Die Druckindustrie befindet sich in einem stetigen Wandel, und Effizienz sowie Nachhaltigkeit rücken immer stärker in den Fokus. Insbesondere im Bereich des Hochgeschwindigkeits-Flexodrucks, der für Etiketten, Verpackungen und flexible Materialien eine Schlüsselrolle spielt, sind Optimierungen im Energieverbrauch von immenser Bedeutung. Die Einführung der LED-UV-Technologie hat hier einen revolutionären Schritt in Richtung Energieeffizienz und verbesserter Druckqualität ermöglicht. Diese Entwicklung betrifft sowohl die klassischen Anwendungsfelder wie Etikettendruck und schmalbahnigen Flexodruck als auch potenziell andere Druckverfahren.
Die Herausforderungen im traditionellen Hochgeschwindigkeits-Flexodruck
Traditionell wurden im Flexodruck UV-Härtungssysteme eingesetzt, die auf Quecksilberdampflampen basierten. Diese Lampen generieren UV-Licht durch Stromfluss durch Quecksilberdampf. Während sie lange Zeit die Standardlösung darstellten, sind sie mit einer Reihe von Nachteilen verbunden. Erstens ist ihr Energieverbrauch erheblich. Ein Großteil der zugeführten elektrischen Energie wird in Wärme umgewandelt, anstatt in nutzbares UV-Licht. Diese Wärmeentwicklung im Druckprozess kann zu Problemen wie Materialverzug, eingeschränkter Wahl bei empfindlichen Substraten und einem erhöhten Bedarf an Kühlung führen. Zweitens haben Quecksilberdampflampen eine begrenzte Lebensdauer und müssen regelmäßig ausgetauscht werden, was nicht nur Kosten verursacht, sondern auch Stillstandszeiten nach sich zieht. Drittens ist die Entsorgung von Quecksilber eine umweltrelevante Angelegenheit.
Die Vorteile der LED-UV-Technologie im Flexodruck
Die LED-UV-Technologie, kurz für Light Emitting Diode Ultraviolet, bietet eine signifikante Verbesserung gegenüber herkömmlichen UV-Systemen. LEDs sind Halbleiterbauelemente, die bei Stromdurchfluss Licht emittieren. Im Vergleich zu Quecksilberdampflampen weisen sie mehrere entscheidende Vorteile auf:
Energieeffizienz: Dies ist der wohl wichtigste Vorteil. LEDs wandeln elektrische Energie wesentlich direkter in UV-Licht um. Der Wirkungsgrad ist deutlich höher, was zu einer Reduzierung des Gesamtenergieverbrauchs um bis zu 80% führen kann. Diese Energieeinsparung schlägt sich direkt in geringeren Betriebskosten nieder und leistet einen Beitrag zur Reduzierung des CO2-Fußabdoxins der Druckerei. Die geringere Wärmeentwicklung ist ein weiterer positiver Nebeneffekt.
Lange Lebensdauer: LEDs haben eine extrem lange Lebensdauer, die oft 20.000 bis 50.000 Stunden übersteigt. Dies reduziert die Notwendigkeit für häufige Lampenwechsel erheblich und minimiert ungeplante Ausfallzeiten, was für den kontinuierlichen Hochgeschwindigkeitsdruck unerlässlich ist.
Sofortige Ein- und Ausschaltbarkeit: LEDs erreichen ihre volle Lichtintensität sofort nach dem Einschalten und schalten sich ebenso schnell ab. Dies ist besonders vorteilhaft in Druckprozessen, bei denen nicht jede Druckstelle permanent belichtet werden muss, wie es beispielsweise beim Bedrucken von Etiketten mit variablen Daten oder bei kurzen Auflagen der Fall sein kann.
Geringe Wärmeabgabe: Wie bereits erwähnt, produzieren LEDs deutlich weniger Wärme als Quecksilberdampflampen. Dies ermöglicht den Druck auf temperaturempfindlicheren Materialien wie dünnen Folien oder bestimmten Kunststoffen, die unter der Hitze herkömmlicher Lampen leiden würden. Auch die Belastung des Druckmaterials wird reduziert.
Umweltfreundlichkeit: LEDs enthalten kein Quecksilber und sind somit umweltfreundlicher in Herstellung und Entsorgung.
Gleichmäßige und spezifische Wellenlängen: LEDs können so konzipiert werden, dass sie Licht in sehr spezifischen Wellenlängenbereichen emittieren. Dies ermöglicht eine präzisere Abstimmung auf die Aushärtungseigenschaften spezifischer UV-Tinten und -Lacke. Die gleichmäßige Lichtverteilung über die gesamte Druckbreite führt zu einer konsistenteren und qualitativ hochwertigeren Aushärtung.
Anwendungsbereiche im schmalbahnigen Flexodruck und darüber hinaus
Die Vorteile der LED-UV-Technologie kommen im schmalbahnigen Flexodruck, der primär für Etiketten und schmale Verpackungsbahnen eingesetzt wird, besonders zum Tragen. Hier sind die Druckgeschwindigkeiten oft sehr hoch, und die Effizienz bei der Aushärtung ist entscheidend für die Produktivität.
Etikettendruck: Ob für Lebensmittel, Getränke, Kosmetika oder Industrieanwendungen – Etiketten werden zunehmend komplexer und erfordern oft brillante Farben, spezielle Effekte und eine hohe Beständigkeit. LED-UV-Farben und -Lacke ermöglichen brillante Druckergebnisse und die sofortige Aushärtung erlaubt höhere Druckgeschwindigkeiten, ohne dass es zu Verwischungen oder Farbübertragung kommt. Dies ist entscheidend für die schnelle Produktion großer Auflagen. Die Möglichkeit, auf einer breiten Palette von selbstklebenden Materialien, Folien und Papieren zu drucken, wird durch die geringe Wärmeentwicklung der LEDs erweitert.
Flexodruck für flexible Verpackungen: Auch im Bereich der flexiblen Verpackungen, wo oft dünne Folien zum Einsatz kommen, bietet die LED-UV-Technologie Vorteile. Die Möglichkeit, schnell und effizient zu trocknen, ist essenziell für die Weiterverarbeitung der Verpackungsmaterialien. Die Kompatibilität mit den immer strengeren Anforderungen an Lebensmittelsicherheit ist ebenfalls ein wichtiger Aspekt.
Vergleich mit anderen UV-Technologien
Neben den klassischen Quecksilberdampflampen gibt es auch noch andere UV-Technologien, wie z.B. Elektronenstrahl (EB) Härtung. Während EB-Härtung ebenfalls eine sehr schnelle und effektive Aushärtung ermöglicht und keine Wärmeentwicklung hat, ist sie mit sehr hohen Investitionskosten und einem erheblichen Energieverbrauch verbunden. LED-UV stellt hier oft einen wirtschaftlicheren und energieeffizienteren Mittelweg dar, insbesondere für die gängigen Anwendungen im Etiketten- und schmalbahnigen Flexodruck.
Die Zukunft im Flexodruck und verwandten Verfahren
Die Weiterentwicklung der LED-UV-Technologie schreitet rasant voran. Die Lichtintensität von LEDs steigt, die Wellenlängenbereiche werden präziser und die Kosten sinken. Dies wird dazu führen, dass sich die Technologie noch weiter in der Druckindustrie verbreitet. Auch für andere Druckverfahren wie den Offsetdruck, insbesondere im Bereich des Schmalbahn-Offsetdrucks für Etiketten, und den Digitaldruck wird die LED-UV-Härtung zunehmend eine Rolle spielen.
Die Umstellung auf LED-UV-Systeme erfordert eine sorgfältige Planung und oft auch eine Anpassung der Farb- und Lackmaterialien. Die Tintenhersteller haben in den letzten Jahren intensiv an der Entwicklung von LED-UV-härtenden Tinten gearbeitet, die optimal auf die spezifischen Wellenlängen der LEDs abgestimmt sind und die volle Leistung der Technologie entfalten können.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die LED-UV-Technologie eine Schlüsseltechnologie für die Steigerung der Energieeffizienz und Produktivität im Hochgeschwindigkeits-Flexodruck ist. Sie ermöglicht schnellere Druckgeschwindigkeiten, reduziert Betriebskosten, erweitert die Materialvielfalt und leistet einen wichtigen Beitrag zur Nachhaltigkeit in der Druckindustrie. Die Vorteile im Vergleich zu traditionellen UV-Härtungsmethoden sind klar und machen LED-UV zur zukunftsweisenden Lösung für den modernen Etiketten- und Verpackungsdruck.
