UV-C straling zorgt voor snelle degeneratie van kabels

Tests bij LAPP tonen aan dat UV-C-straling een agressiever effect heeft op kabelplastics dan gedacht. Dat heeft gevolgen voor fabrikanten en gebruikers van UV-C-desinfectieapparatuur. Maar LAPP-experts hebben ook goed nieuws.

LAPP-UVC-Titel-1500x740-1-1440x710

In de huidige discussie over de aanschaf van luchtreinigers voor scholen en openbare gebouwen steeds vaker de afkorting UV-C op. Dit is een ultraviolette straling die de genetica van virussen, bacteriën en schimmelsporen vernietigt. Daarom wordt het steeds meer gebruikt in de industrie, waar producten of oppervlakken alleen kunnen worden gedesinfecteerd zonder milieubelastende of agressieve chemicaliën. Dit is bijvoorbeeld het geval in drinkwaterbehandelingssystemen of de levensmiddelenindustrie, of op schepen waar ballastwater moet worden gedesinfecteerd zodat micro-organismen niet als verstekelingen naar andere delen van de wereld kunnen worden vervoerd. En sinds kort dus ook in luchtzuiveraars of UV-C-reinigingsrobots die het coronavirus elimineren.

UV-C-technologie sterk in opkomst

Overal waar veel licht is, is ook schaduw. Reinigen en desinfecteren met kunstlicht is niet helemaal veilig. Wetenschappers zijn unaniem en classificeren korte golf UV-C-straling als schadelijk voor de gezondheid, bijvoorbeeld voor ogen, huid en genetische stof. Over de natuurlijke UV-C-straling van de zon, hoeven we ons geen zorgen te maken. Die wordt tegengehouden door de ozonlaag en geabsorbeerd door de zuurstofmoleculen in de lucht. Daarom hoeven zonnebrandcrèmes alleen bescherming te bieden tegen UV-A- en UV-B-stralen met een lage energie en een langere golflengte. We zijn van nature beschermd tegen UV-C-zonnebrand. Maar hoe zit het met transportbanden, leuningen van roltrappen, apparatuur in fitnessstudio's, treinwagons, bioscopen, restaurants, magazijnen, openbare wachtruimten, liften of kantoorruimten? Gezien de bezorgdheid over besmettingen met het coronavirus heeft de UV-C-technologie hier voor een enorme doorbraak gezorgd. Zijn de materialen, vooral kunststoffen, bestand tegen behandeling met deze hoogenergetische straling?

Golflengtebereik van ultraviolette straling (bron: Wikipedia)

Deze vraag lijkt fabrikanten van UV-C-apparaten steeds meer zorgen te baren. Sinds eind 2020 heeft LAPP steeds meer vragen gekregen over de duurzaamheid van kabels die aan UV-C-straling zijn blootgesteld. De deskundigen van LAPP moesten toegeven dat zij dat niet precies weten - er is verbazingwekkend weinig bekend over het effect van UV-C op materialen, met name kunststoffen in kabelmantels. Daar zijn verschillende redenen voor: Ten eerste is er tot nu toe vanuit de markt geen vraag geweest naar productoplossingen die speciaal voor UV-straling zijn ontworpen. In plaats daarvan hebben de gebruikers kabelproducten besteld die ten minste UV-bestendig zijn volgens ISO 4892. Deze verweringstest test echter alleen op UV-A- en UV-B-straling, die buiten voorkomen. Deze kabels zijn ofwel zwart omdat hun mantel roet bevat dat hen tegen "zonnebrand" beschermt, ofwel zijn zij gemaakt van zeer hoogwaardige verbindingen zoals polyurethaan, die van nature een goede weerbestendigheid en UV-bestendigheid hebben. Of deze test ook betrouwbare uitspraken doet over de hoogenergetische UV-C-straling is niet gevraagd en kon bij gebrek aan ervaring niet worden bevestigd. Anderzijds is er momenteel geen bruikbare gestandaardiseerde test voor het testen van de veroudering van aan UV-C-straling blootgestelde kabels. Tot voor kort waren er nauwelijks geschikte testtoestellen op de markt die de gewenste testvereisten op bevredigende wijze konden simuleren. Over de effecten van UVC-straling op de veroudering van isolatie- en mantelkunststoffen was ook geen enkele informatie voorhanden.

De meeste mantelmaterialen falen

LAPP heeft de groeiende belangstelling aangegrepen om deze vraag tot op de bodem uit te zoeken en heeft het project ULTRAFOS-C 254 gelanceerd. Het getal geeft de golflengte aan waarmee ontsmettingsapparatuur normaliter werkt. UV-C-straling van 254 nanometer is de beste manier om ziektekiemen te doden. Bij gebrek aan een gestandaardiseerde testnorm heeft het LAPP-laboratorium een testprocedure ontwikkeld waarbij kabelmaterialen permanent en met hoge intensiteit gedurende enkele weken worden blootgesteld aan UV-C-straling met deze golflengte. De resultaten zijn verbluffend maar tegelijkertijd enigszins verontrustend. Van de tot nu toe gebruikelijke UV-tests volgens ISO 4892 kunnen de resultaten op geen enkele manier worden overgedragen op UV-C-toepassingen. De test betrof 200 proefstukken van verschillende ÖLFLEX® standaardkabels van LAPP met verschillende mantelmaterialen: PVC, PUR, TPE ROBUST, cross-linked elektronenbundel compounds en halogeenvrije compounds, elk met verschillende kleuren. Na enkele weken van intensieve bestraling werden de treksterkte en de rekwaarden bepaald in een trektestapparaat en werden verschillende analytische metingen uitgevoerd op de materialen met behulp van röntgenfluorescentie en IR-spectrometrie. Bijna alle proefmonsters vertoonden aanzienlijke veranderingen, zowel door visuele variaties in kleur en oppervlak, als in de mechanische eigenschappen. Sommige verdampten weekmakers of additieven voor vlamvertraging, sommige roken onaangenaam, vele werden bros en braken bij buigen. Zelfs kabels met cross-linked copolymeer buitenmantels, die zijn ontwikkeld voor een hoge mate van UV-bestendigheid, presteerden niet goed in de test.

De ROBUST-serie is UV-C-bestendig

ÖLFLEX® ROBUST is UV-C-bestendig

ÖLFLEX® ROBUST is UV-C-bestendig

Maar er is ook goed nieuws: alle kabeltypes uit de ROBUST-serie van LAPP hebben de test doorstaan. Onder deze naam combineert het bedrijf kabelproducten uit de series ÖLFLEX®, UNITRONIC® en ETHERLINE®, die bijzonder geschikt zijn voor contact met bio-oliën. Het mantelmateriaal werd oorspronkelijk 25 jaar geleden ontwikkeld, nadat de wetgever in de jaren negentig steeds meer aandrong op vervanging van minerale oliën door milieuvriendelijker bio-oliën. In die tijd dacht men ook dat kunststoffen die bestand zijn tegen minerale oliën, ook bestand zijn tegen bio-oliën. Dit was een vergissing. In feite kunnen bio-oliën conventionele kabelmantels aantasten. De situatie is nu vergelijkbaar met desinfecterende UV-C-straling in vergelijking met UV-A- en UV-B-straling. Dankzij zijn moleculaire structuur en additieven is het materiaal dat gebruikt wordt in de ROBUST-serie dusdanig ontworpen dat het niet aangetast kan worden door bio-oliën en, sinds kort, zelfs UV-C-straling. De ROBUST-kabels zijn tegenwoordig verkrijgbaar in vele varianten als voedings- en besturingskabels, maar ook als datakabels.

"Voor onze klanten die kabeloplossingen nodig hebben voor toepassingen met UV-straling, is er geen dringende noodzaak om in actie te komen", zegt Frank Hörtnagl, productmanager ÖLFLEX® bij LAPP. "Met onze ROBUST-serie kunnen ze veel van hun toepassingseisen afdekken." Daarvoor is het wel nodig dat klanten die UV-C-desinfectietechnologie produceren of gebruiken, zich bewust worden van de problematiek. Met geschikte kabels uit de ROBUST-serie kunnen klanten profiteren van langere onderhoudsintervallen en producten fabriceren voor hogere hygiëne-eisen. Een eigen productlijn van UV-C-bestendige kabels op basis van ROBUST opzetten om de selectie voor klanten te vergemakkelijken, is nog niet besloten.