UV-Technologie
UV-Inert-Härtung im Labor testen
Quelle: Privat
Dr. Udo Bastian beschäftigt sich in einem neuen Inno-Letter mit der Herstellung von möglichst migrationsarmen Verpackungen für Lebensmittel, Pharmazeutika oder medizinischen Produkten. Dabei geht es um die Minimierung unerwünschter Effekte durch Farb- oder Lacksysteme. Die UV-Härtung unter Inert-Bedingungen kann eine Lösung sein. Dazu wurden Labortestgeräte entwickelt, die die Qualitätssicherung der genannten Branchen bereichern können. Hier eine kurze Zusammenfassung des Beitrags.
In den letzten Jahren sind bei der Bedruckung von Lebensmittelverpackungen mit UV-Lacken oder Druckfarben immer wieder Fälle von Migration von Lack- oder Druckfarbenbestandteilen aufgetreten. Sogenannte migrationsarme Formulierungen, die aufgrund der beschriebenen Problematik entwickelt wurden, bieten einen ersten Lösungsansatz.
Durch den Einsatz der UV-Härtung unter Inert-Bedingungen (z. B. Stickstoff als Inertgas) kann der Umsatz von Photoinitiatoren und Monomeren in UV-Formulierungen zusätzlich deutlich verbessert und somit die Gesamtmigration deutlich verringert werden.
Der Autor beschreibt zunächst das Problem "Sauerstoff-Inhibierung" und seine Entstehungsweisen. Dieses Problem kann auf unterschiedliche Weise gelöst werden:
- Erhöhung der UV-Dosis: das heißt entweder höhere Strahlerleistung (insbesondere kurzwellige UV-Strahlung) oder arbeiten bei geringerer Produktionsgeschwindigkeit
- Einsatz größerer Mengen von Photoinitiatoren: hier steigt das Risiko der Migration, da der Photoinitiator niemals zu 100% umgesetzt wird.
Quelle: Addixx Specialities
Der Lösungsansatz: UV-Härtung unter Inert-Bedingungen. Die UV-Inert-Härtung wird unter Ausschluss von Luftsauerstoff, z. B. unter Stickstoff (N2) oder Kohlendioxid (CO2) durchgeführt. Somit kann keine Konkurrenzreaktion zwischen den Doppelbindungen und Luftsauerstoff erfolgen. Dr. Bastian beschreibt weiter die jüngst auf der ECS European Coatings Show in Nürnberg vorgestellten Inertboxen und ihre Wirkungsweise. Die Inertboxen werden als Labor-Testgeräte für UV-Lacke und -Druckfarben und im Rahmen von Qualitätssicherungsmaßnahmen eingesetzt. Die zum Patent angemeldeten Boxen mit den Varianten IB-KSR (mit Schnappverschluss) und IB-KSV (mit Schraubverschluss, flachere Variante) und das dazugehörige Sauerstoff-Messgerät sind Entwicklungen der Firma Addixx Specialities.
Die Inert-Boxen bestehen aus einem Boxunterteil mit Bodenlochplatte (zum Fixieren von Substraten) und einem Deckel; sie sind ausgestattet mit einem Gasein- und -auslass sowie einem Bestrahlungsfenster (Spezialglas) im Deckel. Die Inert-Boxen können mittels zweier Schnellverschlüsse (K-SV) oder mit Hilfe von 4 Schrauben (K-SR) schnell und dicht abgeschlossen werden.
Quelle: Addixx Specialities
Es besteht die Möglichkeit, die Inert-Boxen stationär oder mobil z. B. auf Durchlaufanlagen zu betreiben. Bei der stationären Arbeitsweise wird die Inert-Box direkt an eine Inertgasflasche oder an eine sonstige Inertgasquelle angeschlossen. Am Gasauslass kann das Inertgas mit Hilfe eines Schlauches zum Abzug oder durch ein Fenster nach außen geleitet werden. Die Bestrahlung erfolgt direkt während der Inertisierung.
Für den mobilen Betrieb beispielsweise auf Durchlaufanlagen (Transportbänder) werden optional ein bzw. zwei Abschlussventile mitgeliefert. Die Inertisierung erfolgt bis zum Erreichen einer definierten Rest-O2-Konzentration. Diese kann mit Hilfe des zuvor erwähnten Sauerstoffmessgerätes (Addixx IB-MZoo1) überprüft werden. Sobald diese erreicht ist werden die Ventile manuell verschlossen, das Eingangsventil von der Inertgasquelle getrennt, die Inert-Box auf ein Transportband gelegt und anschließend mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit bei konstanter Rest-O2-Konzentration unter der Strahlenquelle hindurchgefahren.
Weitere Informationen auf www.uv-haertung.eu.
Der Autor: Dr. Udo Bastian, Gründer und Inhaber von UBUV-Consulting, Sachverständiger im Bereich UV-Technologie und Leiter der Addixx-Seminare. Der vollständige Inno-Letter ist nachzulesen unter www.innoform-coaching.de/pages/download/publication.php.
(st)
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