Neue Flexodruckplatten-Serie für UV-LED-Belichtung
von Ansgar Wessendorf,
Abbildung 5
(Quelle: DuPont)
Fotopolymerplatten und deren Herstellungsverfahren sind entscheidende Faktoren für das Erreichen einer hohen und stabilen Flexodruckqualität. Vor allem die optimierte Abstimmung von Fotopolymermaterial und Belichtungsparameter sind entscheidende Parameter, um die geforderten Druckergebnisse wiederholbar zu erreichen.
Dabei zeichnen sich UV-LED-Belichtungssysteme in der Fertigung von Flexodruckplatten gegenüber herkömmlichen Systemlösungen durch folgende Vorteile aus: standardisierte Fertigung und hohe Konsistenz, weniger manuelle Eingriffe und Bedienfehler, werden in Verbindung mit Automatisierungsprozessen eingesetzt und tragen zur hohen Reproduzierbarkeit der gefertigten Flexodruckplatten sowie hohe Belichtungsqualität bei.
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Herkömmliche Leuchtstoffröhren-Systeme (oft als „Bankbelichtung“ bezeichnet) sind in vielen Größen und mit einer Vielzahl unterschiedlicher Funktionen erhältlich:
Die jüngsten Entwicklungen in der UV-LED-Technologie öffneten die Türen für den Einsatz von UV-LEDs bei zur Aushärtung von Druckfarben und Belichtung von Flexodruckplatten. Das führte dazu, dass vermehrt Vorstufenbetriebe in diese neuartige Belichtungstechnologie investieren. Doch warum ist es so wichtig, die perfekte Abstimmung zwischen Belichtungseinstellungen und Fotopolymermaterial zu finden?
Die Herausforderung bei der LED-Belichtung
Leuchtstofflampen und Leuchtdioden (LED) unterscheiden sich grundsätzlich voneinander. So geben UV-LED-Belichtungssysteme ihre Energie anders an das Fotopolymer ab als Leuchtstoffröhren. Sie emittieren die UV-Strahlung mit 15- bis 20-mal höhere Intensität und einem schmaleren Emissionsspektrum (Abbildung 4).
Abbildung 4 (Quelle: DuPont)
Ein weiterer wesentlicher Unterschied besteht darin, dass UV-LED-Belichtungssysteme während der Hauptbelichtung die Felxodruckplatte „abscannen“, die Leuchtstoffröhren die Plattenfläche in einem Durchgang belichten (Abbildung 5).
Abbildung 5 (Quelle: DuPont)
In einer Untersuchung wurden zwei Flexodruckplatten des gleichen Typs belichtet, die eine mit einem UV-LED-System, die andere mit einem Bank-System. Durch mehrere Scann-Durchgänge mit den UV-LEDs wurde das Bildelement belichtet, jedoch mit einem deutlich höheren Energieniveau als bei herkömmlichen Systemen. Folglich wird die Belichtung mehrmals unterbrochen und das Bildelement befindet sich zwischen den Durchgängen „im Dunkeln“.
Die verwendeten Fotopolymer-Flexodruckplatten erzielen mit beiden Systemvarianten mit den nachfolgend aufgeführten Parametern annähernd die gleichen Belichtungsergebnissen:
Doch das Fotopolymer durchläuft zwei völlig unterschiedliche Vernetzungsprozesse. Aus diesem Grund wurde viel Mühe darauf verwendet, ein optimales „Rezept“ (Kombination von Belichtungsparametern) zu entwickeln, damit UV-LED-belichtete Flexodruckplatten die Eigenschaften einer mit einem Bank-System belichteten Platten erreichen oder sogar übertreffen. In diesem Beispiel liefert die UV-LED-Belichtung etwa die 3,5-fache Energiemenge (30.000 mJ/cm² gegenüber 8400 mJ/cm²) an die Platte. Aufgrund mehrerer Durchgänge und langer Pausen zwischen den Belichtungszyklen ähneln sie den Platteneigenschaften, die auch mit dem Bank-System erreicht werden.
Bei nicht optimierten Fotopolymeren führt die Verwendung dies UV-LED-Belichtungsverfahrens zu Kompromisse bei Produktivität und Qualität. Obwohl mit maximaler UV-Leistung sehr kurze Belichtungszeiten erreicht werden, kann es zu Qualitätseinbußen kommen. Die Kombination aus hoher Leistung und kurzer Belichtungszeit führt häufig zu größeren Minimalpunkten, ausgeprägten Schultern der Druckelemente und zu „Cupping“, was zu weniger Spielraum auf der Druckmaschine und zu einer geringeren Druckqualität beitragen kann. Um diese Probleme zu umgehen, wird bei UV-LED-Systemen auf längere Belichtungszeiten zurückgegriffen.
Es ähnelt die Zubereitung eines Steaks: Während die Belichtung mit dem UV-LED-System einem Flammenwerfer gleicht, ist die Belichtung auf einem Bank-Systemen mit Sous-vide-Garen vergleichbar. Die Herausforderung besteht darin, eine perfekte Kruste an der Oberfläche, aber auch ein ausreichendes Garen des Inneren zu erreichen. Übertragen auf die Flexodruckform bedeutet das, feine Elemente und Oberflächenstrukturen abzubilden, gleichzeitig das Plattenmaterial ausreichend für stabile Schultern und Durchhärtung zu fotopolymerisieren.
Die Lösung
Würden Fotopolymer-Formulierungen von Anfang an für die LED-Belichtung optimiert, müssten weniger Kompromisse zwischen Produktivität und Qualität eingegangen werden. DuPont hat die Plattenformulierung speziell für die UV-LED-Belichtung neu gedacht. Das Ergebnis ist eine neue Reihe von Fotopolymerplatten, die unter dem Produktnamen Cyrel Lightning zusammengefasst ist.
Aufgrund ihrer speziellen chemischen Formulierung verfügt die DuPont-Plattenserie über ein maßgeschneidertes UV-Profil, die ein Gleichgewicht zwischen Oberflächen- und Durchhärtung zu gewährleistet. Sie ermöglicht nicht nur eine schnelle Oberflächenhärtung, sondern sie schwächt die Sauerstoffinhibierung zwischen den Durchgängen der LED-Belichtung effektiv ab. Gleichzeitig sorgt sie durch ein fein abgestimmtes UV-Absorptionsprofil für eine ausreichende Durchhärtung.
Dies führt zu einer Verkürzung der Belichtungszeit um bis zu 42 %, zu einer verbesserten Qualität, insbesondere bei isoliert stehenden Elementen, und zu einer besseren Druckqualität von UV-LED-belichteten Flexodruckplatten.
