Auf Nummer sicher gehen. Referentenprofil. Dr. Jürgen Stropp. Leitung Labor. WEILBURGER Graphics GmbH Am Rosenbühl Gerhardshofen

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2 Referentenprofil Dr. Jürgen Stropp Leitung Labor WEILBURGER Graphics GmbH Am Rosenbühl Gerhardshofen Tel.: +49 (0) WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 2

3 WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 3

4 WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 4

5 Inhaltsangabe Zusammensetzung von UV-Lacken Reaktionsmechanismus der UV-Härtung Prüfung der UV-Härtung im Vergleich Aceton-Test MEK-Test Talkum-Test IR-Analyse der UV-Polymerisation UV-Lacke für Lebensmittel-Verpackung (FP, Food Packaging) WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 5

6 Zusammensetzung von UV-Lacken UV Bindemittel Polymere Oligomere Photoinitiator UV-Lack System UV Reaktiv- Verdünner Additive Stabilisatoren Füllstoffe Pigment WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 6

7 Bestandteile Typ Funktion UV Bindemittel UV Reaktiv-Verdünner Photoinitiator Additive Füllstoffe Pigmente Polymere / Oligomere (Epoxy-Acrylate, Polyester-Acrylate,...) Polyfunktionale Acrylat Oligomere / Monomere UV-reaktive Verbindungen Organo-funktionale Verbindungen Synthetische- / Mineralische Verbindungen Synthetische- / Mineralische Verbindungen Chemisch- / Physikalische Eigenschaften (Reaktivität, Viskosität, Härte, Flexibilität, Kratzfestigkeit, Haftung,...) Initiierung der UV Lacktrocknung Verlauf, Benetzung, Haftung, Entschäumung, Stabilisierung,... Glanz- / Matt-Effekt, Haptik,... Farbe, Optische Effekte WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 7

8 Strahlungs-Spektrum UV- C UV-B UV-A Schweißen UV-Lack-Härtung Sonnenlicht Solarium WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 8

9 Reaktionsmechanismus der UV-Härtung VON FLÜSSIG NACH FEST UV Licht UV Bindemittel UV Reaktiv-Verdünner Photoinitiator WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 9

10 Reaktionsmechanismus der UV-Härtung Radikalketten-Polymerisation Radikalbildung: Photoinitiator UV-Licht R R + C H 2 CHR RCH 2 R CHR Kettenreaktion: RCH 2 R CHR + n C H 2 CHR R CH 2 CHR n CH 2 R CHR Kettenabbruchreaktion: R 2 R CH 2 CHR CH 2 CHR R CH 2 CHR CH 2 CHR n R CH 2 CHR n n CH 2 CHR Die Kettenreaktion läuft so lang bis alle Radikale verbraucht sind. WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 10

11 Störungen der UV-Härtung Sauerstoff-Inhibierung Sauerstoff-Diffusion Lackfilm R + O 2 ROOR Oberflächenhärtung ROOR + RH R + ROOH Durchhärtung R + R ROO ROOR Einsatz von hochreaktiven UV-Lackbindemitteln notwendig Hoch effiziente UV-Photoinitiatoren WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 11

12 Inhaltsangabe Zusammensetzung von UV-Lacken Reaktionsmechanismus der UV-Härtung Prüfung der UV-Härtung im Vergleich Aceton-Test MEK-Test Talkum-Test IR-Analyse der UV-Polymerisation UV-Lacke für Lebensmittel-Verpackung (FP, Food Packaging) WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 12

13 Prüfung der UV-Härtung Aceton-Test Prüfung der UV-Härtung in Abhängigkeit der Aceton - Beständigkeit vom UV-Lacksystem WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 13

14 Prüfung der UV-Härtung Aceton-Test Durchführung: Auf die zu prüfende Oberfläche werden 0,2 ml Aceton aufgetragen. Nach einer Einwirkdauer von 10 Sekunden wird das Aceton mit einem Baumwollgewebe mit leichtem Druck entfernt und die Oberfläche untersucht. Bewertung: 0 = keine sichtbare Veränderung 1 = gerade eben erkennbare Veränderung im Glanz 2 = leichte Veränderung im Glanz 3 = starke Markierung sichtbar, die Prüffläche ist weitgehend unbeschädigt 4 = starke Markierung sichtbar, die Prüffläche ist beschädigt 5 = Zerstörung der Prüffläche WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 14

15 Prüfung der UV-Härtung Aceton-Test Zerstörung der Prüffläche Keine sichtbare Veränderung Bewertung: 5 Bewertung: 0 WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 15

16 Prüfung der UV-Härtung MEK-Test Prüfung der UV-Härtung in Abhängigkeit der MEK-Beständigkeit vom UV-Lacksystem Durchführung: Auf der zu prüfenden Oberfläche wird ein mit MEK (Methylethylketon) getränktes Baumwollgewebe in Doppelhüben hin und her gerieben. Die Oberfläche wird auf Veränderungen und Beschädigungen in regelmäßigen Abständen untersucht. Bewertung: - kleiner 10 Doppelhübe = unzureichende UV-Härtung - größer 10 Doppelhübe = gute UV-Härtung WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 16

17 Prüfung der UV-Härtung MEK-Test Zerstörung der Prüffläche Keine sichtbare Veränderung Unzureichende UV-Härtung Gute UV-Härtung WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 17

18 Prüfung der UV-Härtung Talkum-Test Prüfung der Oberflächen-UV-Härtung des UV-Lacksystems Durchführung: Auf der zu prüfenden Oberfläche wird Talkum-Pulver mit einem weichen Baumwollgewebe unter leichtem Druck verrieben. In Abhängigkeit des verbleibenden Talkums auf der Lackoberfläche wird die Oberflächen-UV-Härtung beurteilt. Bewertung: Gute Oberflächen-UV-Härtung liegt vor, falls sich das Talkum vollständig entfernen lässt. Mit zunehmender Haftung des Talkums (Weiss-Färbung) ist die UV-Härtung der Lackoberfläche unzureichend. WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 18

19 Prüfung der UV-Härtung Talkum-Test Oberflächen UV-Härtung Verreiben vom Talkum-Pulver schlecht gut WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 19

20 Prüfung der UV-Härtung IR-Analyse IR-Spektroskopie-Analyse Physikalische Analysenmethode bei der durch Absorption von IR-Strahlung verschiedene chemische funktionelle Gruppen und Bindungen zu charakteristischen Schwingungen angeregt werden. WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 20

21 Prüfung der UV-Härtung IR-Analyse Bestimmung des Polymerisationsgrades von UV-Lacksystemen Der Aushärtungsgrad bzw. Doppelbindungsumsatz von UV-Lacken kann mittels IR-Analyse quantitativ bestimmt werden. Bedingung Das flüssige UV-Lack-Nassmuster wird mit dem gehärteten UV-lackiertem Druckmuster verglichen. Für eine realistische Analyse muss jeweils die gleiche UV-Lackcharge vorliegen. Durchführung IR-Spektren des flüssigen und gehärteten UV-Lackmusters werden aufgenommen WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 21

22 Prüfung der UV-Härtung IR-Analyse WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 22

23 Prüfung der UV-Härtung IR-Analyse Messung Flüssiger UV-Lack Druckmuster mit gehärtetem UV-Lack WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 23

24 Prüfung der UV-Härtung IR-Analyse Messung von flüssigem und gehärtetem UV-Lack Quantitative Bestimmung des Doppelbindungsumsatzes über die Berechnung der Peakfläcken ( cm -1 ) von flüssigem und gehärtetem Lacksystem Peakfläche flüssiger UV-Lack (100%) - Peakfläche gehärteter UV-Lack = Doppelbindungsumsatz [%] WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 24

25 Prüfung der UV-Härtung IR-Analyse Bestimmung des Polymerisationsgrades von UV-Lacksystemen Quantitative Bestimmung des Aushärtungsgrades bzw. Doppelbindungsumsatzes von UV-Lacken. Bewertung des Polymerisationsgrades bzw. Doppelbindungsumsatzes ca. 0 % - 80 % unzureichende UV-Härtung ca. 81 % 85 % befriedigende UV-Härtung größer 85 % gute UV-Härtung WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 25

26 Prüfung der UV-Härtung im Vergleich UV-Härtung UNZUREICHEND UV-Härtung GUT Aceton-Test MEK-Test Talkum-Test Kleiner 10 Doppelhübe Starkes Anhaften von Talkum (Weiss-Färbung) Größer/Gleich 10 Doppelhübe Kein Anhaften von Talkum IR-Analyse (Doppelbindungsumsatz) 0-80 % Größer 85 % WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 26

27 UV-Lacke für Lebensmittelverpackung (FP, Food Packaging) Wichtigste Eigenschaften Gutachten für Lebensmittelverpackungen Migrationsanalysen Frei von Benzophenon und 4M-Benzophenon Photoinitiator Keine Migration von Photoinitiatoren und anderen Lackbestandteilen Hohe UV-Reaktive Lacksysteme WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 27

28 Hauptanforderungen der Rahmenverordnung 1935/2004 GMP = Good Manufacturing Practice (2023/2006 EG) Kennzeichnung Rückverfolgbarkeit WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 28

29 UV-Lacke für Lebensmittelverpackung (FP, Food Packaging) Eindeutige grüne Kennzeichnung der SENOLITH-UV-FP-Lacksysteme als nachhaltiger Schutz in der Produktion von Lebensmittelverpackungen Leicht von konventionellen UV-Lacksystemen zu unterscheiden Verwechslung ist ausgeschlossen Gleichbleibende hohe Qualität ohne Farbveränderung des Druckerzeugnisses ist garantiert WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 29

30 WEILBURGER Graphics GmbH Auf Nummer sichergehen Seite 30

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