Auf dem Untergrund führt eine ungleichmäßige Aushärtung des Materials nicht nur zu Qualitätsproblemen. Dadurch entstehen Ausschussstoffe, die Umstellung zwischen verschiedenen Druckprozessen wird verzögert – und man muss aus Sicherheitsgründen zusätzlich Tinte auftragen.
In den meisten Fällen liegt die Ursache in einer Unübereinstimmung: Das Spektrum der UV-Lampe stimmt nicht mit dem überein, was die Photoinitiatoren tatsächlich absorbieren können. Hinzu kommt noch die Geometrie der Reflektoren, die Energie verschwenden. Dadurch muss man bei jedem Druckvorgang gegen diese Probleme kämpfen.
UV-Quecksilberdampflampen erzeugen ein breitbandiges Spektrum mit starken Spitzen bei 365 nm, 405 nm und 436 nm. Das ermöglicht eine tiefe Penetration des Lichts in das Material sowie eine effektive Aushärtung der Oberfläche – vorausgesetzt, die Photoinitiatoren sind darauf abgestimmt.
Hochdruck-Quecksilbersysteme arbeiten in der Regel mit einer Leistung von 120–240 W/cm. Die maximale Strahlungsintensität kann dabei über 10 W/cm² liegen. Solche Energiedichten ermöglichen eine schnelle Aushärtung des Materials.
UV-LEDs hingegen erzeugen ein schmalbandiges Spektrum – meist bei 365 nm, 385 nm oder 405 nm. Sie bieten eine sofortige Ein-/Aus-Schaltefunktion, eine stabile Leistung über Tausende von Stunden sowie weniger Wärmeentwicklung im Material.
Konzentrieren Sie sich nicht nur auf die Leistung in Watt. Entscheidend ist vielmehr die Strahlungsintensität am Arbeitsplatz sowie die Übereinstimmung des Spektrums mit den Photoinitiatorien der Tinte.
Reflektoren bestimmen, wie viel der erzeugten UV-Strahlung tatsächlich das Material erreicht. Elliptische Reflektoren konzentrieren das Licht auf das Zielgebiet und erhöhen somit die Intensität. Parabolische sowie kompakte elliptische Reflektoren verbessern die Gleichmäßigkeit und den Winkelverteilungsgrad, sodass eine höhere Energiedichte über die gesamte Breite des Druckbereichs erreicht wird.
Dichroische Beschichtungen können das Spektrum beeinflussen – sie reflektieren UV-Strahlung und lassen Infrarotstrahlen durch. Dadurch wird die Erwärmung des Materials verringert.
Beim Aushärten dicker Schichten von Schirmdrucktinten oder hochpigmentierter Flexodrucktinten sorgen die breiten Spektren der Quecksilberlampen zusammen mit einer optimierten Reflektorgeometrie für die notwendige Penetration und Vernetzung des Materials.
Bei dünnen Filmen sowie hitzeempfindlichen Substraten ermöglicht die LED-Behandlung eine präzise Steuerung der Wellenlänge sowie eine geringere thermische Belastung. So kann man schnell drucken, ohne dass das Material beschädigt wird.
In jedem Fall lässt sich die effektive Energiedichte erhöhen, indem der ausgehende Lichtstrom auf das gewünschte Gebiet konzentriert wird. Dadurch wird die Energieeffizienz gesteigert, unnötige Strahlung vermieden und der Energieverbrauch pro bearbeitetem Quadratmeter verringert – während gleichzeitig die Qualität der Aushärtung erhalten bleibt.
Die Auswahl der richtigen Lampe hängt von der chemischen Zusammensetzung der Tinte ab. Eine unpassende Abstimmung des Spektrums führt zu Energieverschwendung sowie zu unausgereifter Vernetzung des Materials.
Quecksilberlampen benötigen eine Aufwärmzeit, und ihre Leistung nimmt im Laufe der Zeit ab. Planen Sie daher regelmäßige Anpassungen der Leistung sowie einen Ersatzplan.
LED-Systeme bleiben von der ersten bis zur letzten Druckvorgang konstant in ihrer Leistung. Doch eine gute Wärmebehandlung ist entscheidend. Halten Sie die Betriebstemperatur unter Kontrolle, um die Stabilität des Spektrums sowie die Lebensdauer der LEDs zu gewährleisten.
Die Ausrichtung der Reflektoren muss genau sein. Selbst eine kleine Fehlausrichtung führt zu einer Verringerung der Gleichmäßigkeit der Strahlungsintensität sowie der effektiven Energiedichte.
Passen Sie die Einrichtung an die Geometrie des Substrats, die Geschwindigkeit des Materials sowie die Dauer der Behandlung an. Überprüfen Sie anschließend die Leistung mit einem Spektralradiometer am Arbeitsplatz, um die maximale Strahlungsintensität sowie die gesamte Energiedichte zu bestimmen.