Analyse von Pulver und Dispersion. Entwicklung von Rezepturen und Pigmenttestung
Ursachen für Unterschiede
Ursache für Unterschiede in der Handhabung eines Schüttgutes liegen häufig in den unterschiedlichen Fliesseigenschaften. Wir messen die Fliesseigenschaften Ihres Schüttguts.
Stark kohäsive Schüttgütern zeigen schwierig zu handhabende Transport- ,Förder-, Dosier- und Lagerungseigenschaften. Diese makroskopischen Schüttguteigenschaften sind von Feuchtigkeit, Partikelform, Beschaffenheit der Oberfläche, Partikelgrößenverteilung und Kohäsivität abhängig.
Ziel ist es mit erweiterten Charakterisierungseingenschaften zu arbeiten die zwischen den Anwendungsfällen differenzieren.
Testmethoden
Kohäsionstest mittels Pulverrheometer
Die Eigenschaft der Pulverpartikel aneinanderzuhaften und Agglomerate zu bilden kann als Kohäsionseigenschaft bezeichnet werden. Die Rotationsgeometrie schneidet durch die Pulversäule hindurch. Hierbei werden Verdichtungseffekte minimiert. Beim Herausdrehen wird das Pulver angehoben und die Kraft, die das Pulver auf den Boden des Behälters ausübt, wird aufgezeichnet. Ein kohäsiveres Pulver wird Agglomerate bilden und ggfls. an der Rotationsgeometrie haften. Daraus folgt eine Verringerung der auf den Behälterboden gerichteten Kraft beim Herausdrehen aus einem kohäsiven Pulver. Ein negativer Kräfteverlauf wird aufgezeichnet und die Flächen unter den Kurven ausgewertet.
Gemessene Parameter
Fließfähigkeit in Form eines Kohäsionsindex.
Fig. 2: Evaluation of collected cohesion measurement data
Cackingtest mittels Pulverrheometer
Durch Auffahren der Rotationsgeometrie auf die Pulveroberfläche wird eine Normallast auf die
Pulversäule aufgebracht und verdichtet die Probe. Bei einer voreingestellten Kraft wird der Vorgang
gestoppt, wobei die Höhe des Pulverkuchens an diesem Punkt registriert wird. Anschließend wird die
Rotationsgeometrie wieder aus dem Pulver herausgefahren.
Der Zyklus dieses Pulverkompressionsvorgangs wird vier weitere Male wiederholt. Beim fünften Mal
durchdringt die Rotationsgeometrie vollständig den Pulverkuchen bis zum Boden des Probegefäßes
nachdem die voreingestellte Zielkraft erreicht wurde. Die Verklumpungsneigung wird aus Höhe und
Festigkeit des Pulverkuchens berechnet (Abb.2).
Gemessene Parameter
• Verhältnis von Säulen- zu Kuchenhöhe
• Energie, um den Pulverkuchen zu zerstören
• Festigkeit des Pulverkuchens
Fig. 2: Evaluation of collected cohesion measurement data
Carrs Indices (ASTM D-6393)
Die Fließfähigkeit von Schüttgütern wird mit dem Kompaktierungseigenschaften des Pulvers korreliert in dem der sog. Hausner Index und Carr Index unter Anwendung genormter Stapf- und Schüttdichtebestimmungen ermittelt wird. Es erfolgt eine Bewertung der Pulverfließfähigkeit mit dem FFI Fließfähigkeitsindex welcher nach Durchführung der Carr Experimente aus einer Tabelle ermittelt wird.
Diese Art der Fließfähigkeitsbewertung ist für kohäsionslose bis mäßig kohäsive Schüttgüter vorgesehen.
Normen
-
EN ISO 787-11 Bestimmung der Stampfdichte
-
DIN ISO 697 Bestimmung der Schüttdichte
-
ASTM D-6393 Bestimmung der Carr´s Indices
-
D-6773: Standard Shear Test Method for Bulk Solids
-
ASTM D-7891 - 15 Standard Test Method
