Ziel der Entwicklung
Die Qualitätssicherung und -kontrolle sind in der verarbeitenden Industrie ein essenzielles Werkzeug, um bereits im frühen Stadium der Produktion Abweichungen von Sollwerten und damit potenzielle Materialfehler identifizieren zu können. Dies schafft nicht nur die Sicherstellung höchster Qualitätsstandards, sondern auch eine Gewährleistung der Kundenzufriedenheit. Für das Monitoring (fortlaufende Überwachung der Fertigungsschritte) werden deshalb Verfahren benötigt, die nicht nur schnell, sondern auch ausreichend genau, prozessbegleitend und kostengünstig die gewünschten Informationen liefern. Dies trifft auch für die Leder- und Kunstlederindustrie zu. Hier müssen die verwendeten Methoden auf neue Rezepturen flexibel angepasst werden können und alle Materialien und Erzeugnisse entlang der Produktionskette erfassen.
Zur Einhaltung dieser hohen Anforderungen werden aktuell zahlreiche konventionelle Methoden verwendet, um aussagekräftige Informationen zum Zustand des Materials oder des Produkts zu gewinnen. Viele kleine und mittelständische Unternehmen haben jedoch nicht die Kapazität und die finanziellen Mittel, ein breites Spektrum an Analysemethoden in ihren Laboren bereitzustellen. Eine Überwachung alleinig des Endprodukts ist die Folge. Materialfehler können so erst spät identifiziert werden und führen zu einer kostenintensiven Fehlersuche.
Ziel des Forschungsprojektes war die Entwicklung eines Prüfverfahrens, das durch Anwendung einer einzigen Messmethodik eine schnelle, genaue, kostengünstige und prozessbegleitende Überwachung aller Materialien und Produkte entlang der Herstellungskette ermöglicht. Gleichzeitig sollte das Verfahren materialbezogene Informationen, die für die Einhaltung einer gleichbleibenden Produktqualität notwendig sind, liefern und für die einfache Auswertung komplexer Matrizes geeignet sein.
Vorteile und Lösungen
Durch die große Informationsfülle, die in nur einem Messzyklus gewonnen werden kann, die schnelle und genaue Arbeitsweise sowie die Anwendbarkeit auf eine Vielzahl von Materialien bietet die Pyrolyse-GC/MS großes Potenzial zur Erfüllung der hohen Anforderungen für das Monitoring von komplexen Materialien (wie Leder und beschichte Textilien). Sie bildete deshalb den Mittelpunkt des Forschungsprojekts.
Das entwickelte Prüfverfahren ist in der Lage, alle Ausgangsstoffe, Zwischen- und Endprodukte zu analysieren.
Eine Gegenüberstellung der Messergebnisse mit denen konventioneller Prüfmethoden ergab zudem, dass alleinig die Py-GC/MS-Methode die definierten Zielparameter vollumfänglich erfüllt. Weiterhin wurde im Projekt eine vereinfachte und systematische Auswertemethodik erarbeitet, die die Py-GC/MS-Prüfmethodik komplettiert. Diese gibt einen Ähnlichkeitsfaktor aus, der zwei Datensätze objektiv miteinander vergleicht und die prozentuale Übereinstimmung ermittelt. Anders als bisher üblich vergleicht die Software die Retentionszeiten und Massenspektren der Proben automatisch.
Weiterhin ist die Anwendbarkeit auf eine Vielzahl unterschiedlichster Materialien sowie die einfache und schnelle Datenauswertung essenziell. Diese Punkte wurden als Zielparameter zur Entwicklung einer entsprechenden Prüfmethodik definiert und stellen die Kriterien zur Beurteilung des Projekterfolgs dar.
Zielgruppe und Zielmarkt
Durch die geringeren Analysekosten können Hersteller von beschichteten Textilien und Leder, die vorwiegend mittelständisch geprägt sind, Ausgangs-. Zwischen- und Endprodukte besser überwachen, da eine frühzeitige Erkennung von Materialfehlern und Qualitätsunterschieden möglich ist.
Da die entwickelte Prüfmethodik auch auf Kunststoffe, beispielsweise Polypropylen (PP) anwendbar ist, kann neben der Leder- und Textilindustrie ebenfalls die Kunststoffindustrie als Zielmarkt erschlossen werden. Auch hier spielt das Monitoring eine wesentliche Rolle bei der Produkt- und Qualitätskontrolle.
Dadurch, dass die Prüfmethode vergleichsweise einfach zu handhaben ist, wird es einen zunehmenden Einsatz dieser Prüfmethode in der Industrie geben. Davon profitieren auch die Gerätehersteller.
