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FFD IM - Freudenberg Forschungsdienste SE & Co. KG

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Ausgabe 4_2012<br />

<strong>FFD</strong> <strong>IM</strong><br />

DIALOG<br />

Mehr Informationen unter www.forschungsdienste.de<br />

Superhelden-Wundauflagen im Zeichen<br />

der Spinne<br />

u „NanoSilk“ – Spinnenseidenähnliche Proteine für die Wundheilung<br />

<strong>Freudenberg</strong><br />

<strong>Forschungsdienste</strong>


Inhaltsverzeichnis<br />

Wundauflage mit spinnenseidenähnlichen Proteinen<br />

1. Vorwort S. 3<br />

2. Superhelden-Wundauflagen im Zeichen der Spinne S. 4<br />

3. Mikrokapseln und Mikroverkapselung S. 9<br />

4. 3D Messmaschine – genauer geht‘s immer!<br />

(<strong>FFD</strong>-Werkstätten) S. 14<br />

5. Erstellung von Sicherheitsdatenblättern nach<br />

CLP/GHS (das Chemietechnikum) S. 15<br />

6. Neues von den Senior Scientists S. 16<br />

7. Vorsicht Erfindung S. 19<br />

8. Was ist es und wer war es? S. 20<br />

9. Seminare S. 22<br />

2 Inhalt


Liebe Geschäftsfreunde,<br />

insgesamt gesehen war das Jahr 2012 für die <strong>Forschungsdienste</strong><br />

erfolgreich. Eine überraschend hohe Zahl an Aufträgen für Entwicklungsprojekte<br />

hat zu einem Projektvolumen in Rekordhöhe<br />

geführt. Dem gegenüber steht eine deutliche Steigerung der Kosten,<br />

insbesondere im Personalbereich, aber auch bei Energie und<br />

Rohstoffen. Damit öffnet sich für uns die Schere in der Attraktivität<br />

unserer Angebote: die Expertise und die Leistungsfähigkeit der<br />

<strong>FFD</strong> wird vom Kunden nicht bezweifelt. Ist er aber bereit, die sich<br />

im Angebot widerspiegelnden höheren Kosten mitzutragen? Mit<br />

dieser Frage im Hintergrund erwarten wir angesichts der am Konjunkturhorizont<br />

heraufziehenden Gewitterwolken ein schwieriges<br />

Jahr 2013.<br />

Vorwort<br />

Helfen kann uns dabei die deutlich stärkere Einbindung der <strong>FFD</strong> in<br />

internationale Aktivitäten. Mit vielen <strong>Freudenberg</strong>-Gesellschaften<br />

findet mittlerweile ein regelmäßiger Austausch über alle Ländergrenzen<br />

und Zeitzonen hinweg statt. In einem globalen Ansatz<br />

werden bei <strong>FFD</strong> entwickelte Technologien an andere Standorte<br />

übertragen, Mitarbeiter anderer Gesellschaften werden in Weinheim<br />

geschult und <strong>FFD</strong>-Mitarbeiter werden temporär ins Ausland<br />

delegiert. Mittlerweile liegen auch Anfragen anderer Firmen vor,<br />

ob die <strong>Forschungsdienste</strong> bestimmte Leistungen im Ausland anbieten<br />

können. Für diese neuen Herausforderungen bauen wir auf<br />

unsere gut ausgebildeten, fähigen und engagierten Mitarbeiter.<br />

Einige dieser Mitarbeiter berichten in der vorliegenden Ausgabe<br />

des Dialog über laufende Arbeiten. Dabei lassen wir Sie einmal<br />

mehr einen Blick in die unterschiedlichsten Bereiche der <strong>FFD</strong> werfen,<br />

von Nanofasern (Seite 4) über Mikrokapseln (Seite 9) bis zu<br />

Messungen (Seite 14) und Berechnungen (Seite 15).<br />

Ich wünsche Ihnen spannende und anregende Lektüre, einen erfolgreichen<br />

Abschluss des laufenden Jahres und einen guten Start<br />

in das neue Jahr 2013.<br />

Mit freundlichen Grüßen<br />

Dr. Gerd Eßwein<br />

Vorwort<br />

3


„NanoSilk“ – Spinnenseidenähnliche Proteine für die Wundheilung<br />

Superhelden-Wundauflagen<br />

im Zeichen der Spinne<br />

Schon die Indus-Zivilisation (etwa 2800 bis 1800 v. Chr.) und<br />

das alte China kannten die Seide, die aus den Kokons der Seidenspinnerraupen<br />

gewonnen wurde [1]. Doch auch viele andere<br />

Insekten und Spinnentiere erzeugen Seidenproteine für Wohnbauten,<br />

Fanggeräte, Kokons oder als Klebstoffe. Als Werkstoff haben<br />

diese Seidenproteine interessante Eigenschaften, dabei ist die Seide<br />

der Spinne mechanisch am belastbarsten. Der Seidentyp, der<br />

bei der Gartenkreuzspinne unter ihren sieben Fadenarten für den<br />

Sicherungsfaden und das Netzgrundgerüst verantwortlich ist, ist<br />

der stabilste Fadentyp der Spinne. Er ist, bezogen auf sein Gewicht,<br />

viermal belastbarer als Stahl und kann um das Dreifache<br />

seiner Länge gedehnt werden, ohne zu reißen. Darüber hinaus<br />

zeigen Spinnfäden ein amphiphiles Verhalten: sie sind leicht und<br />

wasserfest, besitzen aber auch ein hohes Wasseraufnahmevermögen,<br />

das mit dem von Wolle vergleichbar ist. Da sie als Strukturproteine<br />

nicht in Signalketten eingebaut sind, weisen sie eine<br />

hohe Biokompatibilität auf und lösen keine Immunreaktionen aus.<br />

Sie widerstehen mikrobiologischen Angriffen, können aber vom<br />

Körper enzymatisch abgebaut werden.<br />

Bereits im Altertum machte man sich diese Mischung interessanter<br />

Eigenschaften zunutze, z. B. wurden Spinnennetze als Wundver-<br />

4<br />

Superhelden-Wundauflagen im Zeichen der Spinne


ände mit niedrigem Entzündungspotential eingesetzt. Auch als<br />

später die Seide nach Europa kam, waren Seidenverbände herkömmlichen<br />

Verbänden aus Wolle oder Baumwolle wegen ihrer<br />

Haltbarkeit und Verträglichkeit weit überlegen [2].<br />

Wundheilung/Wundversorgung<br />

Die wichtigste Funktion einer Wundauflage besteht darin, die<br />

Wunde vor mechanischer Belastung und Infektionen zu schützen<br />

und überschüssiges Sekret aufzusaugen. Darüber hinaus soll sie<br />

mit der Wunde nicht verkleben und ein optimales Milieu für eine<br />

gute, natürliche Wundheilung schaffen.<br />

Die Spinnenseide kann, neben ihren bereits oben beschriebenen<br />

Eigenschaften, die einen schmerzarmen Verbandswechsel vermuten<br />

lassen, mit Arginin angereichert werden. Arginin ist für den<br />

Aufbau der extrazellulären Matrix von entscheidender Bedeutung<br />

ist und einen limitierenden Faktor in der natürlichen Wundheilung<br />

darstellt. Dadurch entsteht beim Abbau des Proteins auf der Wunde<br />

freies Stickstoffmonoxid (NO), das als Schlüsselmolekül für die<br />

Wundheilung bekannt ist und der Wunde eine für die Heilung<br />

vorteilhafte Umgebung zuführt.<br />

Beschreibung des BMBF-Projekts<br />

Im Rahmen des BMBF-Projekts „NanoSilk“ (FKZ 13N10020) wurde<br />

das Potential spinnenseidenähnlicher Proteine für die Wundheilung<br />

von chronischen und schwer heilenden Wunden untersucht.<br />

Es sollte eine bioverträgliche Wundauflage auf Basis dieser Proteine<br />

als elektroversponnene, nanoskalige Wundkontaktfläche erforscht<br />

werden, die während des biologisch gesteuerten Abbaus<br />

die Wundheilung beschleunigt.<br />

Abb. 1: Aufbau einer Wundauflage mit Seidenproteinvliesen als Wundkontaktschicht<br />

Das Konsortium des über drei Jahre geförderten Projekts bestand<br />

aus drei industriellen Partnern, die die gesamte Wertschöpfungskette<br />

abbildeten (BASF <strong>SE</strong>, <strong>Freudenberg</strong> <strong>Forschungsdienste</strong> <strong>SE</strong> &<br />

<strong>Co</strong>. <strong>KG</strong>, Lohmann & Rauscher GmbH & <strong>Co</strong>. <strong>KG</strong>). Die von der<br />

BASF produzierten Spinnenseidenproteine wurden bei den <strong>Freudenberg</strong><br />

<strong>Forschungsdienste</strong>n versponnen und die entstandenen<br />

Vliesstoffe sollten anschließend durch den Medizinproduktehersteller<br />

Lohmann & Rauscher vertrieben werden. Die zwei universitären<br />

Partner (Lehrstuhl für Biomaterialien, Universität Bayreuth;<br />

DWI an der RWTH Aachen e.V.) brachten den wissenschaftlichen<br />

Hintergrund, das technologische Know-How und zahlreiche Analysemöglichkeiten<br />

ein.<br />

Superhelden-Wundauflagen im Zeichen der Spinne<br />

5


Abb. 2: Herstellung von rekombinanten Proteinen<br />

durch Einführung von DNA in Bakterien<br />

Produktion der spinnenseidenähnlichen<br />

Proteine<br />

Die Produktion von Spinnenseide aus der Züchtung<br />

von Spinnen gestaltet sich schwierig, da Spinnen<br />

im Gegensatz zu z. B. Seidenspinnerraupen zum<br />

Kannibalismus neigen. Das ist der Grund, weshalb<br />

diese Stoffe auch bis heute trotz der vorteilhaften<br />

Eigenschaften eigentlich keinen Einsatz finden.<br />

Will man größere Mengen Spinnenseide herstellen,<br />

ist es aber möglich, auf eine biotechnologische<br />

Produktion zurückzugreifen. Dabei werden einem<br />

Wirtsbakterium DNA-Plasmide eingepflanzt, die<br />

das gewünschte Protein kodieren und das Bakterium<br />

zur Produktion des Proteins anregen (Abb. 2).<br />

Superhelden-Wundauflagen im Zeichen der Spinne<br />

Eine auf diese Weise hergestellte, sogenannte „rekombinante“,<br />

Spinnenseide kann in ihrer Zusammensetzung durch das Design der<br />

DNA-Plasmide derart modifiziert werden, dass sie von den Wirtsbakterien<br />

toleriert wird und zusätzlich spezielle, erwünschte Eigenschaften<br />

aufweist.<br />

Bionik – Der natürliche Spinn(en)prozess und seine Nachahmung<br />

Liegt die Spinnenseide nun aufgereinigt als Pulver vor, besteht die<br />

nächste Schwierigkeit darin, den natürlichen Spinnprozess der Spinne<br />

in ausreichender Produktivität nachzuahmen, damit Fasern von<br />

ähnlicher mechanischer Festigkeit entstehen. Der Spinnprozess der<br />

Spinne (Abb. 3) ist ein komplexer Prozess: jeder Spinnenseidentyp<br />

Abb. 3: Der natürliche Spinnprozess der Spinne<br />

6 Superhelden-Wundauflagen im Zeichen der Spinne


wird in einer für ihn speziellen Drüse produziert und dort als konzentrierte<br />

Lösung gespeichert, ohne dass das Protein aggregiert.<br />

Bei Bedarf wird die Lösung durch enge Ionenaustauschkanäle geleitet,<br />

in denen, getriggert durch den Ionenaustausch, eine Umfaltung<br />

des Proteins in die weniger lösliche Form, die Phasenseparation<br />

und eine Verstreckung stattfindet. Die Spinne zieht dann die Fäden<br />

mit ihren Hinterbeinen aus den Spinnwarzen.<br />

Seidenproteine als Strukturproteine sind durch ihre molekulare<br />

Struktur schlecht in Wasser löslich. Sogenannte chaotrope<br />

Lösungsmittel wie Hexafluoroisopropanol oder konzentrierte<br />

Ameisensäure können jedoch die starken intramolekularen, hydrophoben<br />

Wechselwirkungen aufbrechen und damit die Proteinknäuel<br />

entwirren, so dass sich Seidenproteine bekanntermaßen<br />

gut durch Elektrospinnen verarbeiten lassen. [3] Aus Gründen<br />

des Gesundheitsschutzes, der Arbeitssicherheit und des Umweltschutzes<br />

war die Herausforderung des NanoSilk-Projekts, Fasern<br />

des wasserunlöslichen, rekombinanten spinnenseidenähnlichen<br />

Proteins aus wässriger Lösung herzustellen. Dafür musste die Lösung<br />

nicht nur herstellbar sein und für die Zeit des Spinnens stabil<br />

bleiben, sondern auch spinnbar sein. Mit Hilfe von chaotropen<br />

Salzen lassen sich die Proteine in Wasser lösen; diese müssen<br />

durch Ionenaustausch wieder entfernt werden, bevor die Proteine<br />

verarbeitet werden können, da sie die Faserbildung beim Spinnen<br />

stören. Damit die Proteine nach Entfernung der chaotropen<br />

Salze nicht wieder agglomerieren, sind bestimmte andere, stabilisierende<br />

Zusatzstoffe notwendig. Bei der <strong>FFD</strong> ist es im Rahmen<br />

des „NanoSilk“-Projekts gelungen, stabile, spinnbare Lösungen<br />

der spinnenseidenähnlichen Proteine auf wässriger Basis zu erhalten.<br />

Die spinnenseidenähnlichen Fasern wurden anschließend<br />

durch das sogenannte Elektrospinn-Verfahren hergestellt, bei dem<br />

Fasern durch ein starkes elektrisches Feld aus einer viskosen Polymerlösung<br />

in Richtung einer Gegenelektrode gezogen und dabei<br />

verstreckt werden und sich dort wirr als Vlies ablegen (Abb. 4).<br />

Die <strong>FFD</strong> besitzt eine Elektrospinn-Versuchsanlage, an der Flächenware<br />

bis 20 cm Breite hergestellt werden kann.<br />

Abb. 4: Die bionische Nachahmung des natürlichen Spinnprozesses<br />

Superhelden-Wundauflagen im Zeichen der Spinne<br />

7


Durch den Vorgang des Elektrospinnens gelang<br />

es, Vliesstoffe mit einem Faserdurchmesser<br />

von wenigen hundert Nanometern herzustellen<br />

(Abb. 5). Zur Herstellung von Hybrid-Materialien<br />

wurden die Fasern direkt auf textile Trägermaterialien<br />

elektroversponnen.<br />

Abb. 5: REM-Aufnahme eines elektrogesponnenen Vlieses<br />

aus spinnenseidenähnlichen Proteinen aus wässriger<br />

Lösung<br />

Eignung als Wundauflage?<br />

Bei den Konsortialpartnern (Universität Bayreuth,<br />

DWI, Lohmann & Rauscher) wurden sowohl<br />

der Rohstoff als auch die bei der <strong>FFD</strong> hergestellten<br />

Vliesstoffmuster auf ihre Eignung als<br />

Wundauflage untersucht. Dazu wurden Abbau-<br />

Superhelden-Wundauflagen im Zeichen der Spinne<br />

barkeitsuntersuchungen durch Wundflüssigkeit und körpereigene<br />

Enzyme, Zytotoxizitätsmessungen sowie Wundheilungsmodelltests<br />

durchgeführt. In einem Fall konnte an einem Schweineohrstanzling<br />

eine signifikante Verbesserung des Wundheilungsfortschritts gegenüber<br />

der Leerkontrolle nachgewiesen werden. Außerdem ist das<br />

Material nicht wundverklebend und wird nach etwa einer Woche<br />

vollständig von Enzymen abgebaut. Auch die Sterilisierbarkeit und<br />

die Lagerstabilität für den Rohstoff wurden bestätigt, sowie die Konfektionierbarkeit<br />

durch Handmuster untersucht.<br />

Die Herstellung der elektrogesponnenen Vliese aus seidenähnlichen<br />

Proteinen befindet sich derzeit, nach Ende des Förderzeitraums,<br />

noch im Laborstadium, bietet jedoch eine gute Ausgangssituation,<br />

um die Ergebnisse gewinnbringend weiter zu nutzen. Für<br />

<strong>Freudenberg</strong> soll das Portfolio von in Deutschland produzierten<br />

Produkten erweitert, neue Marksegmente erschlossen und neue<br />

Perspektiven für die Bio- und Nanotechnologie eröffnet werden.<br />

Dazu befinden sich die Konsortialpartner auch nach Ende der Förderperiode<br />

noch im Austausch miteinander.<br />

Dieses Projekt wurde vom BMBF unter dem Förderkennzeichen<br />

FKZ 13N10020 gefördert und vom VDI Technologiezentrum<br />

GmbH, Düsseldorf betreut.<br />

[1] I. L. Good, J. M. Kenoyer, R. H. Meadow, Archaeometry 51 (2009) 457–466.<br />

[2] L. Römer, T. Scheibel, Chem. Unserer Zeit 41, 2007, 306 – 314.<br />

[3] S. Agarwal, J. H. Wendorff, A. Greiner, Polymer 49 (2008) 5603–5621.<br />

Ihr Ansprechpartner:<br />

Dr. Ulrike Herrlich<br />

Fasern und Veredelung<br />

Tel.: 06201 - 80 77 53<br />

Fax: 06201 - 88 77 53<br />

ulrike.herrlich@<br />

freudenberg.de<br />

8<br />

Superhelden-Wundauflagen im Zeichen der Spinne


Möglichkeiten in der Abteilung Chemie und Nanotechnik<br />

Mikrokapseln und<br />

Mikroverkapselung<br />

Was genau sind eigentlich Mikrokapseln und wozu können sie verwendet<br />

werden? Eine allgemeine Definition könnte lauten: Es sind<br />

mikroskopisch kleine <strong>Co</strong>ntainer, die Durchmesser von weniger als<br />

einem Mikrometer bis hin zu wenigen Millimetern haben und eine<br />

aktive Substanz enthalten. Mikrokapseln sind überall dort eine<br />

gute Lösung, wo bestimmte Stoffe zunächst geschützt, konserviert<br />

oder maskiert und erst zu einem definierten Zeitpunkt freigesetzt<br />

werden sollen, um dann eine bestimmte Funktion zu erfüllen. Oft<br />

hat man im Alltag mit Mikrokapseln zu tun, ohne es zu wissen. Ein<br />

Beispiel dazu sind verkapselte Duftstoffe in Waschmitteln: Wenn<br />

diese Mikrokapseln erst beim Waschvorgang aufgehen und die<br />

Duftstoffe freisetzen, kann der Duft gezielt auf die Wäsche abgegeben<br />

werden, ohne dass große Mengen des ätherischen Öls<br />

bereits zuvor aus der geöffneten Pulverpackung verloren gehen.<br />

Ein anderes Beispiel sind Triebmittel in Backmischungen. Viele Pizzateige<br />

etwa enthalten Backpulver in geschützter Form, das erst<br />

durch intensives Kneten des Teigs aktiviert wird, sodass der Teig<br />

sicher schön locker aufgeht.<br />

Dieses Prinzip kann ebenso für reaktive Chemikalien in den<br />

verschiedensten Fertigungsprozessen angewendet werden.<br />

Mikrokapseln und Mikroverkapselung<br />

9


Bevorzugt sind dabei natürlich aktive Substanzen, die in verhältnismäßig<br />

geringer Menge eine wichtige Wirkung erzielen können,<br />

wenn sie zum richtigen Zeitpunkt durch Freisetzung aus den<br />

Mikrokapseln aktiviert werden. In anderen Anwendungen von<br />

Mikrokapseln kann die gewünschte Wirkung aber auch dauerhaft<br />

mit intakten Kapseln erzielt werden, wie etwa bei bestimmten<br />

Wärmespeichermaterialien. Generell können Flüssigkeiten, wenn<br />

sie in geeigneten Mikrokapseln eingeschlossen sind, auch einfach<br />

wie Feststoffpulver gehandhabt und daher u.a. leichter dosiert<br />

werden. Es ist aber ebenso möglich, Feststoffpartikel oder Stoffe in<br />

gelöster Form zu verkapseln. Nicht mischbare Substanzen können<br />

durch Mikroverkapselung mit zur Matrix kompatiblen Hüllmaterialien<br />

homogen verteilt werden. Weitere interessante Anwendungen<br />

ergeben sich zum Beispiel für Mikrokapseln, die als aktive<br />

Mikrokapseln und Mikroverkapselung<br />

Kernsubstanz Öle, Farbstoffe, Klebstoffe oder kosmetische bzw.<br />

pharmazeutische Wirkstoffe enthalten. Auch die Freisetzungsmechanismen<br />

können je nach verwendetem Hüllmaterial sehr unterschiedlich<br />

sein: Die Bandbreite reicht von unspezifischer Diffusion,<br />

über Aufschmelzen oder Auflösen und mechanischer Zerscherung<br />

bis hin zur Freisetzung durch chemische Stimuli wie Änderungen<br />

des pH-Wertes oder durch Enzyme.<br />

10 Mikrokapseln und Mikroverkapselung<br />

Viele der Anwendungen von Mikrokapseln sind auch für die Unternehmensgruppe<br />

<strong>Freudenberg</strong> sehr interessant, wie z. B. Mikrokapseln<br />

in Beschichtungen oder mikroverkapselte Additive für verschiedene<br />

bei <strong>Freudenberg</strong> verwendete Werkstoffe. Daher beschäftigen<br />

wir uns in der Abteilung Chemie und Nanotechnik der <strong>Freudenberg</strong><br />

<strong>Forschungsdienste</strong> seit einiger Zeit intensiv mit diesem Thema und<br />

arbeiten bereits u.a. mit den Teilkonzernen <strong>Freudenberg</strong> Chemical<br />

Specialities, <strong>Freudenberg</strong> Sealing Technologies und <strong>Freudenberg</strong><br />

Vliesstoffe zusammen in Projekten oder an Projektideen.<br />

Verkapselungsverfahren<br />

Ebenso vielfältig wie die Anwendungen von Mikrokapseln sind<br />

ihre Herstellungsverfahren und ihre resultierenden Morphologien,<br />

die jeweils im Einzelfall auf die Anforderungen abgestimmt werden<br />

müssen. Der naheliegende Aufbau aus einem sphärischen<br />

Kern, der von einer gleichmäßigen Schale umhüllt ist, ist nur eine<br />

von vielen möglichen Formen und besonders schwer herzustellen.<br />

Sie ist nur möglich, wenn bei der Verkapselung von flüssigen Kernsubstanzen<br />

eine optimale Entmischung der Phasen – Kern- und<br />

Hüllmaterial – erreicht wird.


Jenseits der Einkern-Hülle-Morphologie gibt es aber noch mehrere<br />

andere Kapselformen, die für viele Anwendungen ebenso gut<br />

eingesetzt werden können. Die wichtigsten Morphologien sind in<br />

Abb. 1 schematisch dargestellt.<br />

Abb. 1: Schematische Darstellung verschiedener Mikrokapsel-Morphologien<br />

Neben der Kapselmorphologie sind ebenso die Kapselgröße und<br />

die Breite der Größenverteilung stark abhängig vom verwendeten<br />

Herstellungsverfahren. Die verschiedenen Verkapselungsstrategien<br />

können in physikalische und chemische Verfahren unterteilt werden.<br />

Beispiele für physikalische Prozesse sind Wirbelschicht- und<br />

Sprühtrocknung. Dabei werden zuvor gelöste Hüllsubstanzen,<br />

meist Polymere oder Wachse, um die zu verkapselnde Substanz<br />

abgeschieden. Dieses Prinzip wird oft bei pharmazeutischen Produkten<br />

verwendet. Bei den chemischen Mikroverkapselungsverfahren<br />

werden dagegen die Kapselschichten direkt durch eine lokale<br />

chemische Reaktion gebildet. Dabei können in Abhängigkeit vom<br />

zu verkapselnden Material und weiteren Systemparametern sehr<br />

unterschiedliche Reaktionstypen genutzt werden: Beispiele sind verschiedene<br />

in-situ-Polymerisationen, bei denen sich ein unlösliches<br />

Polymer im Bereich der Grenzflächen abscheidet und klassische<br />

Grenzflächenpolykondensationen und -additionen, die etwa aus<br />

der Herstellung von Nylonfasern seit langem bekannt sind.<br />

Eine engere Einteilung verschiedener Mikroverkapselungsverfahren<br />

ist möglich über die Methode, wie das zu verkapselnde<br />

Material in diskrete Portionen geteilt wird. Relativ große und<br />

gleichmäßige Kapseln können durch verschiedene Tropfverfahren<br />

hergestellt werden. Ein bekanntes Beispiel für derartige Kapseln<br />

sind Alginatperlen, die nicht nur vielfach in der biomedizinischen<br />

Forschung verwendet werden, sondern auch aus der Molekularküche<br />

als künstlicher Kaviar oder in Form der aufplatzenden Kapseln<br />

in Bubble-Teas bekannt sind. Eine generelle Einschränkung aller<br />

durch Tropfverfahren hergestellten Mikrokapseln ist jedoch, dass<br />

es vergleichsweise schwierig ist, größere Mengen herzustellen.<br />

Eine zweite große Gruppe der Verkapselungsverfahren verwendet<br />

Emulsionen. Dabei werden im Vergleich Mikrokapseln mit deutlich geringeren<br />

Durchmessern von meist nur einigen Mikrometern in Form einer<br />

Größenverteilung erhalten. Dennoch ist eine Aufskalierung der Prozesse<br />

in den industriellen Maßstab prinzipiell leichter möglich als bei<br />

den zuvor genannten Tropfverfahren und für viele Anwendungen bietet<br />

eine Größenverteilung sogar Vorteile, da mit unterschiedlich großen<br />

Kapseln höhere Schüttdichten und damit auch Füllgrade möglich sind.<br />

Mikrokapseln und Mikroverkapselung 11


Mikroverkapselung in Emulsionen<br />

Emulsionen sind Gemische aus zwei flüssigen und ineinander unlöslichen<br />

Phasen, wie Öl und Wasser, in denen die innere oder<br />

disperse Phase in Form isolierter Tröpfchen innerhalb der kontinuierlichen<br />

Phase vorliegt. Bei ihrer Herstellung ist für die erhebliche<br />

Vergrößerung der Phasengrenzflächen viel Energie notwendig,<br />

die in der Regel mechanisch zugeführt wird. Zur Stabilisierung der<br />

neu entstehenden Grenzflächen ist meist die Zugabe von Emulgatoren<br />

nötig. Das sind grenzflächenaktive Moleküle oder Polymere,<br />

sogenannte Tenside, oder auch kolloidale Partikel. Sie reichern<br />

sich stark an flüssig-flüssig-Grenzflächen an, setzen die Grenzflächenenergie<br />

herab und zusätzlich wirken sie häufig auch sterisch<br />

und/oder elektrostatisch stabilisierend.<br />

Mikrokapseln und Mikroverkapselung<br />

Abb. 2: Emulgieren mittels Hochdruckhomogenisator. Nach dieser Methode<br />

wird im industriellen Maßstab u.a. Milch homogenisiert<br />

Für die Herstellung von Emulsionen<br />

stehen in der Abteilung<br />

Chemie und Nanotechnik diverse<br />

Geräte zur Verfügung; neben<br />

verschiedenen Rotor-Stator-Geräten<br />

auch ein Ultraschall-Homogenisator<br />

sowie ein Hochdruckhomogenisator<br />

(Abb. 2). Damit<br />

können die zur Verarbeitung<br />

großer Mengen gängigen Emulgiertechniken<br />

gut im Labormaßstab<br />

durchgeführt und auf den<br />

Einzelfall abgestimmt werden.<br />

Eine ausführlichere Beschreibung<br />

der einzelnen Geräte findet sich<br />

in <strong>FFD</strong> im Dialog 2_2011.<br />

12 Mikrokapseln und Mikroverkapselung<br />

Nach der Herstellung der Emulsion kann die eigentliche Verkapselung<br />

durch Polymerisation erfolgen. Wir haben bisher vor allem<br />

zwei Verfahren in unterschiedlichen Varianten untersucht. Das<br />

erste Verfahren nutzt eine radikalische Kettenpolymerisation. Das<br />

zweite Verfahren basiert auf der Grenzflächenpolyaddition zweier<br />

<strong>Co</strong>monomere (Dieser Reaktionstyp aus dem Bereich der Polyurethanchemie<br />

ist innerhalb der <strong>FFD</strong> auch aus anderen Entwicklungen<br />

gut bekannt). Die Schritte eines solchen Verkapselungsprozesses<br />

sind in Abb. 3 skizziert. Beide Verfahren bieten eine große the-


oretische Bandbreite an Variationsmöglichkeiten, u.a. hinsichtlich<br />

der chemischen Struktur des Hüllpolymers.<br />

Abb. 3: Schematische Darstellung der Prozessschritte bei der Mikroverkapselung durch Grenzflächenpolymerisation in<br />

Öl-in-Wasser-Emulsion: 1. Mischen, 2. Emulgieren, 3. Polymerisieren, 4. Isolieren<br />

Die Isolierung der Mikrokapseln aus der Dispersion kann durch<br />

Sprühtrocknung erfolgen, wobei rieselfähige Pulver entstehen. Diese<br />

Methode wird zum Beispiel für die Herstellung von Milchpulver<br />

und löslichem Kaffee großtechnisch eingesetzt. In der Abteilung<br />

Chemie und Nanotechnik steht ein Laborsprühtrockner zur Verfügung,<br />

dessen Resultate gut auf den industriellen Maßstab übertragbar<br />

sind. Abbildung 4 zeigt die Isolierung von Mikrokapseln aus<br />

einer Suspension mit diesem Gerät. Seit kurzer Zeit ist damit auch<br />

die Trocknung organischer Lösungen möglich, das bietet außerdem<br />

viele neue Möglichkeiten im Hinblick auf Polymerisationen auch in<br />

Wasser-in-Öl-Emulsionen zur Verkapselung polarer Stoffe und auch<br />

für rein physikalische Verkapselungen. Darüber hinaus ist mit der<br />

erweiterten Anlage aber auch eine Isolierung von zuvor in organischer<br />

Lösung oberflächenfunktionalisierten Partikeln in rieselfähiger<br />

Form denkbar. Damit ergänzt die Erweiterung der Sprühtrocknungsanlage<br />

sehr gut die bisherigen Möglichkeiten und Entwicklungsschwerpunkte<br />

der Abteilung Chemie und Nanotechnik.<br />

Wenn Sie weitergehende Fragen zur Mikroverkapselung haben<br />

oder für eine Entwicklung auf diesem Gebiet einen Partner suchen,<br />

melden Sie sich gern bei mir.<br />

Ihre Ansprechpartnerin:<br />

Dr. Daniela Platte<br />

Abteilung Chemie und<br />

Nanotechnik<br />

Tel.: 06201 - 80 44 10<br />

Fax: 06201 - 88 30 63<br />

daniela.platte@<br />

freudenberg.de<br />

Abb. 4: Sprühtrocknung einer<br />

wässrigen Mikrokapsel-Suspension<br />

zur Isolierung der Mikrokapseln<br />

als Pulver durch<br />

Antonio La Porta in der Abteilung<br />

Chemie und Nanotechnik<br />

Mikrokapseln und Mikroverkapselung 13


3D-Messmaschine – genauer geht‘s immer!<br />

Erneut haben die <strong>FFD</strong>-Werkstätten einen weiteren Schritt zur Verbesserung<br />

ihres Dienstleistungsangebotes gemacht. Mit der Anschaffung<br />

und Inbetriebnahme einer neuen 3D-Messmaschine<br />

des Typs „DEA GLOBAL Silver Classic“ aus dem Hause Hexagon<br />

Metrology wurde, in einem eigens in der Werkstatt errichteten und<br />

klimatisierten Messraum, eine Universallösung für die dimensionelle<br />

Analyse etabliert.<br />

Die Maschine kann mit schaltenden oder Scanning-Tastern ausgestattet<br />

werden und deckt somit ein wesentlich breiteres Messspektrum<br />

als ihre Vorgängerin ab. Dieser Typ von Messmaschine ist<br />

konzipiert für den Einsatz in unterschiedlichsten Industriebereichen<br />

<strong>FFD</strong>-Werkstätten – genauer geht´s immer!<br />

und ist damit bestens für Erstmusterprüfungen und serienbegleitende<br />

Messungen, sowie für die Überprüfung von Spannvorrichtungen<br />

und für die Prozesskontrolle geeignet. In der Maschine<br />

können Teile im Messbereich (X/Y/Z) bis zu 700x700x500mm<br />

vermessen werden. Im Standardtemperaturbereich liegt die Messabweichung<br />

bei nur 1,9µm auf 300mm Verfahrweg. Mit diesen<br />

Voraussetzungen ist sie das ideale Messsystem für eine Vielzahl<br />

dimensioneller Analyseaufgaben an formstabilen Werkstücken,<br />

die mit hoher Genauigkeit und guter Produktivität gemeistert werden<br />

müssen.<br />

Ein neues Highlight ist auch der nun mögliche direkte Zugriff auf<br />

CAD-Modelle. Hierbei kann ein CAD-Modell über das Netzwerk<br />

direkt auf den Messrechner geschickt werden. Auf dieser Basis<br />

kann ein Messprogramm geschrieben werden, bevor das zu messende<br />

Teil auf der Maschine steht.<br />

Mit dieser Neuanschaffung bieten wir unseren Kunden eine weitere<br />

Möglichkeit in Punkto Maß- und Formgenauigkeitskontrolle. Wir<br />

freuen uns bereits auf Ihre Herausforderungen. Sprechen Sie uns an.<br />

Ihr Ansprechpartner:<br />

Uwe Fleck<br />

Leiter Werkstätten<br />

Tel.: 06201 - 80 38 66<br />

Fax: 06201 - 88 48 15<br />

uwe.fleck@freudenberg.de<br />

14 3D Messmaschine – genauer geht‘s immer!


Erstellung oder Umschreibung<br />

von Sicherheitsdatenblättern<br />

nach CLP/GHS<br />

Geschulte Mitarbeiter erstellen<br />

für Sie Sicherheitsdatenblätter<br />

nach der neuen CLP-Verordnung<br />

(„Classification, Labelling<br />

and Packaging“, (EG) Nr.<br />

1272/2008), die am 20. Januar<br />

2009 in den EU-Staaten<br />

in Kraft getreten ist, in die verschiedenen<br />

Sprachen.<br />

Das Chemietechnikum<br />

Die jeweiligen länderspezifischen Chemikalienrichtlinien werden<br />

bei der Erstellung selbstverständlich beachtet. Dies betrifft<br />

sowohl die Neuerstellung von Sicherheitsdatenblättern auf Basis<br />

vorgelegter Rezepte, als auch das Umgestalten von Sicherheitsdatenblättern<br />

mit eigenen Firmenlogos.<br />

Fehlende Stoffdaten für die Erstellung werden recherchiert. Damit<br />

ist sichergestellt, dass Einstufungen von Stoffgemischen auf<br />

dem aktuellen Stand des Gesetzgebers sind.<br />

Darüber hinaus erstellen wir auch für Drittländer Sicherheitsdatenblätter.<br />

Ihr Ansprechpartner:<br />

Achim Gruber<br />

Leiter Chemietechnikum<br />

Tel.: 06201 - 80 44 64<br />

Fax: 06201 - 88 35 05<br />

achim.gruber@<br />

freudenberg.de<br />

Erstellung oder Umschreibung von Sicherheitsdatenblättern nach CLP/GHS 15


Adjungierte Optimierung von Strömungen<br />

Dr. Harald Ehrentraut<br />

<strong>Co</strong>mputer Aided<br />

Engineering<br />

Tel.: 06201 - 80 21 55<br />

Fax: 06201 - 88 21 55<br />

harald.ehrentraut@<br />

freudenberg.de<br />

Numerische Optimierungsverfahren haben eine lange Historie in<br />

der strukturmechanischen Simulation. Etwas neueren Datums sind<br />

Algorithmen, die sich auch der Optimierung von Strömungsführungen<br />

widmen. Wünschenswert wäre es natürlich, wenn hierbei<br />

direkt die Strömungsgeometrie durch Verschieben der Wände,<br />

also durch Modifikation des Rechennetzes, angepasst würde, um<br />

so die Zielgeometrie zu erhalten. Dies erweist sich in der Praxis<br />

allerdings als zu aufwändig und auch als ungeeignet, um topologische<br />

Änderungen am Strömungsgebiet wie das Einbringen von<br />

Leitblechen zuzulassen. Die typische Unterscheidung der Strukturoptimierung<br />

zwischen Gestalt- und Topologieoptimierung entfällt<br />

daher in der Optimierung von Strömungsgebieten.<br />

Neues von den Senior Scientists<br />

In der Regel werden dort in einem unveränderlichen Gebiet<br />

(Rechennetz) diejenigen Teilvolumina (Elemente), die sich unvorteilhaft<br />

auf die gewählte Zielgröße auswirken, blockiert, sozusagen<br />

„versandet“. Typische Zielgrößen können dabei der Druckverlust<br />

zwischen zwei Punkten oder Flächen oder auch die Gleichverteilung<br />

des Volumenstroms in bestimmten Querschnitten sein. Die<br />

eigentliche Kunst dabei ist das Auffinden der unvorteilhaften Gebiete,<br />

um diese im nächsten Schritt totzulegen.<br />

Klassische Optimierungsverfahren, die darauf aufbauen, den<br />

Einfluss einer Stellgröße auf die Zielgröße numerisch zu ermitteln<br />

und dann dem numerischen Gradienten zum Optimum zu folgen<br />

(„steepest descent“, „simulated annealing“, …), führen zu sehr<br />

langen Rechenzeiten, da jede numerische Auswertung der Zielgröße<br />

eine komplette CFD-Berechnung erfordern würde.<br />

Daher haben sich in der jüngeren Vergangenheit Methoden etabliert,<br />

die sich einer mehr oder weniger aufwändigen Analyse<br />

des Strömungsfeldes bedienen, um dann nach Durchlaufen einer<br />

geeigneten Bewertungsschleife „gute“ von „schlechten“ Regionen<br />

zu unterscheiden. Eine sehr viel versprechende und aktuell stark<br />

untersuchte Klasse von derartigen Optimierern geht auf Ideen zurück,<br />

die tatsächlich älter sind als 200 Jahre: Die adjungierten<br />

Verfahren!<br />

16 Neues von den Senior Scientists<br />

Mitte des 18. Jahrhunderts wurden große Fortschritte bei der Behandlung<br />

von Variationsproblemen erzielt. Insbesondere Leonhard


Euler und Joseph-Louis Lagrange etablierten einen Formalismus,<br />

der es erlaubte, optimale Lösungen von Variationsproblemen zu<br />

berechnen (siehe Lagrangsche Mechanik, Euler-Lagrange-Gleichungen).<br />

Musste ein Optimum unter Einhaltung von Nebenbedingungen<br />

gefunden werden, so konnte Lagrange mit seiner Multiplikatoren-Methode<br />

zeigen, dass man ein äquivalentes, „freies“<br />

Variationsproblem lösen konnte, dessen Lösung die geforderten<br />

Nebenbedingungen automatisch erfüllte.<br />

Was hat dies nun mit der CFD-Optimierung zu tun? Sicherlich wird<br />

hier ein Strömungs-Optimum gesucht, nämlich das Strömungsfeld<br />

mit geringstem Druckverlust bzw. geringster Abweichung von<br />

der gleichmäßigen Volumenstromverteilung, das allerdings auch<br />

„physikalisch“ sein soll, also den kontinuumsmechanischen Bilanzgleichungen<br />

genügen soll. Die Feldgleichungen (Navier-Stokes-<br />

Gleichungen) stellen die einzuhaltenden Nebenbedingungen dar,<br />

unter denen wir das optimale Strömungsfeld auswählen wollen!<br />

So, wie man in der Punktmechanik die Lagrangschen Multiplikatoren<br />

bestimmen muss, so bekommt man es hier nun zusätzlich<br />

zu den Feldgleichungen (die standardmäßig von den CFD-Solvern<br />

gelöst werden) mit den „adjungierten“ Gleichungen, den Langrangegleichungen<br />

zur Bestimmung der „Multiplikatoren“ (die selber<br />

auch wieder Felder sind), zu tun. Diese Zusatz-Gleichungen sind<br />

allerdings linear und mit deutlich geringerem Aufwand zu lösen<br />

als das ursprüngliche Problem. So wie in der klassischen Mechanik<br />

die Lagrange-Multiplikatoren in linearer Weise den Gradienten<br />

der Zielfunktion (also die Sensitivität der Zielfunktion bezüglich<br />

Änderungen der Stellgrößen) bestimmen, so bestimmen die adjungierten<br />

Felder, wie stark sich die Zielgröße ändert, wenn die Strömungsfelder<br />

geändert werden – und das zu jedem Raumpunkt,<br />

also in jedem Element des Rechennetzes.<br />

Der große Vorteil dieser Methode liegt darin, dass mit einer einzigen<br />

(!) CFD-Berechnung der Strömungsfelder und einer zusätzlichen,<br />

aber lediglich linearen Berechnung der adjungierten Felder<br />

nicht nur der augenblickliche Strömungszustand bestimmt ist, sondern<br />

auch noch zu jedem (!) Element die Sensitivität bekannt ist,<br />

mit der es die Zielgröße beeinflusst. Ist dieser Einfluss negativ, so<br />

kann man in diesem Element die Strömung unterdrücken, ist der<br />

Einfluss positiv, so lässt man das Element entweder „offen“ oder<br />

„öffnet“ es erneut, wenn die Strömung dort zuvor unterdrückt war.<br />

Natürlich muss noch beachtet werden, dass der Algorithmus stabil<br />

und ohne große Oszillationen abläuft, aber insgesamt ist die Rechenzeit<br />

adjungierter CFD-Optimierer deutlich geringer als es die<br />

klassischen Verfahren zur Optimierung befürchten lassen – insbesondere<br />

auch dadurch, dass die Strömungsgleichungen und die<br />

adjungierten Gleichungen simultan gelöst werden können und so<br />

die Konvergenz der Strömungslösung gleich zum Optimum hin<br />

getrieben werden kann.<br />

Neues von den Senior Scientists 17


Das klassische Beispiel für die Strömungsoptimierung ist der<br />

90°-Krümmer (Abb. 1). Als Raum für Änderungen der Geometrie<br />

lassen wir das hellgrau markierte Gebiet zu und betrachten<br />

die Iterationsschritte, die ein bezüglich des Gesamtdruckverlustes<br />

adjungierter Solver (in unserem Fall mit OpenFOAM gerechnet)<br />

durchläuft.<br />

Abb. 1: 90°-Krümmer (rot)<br />

und zulässiger Bauraum für<br />

die Optimierung (hellgrau)<br />

Neues von den Senior Scientists<br />

Abb. 2: Konvergenz des adjungierten Solvers bei der Optimierung des<br />

Krümmers<br />

Abb. 3: Geschwindigkeitsvektoren im Krümmer. Die Farbpaletten geben<br />

die Geschwindigkeit in Meter pro Sekunde an. Druckverlustreduktion:<br />

-57%!<br />

Nach ca. 1000 Iterationen ist der<br />

Zustand in Abbildung 2 unten<br />

rechts erreicht. Leichte geometrische<br />

„Aufräumarbeiten“ und<br />

der direkte Vergleich des Ursprungdesigns<br />

mit der optimierten<br />

Kontur zeigen, dass sich der<br />

Druckverlust des Krümmers mehr<br />

als halbiert hat und dass die Ablösung<br />

im Krümmer fast vollständig<br />

unterdrückt werden konnte.<br />

Es ist offensichtlich, dass die optimierte<br />

Gestalt des Krümmers<br />

nicht unmittelbar aus einem CAD-<br />

System „fallen“ wird (Abb. 3);<br />

wenn es also um Energieeffizienz,<br />

Reduktion von Druckverlusten<br />

oder auch Minderung<br />

strömungsbedingter Geräusche<br />

geht, wird die computergestütze<br />

Optimierung neben der bisherigen<br />

Rolle in der strukturmechanischen<br />

Berechnung auch im<br />

Bereich der Strömungssimulation<br />

eine zunehmend größere Rolle<br />

spielen.<br />

18 Neues von den Senior Scientists


Vorsicht Erfindung (R. Teichgräber)<br />

19<br />

Rubrik: Vorsicht Erfindung


Was ist es und wer war es?<br />

Als Tochter einer begüterten jüdischen Familie – der Vater war<br />

selbst promovierter Chemiker und Schüler von Bunsen – wuchs<br />

die heute gesuchte in einem liberalen Elternhaus auf. Schon<br />

früh erwachte in ihr der Wunsch zu studieren, was aber zu<br />

dieser Zeit in ihrer Heimat praktisch unmöglich war. Als Notlösung<br />

machte sie eine Ausbildung auf dem Lehrerinnenseminar,<br />

übte aber den Beruf als Lehrerin nie aus. Sie kümmerte sich<br />

stattdessen um ihre Eltern und versuchte in dieser Zeit einen<br />

Zugang zum Studium an der Universität zu finden, was ihr<br />

dann auch dank ihrer großen Zähigkeit gelang.<br />

„Was ist es und wer war es“<br />

Sie heiratete als bereits promovierte Chemikerin einen aufstrebenden<br />

ebenfalls promovierten Chemiker, der gerade eine<br />

erfolgreiche Hochschulkarriere begonnen hatte. Die beiden<br />

hatten sich beinahe 10 Jahre zuvor in der Tanzstunde kennen<br />

und lieben gelernt, dann aber für längere Zeit aus den Augen<br />

verloren. Die Ehe war offenbar in den ersten Jahren sehr<br />

glücklich, besonders nachdem ein Sohn geboren worden war.<br />

Überliefert sind zärtliche und sehnsüchtige Briefe des jungen<br />

Professors, die er von einer Dienstreise aus den USA schrieb.<br />

Obwohl die junge Ehefrau und Mutter immer einmal wieder<br />

im Labor ihres Gatten mitarbeitete, war ihr Wunsch nach eigenverantwortlicher<br />

Tätigkeit in ihrem Beruf unerfüllbar. Stattdessen<br />

kümmerte sie sich intensiv um ihren kränklichen Sohn<br />

und führte erfolgreich ein zunehmend größeres Haus, ihre<br />

Kochkünste wurden von Freunden und Kollegen ihres Mannes<br />

immer wieder gerühmt.<br />

Inzwischen war aus dem jungen Professor ein Star seiner Branche<br />

geworden, der intensiv mit der Industrie zusammenarbeitete<br />

und immer wieder Rufe an andere Hochschulen bekam.<br />

Die Chemikerin und Mutter wurde in dieser Zeit zunehmend<br />

unglücklich, ihre Frustration versuchte sie in einem ungewöhnlichen<br />

Perfektionsdrang auszuleben.<br />

20 Was ist es und wer war es?<br />

Der Professor befasste sich nach Beginn des 1. Weltkrieges<br />

mit einem neuen Gebiet der Rüstungsforschung, was von seiner<br />

Frau von Anfang an missbilligt wurde. Der „Erfolg“ ihres<br />

Gatten mit dem Produkt dieser Forschungen führte in Verbin-


dung mit ihrem Hang zu Depressionen zu ihrem Freitod; sie<br />

erschoss sich mit der Dienstwaffe ihres Mannes auf einer Wiese<br />

vor der Dienstvilla. Der Professor selbst kehrte offenbar unerschütterlich<br />

bereits wenige Tage später an die Front zurück,<br />

um seine Entwicklungen weiter zu verbessern.<br />

Dass die Akzeptanzprobleme für hoch qualifizierte Frauen<br />

noch nicht ganz überwunden sind, erkennen wir daran, dass<br />

wir ziemlich genau 100 Jahre nach dem Tod der Gesuchten<br />

in Politik und Gesellschaft über Quotenregelungen für Frauen<br />

diskutieren.<br />

Wer war die unglückliche Chemikerin (Mädchenname), die an<br />

den Erfolgen ihres Mannes zerbrach. Wenn Sie den Namen<br />

haben, wissen Sie auch schnell, wer der berühmte Chemieprofessor<br />

war.<br />

Ihr Gewinn:<br />

1. Preis wahlweise:<br />

ein Gutschein für ein Essen<br />

im Restaurant Ihrer Wahl im<br />

Wert von 150,- Euro<br />

oder<br />

ein Gutschein für eine<br />

Ballonfahrt<br />

2. - 5. Preis:<br />

je eine Flasche Spätburgunder<br />

Rotwein aus dem<br />

Weingut Carl <strong>Freudenberg</strong><br />

Ihre Lösung bitte an:<br />

ulrike.kast@<br />

freudenberg.de<br />

Einsendeschluss:<br />

31. Januar 2013<br />

Was ist es und wer war es? 21


Schadensanalyse an Kunststoffbauteilen<br />

Seminarleitung: Dr. Thomas Brümmer, <strong>FFD</strong> / Dr.-Ing. habil. Sonja<br />

Pongratz, VW<br />

Ort: <strong>FFD</strong>,<br />

Höhnerweg 2–4,<br />

69465 Weinheim<br />

Gebühr: Euro 1.350,–<br />

zuzügl. MwSt.<br />

Termin: in Planung<br />

Das Seminar richtet sich an Ingenieure und Techniker, die ein<br />

grundlegendes Verständnis der Schadensmechanismen bei Kunststoffbauteilen<br />

erwerben und Methoden für eine systematische Ursachenanalyse<br />

kennen lernen möchten. Im Rahmen des Seminars<br />

werden mögliche Ursachen für Schäden an Formteilen und die<br />

bei Schadensanalysen eingesetzten Untersuchungsmethoden vorgestellt.<br />

Die systematische Bearbeitung von Schadensfällen wird<br />

anhand eines Leitfadens aufgezeigt.<br />

Anmeldungen bitte an:<br />

Frau S. Heinzelbecker, Tel. 06201 80-5563, Fax 06201 88-5563,<br />

sonja.heinzelbecker@freudenberg.de<br />

Seminare der <strong>Freudenberg</strong> <strong>Forschungsdienste</strong><br />

Seminarreihe „Elastomerverarbeitung bei <strong>Freudenberg</strong>“<br />

Seminarleitung: Dr.-Ing. Andreas Kammann<br />

Die Seminare wenden sich an technisch oder naturwissenschaftlich<br />

vorgebildete Teilnehmer, insbesondere an neue Mitarbeiter in<br />

Produktion, Entwicklung, Produktmarketing etc. Sie sollen sich mit<br />

Hilfe dieser Seminare schnell und gezielt in das für die meisten<br />

bis dahin unbekannte Gebiet der Elastomere einarbeiten können.<br />

Ort: FST-Academy<br />

Bau 75<br />

Gebühr: Euro 690,–<br />

Termin: 15./16.01.2013<br />

08./09.10.2013<br />

Ort: FST-Academy<br />

Bau 75<br />

Gebühr: Euro 690,–<br />

Termin: 29./30.01.2013<br />

22./23.10.2013<br />

Modul 1: Werkstoffe 1<br />

Grundlagen der Kunststoffchemie; Was ist „Gummi“?; Alterungsschutz<br />

& Füllstoffe; Weichmacher & Verarbeitungshilfen; General<br />

Purpose Rubber; Hochleistungskautschuke & Spezialitäten; Vulkanisation;<br />

Werkstoffauswahl an einem Beispiel.<br />

In Kooperation mit der FST-Academy.<br />

Modul 2: Werkstoffe 2<br />

Dynamisch-mechanisches Verhalten von Kunststoffen; Haftung von<br />

Gummi; praktische Vorführung; Cabot Analyse zur Bestimmung<br />

der Füllstoffverteilung; Oberflächenmodifizierung & Tribologie;<br />

Flüssig-Silikonkautschuk (LSR); Chancen & Risiken der Nanotechnik;<br />

Technische Thermoplaste als Metallersatz; Polyurethane; Thermoplastische<br />

Elastomere (TPE); Rheologie von Elastomeren.<br />

In Kooperation mit der FST-Academy.<br />

22 Seminare


Ort: FST-Academy<br />

Bau 75<br />

Gebühr: Euro 690,–<br />

Termin: 19./20.02.2013<br />

05./06.11.2013<br />

Ort: FST-Academy<br />

Bau 75<br />

Gebühr: Euro 690,–<br />

Termin: 05./06.03.2013<br />

19./20.11.2013<br />

Ort: <strong>FFD</strong> Bau 32<br />

Gebühr: Euro 690,–<br />

Termine: 16./17.04.2013<br />

03./04.12.2013<br />

Ort: <strong>FFD</strong> Bau 32<br />

Gebühr: Euro 690,–<br />

Termin: 12./13.11.2013<br />

Ort: <strong>FFD</strong> Bau 32<br />

Gebühr: Euro 690,–<br />

Termin: 15./16.10.2013<br />

Modul 3: Verfahren 1<br />

Technologie des Mischens und Aufbau einer Mischerlinie; Besichtigung<br />

Rohmischwerk; die Prozesskette in der Elastomerverarbeitung;<br />

Vom Rezept zur Mischanweisung; Verfahrenstechnik des<br />

Mischprozesses im Innenmischer; Grundlagen der Vulkanisation;<br />

die Vulkanisationsverfahren; Sonderverfahren; TPE-Verarbeitung;<br />

Rohlingsvorbereitung; Prozessdatenerfassung; Heizzeitrechner.<br />

In Kooperation mit der FST-Academy.<br />

Modul 4: Verfahren 2<br />

Weiterverarbeitung nach dem Mischen im Innenmischer; Alternative<br />

Mischverfahren; Ansätze zur Mischprozessoptimierung; Herstellung<br />

von Kautschuk-Bodenbelägen; Prozessoptimierung in der<br />

Elastomerverarbeitung; Endbearbeitung von Gummi-Formteilen;<br />

Energetische Betrachtung der Verarbeitungsprozesse; Rapid Prototyping;<br />

Typische Verarbeitungsfehler; Statistische Versuchsmethodik,<br />

Betriebsdatenerfassung.<br />

In Kooperation mit der FST-Academy.<br />

Modul 5: Produkte<br />

In diesem Seminarmodul werden vorzugsweise von den Entwicklern<br />

der einzelnen Produktbereiche die physikalischen Grund lagen ihrer<br />

Produktgruppen behandelt. Die Teil nehmer erhalten einen breiten<br />

Überblick über die Produktpalette von <strong>Freudenberg</strong> Dichtungs- und<br />

Schwingungstechnik und von TrelleborgVibracoustic.<br />

Modul 6: Werkzeugtechnik & Werkzeugreinigung<br />

Werkzeugstähle, Kaltkanaltechnik, Werkzeugbeschichtungen, Physikalisch-technische<br />

Grundlagen der Werkzeugreinigung, Mikrostrahlen,<br />

Reinigung mit Trockeneis (inkl. praktischer Vorführung),<br />

Reinigung mit Laser (inkl. praktischer Vorführung), Reinigung mit<br />

Ultraschall; Trennmittel für die Elastomerverarbeitung, Grundlagen<br />

der Werkzeugtechnik, Rapid Tooling, Auslegung von Spritzgießwerkzeugen,<br />

Laserstrukturieren.<br />

Modul 7: Prüfmethoden & Analytik<br />

Statische Prüfmethoden, Dynamische Prüfmethoden, Lebensdauerabschätzung,<br />

Beständigkeitsprüfungen, Kalorische Eigenschaften,<br />

Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie, Elastomeranalytik,<br />

Schadensanalyse.<br />

Seminare zu anderen Themen<br />

Seminarleitung: Dr.-Ing. Andreas Kammann<br />

Ort: <strong>FFD</strong> Bau 32<br />

Gebühr: Euro 450,–<br />

Termin: 11.01.2013<br />

07.10.2013<br />

Vom Kautschuk zum Gummi – ein Einsteigerseminar<br />

Dieses Seminar beantwortet grundsätzliche Fragen zur Elastomerchemie.<br />

Was ist überhaupt Gummi, was ist Kautschuk? Wie wird<br />

aus Kautschuk Gummi? Wieso kommen in eine Gummimischung<br />

so viele unterschiedliche Komponenten rein? Was passiert eigentlich<br />

während der Formgebung und der Vulkanisation? Warum gibt<br />

es so viele unterschiedliche Kautschuke?<br />

Seminare 23


Ort: <strong>FFD</strong> Bau 32<br />

Gebühr: Euro 950,–<br />

Termin: 22/23.01.2013<br />

Ort: <strong>FFD</strong> Bau 32<br />

Gebühr: Euro 950,–<br />

Termin: 26./27.11.2013<br />

Polyurethane – Materialien & Verarbeitung<br />

Grundlagen der Polymerchemie, Rohstoffe für Polyurethane, Verarbeitungstechniken<br />

(Gießen, R<strong>IM</strong>, Spritzguss, Extrusion, Schäumen,<br />

Imprägnieren, …), mechanische und chemische Eigenschaften,<br />

Analytische Untersuchungen.<br />

Praxisseminar: Einrichtung einer Spritzgießmaschine & Fehlersuche<br />

Das Seminar wendet sich an alle Maschinenbediener, die bereits<br />

erste Erfahrungen in der Elastomerverarbeitung gesammelt haben<br />

und zukünftig durch weitergehendes Prozessverständnis selbstständiger<br />

arbeiten sollen bzw. Einrichteraufgaben übernehmen. Inhalt:<br />

Grundlagen des Elastomerspritzgießens, Praktische Einrichtung einer<br />

Spritzgießmaschine, Fehlererkennung und Abhilfemaßnahmen.<br />

Seminare der <strong>Freudenberg</strong> <strong>Forschungsdienste</strong><br />

Ort: <strong>FFD</strong> Bau 32<br />

Gebühr: Euro 450,–<br />

Termin: 18.10.2013<br />

Gewerbliche Schutzrechte – Patente, Marken und Geschmacksmuster<br />

Das Seminar wendet sich an alle, die mit Entwicklung und Vertrieb<br />

von technischen Produkten befasst sind (Chemieingenieure,<br />

Chemiker, Ingenieure, technische Fachkräfte, Materialentwickler,<br />

Einkäufer, Verkäufer und Kaufleute). Inhalt: Patente, Gebrauchsmuster,<br />

Marken, Geschmacksmuster, Schutzbereich eines Patents<br />

oder Gebrauchsmusters, Patentstrategie.<br />

Weitere Informationen<br />

zu unseren Seminarangeboten finden Sie jederzeit unter:<br />

www.forschungsdienste.de<br />

Anmeldungen bitte an:<br />

Frau Simone Horn, Tel. 06201 80-4880, Fax 06201 88-3063,<br />

simone.horn@freudenberg.de<br />

Wir behalten uns vor, Anmeldungen von Wettbewerbern der <strong>Freudenberg</strong><br />

Unternehmensgruppe zurückzuweisen.<br />

24 Seminare


<strong>Freudenberg</strong><br />

<strong>Forschungsdienste</strong><br />

Impressum<br />

Herausgeber: <strong>Freudenberg</strong> <strong>Forschungsdienste</strong> <strong>SE</strong> & <strong>Co</strong>. <strong>KG</strong>,<br />

D-69465 Weinheim<br />

Redaktionsleitung: Martin Gramlich<br />

Redaktion: Dr. Katharina Müller, Andrea Deis, Ulrike Kast,<br />

Sabrina Lemke, Dr. Christof Schmitz,<br />

Dr. Ulrike Herrlich, Dr. Franka Geiß<br />

Gestaltung: Ehret Design, www.ehretdesign.de<br />

<strong>Freudenberg</strong> <strong>Forschungsdienste</strong> <strong>SE</strong> & <strong>Co</strong>. <strong>KG</strong><br />

69465 Weinheim (an der Bergstraße)<br />

Telefon +49(0)6201 80-5123<br />

E-Mail ffd@freudenberg.de<br />

www.forschungsdienste.de<br />

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