Bogen-Offsetdruck, UV-Offsetdruck, ES-Offsetdruck…

Grundkurs für den Nachwuchs beim Drucksacheneinkauf Teil 5.

Die Farbtrocknung im Bogenoffsetdruck!

Man unterscheidet im Bogenoffsetdruck zunächst unter drei Trocknungsarten der Farben und der Lacke. Das sind einerseits die Farben, die durch Luft getrocknet werden. Diese Farben schlagen weg und dringen teilweise in den Bedruckstoff ein. Bei geschlossenen Materialoberflächen muss der Drucker ganz besonders darauf achten, dass die Druckbogen nicht zu hoch gestapelt werden und dadurch auf der Rückseite des darauf liegenden Druckbogens die Farbe ablegt. Man spricht davon, dass die Farbe abgelegen hat. Damit das nicht zu leicht passiert und zu Reklamationen führt, wird jeder Druckbogen in der Auslage der Druckmaschine mit Puder bestäubt. Dieser Puder mit einer unterschiedlichen Körnung soll einen kleinen Abstand zwischen den Druckbogen bewahren, damit die Ablegegefahr reduziert wird. Die weiteren Trocknungsarten im Bogenoffsetdruck sind die UV-Trocknung und die ES-Trocknung, die auch ESH oder EB genannt wird. Bei der UV-Trocknung (Ultravioletttrocknung) erfolgt eine Bestrahlung durch spezielle UV-Strahler und bei der ES-Trocknung (Elektronenstrahltrocknung, Elektronenstrahlhärtung oder electronic beam) wird die nasse Farboberfläche durch einen Elektronenstrahltrockner geführt.

Der UV-Offsetdruck und seine Domäne!

Der UV-Offsetdruck begann für die Druckindustrie erst in den 70er Jahren des vorigen Jahrhunderts. Zunächst wurden externe UV-Trockner für Bogenoffsetmaschinen angeboten, die zuvor in der Holzindustrie eingesetzt wurden und insbesondere für die Lackierung im Gebrauch waren. Der UV-Lack hatte einen wesentlich höheren Glanzgrad, als das bei herkömmlichen Dispersionslacken der Fall war. Einen ähnlichen Glanz konnte man nur durch Nitrolacke in speziellen Lackiermaschinen erreichen, bzw. durch das Lackieren und Kalandrieren. UV-Farbsysteme wurden zu dieser Zeit nur von wenigen Farbenherstellern angeboten und alle Druckereien, die sich schon zu dieser Zeit mit der UV-Trocknung im Offsetdruck befasst haben, waren Pioniere einer neuen Technologie. Neben der Lackierung von Druckbogen waren es die Verpackungsdrucker, die sich am Anfang mit der neuen Druckfarbe und dem UV-Lack beschäftigen. Das Ziel dieser Verwendung war lediglich die Ablegegefahr, die beim konventionellen Offsetdruck speziell bei schweren Materialien steigt, zu verhindern. Zu den ersten Anwendern im Bereich Karton gehörte die Druckerei Opbacher in München und die ersten Druckauflagen auf Kunststoff wurden von Kolbe-Druck in Versmold produziert. UV-Farben bestehen außer den Farbkomponenten aus Acrylat-Monomeren, Oligomeren und Fotoinitiatoren. UV-Farben trocknen ohne die Bestrahlung mit UV-Lampen nie. Die Fotoinitiatoren in der Farbe oder dem UV-Lack werden durch die Bestrahlung angeregt und polymerisieren. Auf diese Weise wird aus der Farbe durch den kurzen Moment der Bestrahlung unter dem UV-Trockner eine Art Kunststoffschicht. Die Farbe dringt also nicht in den Bedruckstoff ein und wird durch Luft getrocknet, sondern bleibt als Farb- und/oder Lackschicht auf der Materialoberfläche.

Druck auf geschlossene Oberflächen und Kunststoff!

Der Offsetdruck mit UV-Trocknung wurde von sehr wenigen Anwendern Mitte bis Ende der 70er Jahre entwickelt und die Domäne dieses Druckverfahrens waren die Bedruckstoffe mit geschlossenen Oberflächen, wie beispielsweise gussgestrichene Kartons, aluminiumkaschierte Papier und Kartons und vor allem alle Kunststoffe. Der Offsetdruck mit UV-Trocknung war der ernsthaftesten Wettbewerb für den Siebdruck, wenn es um hohe Druckauflagen von Aufklebern ging. In dieser Zeit gab es einen Aufkleberboom. Man konnte den Eindruck gewinnen, dass einige ältere Autos nur noch von den vielen Aufklebern oder Stickern zusammengehalten wurden. Diese Aufkleber waren aus einem Weich-PVC weiß in 100 oder 200 my Stärke mit einer Klebebeschichtung. Für die Regalwerbung kam Hart-PVC als Bedruckstoff hinzu und Polystyrol. Nach einigen Jahren wurden Druckdias entwickelt, die für den Einsatz in Leuchtkästen die Originaldias ablösten und der Siegeszug des UV-Offsetdrucks nahm seinen Lauf. Am Anfang wurden externe UV-Trockner eingesetzt, die vorwiegend hinter Druckmaschinen im Format 35 x 50 cm, 50 x 70 cm und 70 x 100 cm angeordnet waren. Zu dieser Zeit übernahmen die Druckmaschinenhersteller bei der Integration von UV-Trocknern in eine Druckmaschine keine Garantieleistungen mehr, weil durch die Freisetzung von Ozon die Korrosionsgefahr in den Maschinen zu groß war. Später hatte man das Thema im Griff und die Druckmaschinenhersteller boten die Integration von UV-Trocknern als Zusatzausführung und integrierten Lackwerken selbst an.

UV-Offsetdruck in der Entwicklung!

Die UV-Trockner für Bogenoffsetmaschinen haben sich in den Jahren immer wieder verändert. Zunächst wurden die Farbsysteme verbessert und die Absaugungen für das Ozon in den Maschinen. Danach wurden Quarzscheiben vor die UV-Brenner gesetzt, damit die Hitzeentwicklung auf dem Bedruckstoff reduziert wurde. Bei Karton war die Hitze wegen des Entzugs der Feuchtigkeit aus dem Material und die dadurch schlechteren Verarbeitungseigenschaften von Nachteil und bei Kunststoffen war die zunehmende Verformung bei dünneren Materialstärken der Grund. Außerdem sollte damit die Hitze im Stapel verringert werden, die trotz UV-Trocknung manchmal zu Ablegeerscheinungen führte. Später kam die LE-UV-Trocknung, die fast alle Nachteile der bisherigen UV-Trocknung auslöschen konnte. Die Kosten für die UV-Brenner wurden günstiger, weil die Trocknung in einem anderen Wellenbereich erfolgt. Dadurch reduzierten sich die Energiekosten stark und die Ozonbildung konnte verhindert werden, was in der Folge die Absaugung des Ozons aus den Trocknern nicht mehr erforderlich machte. Ein weiterer Effekt war die Reduzierung der Stapeltemperatur um ca. 5 Grad C. Aktuell ist die UV-Trocknung mit Inertgastrocknung die neueste Entwicklung in der UV-Trocknung. Die UV-Brenner befinden sich ein einem geschlossenen System mit Stickstoff. Dadurch wird der Einfluss der Sauerstoffmoleküle bei der Polymerisation verhindert, was zur Folge hat, dass weniger Fotoinitiatoren eingesetzt werden müssen und die Farbschicht innerhalb von Millisekunden nicht nur absolut trocken ist, sondern auch elastisch, glänzend und Resistent gegen Kratzer und Chemikalien.

Vorteile Inertgas-UV-Trocknung und ES-Trocknung!

Die UV-Trocknung in einem geschlossenen Inertgastrockner hat den Vorteil, dass die Farbtrocknung gesichert vorhanden ist, weil bei der Trocknung unter Raumluft die Sauerstoffmoleküle den Prozess behindern. Bisher führte das speziell bei der Anwendung für die Lebensmittelindustrie zu Rückfragen nach der Farbtrocknung und der Restmonomere auf der Farboberfläche, die sich bei Kartonprodukten und Folienverpackungen durch den Abklatsch auf die Materialrückseite in direktem Kontakt mit dem Lebensmittel befinden konnten. Die Elektronenstrahlhärtung ist ein weiterer Schritt in die Zukunft. Obwohl es ESH-Systeme schon seit den 80er Jahren des vorigen Jahrhunderts gibt, ist die Anwendung wegen der hohen Kosten für die Trockner im Vergleich zur UV-Trocknung ausgeblieben. Das hat sich jetzt durch günstigere Trocknungssysteme geändert und die ES-Trocknung wird ganz sicher zunehmen. Bei der Elektronenstrahltrocknung kann auf die Fotoinitiatoren in der Druckfarbe ganz verzichtet werden. Die Farbtrocknung wird durch eine elektrische Spannung erzeugt, indem Elektronen in die Farbe “geschossen” werden, die eine Polymerisation hervorrufen. Die Vorteile der ES-Trocknung sind der Verzicht auf Fotoinitiatoren und damit ein wesentlich geringere Geruchsbelastung, was ein wichtiger Punkt für die Lebensmittelindustrie ist. Außerdem geringere Energiekosten, keine Hitzeentwicklung, keine Ozonbildung und eine variabel einsetzbare Technik im Hinblick auf die notwendige Strahlungsintensität. ES-Trocknung findet auch in einem inerten Gasumfeld statt.

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