Wachs D937

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TESTPRINZIP
Testziel ist das Beurteilen der Härte oder Festigkeit von Wachs mittels Kegelsonde in Anlehnung an das ASTM-Standardverfahren D937-92. 

HINTERGRUND
Wachse sind synthetisch oder natürlich hergestellte Bioprodukte. Bei höheren Temperaturen sind Wachse im Allgemeinen weicher und werden bei niedrigeren (kälteren) Temperaturen härter. Die „Klebrigkeit“ und Härte einiger Wachse ist infolgedessen temperaturabhängig. Hartwachse sind weniger klebrig und somit anhaftend. Durch Veränderung des Härtegrades des Wachses unter Verwendung unterschiedlicher Sorten lassen sich die anhaftenden Eigenschaften oder die Zugkraft des Wachses beeinflussen.

Wachse sind Bestandteil vieler Produkte aus den Bereichen Kosmetik, Medizin und persönliche Gesundheitspflege. Die Fähigkeit von Wachsen, dem Lippenstift einen seidigen Glanz und Festigkeit zu geben, trägt in Verbindung mit deren Verformungseigenschaften dazu bei, dass das Endprodukt eine besondere Konsistenz entwickelt. Durch die Messung der Härte (Festigkeit) kann festgestellt werden, ob sich das untersuchte Wachs für ein bestimmtes Produkt mit den gewünschten Eigenschaften eignet.

Beim Standardverfahren D937-92 wird die Eindringtiefe eines Standardkegels unter definierten Bedingungen mit Hilfe eines Penetrometers bestimmt. Der CT3 Textur-Analysator wendet dieses auf der Vorgabe von Parametern basierende Standardverfahren an und bietet alternative Messmethoden, anhand derer beispielsweise die zum Erreichen einer bestimmten Eindringtiefe erforderliche Kraft errechnet werden kann. Der Kegelwinkel kann zwischen 15 und 90° liegen.
 
METHODE
Ausrüstung: CT3 mit 4,5 kg Wägezelle
   Kegelsonde 30°
   TexturePro CT Software

Einstellungen:
Testart: Zugspannung
Typ im Vortest: 1,0 mm/s
Testgeschwindigkeit: 2,0 mm/s
Geschwindigkeit nach dem Test: 2,0 mm/s
Zieltyp:  Weg
Sollwert:  30 mm
Auslösekraft:  20 g 

Bitte beachten: Zur präzisen Erkennung des Auslösezeitpunktes sollte die Geschwindigkeit vor dem Test nicht höher sein als die Testgeschwindigkeit; Beispiel: Bei einer Testgeschwindigkeit von 2 mm/s muss die Geschwindigkeit vor dem Test ≤ 2 mm/s betragen.

Bei extrem weichen Proben kann keine Kraft von 150 g aufgebracht werden. In einem solchen Fall sollte die weichste Probe zuerst getestet werden, um festzustellen, ob sich das Verfahren eignet. Manchmal bedarf es mehrerer Versuche, bis die passende Methode gefunden werden kann. 

PROBENVORBEREITUNG
Nach dem Standardverfahren wird die bis zu einer Temperatur von 82 °C aufgeschmolzene Probe in einen Standard-Behälter gegossen. Die Probe wird anschließend über einen Zeitraum von 16 bis 18 Stunden auf Raumtemperatur abgekühlt (weitere Informationen siehe ASTM-Standardverfahren). Ein alternatives Verfahren (das auch in diesem Test verwendet wurde) besteht darin, die Proben direkt in ihrem ursprünglichen Gebinde zu testen. Bei Anwendung dieses Verfahrens müssen die Abmessungen des ausgewählten Behälters im Bericht erfasst und bei den nachfolgenden Tests beibehalten werden. Die Oberfläche der Probe muss intakt bleiben und darf nicht aufgerührt werden, um das Messergebnis nicht zu beeinflussen.

VORGEHENSWEISE
1. Kegelsonde an der Wägezelle befestigen.
2. Die Probe mittig unter der Sonde und in einem Abstand von 15 mm zum Rand des Behälters ausrichten.
3. Den Penetrationstest starten.
4. Den Behälter beim Zurückziehen der Sonde festhalten, um zu verhindern, dass er dabei angehoben wird.
5. Die Kegelsonde vor dem nächsten Test mit einem sauberen, trockenen Tuch gründlich abwischen, um etwaige anhaftende Wachsspuren zu entfernen.

Bitte beachten: Der Kegel muss vor Beginn der Prüfung ebenfalls auf Raumtemperatur gebracht werden.

Dieser Test misst den Weg, der erforderlich ist, um eine Last von 150 g aufzubringen. In einem alternativen Verfahren kann auch die Kraft gemessen werden, die benötigt wird, um über eine festgelegte Distanz in die Probe einzudringen.

ERGEBNISSE
Die nachstehende Grafik ist ein typisches Beispiel für die Darstellung der Ergebnisse in TexturePro CT. Das Diagramm zeigt die mit einer Kegelsonde gemessene Wachshärte einer Vaseline-Probe.

Wax D937 Chart 1
Abbildung I

Das Diagramm in Abbildung I zeigt die in einem 50-ml-Becher mit den Abmessungen 3,5 x 5,0 cm gemessene Härte der Vaseline-Probe.




Wax D937 Chart 2
Abbildung II

In der Grafik in Abbildung II ist der Verlauf der Last-Zeit-Kurve für die Härte von Vaseline dargestellt.


BEOBACHTUNGEN
Bei Erreichen einer Auslöselast von 5 g durchdringt die Sonde die Probe bis zu einer Kraft von 150 g. Nach dem Test folgt eine Wartezeit von 5 Sekunden, bevor sich die Sonde mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/s aus der Probe zurückzieht. Die Eindringtiefe ist von der Härte der Probe abhängig. Eine große Eindringtiefe ist ein Hinweis darauf, dass die Probe weich ist, während eine geringe Eindringtiefe auf eine härtere Probe hindeutet. Mit diesem Test kann die Härte verschiedener Wachse verglichen werden, um eine geeignete Auswahl für ein bestimmtes Produkt zu treffen.

In der nachstehenden Tabelle sind die Durchschnittswerte von Vaseline dargestellt, die an mehreren Messplätzen getestet wurde. 

Verformung durch Einwirkung von Härte
(mm)
Geleistete Härtearbeit
(mJ)
 17,05 ± 2,4  9,74 ± 1,22




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