Inert-UV-Systeme mit EFD Technologie Inert UV Systems with EFD Technology > Franz Knopf

1. 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

2. 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

3. Video Trommeltrockner

4. 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.

6. 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

7. Chemische und Physikalische GrundlagenChemical 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.

8. Luft mit 21 % Sauerstoff air with 21 % oxygen Sauerstoff reduziert / inert oxygen reduced / inert UV-Belichtung / UV-exposure UV-Belichtung / UV-exposure N2 Luft / Air UV-Farbe / UV-ink UV-Farbe / UV-ink H2O N2 Bindemittel / Pigmente binders / pigments H2O N2 Bindemittel / Pigmente binders / pigments O2 Photo-Initiator O2 Photo-Initiator Einfluss der O2-Inhibierung auf die Produktqualität O2-inhibition has a major impact on the quality of products

9. Wie viel UV-Leistung benötigt der Prozess? How much UV-power is necessary for the process?

10. Kühlluft / Cooling air Kühlwasser Cooling water Extrudiertes Aluminium Extruded aluminium IR-Stahlung IR-radiation Reflektierte UV- Strahlung Reflected UV- radiation UV-Lampe UV-lamp Reflektierte UV- Stahlung Reflected UV- radiation Direkte UV- Stahlung Direct UV- radiation Metallreflektor mit Dichroitischer Beschichtung Metal reflector with dichroic layers

11. 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.

13. In welcher Zeit härtet eine radikalische Schicht aus? What is the time needed to harden a radical layer?

14. Δt = 30 ns Fotoinitiator Photo Initiator 2 Radikale 2 Radicals Foto-Spaltung des -Cleaver Darocur 1173 Photo decomposition of -cleaver Darocur 1173 Die Reaktion ist innerhalb der Kammer abgeschlossen. The reaction is completed within the reaction chamber.

15. Wo stört innerhalb eines UV-Systems der Luftsauerstoff die Polymerisation? Where does the oxygen interfere with the polymerization within a UV Inert System ?

16. Traditionelle Stickstoff-Rakel-Düse zum Entfernen der laminaren Luft-Grenzschicht. Conventional Nitrogen Knife for removing the laminar air boundary layer. N2

17. Labyrinth Labyrinth N2-Düse 3 N2-nozzle 3 Abluft Exhaust air N2-Düse 2 N2-nozzle 2 UV-Lampen UV-lamps N2-Rakel, Düse 1 N2-knife, nozzle 1 Substrat Substrate Traditionelles Inert-UV-System ConvertionalInert UV System

18. 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.

19. Testreihe 1 Test series 1 Elektrode E1 Chargingbar E1 Elektrode E1 Charging bar E1

20. Ergebnisse Testreihe 1 Results test series 1 Messung des Restsauerstoffs ohne Farbauftrag Measurement of the residual oxygen without ink

21. Aufladeelektroden / Charging bars E3 E2 E1 UV-oder ES-Einheit UV-or ES-unit Schleppstömung Slip air stream Strahlung / Radiation DC-Plasma Strom / Current Inertgas-Grenzschicht Inert gas boundary layer Rest-Grenzschicht Residual boundary layer Inertgas-Düse Inert gas nozzle Turbulente Grenzschicht Turbulent boundary layer Laminare Grenzschicht Laminar boundary layer Modellvorstellung Model imagination

22. Testreihen 2 bis 4 an einer Flexodruckmaschinebeim Farbenhersteller Hostmann-Steinberg, Celle. Test series 2 up to 4 in a flexo printing unit at Hostmann-Steinberg, Celle, ink manufacturer.

23. Testreihe 2 bis 4 Test series 2 up to 4 Inert-UV-System Testkonfiguration / Test Configuration

24. Ergebnisse Testreihe 2 bis 4 Results test series 2 up to 4 Versuche ohne Farbe Trials without ink 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.

25. 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.

27. 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.

28. 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 %.

29. 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.

30. 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 printing plant.

31. 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.

32. Prozesstechnische Vorteile Process-related Benefits • Better hardness and adhesion • Higher gloss • Less material shrinking • Higher web speed • Reduced odor emission • Bessere Härte und Haftung • Höherer Glanzgrad • Geringerer Materialschrumpf • Höhere Bahngeschwindigkeit • Reduzierte Geruchsemission

33. 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 UV Technology is also suitable for retrofitting. • Short payback of the EFD-equipment – several month up to max. 1 year.

34. Last but not least ! Last but not least ! Aktuelle Entwicklung des Marktes für Druckmaschinen, ausgerüstet mit UV-Systemen Current market trends for printing presses, equipped with UV systems

35. Flexo printing • Primary packaging food industry • Cardboard liquid packaging • Flexodruck • Primärverpackungen im Lebensmittelbereich • Kartonagen Flüssigverpackungen

36. Druckmaschinen, jährliche Zuwachsraten Printing presses, annual growth rate

37. Heat offset • Forms • Mailings • Checks • Lottery-tickets • Labels • Rollenoffset • Formulare • Mailings • Schecks • Lotterielose • Etiketten

38. Gravure printing • Labels • Varnishing • Tiefdruck • Etiketten • Lackierungen

39. 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

40. 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?

41. 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.

42. Danke Thank you Mercie Beaucoup Muchos Gracias Mille Grazie