Der Tropfpunkt ist ähnlich, die Viskosität vergleichbar und die Säurezahl entspricht den Anforderungen. Warum ändert sich die Produktionsleistung nach der Umstellung auf ein anderes Wachsadditiv?
Für Unternehmen, die PE-Wachs, oxidiertes Polyethylenwachs (OPE-Wachs) und andere Schmierwachse verwenden, ist dies ein bekanntes Problem.
Ein Ersatzprodukt verfügt möglicherweise über ein TDS, das dem aktuell verwendeten Produkt sehr ähnlich ist, und grundlegende Labortests ergeben möglicherweise keine offensichtlichen Probleme. Sobald das Material jedoch in die eigentliche Produktion gelangt, kann es zu Veränderungen im Schmelzverhalten, dem Verarbeitungsdrehmoment, der Oberflächenqualität oder sogar der Bildung von Formablagerungen kommen.
In dieser Situation kann es verfrüht sein, zu dem Schluss zu kommen, dass das Produkt „nicht qualifiziert“ ist oder dass die Spezifikationen des Lieferanten falsch sind.
Die eigentlichen Fragen sind: Welche Unterschiede wirken sich auf die Anwendungsleistung aus? Können diese Unterschiede durch Tests identifiziert werden?
1. Warum garantieren ähnliche TDS-Parameter nicht die gleiche Anwendungsleistung?
Ein TDS fasst die technischen Eigenschaften eines Produkts zusammen. Es liefert kein vollständiges Bild seiner Leistung in einer bestimmten Anwendung. Selbst wenn mehrere gemeinsame Parameter ähnlich sind, beweist dies allein nicht, dass zwei Wachse in einer bestimmten Formulierung austauschbar sind.
1.1. Der gleiche Parametername garantiert nicht identische Testbedingungen
Stellen Sie zunächst sicher, dass die zu vergleichenden Parameter auf die gleiche Weise definiert und mit vergleichbaren Testmethoden gemessen werden.
Zum Beispiel:
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Tropfpunkt vs. Schmelzpunkt: Diese Begriffe können sich auf unterschiedliche Testdefinitionen und Messmethoden beziehen. Ähnliche Zahlenwerte bedeuten nicht unbedingt, dass die Ergebnisse direkt vergleichbar sind.
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Schmelzviskosität: Überprüfen Sie zusätzlich zum gemeldeten Wert die Testtemperatur, das Instrument und die Messbedingungen. Bei verschiedenen Temperaturen gemessene Viskositätswerte können nicht direkt verglichen werden.
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Säurewert: Bei Produkten wie OPE-Wachs spiegelt der Säurewert bestimmte chemische Eigenschaften wider, die mit der Oxidation verbunden sind. Es kann jedoch nicht unabhängig die gesamte Schmierleistung oder Kompatibilität mit anderen Formulierungskomponenten darstellen.
Daher besteht der erste Schritt bei der Ersatzbewertung nicht darin, zwei TDS-Dokumente einfach nebeneinanderzustellen, sondern zu überprüfen, ob die Eckdaten tatsächlich vergleichbar sind.
1.2. Ähnliche Grundparameter können unterschiedlichen Molekülstrukturen und Produkteigenschaften entsprechen
Selbst wenn Tropfpunkt, Viskosität und Säurezahl ähnlich sind, können sich zwei Wachse dennoch in der Molekulargewichtsverteilung, der Verzweigungsstruktur, den Kristallisationseigenschaften, dem Oxidationsgrad oder anderen Produkteigenschaften unterscheiden.
Ob diese Unterschiede von Bedeutung sind, hängt von der konkreten Anwendung ab.
Bei der PVC-Verarbeitung beispielsweise hängt die Leistung des Wachsadditivs von mehr als einem einzigen physikalischen Parameter ab. Sie wird auch durch das Verhalten des Wachses bei Verarbeitungstemperaturen, seine Wechselwirkungen mit dem Harz und anderen Additiven sowie seine Verteilung und Migration während der Verarbeitung beeinflusst.
Bei einigen Formulierungen können kleine Unterschiede kaum spürbare Auswirkungen auf das Endprodukt haben. Bei Systemen, die empfindlicher auf das Schmiermittelgleichgewicht, das Schmelzfenster oder die Oberflächenqualität reagieren, können diese Unterschiede jedoch die Verarbeitungsleistung verändern.
Es ist wichtig zu beachten, dass ein spezifischer Unterschied in der Molekülstruktur nicht allein aus einem einzelnen Parameter abgeleitet werden kann. Ebenso sollte ein Anwendungsproblem ohne unterstützende Testnachweise nicht direkt auf ein bestimmtes Strukturmerkmal zurückgeführt werden.
1.3. Die Leistung des Wachsadditivs hängt von der gesamten Formulierung ab, nicht nur von einem Bestandteil
Bei der Herstellung von PVC-Rohren und -Fittings wirken äußere Schmierstoffe, innere Schmierstoffe, Verarbeitungshilfsmittel, Stabilisatoren, Harzeigenschaften, Füllstoffe und andere Faktoren zusammen, um die Verschmelzung, den Fluss und die Oberflächenqualität zu beeinflussen.
Durch den Austausch eines Wachszusatzes bleibt das ursprüngliche Schmierstoffgleichgewicht nicht unbedingt erhalten, auch wenn die Dosierung unverändert bleibt.
Beispielsweise können Unterschiede in der Schmierwirkung oder im Verhalten bei Verarbeitungstemperaturen den Schmelzprozess, das Drehmomentprofil oder die Formablagerungsbildung verändern. Allerdings sind diese Effekte nicht unbedingt allein auf das Ersatzwachs zurückzuführen. Auch Änderungen der Rohstoffchargen, Rezepturverhältnisse oder Verarbeitungsbedingungen können dazu beitragen.
Daher müssen Ersatzprodukte innerhalb der tatsächlichen Formulierungs- und Verarbeitungsumgebung bewertet werden und dürfen nicht nur anhand ihrer Produktspezifikationen beurteilt werden.
2. Wie sollten Sie einen fehlgeschlagenen Wachsersatztest beheben?
Wenn die Laborergebnisse den festgelegten Anforderungen entsprechen, die Verarbeitungsleistung jedoch nicht zufriedenstellend ist, empfehlen wir, das Problem in der folgenden Reihenfolge zu untersuchen, anstatt sofort auf ein anderes Produkt umzusteigen.
Schritt 1: Bestätigen Sie, dass die Tests wirklich vergleichbar sind
Überprüfen Sie zunächst Folgendes:
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Werden die Schlüsselparameter beider Produkte mit denselben oder vergleichbaren Testmethoden gemessen?
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Sind Dosierung, Wiegemethode und Mischreihenfolge vor und nach dem Austausch konsistent?
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Sind die Ausrüstung, Temperatureinstellungen, Schneckengeschwindigkeit und Produktionsbedingungen konsistent?
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Stammen Harz, Füllstoffe, Stabilisatoren und andere Schmierstoffe aus denselben Chargen oder werden sie in denselben Dosierungen verwendet?
Wenn sich mehrere dieser Bedingungen gleichzeitig ändern, wird es schwierig zu bestimmen, ob der beobachtete Unterschied auf das Ersatzwachs oder auf andere Faktoren zurückzuführen ist.
Schritt 2: Grenzen Sie die möglichen Ursachen basierend auf dem beobachteten Problem ein
Unterschiedliche Verarbeitungsprobleme erfordern unterschiedliche Erstprüfungen.
| Beobachtetes Problem |
Zu untersuchende Schwerpunktbereiche |
| Änderungen der Schweißzeit oder des Verarbeitungsdrehmoments |
Schmierstoffbalance, Dosierung, Mischbedingungen und Verarbeitungsparameter |
| Oberflächenfehler, ungleichmäßiger Glanz oder verminderte Oberflächenqualität in Rohren |
Kompatibilität mit der Formulierung, Dispersion, Verarbeitungstemperatur und Änderungen bei anderen Rohstoffen |
| Erhöhte Ablagerungen auf der Matrize oder Form |
Einlagenzusammensetzung, Schmierstoffkombinationen, andere Additive und Verarbeitungsbedingungen |
| Veränderungen der Produkteigenschaften oder der Dimensionsstabilität |
Zusammensetzung der Formulierung, Schmelzzustand, Verarbeitungsbedingungen und relevante Produktleistungstests |
Ein Punkt verdient besondere Aufmerksamkeit: Das gleiche Symptom kann unterschiedliche Ursachen haben.
Stumpfablagerungen weisen beispielsweise nicht zwangsläufig auf eine Wachsausscheidung hin. Dazu können auch andere organische Zusatzstoffe, anorganische Materialien oder Materialveränderungen während der Verarbeitung gehören. Wenn Ablagerungen im Vordergrund stehen, sollte der erste Schritt darin bestehen, ihre Hauptbestandteile mithilfe geeigneter Analysemethoden zu identifizieren. Die Ergebnisse können dann zusammen mit Rezepturdetails und Verarbeitungsprotokollen ausgewertet werden.
Mithilfe dieser Tabelle zur Fehlerbehebung können Sie ermitteln, wo Sie zuerst nachforschen sollten. Es ist nicht beabsichtigt, anhand eines einzelnen Symptoms eine eindeutige Ursache festzustellen.
Schritt 3: Verwenden Sie kontrollierte Vergleiche mit einer Variablen, um die tatsächlichen Einflussfaktoren zu überprüfen
Sofern die Bedingungen es zulassen, empfehlen wir einen kontrollierten Vergleich:
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Behalten Sie die ursprüngliche Formulierung und die Verarbeitungsbedingungen bei und ermitteln Sie die Grundleistung des aktuellen Produkts.
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Ersetzen Sie nur den gewünschten Wachszusatz und vergleichen Sie zunächst die beiden Produkte mit der gleichen vereinbarten Dosierung.
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Erfassen Sie wichtige Verarbeitungsdaten und die Leistung des Endprodukts.
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Treten Unterschiede auf, konzipieren Sie auf der Grundlage der Ergebnisse Folgetests, wie z. B. eine Anpassung der Dosierung oder die Bewertung unterschiedlicher Verarbeitungsbedingungen.
Für PVC-Extrusionsanwendungen können relevante Bewertungskriterien die Schmelzzeit, das Drehmomentprofil, die Extrusionsstabilität, die Oberflächenqualität, die Bildung von Düsenablagerungen und die Eigenschaften des Endprodukts sein.
Für andere Anwendungen sollten die Bewertungskriterien entsprechend den spezifischen Anwendungsanforderungen ausgewählt werden, anstatt automatisch dieselben Testelemente wie für PVC anzuwenden.
Ein abgestufter Testprozess hilft festzustellen, ob das Problem mit dem Produkt selbst, der Dosierung, der Formulierungskompatibilität oder den Testbedingungen zusammenhängt.
3. Wie können Sie feststellen, ob ein Wachs wirklich als Ersatz geeignet ist?
Ein Ersatztest sollte nicht allein danach beurteilt werden, ob die Grundparameter ähnlich sind oder ob der erste Produktionsversuch erfolgreich ist. Die Ersatzziele sollten vor Beginn der Tests klar definiert werden.
Zum Beispiel:
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Wenn das primäre Ziel darin besteht, die Rohstoffkosten zu senken, Berechnen Sie die tatsächlichen Additivkosten und bestätigen Sie, dass Produktqualität und Produktionsstabilität innerhalb akzeptabler Grenzen bleiben.
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Wenn das Ziel darin besteht, die Fusions- oder Schmierleistung zu verbessern, Definieren Sie die Zielindikatoren und überprüfen Sie die Ergebnisse unter vergleichbaren Bedingungen.
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Wenn das Ziel darin besteht, Chipablagerungen zu reduzieren, Erfassen Sie, wann Ablagerungen auftreten, wie schwerwiegend sie sind und wie häufig eine Reinigung erforderlich ist, und untersuchen Sie gleichzeitig andere potenzielle Quellen.
Bei der Evaluierung ist es sinnvoll, zwischen drei Validierungsstufen zu unterscheiden:
Stufe 1: Produktspezifikationen werden erfüllt. Wesentliche technische Parameter und vereinbarte Spezifikationen entsprechen den Anforderungen.
Stufe 2: Die Verarbeitungsleistung ist akzeptabel. Unter den vereinbarten Rezeptur- und Verarbeitungsbedingungen läuft die Produktion konstant und stabil.
Stufe 3: Die endgültigen Anwendungsziele werden erreicht. Produktleistung, Qualität und Gesamtkosten entsprechen den tatsächlichen Anforderungen.
Die klare Unterscheidung dieser drei Ebenen trägt dazu bei, zu verhindern, dass „Erfüllung der Spezifikationen“ mit „erfolgreicher Ersetzung“ verwechselt wird.
4. Wie unterstützt Rallychem? Wachszusatz Ersatzbewertung?
Bei Ersatzprojekten mit PE-Wachs, OPE-Wachs und anderen Wachszusätzen empfiehlt Rallychem, mit den tatsächlichen Anwendungsanforderungen zu beginnen, anstatt Produkte ausschließlich auf der Grundlage einzelner TDS-Parameter auszuwählen.
Bei jedem Projekt können wir mit Kunden in den folgenden Schritten zusammenarbeiten:
Klären Sie die Ersatzziele: Verstehen Sie das aktuelle Produkt, die Anwendung, die Zielleistung und das spezifische zu lösende Problem.
Sehen Sie sich die technischen Spezifikationen an: Überprüfen Sie wichtige Parameterdefinitionen, Testmethoden und Spezifikationsanforderungen und identifizieren Sie Unterschiede, die nicht allein anhand von TDS-Daten beurteilt werden können.
Prüfen Sie mögliche Alternativen: Identifizieren Sie Kandidatenprodukte für weitere Tests basierend auf den verfügbaren Anwendungsinformationen und Produkteigenschaften.
Nachverfolgung der Testergebnisse: Überprüfen Sie die tatsächlichen Testbedingungen, beobachteten Probleme und verfügbaren Daten, um die nächsten Schritte zur Untersuchung und Validierung festzulegen.
Die Ersatzergebnisse hängen immer noch von der spezifischen Formulierung, den Verarbeitungsbedingungen und den Testdaten ab. Ähnliche Produktparameter können einen nützlichen Ausgangspunkt für das Screening von Kandidaten darstellen, sie können jedoch keine Bewerbungstests ersetzen.
Erwägen Sie einen Ersatz für Ihr Schmierwachs?
Wenn Sie nach einer Alternative zu PE-Wachs, OPE-Wachs oder einem anderen Schmierwachs suchen, teilen Sie Rallychem die folgenden Informationen mit:
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Die aktuelle Produktqualität oder deren TDS
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Der konkrete Anwendungs- und Formulierungshintergrund
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Ihre angestrebte Leistung oder der Grund für den Austausch
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Testbedingungen, beobachtete Probleme und relevante Daten aus früheren Versuchen
Je vollständiger diese Informationen sind, desto einfacher ist es, potenzielle Kandidaten einzugrenzen und die anschließende Prüfung zielgerichteter zu gestalten.
Ein fehlgeschlagener Ersatztest bedeutet nicht zwangsläufig, dass das Projekt nicht weitergeführt werden kann. Der nächste Schritt sollte jedoch nicht darin bestehen, einfach ein anderes Wachs auszuprobieren. Ermitteln Sie zunächst, was der vorherige Test tatsächlich ergeben hat und welche Fragen noch unbeantwortet sind.
Rally Chem arbeitet mit Kunden an der Produktauswahl, der Bewertung der Testergebnisse und der Fehlerbehebung, um einen geeigneteren Ersatzansatz zu ermitteln.
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