Höhere Druckqualität und kürzere Trocknungszeiten dank UV-LED-Härtungssystemen

Höhere Druckqualität und kürzere Trocknungszeiten sind entscheidend für den Erfolg im modernen Druckgewerbe. Insbesondere im Bereich des Etikettendrucks, wo Flexodruck und Offsetdruck dominieren, und generell in der Schmalbahnproduktion, stehen Druckereien unter konstantem Druck, Effizienz und Produktivität zu steigern, ohne Kompromisse bei der Qualität einzugehen. Eine Schlüsseltechnologie, die diese Ziele ermöglicht, ist die UV-LED-Härtung. Dieses System revolutioniert die Art und Weise, wie Druckfarben und Lacke ausgehärtet werden, und bietet signifikante Vorteile gegenüber traditionellen Methoden.

Die Vorteile der UV-LED-Härtung reichen von einer verbesserten Druckqualität bis hin zu drastisch reduzierten Trocknungszeiten. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für Druckereien, sich im wettbewerbsintensiven Markt zu differenzieren und die Kundenanforderungen besser zu erfüllen.

Die Herausforderungen im traditionellen Druckprozess

Traditionelle Härtungsmethoden, wie sie beispielsweise bei IR-Trocknung oder herkömmlichen Quecksilberdampf-UV-Lampen zum Einsatz kommen, haben ihre Grenzen. IR-Trocknung benötigt viel Energie und Zeit, um die Farbe durch Wärme zu trocknen. Dies kann zu Substratverzug führen, insbesondere bei wärmeempfindlichen Materialien, die im Etikettendruck häufig verwendet werden. Die Aushärtung mit Quecksilberdampf-UV-Lampen ist zwar schneller, aber auch hier gibt es Nachteile. Diese Lampen verbrauchen erhebliche Mengen an Strom, erzeugen viel Wärme, was wiederum Kühlung erfordert, und haben eine begrenzte Lebensdauer, die regelmäßigen Austausch und Wartung nach sich zieht.

Zudem ist die Effizienz der Aushärtung oft variabel. Ungleichmäßige Strahlungsintensität oder ein Teil des UV-Spektrums, das nicht optimal zur Farbe passt, können zu unvollständiger Aushärtung führen. Dies hat direkte Auswirkungen auf die Druckqualität, die Haltbarkeit der Drucke und die Weiterverarbeitung. Kratzfestigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Glanz sind oft beeinträchtigt, wenn die Farbe nicht vollständig ausgehärtet ist.

UV-LED-Härtung: Eine technologische Revolution

UV-LED-Härtungssysteme nutzen Licht emittierende Dioden (LEDs), um UV-Licht zu erzeugen. Diese Dioden emittieren Licht in sehr spezifischen Wellenlängenbereichen, die präzise auf die Bedürfnisse der UV-härtenden Tinten und Lacke abgestimmt sind. Dies unterscheidet sie grundlegend von Breitband-UV-Strahlern.

Die Technologie bietet mehrere entscheidende Vorteile:

• Gezielte Wellenlängen: LEDs emittieren UV-Licht in einem engen Wellenlängenbereich, typischerweise um 365 nm, 385 nm, 395 nm oder 405 nm. Dies ermöglicht eine hocheffiziente und schnelle Polymerisation der Tinten und Lacke, da die Energie genau dort abgegeben wird, wo sie für die chemische Reaktion benötigt wird.
• Geringer Energieverbrauch: LEDs sind deutlich energieeffizienter als herkömmliche Quecksilberdampf-UV-Lampen. Sie verbrauchen bis zu 70-80% weniger Strom, was zu erheblichen Kosteneinsparungen bei den Betriebskosten führt.
• Lange Lebensdauer: Die Lebensdauer von UV-LEDs ist um ein Vielfaches höher als die von Quecksilberdampf-Lampen. Dies reduziert die Häufigkeit von Lampenwechseln und die damit verbundenen Ausfallzeiten und Kosten.
• Geringe Wärmeentwicklung: LEDs emittieren kaum Infrarotstrahlung. Das bedeutet, dass die Wärmeentwicklung während des Härtungsprozesses sehr gering ist. Dies schont wärmeempfindliche Substrate, reduziert den Bedarf an aufwendigen Kühlsystemen und verbessert die Arbeitsplatzbedingungen.
• Sofortige Ein- und Ausschaltbarkeit: LEDs können augenblicklich ein- und ausgeschaltet werden, ohne Aufwärmzeit. Dies ist ideal für den Produktionsfluss, da kein Energieverbrauch entsteht, wenn die Druckmaschine nicht druckt.

Höhere Druckqualität durch UV-LED-Härtung

Die präzise und intensive UV-Strahlung von LEDs führt zu einer schnelleren und vollständigeren Aushärtung der Druckfarben und Lacke. Dies hat direkte positive Auswirkungen auf die Druckqualität:

• Verbesserte Oberflächeneigenschaften: Vollständig ausgehärtete Farben sind widerstandsfähiger gegen Abrieb und Kratzer. Dies ist besonders wichtig für Etiketten, die mechanischen Belastungen ausgesetzt sind, wie sie beispielsweise bei der Handhabung oder im Einzelhandel auftreten.
• Höherer Glanzgrad: Die schnelle und vollständige Polymerisation sorgt für eine glattere und homogenere Oberfläche, die ein gleichmäßigeres und intensiveres Glanzbild aufweist.
• Gleichmäßige Farbdeckung: Die gezielte Härtung verhindert das “Spreizen” der Farbe und ermöglicht eine schärfere Rasterwiedergabe und feinere Details. Dies führt zu einer lebendigeren und präziseren Darstellung von Texten und Bildern.
• Bessere Chemikalienbeständigkeit: Vollständig ausgehärtete Farben sind widerstandsfähiger gegen Lösungsmittel, Reinigungsmittel und andere Chemikalien. Dies ist ein entscheidender Faktor für Etiketten in anspruchsvollen Umgebungen, wie beispielsweise in der Lebensmittelindustrie oder im Automobilbereich.
• Brillantere Farben: Durch die schnelle Aushärtung bleiben die Pigmente näher an der Oberfläche, was zu einer intensiveren und brillanteren Farbwirkung führt.

Kürzere Trocknungszeiten und gesteigerte Produktivität

Einer der größten Vorteile der UV-LED-Härtung sind die drastisch verkürzten Trocknungszeiten. Während traditionelle Methoden oft Minuten benötigen, ist die Aushärtung mit UV-LEDs nahezu augenblicklich.

• Schnellerer Produktionsfluss: Die sofortige Härtung ermöglicht es, dass die bedruckten Bahnen direkt weiterverarbeitet werden können, ohne Wartezeiten. Dies beschleunigt den gesamten Produktionsprozess erheblich.
• Erhöhte Maschinenlaufleistung: Da die Trocknungszeit entfällt oder stark reduziert wird, können Druckmaschinen mit UV-LED-Härtungssystemen mit höheren Geschwindigkeiten betrieben werden. Dies steigert die Produktivität pro Stunde und reduziert die Stückkosten.
• Reduzierter Platzbedarf: In vielen Fällen können Trocknungs- und Kühltürme, die bei anderen Härtungsmethoden notwendig sind, entfallen oder verkleinert werden. Dies spart wertvollen Platz in der Druckerei.
• Flexodruck und Offsetdruck im Vorteil: Besonders im Flexodruck und im Offsetdruck auf Schmalbahnmaschinen sind schnelle Produktionszyklen entscheidend. UV-LED-Systeme passen sich hier nahtlos ein und ermöglichen höhere Geschindigkeiten, was sich direkt auf die Rentabilität auswirkt.

Anwendungsbereiche in der Schmalbahnproduktion

Die UV-LED-Härtung ist ideal für eine Vielzahl von Anwendungen im Bereich der Schmalbahnproduktion, insbesondere für Etiketten:

• Selbstklebeetiketten: Ob für Konsumgüter, Lebensmittel, Getränke oder industrielle Anwendungen, die Robustheit und die hohe Druckqualität, die mit UV-LEDs erzielt werden, sind hier von großem Vorteil.
• In-Mould-Labeling (IML): Die hitzebeständigen Eigenschaften der mit UV-LEDs ausgehärteten Farben sind auch für IML-Anwendungen relevant, bei denen die Etiketten direkt in den Formgebungsprozess integriert werden.
• Flexible Verpackungen: Obwohl der Fokus hier oft auf dem Flexodruck liegt, können auch hier UV-LEDs zur Härtung von Lacken und Farben eingesetzt werden, um die Haltbarkeit und Optik zu verbessern.
• Spezialetiketten: Für Etiketten, die besonderen Anforderungen an Kratzfestigkeit oder chemische Beständigkeit genügen müssen, bietet UV-LED-Härtung eine überlegene Lösung.

Integration in bestehende und neue Druckmaschinen

Die Nachrüstung von UV-LED-Härtungssystemen in bestehende Druckmaschinen ist oft möglich. Hersteller bieten hierfür spezielle Einheiten an, die an der Maschine installiert werden können. Bei der Anschaffung neuer Druckmaschinen, insbesondere im Etiketten-, Flexo- und Offsetdruck, sind UV-LED-Systeme bereits eine etablierte und häufig standardmäßige Option.

Die Integration erfordert eine sorgfältige Planung, um sicherzustellen, dass die Wellenlänge der LEDs optimal zur UV-Farbe passt und die Strahlungsintensität für die gewünschten Druckgeschwindigkeiten ausreicht. Die Beratung durch erfahrene Fachleute ist hierbei unerlässlich.

Zukünftige Entwicklungen und Schlussfolgerung

Die Technologie der UV-LED-Härtung entwickelt sich stetig weiter. Die Effizienz der LEDs steigt, und die Spektren werden noch präziser auf neue Farbformulierungen abgestimmt. Dies verspricht zukünftig noch höhere Druckgeschwindigkeiten und eine noch breitere Anwendbarkeit.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass UV-LED-Härtungssysteme ein entscheidender Faktor für Druckereien sind, die ihre Druckqualität verbessern, die Trocknungszeiten reduzieren und ihre Produktivität steigern möchten. Im Bereich des Etiketten-, Flexo- und Offsetdrucks auf Schmalbahnmaschinen bieten sie eine überlegene Technologie, die sowohl wirtschaftliche als auch qualitative Vorteile mit sich bringt. Die Investition in diese Technologie ist eine Investition in die Zukunft und die Wettbewerbsfähigkeit Ihres Unternehmens.