DR. HÖNLE AG 
Welche Faktoren die UV-Härtung beeinflussen
Um zu zeigen, wie genau sich die UV-Aushärtung weiterentwickelt hat, muss man zunächst einen Blick auf die Grundlagen dieses Verfahrens werfen: UV-reaktive Beschichtungen polymerisieren. Das heißt, sie bilden, unter dem Einfluss von UV-Strahlung, ein dreidimensionales Netzwerk. Eine chemische Re- aktion, die in zwei Stufen verläuft: Zunächst reagieren die UV-sensiblen Photoinitiatoren und bilden Ra- dikale. Im zweiten Schritt spalten diese Radikale die in den Bindemitteln enthaltenen Doppelbindungen und starten so die Polymerisation. Wie schnell und wie stark die Polymere vernetzen, hängt von eini- gen wesentlichen Faktoren ab:
• UV-Spektrum
• UV-Intensität
• UV-Dosis (Bestrahlungsdauer) und
• Atmosphäre während der Vernetzung.
Als grober Richtwert gilt: Je mehr Radikale aus den Photoinitiatoren gebildet werden, desto höher ist der Vernetzungsgrad - und desto besser die Qualität der Aushärtung.
Die Menge der gebildeten Radikale lässt sich maßgeblich durch die UV-Intensität und die UV-Dosis be- einflussen. In der Praxis sind die Anlagengeschwindigkeiten häufig vorgegeben, so dass eine Erhöhung der Bestrahlungsdauer durch langsamere Bahngeschwindigkeit meist nicht in Frage kommt. Um die
UV-Dosis dennoch zu erhöhen, ist es natürlich möglich, mehrere UV-Strahler hintereinander einzuset- zen, um die Produkte länger zu bestrahlen. Dazu braucht man allerdings den nötigen Platz. Gleichzeitig führt der Einbau mehrerer UV-Strahler zu erhöhten Investitions- und Verbrauchsmittelkosten. Eine sehr viel bessere Alternative sind UV-Geräte, die durch optimierte Reflektorgeometrie hohe Intensitätswerte
erzeugen, denn
höhere UV-Intensität
ò
höhere Photonenausbeute
ò
verstärkte Radikalbildung bei gleicher Bestrahlungsdauer
ò
Erhöhung des Vernetzungsgrades
Hohe UV-Intensität
Wie aber kann diese hohe Intensität erzeugt werden? Der Aufbau eines UV-Gerätes erlaubt die Bünde- lung der UV-Strahlung durch einen Reflektor, der hinter der Lampe platziert ist. Je nach Strahlerposition und Reflektorgeometrie wird die reflektierte Strahlung entweder breit verteilt oder zu einer Linie gebün- delt. Auch Mischformen dieser beiden Extreme sind möglich. Die Bündelung erlaubt die Fokussierung der Strahlung auf kleiner Fläche. Dadurch werden mehr Photonen pro Fläche konzentriert. Für den Anwender ergeben sich daraus zwei interessante Aspekte:
1. eine schnellere Aushärtung bei gleichbleibendem Energieeintrag, also eine Erhöhung der
Prozessgeschwindigkeit
und/oder
2. eine Reduzierung des Energieeintrages bei gleichbleibender Geschwindigkeit, was einer
Optimierung der Energieeffizienz gleichkommt.
Basierend auf diesen Grundlagen, wurden bei der Dr. Hönle AG mit der jetCure- und der pureUV-Reihe UV-Systeme entwickelt, die eine maximale Energieausbeute erlauben. Das Herzstück dieser UV-Sys- teme sind die Reflektoren, deren Geometrie durch eine spezielle Software optimiert wurde. Auch die Position der UV-Lampe innerhalb des Reflektors ist entscheidend, genauso wie seine Oberfläche. Um die UV-Reflektion der Oberfläche zu erhöhen, wird der Reflektor mit speziellen Schichten bedampft.
UV-Generation bei gleicher Leistungszufuhr die doppelte Peak-Intensität - und das bei einem um rund
15% verringerten Temperatureintrag!
Die jetCure-Reihe
Unsere jetCure UV-Bestrahlungssysteme sind rein luftgekühlte Hochleistungstrockner, die speziell für den Inkjetdruck entwickelt wurden. Aufgrund seiner kompakten Bauweise kann der jetCure gut in jede Anlage integriert werden und eignet sich deshalb ideal zur Installation auf Druckschlitten. Die Ablufttem- peratur wird überwacht und der Kühlluftstrom über einen geregelten Ventilator optimiert.
Die pureUV-Reihe
Im Gegensatz zur luftgekühlten jetCure-Serie, werden pureUV-Geräte mit einer Kombination aus Luft und Wasser gekühlt. Der zusätzliche Einbau einer Barriere vor der UV-Lampe verhindert die direkte In- frarotstrahlung auf das Substrat und reduziert dadurch zusätzlich den Temperatureintrag.
pureUV-Strahler auf einer Anlage der ITV Denkendorf
Die Barriere erlaubt eine Temperaturreduzierung um bis zu 40 %, wodurch auch extrem wärmeempfindli- che Substrate bestrahlt werden können.
Einfacher Lampenwechsel
Die Besonderheiten dieser neuen Gerätegeneration liegen jedoch nicht nur in der optimierten Energieef- fizienz. Für den Anwender besonders wichtig ist auch eine einfache Handhabung. Um einen einfachen Lampenwechsel zu ermöglichen, wurden die Geräte der Reihen jetCure und pureUV deshalb mit einem Einschubschlitten konstruiert. Die Lampe kann so schnell und problemlos, ohne Geräteausbau gewech- selt werden.
Dichroitische Reflektoren
Die Reflektoren beider Geräteserien sind standardmäßig mit dichroiti- schen Schichten ausgestattet. Diese Beschichtung absorbiert die IR- Strahlung und reduziert dadurch den Temperatureintrag auf das Substrat.
Elektronische Vorschaltgeräte
Die UV-Hochleistungsgeräte der neuesten Generation werden mit elektronischen Vorschaltgeräten (EPS) betrieben. Die Leistungen der EPS-Geräte werden stets auf die notwendige spezifische Leistung der UV-Anlage abgestimmt und sind zwischen 6 und 34kW verfügbar. Verglichen mit einer konventio- nellen Drossel-Technik arbeiten elektronische Vorschaltgeräte energieeffizienter und liefern eine um 10% höhere UV-Ausbeute.
Eine stufenlose Leistungsregulierung zwischen 11% und 100% kann anwendungsabhängig durch die
SPS-Steuerung der Anlage übernommen werden.
Hervorragende Kombination
Sowohl das jetCure als auch das pureUV sind hochentwickelte UV-Trocknersysteme, die optimal auf die Anforderungen der jeweiligen Anwendung abgestimmt sind. Durch eine ausgewählte Kombination aus UV-Gerät, Reflektor, UV-Spektrum und Vorschaltgerät bietet sich dem Anwender die Möglichkeit, die
UV-Anlagen den Härtungsparametern und den Anlagengegebenheiten bestens anzupassen. Dies garantiert zum einem hohe Prozesssicherheit, bietet aber auch ein großes Potential zur Energie- und Platzeinsparung.
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