Excimer-Technologie zu Mattierung, Reinigung und Entkeimung

Mit Excimer-Technologie werden Oberflächen mattiert, gereinigt, entkeimt und modifiziert. In einer neuen Excimer-Laboranlage können kundenspezifische Versuche zur Ermittlung optimaler Parameter durchgeführt werden.

In vielen Industriesektoren und Anwendungen kommt die kurzwellige Excimer-Technologie mit 172nm zum Einsatz, beispielsweise zur Mattierung, zum Bleichen oder zur Reinigung und Modifizierung von Oberflächen. Excimer steht für „excited dimer“, das heißt, dass ein Dimer nach Anlegen einer Wechselspannung zu einem höheren Energiezustand angeregt wird. Excimer-Technologie kommt bei der Veredelung von Holzdekoren und -werkstoffen oder auch bei der Mattierung von Kunststoffen zum Einsatz. Da es sich bei Excimer-Lampen um eine Kaltlichtquelle handelt, können auch wärmeempfindliche Materialien wie Folien behandelt werden.

Kürzlich stellte IST Metz bei den UV-Days seine neue Laboranlage mit Excimer-Technologie vor. Die Anlage kommt im neuen Technologie Campus zum Einsatz, wo kundenspezifische Versuche zur Ermittlung optimaler Parameter durchgeführt werden können. Die Besuchenden können an Live-Demonstrationen der Excimer-Technologie sowie an einer Führung bei der Tochterfirma eta plus teilnehmen, die die Lampen inhouse herstellt.

Die Excimer-Technologie kommt in vielen Industriesektoren und Anwendungen zur Behandlung von Oberflächen zum Einsatz:

Mattierung: Die Bestrahlung von Oberflächenbeschichtungen mit kurzwelliger Excimer-Emission führt zu einer Polymerisation in der obersten Schicht des Lackes. Auf der Oberfläche bildet sich ein dünner gehärteter Film. Da die Polymerisation zudem eine Schrumpfwirkung bewirkt, weist der oberflächennahe Film Mikro-Faltungen auf, wodurch eine matte Oberfläche entsteht. Die Tiefenhärtung der Beschichtung erfolgt nachgeschaltet mit konventionellen UV-Mitteldrucklampen. Maßgebliche Einsatzgebiete sind PVC-Fußboden, Dekorfolien für die Möbel- und Fußbodenindustrie, Faserplatten und Laminate sowie Holzplatten und Kunststoffteile im Automotive-Bereich.

Bleichen & Desinfektion: Ozon entsteht bei Wellenlängen unterhalb 242nm. Aufgrund der Wellenlänge von 172nm und der damit verbundenen energiereichen Strahlung ist eine Excimerlichtquelle ein effektiver Ozongenerator. Ozon findet in der Textil- und Zellstoffindustrie als Bleichmittel Verwendung oder wird aufgrund seiner viruziden, bakteriziden und fungiziden Wirkung auch im Bereich der Desinfektion von Wasser und Luft eingesetzt. Eine Schädigung der DNA findet bei Wellenlängen von bis zu 280nm statt, dann können sich Bakterien und Viren nicht mehr vermehren.

Reinigung und Modifizierung von Oberflächen: UV-Reinigungsverfahren spielen eine wichtige Rolle in der Display- und Halbleiterbranche. UV-Emission mit sehr kurzer Wellenlänge wird zum Aufbrechen der Verbindungen organischer Substanzen eingesetzt. Durch die zusätzliche Erzeugung von Ozon werden diese Verunreinigungsstoffe zu Kohlendioxid und Wasser oxidiert. Das Ergebnis ist eine saubere Oberfläche. Die Modifizierung von Oberflächen dient der Verbesserung der Oberflächenspannung für eine bessere Benetzbarkeit. Die Benetzbarkeit wird über den Kontaktwinkel gemessen. Eine signifikante Wirkung mit Wellenlängen unter 200nm erreicht. Typisch wird Excimer-Technologie bei der Display- und Touch-Panelherstellung sowie der Waferproduktion eingesetzt.

Auf dem neuen UV Technologie Campus von IST Metz können an der hauseigenen Laboranlage mit Excimer-Technologie kundenspezifische Versuche zur Ermittlung optimaler Parameter durchgeführt werden. Die über drei Meter lange Anlage verfügt über drei Excimer-Aggregate. Eine dünne Lackschicht härtet an der Oberfläche sehr schnell über dem flüssigen Untergrund und zieht sich zusammen, ohne tiefer liegende Lackschichten zu beeinflussen. Durch die unmittelbar anschließende Endtrocknung mit UV oder LED lässt sich der fein gefaltete Zustand der Oberfläche konservieren. Das Ergebnis der Mattierung mit Excimern sind Oberflächen, die eine extrem hohe Kratz- und Abriebfestigkeit aufweisen, sowie eine hohe chemische Resistenz.

Außerdem kann ein Infrarot-Modul zur Vorwärmung und Einstellung der Lackviskosität genutzt werden. Die maximale Arbeitsgeschwindigkeit beträgt 200 m/min. Hierfür wurde eigens eine Beschleunigungsstrecke integriert. Proben bis zu einer Materialdicke von 50 mm können damit sicher verarbeitet werden. Dank der umfangreichen Konfiguration können Versuche für eine Vielzahl industrieller Anwendungen auf verschiedensten Substraten durchgeführt werden. (OM-09/23)