Környezetbarát PTFE alternatívák a nyomdafestékekhez

A Munzing alapos, mindenre kiterjedő munkát végez a PTFE életképes alternatíváinak kifejlesztésében, amelyek számos alkalmazási területen használhatók – írja az Ink World magazin.

A Stockholmi Egyezmény 2019-ben megkezdte a > 25 ppb perfluoroktánsavat (PFOA) tartalmazó nyersanyagok használatának korlátozását. A PFOA-ra és sóira mint környezetben tartósan megmaradó szerves szennyező anyagokra (POP) vonatkozó globális korlátozás számos alkalmazásban hatással van a PTFE hagyományos felhasználására. Ez indította el a PFOA-nak megfelelő, ≤25 ppb perfluoroktánsavat (PFOA) tartalmazó PTFE vagy PTFE-mentes alternatívák iránti igényt. A Munzing széles körre kiterjedő munkát kezdett a PTFE életképes alternatíváinak kifejlesztése terén, amelyek számos alkalmazási területen használhatók. Az újonnan kifejlesztett termékek javították a mechanikai ellenállási tulajdonságokat, és jelentősen csökkentették a COF értékét. Ezek az új termékek kiváló kompatibilitást mutattak a különféle festékekkel és bevonatokkal. A tintákba és bevonatokba való beépítés a felületi morfológia és a kémiai jelleg miatt könnyebbé válhat.

Az alacsony molekulatömeg és a törékenység elérése érdekében általában besugárzási eljárásra volt szükség a részecskeméret csökkentéséhez. Ez a kis részecskeméretek előállítására használt besugárzási eljárás bizonyítottan PFOA-tartalmat hozott létre. Az uniós előírások szerint a gyártó nem dolgozhat fel és nem forgalmazhat olyan terméket, amelynek PFOA-tartalma meghaladja a 25 ppb-t. Kétféleképpen lehet megfelelni a globális szabályozási követelményeknek a legfeljebb 25 ppb perfluoroktánsavat (PFOA) tartalmazó PFTE használata vagy PTFE-mentes termékek előállítása érdekében. A takarékosság és az általános teljesítmény érdekében sok viaszötvözet tartalmaz bizonyos százalék PTFE-t (kb. 5-20 százalék).

Vizsgálat során tesztelték az alkalmazhatóságát

A vizsgálathoz használt viasz-adalékanyagokat lassan, körülbelül 1200 fordulat/perc fordulatszámon keverték be egy Cowles-lapátos keverőgépbe. Az ipari szabványos vízbázisú nyomdafesték-készítményt bevont Algro Finess papírra vitték fel Erichsen Printing Proofer mélynyomógéppel.

Alaposan tesztelve

A LUBA-print® W 5700, WBP 2700, CERETAN® MXF 9510D, MX 3110, MBP 20220 és egy Blank minta fényessége, súrlódási együtthatója és súrlódási ellenállása alapján értékelték. A Blank minta egy ipari szabvány, vízbázisú pigmentált akrilfesték-készítmény viasz nélkül. Az adalékanyagok mennyisége a festékkészítmény teljes tömegének nagyjából 1 százalékos aktív tartalmát jelentette. Minden vizsgálatot szobahőmérsékleten és 50 százalék relatív páratartalom mellett végezték.

A fényesség mérése

A fényesség mérésére DIN EN ISO 2813 szabvány szerinti BYK micro-TRI-glosst használtak. A fényességméréseket 60 és 85°-os hőmérsékleten végezték a nyomtatott festékpanel három különböző részén, és az átlagértéket rögzítették.

Súrlódási együttható

A COF mérésekhez a ZwickRoell Testexpert II, DIN EN ISO 8295 szabványt használták. A COF mérése azért fontos, mert az alacsonyabb COF csökkenti a tinta felületének kopását, ami nagyobb csúszást biztosít. A tesztek során a dinamikus és a statikus súrlódás nagyjából azonos szinten volt, ezért a dinamikus súrlódásra összpontosítottak.

Dörzsállóság vizsgálata

A dörzsállósági vizsgálatot a PRÜFBAU Quartant Tester segítségével végezték. A paneleket szemrevételezéssel ellenőrizték, hogy értékelhessék a tintaátvitelt. A nyomdafestéket egy nyomdai előhívó segítségével vitték fel. A viasz adagját a készítmény össztömegére számított viasz NVM alapján kalkulálták.

A dörzsölési vizsgálatokat legalább 24 órás szárítás után kell elvégezni a szárítóhelyiségben. A vizsgálathoz 600 gramm súlyt alkalmaztak, és 200 dörzsölési cikluson keresztül végezték.

Eredmények és azok megvitatása

A két diszperziónak van a legkisebb hatása a fényességre, mivel ezek a legfinomabb szemcseméretek. A durvább viaszok a száraz rétegvastagság alapján jobban befolyásolják a fényt, és csökkentik a fényességet. A vizsgált mikronizált viaszok nagyon hasonló fényességi értékeket mutatnak, a szintetikus és természetes viaszok között nincs vizuális különbség.

COF

A nyomdafestékek súrlódási együtthatójának csökkentése nagyban befolyásolja a dörzsállóságot. A nagyobb csúszás csökkenti a bevont felület kopását. A várakozásoknak megfelelően a PTFE-vel módosított CERETAN® MXF 9510 D nagyon alacsony súrlódást mutat. A PTFE-mentes CERETAN® MX 3110 ugyanezt a teljesítményt tudja elérni.

Dörzsállósági mérések

A dörzsölésállóság értékelésére a PRÜFBAU Quartant Testert használták.

A mikronizált CERETAN® MXF 9510 D és CERETAN® MX 3110 viaszok egyaránt kiemelkedő dörzsölési ellenállást biztosítanak, szorosan követi őket a CERETAN® MBP 20220, amely egy természetes poláris lipid alapú, biológiailag lebomló viasz. A LUBA-print® WBP 2700-nak ugyanez a természetes, poláros lipid az alapja.

A mechanikai ellenállás szempontjából a vízbázisú diszperziók továbbra is jó választásnak bizonyulnak, és lényegesen jobbak a vakmintához képest. Ezek a vízbázisú diszperziók kisebb hatással vannak a fényességre, mint a mikronizált viaszok. A kiváló dörzsállóság érdekében a mikronizált viasz a legjobb választás.

A legjobb alternatíva?

A CERETAN® MX 3110 jól működik a PTFE alapú CERETAN®MXF 9510 D termék alternatívájaként. A mikronizált viaszok jobban teljesítettek ebben a vizsgálatban az itt használt diszperziókhoz képest. A tintakészítményhez hozzáadott viasz csökkentette a COF-ot, és javította a dörzsölési ellenállást. A vizsgálati eredmények egyértelműen azt mutatják, hogy a PTFE-mentes adalék kiválóan teljesített a PTFE alapú termékek alternatívájaként. A természetes, poláris lipiden alapuló CERETAN® MBP 20220 azt mutatja, hogy a megújuló és biológiailag lebomló adalékanyagok már olyan teljesítményt nyújtanak, amely nagyon közel áll a szintetikus viaszok, például a polietilén teljesítményéhez.

Némethi Botond, Sign&Display magazin

- Hirdetés -