UV-LED-EB Technologie - Strahlende Zukunftschancen
Inhalt Grundlagen UV - Standard Niedrigenergie UV LED UV Elektronenstrahlhärtung Inkjet Lebensmittelverpackung
Inhalt Grundlagen UV - Standard Niedrigenergie UV LED UV Elektronenstrahlhärtung Inkjet Lebensmittelverpackung
Farbhärtung – Trocknung mit UV/EB Vergleich Farbaufbau Härtungs- / Trocknungsprozess * UV only Quelle: Sun Chemical
UV-Strahlen-Technologie UV Licht = Elektromagnetische Strahlung Kürzere Wellenlänge als sichtbares Licht Typische Quecksilberdampflampe (Mitteldruck) Quecksilbertropfen Quelle: Sun Chemical Ultraviolett Gamma- strahlen Röntgen- UV sichtbares Licht Infrarot Mikrowellen Radiowellen IR. Pikometer Nanometer Mikrometer Millimeter Meter Kilometer 200 nm 760 nm 400 nm sichtbares Licht Quelle: Eye-UV/Sun Chemical Relative Intensität Wellenlänge in nm
LED-UV + „Niedrigenergie“-UV-Technologie Ozon Formierung „Niedrigenergie“ UV Technologie Halbleiter Dioden- ansammlung LED Spektrum (395, 385, 365 nm) Standard Quecksilber Spektrum Spektrum Eisen dotiert Hg UV A 315-400 nm UV B 280-315 nm UV C 200-280 nm Substrat Lampen- aufbau Bildquellen: Sun Chemical
Härtung mit Elektronenstrahlen EB Wie funktioniert ein Elektronenstrahler EB? Vakuumkammer Repeller (80 – 125 kV) Filament Titan Fensterfolie Dosisleistung 25 – 30 kGy Stickstoffatmosphäre Quelle: Sun Chemical
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UV - Standard Einsatz in allen Druckverfahren Akzidenzdruck (Papier, Folie) Etikettendruck (Papier, Folie) Verpackungsdruck (Papier, Karton, Folie, Blech) Körperdruck (Becher, Tuben, Flaschen, 3D-Objekte) Quelle: Siegwerk (www.siegwerk.com)
UV - Standard Vorteile der UV-Härtung Breite Bedruckstoffauswahl Einfache Handhabung (Reinigung, keine Selbsthärtung, kein Ex-Schutz) Qualitätssteigerung (Glanz, Auflösung, Scheuerfestigkeit, Echtheiten) Sofortige Weiterverarbeitung VOC Freiheit Quelle: Flint Group (www.flintgrp.com) Quelle: Siegwerk (www.siegwerk.com)
UV - Standard Herausforderungen der UV-Härtung Investitionskosten (Strahler, Absaugung) Betriebskosten (Energie, Wartung, Farbe) Arbeitsschutz (Ozon, Farbhandhabung) Lebensmittelverpackung Quelle: Siegwerk (www.siegwerk.com)
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„Niedrigenergie“- UV Entwickelt für Akzidenzdruck (Bogenoffset) Ausblenden der ozonbildenden Strahlung Geringer Energieverbrauch Angepasstes Farbsystem erforderlich
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LED - UV Einsatz von LED-UV Härtung bei: Akzidenzdruck (Papier, Folie) Verpackungsdruck (Papier, Karton, Folie) Körperdruck (Tuben, Flaschen, 3D-Objekte)
LED - UV Vorteile Herausforderungen Energieeinsparpotenzial (keine Vorwärmzeit, taktbare Schaltung) Keine Ozonbildung Kaum Wärmeeintrag auf Substrat Lebensdauer Konstante Strahlerleistung Quecksilberfrei Lebensmittelverpackungen (Reaktivität / Migrationslimit) Lacke (Oberflächenhärtung, Vergilbung, Kosten) Eingeschränkte Rohstoffauswahl Energiedichte – Wellenlänge Junge Technologie
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EB Technologie – Drucktechnologien EB Offset EB Flexo Rollenoffset (kein Strahler für Bogenoffset) Substratspannungskontrolle (keine Zwischentrocknung) Variable Drucklänge (Marktvorgabe flexible Verpackung) Inline Druckmaschinen verschiedener Hersteller Zentralzylinder Offsetmaschine Zentralzylinder Flexo (Nass in Nass Druck) Verschiedene Technologieentwick- lungen (teils mit Zwischentrocknung) Andere Entwicklungen Schmalbahn EB Strahler Siebdruck und Tiefdruck Inkjet
EB Technologie – UV / EB Vergleich Vorteile EB Herausforderungen EB Prozesssicherheit durch kontrollierte Dosisrate Niedriges Migrationspotential (Photoinitiatoren, Vernetzung) Geringe Betriebskosten (Wartungs-zyklen, Energie, Ersatzteile) Kein Wärmeeintrag (IR) auf Substrat Quecksilberfrei Investitionskosten Einfluss auf Substrate Verfärbung einiger PA, PVC, OPP Substratformulierungen PE Heißsiegeltemperatur OPP- Hot Tack Window Einige Substrate zeigen Spaltprodukte Geruch chlorhaltiger Substrate
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Inkjet Etabliertes Druckverfahren für Kleinauflagen LED-UV, auch in Kombination 3D-Druck EB in Entwicklung Viele Anwendungen mit zu entwickelnden Ausnahmen UV Inkjet Tropfen verlässt die Düse Quelle: Siegwerk (www.siegwerk.com)
Inkjet Vorteile Herausforderungen Nur Software-Vorstufe Keine Rüstzeiten Wenig Makulatur Individualisierung Berührungsfreier Druck Druckgeschwindigkeit Abhängigkeit Druckkopf – Tinte Lebensmittelverpackungen Limitierte Rohstoffauswahl Farbraum – Branding Höhere Auflösungen
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Druck von Lebensmittelverpackungen Quelle: Sun Chemical
Druck von Lebensmittelverpackungen Quelle: Sun Chemical
Druck von Lebensmittelverpackungen Hohes Migrationspotential Geringes Migrationspotential Nicht vernetzt im Farbfilm Vernetzt im Farbfilm Geringes Molekulargewicht Hohes Molekulargewicht (> 1000 Da) Löslich im Lebensmittel Schwer löslich im Lebensmittel
Druck von Lebensmittelverpackungen Härtungstechnologien Technologie Marktanteil 2015 Farb-entwicklung Anwendungs- spektrum EB ++ ++++ UV +++ UV LE + UV LED -
Druck von Lebensmittelverpackungen Die Herstellung von Lebensmittelverpackungen im UV / EB Druck ist möglich! Voraussetzungen: Einsatz migrationsarm rezeptierter Farben Fachgerechte Verarbeitung Bestätigung durch geeignete Migrationsuntersuchung