Obwohl in der Europ\u00e4ischen Chemieindustrie Spezialchemikalien nur einen Anteil von 26% haben, leisten sie einen erheblichen Beitrag zu der europ\u00e4ischen Gesamtwirtschaft. Dies liegt zum gro\u00dfen Teil an der Notwendigkeit dieser Substanzen in der Produktion in den verschiedensten Industriesektoren wie der Bauindustrie, Kosmetik-, Haushalt, Automobil und Lebensmittelindustrie. <\/p>\n\n\n\n
Titandioxid<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Titandioxid (TiO2) ist ein sehr weit verbreitetes industrielles Material, welches als Grundbestanteil oder als Additiv in den unterschiedlichsten Produkten wie Farbe, Sonnencreme, Zahnpasta oder in Lebensmitteln zu finden ist. Die weltweit produzierte Menge bel\u00e4uft sich auch ca. 1,5 Millionen Tonnen, wovon 60% f\u00fcr Farben und Beschichtungen verwendet werden.<\/p>\n\n\n\n
Die Gr\u00f6\u00dfe der TiO2 Partikel ist der wichtigste Faktor f\u00fcr die Eigenschaft der Endsubstanz. So wird f\u00fcr die Verwendung in Sonnencreme eine Partikelgr\u00f6\u00dfe von 300nm Verwendet, wogegen transparente UV-Blocker eine deutlich kleinere Partikelgr\u00f6\u00dfe ben\u00f6tigen.<\/p>\n\n\n\n
Bedingt durch den Fertigungsprozess, steigen die Kosten f\u00fcr kleinere Partikel erheblich. Dies kann bis zu einem Faktor 10 der Fall sein.<\/p>\n\n\n\n
Titandioxid zur Verwendung als Wei\u00dfes Pigment<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Um TiO2 Partikel als wei\u00dfe Pigmente verwenden zu k\u00f6nnen m\u00fcssen sie sichtbares Licht im Bereich von 440nm bis 700nm reflektieren k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n
Das meiste Licht wird von den Partikeln dann zur\u00fcck gestreut, wenn diese die Gr\u00f6\u00dfenordnung im Bereich der halben Wellenl\u00e4nge des Lichts haben. So liegt in diesem Fall die gew\u00fcnschte Partikelgr\u00f6\u00dfe bei 300nm.<\/p>\n\n\n\n
Die Verteilung der unterschiedlich gro\u00dfen Partikel hat einen entscheidenden Einfluss auf die Qualit\u00e4t und die Farbe des zu erzeugenden Pigmentes. Ist der Gro\u00dfteil der Partikel unter 300nm, ergibt sich ein Blaustich, der f\u00fcr W\u00e4schepulver durchaus erw\u00fcnscht ist, bei Wandfarben aber zu einer reduzierten Deckkraft f\u00fchrt. Sind die Partikel gr\u00f6\u00dfer verschiebt sich der Farbton mehr ins Braune und es lassen sich keine gl\u00e4nzenden Oberfl\u00e4chen mehr erzielen.<\/p>\n\n\n\n
Der Vorteil von lokalen Sensoren f\u00fcr die Prozess\u00fcberwachung<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Um die Fertigungsdauer zu reduzieren muss ein Verfahren eingesetzt werden welches den Zeitpunkt erkennt an dem die Partikelgr\u00f6\u00dfe 300nm erreicht hat. Da die Partikelkonzentration und dadurch die Lichtdurchl\u00e4ssigkeit sehr gering sind, scheiden optische Messtechniken von vornherein aus. <\/p>\n\n\n\n
Bisher wurden Materialproben aus unterschiedlichen Prozess-Stufen entnommen und diese in verd\u00fcnnter Form mit Hilfe von UV-Spektrometern auf ihre Gr\u00f6\u00dfe hin untersucht. Jedoch ist diese Messtechnik aufgrund der verz\u00f6gerten Ergebnis-R\u00fcckmeldung und der PH-Empfindlichkeit der verd\u00fcnnten Proben starken Limitierungen unterworfen.<\/p>\n\n\n\n
Process ultrasonic spectroscopy<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Ultraschall Spektroskopie beschreibt die Reaktion eins Materials nach Anregung durch eine schwache Ultraschallquelle. Diese Methode hat folgende Vorteile:<\/p>\n\n\n\n
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Nichtdestruktiv, nicht intrusiv<\/li>\n\n\n\n
auch f\u00fcr nichttransparente Materialien<\/li>\n\n\n\n
f\u00fcr feste und fl\u00fcssige Stoffe <\/li>\n\n\n\n
einfache Probenhandhabung ohne manuelles eingreifen<\/li>\n\n\n\n
Einsatz \u00fcber gro\u00dfen Frequenzbereich<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Bei Ultraschallwellen handelt es sich um hochfrequente mechanische Wellen, deren Ausbreitungscharakteristik abh\u00e4ngig ist von den thermo-physikalischen Eigenschaften des jeweiligen Mediums.<\/p>\n\n\n\n
Rheologie beschreibt die Messung von Zeit- und Temperaturabh\u00e4ngigen Fluss- und Deformationseigenschaften von Fl\u00fcssigkeiten und verformbaren Stoffen unter dem Einfluss einer externen Krafteinwirkung.<\/p>\n\n\n\n
ITS hat mit dem\u00a0U2S<\/strong>\u00a0ein Ultraschall Spektroskop entwickelt, welches durch Messung dieser Eigenschaften die Verteilung und Konzentration von Partikeln unterschiedlicher Gr\u00f6\u00dfe erfassen kann.<\/p>\n\n\n\n<\/a><\/figure>\n\n\n\n
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