Partikeln auf der Spur

Je nach Randbedingungen sind für optimale Ergebnisse unterschiedliche Verfahren erforderlich, die eine entsprechende Geräteauswahl voraussetzen. Dabei eröffnen neue Systeme immer wieder neue Prüfmöglichkeiten. Topas verfügt als Gerätehersteller nach eigenen Angaben auf dem Gebiet der Partikel- und Aerosoltechnologie über langjährige Erfahrungen bei der Erzeugung, Handhabung und Charakterisierung von Aerosolen, Suspensionen und Emulsionen. Zur Generierung von Feststoff- und Flüssig-Aerosolen stehen unterschiedliche Geräte zur Verfügung.

Die Einsatzmöglichkeiten für diese Aerosolgeneratoren betreffen neben der Filterprüfung auch Anwendungen innerhalb der Kunststofftechnik. Ein neu entwickeltes Gerätesystem kann beispielsweise zur Dosierung pulverförmiger Additiv- bzw. Füllstoffmengen im Bereich von 50 mg/h bis 20 g/h bei der Extrusionsaufbereitung eingesetzt werden. Der Vorteil gegenüber bestehenden Dosiersystemen liegt neben dem niedrigen Dosierbereich in der zusätzlich implementierten Dispergierung der zugeführten Additive und Füllstoffe. Größere Agglomerate werden bereits vor dem Einmischen in die Polymerschmelze aufgeschlossen, was eine deutlich homogenere Verteilung in der Polymermatrix bewirkt.

Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Kombination geeigneter Aerosolgeneratoren, Probenahme- und Verdünnungssysteme sowie Partikelzähler zur Überprüfung reinraumtechnischer Anlagen. Diese werden verstärkt in der Kunststoffverarbeitung spezieller sensibler Produktgruppen eingesetzt. Zur Überprüfung eines solchen Reinraums werden die Hochleistungsfilter zunächst im eingebauten Zustand mit einem definierten Prüfaerosol beaufschlagt. Anhand von rohgas- und reingasseitiger Messungen mit einem Partikelzähler wird auf die Effizienz dieser Filterelemente geschlossen. Als Alternative zur Prüfung kompletter Reinräume bietet Topas spezielle Prüfstände an, mit denen einzelne Filterelemente bezüglich ihrer Druckverlust- und Partikelabscheidecharakteristik validiert werden können.

Ungeachtet der Möglichkeiten einer solchen Überprüfung ist zu beachten, dass durch derartige Reinraumkonzepte lediglich äußere Produktkontaminationen während der Kunststoffverarbeitung minimiert werden können. Zur Charakterisierung des Partikelzustandes der Polymerschmelze wird deshalb eine ausgereifte Lösung in Form eines optischen Sensorsystems angeboten, das die Schmelze- und damit die Endproduktqualität kontinuierlich dokumentiert. Die Adaption geschieht inline oder online bevorzugt am Extrusionsprozess, ist aber auch für Spritzgießanwendungen realisierbar. Die Reinheitskontrolle erfasst zuverlässig einzelne störende Partikel >18 µm. Über Alarmausgänge können entsprechende Stellmaßnahmen bei Überschreitung individuell festlegbarer Fehlergrenzen veranlasst werden. Dieses optische Sensorsystem wird bereits mehrfach im Produktionsmaßstab zur kontinuierlichen Qualitätssicherung eingesetzt. Darüber hinaus wurde die Eignung dieses speziellen Partikelsensors zur Abschätzung der Dispergierung von Nanocomposites während der Extrusionsaufbereitung im Rahmen eines europäischen Forschungsprojekts nachgewiesen.

Neben der prozessbegleitenden Qualitätsanalyse wird außerdem ein Porengrößenmessgerät zur strukturellen Charakterisierung verschiedener poröser Kunststoffprodukte angeboten. Beispiele dafür sind Polyester-Vliesstoffe, Melt-Blown-Filme, Mikrofiltrationsmembranen und Sinterkörper.