Stickstoffinertisierte UV-Härtung
UV-Härtung an Luft heißt immer auch Anwesenheit
von Sauerstoff in der Reaktionszone. Sauerstoff reagiert jedoch sehr schnell mit
Radikalen, die bei der UV-Härtung von Acrylaten für Kettenstart, Kettenwachstum und
Vernetzung verantwortlich sind. Durch ein Überangebot an Photonen und mit effizienten
Photoinitiatoren als Radikalquellen kann man den Sauerstoff-Einfluss soweit reduzieren,
dass Härtung an Luft möglich wird. Diese Verschwendung von Energie und weitere Nachteile
können vermieden werden, wenn die Reaktionszone mit Stickstoff gespült wird. Man spricht
dann von Stickstoff- Inertisierung. Auf diese Weise kann die Sauerstoff-Restkonzentration
auch im technischen Betrieb bis auf kleiner 50 ppm reduziert werden.
- energiesparend, keine thermische Trocknung
- lösemittelfrei
- schneller Umsatz mit entsprechend hohen
Produktionsgeschwindigkeiten
- das Produkt ist unmittelbar nach der Bestrahlung
ausgehärtet und kann sofort weiter verarbeitet bzw.
gelagert werden
- geringe Erwärmung des Substrats
- hohe Oberflächengüte
- Die Sauerstoffempfindlichkeit der radikalischen
Polymerisation ist mindestens seit einem halben Jahrhundert
bekannt. Die Inertisierung konnte sich in den letzten zwei
Jahrzehnten nur in bestimmten Bereichen der
Silikonbeschichtung (O2 < 50 ppm erforderlich)
durchsetzen. Bisher konnte der O2-Konkurrenzreaktion
durch einen hohen Fotoinitiatorgehalt von bis zu 10% in der Rezeptur
begegnet werden. Man scheute den vermeintlich hohen Aufwand
der Inertisierung.
- Extrem kratz-und abriebfeste sowie migrationsarme Beschichtungen können nicht
hergestellt werden
Stickstoffinertisierte
UV-Härtung:
Die radikalische Polymerisation
von Acrylaten ist O2-empfindlich. Der durch
UV-Photonen und Fotoinitiatoren (FI) ausgelöste Start des
UV-Curing von Acrylatlacken und -farben wird durch
Luftsauerstoff inhibiert. Dies führt zu einem Abbruch der
Kettenbildung, die Qualität der Oberfläche sinkt. Es
muss verstärkt FI zugegeben werden. Die Verdrängung
des Sauerstoffs durch Stickstoff führt zur Beseitigung
dieser Nachteile und zu einer höheren Netzwerkdichte.
Die kationische Polymerisation
ist feuchteempfindlich. Hier muss für die Polymerisation
kein Inertgas eingesetzt werden, aber die Inertisierung mit
trockenen N2 erhöht die Prozesssicherheit
deutlich.
Verbesserte Oberflächenqualität:
- höhere Netzwerkdichte der Polymere
- erhöhter Glanz
- bessere Härte, Verschleiß- und
Abriebfestigkeit
- bessere Chemikalienbeständigkeit
Einsparung von Photoinitiator von 8-15% auf < 2% führt
zu:
- Reduzierung der Lackkosten
- Geruchsreduzierung
- Reduzierung der Globalmigration, wichtig für
Lebensmittelverpackung - Minderung der Vergilbungsneigung
Reduzierung bis Vermeidung von Ozonbildung
- Erhöhung der Produktivität, Erhöhung
der Bahngeschwindigkeit um > 50 % und/oder Senkung der
Energiekosten
- Energieeinsparung bis zu 60 % bei reduzierter
thermischer Belastung des Substrates
Aushärtung
- wesentlich bessere Aushärtung bei Problemfarben
wie Deckweiß
Quarzscheibe
- Die UV-Strahler werden durch eine Quarzscheibe von
der Inertkammer getrennt. Der Leistungsverlust durch die
Quarzscheiben hält sich mit 5 bis maximal 10% im
härtungsmäßig interessanten UV-Bereich >
250 nm in vertretbaren Grenzen. Die Quarzscheiben
können leicht gereinigt werden, schützen die den
UV-Strahler sowie die Reflektoren vor Verschmutzung und
reduzieren die Wärmebelastung.
- Bau von N2-Inertisierungen für alle
Arten von UV- Bestrahlungsanlagen für Labor und
Produktion Rolle-zu-Rolle Prozesse in Geraddurchlauf und auf
Kühlwalzen
- Transportbänder für Plattenmaterial
spezielle Inertisierungen für 3-D-Teile
- Neubau und Nachrüstung
- Die Breite der Inertkammern kann zwischen 150 mm und
2,5 m variieren.
- Geschwindigkeiten sind bis 450 m/min bei
Restsauerstoffgehalten unter 100 ppm möglich.
- Für Sonderanwendungen wie Silikonisierung
können auch Restsauerstoffgehalte deutlich unter 50 ppm
erzielt werden.
- Einbindung der IOT - Technik in das vorhandene
Maschinenregime
- Automatische, geregelte Stickstoffdosierung über
ein System, bei dem die Einhaltung des vorgegeben, frei
wählbaren Restsauerstoffgehaltes garantiert ist und ein
angepasster minimaler Stickstoffverbrauch erzielt wird.
- UV-Dosisleistungsmessung
- UV-Dosisleistungmessgeräte Typ "Flat-Log"
- Druck- und Beschichtungsindustrie, z. B. für
- Flexo-, Sieb- und Offsetdruck
- Verpackungsmaterialien, auch für Lebensmittel
- Möbel-Folien
- Etiketten
- Fußboden-Laminate
- Fassadenelemente
- Druckmaschinenhersteller
- Farbproduzenten
