Oberflächentechnologie

Forschungsprojekt

UV-härtende Druckfarben aus nachwachsenden Rohstoffen

UV-härtende Druckfarben basieren derzeit überwiegend auf petrochemischen Rohstoffen. Darüber hinaus wird in den meisten Druckfarben dieser Art Acrylsäure als UV-härtende Bindemittelkomponente verwendet, die ebenfalls kommerziell nicht aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen wird und darüber hinaus gesundheitlich bedenklich ist. Gemeinsam mit den Unternehmen Worlée Chemie GmbH und Jänecke+Schneemann Druckfarben GmbH entwickeln wir neuartige acrylat-freie Druckfarben ausgehend von nachwachsenden Rohstoffen unter Verwendung von Itaconsäure als UV-härtenden Baustein. 

© Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau

Druckfarbe

© Fraunhofer WKI | Manuela Lingnau

Farbfächer

UV-härtende Druckfarben finden in den letzten Jahren verstärkt Anwendungen in vielen Bereichen der Druckindustrie und verzeichnen stabile Wachstumsraten. Die Erklärung hierfür liegt in mehreren Vorteilen der UV-trocknenden Farben im Vergleich zu Lösemittel- bzw. wasserbasierten Farben: Die nahezu sofortige Trocknung der Farbe erlaubt höhere Druckgeschwindigkeiten und führt zu einem geringeren Energieverbrauch, da eine physikalische Trocknung nicht mehr nötig ist. Darüber hinaus werden im Vergleich zu lösemittelbasierten Farben die VOC-Emissionen erheblich reduziert. Dadurch sind keine Belüftungs- bzw. Lösemittelrückgewinnungsanlagen mehr erforderlich und das Brandrisiko ist erheblich niedriger. Weiterhin weisen UV-härtende Farben eine verbesserte Haftung auf Kunststoffen auf und werden daher vermehrt im Verpackungsdruck eingesetzt.

Jedoch weisen Farben dieser Art auch einige Nachteile auf. Die klassischen Bindemittelvorstufen der Druckfarbenformulierungen bestehen in der Regel aus Verbindungen, welche mit Arcyl-oder Methacrylsäure verestert sind. Diese verfügen über ein ernst zu nehmendes allergenes Potential, welches zu schweren Kontaktallergien führen kann. Zudem gibt es im Gegensatz zu physikalisch trocknenden Druckfarben im UV-härtenden Bereich weitaus weniger Farbsysteme, deren Bindemittel aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen. Aus diesem Grund ist eine Alternative zu (Meth)acrylaten aus nachwachsenden Rohstoffen von großem Interesse.

Hier setzt das Projekt an. Gemeinsam mit den Industriepartnern entwickeln wir lösemittelfreie Polymerharze unter Verwendung von Itaconsäure und weiteren biobasierten Monomeren und untersuchen diese in Druckfarbenformulierungen. Ziel ist die Entwicklung von acrylat-freien Druckfarben mit einem möglichst hohen Anteil an nachwachsenden Rohstoffen.

Förderung

Fördermittelgeber:
Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMEL)

Projektträger:
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR)

FNR-Förderkennzeichen: 
22015514, 22015614, 22011014

Laufzeit:
1.1.2015 bis 31.12.2017