UVC-strålning får kablar att åldras snabbare

UVC är ultraviolett strålning av typ C, det vill säga en typ med särskilt korta våglängder, i området 280-100 nanometer. Sådan strålning är så energirik att den förstör virus, bakterier och svampsporer. Därför används UVC-strålning i allt högre grad inom industrier där produkter eller ytor endast får desinficeras utan att använda miljöfarliga eller aggressiva kemikalier. Exempel på sådana industrier är vattenrening och livsmedel, eller på fartyg där ballastvatten måste desinficeras så att mikroorganismer inte kan transporteras till andra delar av världen som fripassagerare. Och nyligen också i luftrenare och rengöringsrobotar, som eliminerar coronavirus.

Där det finns ljus, finns det också skugga. Att rengöra och desinficera med artificiellt ljus innebär vissa risker. Forskarvärlden är enig och klassificerar kortvågig UVC-strålning som skadlig för hälsan, exempelvis för ögon och hud. Naturlig UVC-strålning från solen är inget vi behöver bekymra oss för. Den blockeras av ozonlagret och absorberas av syremolekylerna i luften. Vi är naturligt skyddade mot UVC-solbränna.

Men hur är det med transportband, ledstänger, gymutrustning, tågvagnar, biografer, restauranger, lager, väntrum, hissar och kontorslokaler? Här har UVC-tekniken fått ett massivt genombrott i och med coronavirusets framfart. Tål materialen, i synnerhet plast, att utsättas för denna högenergistrålning?

Den frågan intresserar allt fler tillverkare av UVC-enheter. Sedan slutet av 2020 har LAPP fått allt fler frågor om hållbarheten hos kablar som utsätts UVC-strålning. Våra experter var inledningsvis tvungna att svara att de inte visste exakt – det finns förvånansvärt lite information om hur UVC påverkar material, särskilt plasten i kabelns yttermantel.

Det finns flera anledningar till informationsbristen. För det första har det tidigare inte funnits någon efterfrågan från marknaden på produkter och lösningar som är särskilt designade för att klara UV-strålning. Marknaden har nöjt sig med produkter som är UV-resistenta i enlighet med ISO 4892. Dessa produkter testas endast avseende UVA- och UVB-strålning, som finns utomhus. Den här typen av kablar är antingen svarta, eftersom yttermanteln innehåller kol som skyddar mot ”solbränna”, eller så är de tillverkade av ett mycket högkvalitativt material som polyuretan, med extremt hög väderbeständighet och UV-resistens. Huruvida testet för ISO 4892 gav tillförlitliga resultat även för UVC-strålning kunde inte bekräftas.

För det andra saknas det för närvarande ett standardiserat test för hållbarheten hos kablar som utsätts för UVC-strålning. Tills helt nyligen fanns inte heller någon lämplig testanordning på marknaden som på ett tillfredsställande sätt kunde simulera testkraven. Vad gäller UVC-strålningens effekt på åldrandet av plastmaterial i mantel och ledarisolation har man alltså, fram till nu, svävat i ovisshet.

Vi på LAPP ser det ökade intresset som en möjlighet att undersöka frågan närmare, och har därför startat projektet ULTRAFOS-C 254. Numret i projektnamnet betecknar den våglängd som normalt används i desinfektionsenheter. UVC-strålning med en våglängd på 254 nanometer är det bästa sättet att döda bakterier.

Eftersom det saknas ett standardiserat test har våra laboratorium utvecklat ett testförfarande där kabeln, under flera veckors tid, utsätts för permanent UVC-strålning av den nämnda våglängden. Resultaten är häpnadsväckande och till viss del oroande. De visar nämligen att resultaten från UV-testning enligt ISO 4892 inte alls gäller för UVC-applikationer.

I vårt test användes LAPPs standardkablar ur ÖLFLEX^®-serien. Vi använde 200 prover med yttermantlar av olika material; PVC, PUR, TPE (ROBUST), elektronstrålebehandlade tvärbundna material och halogenfria material, alla med olika färger. Efter flera veckors intensiv bestrålning mättes draghållfastheten och materialproverna genomgick ett antal analytiska mätprocesser med hjälp av röntgenteknik och IR-spektroskopi.

Nästan alla materialprover uppvisade väsentliga förändringar, dels på det visuella planet avseende färg och yta, men också på de mekaniska egenskaperna. Vissa mjukgörare och tillsatser för flamskydd hade förångats, vissa materialprover fick en obehaglig lukt och många blev spröda och gick av när de böjdes. Inte ens kablar med mantel av elektronstrålebehandlade tvärbundna material, som har utvecklats för att vara mycket UV-resistenta, klarade sig särskilt bra i testet.

Men det finns också goda nyheter! Alla kabeltyper i LAPPs ROBUST-serie klarade testet. I ROBUST-serien kombineras kabeltyper från våra varumärken ÖLFLEX^®, UNITRONIC^® och ETHERLINE^®, som är särskilt väl lämpade för kontakt med biooljor. Mantelmaterialet utvecklades för 25 år sedan, då mineraloljor började fasas ut för att ersättas med de mer miljövänliga biooljorna. På den tiden trodde man att plast som tål mineraloljor, även var resistent mot biooljor. Det stämde inte. Faktum är att biooljor kan leda till skador på konventionella kabelmantlar. Och nu är det alltså en liknande situation för UVC-strålning, jämfört med UVA- och UVB-strålning.

Molekylstrukturen och tillsatserna ger ROBUST-materialet egenskaper som gör att varken biooljor eller UVC-strålning kan skada det. I ROBUST-serien finns i många olika varianter av kraftkablar, styrkablar och datakablar.
– Kunder som behöver kabellösningar för applikationer med UV-strålning behöver inte vidta några omedelbara åtgärder, säger Frank Hörtnagl, LAPPs produktchef för ÖLFLEX^®. De kan använda ROBUST-seriens kablar, som täcker de flesta applikationskrav.

Däremot måste tillverkare och användare av teknik för UVC-desinfektion, bli medvetna om UVC-strålningens effekter. Med lämpliga kablar från ROBUST-serien kan våra kunder dra nytta av längre underhållsintervall, och tillverka produkter som uppfyller högre hygienkrav. Enligt Frank Hörtnagl kan det eventuellt bli tal om att utveckla en egen produktserie för UVC-resistenta kablar baserade på ROBUST-serien, för att underlätta för kunderna.

Det innebär dock inte att produktchefen kan luta sig tillbaka. Tillsammans med experterna på LAPPs laboratorium utvecklar han strategier för att göra fler av portföljens produkter UVC-kompatibla. För detta krävs först en vettig testprocess. Som har nämnts tidigare, utvecklades testet av LAPP och följer ingen etablerad teststandard. Den skulle dock kunna ligga till grund för en framtida internationell teststandard, men om en sådan skulle innefatta parametrar för strålningsintensitet och exponeringstid är fortfarande en öppen fråga.

För Frank Hörtnagl är det viktigast att ha ett testförfarande som möjliggör jämförelser.
– Det gör LAPP till en pionjär, och vi stöder utvecklingen av en universell teststandard.

Det gäller inte enbart kablar, eftersom LAPP tillverkar många andra produkter, exempelvis kontaktdon, förskruvningar, skyddsslang och märkning, som också kan påverkas kraftigt av UVC-strålning. Det vill experterna på LAPPs laboratorium undersöka härnäst. En sak är klar, säger Frank Hörtnagl:
– Skillnaden mellan UVA/UVB och UVC är större än vad man tidigare har trott – den är mycket större än bara en bokstav i alfabetet!