Aktuelle Trends, die die Einführung der UV-LED-Härtungstechnologie vorantreiben

UV-LED-Härtungstechnik

Stacy Hoge, Phoseon Marketing Manager, Excelitas Technologies

NACHHALTIGKEIT

Alle großen Marken verlangen von Druckereien und Verarbeitern umweltverträgliche Verfahren. Diese Anforderungen haben erhebliche Auswirkungen auf die Entwicklungen der UV-Härtungstechnologie. Die Umweltvorteile der UV-LED-Härtung sind zahlreich. Bei herkömmlichen UV-Härtungsprozessen erforderte die enorme Hitze, die mit Quecksilber-UV-Lampen verbunden war, einen hohen Stromverbrauch. Durch die Umstellung auf UV-LED-Härtung können die Energiekosten über Nacht um bis zu 85 Prozent gesenkt werden, und die Investition amortisiert sich in weniger als einem Jahr.

Am 6. März 2024 stimmte die US-Börsenaufsichtsbehörde (SEC) mit drei zu zwei Stimmen für die Verabschiedung der Richtlinie "Enhancement and Standardization of Climate-Related Disclosures for Investors". Die Vorschrift verpflichtet alle bei der SEC registrierten Unternehmen, klimabezogene Informationen offenzulegen. Diese neue SEC-Vorschrift könnte eine wichtige Triebkraft für die Einführung der UV-LED-Härtung sein, da die Technologie die Emissionen für die Hersteller reduziert.

INTEGRATION FLEXODRUCK/DIGITALDRUCK

Die Integration von Flexodruck und Digitaldruck in einem System wird zu einem allgemeinen Trend in der Druckindustrie. Hybride industrielle Drucksysteme kombinieren den analogen Flexodruck mit dem Tintenstrahldruck in einer Produktionslinie mit einem Durchgang. Auf diese Weise werden die Vorteile beider Drucktechnologien genutzt. Mit einem kombinierten Flexo-/Digitaldrucksystem verfügen die Drucker über zwei Produktionswerkzeuge auf nahezu derselben Stellfläche.

Die UV-LED-Härtung unterstützt sowohl Digital- als auch Flexodruckverfahren und bietet eine einzige Technologie für den gesamten Druckablauf.

INDUSTRIE 4.0-FERTIGUNG

Wir befinden uns in der vierten industriellen Revolution, die auch als Industrie 4.0 bezeichnet wird. Kennzeichnend für die zunehmende Automatisierung und den Einsatz intelligenter Maschinen und intelligenter Fabriken sind informierte Daten, die dazu beitragen, Waren in der gesamten Wertschöpfungskette effizienter und produktiver zu produzieren. Indem mehr Daten aus der Fabrik gesammelt und mit anderen Betriebsdaten kombiniert werden, kann eine intelligente Fabrik Informationstransparenz und bessere Entscheidungen erzielen.

Kunden verlangen zunehmend eine Prozesssteuerung durch Echtzeitüberwachung von UV-LED-Härtungslampen, um die Industrie 4.0-Fertigung besser zu unterstützen. Viele von ihnen betreiben "dunkle Fabriken", in denen während der Verarbeitung weder Licht noch Menschen anwesend sind, weshalb eine 24/7-Fernüberwachung der Leistung von entscheidender Bedeutung ist. Selbst in Anlagen mit menschlichem Bedienpersonal wollen die Kunden sofort über Aushärtungsprobleme informiert werden, um Ausfallzeiten und Ausschuss zu minimieren.

ERWEITERUNG DER MIGRATIONSARMEN DRUCKFARBEN

Da die Sicherheitsanforderungen an verpackte Lebensmittel mit Druckfarben immer strenger werden, werden diese strengen Anforderungen die Markttrends vorantreiben. Das wachsende Bewusstsein für die gefährlichen Auswirkungen der Migration von Druckfarben in Lebensmitteln, Kosmetika, pharmazeutischen und kosmetischen Produkten wird die Druckverfahren beeinflussen.

Die Popularität der migrationsarmen UV-LED-härtenden Druckfarben nimmt weiter zu, und es wird erwartet, dass sie die herkömmlichen UV-Farben nach und nach ersetzen werden.

Die UV-Leistung von LED-Härtungsgeräten ist im Vergleich zu herkömmlichen quecksilberbasierten Systemen zeitlich viel stabiler. Dies führt zu einer besseren Prozesskontrolle bei der Vernetzung von Druckfarben, Beschichtungen und Klebstoffen in migrationsarmen Prozessen.

ERHÖHUNG DER DRUCKMASCHINENGESCHWINDIGKEIT

Aufgrund höherer Druckmaschinengeschwindigkeiten ist eine höhere Leistung der UV-Härtungslichtquelle erforderlich. Eine ausreichende Leistung ist für den Aushärtungsprozess von entscheidender Bedeutung. An dieser Stelle kommen die Spitzenbestrahlungsstärke und die Energiedichte (Dosis) ins Spiel. A

Eine Mindestbestrahlungsstärke ist erforderlich, um den Polymerisationsprozess in Gang zu setzen, und dann ist eine Verweilzeit der Dosis erforderlich, um den Aushärtungsprozess abzuschließen. Für eine erfolgreiche Aushärtung sind sowohl eine hohe Bestrahlungsstärke als auch eine hohe Energiedichte erforderlich.

Die Spitzenbestrahlungsstärke, auch Intensität genannt, ist die Strahlungsleistung, die auf der Oberfläche ankommt und entscheidend für das Durchdringen und Aushärten der Farbe oder Beschichtung ist. Die Spitzenbestrahlungsstärke kann durch die Leistung der UV-LED-Lichtquelle, die Verwendung von Reflektoren oder Optiken zur Konzentration oder Eindämmung der Strahlen in einem engeren Auftreffbereich auf der Oberfläche und den Abstand der Quelle von der Härtungsoberfläche beeinflusst werden.

Die Energiedichte, auch Dosis- oder Strahlungsenergiedichte genannt, ist das Maß für die Energie, die pro Flächeneinheit während eines bestimmten Zeitraums (der so genannten Verweilzeit oder Belichtungszeit) auf eine Oberfläche trifft. Für eine vollständige Aushärtung ist eine ausreichende Energiedichte erforderlich. Die Energiedichte ist ein Faktor der Bestrahlungsstärke und der Belichtungszeit und wird durch Variation der Geschwindigkeit oder der Zeit, die das Substrat unter der UV-LED-Lampe verweilt, und der Intensität der Lichtquelle gesteuert.

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