From the Desk of Hermann Marburger-Theimer
Hier berichtet der Inhaber, Hermann Marburger-Theimer, direkt von seinem Schreibtisch über aktuelle Ereignisse und Neuigkeiten die den Siebdruck und/oder die Bochonow GmbH betreffen!
Gleichgültig ob bei Siebdruckfarben, Klebstoffen, Leitmedien oder Isolationsstoffen – die Härtung mit UV-Strahlung nimmt immer größeren Raum ein. In manchen Gebieten, speziell der Industrie, dominieren inzwischen UV-Anwendungen ganz eindeutig! Die Gründe dafür sind so vielfältig wie das Siebdruckverfahren selbst, deshalb seien hier nur die Wichtigsten genannt:
- erhebliche Einsparung von Lösemittel (UV-Systeme arbeiten, wenn überhaupt, nur mit sehr geringen Mengen an organischen Lösemitteln). Dies ist besonders hinsichtlich der VOC-Problematik (VOC = Volatile Organic Compounds) (31.BImSchV) von erheblicher Bedeutung. VOC sind ein Hauptziel bei der Bekämpfung der Luftverunreinigungen, da sie einen wichtigen Anteil z.B. für die Bildung von bodennahem Ozon darstellen.
- „You get, what you print“. Da (so gut wie) keine Lösemittel aus dem gedruckten Farb (Medien-)film verdunsten, ist der gedruckte Naßfilm entsprechend dem Trockenfilm
- sofortige Weiterverarbeitung. Nach dem Härten durch UV-Strahlung kann i. d. R. sofort weiter verarbeitet, also z.B. gestanzt, montiert, etc. werden
Dies alles, weil UV-härtendende Farben oder Medien nicht trocknen sondern härten, d. h. unter Einfluß von UV-Strahlung in Sekunden aushärten/polymerisieren. Hierbei bilden Monomere in einer Polymerkette Verknüpfungen mit Monomeren benachbarter Polymerketten um miteinander zu vernetzen.
Zur UV-Härtung werden heute unterschiedliche Anlagen eingesetzt, wobei man zwischen den Hauptarten der Durchlauftrockner bzw. UV-Brücken für flache Materialen (Papier, Folie, etc.) und Anlagen für die Härtung 3-dimensionaler Bauteile unterscheiden kann. In allen Fällen sind heutzutage sogen. Mitteldruckdampfstrahler im Einsatz, welche vorzugsweise über elektronische Vorschaltgeräte(EVG) geregelt werden. Zur Reproduktion der Betriebsparameter hat sich in modernen UV-Härtungsanlagen, gleichgültig ob bei Durchlaufbandanlagen oder UV-Brücken, die SPS-Steuerung mit Touch-Screen Bedienung bewährt, die eine Speicherung der benötigten Parameter ermöglicht und so diese immer wieder abrufbar zur Verfügung stellt.
Auch modernste UV-Anlagen erzeugen einen erheblichen Anteil an Kontaktwärme auf dem bedruckten/beschichteten Substrat, welche durch den Infrarot-Anteil der Strahlung erzeugt wird. Um diese Belastung mit IR-Strahlung und der damit verbundenen Wärmeabgabe zu vermeiden, wird im einfachsten Fall eine Quarzglasscheibe unter dem UV-Brenner platziert. Das Quarzglas lässt die UV-Strahlung ungehindert durch, hält aber IR-Strahlung in erheblichem Maße zurück. Die dabei entstehende Wärme wird dann über Kühlluft abtransportiert und kann dem Druckstoff nicht mehr schaden.
Eine sehr innovative Einrichtung ist das sogenannte „HeatEx-System“ von Bochonow. Hierbei ist ein Quarzglasröhren-Paket unterhalb des Strahlers platziert. Die Kontaktwärme kann somit wesentlich gezielter abtransportiert werden und die entstehende Kontaktwärme wird nochmals stark reduziert. Auß0erdem verlängert sich die Lebensdauer der UV-Brenner erheblich, da die Kühlluftleistung separat zur Brennerkühlung geführt werden kann und damit die Partikelzahl welche am Brenner vorbeigeführt wird sinkt. Solche Partikel (z. B. Papierpartikel, Staub, Aerosole, usw.) können in die extrem heiße Oberfläche (ca. 900°C) des Brenners eindringen und dort Sollbruchstellen bilden.
Alle UV-Brenner haben als Funktions- oder Breitbandzugabe Quecksilber (Hg). Die Quecksilber-Brenner haben sich in einer Vielzahl von UV-Anwendungen bewährt und finden breite Anwendung. Es gibt aber Spezialfälle, wo das Spektrum eines Hg-Brenners nicht passend ist, weshalb „dotierte“ Brenner im Angebot sind. Dabei werden die UV-Brenner durch Zugabe von Schwermetallteilen dotiert und in der Energiebündelung auf der Spektralkurve verändert. Gallium (Ga) und Eisen (Fe) sind hierbei die bekanntesten Vertreter. Solche Dotierungen bedürfen einer präzisen Abstimmung mit dem Hersteller der Farbe bzw. verdruckten Medium. Oberflächenhärtung und die sogen. „Durchhärtung“ bzw. Haftung des Mediums auf dem Substrat sind die entscheidenden Faktoren die in die Überlegungen zur Dotierung von UV-Strahlern einfließen müssen.
Die UV-Strahlung wird durch den molekularen Sauerstoff O2 absorbiert (Dissoziation). Dabei entsteht Ozon . Das Ozon wird in guten UV-Anlagen nahezu restlos abgesaugt und zerfällt in der Abluft rasch und hinterlässt keine schädlichen Stoffe. Für Fälle wo eine solche Ableitung des entstehenden Ozons nicht möglich ist, gibt es „ozonfreie“ Brenner. Dies sind UV-Brenner die aus speziellen Quarzgläsern gefertigt werden, welche das emittierte Spektrum derart manipulieren, daß keine Dissoziation stattfinden kann. Es muß allerdings genau darauf geachtet werden, daß das so manipulierte Spektrum noch zum Prozess der UV-Härtung der Farbe/des Mediums passt, da gerade im kurzwelligen Bereich Teile „abgeschnitten“ werden. Wird das vor dem Einsatz von ozonfreien Strahlern nicht ausreichend geprüft und getestet, können Härtungs- und Haftungsprobleme entstehen.