Partikel für Partikel Qualität

Zur Erzeugung unterschiedlichster Prüfaerosole werden verschiedene Gerätevarianten für Feststoff- und Flüssigaerosole angeboten. Die für die Partikelmessung notwendige Partikelkonditionierung findet in Form von Verdünnungssystemen, Neutralisatoren, Diffusionstrocknern und speziellen isokinetischen Probenahmesystemen Berücksichtigung. Die Ermittlung von Partikelgrößenverteilungen lässt sich sowohl für Prozessgase als auch für Prozessflüssigkeiten realisieren. Für reinraumtechnische Anwendungen hat das Unternehmen Topas einen optischen Partikelzähler im Programm. Für höher konzentrierte Aerosole bietet das Laser Aerosol-Partikelgrößenspektrometer eine sichere und hochaufgelöste Analyse.

Darüber hinaus steht ein Partikelsensor – Polymer Melt Particle Sensor – speziell für die Qualitätssicherung in der Kunststofftechnik zur Verfügung, der die Möglichkeit einer kontinuierlichen Dokumentation der Reinheit von Kunststoffprodukten bereits im Schmelzezustand während des Extrusions-Aufbereitungsprozesses bietet. Diese prozessnahe Qualitätsanalyse trägt im Produktionsmaßstab erheblich zur Vermeidung größerer Fehlchargen bei und ist außerdem ein sinnvolles Instrument zur effektiven Prozessoptimierung und Produktentwicklung. Mehrere Geräte sind in Deutschland und den USA unter Industriebedingungen im Dauereinsatz. Darüber hinaus wird eine Erweiterung des Anwendungsbereiches dieser Messmethodik für weitere Aufgaben innerhalb der Kunststofftechnik angestrebt.

Die bestehenden Reinraumkonzepte Spritzgießtechnik liefern einen ausreichenden Schutz vor Produktkontaminationen aus der Produktionsumgebung. Mit diesen Konzepten allein kann jedoch die geforderte hohe Produktqualität für besonders hochwertige Anwendungen nicht uneingeschränkt gewährleistet werden, da Produktverunreinigungen aus dem vorgeschalteten Extrusionsprozess sowie von der Verarbeitungsmaschine eingebrachte Partikelverunreinigungen nicht vollständig auszuschließen sind. Aus diesem Grund soll der Einsatz der bestehenden Messtechnik zur kontinuierlichen Kontrolle und Dokumentation der Schmelzequalität während der Kunststoffverarbeitung geprüft werden. Zur Umsetzung dieses Vorhabens ist Topas Mitglied im Kompetenzverbund „Qualitätssicherung und Prüftechnologien in der Kunststofftechnik“ unter Leitung des Kunststoff-Zentrums in Leipzig.

Nanofüllstoff-Verteilung im Griff

Eine weitere Anwendung dieser Messmethodik zielt auf die zeitnahe Analyse der Dispergierung von Nanofüllstoffen in unterschiedlichen Basispolymeren. Für diese neuartigen Kunststoff- produkte besteht ein direkter Zusam- menhang zwischen der Verteilung der in die Polymermatrix zugemischten Nanopartikel und den resultierenden finalen Produkteneigenschaften. Dazu zählen beispielsweise mechanische Materialeigenschaften, das Flammschutzverhalten sowie entsprechende Barrieremechanismen. Diese Untersuchungen sind Bestandteil des Forschungsprojekts Multihybrids innerhalb des 6. EU-Forschungsrahmen-Programms, bei dem neben Topas über 20 europäische Partner aus Forschung und Industrie beteiligt sind. Die aktuellen Forschungsergebnisse wurden auf der diesjährigen Jahrestagung der Polymer Processing Society PPS-24 in Salerno/Italien vorgestellt.