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Klumpp
Klumpp Coatings bietet eine Vielzahl spezieller Beschichtungssysteme für verschiedene Untergründe und Anwendungen an, vor allem für Laminatboden, Parkett, PVC, Möbel und Digitaldruck. Mehr als 30 Jahre Erfahrung in den Kernbereichen UV- und wässeriger Lacksysteme haben Klumpp zu einem Marktführer werden lassen, der sich aktuell auch mit UV LED-Härtung auseinandersetzt.
Im Oberflächendesign der Fußbodenindustrie eröffnet die Digitaldruck-Technologie für Single-Pass-, One-Pass und Multi-Pass Anwendungen revolutionäre Möglichkeiten:
- Vertiefungen wie Poren, Kanten und Rundungen können von denInk-Jet Tintentropfen erfasst werden.
- Auch kleinste Losgrößen können in der Serienfertigung wirtschaftlich hergestellt werden, praktisch bis hin zu Losgröße 1!
- Ein Dekorwechsel wird online, ohne jegliche Rüstzeit und die damit verbundene Unterbrechung des Fertigungsprozesses durchgeführt!
- Keine Lagerhaltung von Dekorpapieren (keine Lagerflächen bzw. gebundenes Kapital)
- Eigene Dekorgestaltung und damit Unabhängigkeit von Papierherstellern.
- Kürzeste Reaktionszeit auf Marktveränderungen.
- Zugang zu neuen Märkten (bspw. eigene Kollektionen mit Firmen-Branding)
- Uneingeschränkte Dekorvielfalt und damit unerreichte Flexibilität bzw. Produktdifferenzierungsmöglichkeiten.
Im Unterschied zur indirekten Tiefdrucktechnologie (PDL) bringt der Digitaldrucker das Dekor direkt auf die vorbereitete Holzwerkstoffplatte. Für die Qualität des Druckbildes spielt die Druckgrundierung oder Empfangsschicht eine Schlüsselrolle. Hand in Hand mit Kunden aus der Fußbodenindustrie sowie Anlagenherstellern entwickelt Klumpp aufeinander abgestimmte Systeme von Primer, Empfangsschicht, Tinte und Digitaldrucker sowie der farblosen UV-Schutzschicht. Dabei unterscheidet sich die letztgenannte farblose Leistungsschicht über dem Dekor nur unwesentlich vom üblichen UV-Lack im gängigen PDL-Verfahren. Und auch der Digitaldruck kann in der Oberfläche mit Synchronporen oder 3D-Strukturlacken einen Mehrwert erhalten.
Härtung mit UV-LED Strahlern
Während die Anlagentechnik zur LED-Härtung von UV-Lacken kontinuierlich voranschritt, hat Klumpp in Zusammenarbeit mit führenden Strahlerherstellern passende Lackformulierungen entwickelt. Gegenüber Quecksilber oder Gallium-Strahlern besitzen UV-LED-Strahler ein sehr enges Emissionsspektrum. Die gebräuchlichsten LED-Strahler für die UV-Härtung decken Spektren im Bereich 365 nm (+/-10), 395 nm (+/-10) und 405 nm (+/-10) ab. Als bester Kompromiss hat sich mittlerweile der 395 nm-Strahler etabliert. Eingesetzt wird er selten allein, eher in Kombination mit meist kurzwelligeren UV-LED oder gar mit Quecksilber-Strahlern. Letztgenannte Verbindung hilft bei der Bewältigung des größten Schwachpunktes der reinen UV-LED-Härtung: der starken Sauerstoffinhibierung, die zu unzureichender Oberflächenhärtung führen kann.
Prinzipiell gilt für UV-LED: je kürzer die Wellenlänge, desto geringer die Leistung. Das bedeutet mehr Energie bei gleichzeitig geringer Strahlungsausbeute, hoher Kühlaufwand und reduzierte Lebensdauer. Je langwelliger also ein UV-LED Strahler emittiert, desto effektiver arbeitet er. Die Anfänge der 395 nm UV-LED lagen bei 4 W/cm. Mittlerweile sind 8 W/cm und 16 W/cm Standard.Im Labor werden bereits 24 W/cm getestet. Werte über 30 W/cm scheinen aus heutiger Sicht unwirtschaftlich zu sein.
UV-LED-Strahler eignen sich zur Härtung von transparenten und pigmentierten UV-Lacksystemen. Bis heute werden sie überwiegend im Druckbereich und/ oder für Anwendungen mit kurzen Arbeitsbreiten eingesetzt. Klumpp ist nur eine Anlage bekannt, die über eine Arbeitsbreite vom mehr als 1.200mm verfügt. Dort wird der UV-LED-Strahler in Kombination mit einem Quecksilber-Strahler betrieben.
Neue Technik: Vor- und Nachteile
Energieeinsparungen von 25-75%, hohe Lebensdauer bis zu angeblich 50.000 Stunden, geringer Leistungsverlust über die Betriebszeit und blitzschnelles Ein- und Ausschalten sind Vorteile der LED-Strahler. Sie sind klein, geräuscharm, bilden kein Ozon (weshalbe keine Absaugung erforderlich ist), besitzen eine geringe Brandgefahr und sind ideal für temperaturempfindliche Materialien. Die Strahlungsleistung ist stufenlos von 25%-100% regelbar, die Ausbeute ist homogen und verschiedene Strahlungsprogramme sind einstellbar. Gegenüber klassischen Hg-Strahlern beinhalten UV-LED kein Quecksilber.
Wesentlicher Nachteil von UV-LED ist die starke Anfälligkeit der Sauerstoffinhibierung und die damit verbundene unzureichende Aushärtung der Oberfläche. Darüber hinaus sind die Kosten für UV-LEDs sehr hoch. Nicht nur die Strahler selbst, sondern spezielle Fotoinitiatoren und modifizierte Bindemittel liegen weit über den Preisen der Standardmaterialien. Dies trifft insbesondere für farblose Systeme zu.Somit steigen die Lackkosten. Matte bis stumpfmatte UV-Decklacke sind aufgrund niedriger Oberflächentemperaturen nur sehr eingeschränkt darstellbar. Der höhere Glanzgrad von UV-LED-Decklacken kann bei extrem matten Oberflächen nicht einfach durch Erhöhung der Mattierungsmittel kompensiert werden. Versuche, dies durch ein Vorschalten von z.B. IR-Strahlern vor der UV-LED-Einheit zu kompensieren, stehen noch aus. Für eine Lebensdauer von 50.000h liegen noch keine Praxiserfahrungen vor.
Ergänzungen und Alternativen
Eine Tiefenhärtung der Lackschicht ohne starke Sauerstoffinhibierung kann durch Kombination der UV-LED Strahler mit UV-C Strahlern erreicht werden. Diese emittieren bei einer Wellenlänge von 254 nm und arbeiten ebefalls ozonfrei. Die Kombination führt zu einer lediglich geringen Erhöhung der Lackkosten.
UV-Xenon Strahler sind ein anderer Weg. Hier wird mit pulsierendem UV-Xenon Licht gearbeitet. Die Temperaturbelastung gegenüber herkömmlichen UV Strahlern ist um den Faktor drei bis fünf geringer, was hitzeempfindlichen Trägermaterialien zugute kommt. Der Energieverbrauch gegenüber herkömmlichen UV Strahlern soll nahezu um die Hälfte geringer sein.
Schließlich gibt es noch Strahler mit speziellen Hochleistungsreflektoren. Hier wird durch optimierte Reflexion die Leistungsausbeute verbessert. Laut Herstellerangaben können zwei 80-W-Strahler durch einen "optimierten" 120-W-Strahler ersetzt werden.
Wirtschaftlichkeit von UV-LED
Insbesondere bei transparenten UV-Lacksystemen kann die Energieeinsparung durch erhöhte Materialkosten für Bindemittel und Fotoinitiatoren wieder zunichte gemacht werden. Aber es gibt mittlerweile eine Vielzahl an Möglichkeiten, bei der Aushärtung von UV-Lacksystemen Energie zu sparen. Welches System oder welche Kombination die wirtschaftlichste Lösung ist, hängt vom jeweiligen Einsatzgebiet ab.
Der sehr spezielle Markt für UV-LED Rohstoffe spiegelt sich in vergleichsweise hohen Preisen wider. Lackrohstoffpreise, Preise für Strahler sowie deren Wirkungsgrad und die Energiepreisentwicklung werden entscheiden, ob diese Technologie in der Breite Eingang in die Industrie finden wird.
70469 Stuttgart
www.klumpp-coatings.de
Gründungsjahr: 1919
Geschäftsführer: Dr. Wolfgang Klumpp, Stephan Klumpp
Marketing: Matthias Grundt
Industrielle Beschichtungssysteme für Fußbodenbeläge und Möbel aus Parkett Magazin 01/13 (Sortiment)
Beschichtungen für Digitaldruck und LED-Härtung
Klumpp Coatings bietet eine Vielzahl spezieller Beschichtungssysteme für verschiedene Untergründe und Anwendungen an, vor allem für Laminatboden, Parkett, PVC, Möbel und Digitaldruck. Mehr als 30 Jahre Erfahrung in den Kernbereichen UV- und wässeriger Lacksysteme haben Klumpp zu einem Marktführer werden lassen, der sich aktuell auch mit UV LED-Härtung auseinandersetzt.
Im Oberflächendesign der Fußbodenindustrie eröffnet die Digitaldruck-Technologie für Single-Pass-, One-Pass und Multi-Pass Anwendungen revolutionäre Möglichkeiten:
- Vertiefungen wie Poren, Kanten und Rundungen können von denInk-Jet Tintentropfen erfasst werden.
- Auch kleinste Losgrößen können in der Serienfertigung wirtschaftlich hergestellt werden, praktisch bis hin zu Losgröße 1!
- Ein Dekorwechsel wird online, ohne jegliche Rüstzeit und die damit verbundene Unterbrechung des Fertigungsprozesses durchgeführt!
- Keine Lagerhaltung von Dekorpapieren (keine Lagerflächen bzw. gebundenes Kapital)
- Eigene Dekorgestaltung und damit Unabhängigkeit von Papierherstellern.
- Kürzeste Reaktionszeit auf Marktveränderungen.
- Zugang zu neuen Märkten (bspw. eigene Kollektionen mit Firmen-Branding)
- Uneingeschränkte Dekorvielfalt und damit unerreichte Flexibilität bzw. Produktdifferenzierungsmöglichkeiten.
Im Unterschied zur indirekten Tiefdrucktechnologie (PDL) bringt der Digitaldrucker das Dekor direkt auf die vorbereitete Holzwerkstoffplatte. Für die Qualität des Druckbildes spielt die Druckgrundierung oder Empfangsschicht eine Schlüsselrolle. Hand in Hand mit Kunden aus der Fußbodenindustrie sowie Anlagenherstellern entwickelt Klumpp aufeinander abgestimmte Systeme von Primer, Empfangsschicht, Tinte und Digitaldrucker sowie der farblosen UV-Schutzschicht. Dabei unterscheidet sich die letztgenannte farblose Leistungsschicht über dem Dekor nur unwesentlich vom üblichen UV-Lack im gängigen PDL-Verfahren. Und auch der Digitaldruck kann in der Oberfläche mit Synchronporen oder 3D-Strukturlacken einen Mehrwert erhalten.
Härtung mit UV-LED Strahlern
Während die Anlagentechnik zur LED-Härtung von UV-Lacken kontinuierlich voranschritt, hat Klumpp in Zusammenarbeit mit führenden Strahlerherstellern passende Lackformulierungen entwickelt. Gegenüber Quecksilber oder Gallium-Strahlern besitzen UV-LED-Strahler ein sehr enges Emissionsspektrum. Die gebräuchlichsten LED-Strahler für die UV-Härtung decken Spektren im Bereich 365 nm (+/-10), 395 nm (+/-10) und 405 nm (+/-10) ab. Als bester Kompromiss hat sich mittlerweile der 395 nm-Strahler etabliert. Eingesetzt wird er selten allein, eher in Kombination mit meist kurzwelligeren UV-LED oder gar mit Quecksilber-Strahlern. Letztgenannte Verbindung hilft bei der Bewältigung des größten Schwachpunktes der reinen UV-LED-Härtung: der starken Sauerstoffinhibierung, die zu unzureichender Oberflächenhärtung führen kann.
Prinzipiell gilt für UV-LED: je kürzer die Wellenlänge, desto geringer die Leistung. Das bedeutet mehr Energie bei gleichzeitig geringer Strahlungsausbeute, hoher Kühlaufwand und reduzierte Lebensdauer. Je langwelliger also ein UV-LED Strahler emittiert, desto effektiver arbeitet er. Die Anfänge der 395 nm UV-LED lagen bei 4 W/cm. Mittlerweile sind 8 W/cm und 16 W/cm Standard.Im Labor werden bereits 24 W/cm getestet. Werte über 30 W/cm scheinen aus heutiger Sicht unwirtschaftlich zu sein.
UV-LED-Strahler eignen sich zur Härtung von transparenten und pigmentierten UV-Lacksystemen. Bis heute werden sie überwiegend im Druckbereich und/ oder für Anwendungen mit kurzen Arbeitsbreiten eingesetzt. Klumpp ist nur eine Anlage bekannt, die über eine Arbeitsbreite vom mehr als 1.200mm verfügt. Dort wird der UV-LED-Strahler in Kombination mit einem Quecksilber-Strahler betrieben.
Neue Technik: Vor- und Nachteile
Energieeinsparungen von 25-75%, hohe Lebensdauer bis zu angeblich 50.000 Stunden, geringer Leistungsverlust über die Betriebszeit und blitzschnelles Ein- und Ausschalten sind Vorteile der LED-Strahler. Sie sind klein, geräuscharm, bilden kein Ozon (weshalbe keine Absaugung erforderlich ist), besitzen eine geringe Brandgefahr und sind ideal für temperaturempfindliche Materialien. Die Strahlungsleistung ist stufenlos von 25%-100% regelbar, die Ausbeute ist homogen und verschiedene Strahlungsprogramme sind einstellbar. Gegenüber klassischen Hg-Strahlern beinhalten UV-LED kein Quecksilber.
Wesentlicher Nachteil von UV-LED ist die starke Anfälligkeit der Sauerstoffinhibierung und die damit verbundene unzureichende Aushärtung der Oberfläche. Darüber hinaus sind die Kosten für UV-LEDs sehr hoch. Nicht nur die Strahler selbst, sondern spezielle Fotoinitiatoren und modifizierte Bindemittel liegen weit über den Preisen der Standardmaterialien. Dies trifft insbesondere für farblose Systeme zu.Somit steigen die Lackkosten. Matte bis stumpfmatte UV-Decklacke sind aufgrund niedriger Oberflächentemperaturen nur sehr eingeschränkt darstellbar. Der höhere Glanzgrad von UV-LED-Decklacken kann bei extrem matten Oberflächen nicht einfach durch Erhöhung der Mattierungsmittel kompensiert werden. Versuche, dies durch ein Vorschalten von z.B. IR-Strahlern vor der UV-LED-Einheit zu kompensieren, stehen noch aus. Für eine Lebensdauer von 50.000h liegen noch keine Praxiserfahrungen vor.
Ergänzungen und Alternativen
Eine Tiefenhärtung der Lackschicht ohne starke Sauerstoffinhibierung kann durch Kombination der UV-LED Strahler mit UV-C Strahlern erreicht werden. Diese emittieren bei einer Wellenlänge von 254 nm und arbeiten ebefalls ozonfrei. Die Kombination führt zu einer lediglich geringen Erhöhung der Lackkosten.
UV-Xenon Strahler sind ein anderer Weg. Hier wird mit pulsierendem UV-Xenon Licht gearbeitet. Die Temperaturbelastung gegenüber herkömmlichen UV Strahlern ist um den Faktor drei bis fünf geringer, was hitzeempfindlichen Trägermaterialien zugute kommt. Der Energieverbrauch gegenüber herkömmlichen UV Strahlern soll nahezu um die Hälfte geringer sein.
Schließlich gibt es noch Strahler mit speziellen Hochleistungsreflektoren. Hier wird durch optimierte Reflexion die Leistungsausbeute verbessert. Laut Herstellerangaben können zwei 80-W-Strahler durch einen "optimierten" 120-W-Strahler ersetzt werden.
Wirtschaftlichkeit von UV-LED
Insbesondere bei transparenten UV-Lacksystemen kann die Energieeinsparung durch erhöhte Materialkosten für Bindemittel und Fotoinitiatoren wieder zunichte gemacht werden. Aber es gibt mittlerweile eine Vielzahl an Möglichkeiten, bei der Aushärtung von UV-Lacksystemen Energie zu sparen. Welches System oder welche Kombination die wirtschaftlichste Lösung ist, hängt vom jeweiligen Einsatzgebiet ab.
Der sehr spezielle Markt für UV-LED Rohstoffe spiegelt sich in vergleichsweise hohen Preisen wider. Lackrohstoffpreise, Preise für Strahler sowie deren Wirkungsgrad und die Energiepreisentwicklung werden entscheiden, ob diese Technologie in der Breite Eingang in die Industrie finden wird.
Klumpp
Dornbirnerstraße 2370469 Stuttgart
www.klumpp-coatings.de
Gründungsjahr: 1919
Geschäftsführer: Dr. Wolfgang Klumpp, Stephan Klumpp
Marketing: Matthias Grundt
Industrielle Beschichtungssysteme für Fußbodenbeläge und Möbel aus Parkett Magazin 01/13 (Sortiment)