Optimierungsmöglichkeiten im UV-Bogenoffset

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1 SHEETFED ACTIVITY GROUP BEST PRACTICE GUIDE Handbuch Nr. 1. Ausgabe Optimierungsmöglichkeiten im UV-Bogenoffset Handbuch für beste Praxisergebnisse

2 Optimierungsmöglichkeiten im UV-Bogenoffset Mitarbeiter: PrintCity Sheetfed Activity Group, Mitarbeiter, die wesentliche Beiträge zu diesem Führer geleistet haben, sind: Agfa-Gevaert, Tony de Jaeger; Eltosch, Dietmar Gross; MAN Roland, Michael Nitsche, Andreas Ihme; Reeves, Emanuele Taccon, Francesco Ferrari; Sappi, Hans Harms, Han Haan; SunChemical, John Adkin, Bernhard Fritz; UPM, Peter Hannemann; Westland, Achim Siebert. Weitere Mitarbeiter und Rezensenten: FOGRA, Dr. Rauh, GATF, Raymond J. Prince; MacDermid Graphic Systems, Mathieu Litzler; Sinapse Graphique International, Peter Herman; Wikoff Color Corp, USA, Dr Don Duncan. Verantwortlicher Redakteur: Nigel Wells, VIM Paris Design und Druckvorbereitung: Monumental Photo Paris 2003 PrintCity GmbH & Co KG, Augsburg Germany. Alle Rechte vorbehalten. Die Führer stehen in Deutsch, Englisch, Französisch, Italienisch und Spanisch zur Verfügung. Zu bestellen bei: GATF Online: oder bei den Mitgliedsunternehmen Bibliografie Ultraviolet Curing, A Statement Of Its Future Role In The Printing Industry, erschienen bei Coates Lorilleux. The Impact Of Printing Inks On The Environment, erschienen bei Coates Lorilleux. Safety Health Environment: Addressing the Issues, erschienen bei Coates Lorilleux. Diese Veröffentlichungen sind über die Internetseiten von Coates Lorilleux und Sun Chemical erhältlich: IN ZUSAMMENARBEIT MIT Trockner Platten: Agfa Druck: MAN Roland ROLAND 700 mit Lackmodul und UV Drucktücher: Vulcan von Reeves Farben und Drucklacke: Sun Chemical Papier: Sappi Magnostar 135 gsm & 250 gsm

3 Einleitung Die Nachfrage nach mit UV-Druckfarben und Lacken hergestellten und veredelten Drucksachen steigt kontinuierlich. Denn die spezielle Farbcharakteristik verleiht den Produkten Eigenschaften, die am Markt immer mehr nachgefragt werden. Um im Wettbewerb zu bestehen, sind Druckereien und deren Lieferanten gezwungen, Qualität und Produktivität zu steigern. Dabei ist entscheidend, die richtige Kombination von Maschinensystemen und Verbrauchsmaterialien auszuwählen. So lassen sich das Verfahren optimieren und die Qualifikationen der Produktionsmitarbeiter verbessern. Nur durch wirksame Zusammenarbeit zwischen Lieferanten und Druckern lassen sich optimale Qualität und Produktivität erreichen. Beide profitieren von der Zusammenführung ihrer Fähigkeiten und Kenntnisse. Dieses Handbuch soll die entsprechenden Verfahrenskenntnisse an alle Beteiligten in der Produktionskette vermitteln. Sein Inhalt ist in Kapitel gegliedert, die sich mit den wichtigsten Verfahrensfragen, den besten Praxisergebnissen und Problemanalyse befassen. Folgende Druckfarben- und Lackkombinationen werden angesprochen: Konventionelle Druckfarben, Primer auf Dispersionsbasis und UV-Lacke UV-Druckfarben und UV-Lacke UV-Hybridfarben und Lacke Kombination von UV- und konventionellen Druckfarbsystemen auf derselben Druckmaschine für den alternativen Betrieb. Durch die Zusammenarbeit der Zulieferer für "beste Praxisergebnisse" wird eine Verbesserung der Gesamtleistung erreicht. Jedes beteiligte Unternehmen spielt im Zusammenhang der Produktionskette seine Rolle. Alle tragen durch Kombination ihrer Erfahrung zur Steigerung der Gesamtprozessleistung bei. In Hinsicht auf hochwertigen UV-Druck und Produktivität gibt es drei Prioritäten: 1- Alle Materialien, die im Prozesssystem verwendet werden, müssen sich chemisch vertragen. Dazu gehören Walzenbezüge und Drucktücher für die verwendeten Druckfarben, Lacke und Reinigungsmittel, die unter Berücksichtigung von Substrat, Weiterverarbeitung und Einsatzzweck des Druckproduktes auszuwählen sind. 2- Die Druckmaschine muss der Anwendung entsprechend konfiguriert, richtig eingerichtet und regelmäßig gereinigt und gewartet sein. 3- Eine gründliche Ausbildung des Personals ist entscheidende Voraussetzung für hohe Produktivität beim UV-Druck. WICHTIGE ANMERKUNG Ein allgemeines Handbuch kann nicht die speziellen Eigenschaften aller Produkte und Verfahren berücksichtigen. Wir empfehlen daher dringend, dieses Handbuch zusätzlich zu den Informationen Ihrer Lieferanten zu verwenden, deren Verfahrensvorschriften bezüglich Sicherheit, Betrieb und Instandhaltung Priorität haben müssen. Inhalt Handbuch Seite Nr. Häufig gestellte Fragen 2 Glossar von UV-Ausdrücken 3 Weshalb UV anwenden? 4 Was ist UV? 5 Welches UV-Verfahren? 6 Produktionssystem Einrichtung der Druckmaschine 8 Trockner 1 0 Wahl der Verbrauchsmaterialien 1 2 Platten 1 2 Lackformen 1 4 Substrate 1 5 Druckfarben und Drucklacke 1 6 Chemische Verträglichkeit 1 8 Walzen und Drucktücher 1 9 Reinigungsmittel 2 0 Lagerung von Verbrauchsmaterial 2 1 Beste Praxisergebnisse in der Anwendung Sicherheit, Gesundheit, Umwelt - Zusammenfassung 2 2 Betriebliches Umfeld und wichtige Instandhaltungsfragen 2 3 Platten 2 4 Lackformen 2 5 Farben und Lacke 2 6 Drucktücher 2 8 Walzen 2 9 Drucken 3 0 Trocknen 3 2 Testen von UV-Druckfarben und -Lacken 3 3 Produktionsdiagnose - Zusammenfassung 3 4 Druckweiterverarbeitung 3 7 Diese Symbole werden verwendet, um auf wichtige Punkte hinzuweisen: Beste Praxiserfahrungen Schlechte Praxisergebnisse Vermeidbare Kosten (Abfall, Zeit, usw.) Warnung oder Sicherheitsrisiko Betrifft die Qualität 1

4 Häufig gestellte Fragen Haben UV-Druckfarben einen größeren Punktzuwachs (Punktverbreiterung) als konventionelle Druckfarben? Ja, das lässt sich in der Druckvorstufe am CtPlate-System durch ein Anpassen an die geänderte Druckkennlinie korrigieren. Gibt es Probleme beim Abstapeln von UV-gedruckten Produkten? Nein, ist der Trocknungsprozess ordnungsgemäß verlaufen, kommt kein Abschmieren vor. Voraussetzung dafür sind ausreichende Lampenleistung und Sauberkeit. Sind UV-gedruckte Produkte recycelbar? Was Schwermetallgehalt und biologische Abbaubarkeit betreffen, kann mit UV-Druckfarben bedrucktes Material in gleicher Weise entsorgt werden wie andere Drucksachen. Auch maximal lackierte Bogen lassen sich in modernen Aufschlussanlagen im Flotationsverfahren verarbeiten. Können UV-Druckfarben für Spielzeugverpackungen verwendet werden? Ja, wenn der Druckfarbenlieferant über den Einsatzzweck informiert wurde, damit er geeignete Pigmente zur Verfügung stellen kann. Es ist das gleiche Verfahren wie bei konventionellen Druckfarben. Eignen sich UV-Produkte für die Verpackung von Nahrungsmitteln? Für Lebensmittelverpackungen stehen spezielle UV-Druckfarben und -Lacke von hoher Beständigkeit in Bezug auf Geruchs- und Geschmacksprüfung zur Verfügung. Gleichmäßige Ergebnisse erfordern korrekte Trocknung, sorgfältige Überwachung und gute Verfahrensweise. Jedoch empfiehlt die europäische Druckindustrie, jeden direkten Kontakt zwischen bedruckten Oberflächen und dem Nahrungsmittel zu vermeiden. Auch wenn das Risiko einer Übertragung oder Migration sehr gering ist, sollte es vermieden werden. Wie verhalten sich Verpackungen mit UV-Druckfarben in Bezug auf Geruch und Geschmack im Vergleich zu den verpackten Produkten? Ein spezieller Vorteil der UV-Druckfarben ist ihre schnelle Stabilisierung in Bezug auf Geschmack und Geruch, ermittelt nach anerkannten Standardprüfungen der Lebensmittelindustrie. Korrekt durchgeführter UV-Druck ermöglicht kurze Vorlaufzeiten zwischen dem Verpackungsdruck und dem Verpackungsvorgang. Damit entspricht das Verfahren den Forderungen der Industrie. Getrocknete UV-Produkte verfügen nur über ein sehr geringes Potenzial in Bezug auf Geruch oder Geschmack. Gibt es Probleme wegen der Entstehung von Ozon? UV-Trockner sind mit einem Absaugsystem ausgerüstet. Die geringen Ozonmengen werden zuverlässig abgesaugt. Die vorhandene Einrichtung muss ordnungsgemäß gewartet werden. Ozon lässt sich leicht feststellen, eine routinemäßige Überwachung ist empfehlenswert. Verursacht UV-Druck andere Luftverunreinigungen? Die einzige Verunreinigung ist Ozon, welches von den Lampen erzeugt wird. Im Vergleich zum konventionellen Druck entstehen beim UV-Druck weniger flüchtige organische Verbindungen und dieser kann daher als kontrollierte Technologie eingesetzt werden. Gibt es bei schnellen Druckmaschinen Probleme mit Farbnebel? Es gibt viele Faktoren, die die Bildung von Farbnebel beeinflussen. Nebelbildung sollte vermieden oder mindestens gering gehalten werden, weil dadurch Gesundheit, Sauberkeit und Hygiene beeinträchtigt werden können. Hochgeschwindigkeits-Druckmaschinen sollten mit einer Nebelabsaugung ausgerüstet sein. Eine weitere Reduzierung ist durch gute Maschinenwartung möglich. Das betrifft die Farbwalzen, den Platten- und den Gummizylinder, die Kontrolle der Maschinentemperatur sowie eine wirksame Absaugung und Belüftung. Ist der Umgang mit UV-Produkten der gleiche, wie der bei Produkten mit konventionellen Druckfarben? Produkte mit Härtung können ähnlich behandelt werden, wie Produkte auf Öl- oder Wasserbasis, wobei die gleichen hohen Standards in Bezug auf Hygiene und Arbeitsweise zu beachten sind. Gute Ordnung und Sauberkeit werden verlangt und unnötiger Kontakt mit UV-Produkten ist sorgfältig zu vermeiden. Die vom Lieferanten ausgegebenen Gesundheits- und Sicherheitsinformationen sind in jedem Falle zu lesen und die Vorschriften sorgfältig zu beachten. Wenn die Handhabungsinformationen des Lieferanten nicht beachtet werden, kann es bei wiederholter oder längerer Einwirkung von ungehärteten UV-Produkten zu Augenreizungen kommen. Siehe Seite 22. Werden in UV-Druckfarben und -Lacken giftige Stoffe verwendet? UV-Produkte werden nicht aus Stoffen hergestellt, die als giftig bekannt sind. In UV-Produkten verwendete Stoffe sind seit vielen Jahren dank detaillierter wissenschaftlicher Studien gut bekannt. Auf Bestäubungspuder und Lösungsmittel für Lacke kann beim ausschließlichen Einsatz von UV-Produkten komplett verzichtet werden. UV-Druckfarben und Lacke trocknen nicht an. Dies kann zu Einsparungen beim Verbrauch von Waschmitteln führen. 2

5 Glossar von UV-Ausdrücken Acrylat: Reaktionsfreudiger Rohstoff für die Herstellung von thermoplastischen Acryl-Kunstharzen durch Fotopolymerisation. Dies ist die Grundlage der Farbchemie für den UV-Bogendruck. DIN 16524/16525: Prüfung von Drucken und Druckfarben: Beständigkeit gegen Wasser, Lösungsmittel, Seifen, Reinigungsmittel, Nahrungsmittel, Licht. Dispersionslack (wässrige Lacke): Ein Lack, dessen Hauptinhaltsstoffe Wasser, Polymere und Additive sind; Trocknung erfolgt durch physikalisches Verdunsten von Wasser, das durch Anwendung von Warmluft beschleunigt werden kann. Draw-back-Effekt: siehe Glanzabfall EPDM: Ethylen-Propylen-Kautschuk, hergestellt aus nicht polar gebundenen Elementen; geeignet für polare Additive wie den Bestandteilen von UV-Druckfarben. Glanzabfall (Glanzverlust, Draw-back-Effekt): Die oxidative Trocknung von konventionellen Druckfarben und Primern läuft unter einer gehärteten UV-Lackierung weiter, dies verursacht schlechte Haftung, Glanzverringerung und Glanzunterschiede zwischen bedruckten und unbedruckten Bereichen. Härten (Trocknen): die Polymerisation/das Vernetzen von Druckfarben und Lacken durch UV-Strahlung. Kombiwalzen/Kombigummitücher: Spezielle Walzen und Drucktücher zur Verwendung wechselweiser Produktion mit UV- und konventionellen Druckfarben und Lacken auf der selben Druckmaschine. Kombi-Trockner: kombiniert drei Trockenverfahren: IR, Thermoluft und UV. Lacke auf Wasserbasis: siehe Dispersion Lackierung: Auftrag einer speziellen Lackschicht auf ein Substrat oder einen Druck unter Verwendung einer Druck- oder Lackiereinheit. Die Lackschicht kann eine Funktion haben, z. B. als Schutzschicht oder für optische Effekte. Metallische Pigmentbeschichtung: Dispersionsoder UV-Lackierung mit Metallpigmenten zur Erzielung von Gold- oder Silbereffekten. Migration: Ein Ausdruck, um das Wandern von Substanzen zu beschreiben. Monomer: Kleines Molekül, das sich unter Lichteinwirkung mit seinesgleichen oder ähnlichen Molekülen zu einem größeren Molekül verbinden kann. NBR: Nitrilkautschuk mit polar gebundenen Elementen, der für Druck- und Feuchtwalzen verwendet wird; geeignet zur Verwendung mit konventionellen Druckfarben, die Mineralöl und nicht polar gebundene Bestandteile enthalten. Nichtpolare Bindung: Das Gegenteil der polaren Bindung, wobei die Verbindung durch homöopolare Bindung erfolgt. Orangenhauteffekt: Zu schnelle Trocknung von Dispersionslacken, bevor die untere Primerschicht abgebunden ist; bzw. zu schnelles Härten (Einfrieren) von UV-Lacken, bevor der Lack vernünftig verlaufen ist. Oxidative Trocknung: die Vernetzungsreaktionen von konventionellen Offsetdruckfarben unter der Einwirkung von Sauerstoff, die im allgemeinen mehrere Stunden bis zu einem Tag in Anspruch nehmen. Photo-Initiator: Ein Additiv, das in UV-härtenden Druckfarben und Lacken eingesetzt wird. Sie bilden durch UV-Absorption reaktionsfähige Produkte (Radikale). Dadurch werden vernetzte Strukturen mit den Molekülen des Bindemittels ausgebildet. Fotopolymer: UV-vernetzte Lacke. Polare Bindung: Unter Polarität versteht man die elektrostatischen Kräfte zwischen den Molekülen, die deren Bindungsverhalten bestimmen (ähnlich wie bei der Bindung zwischen zwei Stabmagneten, die nur möglich ist, wenn gegenüber stehende positive und negative Pole zusammen kommen); eine Art der Elementbindung, bei der Atome zu positiv und negativ geladenen Ionen werden, die sich mit einander verbinden. Primer: ein spezieller Typ der Dispersionsbeschichtung, der nach dem Druck mit konventionellen Druckfarben aufgetragen wird, wenn auf diese Druckfarbenschicht ein UV-Lack aufgetragen werden soll. Radikale: chemisch reaktive Atome und Moleküle mit einem hohen Energieinhalt. Randschwärzung: Die Lampenenden von UV-Lampen werden im Bereich der Elektroden nach längerem Gebrauch schwarz. Sauerstoffinhibition: Sauerstoff dringt in den Lack ein, diffundiert in die Farbschicht und deformiert die Oberfläche. Dies verlangsamt den chemischen Ablauf des UV-Härtungsprozesses erheblich. Tack: Zügigkeit von Druckfarbe. UV-Druckfarben und -Lackierung: Für Energiehärtung, die durch UV-Lichtenergie aktiviert wird und die aus Bindemitteln, Reaktionsverdünnung und Fotoinitiatoren bestehen; unter Einwirkung von UV- Licht härten die Druckfarbe und der Lack. UV-Hybrid: Druckfarbensystem mit reduziertem UV- Gehalt ursprünglich von SunChemical (HyBryte ) entwickelt. Gestattet das Überlackieren eines UV-Lacks ohne Primer. Geeignet für die gelegentliche Anwendung unter Gebrauch konventioneller Walzen- und Drucktuchbezüge. Vernetzung: Der Prozess, bei dem (kleine) reaktionsfreudige monomerische oder oligomerische Einheiten, die in einer flüssigen Mischung vorliegen, irreversibel unter Bildung einer festen Matrixstruktur reagieren. Wässriger Lack: (siehe Dispersionslacke) Wegschlagen: Das Eindringen von Mineralöl oder Wasser aus der Druckfarbe bzw. Lackierung in das Substrat. 3

6 Weshalb UV anwenden? Lackierung 53% 53% 53% 52% Offset 19% 20% 21% 22% Der Anteil von UV-Druckfarben verzeichnet bei allen Druckverfahren außer beim Tiefdruck einen stetigen Anstieg. Anteil der UV-Druckfarben je Verfahren in Europa. Quelle UCB. Siebdruck 14% 14% 14% 14% Letterpress 9% 8% 7% 6% Flexodruck 4% 5% 5% 5% Tiefdruck 0% 0% 0% 0% Zunehmende UV-Nachfrage Der weltweite UV-Markt ist seit vielen Jahren um etwa 10 % jährlich stetig gewachsen. Die Wachstumsrate ist fast drei Mal so hoch wie beim Markt für Druckprodukte insgesamt. Die Zunahme betrifft sowohl den Bogenoffset als auch den Flexodruck. Verfahrensvorteile bei Druckprodukten Ihre wertsteigernden Eigenschaften fördern die zunehmende Anwendung von UV-Druckfarben. Vorteile ergeben sich in den Bereichen Akzidenz-, Verpackungs- und Etikettendruck. Ursache sind zunehmende Forderungen der Kunden nach: Verwendung von Substraten (neben Papier und Karton) ohne oder mit nur geringer Saugfähigkeit (Kunststoff- und Metallfolien), sehr starken Glanzeffekten, manchmal kombinierte mit Abrieb- und Kratzfestigkeit, eine Vielfalt von speziellen Lacken für funktionale, taktile und grafische Oberflächenbehandlungen, hohe Oberflächenfestigkeit (Scheuer- und Kratzfestigkeit), speziell für Verpackungen und Umschläge, schnellere Auftragsabwicklung, besonders bei kleinen Auflagen, weil sich beim UV-Druck häufig die Produkte sofort weiterverarbeiten lassen. Der wichtigste wirtschaftliche Vorteil der UV-Technologie ist deren Flexibilität in der Anwendung, die variable Produkteigenschaften und Spezialanwendungen über einen weiten Bereich von Substraten und Oberflächenqualitäten ermöglicht. Dies eröffnet den Kunden der Druckerei kreative Möglichkeiten, ihre Produkte zu differenzieren und ihnen zusätzliche Funktionalitäten zu verleihen. Der Drucker kann bei bestehenden Kunden einen höheren Verkaufswert erzielen und neue Kunden gewinnen. Durch Drucken und Lackieren mit UV-Druckfarben und Lacken verringern sich in bestimmten Fällen die gesamten Produktionskosten im Vergleich zu anderen Verfahren. In anderen Fällen ergibt sich durch den höheren Verkaufspreis sogar bei höheren UV-Produktionskosten eine bessere Rentabilität. Die Vorteile von UV-Druckfarben wurden zuerst im Verpackungsdruck erkannt. Inzwischen ist die Bedeutung auch im Werbe- und Verlagsdruck gewachsen. Photo Sun Chemical. UV-Druck ist heute ein zuverlässiges Verfahren. UV-Druckfarben werden nicht als umweltbelastend angesehen, weil sie keine flüchtigen organischen Verbindungen abgeben. In den USA werden zum Beispiel einige niedrig siedende Mineralöle für den Bogenoffsetdruck als flüchtige organische Verbindungen eingestuft und unterliegen gesetzlichen Vorschriften und Einschränkungen in diesen Bereichen wird UV oft als "bestes verfügbares Verfahren" eingestuft. In der EU werden Druckfarbenmineralöle für den Bogenoffsetdruck nicht als flüchtige organische Verbindungen eingestuft. Verfahrensvorteile in der Produktion Minimierung der Makulatur kein Verschmieren oder Verschmutzen. Kurze Durchlaufzeit mit fast unmittelbarer Fertigstellung durch sofortige Druckfarbenhärtung. Inline UV-Lackierung benötigt keinen Offline-Lackierungsschritt (weniger Abfall und Arbeitsaufwand). Normalerweise ist kein Druckbestäubungspuder erforderlich. Die Verwendung von Puder bei Substraten, die zu statischer Aufladung neigen, kann die Auslegerleistung steigern. Durch höhere Auslagestapel sind weniger Stapelwechsel erforderlich. 4

7 Verfahrenseinschränkungen in der Produktion Ca % höhere Ausrüstungs-Investitionskosten (abhängig von der Konfiguration). Ersatzkosten für UV-Lampen (UV-Lampen und IR-Strahler haben etwa gleiche Kosten, jedoch müssen UV-Lampen und Reflektoren häufiger ausgewechselt werden). Die Kosten für UV-Druckfarben und Druckhilfsmittel können in einigen Regionen höher sein als die von konventionellen Druckfarben (z. B. in Europa), wo konventionelle Druckfarben ein anderes Preis/Leistungsverhältnis aufweisen als z. B. in den USA. Prozessvergleich in der Produktion Der UV-Druckfarbenverbrauch ist mit dem im konventionellen Druck vergleichbar; die UV- Druckfarbenabfälle sind geringer. Durchschnittliche Produktionsleistung wie beim Druck mit konventionellen Druckfarben sind bei korrekten Voraussetzungen in Bezug auf die UV-Trockner-Konfiguration, geeigneten UV-Druckfarben und -Lacken sowie einer korrekten Arbeitsweise mit entsprechender Praxiserfahrung möglich. Die Gesamtenergiekosten beim UV-Druck sind vergleichbar mit einer Druckmaschine gleicher Konfiguration mit IR/TL (Infrarot/Thermoluft) Trockner. Bei Versuchen verbrauchten UV-Trockner 10 % weniger Energie für die Strahler als IR/TL-Trockner. Unter Berücksichtigung deutscher Energiekosten ergibt ein Vergleich niedrigere Energiegesamtkosten beim UV-Prozess von etwa 30 % im Vergleich zur IR/TL-Trocknung. Die erforderliche Anfahrleistung ist bei einer UV-Lampe höher als bei einem IR-Strahler, der nicht durch Zündung gestartet wird. Die Nennleistung in kw ist daher meist höher als bei IR-Strahlern. Was ist UV-Härtung? Die wichtigsten Unterschiede zwischen der UV-Härtung und der Trocknung konventioneller Druckfarbe sind durch die Zusammensetzung der Druckfarben und durch die Art der Trocknung bedingt. Bei konventionellen lösemittelhaltigen Druckfarben ist das Wegschlagen der flüssigen Anteile im Substrat maßgeblich. Die Druckfarbe bindet ab und die Kunstharzanteile erzeugen durch Polymerisation eine abriebbeständige Oberfläche. Dieser Prozess benötigt Zeit und kann viele Stunden in Anspruch nehmen. Er ist abhängig z. B. von Substrat, Farbdeckung und Farb-Wasser-Ausgleich. Für das Trocknen von Dispersionslacken auf Wasserbasis ist ein IR/TL-Trockner notwendig. Bei der UV-Härtung wird mit Druckfarben gearbeitet, die Fotoinitiatoren enthalten, die auf eine spezifische Bandbreite und Intensität von UV-Licht reagieren. Hiernach ist der Druckfarbe/Lackfilm sofort gehärtet (getrocknet). Durch die UV-Strahler werden die Fotoinitiatoren sofort angeregt, reagieren mit den üblichen Bestandteilen der Druckfarbe und bilden eine gehärtete UV-Farbschicht auf dem Substrat. UV-Farb- und Lacksysteme für den Bogendruck werden im Allgemeinen auf folgende Arten verwendet: Konventionelle Druckfarben + Dispersionsprimer + UV-Lack UV-Druckfarben und UV-Lacke UV-Hybridfarben und UV-Lacke Wechselbetrieb von UV- und konventionellen Druckfarbsystemen auf derselben Druckmaschine Konventionelle Trocknung (Absorption) Druckfarbe Farbpigmente Druckfarbenöle Harze (Bindemittel) Obere Substratschicht UV - chemische Härtung UV-Strahlung UV-Druckfarbenlack Bindemittel Farbpigmente Foto-Initiatoren Obere Substratschicht 5

8 Welche Verfahrenskombination für welche Anwendung? Druckverfahren Bogenoffset + Bogenoffset + Bogenoffset + Bogenoffset + UV hybrid + UV Offset UV Offset + UV Offset + UV Offset + Lack Inline einfach Inline doppelt Primer + Offline doppelt Inline einfach Inline einfach Inline doppelt Offline doppelt Dispersionslack Dispersionslack UV Lackierung UV Lackierung UV Lackierung keine Lackierung UV Lackierung UV Lackierung UV Lackierung Druckaufträge Dispersionslack UV Lackierung UV Lackierung UV Lackierung Papiersubstrate Falzkartonsubstrate Plastik- und Foliensubstrate Metall-Substrate Wärmeempfindliche Substrate Chemische Oberflächensubstrate Abrieb- und Kratzfestigkeit Taktile und andere Oberflächeneffekte Übereinanderdrucklacke Lebensmittelbereich Glanzqualität Lackqualität und Anwendungsfreundlichkeit Leistungsvergleich: Sehr gut Gut Zufriedenstellend Ausreichend Schlecht Eine ganze Reihe von Verfahrensoptionen stehen für den hochwertigen Bogenoffsetdruck zur Verfügung. Diese beginnen mit konventionellen Druckfarben und wässrigen Lacken zum Drucken auf Papier und Karton, bei denen der Druckglanz vom Substrat bestimmt wird. Das Auftragen eines Primers über die konventionellen Druckfarben, gefolgt von einer UV-Lackierung, ist eine Alternative mit höherem Glanz. Eine weitere Möglichkeit ist die Aufbringung von UV-Lack auf Hybrid- oder auf UV- Druckfarben. Die Komponentenausrüstung ist für diese beide Verfahrensalternativen die gleiche. Der Unterschied liegt bei Anzahl und Position der Lampen. Die Prozesskombination erfordert Druckmaschinen, die für den wechselweisen Einsatz der verschiedenen Farbsysteme ausgerüstet sind. Konventionelle Bogenoffsetdruckfarbe + Primer + UV-Lack: Die UV-Lackierung ergibt eine kratzfeste und hochglänzende Oberfläche auf Papier oder Karton ohne Änderung bewährter konventioneller Druckfarbentechnologien. Das Doppellackmodul und der Kombinations-Endtrockner (IR/TL und UV) erlauben das Auftragen eines Dispersionslackes auf die konventionelle Druckfarbenschicht bei folgender UV-Lackierung. Auch bei einer Flächendeckung von etwa 300 % lassen sich (ähnlich wie bei UV-Hybridfarben) mit schnell trocknenden Skalendruckfarben hohe Glanzwerte erreichen. Der Glanzwert wird vom Substrat, von der Konfiguration und der Leistung des Trockners bestimmt. Diese Arbeitsweise ist in Europa üblich. Relativer Glanz UV-Offsetdruck (ohne Lackierung): Das maßgebliche Verfahren für nicht saugende Bedruckstoffe. Glanz kommt nur aus den Druckfarben und den Substraten. Außer bei sehr hochwertigen Substraten ist der Glanzwert niedrig. Eine wertsteigernde Oberflächenbehandlung durch Lackieren ist nicht möglich. Außer, wenn offline eine Lackierung oder Kaschierung erfolgen soll, müssen die verwendeten Druckfarben eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweisen. UV-Offset und einfache Inline-UV-Lackierung: Ohne wesentliche Änderung des Härtungsprozesses ergibt dieses Verfahren eine unübertreffliche Hochglanzoberfläche. Die UV- Härtung im Ausleger hinter dem Lackmodul ergibt optimalen Glanz. Ein Vorwärmen des Lacks vor dem Auftragen auf etwa 40 C trägt zu höherem Glanz bei. In geringerem Maße kann zusätzlich ein Zwischentrockner vor dem Lackmodul das Ergebnis verbessern. Flächendeckung UV-Farbe und UV-Lack HyBryte TM- Farbe mit Zwischentrockner und UV-Lack konv. Farbe und Primer/ UV-Lack HyBryte TM -Farbe ohne Zwischentrockner und UV-Lack Jede Kombination des UV-Verfahrens erbringt eine beständige relative Leistung, unabhängig von der Farbdeckung. Die Gesamtglanzgrade nehmen mit zunehmender Farbdeckung ab. Quelle MAN Roland. Kombi-Druckmaschine: Für wechselweise Veredelung von konventionellen, Hybrid- und UV- Druckfarben mit Dispersions- bzw. UV-Lack sind Maschinen mit entsprechender Ausstattung sowie UV-Zwischen- und IR/TL/UV-Endtrocknern geeignet. UV-Offset und doppelte Inline-UV-Lackierung: Ermöglicht eine größere Auswahl an hochwertigen Oberflächenbehandlungen, einschließlich gemischter Matt-Glanz-Lackierungen und Pigmenten zur Erzeugung von Spezialeffekten. Diese Arbeitsweise ist hauptsächlich in Europa üblich. UV-Hybridfarben + Inline UV-Lackierung: Für die Hochglanzlackierung verbinden UV-Hybridfarben einige Vorteile konventioneller Druckfarben mit denen von UV-Druckfarben. Ihre Kosten sind denen für UV-Druckfarben ähnlich. Das System kann relativ leicht bei einer vorhandenen Druckmaschine mit Lackmodul nachgerüstet werden und eignet sich für die gelegentliche UV-Lackierung 6

9 unterschiedlicher Substrate. Versuche haben gezeigt: Außer bei niedrigster Laufgeschwindigkeit reicht bei hoher Farbdeckung die UV-Endtrocknung allein nicht aus. Zusätzliche Zwischentrockner werden mit zunehmender Druckgeschwindigkeit und Farbdeckung notwendig, um die Erwartungen an den Glanz zu erfüllen. Konventionelle Walzen und Drucktücher können in der Maschine verbleiben, wenn die Betriebsdauer mit Hybriddruckfarben etwa % nicht überschreitet. Bei längerem Einsatz werden UV-Spezialwalzen und UV-Gummitücher erforderlich. Offline-Lackierung: Das Offline-Auftragen von Lacken kann mit Vorteilen in Bezug auf Qualität und Arbeitsablauf verbunden sein. Beispiele dafür sind: a) Lohndruckereien und Weiterverarbeiter mit Offline-Veredelung als Kernkompetenz, b) Drucker, die die Lackierung auf eine einzige Fertigungslinie konzentrieren und mit konventionellen Druckfarben bei maximaler Geschwindigkeit arbeiten wollen, c) UV-Vorbeschichtung zum Beispiel mit weißen Deckfarben. Auch für die nachgelagerte Veredelung gilt: Offline-Arbeiten ist einfacher und mit weniger Qualitätsproblemen behaftet. Der erzielte Glanz ist gleich. Lacke müssen eventuell dieser Technik angepasst werden. Moderne Offline- Lackiermaschinen sind in gleicher Leistungsfähigkeit wie Bogenoffsetmaschinen mit ein oder zwei Lackmodulen verfügbar. Die Auswahl des richtigen Verfahrens hängt sowohl von den Substraten als auch vom zu erzeugenden Produkt ab sowie vom Verhältnis zwischen UV- und konventionellen Druckaufträgen auf der Maschine. Bezogen auf das zu erwartende Auftragsvolumen müssen die Gesamtkosten unter Berücksichtigung von Druckfarben, Verbrauchsmaterialien, Walzen und Gummitüchern für eine der Varianten den Ausschlag geben. Dabei können höhere Investitionskosten einhergehen mit einem geringeren Verbrauchsmaterialbedarf bei gesteigerter Produktivität und somit zu geringeren Stückkosten führen. Direkte Kostenvergleiche können aber auch in die Irre führen. Denn durch die UV-Veredelung lassen sich eventuell am Markt höhere Umsatzerträge realisieren, die die zusätzlichen Verfahrenskosten mehr als ausgleichen. Konventionelle Nassoffsetfarbe + Primer + UV-Lackierung UV-Offsetdruck UV Offset + einfache Inline-UV-Lackierung UV Offset + zweifache Inline-UV-Lackierung UV Hybridfarben + Inline-UV-Lackierung Offline-Lackierung 7

10 1 Produktionssystem Druckmaschinenausrüstung für die Ausführung und Optimierung der UV-Produktion Bei Wahl der geeigneten Komponenten für die Druckanwendung wird innerhalb des gesamten Verfahrensumfeldes mit den Verbrauchsmaterialien eine optimale Leistung erreicht. Der Trockenvorgang erzeugt Wärme. Das erfordert eine gewisse Anpassung der Ausrüstung. Übersicht über die Systemkomponenten (normal und optional): Farbhaube geöffnet zur Ansicht des Farbkastenverrührers, der verhindert, dass hochzähe UV-Druckfarbe in den Kästen stehen bleibt. UV-Modulaufnahme für Endtrockner. Fotos MAN Roland. 1 Schattenfreie Greifer, 2 Raum für UV-Zwischentrockner, 3 Überführung(en) zwischen dem/den Lackmodul(en), 4 Druckzylinderwascheinrichtung, 5 Farbwerktemperierung, 6 Absaugvorrichtungen, 7 Farbkastenverrührer, 8 Verlängerter Ausleger mit integriertem Endtrockner. Quelle MAN Roland. 1 6 UV-Vorbereitung der Druckmaschine (Mechanik, Elektrik, Software) UV-Modulaufnahmen zwischen den Druckeinheiten, den Lackmodulen und im Ausleger zur Unterbringung der UV-Trockner. UV-Trockner (Zwischentrockner und Endtrockner) oder kombiniert IR/TL- und UV-Trockner Absaugsysteme zwischen Druckeinheiten und im Ausleger zur Beseitigung von Ozon, Gerüchen und feuchter Luft Wärmeabfuhrsysteme an den UV-Strahlern, zwischen den Lackmodulen und im Ausleger. Wärmetauscher sind normalerweise Standardkomponenten. Wärmeabfuhrsysteme für Druckzylinder UV- oder Kombiwalzen (für Farbauftrags- und Lackiersysteme) UV- oder Kombidrucktücher (für Farbauftrags- und Lackiersysteme) Farbwerktemperierung (wegen des hohen Tack von UV-Druckfarben) Farbnebelabsaughauben Farbkastenverrührer, um zu verhindern, dass hochzähe UV-Druckfarbe in den Kästen still steht. Lackmodul mit Kammerrakel und Rasterwalze. Die Geometrie der Anilox-Rasterwalzen beeinflusst sehr stark den Beschichtungsauftrag (es ist erforderlich, dass sich die Rasternäpfchen nicht zusetzen). Lackkonditioniergeräte zum Vorwärmen des Lacks auf 40 C, für gleichmäßige Verteilung, höchsten Glanz und minimierte Schaumbildung Paralleles Waschsystem für Kombidruckmaschinen, die abwechselnd mit konventionellen und mit UV-Druckfarben arbeiten Verlängerte Ausleger und Transfermodule zwischen den Doppellackmodulen Schattenfreie Greifer in den Auslegergreifersystemen Sicherheitsausrüstung (Schutzabdeckungen usw.) Rohrleitungen und Pumpen: Edelstahlrohre sind vorzuziehen. Rohrsysteme, die Kupfer enthalten, sind zu vermeiden, da der Kontakt mit UV-Produkten den Härtungsvorgang auslösen kann. In Farbpumpen sind Teflonlager zu verwenden, da UV-Produkte keine selbstschmierenden Eigenschaften haben. In den Lackmodulen sollten berührungslose Schlauchpumpen verwendet werden (keine Lagerwartung). Diese erlauben einen schnellen Wechsel zwischen verschiedenen Lacksorten ohne erforderliche Reinigung, die bei konventionellen Pumpen erforderlich wäre

11 Flexibilität zwischen den Druckwerken Flexibel können komplette Steckmodule innerhalb von zwei bis drei Minuten zwischen den Druckeinheiten eingesetzt oder gewechselt werden. Abhängig von Farbton, Farbfolge und Farbdeckung lassen sie sich entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Auftrags einsetzen. Die maximale Modulanzahl beträgt jeweils ein UV-Modul pro Druckeinheit. Weniger Einheiten sind möglich. Die empfohlene Mindestzahl ist ein UV-Modul für je zwei Druckeinheiten. Ein UV-Zwischentrockner sollte hinter Deckweiß, metallischen Druckfarben, Druckfarben, die 15 % über Standarddichte gedruckt werden und dunklen Druckfarben (Schwarz, Blau, Grün), sowie Druckfarben, die mehr als 80 % der Druckform abdecken, eingesetzt werden. Die UV-Module sind stets vom Ausleger zu entfernen, wenn mit konventionellen Druckfarben und Bestäubungspuder gearbeitet wird. An deren Stelle wird eine Blindeinheit eingesetzt, um Oberflächenverschmutzung zu vermeiden. Gleichzeitig dient sie als Sicherheitseinrichtung. UV Hybrid-Zwischenhärtung: Ein UV-Endtrockner genügt möglicherweise nicht für hohe Farbdeckung bei hoher Geschwindigkeit. Aus Versuchen ist bekannt, dass bei niedriger Farbdeckung auf Hochglanzpapier ein Zwischentrockner hinter der letzten Druckeinheit genügt, während bei mittlerer Farbdeckung auf glanzarmem Substrat zwei Zwischentrockner erforderlich sind. UV-Endtrockner und Modulaufnahmen an den Druckeinheiten: Um beste Ergebnisse zu erhalten, sollte der UV-Endtrockner so dicht wie möglich am Ausleger liegen, damit sich der Lack vor der Härtung so gleichmäßig wie möglich ausbreiten kann. Volle Flexibilität in der Produktion wird erreicht, wenn alle Druckeinheiten über eine UV- Modulaufnahme verfügen. Die variable Positionierung der verfügbaren UV-Strahler hängt von den Bedingungen des jeweiligen Auftrags (Farbfolge, Helligkeit und Deckung) ab. Quelle: MAN Roland. Kombinierte Systeme IR/TL- + UV-Trocknersysteme Endtrockner für abwechselnden Einsatz von konventionellen und UV-Druckfarben an einer Bogenoffsetmaschine mit Lackmodul für die Inline-Veredelung: TL-Segment: für wasserbasierte Dispersionslacke, IR- (Infrarot) Lampen erwärmen den wässrigen Inhalt und erzeugen Wasserdampf, der durch Thermoluftrakel abgezogen und durch ein Absaugsystem entfernt wird. IR-Segment: unterstützt die Reduzierung der Viskosität (bei normaler Offsetfarbe nicht bei UV- Druckfarbe) für schnelleres Wegschlagen im Substrat. UV-Segment: besorgt die Endhärtung von UV-Druckfarben (bei Voll-UV- wie auch bei Hybrid- Druckfarben) und von UV-Lacken. IR-Zwischentrockner IR-Zwischentrockner vor dem ersten Lackmodul erwärmt den Bogen, damit sich der Lackfilm gleichmäßiger verteilt. IR-Zwischentrockner vor dem zweiten Lackmodul trocknet den ersten Lackauftrag (Primer) und erwärmt den Bogen. Dadurch wird der Entstehung einer Orangenhautoberfläche entgegengewirkt. Diese kann durch in der Primerschicht eingeschlossen Wasserteilchen entstehen. Ein Effekt, der zu Glanzverlust führt. Ein Auftrag von zu viel Energie würde nur zur Oberflächentrocknung führen. IR-Zwischentrockner beschleunigen die oxidative Trocknung. UV-Zwischentrockner alternative Position für UV-Zwischentrockner Lack modul Relativer Glanz Nur Endtrockner Ein Zwischentrocker Zwei Zwischentrockner Flächendeckung In einem UV-Hybrid-Drucksystem bestimmt beim Auftrag auf Bereiche mit unterschiedlicher Farbdeckung die Anzahl der Zwischentrockner den erreichbaren Glanzgrad des Lacks. Quelle MAN Roland. Bogenaufgang oder Ausleger Kühlwasseraggregat Luftmengeneinstellung Kaltwasser ca. 5 C Druckwerke Kaltluftaggregat Temperaturregelung Kaltlufteinrichtung auf Druckzylinder und im Ausleger für wärmeempfindliche Substrate. Quelle MAN Roland. Kombination IR/TL- + UV-Endtrockner für Doppellackmodule, die abwechselnd für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden (a) konventionelle Druckfarben und Lacke (es werden nur IR und Thermoluft benötigt); (b) konventionelle Druckfarben, Primer und UV-Lacke (UV, IR und Thermoluft) und (c) UV-Druckfarben und UV-Lacke (nur UV) unter Einsatz von Zwischentrocknern. Quelle MAN Roland. UV-Modul mit Shuttersystem mit DICHROSELECT-S UV-Modul mit Shuttersystem mit DICHROSELECT-S 9

12 UV-Lampen und Reflektoren UV-Lampen UV-Lampen bestehen normalerweise aus einer Quarzröhre, die in einem Vakuum Quecksilber enthält. Hochwertiger Quarz gewährleistet eine 90-prozentige Durchlässigkeit der UV-Strahlung und eine Hitzebeständigkeit bis zu 800 C. Quecksilberstrahler werden verwendet, weil diese auf Grund ihres Leistungsschwerpunktes im kurzwelligen Bereich die üblicherweise verwendeten Druckfarben am effektivsten härten. Für spezielle Anwendungen (zum Beispiel bei Deckweiß, hoher Dichte der Druckfarbenschicht und Sonderfarben) können dotierte Lampen erforderlich sein (Kobalt, Gallium, Indium, Eisen, Blei). Für den Betrieb von UV-Lampen wird in der Regel Hochspannung (Transformator) benötigt. Quecksilber-UV-Lampen sind sehr zuverlässig, jedoch lässt ihre Leistung im Gebrauch kontinuierlich nach. Die Verschlechterung wird beeinflusst durch: (a) die Anzahl der Betriebsstunden, (b) die Einschalthäufigkeit, (c) die Wirksamkeit des Kühlsystems und die Sauberkeit von Lampe und Reflektor. Allgemein haben die Lampen eine garantierte Lebensdauer von 1000 bis 1500 Stunden, je nach Lieferant und Typ. Bei einer neuen Generation von UV-Lampen mit einem Halogenkreislauf entfällt die Randschwärzung (durch Elektrodenkorrosion) größtenteils und die innere Kontamination der Lampe insgesamt (durch Ablagerungen von Elektrodenmaterial) wird deutlich verzögert, woraus sich bei ordnungsgemäßer Wartung eine sehr lange Lebensdauer ergibt. Etwa 65 % der Lampenstrahlung erreichen indirekt die Substrate. Die Eigenschaften des im Reflektor verwendeten Reflexionsmaterials und dessen Profil (elliptisch, parabolisch, veränderlich, kombiniert) bestimmen maßgeblich die Leistung einer UV-Lampe. Eine hohe elektrische Lampenleistung bedeutet nicht notwendigerweise, dass das System eine hohe UV-Dosis mit geringer Wärmeentwicklung abgibt. Die Wirksamkeit hängt eben nicht nur von der elektrischen Leistung der Lampen ab, sondern auch von deren Qualität und dem Reflektorprofil. Dies ist je nach Hersteller und Ausführung unterschiedlich und wirkt sich auf Härtung und Energieverbrauch aus, zum Beispiel: Für den Stand-by -Betrieb sollten die Lampen einen Shutter enthalten, der bei Maschinenstillstand automatisch schließt. Im Vergleich zu einem externen Shutter positioniert ein integrierter Shutter die Lampe dichter an das Substrat. Das Reflektorblech sollte die Strahlung auf höchste Intensität fokussieren. Das Ideal ist ein Minimum an Direktstrahlung mit höchster, auf einen engen Bereich konzentrierter Intensität. Bevorzugt wird eine Trocknung bei hoher Intensität, bei der die Farboberfläche schnell verschlossen wird, um eine Sauerstoffinhibition zu verhindern. Eine Kühlung mit Kaltluft wird nur für wärmeempfindliche Substrate empfohlen, bei denen die bei der Zwischentrocknung aufgenommene Wärme Passerprobleme verursachen kann. Reflektoren Nur etwa 35 % der Lampenstrahlung erreicht direkt die Substrate (Primärenergie). Die verbleibende (sekundäre) Energie wird durch einen Reflektor auf das Substrat umgelenkt. Der Gesamtlampenwirkungsgrad hängt von den Eigenschaften des Reflexionsmaterials und dem Profil des Reflektors ab. Reflektoren sollen eine maximale UV-Strahlung für die Trocknung bei minimalem Energieverbrauch und minimaler Erwärmung liefern. Der entscheidende Faktor bei der Trocknung ist die Menge an UV-Licht, die das Substrat erreicht. Das UV-Modul sollte sich so dicht wie möglich am Substrat befinden, weil die UV-Intensität mit zunehmendem Abstand vom Substrat drastisch abnimmt. UV-Reflektoren werden meist aus Aluminium oder Glas hergestellt deren Reflektionsvermögen fast identisch ist. Aluminium wird bevorzugt, weil die Anwender die Reflektoren selbst auswechseln können, wenn diese verschmutzt sind (bei Glas muss dies ein Spezialist erledigen). Außerdem besteht kein Risiko, dass Glas in der Maschine gerät, wenn ein Reflektor zerbricht. Bei wärmeempfindlichen Substraten hat sich eine dichroitische Beschichtung bewährt, die die UV- Strahlen reflektiert und die meisten IR-Strahlen absorbiert. Kühlung Die Oberflächentemperatur von UV-Lampen kann bis zu 800 C betragen. Eine effektive Kühlung ist erforderlich, um Schaden am Substrat und an der Druckmaschine zu vermeiden. Wassergekühlte Systeme absorbieren den größten Teil der von der IR-Strahlung erzeugten Wärme. Das Kühlwasser muss frei von Bakterien sein. 10

13 Nutzungsdauer von UV-Lampen Relative Intensität in % Die Lebensdauer der Lampen ist je nach Design und Lieferant unterschiedlich. Dieses Beispiel zeigt, dass UV-Lampen im Labor eine Lebensdauer von Stunden erreichen können. Abhängig vom Lieferanten und vom Typ beträgt unter den rauen Betriebsbedingungen die Lebensdauer etwa Stunden. Eine längere Betriebsdauer wird durch einen optimierten internen Halogenkreislauf erreicht, durch den die Lampe länger hält und die Lampenenden nicht zu schnell einschwärzen. Quelle Everclear/Eltosch-MAN Roland. Lebensdauer in Stunden Steuerung des Trocknungssystems Für jeden Farbton ist bei allen Maschinengeschwindigkeiten eine genaue UV-Dosierung erforderlich. Das System sollte individuelle Programme für jedes UV-Lampenmodul zulassen, um besonders bei wärmeempfindlichen Substraten eine extrem feine Dosierung zu ermöglichen. Außerdem ist eine stufenlose Leistungseinstellung, ein integriertes Shuttersystem (um Einstrahlung in die Maschine im Stand-by-Betrieb zu verhindern), sofortiges Hochfahren des Trockners beim Übergang von Standby auf Produktion und eine Überwachung des Kühlsystems wünschenswert. Speziallampen UV-Deckweiß: Die UV-Deckweißfarbe hat einen anderen Absorptionsbereich als Standard UV- Druckfarben. Um eine gute Härtung zu erreichen, wird häufig mit höherer Energie gearbeitet, was sich bei wärmeempfindlichen Foliendrucken als Problem darstellen kann. Ein White-Cure-Modul, anstelle einer normalen Lampe eingesetzt, kann die Härtungsleistung um bis zu 25 % verbessern. Primer Carbon Strahler: Eingesetzt im Zwischentrockner bei Doppellack gewähren sie höchstmöglichen Glanz und eine wesentlich bessere Primertrocknung bei hoher Maschinengeschwindigkeit. Mehr Produktionszeit durch verringerte Stillstandszeit Produktion Zeitverlust (min. 2 Min.) Waschen (4-6 Min.) Zeitverlust (min. 2 Min.) Lampe an (1-2 Min.) Produktion / Lampe aus, plus Zeitverlust, plus Lampe an Die Sicherheitserfordernisse beim UV-Druck verlangen, dass die UV-Zwischentrockner während des Drucktuchwaschens abgeschaltet werden (Risiko durch flüchtige organische Verbindungen). Eine Innovation gestattet, dass der Trockner während des Waschens im Stand-by-Betrieb läuft, um die Gesamtzykluszeit erheblich zu reduzieren. Quelle Eltosch. Produktion Lampe auf Stand-by Waschen (4-6 Min.) Produktion / Lampe an, kein Zeitverlust, unmittelbarer Produktionsbeginn 11

14 Kompatible Verbrauchsmaterialien Für eine optimale Druckleistung ist die chemische Verträglichkeit aller Verbrauchsmaterialien erforderlich, die im Prozesssystem eingesetzt werden. Druckplatten, Walzenbezüge und Drucktücher bestehen aus Materialien, die mit den verschiedenen chemischen Substanzen und Flüssigkeiten, die sie transportieren, in Wechselwirkung stehen. Das sind Druckfarben, Lacke und Waschmittel. Für jede Druckfarben- und Lackkombination gibt es eine optimale Kombination von Walzen, Drucktüchern, Druckplatten und Waschmitteln. Druckvorstufe Offsetplatten für UV-Druckfarben UV-Druckfarben nehmen weniger Wasser auf und haben einen geringeren Feuchtmittelverbrauch als konventionelle Druckfarben. Das Farb/Wasser-Gleichgewicht ist daher beim UV-Druck kritischer. Der Einfluss der Offsetplatte auf das Farb/Wasser-Gleichgewicht hat größere Bedeutung. Wegen deren feinerer Porenstruktur nehmen mit Salpetersäure geätzte Platten (oben) mehr Feuchtmittel auf als Salzsäureoberflächen (unten). Quelle Agfa. Das Aluminiumsubstrat, seine Körnung und anodische Oxidation haben beim Drucken mit UV- Druckfarben Einfluss auf das Farb/Wasser-Gleichgewicht. Im Allgemeinen werden HNO3- (Salpetersäure) gekörnte Platten bevorzugt, weil deren feine Porenstruktur mehr Feuchtmittel aufnimmt als HCl- (Salzsäure) gekörnte Oberflächen. Unterschiedliche Plattensubstrate und ihre Körnung können den Feuchtmittelverbrauch beeinflussen. In der Praxis können mit UV-Druckfarben alle Arten von Plattensubstraten verwendet werden, vorausgesetzt, das Farb/Wasser-Gleichgewicht und das Feuchtmittel sind für UV optimiert. Jedoch können die höher polaren Komponenten von UV-Druckfarben und Drucktuchwaschmitteln die lichtempfindlichen Schichten der Druckplatten schädigen. Abhängig vom Arbeitsprinzip der Platte, ist die Beständigkeit der Platten gegenüber diesen Komponenten mehr oder weniger kritisch. In Europa wird in etwa 80 % des Bogenoffsetdruckmarktes mit Positivplatten gearbeitet, während in Skandinavien und den USA zu etwa 90 % Negativplatten eingesetzt werden. Analoge Negativplatten Alle Negativplatten weisen eine gewisse Beständigkeit gegenüber UV-Druckfarben und Waschmitteln auf. Jedoch ist ihre maximale Laufleistung bei UV-Druck kürzer als bei konventionellen Druckfarben. Die am häufigsten verwendeten Platten sind diazobasiert. Andere Ausführungen schließen Fotopolymer- und Hybridsysteme (Diazo-Fotopolymer-Kombination) ein. Wichtige Punkte: Prüfungen, um die Eignung der Druckplatte für UV-Druckfarben, Waschmittel und Reiniger zu beurteilen: Chemische Verträglichkeit: Ein Tropfen der Testflüssigkeit wird auf die Druckplatte gegeben und dort eine bestimmte Zeit belassen (zwischen 1 Minute und mehreren Stunden je nach Chemikalie und Verwendungszweck; z.b. längere Kontaktzeit für Feuchtmittel als für Plattenreiniger). Die Reaktion wird dann auf der Druckfläche (ob aufgelöst oder nicht, Farbfreundlichkeit, Laufleistung) und auf den nicht druckenden Stellen (Beschädigung des Plattensubstrats) ausgewertet. Druckplattenverzug: Einen Teil der Druckfläche mit UV-Druckfarbe/Lack beschichten und 24 Stunden lagern, die Platte reinigen, dann Drucktest durchführen, um eventuellen Druckverzug festzustellen. Positive analoge und Fotopolymerplatten können für den UV-Druck von kleinen Auflagen verwendet werden. Das Einbrennen der Fotopolymerplatten verdoppelt deren Laufleistung. Die Art des Waschmittels hat einen großen Einfluss auf chemische Beständigkeit und Laufleistung. Es ist immer ein Tüpfeltest (siehe Seite 13) mit den verwendeten Verbrauchsmaterialien (Waschmittel, Reiniger, Feuchtmittel) auszuführen. Die Laufleistung nimmt bei höherer Plattenbelichtungsenergie zu. Analoge Positivplatten Unter den analogen Positivplatten werden Platten auf Diazo-Harzbasis am häufigsten verwendet. Es gibt auch einige Spezialplatten nur für den UV-Druck. Die chemische Verträglichkeit von Positivplatten sollte durch einen Tüpfeltest geprüft werden. Die Beständigkeit gegenüber organischen Produkten (z.b. auf Glykolether-Basis) ist geringer als gegenüber wasserbasierten Produkten (z.b. mit 40 % Diacetonalkohol). Wichtige Punkte: Spezial-UV-Platten sind besser geeignet als konventionelle Druckplatten. Eingebrannte konventionelle Druckplatten verfügen allerdings über weit bessere Eigenschaften als Spezial-UV-Platten. 12

15 Analoge Negativplatten Fotopolymer eingebrannt Konventionell Fotopolymer eingebrannt UV Fotopolymer Konventionell Fotopolymer UV Diazo eingebrannt Konventionell Diazo eingebrannt UV Diazo Konventionell Diazo UV Die Laufleistung von analogen Negativplatten zeigt an, dass im UV-Druck die Beständigkeit geringer ist als bei konventionellen Druckfarben. Das Einbrennen der Platten verdoppelt deren maximale Laufleistung. Quelle Agfa. konventionelle Druckfarbe UV-Druckfarbe Drucke Analoge Positivplatten Standard eingebrannt UV Standard eingebrannt Konven. Standard UV Standard Konventionell Spezial-UV pl. eingebrannt UV Spezial-UV pl. eingebrannt Konven. Spezial-UV pl. UV Spezial-UV pl. Konventionell Drucke Die Laufleistung (in Tausend) von analogen Positivplatten zeigt: spezielle UV-Platten sind besser als nicht eingebrannte Standardplatten. Eingebrannte Standardplatten weisen jedoch weit überlegene Laufleistungen auf. Quelle Agfa. konventionelle Druckfarbe UV-Druckfarbe CtPlates Thermo eingebrannt UV Thermo eingebrannt Konven. Thermo UV Thermo Konventionell Silberhalogenid UV Silberhalogenid Konven. Fotopolymer eingebrannt UV Fotopolymer eingebrannt Konven. Fotopolymer UV Fotopolymer Konventionell Drucke Die Laufleistung einer Digitalplatte, die auf der Silberhalogenid-Technologie basiert (Lithostar LAP-V Ultra), wird stark von den verschiedenen Druckfarben und Feuchtmitteln beeinflusst. Alle Feuchtmittel im Test enthielten 10 % IPA-Alkohol. Quelle Agfa. konventionelle Druckfarbe UV-Druckfarbe CtPlate-Platten Alle CtPlate-Platten mit der Silberhalogenid-Technologie basieren auf dem DTR- (Diffusionstransfer) Prinzip. Die Laufleistung dieser Platten (z.b. Lithostar LAP-V Ultra) wird stark von verschiedenen Druckfarben und Feuchtmitteln beeinflusst. Untergrundstruktur und anodische Oxidation sind ähnlich. Daher weisen Wasserbedarf und lithografische Eigenschaften des Hintergrundes die gleichen Merkmale wie bei analogen Platten auf. Die schlechten Abrollungseigenschaften einiger UV- Druckfarben bedingen eine Optimierung des Farb/Wasser-Gleichgewichts. Das steigert auch die Laufleistung auf etwa 50 % des mit konventionellen Druckfarben erzielten Durchschnitts. CtPlate-Positivplatten: Platten auf Harzbasis haben dieselben lithografischen Eigenschaften und Laufleistungen wie analoge Positivplatten. Deren chemische Beständigkeit und Laufleistung können durch Einbrennen verbessert werden. CtPlate-Negativplatten: Platten auf Fotopolymerbasis haben dieselben lithografischen Eigenschaften und Laufleistungen wie analoge Negativplatten, die auf Fotopolymertechnologie basieren. Deren chemische Beständigkeit und Laufleistung können durch Einbrennen verbessert werden. Neue Plattenentwicklungen für den UV-Druck betreffen: nicht eingebrannte Positivplatten, die dieselben Ergebnisse mit UV-Druckfarben ermöglichen wie bei konventionellen Druckfarben; Leistung von Digitalplatten gleich der von analogen Platten; verbesserte Beständigkeit gegen alle UV-Waschmittel; optimierte Morphologie der lichtempfindlichen Schichten (weil glattere Oberflächen eine höhere chemische Beständigkeit aufweisen); und bessere mechanische Beständigkeit durch Fortschritte bei Körnung und anodischer Oxidation. 13

16 Druckformen für den Lackauftrag Anwendung Voll- Partielle Spot- Lackiermöglichkeiten lackierung Lackierung lackierung Selbstklebendes Drucktuch - Strippbares Drucktuch - Abziehdrucktuch + PES - Selbstklebender PU-Film - Vorbehandelte Fotopolymerdruckplatte - Photopolymerplatte Es ist wichtig, die Lackdruckform passend zur Anwendung auszuwählen. Vollackierung: komplette Lackierung des ganzen Bogens. Partielle Lackierung: geometrisch bestimmte Ausschnitte von unlackierten Bereichen wie Klebelaschen, Buchrücken oder Ink-Jet-Adressflächen. Spotlackierung: registergenaue Lackierung von Details im Drucksujet. Die für eine zuverlässige Lackübertragung erforderlichen Oberflächeneigenschaften der Lackdruckformen sind: gute Benetzbarkeit, um eine konstante Schichtdicke zu gewährleisten; gleichmäßige Übertragung; kein Lackaufbau; Beständigkeit gegen Quellen und einfaches Waschen. Abhängig von der Anwendung, der Vorstufe und dem Druckformspannsystem sind bestimmte Lackformalternativen besser oder schlechter geeignet. Um das Abziehen zu erleichtern, sollten Tücher aus Schichten mit offenen Zellen verwendet werden. Foto Reeves. Oberfläche von strippbaren Tüchern: Die obere Druckfläche und der nicht druckende schwarze Bereich sind deutlich zu erkennen. Foto Reeves. Strippbares Drucktuch: Wird für Volllackierung und partielle Lackierung verwendet. Die feine Elastomeroberfläche optimiert die Lackübertragung. Die meisten Sorten eignen sich für UV- wie auch wasserbasierte Lacke. Die Relieftiefe beträgt 0,8-0,9 mm zur Vermeidung von Lackaufbau und zu häufigem Waschen. Der 1,95 mm dicke Materialaufbau besteht aus Baumwollschichten, einer dicken kompressiblen Schaumschicht und einer leicht lösbaren Strippschicht. Elastomere besitzen eine gute Affinität zu konventioneller Druckfarbe, jedoch nicht zu wässrigen oder UV-Lacken. Die Lackübertragung ist nach Menge und Glanz im Allgemeinen schlechter als bei einer Polymerplatte. Bei neueren strippbaren Drucktüchern wird entweder eine Mylarkarkasse oder ein PES-Stütztuch verwendet, um die Maßstabilität für eine hohe Registergenauigkeit zu verbessern. Diese sind wieder verwendbar, etwa zehnmal bei Volllackierung und etwa fünfmal bei partieller Lackierung. Mylar trägt zur Verhütung von tiefen Einschnitten und Karkassenbeschädigung bei. Bei geschienten Drucktüchern unterstützt die Baumwollbahn auf der Rückseite die Adhäsion. Drucktücher können von Hand oder durch einen CAD-Plotter innerhalb und außerhalb der Druckmaschine gestrippt werden. Vorbehandelte Fotopolymerdruckplatte: Wird für Volllackierung, partielle Lackierung und Spotlackierung eingesetzt. Sie ist genauer als ein strippbares Drucktuch und eignet sich für Wiederholaufträge. Die Platten können nur außerhalb der Druckmaschine bearbeitet werden (Handschnitt oder CAD-Plotter). Der Bildverzeichnungsfaktor ist zu berücksichtigen. Wahl des Plattentyps: Direktlackierung Polyesterträgermaterial mit Fotopolymer; Indirekte Lackierung - Aluminiumträger mit Fotopolymer oder Polyesterträgermaterial plus kompressible Schicht plus Polymer. Polyester ist etwas widerstandsfähiger als Aluminium. Es wird eine Mindestdicke von 0,30 mm empfohlen. Eine neuere Option sind vorbehandelte transparente Polymerplatten. Plastikfilm + selbstklebende Rückseite: für partielle Lackierungen. Auf eine entwickelte Offsetplatte montierter transparenter Film. Belichtete Fotopolymer-Reliefdruckplatte (Flexoplatte): Wegen der feinen Detaildarstellung, dem exakten Register und der hohen Laufleistung (etwa eine Million Drucke) ist sie die beste Lösung. Für die UV-Lackierung werden mit Lösungsmittel waschbare Flexo-Platten empfohlen (Fotopolymer auf Polyester-Trägermaterial, typische Dicke 1,14 mm). Die Plattenbelichtung und Entwicklung erfordert beträchtliche Ausrüstungsinvestitionen. Daher werden die belichteten und entwickelten Flexoplatten normalerweise über Fachfirmen bezogen. Selbstklebendes Drucktuch: Wird an alten Druckmaschinen für Volllackierung oder partielle Lackierung über ein Druckwerk verwendet. Indirekte Lackierung die Offsetplatte wird durch eine dünne Polymerplatte oder ein selbstklebendes, auf einer Aluminiumplatte aufkaschiertes Gummituch ersetzt. Zur Lackdosierung dient das Feuchtwerk. Der Auftrag erfolgt über die Feuchtwalzen auf die Lackform und von dort über das Gummituch auf den Bedruckstoff. Direkte Lackierung - das Gummituch des Druckwerks wird durch ein Lacktuch unter Verwendung eines strippbaren Tuchs von 1,95 mm Dicke ersetzt. 14

17 Bedruckstoffe Papier und Karton Um den gewünschten Druckglanz zu erhalten, müssen bei der Auswahl der Substrate, der Druckfarben und der Lackierung wirtschaftliche Aspekte und technische Eignung in Einklang gebracht werden. Die Substrateigenschaften können, in Abhängigkeit von der aufgetragenen Druckfarb- und Lackmenge (unabhängig vom Lacktyp auf dem Substrat), mit bis zu 30 % den Glanzgrad beeinflussen. Saugfähigkeit und Oberfläche Die Gleichmäßigkeit der Oberfläche und die Eigenschaften des Papierstrichs beeinflussen das Ergebnis der Lackierung. Papiere mit einer sehr glatten Oberfläche und/ oder geringer Saugfähigkeit verhindern ein starkes Wegschlagen in das Blatt und eignen sich sehr gut für die UV-Lackierung. Jedoch können sie auch die Ergiebigkeit der Druckfarbe beeinflussen. Andererseits fördern Papiere mit rauer Oberfläche und geringer Saugfähigkeit die Ergiebigkeit der Druckfarbe. Jedoch kann die raue Oberfläche zu Problemen bei der Scheuerfestigkeit führen. Eine starke Saugfähigkeit kann den erzielbaren Druckglanz beeinträchtigen, weil sie das schnelle Eindringen der Druckfarbe in das Substrat erlaubt. Starkes Wegschlagen der Druckfarbe in das Substrat kann eine unvollständige Härtung zur Folge haben (Fotoinitiatoren und Monomere verschwinden im Substrat). Eine geringe Saugfähigkeit und sehr glatte Oberflächen (gussgestrichen) können die Haftung begrenzen. Eine starke Oberflächenrauheit fördert die Haftung, kann jedoch die Abriebfestigkeit verringern. Einfluss von Wärme und Licht Strahlungswärme erhöht die Temperatur im Druckstapel. Potenzielle Nebenwirkungen sind das Zusammenkleben der Bogen (Verblocken) und Beeinträchtigung der Planlage. Die relative Feuchte kann eine Rolle spielen, wenn die Temperatur zu hoch ist und/oder bei unvollständiger Härtung. Weil optische Aufheller, die durch Tageslicht aktiviert werden, auch gegenüber dem UV-Licht bei der Härtung empfindlich sind, kann Papierverfärbung (Vergilben) gelegentlich nach einer UV-Lackierung oder Kaschierung auf einigen Substraten vorkommen. Dieser Effekt nimmt stufenweise bei starker UV-Strahlung ab. Optische Aufheller im Papier müssen für die UV-Technologie stabil genug sein, dürfen nur wenig Weiße verlieren und nicht gelb werden. Papiere mit einer hohen Grundweiße des Zellstoffs und der Füllstoffe sind meist beständiger. Durch chemische Reaktionen bei einigen Latexbindern im Papierstrich kann durch UV-Lichteinwirkung ein unangenehmer Geruch entstehen. Beratung Durch gezielte Wahl des Materials und angepasste Prozesse werden viele scheinbar schwierige Anwendungen von UV-Druckfarben und Lacken auf Papiersubstraten möglich. Fragen Sie Ihren Lieferanten, bevor Sie sich festlegen, wenn hinsichtlich der Verwendung eines Produktes Zweifel bestehen. Kunststoffe und Sondersubstrate Der breite Einsatz von UV-Druckfarben und Lacken auf synthetischen Bedruckstoffen nimmt stetig zu. Die Substrate können transparent oder farbig, flexibel oder steif sein, als Einzel- oder Verbundmaterial vorkommen. Diese schließen ein: ABS - Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer PC - Polycarbonat PE - Polyethylen PETP - Polyethylenterephthalat PLA Polyaktische Säure PP - Polypropylen PS - Polystyrol PVC - Polyvinylchlorid Aluminiumfolie-Karton Metallisierte Polyester-Karton (erfordert normalerweise eine spezielle Vorstufenlackierung) Komplexe Mehrschichtsubstrate (Verbundstoffe) PE-beschichteter Karton Um die Haftung der Druckfarbe auf deren Oberfläche durch Oxidation zu verbessern, werden einige komplexe, synthetische Substrate einer Koronabehandlung unterworfen. Durch Messung der Oberflächenspannung werden die Wirksamkeit der Behandlung und die Eignung zum Bedrucken geprüft. Fragen Sie Ihren Lieferanten nach den optimalen UV-Druckfarben für die jeweiligen synthetischen Substrate und Anwendungen. Spezialfarben für Kunststoffe haben eine Oberflächenspannung von mn/m (Milli-Newton/Meter), wenn sie trocken sind. Die Oberflächenspannung der Substrate muss etwa 10 mn/m höher sein, um die Haftung zu gewährleisten. Die Oberflächenspannung von Kunststoffen wird durch eine Koronabehandlung auf diesen Wert angehoben. mn/m PE Polyethylen 31 PP Polypropylen 29 PS Polystyrol ABS Acrylonitri-Butadien- Styrol-Copolymer PVC Polyvinylchlorid PLA Polyiactic acid PC Polycarbonat 46 PETP Polyethylenterephthalat 43 Substrathaftung und Flexibilität für UV-Druck Diese Tabelle zeigt die Haftung und Flexibilität einer typischen UV-Druckfarbe für den Bogenoffsetdruck, die im Verpackungsbereich für Kosmetik, alkoholische Getränke, Arzneimittel, Hygieneprodukte und ähnliche Waren eingesetzt wird. Dies ist keine "Konfektionsfarbe" nur für Papier und Karton und auch keine UV- Druckfarbe für steife und halb steife Kunststoffe. Bewertung: 100 = ausgezeichnete Haftung = meist ausgezeichnete Haftung, jedoch sollten neue Substrate hinsichtlich der verwendeten Druckfarben und Lackierungen getestet werden 50 = Meist ausreichende Haftung, jedoch ist Vorsicht angebracht und eine Vorprüfung notwendig Lackierte Papiere 100 Lackierter Karton 100 Polyethylen 100 Polyester 100 Acryl- und PVdC-lackiert 100 Polystyrol 75 Lackiertes Thermopapier 100 Metallisiertes Polyester 100 Synthetisches Papier 80 PVC 100 Polypropylen 75 Azetat 50 PET/APET 50 15

18 Wahl der Druckfarbe und Lackierung Coating application Lackmodul Lackierungstyp Trockenverfahren Einfach Doppelt Wässerig Auf Ölbasis UV-Härtung Heißluft Infrarot UV Klar matt Klar glänzend Klar seidig/ Halbmatt Primer Schutzlack/Neutraler Lack Obliterating, Silber oder andere (Lotterie) Duftkapseln Metalleffekt Perlglanzeffekt Kationisch härtend Blisterpackung (wärmebindend Platte/Folie oder Platte/Platte) Vorbeschichtung Deckweiß Eingefärbter Lack Barrierelack (Wasser, Öl, Fett) Optisch aufgehellt Schön- und Widerdruck Häufig verwendet/ leicht verfügbar Möglicherweise verfügbar, aber nicht häufig verwendet Normalerweise nicht verwendet oder nicht von Bedeutung Zusammen mit den gewünschten Gebrauchseigenschaften bestimmt die Wechselwirkung zwischen Druckfarbe, Lack und Substrat die Art der erforderlichen Lackierung. Dazu kommt der Einfluss des Lackmoduls. Die Auswahl an Oberflächeneigenschaften reicht von spröde mit hoher Festigkeit bis zu flexibleren Lackierungen mit niedrigeren Festigkeitseigenschaften. Die Oberflächenglätte der gehärteten UV-Lackierung wird durch den Gehalt an Wachs und Silikonderivaten (Gleitmittel) beeinflusst. Diese Additive beeinträchtigen die mechanische Festigkeit, die Wärmebeständigkeit, Klebung, Tiefkühlbeständigkeit, Benetzbarkeit und Ausbreitung. Nach dem Härten steigen die Gleitmittel an die Oberfläche. Wenn die Oberfläche berührt wird, sind Markierungen z. B. durch Fingerabdrücke möglich. Um eine gute Kantenqualität zu gewährleisten, sind bei UV-Volllackierungen gute elastische Eigenschaften für den Beschnitt und das Stanzen notwendig. Es gibt keine UV-Universaldruckfarbe und keinen UV-Universallack für alle Substrate. Relative Glanzpunkte ohne Primer mit Primer Flächendeckung Durch Verwendung eines UV-Primers auf trockenen Hybridfarben vor der UV-Lackierung wird der Glanzgrad gesteigert. Quelle MAN Roland. Konventionelle Druckfarben + Primer + UV-Lackierung Konventionelle Offsetfarben und UV-Lacke sind chemisch nicht kompatibel. Um das Auftragen einer UV-Lackierung zu ermöglichen, werden sie durch eine wässerige Primerbeschichtung getrennt. Bei der Primerbeschichtung wird eine beträchtliche Wassermenge eingebracht. Diese muss durch Wegschlagen ins Substrat und beschleunigte Verdunstung vor dem UV-Lackieren entfernt werden. Die Ausbildung von Glanz wird durch Verwendung eines für das Substrat geeigneten, schnell trocknenden Primers begünstigt. Die Eigenschaften des Substrates, die Druckfarbenschicht und die Lackdicke beeinflussen den Glanzgrad. Die mögliche Trockengeschwindigkeit, die Flexibilität, das Wegschlageverhalten, die Farbannahme, Viskosität, Glanz und Bindung hängen vom Trägermaterial und den Additiven ab. Die Zusammensetzung und die Verträglichkeit mit dem Primer bestimmen die Bindung der Lackschicht. Fragen Sie Ihren Druckfarbenhersteller nach einem UV-Lack, der sich für die Verwendung auf konventionellen Druckfarben eignet sowie nach den maschinellen Anwendungsvoraussetzungen. Informieren Sie Ihren Druckfarbenhersteller, wenn UV-Lack offline aufgetragen wird. Es muss gewährleistet sein, dass die Farbpigmente gegen den UV-Lack beständig sind. So lassen sich Wachsanteile vermeiden, die die Haftung zwischen den Schichten beeinträchtigen können. Damit wahren Sie Ihre Flexibilität. 16

19 Einige konventionelle Druckfarben sind so zusammengesetzt, dass sie langsamer abbinden. Dies kann nach dem Auftragen des Primers und der UV-Lackierung zu beträchtlichem Glanzabfall führen (Glanzunterschiede zwischen bedruckten und nicht bedruckten Bereichen). Langsam abbindende Druckfarbenrezepturen für Spezialfarben werden oft gewählt, wenn die Farbfolge vorher nicht bekannt ist. Jedoch eignen sich einige Rezepturen nicht für das Arbeiten mit Primer/UV. Das ist mit Ihrem Druckfarbenhersteller abzuklären. UV-Druckfarben + UV-Lacke Diese Kombination erzeugt den höchsten Glanzgrad, der sich beim Trocknen nicht ändert. Der Glanzgrad des UV-Lacks hängt eng mit der gewählten Druckfarbensorte und dem Volumen der Lackierung zusammen. Um einen guten Glanzgrad zu bewahren, sollten schnell wegschlagende Druckfarben verwendet werden. Jedoch beschränkt das Mottlingrisiko das Ausmaß des Wegschlagens (abhängig vom Substrat und der geforderten Endqualität). Optimaler Glanz verlangt schaumfreie Lacke, um auf der veredelten Oberfläche Flecken zu vermeiden. UV-Hybridfarben + Inline-UV-Beschichtung Bei der Verarbeitung von Hybridfarben wird nur ein Lackmodul benötigt, um UV-Lack ohne Primer aufzutragen. Jedoch muss die Lackierung der speziellen UV-Hybridchemie angepasst sein. Beträgt die zeitliche Nutzung der Druckmaschine mit Hybridfarben etwa 30 %, können konventionelle Walzen und Tücher in der Maschine verbleiben, weil UV-Hybridfarbe eine geringere Quellneigung als UV- Druckfarbe hat. Darüber hinaus nimmt das Risiko des Quellens zu. Es werden dann spezielle Kombiwalzen und Tücher empfohlen. Signifikante Unterschiede bestehen zwischen UV-Hybriddruckfarbenzusammensetzungen, die die Stabilität des Farbe/Wasser-Gleichgewicht und die erforderliche Farbdichte stark beeinflussen können. Dies gilt besonders zwischen den in den USA und in Europa verwendeten Inhaltsstoffen. Die Kosten für Hybrid-Druckfarben sind dabei mit denen für UV-Druckfarben vergleichbar. Achtung: Bei Hybridfarben können nicht alle konventionellen Waschmittel zum Einsatz kommen. Bestimmte konventionelle Gummituchwaschmittel könnten Quellen verursachen. Die verwendeten Materialien für Walzenbezüge und Drucktücher müssen auf Eignung für den Einsatz in Hybrid-Chemie geprüft werden. Es muss nicht nur die Kompatibilität zu den Druckfarben sicher sein, sondern auch zu den Waschmitteln. Die meisten Probleme bei Tüchern und Walzen entstehen durch unverträgliche Waschmittel und nachlässigen Umgang mit ihnen. Es ist wichtig, dass der Druckfarbenlieferant darüber informiert ist, welche Druckfarben für den Nass-auf-Nass-Auftrag vorgesehen sind, damit der Tack der Druckfarben richtig eingestellt werden kann. Durch Verwendung von UV-Druckfarben für spezielle Farbtöne im Druckwerk direkt vor einem Zwischentrockner erzielt man einen hervorragenden Glanz, weil der Lack auf eine trockene Fläche aufgetragen wird - wodurch auch die Gefahr von Glanzverlust verringert wird. Spezielle Oberflächeneffekte können durch eine Mischung von Hybridfarben und konventionellen Druckfarben erzeugt werden. Primer: Bei der Offline-Lackierung auf trockenen UV-Druckfarben ist kein Primer notwendig, wenn zwischen der Druckfarben- und Lackschicht eine gute Haftung vorhanden ist. Bei Gefahr eines unterschiedlichen Wegschlagverhaltens kann UV-Primer zur Versiegelung der Oberfläche konventioneller Druckfarben eingesetzt werden. Wenn die Absorption im Substrat sehr stark ist, kann es in den unbedruckten Bereichen zu einem starken Wegschlagen mit einem entsprechenden Glanzverlust kommen. Unterschiedliche Dicken der Farbschichten (und zwischen den Farbschichten sowie den nicht bedruckten Bereichen) können zur unterschiedlichen Aufnahme der Versiegelung führen und somit Glanzunterschiede (Drawback) verursachen. Neutrale Versiegelung: Gibt der bedruckten Oberfläche einen funktionellen Schutz zur Verhütung von beschleunigter Trocknung sowie Scheuerstellen bei der Druckweiterverarbeitung. Die Glanzwirkung auf dem Substrat ist gleich. UV-Vorlackierung: unterschiedliche Einsatzzwecke: Veredelung der Substratoberfläche oder Vordruck von Deckweiß als Grundierung für einen nachfolgenden Farbdruck (Nass-in-Nass oder Nass-auf- Trocken). Eine Vorlackierung erfolgt entweder offline, als separater erster Durchgang durch die Druckmaschine oder inline in langen Bogenoffsetmaschinen. Anteil des max. erreichten Glanz Anteil des max. erreichten Glanz Farbfeldraster 1 Farbe 2 Farben 3 Farben 4 Farben Wenn UV-Lack über konventionelle Druckfarben aufgetragen wird, hängt der endgültige Glanzgrad vom Farbvolumen ab. Quelle MAN Roland. Der UV-Glanzgrad auf konventionellen Druckfarben und Primern ändert sich mit der Zeit. Bis zur vollständigen Härtung und Trocknung dauert es mehrere Tage. Quelle MAN Roland. 17

20 Walzen und Drucktücher Druckwerk Lackmodul Verbrauchskomponente Drucktuch Walze Form- Dosierwalze Waschmittel Drucktuch Walze im feuchtwalze Druckwerk Konventionell Standard Standard Standard Standard Standard Konventionell mit wässriger Lackierung Standard Standard Standard Standard Standard Standard und strippbar/lackierung EPDM 80 ShA Konventionell mit UV-Lack Standard Standard Standard Standard Standard UV und strippbar/lackierung EPDM 80 ShA 90 % Konventionell / 10 % UV Standard Standard Standard Standard Standard /UV Spezialmischung 80 % Konventionell / 20 % UV Kombi Standard Standard Standard Standard /UV Spezialmischung < 80 % Konventionell, UV > 20 % Kombi Kombi Kombi Kombi Standard / UV Spezialmischung oder Kombi- Waschmittel UV UV / EPDM UV / EPDM Kombi Kombi UV UV mit Lackierung (Disp) UV / EPDM UV / EPDM Kombi Kombi UV Standard und stripbar/lackierung EPDM 80 ShA UV mit Lackierung (UV) UV / EPDM UV / EPDM Combi Kombi UV UV und strippbar/lackierung EPDM 80 ShA UV - Metallicfarben Kombi Kombi Kombi Kombi UV Hybrid UV Kombi Kombi Kombi Kombi Hybrid-Waschmit. Quellen MAN Roland, Reeves, Westland. Chemische Verträglichkeit Bei den elastomeren Materialien für Walzenbezüge und Drucktücher handelt es sich um chemische Werkstoffe, die mit der Chemie ihrer Umgebung in Wechselwirkung treten können. D. h., sie können mit den Flüssigkeiten, die sie transportieren, reagieren. Daher müssen sie mit den verwendeten Druckfarben, Lacken und Reinigern kompatibel sein. Ist dies nicht der Fall, quellen die Tücher und Walzen, und es kommt zu einem möglicherweise schnellen Qualitätsverlust, verbunden mit Produktivitätseinbußen, bis hin zum völligen Ausfall. Für jedes Farbsystem gibt es optimale Walzen- und Drucktuchbezüge. Walzenbezüge müssen mit dem Typ der Druckfarbe, dem Lack und dem verwendeten Reinigungsmittel kompatibel sein; wenn dies nicht der Fall ist, quellen die Drucktücher und Walzen, verbunden mit raschem Verlust an Qualität und Produktivität und schnellem Austauschbedarf. Foto Westland. Ein kompatibles System erfordert inkompatible Chemie! Aus den Reinigern, Lösungsmitteln und Farbsystemen können Substanzen in den elastomeren Werkstoff migrieren und ihn schädigen, vornehmlich quellen. Eine inkompatible Polarität von Werkstoff und Druckfarbensystem hat auf diese Migrationsvorgänge starken Einfluss. Eine entgegengesetzte Polarität vom Farbsystem und dem für Drucktuch und Walzen verwendeten Elastomer ist der Schlüssel zu deren Beständigkeit. Konventionelle Druckfarben und Waschmittel auf Ölbasis sind unpolar und werden mit polaren Werkstoffen für Walzen und Drucktücher verarbeitet (vornehmlich Nitrilbutadienkautschuk). UV-Druckfarben und Waschmittel sind polar. Walzen und Tücher müssen aus nichtpolaren Gummiwerkstoffen (EPDM oder Butyl) hergestellt sein. Reinigungsmittel sind der kritischste Teil des Systems. Sie müssen kompatibel sein. Walzen Farbwalzenbezüge Die Wahl des optimalen Werkstoffes ist abhängig vom Anteil des in der Produktion verwendeten Druckfarbensystems, konventionell, UV oder Hybrid. UV- und konventionelle Druckfarben: < 20 % UV-Produktion - normale NBR (weiche) Bezüge verwenden, vorausgesetzt, dass die Walzen anfänglich mit konventioneller Druckfarbe auf Mineralölbasis eingefahren werden. Die Walzen werden bei Verwendung von UV-Druckfarbe quellen, jedoch nimmt die Quellung ab, wenn wieder konventionelle Druckfarben verwendet werden % UV-Produktion - es sind spezielle Kombibezüge auf NBR-Basis zu verwenden, die Additive enthalten, die Quellen im UV-Betrieb vermindern. 100 % UV es sind EPDM Bezüge zu verwenden, und zwar ausschließlich im Kontakt mit UV- Druckfarben und Waschmitteln, da sie schnell und negativ auch mit den geringsten Mengen konventioneller Chemie reagieren. Bei einem gemischten Prozess quillt normales NBR bei UV-Druckfarben stärker und schrumpft stärker bei konventionellen Druckfarben. Dies bedeutet, dass die Walzeneinstellung öfter kontrolliert werden muss. UV-Hybrid und konventionelle Druckfarben UV-Hybridfarben von unterschiedlichen Lieferanten können bei unterschiedlichen Gummisorten unterschiedliche Reaktionen hervorrufen. Einige Hybridfarben können den Kombigummi etwas angreifen (durch Entziehen des Weichmachers schrumpft die Walze) und reagieren nicht mit normalem NBR, andere verursachen leichtes Quellen bei normalem NBR. Dann sollten die Druckmaschinen mit Kombiwalzen ausgerüstet werden. Richtlinien: Walzen für den Wechselbetrieb hybrid/konventionell sollten mit konventionellen Druckfarben eingefahren werden. Das senkt die Quellneigung. Wenn sie stark gequollen sind, sollten sie häufiger mit konventionellen Druckfarben belastet werden. Die Walzen erholen sich dann wieder. 18