Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Keramische Siebdruckfarben zeichnen sich durch eine hohe Abrieb- und Sp\u00fclmaschinenbest\u00e4ndigkeit aus und werden deshalb in vielen Bereichen der Dekor- und Kennzeichnungstechnik eingesetzt. Der f\u00fcr den Einsatz der Keramikfarben bisher unumg\u00e4ngliche Gehalt an Schwermetallen (zum Beispiel Blei, Cadmium u. a.) stellt deren weitere Verwendung vor zunehmende Probleme, bis hin zu gesetzlichen Festlegungen, insbesondere im Lebensmittelbereich. Deshalb laufen international umfangreiche Ent-wicklungsarbeiten, organische Siebdruckfarben zu einer Qualit\u00e4t zu f\u00fchren, die an die der Keramikfarben heranreicht. Wie Untersuchungen des Antragstellers gezeigt haben, erweist sich hierf\u00fcr ein optimiertes Verbundsystem, das von der Oberfl\u00e4che bis in die Siebdruckfarben hineingreift, als eine unabdingbare Voraussetzung zur Erreichung der beschriebenen Zielstellung. Die Zielsetzung des Vorhabens besteht in der Umsetzung der f\u00fcr andere Einsatzgebiete erarbeiteten umweltfreundlichen Oberfl\u00e4chensilikatisierung als Haftgrund f\u00fcr Korrosions- und Verbundschichten in neuen ger\u00e4tetechnischen L\u00f6sungen f\u00fcr den Einsatz im Druck- und Siebdruckbereich. Die Oberfl\u00e4chensilikatisierung soll als Vorbehandlung f\u00fcr den Einsatz organischer Siebdruckfarben als umweltfreundliche Alternative zum Keramiksiebdruck Anwendung finden. Dazu gilt es, neue Brenner- und Handlingsysteme sowie Precursordosierung in einer gr\u00f6\u00dferen Breite modularer Systeme zu entwickeln, um so die Voraussetzung f\u00fcr einen sp\u00e4teren Bau von Entwicklungs- und Produktionsanlagen zu schaffen. Die im Siebdruck eingesetzten Materialien, Glas, Keramik, Metall und Kunststoff, verbunden mit einer gro\u00dfen Formvielfalt und gleichzeitig hohen St\u00fcckzahldurchs\u00e4tzen, lassen sich mit den bisher erarbeiteten Silikatisierungsl\u00f6sungen, die schwerpunktm\u00e4\u00dfig f\u00fcr den Planarbereich entwickelt wurden, nicht realisieren.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Rahmen des Vorhabens ist es notwendig, die Definition und Herstellung des optimalen Oberfl\u00e4chenzustandes des Substratmaterials zu bestimmen. In dieser Aufgabe ist der Alterungszustand, die notwendige chemisch\/physikalische Vorbehandlung und die analytische Bewertung dieses Schrittes zu bearbeiten. Auf Basis der daraus gewonnenen Erkenntnisse kann im n\u00e4chsten Abschnitt eine f\u00fcr den Siebdruck optimale Oberfl\u00e4chensilikatisierung erarbeitet werden, die auf dem Know-how der Pyrosil\u00aetechnik aufbaut und den eigentlichen Haftgrund darstellt. Darauffolgend ist eine Demonstrationsanlage zur Behandlung von Beh\u00e4ltnissen, wie Flaschen, Gl\u00e4sern und Tuben sowie ebenen Fl\u00e4chen im Dekorationsbereich mit der dazu geh\u00f6rigen Handhabungs- und Brennertechnik zu entwickeln. Im Ergebnis sind die Voraussetzungen f\u00fcr das Aufskalieren in technische Anlagendimensionen zu schaffen. Im letzten Abschnitt sind Dosiersysteme f\u00fcr die unterschiedlichen Anlagensysteme der Silikatisierungstechnologie zu konstruie-ren, die einen breiten Bereich von Precursorzus\u00e4tzen gestatten m\u00fcssen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Es wurden zwei universelle und vielgenutzte Ger\u00e4te gebaut, die sowohl f\u00fcr planare bzw. 3D-Teile und f\u00fcr Rundk\u00f6rper einsetzbar sind. F\u00fcr die zum Einsatz der Pyrosil\u00aetechnik notwendige Dosierung von Sila-nen entstand ein Demonstrationsmuster (STS 103). Das Ger\u00e4t zeichnet sich durch hohe Variabilit\u00e4t f\u00fcr ein jeweiliges Einsatzgebiet aus. Au\u00dferdem wurde bei der Entwicklung konsequent auf Anforderungen der Industrie f\u00fcr ein sp\u00e4teres Serienger\u00e4t geachtet. Im experimentellen Teil des Projektes wurde die Substratvorbehandlung ausgiebig untersucht. Dabei wurden neben thermisch h\u00e4rtenden organischen Siebdrucksystemen auch UV-h\u00e4rtende Siebdruckfarben in die Untersuchungen einbezogen. Die Ergebnisse, die insbesondere in Zusammenarbeit mit einem Kunststoffverarbeiter erzielt wurden, zeigen, dass der Einsatz des Pyrosil\u00aeverfahrens zu einer deutlichen Verbesserung der Haftfestigkeit der Siebdruckfarben f\u00fchrt. Gleichzeitig wird die Ausschussquote verringert. Dies ist ein nicht zu untersch\u00e4tzender wirt-schaftlicher und umweltpolitischer Aspekt.
\nDie Haftfestigkeit von organischen Siebdrucksystemen auf metallischen Werkstoffen sowie Glasoberfl\u00e4chen konnte erheblich gesteigert werden. Dieses gelang entweder durch den alleinigen Einsatz des Pyrosil\u00aeverfahren oder durch eine Kopplung von Oberfl\u00e4chensilikatisierung mit geeigneten Haftvermittlern. Dies wurde mit Hilfe von Verklebungstests, Salzspr\u00fchnebeltests und Klimawechseltests best\u00e4tigt. Der Trend, immer mehr auf schadstoffarme, umweltfreundlichere, h\u00e4ufig wasserbasierende Beschichtungssysteme zur\u00fcckzugreifen, stellt an die Substratvorbehandlung neue Herausforderungen. Die Kopplung von Pyrosil\u00aetechnologie mit anderen geeigneten physikalischen Vorbehandlungstechniken wird als zukunftweisend angesehen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das Forschungsprojekt wurde auf der Industriemesse in Hannover im Fr\u00fchjahr 2002 auf einem Gemeinschaftsstand der DBU vorgestellt. Die Hannovermesse hatte 2002 wieder eine Extrahalle f\u00fcr die Oberfl\u00e4chentechnik bereitgestellt und bot damit ein optimales Forum, um das Verfahren und die noch recht unbekannte Firma vorzustellen.
\nDas Unternehmen war mit einer Ger\u00e4tepr\u00e4sentation Teilnehmer der Woche der Umwelt im Juni 2002 in Berlin und nutzte dort M\u00f6glichkeiten zur Kontaktkn\u00fcpfung und Publizierung seiner Arbeiten.
\nAu\u00dferdem wurde auf den Messen Glastec 2002 in D\u00fcsseldorf und European Coating Show 2003 in N\u00fcrnberg ausgestellt.
\nIm Herbst 2005 ist im Zentrum f\u00fcr Umweltkommunikation der DBU in Osnabr\u00fcck eine Veranstaltung zur Ergebnispr\u00e4sentation im Rahmen der Veranstaltungsreihe Osnabr\u00fccker Umweltgespr\u00e4che geplant.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Pyrosil\u00aetechnik hat in den vergangenen 4 Jahren einen erheblichen Entwicklungsfortschritt getan. Zentrale Felder, in denen die Pyrosil\u00aetechnik heute angewendet wird, sind thematisch durch das Projekt erschlossen worden. Der Einsatz von UV-Lacken und wasserbasierenden Lacksystemen ist auf dem Vormarsch und wird auch in den kommenden Jahren einen Wachstumsmarkt darstellen. Zur Verbreitung der Technologie arbeitet SURA Instruments mit den wichtigsten deutschen Druckfarbenherstellern (Ma-rabu, Ruco) und Maschinenherstellern zusammen. Von besonderer Bedeutung ist die Firma Isimat Japan. Sie stellt Maschinen f\u00fcr die Lackierung mit UV- und anderen Lacksystemen her. In diesen Maschinen geh\u00f6rt die Pyrosil\u00aetechnik inzwischen zum Standard.
\nBei dem Aufbau von neuer Anlagentechnik wird im Druckbereich nahezu ausnahmslos auf UV-Systeme gesetzt, um VOC-Emissionen zu reduzieren. Keramische Farben werden durch die UV-Technik zur\u00fcckgedr\u00e4ngt. M\u00f6glich wurde dies erst durch die Entwicklung neuer Farbsysteme, deren Festigkeit mit Keramikfarben zu vergleichen ist. Um die Festigkeit auf Glas sicherzustellen, ist der Einsatz der Pyrosil\u00aetechnik unverzichtbar. So wurden inzwischen Dauerbest\u00e4ndigkeiten mit einer Pyrosil\u00aevorbehandelten und bedruckten Glasoberfl\u00e4che realisiert, die 2.500 Sp\u00fclmaschinenzyklen standhalten. Jedoch findet die Pyrosil\u00aetechnik nicht nur in neuen Anlagen Anwendung, sondern kann auch f\u00fcr \u00e4ltere Systeme nachger\u00fcstet werden. Die Senkung der Ausschussquote f\u00fcr Massenartikel ist aus Sicht der Ressourcen- bzw. Umweltschonung von immenser Bedeutung.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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