Wie LED-UV-Aushärtung die Produktivität in der flexiblen Verpackungsindustrie steigert

Die moderne Verpackungsindustrie, insbesondere im Bereich flexibler Verpackungen, steht unter ständigem Druck. Höhere Produktionsgeschwindigkeiten, verbesserte Druckqualität und gesteigerte Effizienz sind entscheidende Faktoren für den Erfolg. Hier spielt die LED-UV-Aushärtung eine immer wichtigere Rolle. Sie revolutioniert Prozesse in der Etiketten-, Flexo- und Offsetdruckerei sowie im Narrow Web-Bereich. Doch wie genau steigert diese Technologie die Produktivität? Tauchen wir tief in die Materie ein.

Die Grundlagen der UV-Härtung in der Druckindustrie

Bevor wir uns der LED-Technologie widmen, ist ein kurzer Blick auf die konventionelle UV-Härtung hilfreich. UV-härtende Farben, Lacke und Klebstoffe enthalten Photoinitiatoren. Diese absorbieren ultraviolettes Licht und lösen chemische Reaktionen aus. Diese Reaktionen führen zu einer schnellen Polymerisation – dem Aushärten des Materials. Traditionell geschieht dies mit Quecksilberdampflampen. Diese erzeugen UV-Licht, aber auch erhebliche Mengen an Wärme und Ozon.

Die Vorteile der LED-UV-Aushärtung im Überblick

Die Umstellung von Quecksilberdampflampen auf LED-UV-Systeme bietet eine Reihe von Vorteilen, die sich direkt auf die Produktivität auswirken:

• Höhere Energieeffizienz: LEDs wandeln Strom effizienter in UV-Licht um. Das bedeutet geringeren Energieverbrauch und damit niedrigere Betriebskosten.
• Geringere Wärmeentwicklung: LEDs emittieren kaum Infrarotstrahlung. Dies reduziert die Erwärmung des Bedruckstoffes und der Maschine. Das ist besonders vorteilhaft bei dünnen und temperaturempfindlichen Materialien, wie sie in der flexiblen Verpackung häufig zum Einsatz kommen. Weniger Hitze bedeutet weniger Gefahr von Materialverzug oder Schrumpfung.
• Längere Lebensdauer und geringere Wartung: LED-Module haben eine deutlich längere Lebensdauer als Quecksilberlampen. Sie müssen seltener ausgetauscht werden, was Ausfallzeiten minimiert und Wartungskosten senkt.
• Sofortige Ein- und Ausschaltbarkeit: LEDs erreichen ihre volle Aushärtungsleistung sofort nach dem Einschalten. Dies ermöglicht ein präziseres Steuern des Aushärtungsprozesses und spart Energie, da keine Aufheizphase nötig ist. In Produktionsabläufen, wo häufig zwischen Druckjobs gewechselt wird, ist dies ein enormer Vorteil.
• Konstante Lichtintensität: LEDs liefern über ihre gesamte Lebensdauer eine konstante UV-Intensität. Dies gewährleistet eine gleichbleibende Druckqualität und Aushärtung über längere Produktionsperioden hinweg.
• Umweltfreundlichkeit: LEDs enthalten kein Quecksilber und erzeugen kein Ozon. Dies trägt zu einem sichereren und umweltfreundlicheren Arbeitsumfeld bei.

LED-UV-Aushärtung in der Etiketten- und Narrow Web-Produktion

Im Bereich der Etiketten und im Schmalbahn-Druck ist die Notwendigkeit hoher Geschwindigkeit und Flexibilität besonders ausgeprägt. Hier ermöglicht die LED-UV-Aushärtung:

• Höhere Bahnengeschwindigkeiten: Durch die effiziente und gezielte Aushärtung können Druckmaschinen schneller betrieben werden. Die Farben trocknen quasi “on the fly”. Dies steigert direkt den Output pro Stunde.
• Reduzierte Rüstzeiten: Die sofortige Betriebsbereitschaft von LEDs verkürzt die Zeit zwischen verschiedenen Druckaufträgen. Dies ist besonders relevant bei Kleinserien und wechselnden Designs.
• Breitere Materialauswahl: Die geringe Wärmeentwicklung eröffnet die Tür für den Druck auf empfindlicheren Substraten wie dünnen Folien oder Papier mit hitzeempfindlichen Beschichtungen. Dies erweitert das Anwendungsspektrum erheblich.
• Hervorragende Druckqualität: Eine gleichmäßige und vollständige Aushärtung führt zu brillanten Farben, scharfen Konturen und hoher Kratzfestigkeit. Dies ist entscheidend für die Markenglaubwürdigkeit und die Langlebigkeit der Etiketten.

Die Auswirkungen auf den Flexodruck

Der Flexodruck ist ein Eckpfeiler der flexiblen Verpackungsherstellung. Die Integration von LED-UV-Systemen im Flexodruck optimiert:

• Produktionsdurchsatz: Ähnlich wie im Narrow Web-Druck können durch die schnelle und effektive Aushärtung höhere Druckgeschwindigkeiten realisiert werden. Dies ist ein direkter Produktivitätsgewinn.
• Farbhaftung und Beständigkeit: LED-UV-Farben bieten eine ausgezeichnete Haftung auf einer Vielzahl von flexiblen Materialien wie PET, BOPP und PE. Die resultierenden Drucke sind resistent gegen Abrieb, Chemikalien und äußere Einflüsse. Dies ist für Lebensmittelverpackungen, wo Hygiene und Haltbarkeit oberste Priorität haben, unerlässlich.
• Drucken von Hochglanzveredelungen: LED-UV-Lacke ermöglichen glänzende Oberflächen, die das Erscheinungsbild der Verpackung aufwerten. Die schnelle Aushärtung sorgt für einen makellosen Glanz ohne Kleben.
• Weniger Farbverbrauch: Eine optimierte Aushärtung kann manchmal zu einer effizienteren Nutzung der Farben führen, da weniger Material durch übermäßige Hitze oder unvollständige Trocknung verloren geht.

LED-UV-Aushärtung im Offsetdruck (Sheetfed und Roll-to-Roll)

Auch im Offsetdruck, sowohl im Bogendruck als auch im Rollen-Offset, bringt die LED-UV-Technologie erhebliche Vorteile mit sich:

• Schnellere Weiterverarbeitung: Da die Farbe sofort nach dem Druck voll ausgehärtet ist, können bedruckte Bogen oder Rollen ohne Wartezeit weiterverarbeitet werden (Schneiden, Falzen, Kleben). Dies eliminiert Trocknungszeiten und beschleunigt den gesamten Produktionsfluss.
• Qualität und Haptik: Offsetdrucke mit LED-UV-Härtung bieten eine herausragende Farbbrillanz und können mit speziellen Lacken interessante Haptikeffekte erzeugen.
• Vielseitigkeit bei Bedruckstoffen: Die geringe thermische Belastung ermöglicht den Druck auf einer breiteren Palette von Substraten, einschließlich Kunststoffen und empfindlichen Papieren, die im traditionellen Offsetdruck problematisch wären.
• Umweltfreundlichere Prozessführung: Die Abwesenheit von Ozon und die Reduzierung des Energieverbrauchs machen den Offsetdruck mit LED-UV nachhaltiger.

Spezifische Aspekte der UV-Härtungstechnologie

Bei der Implementierung von LED-UV-Aushärtung müssen verschiedene technische Aspekte berücksichtigt werden:

• Wellenlänge des UV-Lichts: LEDs sind in verschiedenen Wellenlängenbereichen verfügbar (z.B. 365 nm, 395 nm). Die Wahl der richtigen Wellenlänge ist entscheidend und hängt von der Zusammensetzung der verwendeten Tinten und Lacke ab. Eine falsche Wellenlänge führt zu unvollständiger Aushärtung.
• UV-Intensität und Dosierung: Die Intensität des Lichts (gemessen in mW/cm²) und die Dosis (Intensität multipliziert mit der Belichtungszeit) müssen für eine optimale Aushärtung genau eingestellt werden. Moderne Systeme bieten hier präzise Kontrollmöglichkeiten.
• Ausleuchtung des gesamten Druckbildes: Eine gleichmäßige Verteilung des UV-Lichts über die gesamte Druckbreite ist essentiell. Dies wird durch die Anordnung und den Winkel der LEDs sichergestellt. Schattenbereiche oder unzureichend beleuchtete Stellen führen zu Aushärtungsproblemen.
• Integration in bestehende Maschinen: Die Nachrüstung von LED-UV-Systemen in älteren Druckmaschinen ist möglich, erfordert jedoch eine sorgfältige Planung und Anpassung.

Fazit: Ein klarer Produktivitätsvorteil

Die LED-UV-Aushärtung ist weit mehr als nur ein technologischer Trend. Sie ist eine Schlüsseltechnologie, die die Produktivität in der flexiblen Verpackungsindustrie auf vielfältige Weise steigert. Von der Etiketten- und Schmalbahnproduktion über den Flexodruck bis hin zum Offsetdruck ermöglicht sie höhere Geschwindigkeiten, reduziert Kosten, erweitert die Materialvielfalt und verbessert die Druckqualität. Durch die geringere Wärmeentwicklung, höhere Energieeffizienz und längere Lebensdauer der Komponenten sind LED-UV-Systeme eine Investition, die sich durch gesteigerten Output und reduzierte Betriebskosten schnell amortisiert. Wer in der heutigen wettbewerbsintensiven Verpackungslandschaft bestehen will, kommt an dieser zukunftsweisenden Aushärtungstechnologie kaum noch vorbei.