Unser Ziel ist es, einige häufig gestellte Fragen zu beantworten und einige Missverständnisse rund um LED in der UV-Härtungsbranche auszuräumen. Erfahren Sie hier mehr…
Unsere häufig gestellten Fragen zur UV-LED-Härtung zielen darauf ab, die wichtigsten Fragen unserer Kunden rund um die neueste Härtungstechnologie im Druckbereich zu beantworten.
Tatsächlich ist der Einsatz von LEDs (lichtemittierenden Dioden) für die UV-(Ultraviolett-)Härtung in Druck-, Beschichtungs- und Klebeprozessen in der gesamten Branche mit den fortschreitenden Fortschritten in der UV-LED-Härtungstechnologie zunehmend sichtbar geworden. UV-LEDs haben viele der technischen und wirtschaftlichen Hindernisse überwunden, die zunächst eine breitere kommerzielle Akzeptanz verhinderten.
Mit der Einführung des Hybrid-UV-Härtungssystems ArcLED von GEW wurden die Hürden für die Einführung nun weiter gesenkt. Innerhalb eines ArcLED-Systems können Benutzer eine vollständige Hybrid-UV-Härtung betreiben und dabei sowohl mit Quecksilberbogen- als auch mit LED-Lampentechnologie auf derselben Druckmaschine arbeiten.
Antwort: Die UV-LED-Härtung ist eine „photochemische“ Reaktion, die die in längeren ultravioletten Wellenlängen des Lichts (365, 385, 385, 405 nm) gespeicherte Energie nutzt, um Tinten, Beschichtungen, Klebstoffe und Extrusionen in Herstellungsprozessen durch Reaktion der Moleküle sofort auszuhärten und zu haften Bindungen der verwendeten Materialien. Die UV-LED-Härtung trocknet nicht. Dies liegt daran, dass UV-LED-Formulierungen zu 100 % aus Feststoffen bestehen und weder Wasser noch Lösungsmittel enthalten, die nach der Anwendung „verdampft“ werden müssen.
Beim Trocknen hingegen kommt es zum „Verdampfen“ flüssiger Trägermechanismen. In herkömmlichen Formulierungen werden flüssige Trägerstoffe wie Wasser und Lösungsmittel verwendet, um die Viskosität so einzustellen, dass feste Harze auf Oberflächen übertragen und aufgetragen werden können. Unter Trocknen versteht man die Entfernung dieser flüssigen Trägerstoffe nach der Anwendung. Das Trocknen kann zeitaufwändig sein, lange Tunnel erfordern, die wertvolle Fabrikfläche verbrauchen, und den Einsatz energieintensiver Wärmequellen erfordern.
Frage: Bei welchen Anwendungen werden mit der UV-LED-Härtung die besten Ergebnisse erzielt?
Antwort: Druckfarben, Laminier- und Haftklebstoffe, Holzfüllstoffe und stickstoffinerte Glasfaserbeschichtungen sind alle ideal für die Aushärtung mit UV-LED geeignet. Zu den geeigneten UV-LED-Druckmethoden gehören digitaler Tintenstrahl, Siebdruck, Tampondruck, Flexodruck, Buchdruck, Offsetdruck und Tiefdruck.
Für die LED-Härtung eignen sich am besten weiße und hochpigmentierte Tinten. Längere UVA-Wellenlängen und höhere Intensitäten durchdringen Filme und dicht pigmentierte Formulierungen besser als Quecksilberdampflampen. Im speziellen Fall weißer Tinten absorbieren Titandioxid (TiO2)-Zusätze alle Wellenlängen unter 380 nm. UV-LEDs, die bei 395 nm emittieren, entziehen TiO2-Partikeln in weißen Tinten, wodurch mehr UV-Licht von Photoinitiatoren absorbiert werden kann.
Frage: Gibt es einen Unterschied zwischen UV-LED- und Quecksilberbogen-UV-Formulierungen?
Antwort: UV-LED- und herkömmliche UV-Formulierungen enthalten viele ähnliche Inhaltsstoffe. Eine entscheidende Kategorie der Formel, die Photoinitiatormischung, unterscheidet sich jedoch oft erheblich. Dies ist die chemische Komponente, die auf Licht reagiert. Verschiedene Photoinitiatoren reagieren auf unterschiedliche Wellenlängen. Damit die LED-Technologie schnell und vollständig aushärtet, müssen die Formulierungen Photoinitiatoren enthalten, die auf längere UVA-Wellenlängen reagieren. Daher sollte konventionell formulierte UV-Chemie nicht mit UV-LED ausgehärtet werden und muss neu formuliert werden.
Während einige mit LED formulierte Tinten und Beschichtungen nur mit LED verwendet werden können, sind viele als Dual-Cure-Lösung konzipiert. Dual-Cure-Versionen wurden speziell für LED entwickelt, funktionieren aber auch mit Quecksilberlampen. Der Einsatz von Dual-Cure-Tinten, Beschichtungen und Klebstoffen trägt zur Reduzierung der SKUs bei und erleichtert den Übergang zu LED.
Frage: Wie hoch ist die Energieeinsparung mit UV-LED?
Antwort: Die Energieeinsparungen bei UV-LEDs variieren je nach System, Integration und Betriebsweise, aber typischerweise liegen die Energieeinsparungen bei über 70 % im Vergleich zu einem Quecksilberbogen-UV-System, das die gleiche Aufgabe erfüllt.
Eine kürzlich durchgeführte ROI-Analyse, die an einem 45-cm-System mit 8 Lampen durchgeführt wurde, das in zwei 8-Stunden-Schichten pro Tag, 5 Tagen in der Woche und einem Arbeitszyklus von 60 % betrieben wurde, ergab eine Einsparung von 16.000 GBP pro Jahr.
Das sind 160.000 GBP an Energie- und Betriebskosten über einen Zeitraum von 10 Jahren.
Dies führt zu einer CO2-Eliminierung von etwa 7 Tonnen und einer Gesamtenergieeinsparung von 46 % im Vergleich zu den energieeffizientesten Quecksilberlichtbogensystemen (E2C) auf dem Markt.
GEW ermutigt Unternehmen, sich für eine ordnungsgemäße Beurteilung und Analyse auf der Grundlage individueller Umstände an uns zu wenden.
Frage: Benötige ich ein anderes Netzteil für UV-LED?
Antwort: UV-LED-Lampen werden mit Gleichstrom (DC) betrieben, während UV-Bogenlampen Wechselstrom (AC) verwenden. Daher ist typischerweise eine andere Stromversorgung erforderlich.
Allerdings können RHINO ArcLED-Hybridnetzteile von GEW beides liefern; Erkennt automatisch den Kassettentyp und schaltet auf die richtige Leistungsabgabe um. Das bedeutet, dass sowohl LED-UV-Lampenköpfe als auch herkömmliche Quecksilberdampflampen mit einem einzigen Netzteil verwendet und über dasselbe Touch-Bedienfeld bedient werden können.
Frage: Funktioniert LED-UV mit allem?
Antwort: Während das gesamte Portfolio der UV-Chemie noch nicht für LED neu formuliert wurde, wird die Angebotsliste immer größer. Druckfarben und Laminierklebstoffe eignen sich gut für LED. Auch freitragende Folien, Schrumpfschläuche und viele empfindliche, wärmeempfindliche Materialien lassen sich aufgrund der geringeren Wärmeübertragung einfacher mit LED verarbeiten. Lacke, Sonderfarben und migrationsarme Formulierungen erzielen jedoch im Allgemeinen immer noch eine bessere Aushärtung mit Bogenlampen. Auch Schutzbeschichtungen profitieren von Bogenlampen, da kurze UVC-Wellenlängen die beste Oberflächenhärte liefern.
Die Situation verbessert sich ständig und es sollten vor einer Entscheidung aktuelle Informationen bei der GEW eingeholt werden.
Frage: Reduziert häufiges Starten und Stoppen die Lebensdauer von LEDs?
Antwort: Nein. Häufiges Ein- und Ausschalten verringert weder die Lebensdauer von UV-LEDs noch beeinträchtigt sie deren Haltbarkeit. Im Gegenteil, das Ausschalten der LEDs, wenn sie nicht benötigt werden, verlängert die Lebensdauer des Systems. Bei Stand-by- und Linienstopps sollten UV-LEDs immer vollständig ausgeschaltet sein. Wenn LEDs keine Strahlung abgeben, verschlechtern sie sich nicht.
Frage: Was passiert nach 40.000 Stunden?
Antwort: Während der ersten 40.000 Stunden der Emission verliert ein typisches LED-System nach und nach 10–15 % seiner Leistungsfähigkeit. Nach 40.000 Stunden geben die LEDs weiterhin UV-Energie ab, die Leistung nimmt jedoch zunehmend ab, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines LED-Ausfalls steigt. Wenn eine einzelne LED ausfällt, wird der Benutzer es nicht bemerken, da die Leistung der umliegenden LEDs automatisch erhöht wird, um etwaige Verluste auszugleichen. Wenn in einem einzigen Bereich genügend LEDs ausfallen, leidet die Aushärtung. Zu diesem Zeitpunkt können Benutzer entweder das ausgefallene LED-Modul oder die gesamte Baugruppe austauschen, um eine gleichmäßige Ausgabe über die gesamte Aushärtungsbreite sicherzustellen.
Frage: Ist LED-UV teurer als herkömmliches UV?
Antwort: Investitions- und Betriebskosten variieren je nach UV-System, der Integration, der Formulierung und den Anforderungen der Anwendung. In manchen Fällen ist UV-LED teurer. In anderen Fällen ist es vergleichbar oder sogar günstiger. GEW empfiehlt Unternehmen, sich für eine ordnungsgemäße Bewertung und ROI-Analyse auf der Grundlage individueller Umstände an uns zu wenden.
Frage: Wie entscheide ich, ob ich LED-UV benötige?
Antwort: LED-UV sollte auf der Grundlage von drei Kriterien ausgewählt werden: Eignung für den Prozess, Verfügbarkeit von Formulierungen und die Möglichkeit, Produktivitätssteigerungen zu erzielen. Für weitere Beratung und Informationen sprechen Sie bitte mit Ihrem örtlichen GEW-Vertreter über die Besonderheiten Ihrer Anwendung.
