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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. Turbulente Grenzschicht Turbulent boundary layer. Aufladeelektrode R 130 S Charging bar R 130 S. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Inert-UV-Systeme mit EFD Technologie
Inert UV Systems with EFD Technology
> Franz Knopf
Eltex-Vertretertagung 26. Juni 2003 Eltex Agents‘ Meeting June 26, 2003
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
Das EFD-Verfahren The EFD-Method
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-SystemenAdvantages 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-inkUV-Farbe / UV-ink
H2O
O2
N2
Photo-Initiator
Bindemittel / Pigmentebinders / pigments
H2O
O2
N2
Photo-Initiator
Bindemittel / Pigmentebinders / pigments
Luft mit 21 % Sauerstoff air with 21 % oxygen
UV-Belichtung / UV-exposureUV-Belichtung / UV-exposureLuft / Air N2
Wie viel UV-Leistung benötigt der Prozess?
How much UV-power is necessary for the process?
Reflektierte UV-Stahlung
Reflected UV-radiation
Direkte UV-Stahlung
Direct UV-radiation
IR-StahlungIR-radiation
KühlwasserCooling water
Metallreflektor mitDichroitischer Beschichtung Metal reflector withdichroic layers
Kühlluft / Cooling air
Extrudiertes AluminiumExtruded aluminium
UV-LampeUV-lamp
Reflektierte UV-Strahlung
Reflected UV-radiation
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 ?
N2
Traditionelle Stickstoff-Rakel-Düse zum Entfernen der laminaren Luft-Grenzschicht.
Conventional Nitrogen Knife for removing the laminar air boundary layer.
Traditionelles Inert-UV-System Convertional Inert UV System
N2-Rakel, Düse 1N2-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.
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
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
Modellvorstellung Model imagination
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.
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
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 ohne Farbe Trials without ink
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 printingplant.
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 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 UVTechnology is also suitable for retrofitting.
Short payback of the EFD-equipment – several month up to max. 1 year.
Aktuelle Entwicklung des Marktes für Druckmaschinen, ausgerüstet mit UV-Systemen
Current market trends for printing presses, equipped with UV systems
Last but not least ! Last but not least !
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
• Mailings
• 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