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Die Abstimmung zwischen UV-Strahlungsquelle und der chemischen Formulierung von Druckfarben, Lacken und Klebstoffen ist ein entscheidender Faktor für einen effizienten Härtungsprozess. Im IST Campus setzt IST METZ dafür auf moderne Analytik: Mithilfe der Photo-DSC (photodynamische Differenzkalorimetrie) und flexibler LED-Lichtquellen im Spektrum von 255 nm bis 405 nm lässt sich das Vernetzungsverhalten von Reaktivsystemen präzise untersuchen.
Bei der Photopolymerisation wird durch den Zerfall von Photoinitiatoren eine exotherme Vernetzungsreaktion ausgelöst. Die Photo-DSC misst den dabei freigesetzten Wärmestrom hochpräzise und in Echtzeit.
Im Vergleich zu rein mechanischen Testmethoden, wie beispielsweise der Prüfung der Lösemittelbeständigkeit oder Kratzempfindlichkeit, liefert die Photo-DSC quantitative und reproduzierbare Ergebnisse.
Sowohl konventionelle UV-Quecksilberlampen als auch LED-Systeme haben in der industriellen Härtung ihre jeweiligen Stärken. Der entscheidende Unterschied liegt im Emissionsspektrum: Während klassische UV-Lampen ein breitbandiges Spektrum abdecken, emittieren LEDs in einem eng begrenzten Wellenlängenbereich.
Um für jede Anwendung eine geeignete Prozessgestaltung zu finden, muss das Härtungsverhalten der jeweiligen Formulierungen präzise verstanden werden.
Mit der Photo-DSC lässt sich die Reaktivität von Formulierungen über ein breites UV-Spektrum systematisch untersuchen. Durch den gezielten Vergleich einer Formulierung bei unterschiedlichen Wellenlängen wird sichtbar, welche LED-Wellenlänge den Photoinitiator besonders wirksam anregt, um eine möglichst vollständige Vernetzung zu erreichen.
Die messtechnischen Erkenntnisse aus der Photo-DSC fließen direkt in die Prozessentwicklung ein. Die gewonnenen Daten dienen dazu, Anlagenkonfiguration und chemische Formulierung gezielt aufeinander abzustimmen.
Anstatt Zeit und Material durch aufwendige Versuche an der Beschichtungsanlage zu verlieren, liefert die photodynamische Differenzkalorimetrie bereits im Vorfeld physikalisch fundierte Erkenntnisse über das Reaktionsverhalten der untersuchten Formulierungen.
Anwender und Formulierer erhalten damit eine wichtige Grundlage, um Entwicklungszeiten zu verkürzen und die Prozesssicherheit bei der UV-Härtung zu unterstützen.