In drei Breakout-Sessions werden die neuesten Technologien vorgestellt, die im Bereich der Energiehärtung angeboten werden.
Einer der Höhepunkte der RadTech-Konferenzen sind die Sitzungen zu neuen Technologien. BeiRadTech 2022gab es drei Sitzungen, die Next Level Formulations gewidmet waren, mit Anwendungen, die von Lebensmittelverpackungen über Holzbeschichtungen bis hin zu Automobilbeschichtungen und mehr reichten.
Formulierungen der nächsten Stufe I
Bruce Fillipo von Ashland leitete die Next Level Formulations I-Sitzung mit „Monomer Impact on Optical Fiber Coatings“ ein und befasste sich damit, wie sich Polyfunktionelle auf optische Fasern auswirken könnten.
„Wir könnten die Eigenschaften eines monofunktionellen Monomers mit polyfunktionellen synergistisch kombinieren – Viskositätsunterdrückung und verbesserte Löslichkeit“, bemerkte Filippo. „Eine verbesserte Homogenität der Formulierung erleichtert die homogene Vernetzung von Polyacrylaten.
„Vinylpyrrolidon hat die besten Gesamteigenschaften gemessen, die einer primären optischen Faserformulierung verliehen wurden, einschließlich ausgezeichneter Viskositätsunterdrückung, überlegener Dehnung und Zugfestigkeit sowie größerer oder gleicher Aushärtungsrate im Vergleich zu anderen bewerteten monofunktionellen Acrylaten“, fügte Fillipo hinzu. „Die bei Glasfaserbeschichtungen angestrebten Eigenschaften ähneln denen anderer UV-härtbarer Anwendungen wie Tinten und Spezialbeschichtungen.“
Marcus Hutchins von Allnex folgte mit „Achieving Ultra-Low Gloss Coatings Through Oligomer Design and Technology“. Hutchins diskutierte Wege zu 100 % UV-Lacken mit Mattierungsmitteln, beispielsweise für Holz.
„Zu den Optionen für eine weitere Glanzreduzierung gehören Harze mit geringerer Funktionalität und die Entwicklung von Mattierungsmitteln“, fügte Hutchins hinzu. „Eine Verringerung des Glanzes kann zu Schleifspuren führen. Durch Excimer-Härtung können Sie einen Falteneffekt erzeugen. Die Einrichtung der Ausrüstung ist der Schlüssel zur Gewährleistung einer glatten Oberfläche ohne Mängel.
„Niedrig matte Oberflächen und Hochleistungsbeschichtungen werden Realität“, fügte Hutchins hinzu. „UV-härtbare Materialien können durch Moleküldesign und -technologie effektiv mattieren, wodurch die Menge der benötigten Mattierungsmittel reduziert und die Polier- und Fleckenbeständigkeit verbessert wird.“
Anschließend sprach Richard Plenderleith von Sartomer über „Strategien zur Reduzierung des Migrationspotenzials in der grafischen Kunst“. Plenderleith wies darauf hin, dass etwa 70 % der Verpackungen Lebensmittelverpackungen seien.
Plenderleith fügte hinzu, dass Standard-UV-Tinten nicht für direkte Lebensmittelverpackungen geeignet seien, während für indirekte Lebensmittelverpackungen UV-Tinten mit geringer Migration erforderlich seien.
„Die Auswahl optimierter Rohstoffe ist der Schlüssel zur Minimierung von Migrationsrisiken“, sagte Plenderleith. „Probleme können durch eine Verunreinigung der Rolle während des Druckens, durch nicht vollständig aushärtende UV-Lampen oder durch Ablagerungsmigration bei der Lagerung entstehen. UV-Systeme sind Teil des Wachstums der Lebensmittelverpackungsindustrie, da es sich um eine lösungsmittelfreie Technologie handelt.“
Plenderleith wies darauf hin, dass die Anforderungen an Lebensmittelverpackungen immer strenger werden.
„Wir sehen eine starke Bewegung hin zu UV-LED und die Entwicklung effizienter Lösungen, die die LED-Härtungsanforderungen erfüllen, ist von entscheidender Bedeutung“, fügte er hinzu. „Um die Reaktivität zu verbessern und gleichzeitig Migration und Gefahren zu reduzieren, müssen wir sowohl an Photoinitiatoren als auch an Acrylaten arbeiten.“
Camila Baroni von IGM Resins schloss Next Level Formulations I mit „Der synergistische Effekt der Kombination von Aminofunktionsmaterialien mit Typ-I-Photoinitiatoren“ ab.
„Aus den bisher gezeigten Daten geht hervor, dass einige der acrylierten Amine gute Sauerstoffinhibitoren sind und in Gegenwart von Typ-1-Photoinitiatoren potenziell als Synergisten wirken“, sagte Baroni. „Die reaktivsten Amine führten zu einem unerwünschten Vergilbungseffekt des ausgehärteten Films. Wir gingen davon aus, dass die Vergilbung durch eine Feinabstimmung des Acrylamingehalts reduziert werden kann.“
Formulierungen der nächsten Stufe II
Next Level Formulations II begann mit „Small Particle Sizes Pack a Punch: Additive Options to Improve Surface Performance of UV Coatings Utilizing Cross-linkable, Nanoparticle Dispersions or Micronized Wax Options“, präsentiert von Brent Laurenti von BYK USA. Laurenti diskutierte UV-vernetzende Additive, SiO2-Nanomaterialien, Additive und PTFE-freie Wachstechnologie.
„PTFE-freie Wachse ermöglichen uns bei einigen Anwendungen eine bessere Egalisierungsleistung und sind zu 100 % biologisch abbaubar“, berichtete Laurenti. „Es kann in fast jede Beschichtungsformulierung eingearbeitet werden.“
Als nächstes sprach Tony Wang von Allnex über „LED-Booster zur Verbesserung der Oberflächenhärtung durch LED für Litho- oder Flexoanwendungen“.
„Sauerstoffhemmung löscht oder fängt die radikalische Polymerisation ab“, bemerkte Wang. „Bei dünnen oder niedrigviskosen Beschichtungen wie Verpackungsbeschichtungen und Tinten ist es schwerwiegender. Dadurch kann eine klebrige Oberfläche entstehen. Die Oberflächenhärtung ist für die LED-Härtung aufgrund der geringen Intensität und der kurzen Wellenlänge schwieriger.“
Kai Yang von Evonik diskutierte anschließend über „Förderung der energiehärtbaren Haftung auf schwierigen Substraten – aus additiver Sicht“.
„PDMS (Polydimethylsilozane) sind die einfachste Klasse von Siloxanen, bieten eine sehr niedrige Oberflächenspannung und sind sehr stabil“, bemerkte Yang. „Es bietet gute Gleiteigenschaften. Wir haben die Kompatibilität durch organische Modifikation verbessert, die seine Hydrophobie und Hydrophilie steuert. Gewünschte Eigenschaften können durch strukturelle Variationen maßgeschneidert werden. Wir haben herausgefunden, dass eine höhere Polarität die Löslichkeit in der UV-Matrix verbessert. TEGO Glide hilft dabei, die Eigenschaften organomodifizierter Siloxane zu kontrollieren, während Tego RAD das Gleiten und Lösen verbessert.“
Jason Ghaderi von IGM Resins schloss Next Level Formulations II mit seinem Vortrag zum Thema „Urethan-Acrylat-Oligomere: Empfindlichkeit gehärteter Filme gegenüber UV-Licht und Feuchtigkeit mit und ohne UV-Absorber“ ab.
„Alle auf UA-Oligomeren basierenden Formeln zeigten mit bloßem Auge keine Vergilbung und laut Spektrophotometermessung praktisch keine Vergilbung oder Verfärbung“, sagte Ghaderi. „Weiche Urethanacrylat-Oligomere zeigten eine geringe Zugfestigkeit und einen geringen Modul bei gleichzeitig hoher Dehnung. Die Leistung halbharter Oligomere lag im Mittelfeld, wohingegen harte Oligomere eine hohe Zugfestigkeit und einen hohen Modul bei geringer Dehnung erzielten. Es wurde beobachtet, dass UV-Absorber und HALS die Aushärtung beeinträchtigen und daher die Vernetzung des ausgehärteten Films geringer ist als die des Systems, dem diese beiden fehlen.“
Formulierungen der nächsten Stufe III
Bei Next Level Formulations III sprach Joe Lichtenhan von Hybrid Plastics Inc. über „POSS Additives for Dispersion and Viscosity Control“, einen Blick auf POSS Additive und wie sie als intelligente Hybridadditive für Beschichtungssysteme betrachtet werden können.
Auf Lichtenhan folgte Yang von Evonik, dessen zweiter Vortrag „The Use of Silica Additives in UV Printing Inks“ lautete.
„In UV/EB-härtenden Formulierungen ist das oberflächenbehandelte Silica das bevorzugte Produkt, da eine hervorragende Stabilität leichter zu erreichen wäre und gleichzeitig eine gute Viskosität für Druckanwendungen erhalten bleiben könnte“, bemerkte Yang.
Als nächstes folgte „UV-härtbare Beschichtungsoptionen für Innenanwendungen im Automobilbereich“ von Kristy Wagner, Red Spot Paint.
„UV-härtbare klare und pigmentierte Beschichtungen haben gezeigt, dass sie die aktuellen strengen OEM-Spezifikationen für Innenanwendungen im Automobilbereich nicht nur erfüllen, sondern sogar übertreffen“, stellte Wagner fest.
Mike Idacavage von Radical Curing LLC schloss mit „Niedrigviskose Urethan-Oligomere, die als reaktive Verdünnungsmittel fungieren“, die seiner Meinung nach in Tintenstrahl-, Sprühbeschichtungs- und 3D-Druckanwendungen verwendet werden könnten.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 28.09.2022
