Solutions d’analyse en laboratoire

4News

L’humidité dans les plastiques,un facteur de qualité décisif

L’entreprise Karl Küfner KG basée en Allemagne est un important fabri-

cant et fournisseur de composants en plastique moulé de précision pour

l’industrie automobile. Afin d’assurer des normes de qualité constante

pour sa gamme de produits, l’entreprise a récemment intégré un dessic-

cateur halogène HR83 dans son processus de production.

Des solutions pratiques pour les sites de productionKarl Küfner KG fabrique des produits, tels que les crépines pour les soupapes d’injec-tion du carburant et les composants de fil-tration pour les systèmes de freinage ABS pour les principaux fabricants automobi-les et leurs fournisseurs. La plupart de ces composants sont en métal, mais contien-nent également beaucoup de plastique, ce qui en fait des composants automobiles de plus en plus demandés. Les plastiques sont plus rentables que les métaux et sont également plus faciles à manipuler dans les processus de moulage par injection.

Karl Küfner KG utilise les plastiques dans ses produits depuis longtemps et il observe la demande croissante des clients pour une qualité de produit constante et le

besoin qui en découle de processus mieux réglementés dans la manipulation des plastiques. M. Hans Lang, responsable de la gestion de la qualité chez Karl Küfner KG, explique : « L’humidité dans les plas-tiques est un facteur très important qui in-fluence la qualité des produits. C’est pour cela que nous surveillons régulièrement la teneur en eau dans les plastiques avant et pendant la production ».

M. Lang poursuit : « La méthode de me-sure traditionnelle de la teneur en eau dans les plastiques est celle du titrage Karl Fischer mais elle est trop complexe pour des applications normales au quotidien. Nous voulions un équipement intuitif et utilisable par chacun des membres du per-sonnel. Nous avons choisi le système HR83 de METTLER TOLEDO car il est très facile

Solutions d’analyse en laboratoire

Mécanique, Plastiques, Electronique

2 METTLER TOLEDO Machinerie, plastiques et électronique News 4

Éditeur Mettler-Toledo AGLaboratory DivisionIm LangacherCH-8606 Greifensee, Suisse

Production Segment Marketing LABGlobal MarCom Suisse

Sous réserve de modifications techniques. © Mettler-Toledo AG 08/09Imprimé en Suisse.

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Savoir-faire

Augmentez votre rentabilité grâce avec une mesure précise de la teneur en eau

Dites adieu aux problèmes de processus et de qualité grâce au système HR83. Une teneur en eau adéquate de vos matières premières assure des processus de malaxage et de moulage par injection sans problème, des surfaces lisses et des propriétés mécaniques optimales des pièces moulées par injection.

Visionnez la vidéo de démonstration sur la mesure de la teneur en eau de manière simple et fiable :

www.mt.com/plasticsMA

et rapide à utiliser et il est approprié pour une utilisation dans des environnements de production. Il fournit des résultats reproductibles, ce qui est très important pour conserver nos matériaux dans des tolérances restreintes de teneur en eau. »

Satisfaire la demande de chaque client Grâce à cette technologie habilitante, Karl Küfner KG est tout à fait en mesure de satisfaire les demandes exigeantes de ses clients. « Nous ne faisions jamais de test d’humidité, ce n’était pas dans nos habitu-des. Désormais, quatre ou cinq opérateurs effectuent jusqu’à cinq tests par jour », indique M. Lang. « Lorsque nous avons utilisé pour la première fois le HR83, nous avons changé nos processus en fonction des résultats qu’il produisait. Nous avons

maintenant optimisé nos processus de lavage et d’injection sur la force de ces mesures, en changeant principalement la durée du processus de lavage et en adap-tant la phase de séchage des granules. »

Qualité éprouvée toute l’année« Nos mesures se poursuivent toute l’an-née » indique M. Lang. « Par exemple, l’hiver lorsque les températures sont bas-ses, les plastiques contiennent moins d’hu-midité. Grâce à l’analyseur, nous pouvons mesurer de manière exacte la façon dont les plastiques réagissent aux températures froides et adapter notre traitement avec des étapes de lavage plus longues et des phases de séchage plus courtes afin d’équilibrer l’humidité résiduelle. »

Les clients de Karl Küfner bénéficient dé-sormais du contrôle qualité draconien mis en place. M. Lang conclut : « Nous pen-sons que ce type d’assurance qualité sera important à l’avenir pour toutes les pièces automobiles en plastique. Nous réfléchis-sons actuellement aux autres domaines dans lesquels nous pourrions utiliser des instruments de pesage de précision. Les plus petites pièces que nous produisons sont très légères car elles sont fabriquées en plastique, ainsi nous aurons probable-ment besoin de balances de précision pour d’autres aspects du contrôle qualité chez Karl Küfner KG dans un futur proche. »

www.mt.com/HR83

Un technicien de laboratoire de Karl Küfner teste les pièces en plastique avec le HR83.

3METTLER TOLEDO Machinerie, plastiques et électronique News 4

Pourquoi la voiture s’est arrêtéeL’analyse thermique nous le dira

Le laboratoire central d’un fabricant automobile a été informé par son

concessionnaire qu’un certain modèle dans une région d’Italie s’arrêtait

fréquemment, et a donc dû être remorquée. Le diagnostic de l’atelier de

réparation était le suivant : le réservoir de carburant était vide, même si

l’indicateur de carburant indiquait un réservoir à moitié plein.

DSC1

La techniqueVoici comment fonctionne un indicateur de carburant automobile : Une jauge à flotteur est connectée à un transmetteur dans le réservoir de carburant du véhi-cule. Selon le niveau de carburant présent dans le réservoir, le transmetteur émet une tension différente via une petite boîte élec-tronique qui est reliée à la jauge à flotteur. Étant donné que cette boîte électronique se trouve également dans le réservoir de carburant, elle doit être hermétiquement scellée dans du plastique. La résistance dé-pendant du carburant, et par conséquent la tension de niveau dépendant du carbu-rant, est ensuite transmise à l’indicateur de carburant, qui est situé sur le tableau de bord du véhicule.

La solutionLe laboratoire en est arrivé à la conclu-sion qu’il doit y avoir un problème avec

la résistance, et a donc effectué des re-cherches sur la petite boîte électronique. La présence de corrosion a été découverte, laquelle a altéré la résistance, ce qui im-plique que de l’eau y a pénétré. Seul ce modèle particulier était installé avec ce type de transmetteur de réservoir.

On a également découvert que toutes les stations essence de cette région étaient approvisionnées par la même raffinerie, laquelle ajoute à leur carburant une pré-formulation d’additifs spéciale, qui peut être déterminée à l’aide de la chromato-graphie en phase gazeuse (CG). Cepen-dant, une réaction entre le soudage de la petite boîte électronique et le carburant a eu lieu, altérant ainsi son joint et ayant pour résultat de laisser pénétrer l’eau.

L’analyse thermique : un outil précieuxL’analyse thermique joue un rôle impor-tant dans la résolution des problèmes. Les instruments TGA et DSC sont des outils précieux dans la détermination de la composition exacte des polymères. Afin de recréer l’interaction qui s’est produite entre le polymère et le carburant, le poly-mère doit être identifié et l’unité d’assem-blage affinée. Les instruments DSC 1 et TGA/SDTA851e de METTLER TOLEDO équipés de la technologie IRTF étaient utilisés. Le système TGA avec IRTF peut

également déterminer des types d’additifs tels que des adoucissants et des absorbeurs d’UV.

La Figure 1 montre des courbes d’em-preinte DSC 1 de polymères types simi-laires à ceux utilisés dans les composants automobiles.

METTLER TOLEDO propose des instru-ments d’analyse thermique, tels que le DSC 1 et le TGA/DSC 1. Ces instruments sont essentiels pour un laboratoire d’ana-lyse dans l’industrie automobile, en parti-culier si l’analyse efficace des défaillances doit être réalisée.

www.mt.com/dsc

4 METTLER TOLEDO Machinerie, plastiques et électronique News 4

Détermination de la teneur en eauautomatisée, flexible et fiable

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La détermination de la teneur en eau joue un rôle important dans les

laboratoires de contrôle qualité car elle a souvent une grande influence

sur les propriétés des matières premières et des produits. Le titrage Karl

Fischer représente la méthode standard pour la détermination sélective

et précise de la teneur en eau. Le four Stromboli avec passeur d’échan-

tillons flexible et robuste permet l’automatisation de la détermination de

la teneur en eau et constitue un investissement rentable à court terme.

Comment fonctionne le four Karl Fischer ?Le four permet à l’eau d’être séparée de la matrice d’échantillons de manière sélec-tive. L’échantillon est chauffé jusqu’à une température définie et la vapeur d’eau est transférée vers le récipient de titrage où il est titré. Cette technique élimine l’in-fluence de la matrice d’échantillons sur le titrage KF et permet une détermination de

la teneur en eau propre et quantitative. Par conséquent, la combinaison est une tech-nique efficace, idéalement appropriée à l’automatisation, et peut s’appliquer à une large variété de polymères. La température de séchage et le choix du gaz porteur (air ou gaz inerte) dépendent des propriétés des échantillons telles que la température de dégradation ou la sensibilité d’oxydation.

Automatisation avec le four StromboliL’automatisation de la procédure d’ana-lyse peut considérablement augmenter la répétabilité et l’efficacité et donc réduire les coûts. Le four Stromboli avec passeur d’échantillons offre une automatisation flexible de 14 échantillons maximum et nécessite très peu de place. Les échantillons sont pesés dans des flacons d’échantillons, scellés avec une feuille d’aluminium auto-collante et fermés avec un capuchon en caoutchouc. Cela ne nécessite aucun outil particulier ni compétences particulières et les échantillons sont protégés de la conta-mination par l’humidité de l’air. Le flacon d’échantillon est placé sur le portoir d’échantillons et automatique-ment transféré dans le four. Un capillaire en verre transperce la feuille d’aluminium entre le joint en caoutchouc et le flacon et

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Polystyrene

Du polystyrène a été mesuré à sept températures différen-tes et les teneurs en eau obtenues ont été mises dans un diagramme par rapport à la température. À des températu-res basses, l’eau de l’échantillon n’a pas été entièrement transférée en un temps raisonnable dans la cellule de ti-trage. Cela conduit à une teneur en eau trop basse. À des températures supérieures à 140 °C, le polystyrène com-mence à se décomposer avec la libération de l’eau. Cela conduit à une teneur en eau trop élevée. La température optimale du four pour cet échantillon est donc de 140 °C si de l’air est utilisé comme gaz porteur.

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Le système C30 Stromboli effectue la détermination exacte de la teneur en eau dans les plastiques sans inter-vention et de manière fiable.

est chauffé de chaque côté afin d’obtenir une répartition uniforme de la tempé-rature. Le flux de gaz constant transfère l’eau de l’échantillon dans le récipient de titrage.

Fonctionnement simpleLe four Stromboli est uniquement contrôlé par la méthode de titrage enregistrée dans le titreur et ne nécessite aucune program-mation. Tous les paramètres, tels que les paramètres de température et de titrage définis, sont enregistrés dans la méthode. Pour simplifier la programmation, les méthodes METTLER TOLEDO sont pré-programmées dans les titreurs comme des applications standard.

Plusieurs séries peuvent être commencées sur le même plateau tournant d’échan-tillons, même à des températures différen-tes. Si des polymères différents doivent être analysés, ils peuvent être mesurés à diffé-

rentes températures en utilisant la même méthode. Pour déterminer la température d’étuvage optimale, chargez la méthode METTLER TOLEDO correspondante. Pla-cez sept échantillons sur le plateau tour-nant et faites chauffer les échantillons à sept températures différentes. À la fin de la série de mesures, vous obtenez un gra-phique clair à l’écran indiquant la tem-pérature d’étuvage optimale pour chaque échantillon.

Avec les titreurs Karl Fischer et le four Stromboli de METTLER TOLEDO, la déter-mination précise et fiable de la teneur en eau dans les plastiques est facile et rapide à effectuer.

www.mt.com/karl-fischer

Savoir-faire

Pour en savoir plus sur les applications chimiques d’analyse

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6 METTLER TOLEDO Machinerie, plastiques et électronique News 4

Satisfaire aux normes avec un minimum d’effort

Les émissions d’échappement des véhicules sont devenues une source

majeure de pollution urbaine, laquelle a un impact énorme sur la qualité

de l’air et notre santé, entraînant notamment le cancer des poumons.

Les particules de matière (PM) constituent l’un des polluants les plus

importants émis par les véhicules à moteur et les moteurs diesel. Afin

de réduire ces impacts, les deux normes relatives aux émissions Euro IV

et Chine IV imposent des exigences plus draconiennes sur la teneur en

particules de matière des gaz d’échappement des véhicules.

Exigences draconiennes des normes relatives aux émissions La Commission européenne a commencé à mettre en œuvre les normes européen-nes Euro IV dès 2005. De plus, l’admi-nistration d’état pour la protection de l’environnement (SEPA) de la Chine doit normalement entièrement implémenter la phase IV des normes relatives aux émis-sions chinoises pour 2010.

Selon la norme GB17691-2005, la valeur-seuil des PM est réduite de 0,16 g/kWh initial en phase III à 0,03 g/kWh en phase IV. D’après la norme 2005/78/CE, les spé-cifications des filtres et des balances ont été décidées et il est désormais recom-mandé d’utiliser un filtre d’un diamètre de 47 mm ou de 70 mm. Lorsqu’un filtre d’un diamètre inférieur à 47 mm est utili-sé, le poids minimum proposé de l’échan-tillon doit être 0,11 mg ; la précision de la balance (écart standard) pour le pesage des PM ne doit pas être supérieure à 2 μg et la résolution (précision d’affichage) ne doit pas aller au-delà d’1 μg. En outre, ces normes stipulent aussi explicitement que

le processus de pesage doit éviter toute interférence d’électricité statique.

Conformité totale aux réglementationsLa microbalance XP6 de METTLER TOLEDO combinée à un kit de pesage des filtres (en option), constitue la solution parfaite pour mesurer la teneur en PM is-sues des émissions de gaz d’échappement. Avec une précision d’affichage de 1 μg et une répétabilité (écart standard) de 0,8 μg, la microbalance XP6 répond en-tièrement aux exigences spécifiées dans plusieurs normes. Le plateau de pesage de conception innovante avec un diamètre de 47 mm ou de 70 mm assure le position-nement idéal du filtre. Le pare-brise en acier inoxydable motorisé ouvre et ferme automatiquement la porte vers la gauche ou vers la droite, éliminant le transfert de chaleur, qui raccourcit grandement la durée de stabilisation et améliore l’effi-cacité du pesage.

Grâce aux pincettes spécialement conçues fournies dans le kit et aux capteurs in-

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Le capteur infrarouge SmartSens permet un fonctionnement en mode mains libres.

L’ionisateur en U neutralise rapidement les charges électrostatiques.

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Pesage de filtres automatique FA747

frarouges SmartSens intégrés pour une utilisation en mode mains libres, le filtre est tenu fermement pour permettre d’uti-liser la balance en toute sécurité. La tech-nologie de réglage interne entièrement automatique avec contrôle du temps et de la température (proFACT) garantit éga-lement l’accès à des résultats de pesage précis. Le RS232 intégré, avec un empla-cement pour une deuxième interface op-tionnelle, permet de connecter plusieurs périphériques. L’option d’ionisateur en U contrôlé peut rapidement neutraliser les charges électrostatiques dans les fil-tres avant le pesage, de manière à éviter les influences de l’électricité statique sur le processus de pesage et l’ensemble des résultats de pesage.

Autres solutions de pesage des filtresL’ultra-microbalance XP2U de METTLER TOLEDO, dotée d’une précision d’affichage de 0,1 μg et d’une répétabilité (écart stan-dard) de 0,25 μg, constitue le choix idéal pour peser un volume réduit de PM. Un kit de pesage des filtres (en option) de 110 mm est également disponible pour ré-pondre aux besoins de ceux qui doivent peser avec des filtres de 70 mm à 110 mm de diamètre. Pour ceux qui doivent effec-tuer de manière répétée un grand nombre de tâches de pesage de filtres chaque jour, la nouvelle solution de pesage des filtres automatique FA747 de METTLER TOLEDO est la solution ; elle éliminera ces tâches de pesage de routine répétitives et fastidieuses et améliorera votre productivité.

www.mt.com/filter-weighing

Savoir-faire

Pesage des filtres dans l’industrie automobile

La détermination du poids des parti-cules de matière constitue une tâche essentielle de l’industrie automobile qui devrait prendre encore plus d’im-portance à mesure que les normes relatives aux émissions deviennent de plus en plus strictes. Pour permet-tre à tout moment la mesure simple et rapide des particules de matière, METTLER TOLEDO a développé une variété de nouvelles solutions de pesage de filtres.

Observez de quelle manière des so-lutions de pesage de filtres peuvent être réalisées en toute fiabilité et simplicité :

http://lab.mt.com/filter

8 METTLER TOLEDO Machinerie, plastiques et électronique News 4

Utilisation du site Web www.mt.com commeressource pour un travail efficace

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METTLER TOLEDOApplication Data Sheet for Moisture Determination Using the Halogen Moisture Analyzer

This data sheet contains details of Halogen Moisture Analyzer settings for drying coffee cream. These settings enable you to develop your own drying method. The settings must be checked individually and adapted to the relevant sample. The reference method data enables you to make comparisons with the Halogen Moisture Analyzer method.

Moisture Determination Method for Coffee Cream Description/material properties Valflora coffee cream UHT, 0.25 l TetraPak, Migros

Reference Method: Oven Accessories METTLER TOLEDO AX205 DR balance, oven, aluminum pans, pipette, desiccator with silica gel, sea sand, small glass stirrer, spoon

Sample preparation/procedure Pre-dry the aluminum pans with 20 g of sea sand and a small glass stirrer in the oven (1 hour at 110°C) and then leave to cool in the desiccator. Using the pipette, place the cream in the pre-weighed aluminum pans and stir well. Leave the samples to thicken in the oven for 30 mins at 90°C, then start drying them at 103°C in the oven. Remove the contents after the preset drying time has elapsed, leave to cool in the desiccator and weigh. Repeat the process until mass constancy is achieved.

Sample weight: 4 [g]

Drying temperature: 103 [°C]

Drying times: 3/1/1 [hour(s)]

Moisture content (average of 6 measurements): 77.67 [%]

Standard deviation: 0.30 [%]

Important notes/bibliography Literature: Schweizerisches Lebensmittelbuch (Swiss Food Book) (Issue 5), 3A / 03

Nous offrons une prise en charge complète des applications pour le pesage, l’analyse de l’humidité, le titrage et de nombreuses autres méthodes d’ana-lyse. Notre base de données d’applications de titrage compte, à elle seule, plus de 300 applications pour chaque segment industriel pertinent.

Exemples d’applications de titrage : www.mt.com/titration_applications

Exemples de détermination de la teneur en humidité : www.mt.com/moisture-methods

Notes d’applications

Le site www.mt.com offre un grand nombre d’informations de base sur les techniques, telles que les procédés de pesage, ainsi que des conseils et des astuces pour améliorer vos résultats. Nos magazines UserCom proposent de nombreux exemples pour mettre en œuvre des méthodes de travail plus efficaces et bien meilleures.

Par exemple, Good Weighing Practice : www.mt.com/GWP

Par exemple, analyse thermique UserCom : www.mt.com/ta-usercoms

Conseils et astuces pour des améliorations au quotidien

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Vous pouvez assister à un large éventail de séminaires en ligne pour développer vos connaissances dans divers domaines allant de l’optimisation et des appli-cations des procédés aux techniques avancées.

Par exemple, webinaires sur la chimie automatisée : www.mt.com/ac-webinars

Par exemple, webinaires sur l’analyse thermique : www.mt.com/ta-webinars

Téléchargez la documentation détaillée

Nous proposons des manuels et d’autres documents relatifs à nos produits et à votre entreprise, notamment diverses infor-mations concernant vos besoins en qualification des équipe-ments.

Par exemple, manuels d’utilisation des balances : Retrouvez les manuels correspondants sur notre page de produits

Par exemple, documents de conformité : Retrouvez les manuels correspondants sur notre page de produits

Obtenez l’aide dont vous avez besoin pour résoudre rapidement vos problèmes

Nous proposons des outils qui dépannent de manière interactive des problèmes communs avec l’équipement du laboratoire, comme par exemple, les électrodes.

Poste de commande pour le diagnostic de l’électrode : www.mt-electrode.com

Découvrez nos webinaires

10 METTLER TOLEDO Machinerie, plastiques et électronique News 4

Solutions innovantes pour l’électronique et les plastiques

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L’analyse thermique via la calorimétrie différentielle à balayage (DSC)

joue un rôle clé dans l’identification et l’analyse de la composition

des polymères dans l’industrie des plastiques. METTLER TOLEDO offre

des performances de DSC inégalées correspondant exactement à vos

besoins.

Conception modulaireLe système peut facilement s’adapter à vos exigences en fonction de la plage de tem-pératures et de sensibilités à mesurer.

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Automatisation fiable pour gagner du tempsLe passeur d’échantillons est très robuste et fonctionne de manière fiable 24 heures sur 24, 365 jours par an.

Progression majeure dans la technologie des capteurs DSCLes capteurs MultiSTAR® de METTLER TOLEDO combinent avec succès un nombre de caracté-ristiques importantes inaccessibles avec des capteurs conventionnels.

11METTLER TOLEDO Machinerie, plastiques et électronique News 4

www.mt.com/plasticsMA

La qualité et la durée d’un plastique dépendent grandement de la

teneur en eau pendant la production et du conditionnement des

pastilles ou des granules avant la transformation. L’optimisation des

processus de séchage et de conditionnement permet d’économiser

du temps et de l’énergie avec le HR83.

AutoMet raccourcit la durée de développementL’obtention d’un résultat qui corresponde à la valeur de référence est un jeu d’enfant grâce à AutoMet. Pour déve-lopper une méthode, spécifiez simplement la valeur cible et laissez le dessiccateur HR83 travailler. AutoMet peut diviser la durée de développement par deux.

Collecte de méthodesMETTLER TOLEDO a développé et documenté les paramètres de tests optimums pour les polymères les plus communs.

PrécisionLe système HR83 est l’instrument d’usine idéal pour la détermination de la teneur en eau et des résultats précis avec une résolution de la teneur en eau (TE) de 10 ppm et la meilleure sécurité de mesure.

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