Konstante Temperatur – konstante Qualität – geringere Kosten

Farbkühlung: Nachhaltige Einsparungen beim Farbverbrauch

Eine konstante Farbtemperatur trägt wesentlich zu stabilen Bedingungen im Druckprozess bei. Neben einem möglichen Einfluss auf die Verdunstung des Lösemittels zeigt sich in der Praxis, dass insbesondere der Farbverbrauch ein interessantes wirtschaftliches Einsparpotenzial bietet.

Lösemittelverbrauch und Farbkühlung

Durch die Kühlung der Druckfarbe kann die Verdunstung des Lösemittels reduziert werden. Gleichzeitig benötigt die regelmässige Reinigung der Kühlstation zusätzliches Lösemittel. In der Gesamtbetrachtung ist der wirtschaftliche Einfluss daher meist gering, zumal die Druckfarbe einen deutlich höheren Anteil an den Materialkosten ausmacht.

Warum eine konstante Farbtemperatur wichtig ist

Während des Druckprozesses erwärmt sich die Farbe durch Umgebungstemperatur, Maschinenabwärme und mechanische Beanspruchung. Mit steigender Temperatur verändert sich ihre Viskosität und die Farbe wird dünnflüssiger. Sowohl der Auslaufbecher als auch automatische Viskositätsmesssysteme registrieren deshalb eine niedrigere Viskosität.
Eine konstante Farbtemperatur schafft deshalb stabile und reproduzierbare Prozessbedingungen. Dadurch kann die Viskosität präziser geregelt und der Farbverbrauch gezielt optimiert werden.

Als Faustregel gilt:

Eine Temperaturerhöhung von 1 °C reduziert die Becherauslaufzeit um rund 0,1 Sekunden.

Ein Beispiel:

Bei 20 °C besitzt eine Druckfarbe mit 65 % Lösemittel und 35 % Farbe eine Auslaufzeit von 20 Sekunden.
Erwärmt sich dieselbe Druckfarbe auf 25 °C, sinkt die gemessene Auslaufzeit allein aufgrund der Temperatur (Thixotropie) auf etwa 19,5 Sekunden.

Wie Temperatur zu höherem Farbverbrauch führt

Die automatische Viskositätsregelung erkennt die scheinbar niedrigere Viskosität und stoppt die Nachdosierung von Lösemittel. Währenddessen verdunstet jedoch weiterhin Lösemittel aus der Druckfarbe.
Erst wenn die Messung wieder den Sollwert von 20 Sekunden erreicht, beginnt das System erneut Lösemittel zu dosieren. Zu diesem Zeitpunkt hat sich das Mischungsverhältnis bereits verändert.
Beispielsweise von: 65 % Lösemittel / 35 % Farbe auf 60 % Lösemittel / 40 % Farbe
Der Farbanteil steigt somit deutlich an.

Die wirtschaftlichen Folgen

Ein höherer Farbanteil bedeutet automatisch:

• höheren Farbauftrag auf das Substrat
• steigenden Farbverbrauch
• höhere Materialkosten
• mögliche Farbtonverschiebungen
• schwankende Druckqualität

Je stärker sich die Druckfarbe während der Produktion erwärmt, desto grösser werden diese Effekte.

Konstante Temperatur – konstante Kosten

Eine Farbkühlung verhindert diese temperaturbedingten Schwankungen. Die Farbtemperatur bleibt konstant, wodurch auch das Mischungsverhältnis zwischen Farbe und Lösemittel stabil bleibt. Das Ergebnis ist ein gleichmässiger Farbauftrag, eine reproduzierbare Druckqualität und ein deutlich geringerer Farbverbrauch.
Selbst, wenn für die Reinigung der Kühlstation zusätzlich etwas Lösemittel benötigt wird, wird dieser geringe Mehraufwand durch die Einsparungen beim Farbverbrauch in der Regel um ein Vielfaches kompensiert.

Vorteile eines Plattenwärmetauschers gegenüber einer Rohrkühlung

Für unsere Farbkühllösungen setzen wir ausschliesslich Plattenwärmetauscher ein. Diese werden direkt in den Bypass des Viskositätssystems integriert und ermöglichen dadurch eine effiziente und kontrollierte Kühlung der Druckfarbe.

Gegenüber einer klassischen Rohrkühlung bieten Plattenwärmetauscher mehrere entscheidende Vorteile:

• Hohe Kühlleistung: Durch die grosse Wärmeübertragungsfläche und den effizienten Wärmeaustausch kann die Farbtemperatur schnell und zuverlässig reduziert bzw. konstant gehalten werden.
• Kompakte Bauweise: Plattenwärmetauscher benötigen nur wenig Einbauraum und lassen sich dadurch auch bei bestehenden Druckmaschinen einfach in das Viskositätssystem integrieren.
• Attraktive Investitionskosten: Im Verhältnis zur erreichbaren Kühlleistung sind die Anschaffungskosten vergleichsweise gering.
• Keine separate manuelle Reinigung: Der Plattenwärmetauscher ist Bestandteil des Bypass-Kreislaufs und wird automatisch zusammen mit dem Viskositätssystem gespült und gereinigt.
• Effiziente Kühlung kleiner Volumenströme: Da nur der definierte Bypass-Volumenstrom gekühlt wird, kann die Wärme gezielt aus der Druckfarbe abgeführt werden.
• Einfache Nachrüstung: Die kompakte Bauweise ermöglicht eine Integration auch in bestehende Anlagen, ohne dass umfangreiche Änderungen am Farbsystem erforderlich sind.

Im Gegensatz dazu benötigt eine Rohrkühlung in der Regel deutlich mehr Bauraum und Rohrlänge, um eine vergleichbare Wärmeübertragungsfläche und Kühlleistung zu erreichen. Der Plattenwärmetauscher bietet deshalb eine kompakte, leistungsfähige und wirtschaftliche Lösung zur konstanten Temperierung der Druckfarbe.

Fazit

Der grösste wirtschaftliche Nutzen einer Farbkühlung liegt nicht in der Reduktion des Lösemittelverbrauchs, sondern in der Stabilisierung der Farbtemperatur. Sie verhindert temperaturbedingte Messfehler der Viskosität, hält das Mischungsverhältnis konstant und reduziert den Farbverbrauch nachhaltig.
Da Druckfarbe den mit Abstand grössten Materialkostenanteil im Druckprozess verursacht, liegt genau hier das grösste Einsparpotenzial – bei gleichzeitig höherer Prozessstabilität und konstanter Druckqualität.