Elektronenstrahlhärtung und Vernetzung - Grundlagen, Technik und Anwendungen

Für die Härtung von organischen Beschichtungsmaterialien sowie organisch-anorganischen Hybridpolymeren in Form von Druckfarben, Lacken, Adhesives, Sol-Gels usw. gibt es etablierte Technologien. Dazu zählen vor allem die Heißlufttrocknung, die IR-Trocknung sowie die Härtung durch UV- Strahlung. Thermische Verfahren sind mit Ausnahme der Pulverlackierung mit dem Einsatz von Lösemitteln und oft hohem Energieaufwand verbunden. Beim Einsatz der UV-Härtung sind photosensitive Additive, sogenannte. Photoinitiatoren erforderlich. Photoinitiatoren sind problematisch z.B. beim Einsatz der Produkte im Freien, da sie nach einiger Zeit oft zur Vergilbung führen. Zudem sind sie ein wesentlicher Kostenfaktor. Der Einsatz der Elektronenstrahlhärtung erfordert weder Lösemittel noch Photoinitiatoren. Der Prozeß verläuft in Bruchteilen von Sekunden. Auch lassen sich ausgezeichnete Schichtqualitäten und eine bessere Widerstandsfähigkeit bei Outdoor-Anwendungen erzielen. Bisherige mit dem Einsatz der Elektronenstrahlhärtung verbundene Probleme konnten durch Entwicklung der Gerätegeneration 2D EB-System überwunden werden. Im einstellbaren Spannungsbereich zwischen 80 kV und 150 kV lassen sich übliche Schichtdicken zwischen 10 und 150 Mikrometer mit hoher Produktivität und kostengünstig härten. Eine Neuentwicklung für den Spannungsbereich zwischen 150 bis 300 kV wird die Vernetzung von Kunststoffbahnen bis in Tiefen von 500 Mikrometer gestatten. Neu entwickelte Strahlerzeuger ermöglichen es darüber hinaus, auf das teure Schutzgas zu verzichten und an Luft zu arbeiten. Dadurch werden weitere Anwendungen kostengünstig möglich, z.B. die Oberflächenmodifizierung von Kunststoffen für die nachfolgende Lackierung, beim Erzeugen einer Barrierewirkung in Randschichten oder bei Einsatz zukunftsweisender strahlhärtbarer wasserlöslicher Lacke. Darüberhinaus steht ein neuartiges 3D EB-System zur freien Bewegung als 'Pinsel' zur Verfügung. Der am Roboterarm bewegte Strahlerzeuger kann zum Lackhärten bzw. Modifizieren beinahe beliebiger dreidimensionaler Oberflächen eingesetzt werden.