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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