Rapid-Prototyping, medizinische Einwegartikel, Zahnbehandlungen: Experten vom Verband Rad Tech Europe sehen vielfältige Einsatzmöglichkeiten für die Elektronenstrahlhärtung. Die Einstiegskosten scheinen aber noch eine Hürde zu sein.
Im Vergleich zu Pulver- und Nasslacken bietet die Elektronenstrahlhärtung zahlreiche Vorteile. Sie ist nicht auf organische oder sonstige Lösungsmittel angewiesen, verbraucht wenig Energie und verursacht nur einen geringen Kohlendioxid-Ausstoß. Das macht das Verfahren umweltfreundlich. Da die Vernetzungsreaktionen bei der Elektronenstrahlhärtung schnell und vollständig ablaufen, sind die solcher Art behandelten Oberflächen kratzfest, beständig gegen Chemikalien und weisen eine hohe Farbbeständigkeit auf.
Als potenzielle Einsatzgebiete wurden bereits unter anderem das Härten von Membranschaltern und Leiterplatten diskutiert, Kontaktlinsen, Rapid-Prototyping, medizinische Einwegartikel, Zahnbehandlungen und sogar die kosmetische Dekoration von Fingernägeln. Sie alle könnten von den Vorteilen der Strahlungshärtung profitieren.
Trotz der genannten Vorteile sind die hohen Anfangskosten eine Hürde für Unternehmen, die einen Umstieg auf die Elektronenstrahlhärtung erwägen. Verursacht werden die Kosten durch die Vakuumkammer, die Versorgung mit Hochspannung und die erforderliche Schutzgasatmosphäre. Experten gehen jedoch davon aus, dass sowohl der steigende Druck in Richtung einer umweltfreundlicheren Produktion als auch die guten Eigenschaften der Beschichtung dem Verfahren eine breitere Basis für den industriellen Einsatz verschaffen werden. Einsatzbereit sei es, und die Mitglieder des Industrieverbandes Rad Tech Europe arbeiten daran, die Industrie über Qualität und Wert der Elektronenstrahlhärtung zu informieren.
Erste Versuche, Lacke mit Elektronenstrahlhärtung (ESH) zu trocknen, gab es bereits 1960. Ein Elektronenbündel verursacht in einer Beschichtung eine Vernetzung, die mit einer radikalischen Polymerisation verbunden ist. Das ist nur möglich, wenn die Lackschicht Doppelbindungen wie Vinyl- oder Acrylgruppen enthält. Besonders gut geeignet ist das Verfahren für flache Produkte. Eine gewisse Profilhöhe ist jedoch ebenfalls möglich.
Das beschichtete Produkt wird langsam unter dem Elektronenstrahl hindurchgeführt. Eine Schutzgasatmosphäre aus mindestens 99,98 % Stickstoff verhindert unerwünschte reaktive Bindungen, wie sie bei Anwesenheit von Sauerstoff entstehen würden.
Dosis und Energiedichte der Elektronen bestimmen das Ergebnis der Härtung. Die Dosis beeinflusst den Grad der Vernetzung, der in Verbindung mit einer bestimmten Vorschubgeschwindigkeit zu erreichen ist. Das elektrische Hochspannungsfeld gibt die Energie der Elektronen vor und bestimmt, wie tief diese in die zu härtende Beschichtung eindringen. Mit 70 bis 300 kV wird eine Eindringtiefe von etwa 15 µm bis 500 µm erreicht, wobei das auch von der Dichte des Beschichtungsmaterials abhängt. Da mehrere Faktoren eine Rolle spielten, müssen die Parameter aufeinander abgestimmt werden.
Bei der Konferenz und Ausstellung des Rad Tech Europe können sich Interessenten im zweijährigen Turnus über das Verfahren informieren. 2013 findet das Treffen vom 15. bis 17. Oktober in Basel statt.
David Helsby Rad Tech Europe, Den Haag/NL
Über den RTE
Rad Tech Europe (RTE) ist ein europäischer Industrieverband und wurde 1988 in Basel (Schweiz) gegründet. Heute hat er seinen Hauptsitz im niederländischen Den Haag und fördert Entwicklung und Einsatz der UV- und Elektronenstrahl-Härtung für Tinten, Beschichtungen und Klebstoffe. Der Verband deckt ein breites Spektrum von Industriesegmenten ab. Mitglieder des RTE haben unter anderem Zugang zu einer Plattform für die Wissensvermittlung auf Weiterbildungs- und Networking-Veranstaltungen.
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