Welche Chancen hat LED-UV in der grafischen Industrie?


Laboranlage für die LED-UV-Anwendung, mit der IST Metz während der Drupa die UV-Härtung von Siebdruckweiß demonstrierte.

Inkjet und hohe Schichtdicken. Aktuell sind bereits erste Anwendungen der LED-UV-Technologie innerhalb der grafischen Branche zu verzeichnen, wie entsprechende Drupa-Präsentationen einschlägiger Inkjet-Anbieter gezeigt haben. LED-UV wurde vor allem auf Large-Format-Drucksystemen demonstriert, die im Multipass-Verfahren arbeiten. Daneben waren auch zwei Druckeinheiten mit Singlepass-Inkjet für den schmalbahnigen Etikettendruck zu sehen: ein System von Atlantic Zeiser, das für eine Druckbreite von 36 mm und eine Druckgeschwindigkeit bis 60 m/min ausgelegt ist, und ein LED-System von Summit UV, das Etiketten im Inkjet-Rollendruck bei einer Bahngeschwindigkeit von knapp 25 m/min druckt. Die LED-UV-Systeme können dabei sowohl für das Anhärten, das so genannte Freezing beziehungsweise Pinning der Tintentröpfchen als auch zur Härtung der Inkjet-Farben genutzt werden. Das Unternehmen IST Metz demonstrierte als Studie einer LED-UV-Anwendung während der Drupa die Bedruckung einer PP-Folie mit Siebdruckweiß. Die Farbe wurde dabei in einer Schichtdicke von 10 µm aufgebracht und auf einer LED-Laboranlage bei 50 m/min gehärtet.
Gegenwärtig sind LED-Systeme für die Flächenhärtung kommerziell bei 395 nm mit einem UV-Output zwischen 1 und 4 W/cm² und bei einer Wellenlänge von 365 nm im Bereich von 0,5 bis 2 W/cm² von verschiedenen Anbietern erhältlich. Es ist zu erwarten, dass diese Zahlenwerte bald nach oben korrigiert werden müssen, da sich in der Vergangenheit bei den UV-Leuchtdioden die Leistungen in jedem Jahr meist annähernd verdoppelt haben.
Bei fokussierten Punktstrahlern können auf kleinen Flächen im Quadratmillimeter-Bereich bereits deutlich höhere UV-Intensitäten erzielt werden. Kommerziell erhältliche Leuchtdioden mit Wellenlängen bis in den UVB-Bereich erreichen zurzeit nicht den nötigen UV-Output und die Leistung, um für industrielle Härtungsanwendungen in Frage zu kommen. Selbstverständlich gilt es jedoch, die Entwicklungen auf diesem Gebiet weiterhin zu verfolgen.

Hohe Hürden für LED-UV. Ob diese Leistungen ausreichen werden, um die LED-UV-Härtung im Bogenoffsetdruck zu etablieren, bleibt vorerst eine spannende Frage. Abzuwarten bleibt ebenfalls, ob das große allgemeine Interesse nun nützlich für die junge LED-Technologie war, oder ob der Drupa-Rummel ihr möglicherweise eher geschadet hat, weil er vielerorts überzogene Erwartungen weckte, da vor einem breiten Einsatz im industriellen Bogenoffsetdruck noch mehrere wichtige Voraussetzungen zu erfüllen sind.

Druckfarben: Eine Hürde für den LED-UV-Einsatz im Bogenoffsetdruck stellen beispielsweise die Druckfarben dar. So sind die derzeit gebräuchlichen UV-Farben und Lacke für die neue Technologie nicht geeignet. Ihr Absorptionsspektrum ist auf konventionelle UV-Mitteldrucklampen abgestimmt. Im Gegensatz dazu ist der von LED-Systemen emittierte Wellenlängenbereich auf ein schmales Spektrum begrenzt. Der Schwerpunkt liegt gegenwärtig im UVA-Bereich mit Peaks bei 365 nm und 395 nm. Das Absorptionsspektrum der Farben und Lacke muss auf einen schmalen Wellenlängenbereich um diese Peaks abgestimmt werden. Aufgrund der eingeschränkten Rohstoffauswahl in diesem Wellenlängenbereich und des Entwicklungsaufwands ist zu erwarten, dass der Preis einer LED-optimierten Farbe aller Voraussicht nach höher sein wird als für handelsübliche UV-Farben.

Herstellungskosten: Um mit LED-UV in der Druckindustrie eines Tages auch so anspruchsvolle Anwendungen wie den Bogenoffset abdecken zu können, muss die Fertigung von UV-LEDs in größeren Volumina angestrebt werden, sodass sich ihre Herstellungskosten senken lassen. Gleichzeitig besteht noch deutlicher Bedarf, den UV-Ausstoß weiter anzuheben. Aber selbst dann wird die LED-UV-Technologie den Markterfolg der bewährten Quecksilber-Mitteldrucklampen vorerst nicht markant beeinflussen. Mit ihnen konnte sich die konventionelle UV-Technologie in den letzten vier Jahrzehnten in nahezu allen gängigen Druckverfahren etablieren.

Die LED-Technologie sieht das Unternehmen IST Metz eher als komplementäre Technologie, die neue Möglichkeiten und Anwendungen ermöglicht und an Hybrid-Systeme – bestehend aus UV-Mitteldrucklampen und LED-Aggregaten – denken lässt. Ob die neue LED-Technologie in einer industriellen Anwendung aus produktionstechnischer und wirtschaftlicher Sicht sinnvoll ist, muss sich aus einer detaillierten technischen Betrachtung und einer Total-Cost-of-Ownership-Kalkulation ergeben.

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Leserkommentare (1)

Bernhard Tokarski | Donnerstag, 24. Dezember 2015 14:16:03

UV LED Farben/Druck

Drucksachen auf Recyclingpapier werden mit UV LED Farben zur Farce.
Verantwortungsvolle und umweltbewusste Druckkunden, die Ihre Broschüren, Kataloge und Prospekte auf Recyclingpapier drucken lassen, werden von einigen Druckereien, die neuerdings UV-LED-Farben einsetzen nicht ausreichend informiert.

Drucksachen auf Recyclingpapier werden mit UV LED Farben zur Farce.

Klimaschützer, Umweltschützer und überzeugte Verwender von Recyclingpapieren setzen auf Bio-Farben, Ökostrom, klimaneutrale Herstellung und auf eine chemiereduzierte Produktion ihrer beauftragten Drucksachen - und das ist ökologisch der richtige Weg.
Dazu passt UV-Farbe, vergleichbar mit Plastik, nicht. Es kann nicht sein, dass täglich hunderttausende Bogen Recyclingpapier, aber auch Frischfaserpapier, mit dieser umweltschädlichen Plastik-Farbe verschmutzt werden. Da werden Plastiktüten zum kleineren Übel.

In der UV-Technologie werden spezielle Druckfarben mit sogenannten Fotoinitiatoren verwendet, damit sie unter dem UV-Licht (die Druckmaschine hat einen zusätzlichen UV-Trockner) sofort reagieren können und härten. Es findet eine Polymerisation statt. Die Farben sind vor der Härtung gesundheitsschädlich und es müssten alle, die damit in Kontakt kommen, Schutzkleidung, Handschuhe und Brille tragen. Farbabfälle müssen als Sondermüll entsorgt werden. Auch Altpapier wird damit, statt zum wiederverwendbaren Rohstoff, zum Sondermüll da es kaum de-inkt werden kann. Die gehärtete Farbe kann mit Plastik verglichen werden. Die Maschinenhersteller der neuen LED-Technologie werben auch mit einer guten CO2-Bilanz – lassen Sie sich nicht täuschen, Atomkraftwerke haben auch eine gute CO2-Bilanz.

Zudem wirbt die Druckmaschinen-Industrie noch mit dem Begriff LE-UV-Technologie. LE steht dabei für «Low-Energie» (tiefer Energiebedarf). Dieser Energiebedarf ist aber alles andere als tief. Die Trocknungsenergie, eben diese UV-Strahlen zur Polymerisation, wird dem Druckprodukt zusätzlich zugeführt. Das LOW bezieht sich nur auf den schon länger bekannten konventionellen UV-Druck, der mit noch wesentlich höherer Energie betrieben wird.

Diese umweltschädliche Entwicklung macht Senser Druck selbstverständlich nicht mit. Wir produzieren seit eh und je mit Farben aus nachwachsenden pflanzlichen Rohstoffen, alkoholfrei und chemiereduziert, mit Ökostrom und nehmen ein paar Stunden längere Trocknungszeiten in Kauf. Ökologie ist bei Senser Druck Engagement , Überzeugung und Leidenschaft, nicht Marketing und Verkaufsstrategie.

Senser Druck ist spezialisiert auf vierfarbige Broschüren, Prospekte und Kataloge in hochwertigster Qualität. Die Druckerei Senser Druck GmbH in Augsburg / Bayern produziert klimaneutral nach dem bewährten natureOffice Prozess, druckt mit mineralölfreien Biofarben auf Grundlage nachwachsender Rohstoffe wie z. B. Rapsöl und verschiedener Holzöle. Das Unternehmen verwendet nur Ökostrom von Greenpeace Energy aus Wasserkraft/Windkraft und produziert mit der hauseigenen Solarstromanlage etwa 20 % des gesamten Strombedarfs.
Die Maschinenabwärme der Druckmaschinen wird über einen Wärmetauscher zum Heizen der Buchbinderei genutzt. Die von Senser Druck verwendeten Papiersorten sind ausschließlich aus forstwirtschaftlichem kontrolliertem Waldanbau. Seit 2012 unterstützt die Druckerei das Klimaschutzprojekt „Project Togo“ in Westafrika.
Ein besonderer Service ist das kostenlose Bildarchiv mit über 34.000 Fotos unter www.pix4print.de


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