1. Was passiert, wenn die Tinte überhärtet wird?Es gibt die Theorie, dass die Tintenoberfläche durch zu viel UV-Licht immer härter wird. Wenn man dann eine weitere Tintenschicht auf diesen gehärteten Tintenfilm druckt und diese ein zweites Mal trocknen lässt, verschlechtert sich die Haftung zwischen den oberen und unteren Tintenschichten erheblich.
Eine andere Theorie besagt, dass Überhärtung zu Photooxidation an der Tintenoberfläche führt. Photooxidation zerstört die chemischen Bindungen an der Oberfläche des Tintenfilms. Werden die molekularen Bindungen an der Tintenoberfläche abgebaut oder beschädigt, verringert sich die Haftung zwischen diesem Film und einer weiteren Tintenschicht. Überhärtete Tintenfilme sind nicht nur weniger flexibel, sondern neigen auch zu Oberflächenversprödung.
2. Warum härten manche UV-Tinten schneller aus als andere?UV-Tinten werden in der Regel entsprechend den Eigenschaften bestimmter Substrate und den speziellen Anforderungen bestimmter Anwendungen formuliert. Chemisch betrachtet gilt: Je schneller die Tinte aushärtet, desto geringer ist ihre Flexibilität nach der Aushärtung. Wie man sich vorstellen kann, durchlaufen die Tintenmoleküle während der Aushärtung Vernetzungsreaktionen. Bilden diese Moleküle viele verzweigte Molekülketten, härtet die Tinte zwar schnell aus, ist aber wenig flexibel. Bilden sie hingegen wenige unverzweigte Molekülketten, härtet die Tinte zwar langsamer aus, ist aber in jedem Fall sehr flexibel. Die meisten Tinten werden anwendungsspezifisch entwickelt. Beispielsweise muss der ausgehärtete Tintenfilm für die Herstellung von Membranschaltern mit Verbundklebstoffen kompatibel und flexibel genug sein, um sich an nachfolgende Verarbeitungsschritte wie Stanzen und Prägen anzupassen.
Es ist wichtig zu beachten, dass die in der Tinte verwendeten chemischen Rohstoffe nicht mit der Oberfläche des Substrats reagieren dürfen, da dies zu Rissen, Brüchen oder Ablösungen führen kann. Solche Tinten härten in der Regel langsam aus. Tinten für die Herstellung von Karten oder Hartplastik-Displaytafeln benötigen keine so hohe Flexibilität und trocknen je nach Anwendungsanforderungen schnell. Ob die Tinte schnell oder langsam trocknet, hängt von der endgültigen Anwendung ab. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Aushärtungsanlage. Manche Tinten härten zwar schnell aus, aber aufgrund der geringen Effizienz der Aushärtungsanlage kann die Aushärtungsgeschwindigkeit verlangsamt oder die Tinte unvollständig ausgehärtet werden.
3. Warum verfärbt sich die Polycarbonatfolie (PC) gelb, wenn ich UV-Tinte verwende?Polycarbonat ist empfindlich gegenüber ultravioletten Strahlen mit einer Wellenlänge unter 320 Nanometern. Die Vergilbung der Folienoberfläche wird durch den Bruch der Molekülketten infolge von Photooxidation verursacht. Die molekularen Bindungen des Kunststoffs absorbieren ultraviolette Lichtenergie und bilden freie Radikale. Diese freien Radikale reagieren mit dem Sauerstoff der Luft und verändern das Aussehen und die physikalischen Eigenschaften des Kunststoffs.
4. Wie lässt sich die Vergilbung der Polycarbonatoberfläche vermeiden oder beseitigen?Wird UV-Tinte zum Bedrucken von Polycarbonatfolie verwendet, lässt sich die Vergilbung der Oberfläche zwar reduzieren, aber nicht vollständig verhindern. Der Einsatz von Aushärtungslampen mit Eisen- oder Galliumzusatz kann die Vergilbung wirksam verringern. Diese Lampen reduzieren die Emission kurzwelliger UV-Strahlung und schützen so das Polycarbonat. Darüber hinaus trägt die sorgfältige Aushärtung jeder einzelnen Tintenfarbe dazu bei, die UV-Belichtungszeit des Substrats zu verkürzen und somit das Risiko einer Verfärbung der Polycarbonatfolie zu minimieren.
5. Welcher Zusammenhang besteht zwischen den Einstellparametern (Watt pro Zoll) der UV-Härtungslampe und den Messwerten des Radiometers (Watt pro Quadratzentimeter bzw. Milliwatt pro Quadratzentimeter)?
Watt pro Zoll ist die Leistungseinheit der Aushärtungslampe und wird gemäß dem Ohmschen Gesetz berechnet: Volt (Spannung) × Ampere (Stromstärke) = Watt (Leistung). Watt pro Quadratzentimeter oder Milliwatt pro Quadratzentimeter hingegen geben die maximale Beleuchtungsstärke (UV-Energie) pro Flächeneinheit an, wenn das Radiometer unter der Aushärtungslampe hindurchgeführt wird. Die maximale Beleuchtungsstärke hängt hauptsächlich von der Leistung der Aushärtungslampe ab. Wir verwenden Watt zur Messung der maximalen Beleuchtungsstärke, da sie die von der Aushärtungslampe verbrauchte elektrische Energie repräsentiert. Neben der vom Aushärtungssystem aufgenommenen Strommenge beeinflussen weitere Faktoren die maximale Beleuchtungsstärke, darunter der Zustand und die Geometrie des Reflektors, das Alter der Aushärtungslampe und der Abstand zwischen Aushärtungslampe und Aushärtungsfläche.
6. Was ist der Unterschied zwischen Millijoule und Milliwatt?Die Gesamtenergie, die über einen bestimmten Zeitraum auf eine bestimmte Oberfläche einwirkt, wird üblicherweise in Joule pro Flächenzentimeter oder Millijoule pro Quadratzentimeter angegeben. Sie hängt hauptsächlich von der Geschwindigkeit des Förderbandes, der Leistung, Anzahl, dem Alter und dem Zustand der Aushärtungslampen sowie der Form und dem Zustand der Reflektoren im Aushärtungssystem ab. Die Leistung der auf eine bestimmte Oberfläche einwirkenden UV- oder Strahlungsenergie wird hauptsächlich in Watt pro Quadratzentimeter oder Milliwatt pro Quadratzentimeter angegeben. Je höher die auf die Substratoberfläche einwirkende UV-Energie ist, desto mehr Energie dringt in den Tintenfilm ein. Die Messung in Milliwatt oder Millijoule ist nur möglich, wenn die Wellenlängenempfindlichkeit des Radiometers bestimmte Anforderungen erfüllt.
7. Wie stellen wir die ordnungsgemäße Aushärtung von UV-Tinte sicher?Die Aushärtung des Farbfilms beim ersten Durchlauf durch die Aushärtungseinheit ist von entscheidender Bedeutung. Eine korrekte Aushärtung minimiert Verformungen des Substrats, Überhärtung, Wiederbenetzung und Unterhärtung und optimiert die Haftung zwischen Farbe und Farbschicht bzw. zwischen den Beschichtungen. Siebdruckereien müssen die Produktionsparameter vor Produktionsbeginn festlegen. Um die Aushärtungseffizienz von UV-Farbe zu testen, kann man mit der niedrigsten vom Substrat zugelassenen Geschwindigkeit drucken und die vorbedruckten Muster aushärten lassen. Anschließend wird die Leistung der Aushärtungslampe auf den vom Farbhersteller angegebenen Wert eingestellt. Bei schwer aushärtenden Farben wie Schwarz und Weiß können die Parameter der Aushärtungslampe entsprechend erhöht werden. Nach dem Abkühlen des bedruckten Bogens kann die Haftung des Farbfilms mithilfe der Schattenwurfmethode überprüft werden. Wenn die Probe den Test problemlos besteht, kann die Förderbandgeschwindigkeit um 3 Meter pro Minute erhöht werden. Anschließend kann der Druck- und Testvorgang fortgesetzt werden, bis der Tintenfilm die Haftung auf dem Substrat verliert. Die Förderbandgeschwindigkeit und die Parameter der Aushärtungslampe werden dabei protokolliert. Danach kann die Förderbandgeschwindigkeit je nach Eigenschaften des Tintensystems oder den Empfehlungen des Tintenherstellers um 20–30 % reduziert werden.
8. Wenn sich die Farben nicht überlappen, muss ich dann mit einer Überhärtung rechnen?Überhärtung tritt auf, wenn die Oberfläche eines Tintenfilms zu viel UV-Licht absorbiert. Wird dieses Problem nicht rechtzeitig erkannt und behoben, härtet die Oberfläche des Tintenfilms zunehmend aus. Solange kein Farbüberdruck erfolgt, besteht in der Regel kein großes Problem. Ein weiterer wichtiger Faktor ist jedoch das zu bedruckende Material. UV-Licht kann die meisten Substratoberflächen und einige Kunststoffe, die empfindlich auf UV-Licht bestimmter Wellenlängen reagieren, beeinträchtigen. Diese Empfindlichkeit gegenüber spezifischen Wellenlängen kann in Kombination mit dem Sauerstoff in der Luft zu einer Degradation der Kunststoffoberfläche führen. Molekulare Bindungen auf der Substratoberfläche können aufbrechen, wodurch die Haftung zwischen der UV-Tinte und dem Substrat beeinträchtigt wird. Die Degradation der Substratoberfläche ist ein schleichender Prozess und steht in direktem Zusammenhang mit der aufgenommenen UV-Lichtenergie.
9. Ist UV-Tinte eine umweltfreundliche Tinte? Warum?UV-Tinten sind im Vergleich zu lösemittelbasierten Tinten tatsächlich umweltfreundlicher. UV-härtende Tinten können vollständig aushärten, das heißt, alle Tintenbestandteile bilden den endgültigen Tintenfilm.
Lösungsmittelbasierte Tinten hingegen setzen beim Trocknen des Tintenfilms Lösungsmittel in die Atmosphäre frei. Da Lösungsmittel flüchtige organische Verbindungen sind, sind sie umweltschädlich.
10. In welcher Maßeinheit werden die auf dem Densitometer angezeigten Dichtedaten angegeben?Die optische Dichte ist dimensionslos. Das Densitometer misst die Menge an Licht, die von einer bedruckten Oberfläche reflektiert oder transmittiert wird. Die an das Densitometer angeschlossene Fotozelle kann den Prozentsatz des reflektierten oder transmittierten Lichts in einen Dichtewert umrechnen.
11. Welche Faktoren beeinflussen die Dichte?Beim Siebdruck beeinflussen vor allem die Farbschichtdicke, die Farbe, die Größe und Anzahl der Pigmentpartikel sowie die Farbe des Bedruckstoffs die Dichte. Die optische Dichte wird hauptsächlich durch die Deckkraft und Dicke der Farbschicht bestimmt, welche wiederum von der Größe und Anzahl der Pigmentpartikel sowie deren Lichtabsorptions- und -streuungseigenschaften abhängt.
12. Was ist der Dyn-Pegel?Dyn/cm ist eine Einheit zur Messung der Oberflächenspannung. Diese Spannung entsteht durch die intermolekularen Anziehungskräfte einer bestimmten Flüssigkeit (Oberflächenspannung) oder eines Feststoffs (Oberflächenenergie). Im praktischen Gebrauch wird dieser Parameter üblicherweise als Dyn-Wert bezeichnet. Der Dyn-Wert bzw. die Oberflächenenergie eines Substrats gibt Aufschluss über dessen Benetzbarkeit und Tintenhaftung. Oberflächenenergie ist eine physikalische Eigenschaft eines Stoffes. Viele in der Druckindustrie verwendete Folien und Substrate weisen niedrige Druckwerte auf, beispielsweise Polyethylen mit 31 dyn/cm und Polypropylen mit 29 dyn/cm, und erfordern daher eine spezielle Vorbehandlung. Durch eine geeignete Vorbehandlung lässt sich der Dyn-Wert einiger Substrate zwar erhöhen, jedoch nur vorübergehend. Vor dem Druck beeinflussen weitere Faktoren den Dyn-Wert des Substrats, wie z. B. die Dauer und Anzahl der Vorbehandlungen, Lagerbedingungen, Luftfeuchtigkeit und Staubbelastung. Da sich der Dyn-Wert im Laufe der Zeit verändern kann, halten es die meisten Druckereien für notwendig, diese Folien vor dem Drucken vorzubehandeln oder nachzubehandeln.
13. Wie wird die Flammbehandlung durchgeführt?Kunststoffe sind von Natur aus porenfrei und besitzen eine inerte Oberfläche (niedrige Oberflächenenergie). Die Flammbehandlung ist ein Vorbehandlungsverfahren für Kunststoffe, das die Oberflächenrauheit (Dyn-Wert) des Substrats erhöht. Neben dem Bedrucken von Kunststoffflaschen findet dieses Verfahren auch in der Automobil- und Folienindustrie breite Anwendung. Die Flammbehandlung erhöht nicht nur die Oberflächenenergie, sondern entfernt auch Oberflächenverunreinigungen. Sie umfasst eine Reihe komplexer physikalischer und chemischer Reaktionen. Der physikalische Mechanismus der Flammbehandlung beruht darauf, dass die Hochtemperaturflamme Energie auf Öl und Verunreinigungen auf der Substratoberfläche überträgt, wodurch diese unter Hitzeeinwirkung verdampfen und eine reinigende Wirkung entfalten. Der chemische Mechanismus beruht darauf, dass die Flamme eine große Anzahl von Ionen mit stark oxidierenden Eigenschaften enthält. Unter der hohen Temperatur reagieren diese mit der Oberfläche des behandelten Objekts und bilden eine Schicht geladener polarer funktioneller Gruppen. Dies erhöht die Oberflächenenergie und somit die Fähigkeit des Objekts, Flüssigkeiten aufzunehmen.
14. Was ist eine Corona-Behandlung?Die Koronaentladung ist eine weitere Möglichkeit, den Dyn-Wert zu erhöhen. Durch Anlegen einer hohen Spannung an die Medienwalze wird die umgebende Luft ionisiert. Beim Durchlaufen dieses ionisierten Bereichs brechen die molekularen Bindungen an der Materialoberfläche auf. Dieses Verfahren wird üblicherweise beim Rotationsdruck von Dünnschichtmaterialien eingesetzt.
15. Wie beeinflusst Weichmacher die Haftung von Tinte auf PVC?Weichmacher sind Chemikalien, die bedruckte Materialien weicher und flexibler machen. Sie werden häufig in PVC (Polyvinylchlorid) verwendet. Art und Menge des Weichmachers, der flexiblem PVC oder anderen Kunststoffen zugesetzt wird, hängen hauptsächlich von den Anforderungen an die mechanischen, wärmeableitenden und elektrischen Eigenschaften des bedruckten Materials ab. Weichmacher können auf die Substratoberfläche wandern und die Haftung der Tinte beeinträchtigen. Verbleibende Weichmacher auf der Substratoberfläche wirken als Verunreinigung und reduzieren die Oberflächenenergie des Substrats. Je mehr Verunreinigungen sich auf der Oberfläche befinden, desto geringer ist die Oberflächenenergie und desto schlechter haftet die Tinte. Um dies zu vermeiden, können die Substrate vor dem Bedrucken mit einem milden Reinigungsmittel gereinigt werden, um ihre Bedruckbarkeit zu verbessern.
16. Wie viele Lampen benötige ich zum Aushärten?Obwohl Tintensystem und Substratart variieren, ist im Allgemeinen ein Einlampen-Härtungssystem ausreichend. Bei ausreichendem Budget kann man natürlich auch ein Zweilampen-Härtungssystem wählen, um die Härtungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Zwei Lampen sind einer einzelnen Lampe überlegen, da das Zweilampensystem dem Substrat bei gleicher Förderbandgeschwindigkeit und gleichen Parametereinstellungen mehr Energie zuführen kann. Ein wichtiger Aspekt ist, ob das Härtungssystem die gedruckte Tinte bei normaler Geschwindigkeit trocknen kann.
17. Wie beeinflusst die Viskosität der Tinte die Bedruckbarkeit?Die meisten Druckfarben sind thixotrop, d. h. ihre Viskosität ändert sich mit Scherung, Zeit und Temperatur. Je höher die Scherrate, desto niedriger die Viskosität der Farbe; je höher die Umgebungstemperatur, desto niedriger die Viskosität. Siebdruckfarben erzielen im Allgemeinen gute Ergebnisse auf der Druckmaschine, jedoch können je nach Druckmaschineneinstellungen und Voreinstellungen gelegentlich Probleme mit der Bedruckbarkeit auftreten. Die Viskosität der Farbe auf der Druckmaschine unterscheidet sich zudem von der Viskosität in der Tintenpatrone. Tintenhersteller legen einen spezifischen Viskositätsbereich für ihre Produkte fest. Bei zu dünnflüssigen oder zu niedrigviskosen Farben können Verdickungsmittel hinzugefügt werden; bei zu dickflüssigen oder zu hochviskosen Farben können Verdünnungsmittel verwendet werden. Für weitere Produktinformationen können Sie sich an den Tintenlieferanten wenden.
18. Welche Faktoren beeinflussen die Stabilität bzw. Haltbarkeit von UV-Farben?Ein wichtiger Faktor für die Stabilität von Tinten ist deren Lagerung. UV-Tinten werden üblicherweise in Kunststoff- statt in Metallpatronen aufbewahrt, da Kunststoffbehälter eine gewisse Sauerstoffdurchlässigkeit aufweisen. Dadurch wird ein gewisser Luftspalt zwischen Tintenoberfläche und Behälterdeckel gewährleistet. Dieser Luftspalt – insbesondere der Sauerstoff in der Luft – trägt dazu bei, eine vorzeitige Vernetzung der Tinte zu minimieren. Neben der Verpackung ist auch die Temperatur des Tintenbehälters entscheidend für die Stabilität. Hohe Temperaturen können vorzeitige Reaktionen und Vernetzungen der Tinte verursachen. Änderungen an der ursprünglichen Tintenrezeptur können die Lagerstabilität ebenfalls beeinflussen. Additive, insbesondere Katalysatoren und Photoinitiatoren, können die Haltbarkeit der Tinte verkürzen.
19. Worin besteht der Unterschied zwischen In-Mold-Labeling (IML) und In-Mold-Decoration (IMD)?In-Mold-Etikettierung und In-Mold-Dekoration bezeichnen im Prinzip dasselbe: Ein Etikett oder eine Dekorfolie (vorgeformt oder nicht) wird in die Form eingelegt und vom flüssigen Kunststoff während des Formprozesses gehalten. Die Etiketten werden mit verschiedenen Drucktechnologien wie Tief-, Offset-, Flexo- oder Siebdruck hergestellt. Sie werden üblicherweise nur auf die Oberseite des Materials gedruckt, während die unbedruckte Seite mit der Spritzgussform verbunden bleibt. In-Mold-Dekoration dient hauptsächlich der Herstellung langlebiger Teile und wird in der Regel auf die Rückseite einer transparenten Folie gedruckt. Sie erfolgt üblicherweise im Siebdruckverfahren, wobei die verwendeten Folien und UV-Farben mit der Spritzgussform kompatibel sein müssen.
20. Was passiert, wenn eine Stickstoffhärtungsanlage zum Aushärten von farbigen UV-Tinten verwendet wird?Stickstoffbasierte Aushärtungsanlagen für bedruckte Produkte sind seit über zehn Jahren erhältlich. Sie werden hauptsächlich zur Aushärtung von Textilien und Membranschaltern eingesetzt. Stickstoff wird anstelle von Sauerstoff verwendet, da Sauerstoff die Aushärtung von Druckfarben hemmt. Da die Lichtleistung der Lampen in diesen Anlagen jedoch sehr begrenzt ist, eignen sie sich nicht besonders gut zur Aushärtung von Pigmenten oder Farbtinten.
Veröffentlichungsdatum: 24. Oktober 2024
