Der Schlauch ist ein wichtiger Bestandteil der täglichen Chemikalienverpackung.Sie finden breite Anwendung in Produktbereichen wie Handcreme, Reinigungsprodukten, Sonnenschutzmitteln usw. Traditionelle Schlauchbeschichtungen bestehen hauptsächlich aus lösemittelbasierten Zweikomponenten-Polyurethanbeschichtungen. Obwohl Zweikomponenten-Polyurethanbeschichtungen hinsichtlich Flexibilität und Nachbedruckbarkeit (Bronzen) hervorragende Eigenschaften aufweisen, liegt ihre Leistungsfähigkeit bei nur etwa 80 %. Der hohe VOC-Gehalt schränkt ihre Anwendung ein, insbesondere in den letzten Jahren, da das Umweltbewusstsein in der Bevölkerung stetig zugenommen hat. Daher unterliegen die Herstellung und Verwendung von Beschichtungen mit hohem VOC-Gehalt strengen Kontrollen. Es besteht Einigkeit darüber, dass umweltfreundliche Schlauchbeschichtungen entwickelt werden müssen.und herkömmliche Beschichtungen mit hohem VOC-Gehalt ersetzen.
Aktuell gelten folgende umweltfreundliche Beschichtungen als anerkannt: 1. Wasserbasierte Beschichtungen mit einem VOC-Gehalt von unter 10 %; 2. Hochfeste oder sogar vollfeste Beschichtungen mit einem Feststoffgehalt von über 85 %. Da das Basismaterial von Schläuchen hauptsächlich aus Polyethylen (PE) besteht, gibt es aufgrund der geringen Oberflächenspannung und Polarität dieses Materials keine ausgereiften Anwendungsbeispiele für wasserbasierte Beschichtungen in der Schlauchbeschichtung. Hochfeste, UV-härtende Beschichtungen (UV-härtende Beschichtungen) haben sich aufgrund ihrer hohen Effizienz, Energieeinsparung und Umweltverträglichkeit derzeit als erste Wahl für umweltfreundliche Schlauchbeschichtungen etabliert. Aufgrund der Eigenschaften UV-härtender Beschichtungen treten jedoch bei der Herstellung von Verpackungsmaterialien für Chemikalienschläuche im Alltag häufig Probleme auf, wie z. B. geringe Lichtbeständigkeit, Vergilbung, Rissbildung, matte Oberfläche, geringe Abriebfestigkeit, Schwierigkeiten beim Nachbedrucken (Bronzen) und unangenehmer Geruch nach dem Lackieren.
Dieser Artikel erläutert die Grundlagen UV-härtender Beschichtungen und deren praktische Anwendung. Anschließend werden die oben genannten Hauptprobleme bei der Beschichtung und Nachbearbeitung von Schlauchverpackungsmaterialien für die Chemikalienindustrie eingehend erörtert. Basierend auf der Optimierung der Beschichtungsrezeptur werden, den spezifischen Gegebenheiten der Verpackungsmaterialhersteller entsprechende Lösungsansätze aufgezeigt.
Einführung in UV-härtende Beschichtungen
Die Lichthärtung ist eine sich rasant entwickelnde, umweltfreundliche Technologie. Seit den 1970er Jahren findet sie breite Anwendung in Beschichtungen, Druckfarben, Vernetzungsmitteln und im medizinischen Bereich. Die UV-Härtung ist dabei die derzeit am weitesten verbreitete Lichthärtungstechnologie. UV-Beschichtungen bestehen hauptsächlich aus Fotoinitiatoren, ungesättigten Harzen und Monomeren, Oberflächenadditiven sowie den erforderlichen Pigmenten und Füllstoffen. Im Bereich der Oberflächenveredelung von Verpackungen für Alltagschemikalien wird die UV-Härtung häufig zum Spritzen, Bedrucken und in anderen Bereichen eingesetzt. Bei der Beschichtung von Schlauchverpackungen für Alltagschemikalien zeichnen sich UV-härtende Beschichtungen durch schnelle Aushärtung, hohen Oberflächenglanz, ausgezeichnete Kratzfestigkeit und hohen Feststoffgehalt aus. Als aufstrebendes, umweltfreundliches Beschichtungsmaterial gewinnt sie in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung.
Wie jedes andere Material weisen auch UV-härtende Beschichtungen Probleme wie Vergilbung, Rissbildung und geringe Verschleißfestigkeit im Gebrauch auf. Dieser Artikel befasst sich mit verschiedenen häufigen Problemen von UV-Beschichtungen auf Schläuchen. Ausgehend von den Ursachen werden Lösungsansätze aufgezeigt, die von der Beschichtungsrezeptur bis zum Beschichtungsprozess reichen.
Hauptprobleme und Lösungen bei der Anwendung von UV-härtenden Beschichtungen auf Verpackungsmaterialien für Chemikalienschläuche des täglichen Gebrauchs
I. Ursachen und Lösungen für Vergilbung
Die Vergilbung von UV-gehärteten Beschichtungen ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass die Beschichtung Molekülstrukturen enthält, die ultraviolettes Licht einer bestimmten Wellenlänge absorbieren können. Nach der Absorption des Lichts kommt es in diesen Substanzen zu Energieniveauübergängen, die schließlich zur Oxidation der Beschichtung führen. Ist der Oxidationsgrad gering, verfärbt sich die Beschichtung gelblich, was allgemein als „Vergilbung“ bekannt ist.
(Linkes Bild – Vergilbungsphänomen, rechtes Bild – normal)
Die Hauptbestandteile von UV-Beschichtungen, die ultraviolettes Licht absorbieren können, sind:
1. Rückstände des Fotoinitiators (dies ist die wichtigste Substanz, die die Vergilbung verursacht)
2. Molekulare Struktur mit UV-Aktivität (dieser Teil der UV-Beschichtung ist hauptsächlich eine Substanz, die eine Benzolringstruktur im UV-Harz oder Monomer enthält)
3. Restliche, nicht ausgehärtete ungesättigte Bindungen und andere leicht oxidierbare Substanzen (wie z. B. Aminogruppen usw.).
II. Ursachen und Lösungen für Beschichtungsrisse
Die Hauptgründe für das Verbiegen und Reißen der Beschichtung sind: 1. Die Haftung der Beschichtung auf dem Untergrund ist unzureichend; 2. Die Bruchdehnung der Beschichtung ist nach der Aushärtung gering. Man spricht hier von einer mangelhaften Zähigkeit der Beschichtung.
Lösungen für Beschichtungsrisse:
1. Ausgehend von der Formelentwicklung sollen Beschichtungen mit besserer Haftung und Zähigkeit bereitgestellt werden;
2. Zur Steuerung des Beschichtungsprozesses kommen folgende spezifische Methoden zum Einsatz: 1. Vorbehandlung des Substrats, beispielsweise durch Flammenbehandlung, Koronaentladung oder Vorbehandlung mit dem Vorbehandlungsmittel, um die Oberflächenpolarität und damit die Substratqualität zu erhöhen. 2. Während des Beschichtungsprozesses sollte die Schichtdicke entsprechend reduziert und die Aushärtungstemperatur sowie die UV-Aushärtungsenergie erhöht werden.
III. Ursachen und Lösungen für unangenehmen Geruch
Der beschichtete Schlauch riecht beim Einlegen des Produkts stechend, insbesondere wenn er längere Zeit in der Verpackung versiegelt war und diese dann geöffnet wird. Hauptursache für diesen stechenden Geruch sind niedrigsiedende, niedermolekulare Verbindungen, die im Lackfilm verbleiben. Diese wandern mit der Zeit an die Oberfläche der Beschichtung, verdunsten und reichern sich in einem geschlossenen System kontinuierlich an. Zu den Quellen dieser niedrigsiedenden, niedermolekularen Verbindungen zählen vor allem Restlösungsmittel (nicht vollständig verdunstete Lösungsmittel), Restmonomere (unvollständig ausgehärtet) und niedermolekulare Verbindungen, die durch die Zersetzung von Fotoinitiatoren entstehen (bekannt als Initiatorrückstände).
Möglichkeiten zur Beseitigung des Geruchs nach dem Aushärten:
1. Ausgehend von der Formulierungsentwicklung sollte ein hochaktives Initiatorsystem eingesetzt werden, um die benötigte Initiatormenge zu reduzieren. Der Anteil multifunktionaler Komponenten im System sollte erhöht und geeignete Weichmacher verwendet werden, um den Anteil niedermolekularer Monomere, insbesondere monofunktioneller Monomere, zu verringern.
2. Aus Sicht der Beschichtungsprozesssteuerung kann die Entstehung unangenehmer Gerüche durch eine angemessene Verringerung der Beschichtungsdicke, eine Erhöhung der Aushärtungstemperatur und eine Erhöhung der UV-Aushärtungsenergie verringert werden.
IV. Gründe und Lösungen für die mangelnde Kratzfestigkeit von matten Schläuchen
Die geringe Kratzfestigkeit der matten Beschichtung ist darauf zurückzuführen, dass der Matteffekt hauptsächlich durch die diffuse Lichtreflexion der Beschichtungsoberfläche entsteht. Diese diffuse Reflexion wiederum wird vor allem durch die Oberflächenrauheit und die daraus resultierende Inkompatibilität der Beschichtung selbst verursacht. Beim Reiben einer rauen Oberfläche entsteht eine höhere Reibung, wodurch die Beschichtung kratzempfindlicher ist als eine Hochglanzoberfläche. Darüber hinaus beeinträchtigen die in der matten Beschichtung enthaltenen Pulverpartikel die Oberflächenintegrität teilweise, was ein weiterer Grund für die höhere Kratzanfälligkeit matter Beschichtungen im Vergleich zu glänzenden ist.
(Die matte Oberfläche des Rohrs verkratzt leicht und verfärbt sich beim Reiben weiß.)
Lösungen für Kratzer:
1. Ausgehend von der Verteilungsgestaltung kann durch den teilweisen Ersatz der Pulverkomponenten in der Farbe durch mattes Harz die Rauheit der Beschichtungsoberfläche verringert und das Pigment-Basis-Verhältnis der Beschichtung erhöht werden, wobei der Mattierungsgrad der Beschichtung gewährleistet bleibt. Dadurch wird letztendlich eine verbesserte Kratzfestigkeit matt beschichteter Oberflächen erreicht.
2. Ausgehend von der Kontrolle des Beschichtungsprozesses kann durch eine angemessene Reduzierung der Beschichtungsdicke, eine Erhöhung der Aushärtungstemperatur und eine Erhöhung der UV-Aushärtungsenergie die Kratzfestigkeit der matten Beschichtungsoberfläche verbessert werden.
V. Gründe und Lösungen für mangelhafte Warmumformungsergebnisse
Die Hauptgründe für eine mangelhafte Heißprägeleistung sind: 1. Die Beschichtung passt nicht zum Heißprägepapier, was zu einer unvollständigen Heißprägung oder schlechter Haftung führt; 2. Die Prozesssteuerung während der Heißprägung ist instabil.
Lösungen für mangelhafte Heißprägung:
1. Weixi Chemical integriert in seiner Formulierung auf innovative Weise Substanzen mit temperaturempfindlichen Eigenschaften. Diese Substanzen weisen bei Raumtemperatur eine hohe Härte und niedrige Oberflächenspannung auf. Sobald die Temperatur jedoch die Phasenübergangstemperatur erreicht oder überschreitet, durchläuft das Material einen Phasenübergang mit einem starken Härteabfall und einem gleichzeitigen Anstieg der Oberflächenspannung. Während des Heißprägeprozesses steigt die Temperatur des Prägebereichs rasch über die Phasenübergangstemperatur der Substanz an. Dadurch verringert sich die Härte des Prägebereichs erheblich und die Oberflächenspannung erhöht sich, was die Haftung zwischen Prägepapier und Beschichtung sowie die Integrität der Heißprägung verbessert. Nach Abschluss des Bronzierprozesses sinkt die Temperatur wieder unter die Phasenübergangstemperatur, und die Härte der Beschichtung kehrt zurück.
2. Aus Sicht der Prozesssteuerung sollte der Auswahl des Bronzierungspapiers und des Verfahrens, die zur Beschichtung passen, Priorität eingeräumt werden. Außerdem sollten die Bronzierungstemperatur und die Presskraft während des Bronzierungsvorgangs entsprechend erhöht werden, was der Verbesserung der Integrität und Haftung der Bronzierung förderlich ist.
UV-beständiger PE-Schlauchlack wird Zweikomponenten-Polyurethanlacke schrittweise ersetzen. Er erfüllt nationale Anforderungen an Sicherheit, saubere Produktion, CO₂-Reduzierung und Umweltschutz. Einige Probleme, die bei der Herstellung von UV-Lack auftreten, können durch den Lack selbst gelöst werden. Die Anpassung der Rezeptur durch den Hersteller, die Prozessoptimierung durch den Anlagenhersteller und die Schlauchfabrik erfolgen in enger Zusammenarbeit.
Shanghai Rainbow Industrial Co., Ltd.Wir bieten Komplettlösungen für Kosmetikverpackungen. Wenn Ihnen unsere Produkte gefallen, können Sie uns kontaktieren.
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光固化是一种快速发展的„绿色“新技术, 20世纪70年代至今, 光固化技术已广泛应于涂料, 油墨, 交联剂以及医疗等领域.其中紫外光固化 (UV-Strahlung) ist eine UV-Strahlung料主要由光引发剂、不饱和树脂及单体、表面控制助剂以及必要的颜填料组成.在日化包装材料表面装饰领域, UV-Strahlung und UV-Strahlung UV-Strahlung und UV-Strahlung以其快速固化、表面光泽高、耐刮擦性能优异、固含量高的特点，做为一种新兴的环境友好型涂装材料,近年来越来越引起人们的关注.
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Veröffentlichungsdatum: 06.01.2023