen erzeugen viel Wärme, was empfindliche Substrate beschädigen kann. Ihr Energieverbrauch ist hoch. Zudem enthalten sie Quecksilber, eine umweltschädliche Substanz, deren Entsorgung aufwendig ist. Die Lebensdauer von Hg-Lampen ist begrenzt, und sie müssen regelmäßig ausgetauscht werden.
Auch die Leistung von Hg-Lampen lässt im Laufe der Zeit nach. Das bedeutet, dass die Härtungsintensität schwankt. Dies kann sich negativ auf die Konsistenz der Farbhaftung auswirken. Die gleichmäßige Härtung über die gesamte Druckbreite ist oft schwierig zu erreichen.
UV-LED-Härtung: Die neue Dimension der Farbhaftung
UV-LED-Härtungssysteme arbeiten mit Leuchtdioden (LEDs), die UV-Licht in einem sehr spezifischen Wellenlängenbereich emittieren. Dieser Wellenlängenbereich kann exakt auf die Härtungschemie der verwendeten UV-Farben abgestimmt werden. Dies führt zu einer deutlich effizienteren Aushärtung.
Die Vorteile von UV-LED-Systemen sind vielfältig:
- Gezielte Wellenlänge: LEDs emittieren Licht nur in den für die Aushärtung notwendigen Wellenlängen. Das spart Energie und reduziert die Wärmeentwicklung.
- Geringe Wärmeentwicklung: Im Vergleich zu Hg-Lampen erzeugen LEDs kaum Infrarotstrahlung. Dies schont das Substrat und ermöglicht den Druck auf wärmeempfindlichen Materialien wie dünnen Folien.
- Hohe Energieeffizienz: LEDs verbrauchen deutlich weniger Strom. Dies senkt die Betriebskosten und macht den Prozess umweltfreundlicher.
- Lange Lebensdauer: LEDs haben eine sehr lange Lebensdauer, oft zehntausende von Betriebsstunden. Dies reduziert Wartungskosten und Ausfallzeiten.
- Sofortige volle Leistung: LEDs erreichen sofort nach dem Einschalten ihre volle Leistung. Sie altern nicht wie Hg-Lampen, was eine konstante Härtungsqualität gewährleistet.
- Kompakte Bauweise: LED-Köpfe sind oft kleiner und flexibler in Druckmaschinen integrierbar.
Bessere Farbhaftung durch optimierte Härtung
Die präzise abgestimmte Wellenlänge der UV-LEDs ermöglicht eine schnellere und vollständigere Polymerisation der UV-Farben. Bei der UV-Härtung durchlaufen die flüssigen Farben chemische Reaktionen. Diese Reaktionen führen zu einem festen, gummiartigen Film. LEDs, die exakt auf die reaktiven Komponenten der Farbe abgestimmt sind, beschleunigen diesen Prozess.
Das Ergebnis ist eine tiefere und gleichmäßigere Durchhärtung der Farbschicht. Dies hat direkte Auswirkungen auf die Farbhaftung:
- Verbesserte Adhäsion: Die Farbe verbindet sich stärker mit dem Substrat. Dies ist besonders auf glatten und nicht-porösen Oberflächen wie PP, PE oder PET-Folien von Vorteil.
- Erhöhte Kratz- und Abriebfestigkeit: Eine vollständig ausgehärtete Farbe widersteht mechanischer Beanspruchung besser. Etiketten behalten länger ihr ansprechendes Aussehen.
- Chemische Beständigkeit: Die Härtung durch UV-LEDs verbessert die Beständigkeit der Farbe gegenüber Chemikalien, Ölen und Reinigungsmitteln. Dies ist wichtig für Industrietauglichkeit und Haltbarkeit.
- Konsistente Ergebnisse: Da die Leistung der LEDs konstant ist, sind die Härtungsergebnisse reproduzierbar. Dies reduziert Ausschuss und sorgt für gleichbleibende Produktqualität.
UV-LED im Vergleich: Flexodruck vs. Offsetdruck
Während der Fokus hier auf dem Flexodruck liegt, ist es interessant, UV-LED-Härtung auch im Offsetdruck zu betrachten. Im Offsetdruck wird Farbe von einer Platte auf ein Gummituch und dann auf das Papier übertragen. Auch hier ist die schnelle Härtung entscheidend, besonders bei gestrichenen Papieren, die Farbe schnell aufsaugen.
UV-LED-Härtungssysteme finden auch im Offsetdruck Anwendung. Sie ermöglichen den Druck auf nicht-saugenden Materialien wie Folien und Kunststoffen, die im traditionellen Offsetdruck schwierig zu bedrucken wären. Die Farbhaftung ist auch hier ein kritischer Faktor. Die Vorteile der UV-LED-Technologie – geringe Wärme, hohe Effizienz und konstante Leistung – kommen beiden Druckverfahren zugute.
Für den Schmalbahn-Etikettendruck ist die UV-LED-Härtung jedoch oft die dominierende Technologie. Hier sind Geschwindigkeit, Effizienz und die Fähigkeit, auf einer Vielzahl von Substraten zu drucken, von höchster Bedeutung.
Anwendungsbereiche im Schmalbahn-Etikettendruck
Der Schmalbahn-Etikettendruck konzentriert sich auf die Herstellung von Etiketten und kleineren Verpackungen auf schmalen Rollen. Hier spielen die Vorteile von UV-LED-Härtungssystemen eine besonders große Rolle:
- Lebensmittel- und Getränkeetiketten: Hohe Anforderungen an Beständigkeit und Sicherheit. UV-LEDs ermöglichen eine sichere und robuste Härtung.
- Pharma- und Kosmetiketiketten: Präzisionsdruck und Langlebigkeit sind entscheidend. Die hohe Farbhaftung verhindert Abrieb und stellt sicher, dass alle Informationen lesbar bleiben.
- Industrieetiketten: Müssen oft rauen Bedingungen standhalten. UV-LED-gehärtete Farben bieten die nötige Resistenz.
- Sicherheitsmerkmale: UV-härtende Tinten können für spezielle Sicherheitsmerkmale eingesetzt werden, die nur unter UV-Licht sichtbar sind.
Zukünftige Entwicklungen und Nachhaltigkeit
Die Entwicklung von UV-LED-Härtungssystemen schreitet stetig voran. Neue LED-Technologien ermöglichen noch höhere Leistungsdichten und spezifischere Wellenlängen. Gleichzeitig entwickeln Farbenhersteller innovative Formulierungen, die noch besser auf die Vorteile von UV-LEDs abgestimmt sind.
Nachhaltigkeit ist ein wichtiger Treiber. UV-LED-Härtungssysteme tragen dazu bei, den ökologischen Fußabdruck von Druckereien zu verringern:
- Reduzierter Energieverbrauch: Geringere Stromkosten und CO2-Emissionen.
- Keine flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs): UV-Farben enthalten in der Regel keine lösemittelbasierten VOCs.
- Längere Lebensdauer der Komponenten: Weniger Abfall durch häufigen Lampenwechsel.
- Möglichkeit des Recyclings: Obwohl die Farben selbst aushärten, sind viele Substrate und die gedruckten Etiketten selbst recycelbar, was durch die feste Farbhaftung nicht beeinträchtigt wird.
Fazit
UV-LED-Härtungssysteme sind keine Zukunftsmusik mehr, sondern eine etablierte Technologie, die den Flexodruck, insbesondere im Etikettenbereich, maßgeblich verändert. Die verbesserte Farbhaftung, die auf einer präzisen und effizienten Aushärtung basiert, führt zu qualitativ hochwertigeren, langlebigeren und widerstandsfähigeren Druckerzeugnissen. Gleichzeitig profitieren Druckereien von geringeren Betriebskosten und einem positiven Beitrag zur Nachhaltigkeit. Für Unternehmen, die im wettbewerbsintensiven Etikettenmarkt erfolgreich sein wollen, ist die Umstellung auf UV-LED-Härtung ein wichtiger Schritt in die Zukunft. Die Investition in diese Technologie zahlt sich durch gesteigerte Produktivität, höhere Druckqualität und zufriedene Kunden aus.
