Aus den Unternehmen
Speziallichtquellen für effiziente Druckprozesse
Mittwoch 11. April 2012 - Je nach Druckfarbe oder Klebstoff wird Infrarot- oder UV-Technik zum Trocknen und Härten eingesetzt. Heraeus Noblelight präsentiert seine Kompetenz im Bereich Speziallichtquellen und Systeme für Druckanlagen auf der drupa. Am Stand C35 in Halle 3 stellt Heraeus individuell entwickelte Infrarot-Strahler, UV-Lampen und UV-LEDs für effizientere Druckprozesse vor.
Heutzutage ist der effiziente Einsatz von Energie ein wichtiges übergreifendes Thema. Daher lohnt es sich, auch industrielle Prozesse wie den Druckvorgang genau zu untersuchen, um Verfahren und Technologien zu finden, die bei größtmöglicher Energieeinsparung die besten Ergebnisse liefern.
Ein Wechsel von Toner- auf Digitaldruck versprach große Kosteneinsparungen beim britischen Unternehmen Bemrose Booth in Hull. Durch den Einsatz von Carbon Infrarot-Strahlern von Heraeus für Eindrucke auf Parktickets kann die Trocknung jetzt mit den neuen Hochgeschwindigkeitsdruckköpfen Schritt halten.
Bemrose Booth bietet eine breite Palette von Produkten, wie Geschenkkarten, Gutscheine, Kalender, Lotteriescheine und Tickets. Eine wichtige Eigenschaft von Parkticketrollen ist der Einsatz von schwarzen Tintenblöcken, die signalisieren, dass die Ticketrolle zu Ende geht und ersetzt werden muss. Diese „Alarmblöcke“ erfordern das Aufbringen von großen Tintenmengen. Früher wurde dazu Toner verwendet, der nicht getrocknet werden musste. Aufgrund der hohen Kosten entschied man sich jedoch, auf Digitaldruck überzugehen. Dabei kommen Druckköpfe zum Einsatz, die bis zu 205 Millionen Tropfen wasserbasierende Tinte pro Sekunde aufbringen. Die sehr hohen wirtschaftlichen Vorteile, die die Nutzung dieses Hightech-Drucksystem versprach, konnten jedoch nur verwirklicht werden, wenn die Trocknung der Eindrucke mit der Druckgeschwindigkeit Schritt hielt. Nach erfolgreichen Tests im Anwendungszentrum bei Heraeus wurde ein kundenspezifisches Infrarot-Trocknungssystem entwickelt und in der Niederlassung in Hull installiert.
Das System besteht aus mittelwelligen Carbon Infrarot-Strahlern und trocknet die Tinte mit hoher Effizienz, denn mittelwellige Infrarot-Strahlung wird von Wasser besonders gut absorbiert. Das System misst die Temperatur des Substrates nach dem Verlassen des Heizmoduls. Je nach Druckgeschwindigkeit oder Umgebungsbedingungen werden die Infrarot-Strahler so geregelt, dass die voreingestellte Temperatur eingehalten wird. Durch die sehr schnellen Reaktionszeiten schalten sich die Infrarot-Strahler bei einem Papierstopp praktisch sofort ab, und ein Ventilator kühlt das hitzeempfindliche Papier.
Graham Winship, Operations Manager bei Bemrose Booth, erklärt: „Es war wichtig, die Tinte bei Papier-Geschwindigkeiten von bis zu 60 Metern pro Minute schnell und gründlich zu trocknen, ohne das empfindliche Papier zu schädigen. Das Heraeus-System tut genau das!“
Das Emissionsspektrum der UV-Strahlung ist für den Härtungsvorgang sehr wichtig. Die Strahlung muss so viele Photonen wie möglich mit der Beschichtung reagieren lassen, um einerseits das Material vollständig durch zu härten und andererseits die Beschichtung mit dem Substrat zu verbinden. Deshalb ist jeder Härtevorgang komplex und jedes Beschichtungssystem hat seine eigenen Parameter. In enger Zusammenarbeit mit OEM-Partnern hat Heraeus für diese anspruchsvollen Prozesse eine Vielzahl speziell angepasster UV-Lampen und Ersatzlampen entwickelt.
Eine effiziente und fortschrittliche Methode, die UV-Lampen in digitalen Druckmaschinen am Ende ihrer Nutzungsdauer zu ersetzen, ist der Austausch einer kompletten UV-Lampen Kassette.
Praxistests haben gezeigt, dass auch die Wirkung der Reflektoren durch Temperatureinwirkung über die Zeit abnimmt. Des Weiteren ist es nach einem Lampenwechsel schwierig, die Originalform des Reflektors zu erhalten. Selbst bei einem gut wieder angepassten Reflektor gehen etwa 15 Prozent der ultravioletten Strahlung verloren, die eigentlich zum Härten der Tinte genutzt werden sollten. Für ein optimales Härtungsergebnis muss dann entsprechend mehr UV-Leistung in Anspruch genommen werden. Ein Austausch der gesamten UV-Lampen Kassette dagegen gestaltet den Wechsel effizienter und spart auf lange Sicht Betriebskosten.
Im Bereich der herkömmlichen Beleuchtung wächst der Anteil von LEDs (Leuchtdioden) für eine Vielzahl von Anwendungen sehr stark. Auch bei speziellen, wie den UV-LEDs, ist dieses Wachstum zu erkennen. Aufgrund ihrer geringen Leistungsaufnahme, des hohen Wirkungsgrades und ihrer langen Lebensdauer von mehr als 10.000 Stunden können mit UV-LEDs optimale Trocknungs- und Härtungsergebnisse erzielt werden. Rezepturen für Druckfarben und Klebstoffe erfordern äußerst spezifische Anforderungen an den Härtungsprozess. Idealerweise, sind diese auf monochromatische Wellenlängen, die UV-LEDs emittieren, abgestimmt.
Heraeus Noblelight entwickelt für Kunden UV-LED-Systeme, die den besonderen Anforderungen der jeweiligen Maschinenumgebung gerecht werden. Die einzelnen Systemkomponenten werden wie aus einem Modulbaukasten zusammengesetzt. Es können verschiedene Größen von UV-LED-Modulen und unterschiedliche Wellenlängen realisiert werden. Der kompakte Aufbau von UV-LED Systemen vereinfacht die Integration in den Härtungsprozess. Das Heraeus UV-LED System enthält alle zugehörigen Peripheriekomponenenten wie Steuerung, Stromversorgung und Kühlung. Wahlweise sind die Systeme mit Wasser- oder Luftkühlung erhältlich. Wer UV-LEDs zum Einsatz bringt, spart vor allem Energie während des Härtungsvorganges. LEDs können ohne jede Verzögerung ein- und ausgeschaltet werden. Dadurch wird Energie nur verbraucht, wenn sie benötigt wird, und das ohne jede Beeinträchtigung der Leistung oder Nutzungsdauer der LEDs.
