LED auf dem richtigen Weg

Die UV-LED-Härtung ist im Flexodrucksektor auf dem Vormarsch, aber es besteht die Gefahr, dass die Anwender glauben, dass alle diese Technologien gleich sind. Andy Knaggs findet heraus, dass es viel mehr gibt.

Die UV-LED-Härtung ist seit einigen Jahren im Kommen und scheint nun eine kritische Masse in der Flexodruckindustrie zu erreichen. Es gibt immer mehr Anbieter dieser Technologie, es wurden Kosten- und Umweltargumente angeführt und Vergleiche angestellt, und die Druckfarbenlieferanten verstärken ihre Forschungs- und Entwicklungsarbeit, um Druckfarbenprodukte anzubieten, die mit UV-LED gehärtet werden können oder "dual cure" sind, d. h. entweder mit LED oder mit herkömmlichem UV gehärtet werden können.

Die offensichtliche Schlussfolgerung ist, dass die Zukunft den UV-LEDs gehört und dass sie den Markt für die Flexodruckhärtung allmählich von der traditionellen Technologie übernehmen werden. Doch UV-LED ist nicht gleich UV-LED. Es passiert eine Menge, wenn eine LED (Diode) versucht, eine gedruckte Farbe zu härten, und die Benutzer müssen sicherstellen, dass sie bei der Auswahl des Aushärtungssystems für ihre Bedürfnisse die richtige Wahl getroffen haben.

Warum? Weil nichts anderes als die Grundlage ihres Rufs auf dem Spiel steht. Wenn es um die Druckqualität geht, kann der Drucker bei einer falschen Wahl der UV-LEDs Probleme mit zu wenig oder zu viel ausgehärtetem Material haben, was zu Maschinenstillstand und übermäßigem Ausschuss führen kann", sagt Stacy Hoge, Phoseon Marketing Manager bei Excelitas Technologies. Wenn die Energiedichte des UV-LED-Aushärtungssystems nicht ausreicht, kann es zu einem Tracking kommen (unausgehärtete Tinte auf stillstehenden Walzen). Wenn dagegen die Tinte, die Beschichtung oder der Klebstoff einer höheren Energiezufuhr als erwartet ausgesetzt wird, kann es zu überhärteten Materialien kommen, was dazu führen kann, dass das Material spröde wird oder Haftungsprobleme auftreten.

Gute Wissenschaft

Daher ist es für Druckereien wichtig zu verstehen, was eine "gute" UV-LED-Härtung ausmacht - welche Faktoren eine Rolle spielen und wie sie ihre Investition in diese Härtungstechnologie und deren Integration angehen sollten. Ein bisschen Wissenschaft ist nötig.

Erstens hat die Reaktivität der verwendeten Farbe einen großen Einfluss auf die erforderliche Leistung eines UV-LED-Systems. Weitere Schlüsselfaktoren sind die Geschwindigkeit der Druckmaschine und die Art der Anwendung, einschließlich ihrer Endnutzung.

Spitzenwerte und Dosen

In Bezug auf die Aushärtungssysteme selbst werden in vielen Beiträgen vor allem zwei Faktoren hervorgehoben, die bei der Optimierung der UV-LED-Aushärtung berücksichtigt werden müssen: die Spitzenbestrahlungsstärke (ausgedrückt in Watt/cm2) und die Energiedichte (ausgedrückt in Joule/cm2).

Die Identifizierung dieses Prozessfensters führt zu einer möglichst dauerhaften und wünschenswerten Oberfläche sowie zu einer akzeptablen Haftung und Oberflächenhärtung", sagt Frau Hoge.

Sie erklärt die Bestrahlungsstärke als "die Durchschlagskraft, die den Polymerisationsprozess in Gang setzt", bei dem Fotoinitiatoren Acrylatmonomere und -oligomere in UV-härtbaren Klebstoffen, Beschichtungen und Druckfarben vernetzen. Es gibt einen Mindestschwellenwert für die Bestrahlungsstärke, der erforderlich ist, um diesen Prozess in Gang zu setzen, und alles, was über diesem Schwellenwert liegt, wird in Wärme umgewandelt. Es ist nicht selbstverständlich, dass eine höhere Bestrahlungsstärke eine schnellere Aushärtung ermöglicht", sagt sie.

Die Energiedichte wird im Allgemeinen auch als Dosis bezeichnet. Sie wird erklärt als die Gesamtzahl der Lichtphotonen, die innerhalb einer bestimmten Zeitspanne auf einen bestimmten Bereich treffen. Die Energiedichte ist der Schlüssel zur Gewährleistung von Haftung und Aushärtung bei hohen Geschwindigkeiten.

Perfekte Kombination

Es scheint eine Kombination aus Spitzenbestrahlungsstärke, Energiedichte (oder Dosis) und Verweilzeit zu geben, die für die Aushärtung der in einer bestimmten Anwendung verwendeten Tinte optimiert werden muss. Aber auch die Kühlsysteme, die Optik, die Wellenlänge, der Montageort, die Einrichtung der Maschine und der Schutz vor Verunreinigungen wie Schmutz, Tinte und Feuchtigkeit sind wichtige Faktoren.

Es handelt sich also um ein hochtechnisches Verfahren, und Flexodrucker müssen sich auf ihren UV-LED-Lieferanten verlassen können, um sicherzustellen, dass alles, was berücksichtigt werden muss, berücksichtigt wird.

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