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Dossiers - Branchendossier Prozesstechnik (Chemie, Lebensmittelindustrie, Pharma)

Die Prozess-Industrie stellt zwar – je nach Teilsegment – ganz unterschiedliche Anforderungen an Lösungen aus dem Bereich Dichten. Kleben. Polymer., dennoch lohnt sich gerade hier der Blick über den Tellerrand. In diesem Dossier sammeln wir deshalb interessante Konzepte, Projekte, Produkte und Dienstleistungen und bieten damit eine fokussierte Plattform für alle Konstrukteure, Einkäufer, Qualitätsmanager und Instandhalter, die sich vertieft mit dieser Branche auseinandersetzen wollen.

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News

14.11.2017

Auf der Compamed 2017 zeigt Trelleborg Sealing Solutions ein neuartiges Beschichtungsverfahren, mit dem sich Elastomere bis auf wenige Hundert Nanometer dünn beschichten lassen, um den Reibungskoeffizient von Elastomeren zu senken und deren Gleiteigenschaften zu verbessern.

Dies vereinfacht die Montage von Dichtungssystemen und steigert die Qualität und Lebensdauer medizintechnischer Geräte. Über die nanoskalige Beschichtung senkt Trelleborg die bisherige Schichtdicke um den Faktor 10 – 50 gegenüber herkömmlichen Beschichtungssystemen. Da das neue Verfahren eine sehr hohe Stabilität aufweist, ist es resistent gegen die Sterilisation mit Gammastrahlen, Ethylenoxid oder Heißdampf. Dies prädestiniert die Beschichtung für den Einsatz in medizinischen und pharmazeutischen Anwendungen. So können klassische O-Ringe und komplexe Formteile hauchdünn im nanoskaligen Bereich überzogen werden. Die ursprünglichen Eigenschaften der Elastomere werden dadurch nur unwesentlich verändert und die Dichtungssysteme haben eine höhere Lebensdauer, da sich der Abrieb bei Dynamik reduziert.

Das Verfahren eignet sich insbesondere für Dichtungslösungen, die in den Bereichen Healthcare, Medizintechnik, Pharmaindustrie oder Life Sciences zum Einsatz kommen. Denn die Beschichtung ist stabil gegenüber der Sterilisation mit Gammastrahlen, Ethylenoxid oder Heißdampf, die u.a. bei Mehrfachverwendungen von medizinischen Gerätschaften, Fermentern oder Spritzen unabdingbar ist. Zudem erfüllt man mit dem Beschichtungsverfahren die Vorgaben für medizinische, biotechnologische und pharmazeutische Anwendungen, wie sie von Behörden wie der US-amerikanischen FDA (Food and Drug Administration) oder europäischen Standards wie der DIN EN ISO 10993 für die mikrobiologische Beurteilung von Medizinprodukten vorgeschrieben sind.

Bei Elastomeren wird über die Beschichtung vor allem der Reibungskoeffizient verringert, was auch zu einer stärkeren Vereinzelung der Dichtungen führt. In Reinform neigen Elastomere zum Anhaften, entweder aneinander während der automatischen Montage oder an Gegenlaufflächen im dynamischen Einsatz. Letzteres verursacht den bekannten Stick-Slip-Effekt, der in vielen Anwendungen zu Problemen führt. Beschichtet lassen sich O-Ringe oder komplexe Formteile aufgrund der besseren Vereinzelung einfacher und sicherer in vorgesehene Nuten verbauen. Dies minimiert Zuführungsprobleme während der automatischen Montage und senkt die Wahrscheinlichkeit von Produktionsausfällen. Nach dem Einbau des O-Rings in die Nut werden die abzudichtenden Teile zusammengebaut. Dabei wird der O-Ring in seinem Querschnitt verpresst und dadurch die Dichtfunktion herbeigeführt. Mittels der reibungsmindernden Beschichtung können die Bauteile leichtgängig und beschädigungsfrei zusammengebaut werden, sodass der gesamte Montageprozess einfach und sicher gestaltet ist.

Die Beschichtung wird über ein neu entwickeltes Dünnschichtverfahren appliziert. Die stark ausgeprägte Anhaftung an das Grundsubstrat führt dazu, dass die elastischen Eigenschaften der Polymere besser erhalten bleiben. Mikrofeine Risse in der Beschichtung, die durch Spannen und Dehnen der Dichtung bei der Montage entstehen können, schließen sich wieder vollständig und beeinflussen die Funktionalität der Beschichtung in keiner Weise. Dadurch lässt sich eine deutlich längere Haltbarkeit für Dichtungssysteme erzielen und somit auch für das medizintechnische Gerät.

 
Dank der guten Substratanhaftung eignet sich die Beschichtung für viele Arten von Elastomeren und thermoplastischen Systemen, darunter auch für Silikone wie LSR (Liquid Silicone Rubber), Elastomerwerkstoffe wie EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer Rubber) oder thermoplastisches Polyurethan (TPU). Zudem ist die nanoskalige Beschichtung so dünn, dass sie eine hohe Transparenz besitzt und die ursprüngliche Farbe des Elastomers nicht abgedeckt wird. Die Farbe von Dichtungen kann bei der Montage eine zentrale Rolle spielen: Elastomere von O-Ringen sind meist schwarz, werden aber oft eingefärbt, um Unterschiede in Zusammensetzung, Durchmesser oder Stärke der O-Ringe optisch anzuzeigen. Mit der neuartigen Beschichtung bleibt diese Farbkennung auch nach der Beschichtung erhalten

23.10.2017

Für die hohen Anforderungen dieser Branchen entwickelt und realisiert die Seal Concept GmbH individuelle Dichtungslösungen für Produktions- und Verpackungsmaschinen. Dabei kann die Produktion der Dichtungen – sowohl von Einzelstücken als auch von Großserien – innerhalb weniger Tage hausintern umgesetzt werden.

Die Erfüllung von Anforderungen wie Reinigungsfähigkeit, Sterilisation und hygienische Auslegung ist dabei Standard. Dichtungslösungen, die in diesen Branchen zum Einsatz kommen, müssen eine hohe chemische Beständigkeit gegenüber aggressiven Chemikalien und Reinigungsmethoden aufweisen und  auch beständig gegenüber hohen Temperaturen sein. Ebenso müssen außergewöhnliche Reibungs- und Verschleißeigenschaften berücksichtigt werden. Eine spezielle Farbgebung der Dichtungen (weiß/blau/rot/natur) ermöglicht das frühzeitige Erkennen der Abriebspartikel. Die Gefahr mikrobakterieller Verunreinigung durch nicht sterilisierbare Hinterschnitte kann durch eine besondere Formgebung ausgeschaltet werden. Zudem achtet man darauf, bei jeder neuen Produktentwicklung leicht zu reinigende und einfach zu sterilisierende Oberflächen zu schaffen, die einem erhöhten Reinigungs- und Sterilisationsaufkommen problemlos - und ohne langfristig Schaden zu nehmen - gerecht werden. Auch der Einsatz ungiftiger Werkstoffe ist bei Dichtungen, welche in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie zum Einsatz kommen, eine Grundvoraussetzung. Grundsätzlich stehen unterschiedliche Werkstoffe für die Dichtungssysteme zur Verfügung. Die Wahl des Werkstoffes ist abhängig von seinem Einsatzbereich. Alle diese Werkstoffe haben die jeweils erforderlichen Zulassungen und sind lebensmittelkonform.

Seal Concept GmbH, Lebensmitteldichtungen.

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