UV-curing, plasma en hotmelt lagere impact op het milieu? Myriam Vanneste

Transcriptie

1 UV-curing, plasma en hotmelt lagere impact op het milieu? Myriam Vanneste

2 Inhoud UV/LED-curing/E-beam) Plasma(coating) Hotmelt Techniek Voordelen Praktijkvoorbeeld 2

3 UV-CURING 3

4 UV-curing het materiaal Twee types 100% systemen Watergebaseerde systemen Acrylaten polyesteracrylaat polyetheracrylaat urethaanacrylaat Epoxies 4

5 100% UV-systemen Oligomeer Verdunnen via monomeren Foto-initiator Additieven 5

6 Watergebaseerde UV-systemen Oligomeer Water Verdikker Foto-initiator Additieven 6

7 UV-curing het proces Aanbrengen: via conventionele coating & finishing methodes Extra: UV-lamp voor uitharden coating in te schuiven in bestaande lijnen Watergebaseerde systemen ook drogen vooraleer uitharden: IR of oven 7

8 UV-curing het mechanisme 8

9 UV-curing - voordelen Snel Energie efficiënt (100% systeem - geen verdamping) Lage VOC emissies Snelle start-stop (LED vs. UV) kleine productieruns Vereist weinig productieruimte 9

10 UV-curing - voordelen m² weefsel - 2m breedte - 20m/min Energieverbruik Elektriciteit UV-coating (100 %) Solventgebaseerde coating 10 kwh 41,67 kwh Watergebaseerde coating 41,67 kwh Thermisch energie 630,23 MJ MJ Productie-afval 0,30 kg 1,50 kg 0,75 kg 10

11 UV vs. LED Spectrum UV LED Smal band 365/375/385/395nm UV klassiek Breed band nm Efficiëntie 5-25% 25-30% Levensduur Verwachting: HOGER verwachting:lager Invloed temp. Geringer Hoger Formaat variabele lamp Ja Nee Onmiddellijke opstarten JA Nee Opwarmtijd NEE Ja (2 minuten) Dim bereik 0-100% % Energie verbruik Chemie afhankelijk Chemie afhankelijk kwikzilver NEE Ja Ozon productie NEE Ja / nee Lucht afvoerleiding Nee Ja Afmetingen Kleiner Groter Chemische beschikbaarheid GERINGER Hoger Afstand afhankelijk HOGER Geringer Verandering spectrum GECOMPLICEERD Eenvoudig Frederik.goethals@centexbel.be 11

12 UV vs. LED lampen LED: smallere bandbreedte Hg Iron doped Hg Gallium doped Hg 12

13 LED & Centexbel Kwiklamp LED-lamp Kwiklamp Fe-gedopeerde kwiklamp 13

14 UV-curing - aandachtspunten Foto-initiator vs. type UV-lamp (~golflengte) Functionaliteit (~reactie sites) UV-uithardende binder vs. flexibiliteit Invloed pigmenten op curing gedrag Dikke coatings moeilijk/niet haalbaar in 1 laag UV vs. LED vs. EB 14

15 UV vs. e-beam Stralingsuithardende technologieën: UV-curing, e-beam Marktaandeel uv eb 15

16 UV-curing - Conclusie Energie efficiënt - 100% Ecologisch: Geen/lage VOC (100%) Ruimtebesparend nieuwe machines In lijn inzetbaar bestaande machines gelijktijdig met conventionele coating werken Snel op te starten proces (LED > UV) 16

17 Hydrofobe UV-curable coatings Hydrofoob additief Rucostar EE Quecophob LE PM Rucoguard USR Quecophob LE % Water repellency Oil repellency

18 Abrasiebestendige UV-finish Polyester ref. 1% add. 5% add. Laromer Bayhydrol Bayhydrol

19 HOTMELT 19

20 Hotmelt het materiaal 100% systemen conventionele polymeren biogebaseerde polymeren Twee types Thermoplastische Reactieve 20

21 Thermoplastische hotmelts Bij opwarmen: polymeer wordt vloeibaar Bij afkoelen: polymeer wordt vast Coatinglaag of adhesieve laag Reversiebel recycleerbaar vb. PO, PES, PA, EVA, TPU. 21

22 Reactieve hotmelts Bij opwarmen: polymeer wordt vloeibaar Stimulus (vb. vocht, UV) noodzakelijk voor uitharding Coatinglaag of adhesieve laag Niet-reversiebel vochtuithardend: PU, APAO UV-uithardend: acrylaat 22

23 Smelten van het polymeer Geschikte smelter: thermoplastisch vs. reactief 23

24 Functionalisatie Gefunctionaliseerde hotmelts op de markt Vlamvertragend antimicrobieel MV9 Functionalisatie mogelijk via compounderen 24

25 Slide 24 MV9 Myriam Vanneste; 15/06/2013

26 Applicatiemethodes Multi-roller Rotary screen Gravure roll Spray 25

27 @ Centexbel Slot-die coater Werkbreedte: 45 cm Temperatuur: tot 200 C Snelheid: 0,5 30 m/min viscositeit: 100 mpa.s mpa.s 26

28 Hotmelt - voordelen Hotmelt coating: 100% systemen Economische voordelen: Geen verdamping water/solvent lagere E consumptie hogere productiesnelheid (lamineren vs. coating) Ecologische voordelen: Geen emissie van solventen geen VOC s Thermoplastische hotmelts kunnen gerecycleerd worden 27

29 Hotmelt - voordelen Parameter watergebaseerd solventgebaseerd hotmelt Water/solvent 40-60% 50-70% geen Emissie Ja oven Ja oven afzuiging dampen bij (te) hoge temperaturen E verbruik Hoog verdamping water Relatief hoog verdamping solvent Laag smelten hotmelt Afval Pasta Solventgebaseerde pasta Verwaarloosbaar Thermoplastische: herbruikbaar 28

30 Hotmelt - conclusie Hotmelts zijn een ecologisch coating alternatief Geen water of solvent Geen tot beperkte emissie Recyclage mogelijk - thermoplastische Kunnen gefunctionaliseerd worden Vlamvertragend Antimicrobieel - Ook biogebaseerde hotmelts komen op de markt 29

31 Katoen matrastijk EN ISO Cigarette test Flame test reference PA hotmelts, differing in viscosity, with 30% FR additive 15 g/m² 30 g/m² 30

32 PLASMA(COATING) 31

33 Plasma het proces Plasma = gas met ionen en elektronen = 4de aggregatietoestand van de materie Gas Plasma atoom molecule elektron (-) positief ion 32

34 Plasma het proces Deeltjes reageren verchillend met een oppervlak Elke soort heeft specifieke indringdiepte 33

35 Plasma de effecten Verwijderen reinigen etsen steriliseren 34

36 Plasma de effecten Toevoegen activatie: (tijdelijk) hydrofiel maken verbeteren hechting functionalisatie: (permanente) introductie chemische groepen depositie/coating 35

37 Introductie chemische groepen Zuurstofrijk proces Stikstofrijk proces 36

38 Plasmadepositie of coating Toevoegen chemicaliën (aerosol) Plasma source Plasmabron Plasma Plasma Substraat 37

39 Plasma - voordelen Dunne coating, enkele tientallen nm, add-on ~ 0.2g/m 2 Geen invloed op flexibiliteit Geen invloed op de touché Geen invloed op de bulkeigenschappen omwille van geringe penetratie Efficiënt materiaalgebruik 38

40 Plasma E verbruik Oleofoob maken van polyester Behandeling GWP: Global Warming Potential, CO 2 emissie AP: Verzuring grond, lucht, water POPC: Fotochemische ozoncreatie, bijdrage tot ozonvorming EU: Eutrofiëring GWP (kg CO 2 ) AP (g eqso 2 ) POPC (g C2H4) LCA: Plasma = 1/3 of traditional process EU (g PO 4 3- ) Plasma traditioneel

41 Plasma - aandachtspunten Omwille van dunne laag: niet toepasbaar voor functionaliteiten die veel materiaal vereisten; vb. FR Tijdseffect corona: tijdelijk effect (lucht) plasma: permanent effect (N 2 ) 40

42 Plasma types Atmosferische plasma Lagedruk plasma 41

43 Plasma - atmosferisch Plasmabron Textielsubstraat Electrodes Plasmazones Plasma zone Geaarde electrode Textielsubstraat beperking in dikte 42

44 Atmosferische Centexbel Plasmabron Plasma zones Plasma Tegenelektrode 43

45 Plasma - lagedruk Vacuümkamer Uniforme plasmazone Plasma coating: Waterafstotend Antimicrobieel Batch of in lijn Source: Acteco - Europlasma 44

46 Plasma - Conclusie Plasma en textiel: goede combinatie Breed gamma aan oppervlakbehandelingen Verschillende substraten mogelijk Ecologisch: duurzame, droge technologie Economisch: efficiënt, unieke eigenschappen mits afstemming voor de specifieke toepassing. Plasmaproces i.f.v. de beoogde oppervlakbehandeling Plasmabron aangepast aan substraat 45

47 Poolhechting tapijt - plasma Verbetering met een factor 2 à 3 Plasma jet Classical corona Cleaned + Classical corona Reference 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Afpelkracht (a.e.) 46

48 Alternatieve coatingtechnieken Wat houdt u tegen? Onbekend? geen kennis omtrent polymeerverwerking? geen kennis omtrent UV-formuleringen? betere staving energievoordelen gewenst? training gewenst omtrent hotmelt/uv/plasma kost apparatuur?? Centexbel werkt verder aan deze punten 47

49 digitaal printen hotmelt plasma UV/LED/EB - poeder Interesse? Laat het ons weten! 48

50 Contact Myriam Vanneste CENTEXBEL Technologiepark Zwijnaarde tel: 09/ gsm: 0473/ fax: 09/ mv@centexbel.be url: 49