Wie Qualität und Entwicklungszeiten in der Kosmetik-Industrie mit einem Rheometer gesteigert wird

Anbieter zum Thema

Anton Paar GmbH

Shimadzu Deutschland GmbH

Müller DrumTec GmbH

Hellma GmbH & Co. KG

Schwan-STABILO Cosmetics GmbH & Co. KG

Einfluss von Temperatur

Mit dem Rheometer-System MCR von Anton Paar können die Wissenschaftler mit hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit über Peltier-Temperiersysteme den Einfluss von Temperaturbeanspruchungen auf unterschiedliche Massen simulieren. Daraus ergibt sich ein großes Vorhersagepotenzial für Prozessentwicklung, Kompatibilitätsfragestellungen, Stabilität, Temperaturstabilität und Applikationseigenschaften.

Im Labor können die Mitarbeiter Belastungen aus den Herstellverfahren von Massen mit rheologischen Messungen nachstellen und daraus Rückschlüsse auf Leistungseinträge, Energiedichten, Dispergier- und Emulgiervorgänge ziehen. Umgekehrt lässt sich mit der rheologischen Charakterisierung eines Produktes in verschiedenen Stadien entscheiden, ob es geknetet, gerührt, gewalzt oder hochleistungshomogenisiert werden muss. Um im Vorfeld zu bestimmen, ob es Sinn macht, die Masse in einer Flasche, einer Drehmechanik oder einem Dispenser darzureichen, wird standardmäßig ein Amplitudensweep durchgeführt. Das Niveau des Speichermoduls G’ und der Crossover von Speicher- und Verlustmodul über der Schubspannung liefern gute Vorhersagen über die Pumpbarkeit einer Masse bei der Abfüllung und deren Casing-Eignung.

Präzise Definitionen sind möglich

Ebenso werden die Rheometer mit selbst gebauten Messeinrichtungen in der DMA (dynamisch-mechanische Analyse) eingesetzt: Man ist in der Lage, per DMA komplexe Mechaniken und Einzelteile zu überprüfen. Es ist möglich, eine komplette Masse-Casingeinheit in ein Rheometer einzuspannen und das Zusammenspiel verschiedenster Materialkomponenten, Texturen und Hilfsstoffe zu untersuchen.Gerade das MCR bietet hier eine hohe Flexibilität. Insbesondere der Synchronmotor des Gerätes erlaubt es, neben den bei Asynchronmotoren bevorzugt drehmomentbasierten Vorgaben, besonders präzise und verzögerungsarm Deformations-, Winkel- oder Drehzahlvorgaben zu definieren. Diese werden häufig für Spezialmessprogramme aber auch überwiegend bei rheologischen Standardmessungen genutzt. Viele Methoden lassen sich auf Basis von Deformations- und Drehzahlvorgaben für wässrige Tinten bis hin zu zähen Mascaras vereinheitlichen. Lediglich Messtemperatur und Temperierzeit müssen der Fragestellung entsprechend angepasst werden. Hierzu genügen wenige Vorlagen, in denen außerdem häufig benötigte Darstellungen und Auswertefunktionen hinterlegt sind. Der native Netzwerkanschluss der Geräte, die Übertragung des Messprogrammes direkt in die Gerätesteuerung und die automatische Messdatensicherung gewährleisten insbesondere bei langen Messungen z.B. über Nacht eine stabile Datenverbindung ohne Datenverlust durch Verbindungsabbrüche oder Steuerungspannen, was letztendlich wertvolle Messzeit spart.

Vergleichbare Messdaten erzeugen

Mit dem neuen System ist man jetzt in der Lage, qualitätsrelevante Zustände einer Textur bei Lagerung, Transport oder Applikation zu charakterisieren, was im Gegensatz zu Relativmesssystemen Aussagen zur physikalischen Realität eines Produktes und seines Umfeldes – und nicht nur zu irgendeinem relativen Messpunkt mit fragwürdiger Aussagekraft – ermöglicht. Mit den Strukturdaten aus verschiedenen Belastungszuständen einer Textur liegen Daten vor, die aussagekräftig und vertrauenswürdig sind.

Doch auch die Darstellung der Daten ist von großer Bedeutung. Insbesondere hier liegt eine der größten Stärken des MCR. Die Rheo-Plus-Software verfügt über Vorlagen mit praktisch allen rheologischen Auswertefunktionen sowie frei definierbaren mathematischen Operationen und Datenfiltern, die automatisch in den Ablauf einer Messung integriert werden können. In einer Arbeitsmappe können zahlreiche Messungen, Grafiken und Auswertefunktionen erstellt und unabhängig voneinander gespeichert werden. Im Auswerteteil einer Arbeitsmappe stehen einfach zu nutzende Funktionen zur Verfügung, die in Excel ohne VBA-Makro nicht zu realisieren wären. Die Software ermöglicht es außerdem, zusammen mit einem kleinen Tool, Messdaten und in der Software automatisch getroffene Freigabeentscheidungen auftragsbezogen in eine Archivdatenbank zu übertragen. Dies macht sich in punkto Arbeitsaufwand und Fehlerhäufigkeit positiv bemerkbar.

*M. Platthaus, Redaktion LaborPraxis, E-Mail: marc.platthaus@vogel.de

(ID:302708)