Forschung und Entwicklung

Mit Terahertz-Wellen auf der Suche nach Gelpartikeln

Können Terahertz-Wellen Gelpartikel in Kunststoffschmelzen detektieren und den Aufschmelzgrad charakterisieren? Diesen Fragen geht das SKZ in einem Forschungsprojekt nach.

Im Rahmen einer nachhaltigeren Produktion wird das Thema Recycling immer wichtiger. Ein Nachteil bei der Verwendung von recyceltem Material besteht jedoch im vermehrten Aufkommen von so genannten Gelpartikeln und ungewissen Aufschmelzgraden. Dies führt insbesondere bei Verpackungsanwendungen zu Qualitätsproblemen. Die Definition von Gelpartikeln ist dabei nicht eindeutig, denn sowohl unaufgeschmolzenes Fremd- als auch teilvernetztes Grundmaterial werden als Gelpartikel bezeichnet. Die Prüfung auf Gelpartikel erfolgt bis dato über die Herstellung von Folien oder Platten und einer anschließenden visuellen Inspektion. Dies ist zeitaufwändig und ermöglicht keine 100%-Kontrolle. Große Ausschussmengen und nur zeitverzögerte Korrekturmöglichkeiten führen zu einer geringen Wirtschaftlichkeit.

„Die Terahertz-Technologie (THz) ermöglicht hingegen eine wirtschaftlich sinnvolle 100%-Inline-Kontrolle direkt an der Kunststoffschmelze im Extruder. Die dabei verwendete THz-Strahlung ist im Vergleich zur Röntgenstrahlung nicht ionisierend und damit gesundheitlich völlig unbedenklich. Die Prüfung erfolgt berührungsfrei und ist weitestgehend temperaturunabhängig“, erklärt SKZ-Wissenschaftler Marcel Mayr.

Im Rahmen eines öffentlich geförderten Forschungsprojekts werden am Kunststoff-Zentrum SKZ die zur Detektion von Gelpartikeln notwendigen THz-Komponenten in einen Extruder integriert. Da Gelpartikel in der Regel einen anderen Aggregatszustand (fest) als die umgebende Schmelze (flüssig) und somit zusätzliche Grenzflächen aufweisen, wird eine Inline-Detektion ermöglicht. Der Aufschmelzgrad der Kunststoffschmelze wird hingegen durch unterschiedliche Absorptionseffekte messbar gemacht. Werden diese Effekte auf physikalische Wechselwirkungsmechanismen reduziert und in ein Systemmodell überführt, können Aussagen über den Aufschmelzgrad und vorhandene Gelpartikel getroffen werden.

Das Projekt ist Anfang März 2020 gestartet und hat eine Laufzeit von zwei Jahren. Allen Firmen, die Interesse an einer im Prozess dokumentierten Produktqualität der Kunststoffschmelze haben und sich besonders für Gelpartikel und Aufschmelzgrade interessieren, haben die Möglichkeit, kostenlos und unverbindlich an dieser Entwicklung teilzuhaben.

Das Vorhaben mit dem Förderkennzeichen 21044 N wird über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschung (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags gefördert. Das SKZ bedankt sich für die finanzielle Unterstützung.

Über FSKZ e. V.

Das SKZ ist Mitglied der Zuse-Gemeinschaft. Diese ist ein Verbund unabhängiger, industrienaher Forschungseinrichtungen, die das Ziel verfolgen, die Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit der Industrie, insbesondere des Mittelstandes, durch Innovation und Vernetzung zu verbessern.

Firmenkontakt und Herausgeber der Meldung:

FSKZ e. V.
Friedrich-Bergius-Ring 22
97076 Würzburg
Telefon: +49 931 4104-0
https://www.skz.de

Ansprechpartner:
Marcel Mayr
Telefon: +49 (931) 4104-455
E-Mail: m.mayr@skz.de
Angela Diel
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Telefon: +49 (931) 4104-197
Fax: +49 (931) 4104-276
E-Mail: a.diel@skz.de
Für die oben stehende Pressemitteilung ist allein der jeweils angegebene Herausgeber (siehe Firmenkontakt oben) verantwortlich. Dieser ist in der Regel auch Urheber des Pressetextes, sowie der angehängten Bild-, Ton-, Video-, Medien- und Informationsmaterialien. Die United News Network GmbH übernimmt keine Haftung für die Korrektheit oder Vollständigkeit der dargestellten Meldung. Auch bei Übertragungsfehlern oder anderen Störungen haftet sie nur im Fall von Vorsatz oder grober Fahrlässigkeit. Die Nutzung von hier archivierten Informationen zur Eigeninformation und redaktionellen Weiterverarbeitung ist in der Regel kostenfrei. Bitte klären Sie vor einer Weiterverwendung urheberrechtliche Fragen mit dem angegebenen Herausgeber. Eine systematische Speicherung dieser Daten sowie die Verwendung auch von Teilen dieses Datenbankwerks sind nur mit schriftlicher Genehmigung durch die United News Network GmbH gestattet.

counterpixel