Interpack und KBA

Bogenoffset | Technologie
Konventionelle UV-Trocknungs-
systeme bestehen im Allgemeinen
aus mehreren UV-Modulen,
die in Zwischentrocknern, in
Trockenwerken und im Endtrockner
verbaut werden können.
Konventionelle UV-Trocknung
Bild 1 zeigt das gegenwärtige UV-
Modul von KBA im Aufbau. Der
steckbare UV-Strahler emittiert
entsprechend seiner Ausführung
ein definiertes Strahlungsspektrum.
Angesteuert werden kann
dieser mit konventionellen oder
elektronischen Vorschaltgeräten.
Gekühlt wird der UV-Strahler über
die gesamte Länge durch eine
Luftabsaugung mit Abluftbohrungen.
Die emittierte Strahlung tritt
radialsymmetrisch aus. Sie wird
anteilig direkt sowie über einen
dichroitischen Reflektor indirekt
auf den Bedruckstoff geleitet. Der
vom Reflektor und vom Gehäuseprofil
absorbierte Anteil der Strahlung
wird als Wärmestrom an das
Kühlwasser weiter gegeben und
über den Medienstecker aus dem
UV-Modul geleitet. Ein Shutter verschließt
das UV-Modul im Betriebsmodus
„stand by“. Zur Montage in
der Bogenoffsetmaschine verfügt
das Gehäuseprofil des UV-Moduls
über eine mechanische Führung.
Große Unterschiede bei UV-Strahlern
UV-Strahler emittieren neben UV-
Strahlung auch vom Menschen
sichtbare Strahlung (Licht: von 380
bis 780 nm) und Infrarot-Strahlung.
Von der elektrischen Wirkleistung
werden etwa 30 Prozent
in UV-Strahlung, etwa 18 Prozent
in Licht und etwa 12 Prozent in
Infrarot-Strahlung umgewandelt.
Die verbleibenden 40 Prozent gehen
verloren. Die Temperatur auf
dem Bedruckstoff durch Absorption
steigt nicht nur durch Infrarot-
Strahlung, sondern auch durch UV-
Strahlung und Licht!
Das Spektrum eines Quecksilber-Mitteldruck-Strahlers
(Hg) ist im
Bild 2 von 200 bis 450 nm dargestellt.
Als Vergleich sind zusätzlich
mit Eisen (Fe) und Gallium (Ga)
dotierte Quecksilber-Mitteldruck-
Strahler relativ angeführt. Bezeichnet
werden diese als dotierte
UV-Strahler. Dabei findet der mit
Gallium dotierte UV-Strahler vor
allem bei Deckweiß Anwendung.
30 Report 39 | 2011
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Aufbau und Wirkungsweise von UV-Trocknungssystemen
UV-LED-Trockner für viele
Anwendungen noch nicht reif
Den Einsatz als Strahlungsquelle in UV-Trocknungssystemen für Bogenoffsetmaschinen dominieren derzeit
klar Quecksilber-Mitteldruck-Strahler. Darüber hinaus werden zunehmend UV-LED-Systeme thematisiert und in
geringer Zahl, vor allem für Sonderanwendungen eingesetzt.
Beim Einsatz sogenannter
ozonfreier UV-Strahler wird die
Ozonbildung vermieden, da ein
spezielles Glasrohr die kurzwellige
UV-Strahlung absorbiert. Dadurch
kann die UV-Bestrahlungsstärke des
ozonfreien Strahlers gegenüber einem
konventionellen UV-Strahler
bis auf 70 Prozent sinken. Damit
sinkt der Wirkungsgrad des UV-
Strahlers erheblich und entsprechend
mehr Wärme muss von dessen
Glasrohr abgeführt werden.
Für einen hohen Wirkungsgrad,
eine lange Nutzungsdauer
bei hoher Bestrahlungsstärke sowie
Bestrahlungsstärke [W/m²]
BIld 1:
UV-Modul von KBA
1 UV-Strahler
2 dichroitischer Reflektor
3 Medienstecker
4 Abluftbohrungen
5 Shutter
6 Gehäuseprofil
Hg-UV-Strahler
Fe-UV-Strahler
Ga-UV-Strahler
kurze Zünd- und Einbrennzeiten ist
eine hohe Qualität des UV-Strahlers
notwendig.
Die KBA-UV-Strahler werden
diesem Anspruch durch klar definierte
Anforderungen an die Werkstoffqualität,
die Fertigung des
Glasrohrs und der Elektroden sowie
an die Zusammensetzung der
Füllgase gerecht. Mit den von KBA
entwickelten und gefertigten UV-
Strahlern kann gegenüber billigen
UV-Strahlern über die Betriebsdauer
eine deutlich bessere Härtung
von UV-Farben und -Lacken erzielt
werden.
200 250 300 350 Wellenlänge [nm] 450
Bild 2: Teilbereich des elektromagnetischen Spektrums diverser UV-Strahler
2
4
1
5
6
Durch den Einbrand von Puder
in das Glasrohr kann die Bestrahlungsstärke
auf unter 50 Prozent
gegenüber einem neuwertigen
Glasrohr sinken. Es ist daher ratsam,
das Leuchtmittel entsprechend
der Betriebsvorschriften zu
reinigen bzw. nicht verwendete
UV-Module beim Einsatz von Puder
aus der Maschine zu entnehmen.
Aktuelle Trends für die UV-Härtung
Derzeit befinden sich hochreaktive
Farben in der Erprobung und in
der Vermarktung. Bei diesen sollen
durch hochreaktive und mehr Fotoinitiatoren
weniger UV-Strahlung
bzw. sogar weniger UV-Module für
das gleiche Härtungsergebnis notwendig
sein. Anhand von Drucktests
wird KBA demnächst quantifizieren,
welche Einsparungen an
UV-Strahlung den erhöhten Kosten
der teureren UV-Farbe gegenüber
stehen. Dabei ist zu beachten, dass
konventionelle UV-Farben und UV-
Lacke für die Härtung die gesamte
UV-Strahlung nutzen. Wird ein
ozonfreier UV-Strahler verwendet,
steht durch die Absorption der
kurzwelligen Strahlung durch den
UV-Strahler weniger UV-Strahlung