In drei Breakout-Sessions werden die neuesten Technologien im Bereich der Energiehärtung vorgestellt.
Zu den Höhepunkten der RadTech-Konferenzen gehören die Sitzungen zu neuen Technologien.RadTech 2022Es gab drei Sitzungen, die sich mit Next Level Formulations befassten, mit Anwendungsbereichen, die von Lebensmittelverpackungen über Holzbeschichtungen bis hin zu Automobilbeschichtungen und mehr reichten.
Formulierungen der nächsten Stufe I
Bruce Fillipo von Ashland eröffnete die Sitzung „Next Level Formulations I“ mit dem Vortrag „Monomer Impact on Optical Fiber Coatings“, in dem er untersuchte, wie polyfunktionelle Verbindungen optische Fasern beeinflussen könnten.
„Wir könnten die synergistischen Eigenschaften eines monofunktionellen Monomers mit polyfunktionellen Monomeren kombinieren – Viskositätsreduzierung und verbesserte Löslichkeit“, bemerkte Filippo. „Eine verbesserte Homogenität der Formulierung erleichtert die homogene Vernetzung von Polyacrylaten.“
„Vinylpyrrolidon zeigte die besten Gesamteigenschaften in einer primären Glasfaserformulierung, darunter eine ausgezeichnete Viskositätsreduzierung, überlegene Dehnung und Zugfestigkeit sowie eine gleichwertige oder höhere Aushärtungsgeschwindigkeit im Vergleich zu anderen getesteten monofunktionellen Acrylaten“, fügte Fillipo hinzu. „Die in Glasfaserbeschichtungen angestrebten Eigenschaften ähneln denen anderer UV-härtender Anwendungen wie Tinten und Spezialbeschichtungen.“
Marcus Hutchins von Allnex referierte anschließend über „Erzielung von Beschichtungen mit extrem niedrigem Glanz durch Oligomerdesign und -technologie“. Hutchins erörterte Wege zu 100% UV-beständigen Beschichtungen mit Mattierungsmitteln, beispielsweise für Holz.
„Zur weiteren Glanzreduzierung können Harze mit geringerer Funktionalität und die Entwicklung von Mattierungsmitteln eingesetzt werden“, fügte Hutchins hinzu. „Ein geringerer Glanz kann zu Kratzern führen. Durch Excimer-Härtung lässt sich ein Falteneffekt erzeugen. Die korrekte Geräteeinstellung ist entscheidend für eine glatte, fehlerfreie Oberfläche.“
„Niedrigmatte Oberflächen und Hochleistungsbeschichtungen werden immer mehr zur Realität“, fügte Hutchins hinzu. „UV-härtende Materialien können durch Moleküldesign und Technologie effektiv mattiert werden, wodurch die benötigte Menge an Mattierungsmitteln reduziert und die Beständigkeit gegen Polieren und Flecken verbessert wird.“
Richard Plenderleith von Sartomer sprach anschließend über „Strategien zur Reduzierung des Migrationspotenzials in der grafischen Industrie“. Plenderleith wies darauf hin, dass etwa 70 % der Verpackungen Lebensmittelverpackungen sind.
Plenderleith fügte hinzu, dass Standard-UV-Farben für die direkte Lebensmittelverpackung ungeeignet seien, während für die indirekte Lebensmittelverpackung migrationsarme UV-Farben erforderlich seien.
„Die Auswahl optimierter Rohstoffe ist entscheidend, um Migrationsrisiken zu minimieren“, sagte Plenderleith. „Probleme können durch Walzenverunreinigungen beim Drucken, unvollständige Aushärtung unter UV-Lampen oder Ablösungsmigration bei der Lagerung entstehen. UV-Systeme tragen zum Wachstum der Lebensmittelverpackungsindustrie bei, da es sich um eine lösungsmittelfreie Technologie handelt.“
Plenderleith wies darauf hin, dass die Anforderungen an Lebensmittelverpackungen immer strenger werden.
„Wir beobachten einen starken Trend hin zu UV-LEDs, und die Entwicklung effizienter Lösungen, die die Anforderungen an die LED-Aushärtung erfüllen, ist von zentraler Bedeutung“, fügte er hinzu. „Um die Reaktivität zu verbessern und gleichzeitig Migration und Gefahren zu reduzieren, müssen wir sowohl an Fotoinitiatoren als auch an Acrylaten arbeiten.“
Camila Baroni von IGM Resins schloss Next Level Formulations I mit dem Vortrag „Der synergistische Effekt der Kombination von aminofunktionellen Materialien mit Photoinitiatoren vom Typ I“ ab.
„Die bisherigen Daten deuten darauf hin, dass einige acrylierte Amine gute Sauerstoffinhibitoren sind und in Gegenwart von Photoinitiatoren vom Typ 1 als Synergisten wirken können“, sagte Baroni. „Die reaktivsten Amine führten zu einer unerwünschten Vergilbung des ausgehärteten Films. Wir gehen davon aus, dass sich die Vergilbung durch eine Feinabstimmung des Gehalts an acrylierten Aminen reduzieren lässt.“
Formulierungen der nächsten Stufe II
Next Level Formulations II begann mit dem Vortrag „Kleine Partikelgrößen mit großer Wirkung: Additive zur Verbesserung der Oberflächenleistung von UV-Beschichtungen durch vernetzbare Nanopartikeldispersionen oder mikronisierte Wachse“, gehalten von Brent Laurenti von BYK USA. Laurenti sprach über UV-vernetzende Additive, SiO₂-Nanomaterialien, Additive und PTFE-freie Wachstechnologie.
„PTFE-freie Wachse bieten in einigen Anwendungen ein besseres Verlaufsverhalten und sind zu 100 % biologisch abbaubar“, berichtete Laurenti. „Sie können in nahezu jede Beschichtungsformulierung eingearbeitet werden.“
Als nächstes sprach Tony Wang von Allnex über „LED-Booster zur Verbesserung der Oberflächenhärtung mittels LED für Litho- oder Flexodruckanwendungen“.
„Sauerstoffinhibierung hemmt die radikalische Polymerisation“, erklärte Wang. „Dieser Effekt ist bei dünnen oder niedrigviskosen Beschichtungen, wie beispielsweise Verpackungslacken und Druckfarben, stärker ausgeprägt. Dadurch kann eine klebrige Oberfläche entstehen. Die Oberflächenhärtung ist bei LED-Härtung aufgrund der geringen Intensität und der Fixierung auf kurze Wellenlängen schwieriger.“
Anschließend sprach Kai Yang von Evonik über das Thema „Förderung der energiehärtbaren Haftung auf schwierigen Untergründen – aus additiver Sicht“.
„PDMS (Polydimethylsiloxane) sind die einfachste Klasse der Siloxane und zeichnen sich durch eine sehr niedrige Oberflächenspannung und hohe Stabilität aus“, erklärte Yang. „Es bietet gute Gleiteigenschaften. Durch organische Modifizierung, die die Hydrophobie und Hydrophilie steuert, haben wir die Kompatibilität verbessert. Gewünschte Eigenschaften lassen sich durch Strukturvariationen gezielt einstellen. Wir haben festgestellt, dass eine höhere Polarität die Löslichkeit in UV-Matrix verbessert. TEGO Glide hilft, die Eigenschaften organomodifizierter Siloxane zu steuern, während Tego RAD das Gleiten und Ablösen verbessert.“
Jason Ghaderi von IGM Resins schloss Next Level Formulations II mit seinem Vortrag zum Thema „Urethanacrylat-Oligomere: Empfindlichkeit ausgehärteter Filme gegenüber UV-Licht und Feuchtigkeit mit und ohne UV-Absorber“ ab.
„Alle auf UA-Oligomeren basierenden Formulierungen zeigten keine mit bloßem Auge sichtbare Vergilbung und praktisch keine Vergilbung oder Verfärbung, gemessen mit dem Spektralphotometer“, sagte Ghaderi. „Weiche Urethanacrylat-Oligomere wiesen eine geringe Zugfestigkeit und einen niedrigen Elastizitätsmodul auf, zeigten aber eine hohe Dehnung. Halbharte Oligomere lagen im mittleren Bereich, während harte Oligomere zu einer hohen Zugfestigkeit und einem hohen Elastizitätsmodul bei geringer Dehnung führten. Es wurde beobachtet, dass UV-Absorber und HALS die Aushärtung beeinträchtigen und die Vernetzung des ausgehärteten Films dadurch geringer ist als bei Systemen ohne diese beiden Substanzen.“
Formulierungen der nächsten Stufe III
Auf der Konferenz „Next Level Formulations III“ sprach Joe Lichtenhan von Hybrid Plastics Inc. über „POSS-Additive zur Dispersions- und Viskositätskontrolle“, gab einen Überblick über POSS-Additive und erläuterte, wie diese als intelligente Hybridadditive für Beschichtungssysteme eingesetzt werden können.
Nach Lichtenhan folgte Yang von Evonik, dessen zweiter Vortrag den Titel „Die Verwendung von Siliciumdioxid-Zusätzen in UV-Druckfarben“ trug.
„Bei UV/EB-Härtungsformulierungen ist oberflächenbehandeltes Siliciumdioxid das bevorzugte Produkt, da sich damit eine hervorragende Stabilität leichter erreichen lässt, während gleichzeitig eine gute Viskosität für Druckanwendungen erhalten bleibt“, bemerkte Yang.
Der nächste Vortrag trug den Titel „UV-härtende Beschichtungsoptionen für Anwendungen im Fahrzeuginnenraum“ von Kristy Wagner, Red Spot Paint.
„UV-härtende, klare und pigmentierte Lacke haben gezeigt, dass sie die strengen Anforderungen der aktuellen OEMs für Anwendungen im Fahrzeuginnenraum nicht nur erfüllen, sondern sogar übertreffen“, stellte Wagner fest.
Mike Idacavage von Radical Curing LLC schloss mit dem Thema „Niedrigviskose Urethan-Oligomere, die als reaktive Verdünnungsmittel fungieren“, die seiner Ansicht nach in Tintenstrahl-, Sprühbeschichtungs- und 3D-Druckanwendungen eingesetzt werden könnten.
Veröffentlichungsdatum: 02.02.2023
