UV-Lackierung über konventioneller Offsetfarbe: Was Glanz und Haftung steuert

UV-Lackierung ist ein schneller Weg, Offsetdruckarbeiten Glanz und Schutz zu verleihen, doch die Qualität der Veredelung hängt vom Zusammenspiel zwischen der darunterliegenden Farbe, dem Primer und der Härtungseinheit ab. Eine Handvoll Variablen entscheidet, ob jeder Bogen die Linie mit gleichmäßigem Glanz verlässt oder mit matten Stellen, schwacher Haftung und Ablegen.

Wie der Lack auf den Bogen gelangt

Ein Kammerrakelsystem trägt einen gleichmäßigen Film auf. Die Rakel schließt die Aniloxzelle und dosiert den Lack während der Rotation der Walze, sodass der Nassfilm über die Breite der Maschine konstant bleibt. Aniloxwalzen werden nach ihrem Fassungsvermögen eingestuft, ein üblicher Bereich liegt bei etwa 6 bis 30 Kubikzentimetern pro Quadratmeter. Nur ein Teil dieses Nennvolumens erreicht das Substrat. In der Praxis werden etwa 25 bis 35 Prozent des nassen Lacks auf die Oberfläche übertragen. Unterschiedliche Gravurmuster ermöglichen es einer Einheit, für verschiedene Aufträge unterschiedliche Mengen zu liefern, und eine stabile zirkulierende Versorgung, die auf gleichbleibender Temperatur gehalten und von einer passenden Pumpe gespeist wird, hält den Film reproduzierbar.

Glanz mit reflektiertem Licht messen

Glanz wird mit einem Reflektometer gemessen. Eine Spiegeloberfläche reflektiert 100 Prozent des Lichts unter dem gewählten Winkel, während ein lackierter Bogen nur einen Teil davon zurückwirft. Da Pigmente das Licht unter der Oberfläche streuen, muss der Messwinkel zur beurteilten Oberfläche passen, sonst schwanken die Messwerte. Das menschliche Auge reagiert am stärksten auf Glanz vor schwarzem Hintergrund, weshalb eine dunkle, farbintensive Fläche Lackfehler oft früher zeigt als eine helle.

Kratzfestigkeit und Haftfestigkeit

Farbe und Lack müssen aneinander haften. Kunden beurteilen dies oft, indem sie mit dem Fingernagel über den Bogen kratzen oder Klebeband aufdrücken. Diese Tests sind subjektiv, liefern keine messbare Größe und dienen dennoch als grobe Referenz. Eine zuverlässigere Prüfung erfolgt erst mehrere Tage nach dem Druck, da frische Farbe weiter aushärtet und Dämpfe freisetzt, die sich zwischen Farbe und Lack sammeln und die Haftung beeinträchtigen können. Aceton auf einem Tuch ist eine praktische Methode, um die UV-Härtung zu prüfen: Ein unzureichend gehärteter Film erweicht und löst sich auf. FOGRA empfiehlt Geräte zur Prüfung der Beständigkeit gegen Ablösen und Blocken, und DIN 16524 sowie DIN 16525 beschreiben Standardverfahren zur Prüfung von Druckerzeugnissen.

Das Substrat setzt die Obergrenze

Das Basismaterial, die Art und Weise, wie die Maschine ihre eigene Lackierung aufträgt, und die Konsistenz beider Faktoren sind ebenso wichtig wie die Lackiereinheit. Recyclingpappen und Pappen aus Frischfasern verhalten sich unter denselben Einstellungen unterschiedlich, und eine Sorte mit unebener Oberfläche zeigt ungleichmäßigen Glanz, unabhängig davon, wie gut der Anilox eingestellt ist. Zwei oder drei Maschinenlackiergänge, aufgetragen mit einer Rakel, einem Luftpinsel, einer Luftbürste oder einer Filmwalze, verändern die Glätte der Oberfläche, und ein härteres Lackierwerkzeug hinterlässt tendenziell einen glatteren Bogen mit mehr Glanz. Den Glanz allein aus Wasser- und Ölabsorption vorherzusagen, ist nicht zuverlässig. Über verschiedene Sorten hinweg kann das Substrat einen großen Anteil am Endergebnis ausmachen, und selbst ein großzügiges Lackvolumen gleicht die Unterschiede zwischen Pappen nur teilweise aus.

Warum die Farbe darunter entscheidend ist

Die Farbe kann auf zwei Arten gegen den Lack wirken. Ein Dispersionsprimer, der über bedruckten Flächen aufgetragen wird, benötigt einen Bogen, der sein Wasser aufnimmt, und abweisende Farbe kann das blockieren. Wie stark sich Farbe und Lack vermischen, hängt von ihren Viskositäten ab. Frisch gedruckte Farbe trocknet auch unter einer gehärteten UV-Schicht weiter, und die bei der Oxidation freigesetzten Gase können den Film verformen, den Glanz mindern und die Haftung schwächen. Schnell absorbierende Farben helfen, obwohl sehr schnelle Farben in späteren Werken auf das Gummituch spalten und Sprenkelung verursachen können. Feuchtmittel auf ein Minimum zu reduzieren verringert den Farbaufbau auf den Gummitüchern und senkt dieses Risiko, und die gewählte Farbe beeinflusst auch, wie leicht der Stapel auf der Rückseite abscheuert.

Die Primerschicht

Auf gewöhnlicher Offsetfarbe wird UV-Lack üblicherweise über einen Dispersionsprimer aufgetragen. Konventionelle Offsetfarbe und UV-Lack sind chemisch nicht kompatibel, daher wirkt der Primer als Brücke, und auf einer Nass-in-Nass-Maschine muss er in Sekunden auftragen und trocknen. Eine wasserbasierte Dispersion enthält etwa 40 bis 45 Prozent Feststoffe, und ihre Viskosität kann mit Wasser eingestellt werden. Sobald sie auf den Bogen trifft, wird ein großer Teil des Wassers in das Substrat gezogen oder verdunstet, und erst dann bindet das Polymer zu einem dichten Film. Die erreichbare Trocknungsgeschwindigkeit, Penetration, Überdruckverhalten, Viskosität, Glanz und Haftung hängen alle vom Grundmaterial und den Additiven ab. Bei schwerer Farbdeckung ist der Primer am wichtigsten: Der Austausch einer 13-Kubikzentimeter-Aniloxwalze gegen eine 18-Kubikzentimeter-Walze ergibt eine glattere UV-Schicht und höheren Glanz, während ein weicher Primer bei 200 Prozent Vollton stark verformen kann.

Was die UV-Lackierung bewirkt

Die meisten Offset-UV-Lacke härten durch eine chemische Reaktion. Sie enthalten ein Bindemittel, reaktive Verdünner und Photoinitiatoren. Unter UV-Licht setzen die Photoinitiatoren reaktive Gruppen frei, die die Acrylat-Polymerisation zu einem vernetzten Netzwerk vorantreiben, und Sauerstoff stört diese Reaktion. Kationische Systeme härten langsamer, aber vollständiger und werden oft für Lebensmittelverpackungen verwendet, weil sie durchhärten und wenig Geruch tragen. Eine Erhöhung des Lackvolumens steigert den Glanz, allerdings nicht so effizient wie eine Erhöhung des Primervolumens; der Wechsel von 20 auf 30 Kubikzentimeter pro Quadratmeter bringt bei jeder Farbdeckung mindestens zehn Glanzpunkte. Zu viel Lack lässt sich aufgrund seiner Viskosität schwer gleichmäßig auftragen, und das Erwärmen auf etwa 40 Grad Celsius verbessert Fließverhalten und Glanz. Anilox-Geometrie und Rasterweite spielen ebenfalls eine Rolle, und ein schaumfreier Film ist unerlässlich, da sich beim Füllen der Näpfchen winzige Blasen bilden. Ein Entschäumer und ein gut abgestimmtes Zirkulationssystem verhindern, dass der Lack übermäßig aufgeschlagen wird.

Die Trocknung entscheidet das Ergebnis

Farbe und Glanz werden in Sekunden geliefert, und die Trocknungsmethode muss mithalten. Höhere Maschinengeschwindigkeiten erschweren die vollständige Härtung, und was nicht aushärtet, kann über die Bogen im Auslegerstapel reagieren, ein Fehler, der als Absetzen sichtbar wird. UV-lackierte Arbeiten können sich einen Tag oder länger weiter verändern, daher muss die Oberfläche hart genug sein, dass der nächste Bogen sie nicht markiert. Die UV-Einheit liefert diese Energie, aber die Härtung erwärmt auch den Stapel und kann bei falschem Energieeintrag zum Verblocken führen. Infrarotlampen, gekühlte und warme Luft sowie Absaugung helfen alle, und eine verlängerte Trocknungsstrecke zwischen zwei Lackierwerken ist von Vorteil. Die UV-Leistung muss der Maschinengeschwindigkeit nichtlinear folgen, während die Infrarot-Leistung ihr linear folgt. Bei konventioneller Farbe neigt der Glanz dazu, mit steigender Geschwindigkeit zu fallen, unabhängig von der Deckung, und die Abstimmung von Farbe, Lack und Trocknungseinstellungen hält diesen Verlust gering.