Viskositätsmessung in der Kosmetik: 4 Tipps, die Ihre Ergebnisse verbessern

Konsistenz, Steifheit, Verarbeitbarkeit und Fließfähigkeit – diese Faktoren machen das gewünschte viskose Verhalten von kosmetischen Proben aus. Damit sind sie wichtige Parameter für die Produktentwicklung und Qualitätskontrolle in der Herstellung. Moderne Rotationsviskosimeter unterstützen Anwender dabei, die Viskosität ihrer Probe so schnell und einfach wie möglich zu bestimmen. Welche Aspekte Sie bei der Viskositätsbestimmung besonders beachten sollten, lesen Sie hier.

So funktioniert ein Rotationsviskosimeter

Die Viskosität einer Probe zu bestimmen, gelingt heute dank moderner Technik mit hoher Genauigkeit und guter Reproduzierbarkeit von +/-0,2 %. Ein weit verbreiteter Typ von Viskosimetern sind die so genannten Rotationsviskosimeter. Das Messprinzip eines Rotationsviskosimeters ist leicht erklärt:

Eine Spindel taucht in die Probe ein und wird in Rotation versetzt. Dazu treibt ein Motor die Spindel über eine kalibrierte Feder an. Die Auslenkung der Feder dient als Messgröße für das Drehmoment – also die benötigte Antriebskraft – und wird in der Anzeige als M% angezeigt. Aus der Kraft, die für den Antrieb der Spindel nötig ist, lässt sich die Viskosität der Probe berechnen.

Doch sollten Sie als Anwender einige grundlegende Aspekte beachten, damit Ihre Messungen stets verlässliche Ergebnisse hervorbringen. Die vier wichtige Faktoren haben wir für Sie zusammengestellt:

1. Die richtige Temperatur

Viskosität und Temperatur sind untrennbar miteinander verknüpft. Um die Viskositätswerte in der Qualitätskontrolle zu vergleichen, müssen Sie die Temperatur während der Messung kennen. Selbst kleinste Temperaturunterschiede können das Messergebnis maßgeblich beeinflussen. Vertrauen Sie daher nicht den Viskositätsinformationen einer Probe, wenn die Messtemperatur nicht angegeben ist.

2. Anpassung der Drehzahl

Die Drehzahl der Spindel ist eine wichtige Einstellung für die Viskositätsmessung. Im Allgemeinen sollte ein bestimmtes Verhältnis von Geschwindigkeit zu Viskosität beibehalten werden, um im laminaren Strömungsbereich zu bleiben. Die maximale Geschwindigkeit hängt von der Geometrie der Spindel sowie von der allgemeinen Viskosität der Probe ab.

Wenn die Geschwindigkeit zu hoch ist, können die Messergebnisse aufgrund der Turbulenzen in der Probe verfälscht werden. Die meisten Flüssigkeiten verändern ihre Viskosität bei unterschiedlichen Drehzahlen. Sie verhalten sich nicht wie eine ideale newtonsche Flüssigkeit. Im Beispiel unten erkennt man ein strukturviskoses (scherverdünnendes) Verhalten. Aber auch gegenteiliges, dilatantes Verhalten (scherverdickend) kann gemessen werden.

3. Auswahl der richtigen Spindel

Das Portfolio an verschiedenen Spindeln, von denen alle für verschiedene Anwendungen von Bedeutung sind, ist gewaltig. Die Spindel kann verschiedenste Geometrien haben, häufig sind Scheiben-, Zylinder- oder T-Spindeln mit unterschiedlichen Durchmessern.

Abgesehen davon muss zwischen relativen und absoluten Messspindeln unterschieden werden. Ergebnisse, die mit relativen Spindeln wie zum Beispiel Scheibenspindeln gemessen wurden, beziehen sich immer auf das verwendete Messsystem und sind nicht mit anderen Daten vergleichbar. Diese Systeme werden häufig in der Qualitätskontrolle eingesetzt, da sie kostengünstig und einfach zu handhaben sind und schnelle Ergebnisse liefern. Zudem erlauben sie die Messung direkt im Probengefäß und sind nicht auf spezielle, genormte Messgefäße angewiesen.

 

Die Messung nach absoluten Kenngrößen wie Scherrate und Scherstress erfordert dagegen die Verwendung absoluter Spindeln. Hierbei taucht eine zylindrische Spindel in einen ebenfalls zylindrischen Hohlkörper. Über die definierte Messgeometrie lässt sich dann aus Schubspannung und Schergeschwindigkeit die Viskosität der Probe berechnen.

Der Vorteil dieses Messverfahrens liegt in der Vergleichbarkeit der Ergebnisse. Da der Zwischenraum zwischen den beiden Zylindern sehr klein ist, erfordern solche Systeme nur kleine Probenmengen von meist wenigen Millilitern.

4. Überprüfung der Gerätekalibrierung

Die genaue Bestimmung der rheologischen Parameter ist für die Qualitätskontrolle oder im Entwicklungslabor von großer Bedeutung. Um die Messgenauigkeit von Viskosimetern sicherzustellen, sollten die Geräte werkseitig kalibriert werden. Wie bei jedem anderen Messgerät ist es sehr wichtig, das Gerät regelmäßig zu überprüfen.

Mit Hilfe von Standardöle mit bekannter, zertifizierter Viskosität kann dies durch den Anwender selbst durchgeführt werden. Zur Verifizierung des Messgerätes misst man einfach die Standardlösung mit dem zu prüfenden Viskosimeter und vergleicht das Ergebnis mit dem angegebenen Viskositätswert des Öls.

Wenn das Messergebnis innerhalb der Toleranzgrenzen liegt, kann das Gerät weiter betrieben werden. Wichtig ist, dass hierbei die Toleranz des Öls (Angabe auf der Flasche), sowie die Messtoleranz des Gerätes selbst (laut Herstellerangaben) in Summe berücksichtigt werden.

IKA bietet Ihnen eine Überprüfung der Viskosimeterkalibrierung an. Geben Sie einfach das Viskosimetermodell, die Spindel, die Viskosität des Standardöls und die Geschwindigkeit ein. Eine Kurve zeigt, ob Ihre Ergebnisse innerhalb des Toleranzbereichs liegen.

Überprüfen Sie Ihre Messergebnisse:[su_button url=“https://www.ika.com/en/Products-Lab-Eq/Viscometers-ROTAVISC-Calibration-Check-cprcc-279/“ target=“blank“ background=“#207373″ size=“5″ ]HIER[/su_button]

Weitere Informationen:

Dieser Blogeitrag entstand mit freundlicher Unterstützung von IKA.

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