Das Dome Coating, die Beschichtung von Oberflächen, kommt in Fertigungsprozessen immer häufiger zum Einsatz. Viele Produkte werden auf diese Weise veredelt, um die optischen Eigenschaften zu erhöhen und sie gleichzeitig gegenüber Umwelteinflüssen zu schützen. Die Einsatzbereiche reichen von Aufklebern, Stickern und Emblemen bis hin zu Schmuck.
Dr. Hönle, Gräfelfing
Deutliche Vorteile bei der Beschichtung dieser Oberflächen bieten UV-reaktive Dome Coatings.
Die wichtigsten Vorteile von UV härtenden Dome Coatings :
- Blitzschnelle Härtung – verbesserte Produktivität
- Hoher Glanzgrad
- Hervorragende Adhäsion auf verschiedensten Kunststoff- und Metalloberflächen
- Hochtransparent – gleicher Brechungsindex wie Glas
- Gute Beständigkeit gegenüber Temperatur, Feuchtigkeit und Chemikalien
- Vergilbungsbeständig – Material behält Transparenz
- Harte oder flexible Beschichtung möglich
- Kein Ausgasen oder Lufteinschluss während der Härtung
- Keine Trocknung oder Nachhärtung mit Wärme – Platzersparnis (keine Öfen)/verbesserte Produktivität
- Vermeidung von Lösungsmittel und Isocyanat am Arbeitsplatz
- Einkomponentiger Klebstoff – kein Mischen erforderlich/minimaler Verlust
- Für den Einsatz in einem vollautomatischen Produktionsprozess geeignet
Um eine makellose Oberflächenbeschaffenheit zu erzielen, ist es entscheidend, die für den Härtungsprozess der Beschichtung verwendete UV-Gerätetechnik bezüglich konstanter Intensität, Temperatureinbringung, Homogenität der Bestrahlung und Auswahl des UV-Spektrums auf das Substrat abzustimmen. Im Folgenden wird daher auf diese vier Kriterien näher eingegangen.
1. Konstante Intensität – stufenlos regelbare UV-Geräte
Regelbare UV-Systeme aus der „Uvaprint“-Baureihe der Dr. Hönle AG bieten eine Lösung zur Sicherstellung eines gleichbleibenden Produktionsprozesses. Die UV-Intensität kann mit Hilfe einer stufenlosen Intensitätsregelung auf konstantem Niveau gehalten werden. Der Strahler wird dabei mit einer niedrigeren Anfangsintensität betrieben (Bild 2).
Ein positiver Nebeneffekt ist, dass der Strahler bei Leistungsnachregelung, verglichen mit einem Betrieb ohne Leistungsnachregelung, eine längere Nutzungsdauer aufweist. Der Bedarf an Ersatzstrahlern und die damit verbundenen Kosten sinken.
2. Temperatureinbringung – ACM mit Kaltlichtspiegel
Insbesondere bei dünnen Kunststofflabels ist es wichtig, dass während des Aushärtungsvorgangs kein Schrumpf auftritt, welcher die Labels verformen würde. Bei derartigen temperaturempfindlichen Fertigungsprozessen muss der Härtungsprozess sehr gleichmäßig erfolgen. Speziell für diesen Einsatz wurde ein UV-Kaltstrahlungssystem entwickelt. Die Advanced Cold Mirror Technologie (ACM) ermöglicht es, einen Großteil der störenden Infrarot-Strahlung herauszufiltern. Das ACM-System verfügt über einen Kaltlichtspiegel, dessen Geometrie und Beschichtung den Anteil der IR-Strahlung, welcher auf das Substrat gelenkt wird, deutlich senkt.
Vergleicht man UV-Aushärtegeräte, welche über ein ACM-System verfügen, mit direkt strahlenden UV-Anlagen, wird die IR-Strahlung bei ACM-Systemen um bis zu 85 % reduziert. Je nach Material bedeutet dies, dass die Substrattemperatur um bis zu 65 % herabgesetzt werden kann.
Die Geräte verfügen über ein Shuttersystem, welches einen getakteten Betrieb ermöglicht und bei Maschinenstillstand die UV-Strahlung vom Substrat abschirmt.
3. Homogenität der Bestrahlung
Die Bestrahlungseinheiten werden mit einem optimierten Reflektorschacht ausgestattet, um eine homogene Intensitätsverteilung zu erreichen. Diese ‚sanfte‘ Härtung verhindert eine ungleichmäßige Aushärtung des Coatings, ein Verzug der Labels wird somit vermieden.
4. UV ist nicht UV
Um bei dem Endprodukt eine optimale Oberflächenbeschaffenheit zu erreichen, empfiehlt sich die Bestrahlung mit kurzwelligem UV, also UVC (200 nm bis 280 nm). UVC-Strahlung ist eine sehr energiereiche Strahlung mit deutlich geringerer Eindringtiefe als beispielsweise langwellige UVA-Strahlung (315 nm bis 380 nm). Aus diesem Grund werden bei der Härtung UV-reaktiver Dome Coatings in der Regel Quecksilberstrahler (Hg-Strahler) eingesetzt.
Bei bestimmten Labels muss vor der End-Härtung eine Vorhärtestation eingerichtet werden. Hier wird mit niedriger UVA-Bestrahlungsintensität das Coating angehärtet um Schrumpfung in der Endhärtestation zu vermeiden. Für diesen Einsatz eignet sich beispielsweise die „Uvahand 250“ des Unternehmens mit Schwarzlichtfilter und Reflektorschacht.
Neu – Einsatz von Nanotechnologie
In den Dome-Coating-Produkten der Wellomer GmbH kommen Nanoteilchen zum Einsatz, die in die Polymermatrix eingearbeitet werden. Diese winzigen, anorganischen Teilchen verbessern die physikalischen Eigenschaften entscheidend. Abriebfestigkeit, thermischer Ausdehnungskoeffizient, Temperaturbeständigkeit, Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse und die Härte der Beschichtung werden durch den Einsatz dieser neuen Technologie deutlich verbessert. Gleichzeitig bleibt die Transparenz der Beschichtung erhalten.
EPP 425
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Die Zuhörer erhalten Informationen zur Effizienzsteigerung von AOI-Systemen bei Nutzung von Digitalen Zwillingen von der zu prüfende Baugruppe bzw. des eingesetzten Inspektionssystems.
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