Auf den Druckmaschinen mit gemischten Tinten scheint es immer wieder Probleme zu geben – bei der Verwendung von UV-härtbaren Klebstoffen in Kombination mit wasserbasierten Pigmenten. Die Probleme treten auf, wenn das Spektrum der Lampe nicht korrekt ist. Es kommt zu Problemen mit der Haftung zwischen den Schichten sowie dazu, dass Lösungsmittel im Film zurückbleiben. Selbst wenn die chemischen Prozesse in Ordnung sind, zeigt die Menge an Abfällen, welche Probleme auftreten. Wir haben ein Hochdruck-Quecksilber-UV-Lamensystem entwickelt, dessen Ziel es ist, das Spektrum der Lampe so zu steuern, dass beide Tintentypen bei derselben Geschwindigkeit ordnungsgemäß aushärten können.
Was technisch wichtig ist:
Eine Hochdruck-Quecksilberlampe emittiert ein breites Emissionsband – mit starker Strahlung bei 365 nm sowie zusätzlichen Linien bei 313 nm und 405 nm. Zudem gibt es auch sichtbares Licht sowie Infrarotstrahlung. Die maximale Strahlungsintensität sowie das Spektrumbalance werden durch die Leistungsstärke der Lampe, die Länge des Lichtbogens, die Quarzkapsel sowie die Dichroikspiegelbeschichtung bestimmt. Für die Aushärtung ist wichtig, welche Energiedichte auf der Oberfläche des Substrats entsteht – in mJ/cm². Diese Energiedichte muss über ausreichend lange Zeit auf die Oberfläche abgegeben werden. Wirjustieren die dominante Wellenlänge, indem wir die richtige Kombination aus Quarzkapsel und Spiegelbeschichtung wählen. So kann die Strahlung so gesteuert werden, dass sie optimal auf den Photoinitiator im UV-Klebstoff wirkt – während gleichzeitig der wasserbasierte Bereich genügend Energie erhält, um zu härten, ohne dabei zu stark zu erhitzen.
Warum das bei gemischten Tinten funktioniert:
Auf Druckmaschinen mit gemischten Tinten muss der UV-Komponente den Klebstoff schnell verhärten, während die wasserbasierte Tinte eine gleichmäßige, kontrollierte Trocknung benötigt, um Blasenbildung oder Wellenbildung zu vermeiden. Durch Anpassung des Spektrums der Lampe kann man die Strahlung so steuern, dass der Klebstoff schnell aushärtet, während gleichzeitig die Intensität der Kurzwellenstrahlung für die wasserbasierte Schicht reduziert wird, um eine Überhitzung zu vermeiden. Dadurch entsteht ein stabiles Aushärtungsfenster – weniger Ausschuss, konstante Haftung, und es ist möglich, schneller zu drucken, ohne dass es zu Aushärtungsproblemen kommt. Die Energie geht genau dorthin, wohin sie benötigt wird – es entsteht kein unnötiger Überschuss an Infrarotstrahlung, der die Umgebungstemperatur erhöht.
Einige praktische Aspekte:
Die Anpassung des Spektrums funktioniert nur dann, wenn die Geometrie der Lampe, des Spiegels sowie der Entfernung zum Substrat richtig abgestimmt sind. Wenn sich die Brennfläche des Spiegels ändert, ändert sich auch die abgegebene Energiedichte in mJ/cm². Es kommt zu einer Anlaufphase, bis die Leistung stabil ist. Die Lebensdauer der Lampe beträgt Tausende von Stunden, wobei die Leistung allmählich abnimmt. Auf Druckmaschinen mit gemischten Tinten sollte man vorher prüfen, wie die Lampenhülle sowie die elektrischen Anschlüsse beschaffen sind. Auch die Temperatur des Substrats muss berücksichtigt werden. Selbst bei reduziertem Infrarotstrahlung bleibt die Wärmebehandlung weiterhin ein Problem bei langen Druckvorgängen.