Fallstudie: Messung der Wachsfestigkeit nach ASTM D937-92

PRINZIP DES TESTS

Das Ziel des Tests besteht darin, die Härte oder Festigkeit des Wachses unter Verwendung einer konischen Sonde gemäß der Standardmethode ASTM D937-92 zu bewerten.

KONTEXT

Wachse sind synthetisch und natürlich hergestellte organische Produkte. Sie sind im Allgemeinen bei höheren Temperaturen weicher und bei niedrigeren (kühleren) Temperaturen härter. Daher hängen die "Klebrigkeit" und die Härte einiger Wachse von der Temperatur ab. Hartwachse sind weniger klebrig und daher haftfähig. Durch Variieren der Härte des Wachses mit unterschiedlichen Wachssorten kann die Haftwirkung oder Traktion des Wachses verändert werden.

Viele kosmetische, medizinische und Körperpflegeprodukte enthalten Wachse. Die Fähigkeit von Wachsen, einen guten Glanz zu erzeugen, die Festigkeit des Produkts sowie ihre Formeigenschaften machen sie komplementär zur endgültigen Textur des Produkts. Die Messung der Härte (Festigkeit) eines Wachses bestimmt, ob ein interessierendes Wachs für ein bestimmtes Produkt geeignet ist, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen.

Die Standardmethode D937-92 verwendet ein Penetrometer, um die Eindringtiefe eines Standardkonus unter definierten Bedingungen zu bestimmen. Der CT3 Texture Analyzer hat diese Standardmethode unter Verwendung der angegebenen Parameter sowie alternativer Messmethoden wie der Bestimmung der Kraft zum Durchdringen einer bestimmten Distanz übernommen. Konuswinkel können von 15 bis 90° reichen.

METHODE

Ausrüstung: CT3 mit 4,5 kg Wägezelle

30° konische Sonde

TexturePro CT-Software

Einstellungen:

Art der Prüfung: Stromspannung

Art des Vortests: 1,0 mm / s

Testgeschwindigkeit: 2,0 mm / s

Geschwindigkeit nach dem Test: 2,0 mm / s

Zieltyp: Distanz

Zielwert: 30 mm

Auslösekraft: 20 Gramm

Hinweis: Für eine genaue Triggererkennung wird empfohlen, dass die Vortestgeschwindigkeit gleich oder langsamer als die Testgeschwindigkeit ist; beispielsweise erfordert eine Prüfgeschwindigkeit von 2 mm / s eine Vorprüfgeschwindigkeit ≤ 2 mm / s.

Sehr weiche Proben können eine Kraft von 150 g nicht erreichen. Unter solchen Umständen sollte zuerst die weichere Probe getestet werden, um festzustellen, ob das Verfahren funktioniert. Eventuell muss eine geeignete Methode entwickelt werden.

PROBENVORBEREITUNG

Bei der Standardmethode wird die Probe bei 82 °C aufgeschmolzen und in einen Standardbehälter gegossen. Die Probe wird 16-18 Stunden auf Raumtemperatur abgekühlt (weitere Informationen finden Sie in der ASTM-Standardmethode). Eine andere Methode (die auch in diesem Test verwendet wird) besteht darin, Proben direkt aus ihren Originalbehältern zu testen. Wenn Sie diese Methode verwenden, sollten die Abmessungen des ausgewählten Behälters gemeldet und für nachfolgende Tests verwendet werden. Die Oberfläche der Probe muss intakt und unverändert bleiben, da dies das Ergebnis beeinflussen kann.

VERFAHREN

1. Bringen Sie die konische Sonde am Kraftaufnehmer an.

2. Richten Sie die Probe mittig unter der konischen Sonde und 15 mm vom Rand des Behälters entfernt aus.

3. Starten Sie den Penetrationstest.

4. Während sich die Sonde aus der Probe herauszieht, halten Sie den Behälter fest, um ein Anheben zu verhindern.

5. Wenn Sie mit dem nächsten Test fortfahren, wischen Sie die konische Sonde mit einem sauberen, trockenen Tuch ab, um alle Wachsspuren zu entfernen.

Hinweis: Die Temperatur des Konus sollte vor Beginn des Tests ebenfalls Raumtemperatur haben.

Dieser Test misst die Distanz, die erforderlich ist, um eine Last von 150 g zu erzeugen. Ein alternatives Verfahren kann auch verwendet werden, wenn die Kraft gemessen wird, die erforderlich ist, um eine bestimmte Distanz zu durchdringen.

ERGEBNISSE

Das Folgende ist ein typisches TexturePro CT-Plot. Die Grafik zeigt die Wachshärte einer Vaseline mit einer konischen Sonde.

Das Diagramm in Abbildung I zeigt die Härte von Vaseline, gemessen aus einem 50 ml, 3,5 x 5,0 cm.

Das Diagramm in Abbildung II zeigt die Belastung über der Zeit für die Härte von Vaseline.

Das Diagramm in Abbildung II zeigt die Belastung über der Zeit für die Härte von Vaseline.

BEMERKUNGEN

Bei einer Auslösekraft von 5 g dringt die Sonde in die Probe ein, bis eine Kraft von 150 g erreicht ist. Es folgt eine Haltezeit von 5 Sekunden, bevor sich die Sonde mit einer Nachtestgeschwindigkeit von 10 mm / s aus der Probe zurückzieht. Die Eindringweite hängt von der Härte der Probe ab. Ein großer Eindringabstand zeigt eine weiche Probe an, während ein kleiner Eindringabstand eine härtere Probe anzeigt. Der Test ist nützlich, um die Härte verschiedener Wachse zu vergleichen, um die Wahl des Wachses für ein bestimmtes Produkt zu bestimmen.

Die folgende Tabelle zeigt die Durchschnittswerte für eine Vaseline, die an mehreren Standorten getestet wurde.