Inert-UV-Systeme mit EFD Technologie Eltex-Vertretertagung 26. Juni 2003 Eltex Agents‘ Meeting June 26, 2003 Inert-UV-Systeme mit EFD Technologie Inert UV Systems with EFD Technology > Franz Knopf

Das EFD-Verfahren The EFD-Method Turbulente Grenzschicht Turbulent boundary layer Aufladeelektrode R 130 S Charging bar R 130 S Laminare Grenzschicht Laminar boundary layer Papier oder Folie Paper or film

Video Trommeltrockner

Untersuchung des Gasaustausches einer bahnnahen Luftgrenzschicht - unterstützt durch EFD-Technologie. Investigation of the gas exchange of a laminar boundary layer close to the web - supported by the EFD technology.

Vorteile von Inert-UV-Systemen Advantages of Inert UV Systems höhere Produktionsgeschwindigkeiten Qualitätssteigerung, z.B. bessere Härtung und Glanzgrad Geruchsreduzierung Kosteneinsparungen Increased production speed Improved quality, e.g. better hardness and gloss Less odor Cost savings

Chemische und Physikalische Grundlagen Chemical and physical basics Zum besseren Verständnis des Inert-UV-Prozesses sind Grundlagen-Kenntnisse von Vorteil. For better understanding of the Inert UV Process basic knowledge are of advantage.

Einfluss der O2-Inhibierung auf die Produktqualität O2-inhibition has a major impact on the quality of products Sauerstoff reduziert / inert oxygen reduced / inert UV-Farbe / UV-ink H2O O2 N2 Photo-Initiator Bindemittel / Pigmente binders / pigments Luft mit 21 % Sauerstoff air with 21 % oxygen UV-Belichtung / UV-exposure Luft / Air

Wie viel UV-Leistung benötigt der Prozess? How much UV-power is necessary for the process?

Kühlluft / Cooling air Kühlwasser Cooling water Extrudiertes Aluminium Extruded aluminium IR-Stahlung IR-radiation Reflektierte UV- Strahlung Reflected UV- radiation UV-Lampe UV-lamp Reflektierte UV- Stahlung Reflected UV- radiation Direkte UV- Stahlung Direct UV- radiation Metallreflektor mit Dichroitischer Beschichtung Metal reflector with dichroic layers

Abhängig von den Prozessparametern Bahngeschwindigkeit und / oder Stoffeigenschaften sind 60...240 W/cm Lampenleistung erforderlich. Depending on the process parameters web speed and / or substance properties a lamp power between 60 and 240 W/cm is required.

In welcher Zeit härtet eine radikalische Schicht aus? What is the time needed to harden a radical layer?

Die Reaktion ist innerhalb der Kammer abgeschlossen. The reaction is completed within the reaction chamber. 2 Radikale 2 Radicals Fotoinitiator Photo Initiator Foto-Spaltung des -Cleaver Darocur 1173 Photo decomposition of -cleaver Darocur 1173 Δt = 30 ns

Wo stört innerhalb eines UV-Systems der Luftsauerstoff die Polymerisation? Where does the oxygen interfere with the polymerization within a UV Inert System ?

Traditionelle Stickstoff-Rakel-Düse zum Entfernen der laminaren Luft-Grenzschicht. Conventional Nitrogen Knife for removing the laminar air boundary layer. N2

Traditionelles Inert-UV-System Convertional Inert UV System N2-Rakel, Düse 1 N2-knife, nozzle 1 Substrat Substrate N2-Düse 2 N2-nozzle 2 UV-Lampen UV-lamps N2-Düse 3 N2-nozzle 3 Labyrinth Labyrinth Abluft Exhaust air

Experimentelle Voruntersuchungen und Tests an einer Flexo-Druckmaschine ausgerüstet mit einem Inert-UV-System. Prelinimary experimental studies and tests in a flexo press, equipped with a EFD Inert UV System.

Elektrode E1 Charging bar E1 Elektrode E1 Charging bar E1 Testreihe 1 Test series 1 Elektrode E1 Charging bar E1 Elektrode E1 Charging bar E1

Ergebnisse Testreihe 1 Results test series 1 Messung des Restsauerstoffs ohne Farbauftrag Measurement of the residual oxygen without ink

Modellvorstellung Model imagination UV-oder ES-Einheit UV-or ES-unit Strahlung / Radiation Inertgas-Grenzschicht Inert gas boundary layer Inertgas-Düse Inert gas nozzle Rest-Grenzschicht Residual boundary layer Turbulente Grenzschicht Turbulent boundary layer Laminare Grenzschicht Laminar boundary layer Schleppstömung Slip air stream Aufladeelektroden / Charging bars E3 E2 E1 DC-Plasma Strom / Current

Testreihen 2 bis 4 an einer Flexodruckmaschine beim Farbenhersteller Hostmann-Steinberg, Celle. Test series 2 up to 4 in a flexo printing unit at Hostmann-Steinberg, Celle, ink manufacturer.

Inert-UV-System Testkonfiguration / Test Configuration Testreihe 2 bis 4 Test series 2 up to 4 Inert-UV-System Testkonfiguration / Test Configuration

Ergebnisse Testreihe 2 bis 4 Results test series 2 up to 4 Versuche ohne Farbe Trials without ink Im Vergleich zu Testreihe 1 hat sich die O2-Abnahme mit EFD von Faktor 5 auf Faktor 42 verbessert. In comparison to the test series 1, the reduction of O2 increased with EFD from factor 5 up to factor 42.

Versuche mit UV-Farbe Schwarz und Weiß, gedruckt auf HWC Papier im direkten Vergleich mit einem ELTOSCH Standard-Inert-UV-System. Trials with UV-ink black and white, printed on HWC paper in direct comparison with a ELTOSCH Standard Inert UV System.

Bilanz Stickstoffverbrauch Balance nitrogen consumption Bis zu 90 % weniger Stickstoffverbrauch Absolut erforderliche Stickstoffmengeenge z.B. 10 m³/h statt 55 m³/h Die Amortisation der EFD-Ausrüstung rechnet sich alleine über die Reduktion der Stickstoffmenge. Up to 90 % reduced nitrogen consumption Absolute required nitrogen volume e.g. 10 m³/h instead of 55 m³/h The return of investment concerning the EFD-equipment is only realized by the reduction of the nitrogen consumption.

Bilanz UV-Farben Balance UV-inks Die Menge an teuren Fotoinitiatoren kann von etwa 10 % auf kleiner 1 % reduziert werden. Daraus resultierende prozessgerechte Stoffformulierungen führen zu Qualitätssteigerungen des Endprodukts. Beispiele: bessere Härte und Haftung, höherer Glanzgrad, reduzierte Geruchsemission. Kosteneinsparung bis zu 30 %. The amount of expensive photo initiators can be reduced from approx. 10 % down to less than 1 %. The resulting process-conform substance formulations lead to an improved quality of the final product. Examples: better hardness and adhesion, higher gloss, reduced odor emission. Cost savings up to 30 %.

Bilanz UV-Lampenleistung Balance UV-lamp power Für den Druck auf HWC-Papier 30 % weniger UV-Lampenleistung. Für den Druck auf PE- oder BOPP-Folie 35 % weniger UV-Lampenleistung. Unter den Testbedingungen entspricht dies etwa 4 kW. Printing on HWC-Paper 30 % less UV-lamp power . Printing on PE or BOPP film 35 % less UV-lamp power. That means, under test conditions 4 kW.

Zusammenfassung Summary Das EFD-Verfahren eignet sich auch zur Unterstützung des Gasaustausches bahnnaher Grenzschichten. Neben dem Einsatz in UV-Inert-Systemen für Rollenanwendungen denken wir auch an den Einsatz im Bogenoffset. In den kommenden Wochen ist ein Feldtest bei einer Formulardruckerei geplant. The EFD-technology is also suitable for supporting the gas exchange of a boundary layer close to the web. Beside the use in UV Inert Systems for reel to reel applications, we are also thinking of using it in sheet offset. In the near future, beta tests are planned at a form printing plant.

Vorteile Advantages Geringste Mengen Restsauerstoff in der bahnnahen Grenzschicht. Reduzierter Stickstoffverbrauch, bis zu 90 %. Reduzierte Mengen an Fotoinitiatoren, bis zu 90 %. Reduzierte UV-Lampenleistung, bis zu 35 %. Einfachere Stickstoffversorgung, nur 1 Düse erforderlich. Lowest quantities of residual oxygen in the boundary layer close to the web. Reduced nitrogen consumption, up to 90 %. Lower quantities of photo initiators, up to 90 %. Reduced UV-lamp power, up to 35 %. Simpler nitrogen supply, only 1 nozzle required.

Prozesstechnische Vorteile Process-related Benefits Bessere Härte und Haftung Höherer Glanzgrad Geringerer Materialschrumpf Höhere Bahngeschwindigkeit Reduzierte Geruchsemission Better hardness and adhesion Higher gloss Less material shrinking Higher web speed Reduced odor emission

Die EFD-Inert-UV-Technologie ist unter bestimmten Die EFD-Inert-UV-Technologie ist unter bestimmten konstruktiven Voraussetzungen auch zur Nachrüstung geeignet. Kurze Amortisationszeiten für die EFD-Ausrüstung – einige Monate bis max. 1 Jahr. Under certain constructive pre-conditions, the EFD Inert UV Technology is also suitable for retrofitting. Short payback of the EFD-equipment – several month up to max. 1 year.

Last but not least ! Last but not least ! Aktuelle Entwicklung des Marktes für Druckmaschinen, ausgerüstet mit UV-Systemen Current market trends for printing presses, equipped with UV systems

Flexodruck Primärverpackungen im Lebensmittelbereich Kartonagen Flüssigverpackungen Flexo printing Primary packaging food industry Cardboard liquid packaging

Druckmaschinen, jährliche Zuwachsraten Printing presses, annual growth rate

Rollenoffset Formulare Mailings Schecks Lotterielose Etiketten Heat offset Forms Checks Lottery-tickets Labels

Tiefdruck Etiketten Lackierungen Gravure printing Labels Varnishing

Bogenoffset Hochwertige Verpackungen Wertpapiere Banknoten Kreditkarten Ausweise Aufkleber Etiketten In-Mould-Labels Sheet offset High-grade packaging Securities Bank notes Credit cards Identity cards Stickers Labels In-mould labels

Welchen Stellenwert haben die Inert-UV-Systeme bei den genannten Druckverfahren? What is the position of Inert UV Systems in the above described printing processes?

ELTEX ist überzeugt, dass die hier vorgestellte Entwicklung, das EFD-INERT-UV-System die Akzeptanz des Marktes für den breiten Einsatz inertisierter UV-Systeme in naher Zukunft entscheidend mitgestalten kann. ELTEX firmly believes that the development introduced here, the EFD INERT UV System is capable of playing a crucial part in gaining a wider acceptance for Inert UV Systems in the near future.

Danke Thank you Mercie Beaucoup Muchos Gracias Mille Grazie