UV-Lack: Produktivität erhöhen, Emissionen senken

UV-Lacksysteme härten besonders schnell aus und bieten beste mechanische Eigenschaften

(Febr. 2020/OM) - Lacke schützen Oberflächen, verleihen ihnen neue Funktionen und veredeln sie durch besondere Farben und Haptiken. Immer gefragter sind UV-Lacke, die durch ihre umweltfreundlichen Eigenschaften punkten: Da nahezu all ihre Bestandteile durch die UV-Härtung miteinander reagieren, entstehen bei ihrer Verarbeitung so gut wie keine VOC-Emissionen.

Das macht UV-Lacke besonders als Alternative zu lösemittelhaltigen Lacksystemen interessant, denn hier wächst der Druck seitens der Gesetzgebung weiter.

UV-Lacke werden per Walz- oder Spritzverfahren appliziert. Für ihre Trocknung nutzt man Strahlungsquellen, die ultraviolettes Licht emittieren und ohne großen Wärmeeinsatz auskommen: Die im Lack enthaltenen Photoinitiatoren nehmen die Lichtenergie auf und zerfallen, wodurch sie eine Kettenreaktion auslösen – nach einer kurzen, energiereichen Bestrahlung sind UV-Lacksysteme ausgehärtet. Vorteil: Die beschichteten Untergründe lassen sich sofort weiterverarbeiten, verpacken und stapeln. Das sorgt in den verarbeitenden Betrieben für eine entsprechend hohe Produktivität.

Minimaler Abrieb

„UV-Systeme kommen überwiegend auf ebenen Flächen zum Einsatz“, sagt Beate Brehmer Dipl.-Ing. (FH) bei FreiLacke. „Aber die Entwicklung der 3D-Härtungsmechanismen schreitet mit großen Schritten voran, sodass sie auch auf weniger planen Flächen genutzt werden können. Entsprechend kommen hier immer häufiger Hydro-UV-Lacke zum Einsatz.“ Letztere werden zumeist als UV-Spritzlacke angewendet, um die Lösemittelemissionen in der Produktion zu minimieren. Auf ebenen Flächen lassen sich komplett lösemittelfreie UV-Lacke mit Walzen auftragen.

Lackexperte Frei bietet eine Vielzahl an UV-Systemen, die sich durch besonders kurze Härtungszeiten und sehr gute mechanische Beständigkeiten auszeichnen. Die UV-Lacke ES1910, ES1952 oder ES1913 weisen beispielsweise direkt nach ihrer Aushärtung eine Oberflächenhärte von mehr als 100 Schwingungen nach der Pendelhärtemethode auf. „Dies zeigt sich auch bei der Abriebprüfung nach TaberAbrasor CS10 2 x 500 Gramm bei 500 Umdrehungen. Bei den FreiLacke-Produkten ES1901 und ES1952 liegt der Abrieb bei weniger als fünf Milligramm“, erklärt Brehmer. Zum Vergleich: Bei herkömmlichen UV-Lacke beträgt dieser rund zehn bis 15 Milligramm.

Hohe Kratzfestigkeit, gute Elastizität

Besonders der ES1952H zeichne sich aufgrund der integrierten Nanopartikel durch eine sehr hohe Kratzfestigkeit mit gleichzeitig guter Elastizität und guter Chemikalienbeständigkeit aus, die nach DIN 68861 geprüft wurde, so die Lackexpertin. Die Systeme ES1910 und ES1913G erfüllen darüber hinaus auch höchste Chemikalien- und Desinfektionsmittelbeständigkeiten, die von Kunden vielfach für den Innenbereich gefordert würden.

In den letzten Jahrzehnten wurden UV-Lacke vor allem für Holzoberflächen eingesetzt. Das hat sich inzwischen geändert: Längst werden sie auch für Substrate wie Metalle oder Kunststoffe verwendet. Aber nicht nur zum Schutz von Oberflächen kommen die UV-Klarlacke von FreiLacke zum Einsatz: Auch als Haftprimer auf schwierigen Untergründen vor der Bedruckung sind Systeme wie der ES1975HF oder der ES1970 bestens geeignet, um die Haftung der digitalen Druckfarben zu ermöglichen.

Praxisbeispiel & Hintergrundinfos

Auch die Nachfrage nach digital bedruckten Oberflächen mit UV-Materialien steigt – wie zum Beispiel für Kunststoffuntergründe im Baubereich, Wandbauelemente im Bauinnenbereich und für sanitäre Einrichtungen sowie für bedruckte Industrieflächen im Außeneinsatz. So auch bei der Stengel GmbH aus Ellwangen: Das Unternehmen hat sich auf die Fertigung von Metallfliesen für den Schiffsbau und hier im Besonderen für die Nasszellen spezialisiert. Bereits seit 2013 setzt man bei Stengel auf die UV-Systeme von FreiLacke. „Zunächst grundieren wir unsere Metallfliesen mit einem weißen UV-Grundlack durch Spritzappliaktion. Nach der Angelierung werden die Fliesen in große Fachbrettdrucker gelegt, wo der Auftrag des UV-Dekolackes erfolgt“, erklärt Produktionsleiter Uwe Sendner. Beide Schichten werden mit speziellen UV-Lampen getrocknet, um abschließend durch Spritzapplikation mit einem schützenden Klarlack überlackiert zu werden. Ein anderes Verfahren käme in ihrer Produktion nicht in Frage, sagt Sendner, denn die Qualität stimme uneingeschränkt und der Workflow sei ausgereift. Derzeit forschen Stengel und FreiLacke gemeinsam an einem Antirutschlack für den Schiffsbereich.

UV-härtende Lacksysteme bestehen hauptsächlich aus Oligomeren (Bindemittel) und Monomeren, sogenannten Reaktivverdünnern. Sie sind überwiegend für die Filmbildung verantwortlich und geben dem Lacksystem seine grundlegenden Eigenschaften. Eine zusätzliche Aufgabe der Monomere ist die Reduktion der Viskosität. Zur Initiierung der Radikalpolymerisation sind Fotoinitiatoren in der Formulierung zwingend erforderlich. Zur Farbgebung, Mattierung und zur Preisreduktion lassen sich Füllstoffe und Pigmente einsetzen. Klassische Additive verbessern die Entschäumung, den Verlauf, die Benetzung und den Lichtschutz.

Die Schichtdicken der UV-Systeme des Schwarzwälder Herstellers variieren je nach Auftragsverfahren von 10 bis über 80 Mikrometer. Sie erfüllen eine große Bandbreite an Glanzgraden von hochglänzend (Winkel < 20°:70-90GE) bis matt (<60°: 15GE). Die Produkte ES1901, ES1970 und ES1952 weisen nach 1000-stündiger WOM-Bewitterung einen Restglanz von >90 Prozent bei einem dE-Wert von <1,5 auf. Zudem hat FreiLacke in den letzten Jahren einige stark mattierte Systeme entwickelt, die die Kunden gut annehmen.

► FreiLacke

www.freilacke.de

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