26.11.2010

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LANXESS: Hochleistungselastomer als Dichtungswerkstoff in Kaffeevollautomaten

In vielen Firmen und Haushalten haben sie längst die schlichte Kanne ersetzt: Kaffeevollautomaten, die Cappuccino, Caffè Latte, Espresso & Co. tassenweise frisch aus Pads und Kapseln zubereiten. Mit hoher Wahrscheinlichkeit profitiert der Kaffee-Genießer dabei von einem unscheinbaren Bauteil aus dem LANXESS-Hochleistungselastomer Therban in diesen Maschinen: Eine knapp fünf Zentimeter lange Gummi-Tülle, die der Dichtungsspezialist Eriks GmbH, Bielefeld, für einen großen Bauteil-Zulieferer entwickelt hat, hält die unter Druck arbeitenden Kaffeemaschinen an entscheidender Stelle dicht. Das HNBR-Elastomer Therban konnte sich in dieser Anwendung gegen Konkurrenten wie etwa EPDM und Fluorkautschuke durchsetzen, heißt es in einer Mitteilung des Rohstoffherstellers.

Espresso und Kaffeezubereitungen aus Pads und Kapseln sind derzeit stark gefragt. Wie der Deutsche Kaffeeverband, Hamburg, mitteilte, konnte der Absatz von Pads und Kapseln allein in Deutschland 2009 um rund 15 % gesteigert werden. Seit 2004 sei der Konsum von Kaffee-Einzelportionen um das Zehnfache gewachsen; die Konsumenten messen Lifestyle, Convenience und Qualität eine wachsende Bedeutung zu. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die Kaffeeautomaten, in denen diese Portionen aufgebrüht werden: "Das sind hochkomplexe Geräte mit ausgeklügelter Mechanik und Elektronik", so Oliver Lips, Leiter Anwendungsberatung und Verkauf in der Division Dichtungstechnik bei Eriks.

Auch die Gummikomponenten müssen hier besondere Aufgaben meistern. "Sämtliche Dichtungen müssen aus Werkstoffen bestehen, die nicht nur lebensmittelrechtlich zugelassen, sondern obendrein gegen eine ganze Reihe von Medien beständig sind - mindestens FDA-konform nach 21 CFR 177.2600", so Lips. Ein Großteil der Dichtungselemente kommt mit Ölen aus den Kaffeebohnen oder mit Milchfett in Berührung und muss sowohl den Kontakt mit Reinigungsmitteln und Entkalkern wie auch mit heißem Wasserdampf überstehen: Moderne Geräte pressen das kochende Wasser mit einem Druck von bis zu 16 bar durch das Pulver."

Für viele Gummiwerkstoffe sei das ein zu anspruchsvolles Anwendungsfeld. "Unpolare, gesättigte Kautschuke wie EPDM sind zwar beständig gegen Wasserdampf, nicht jedoch gegen Fette. Standard-Fluorelastomere überstehen dagegen den Kontakt mit Reinigungsmitteln und Ölen, sind jedoch auf Dauer nicht heißdampfbeständig; Spezialtypen, die dagegen resistent sind, sind zwar erhältlich, aber in der Regel teuer", so Lips. Das HNBR-Elastomer Therban von LANXESS bietet dagegen gute Beständigkeiten gegen die genannten Herausforderungen - und kombiniert diese Eigenschaften zudem mit einem interessanten Preis, so der Dichtungs-Experte. "Durch den Gehalt an polaren Nitril-Bausteinen ist Therban tatsächlich gut gerüstet gegen Quellung in unpolaren Medien", bestätigt Dr. Andreas Bischoff vom Center of Excellence Therban bei LANXESS, der seine Kunden in allen Fragen um das vielseitige Hochleistungselastomer berät. "Und durch das gesättigte Molekülrückgrat ist das Elastomer obendrein länger gegen aggressive Reinigungsmittel und vorzeitige Alterung unter den hohen Temperaturen des unter Druck stehenden Wasserdampfs gefeit."

Auch die mechanischen Anforderungen an die Therban-Tülle seien erheblich. Das Bauteil muss beim Verschließen des Pad- bzw. Kapselträgers jedes Mal einen nicht unerheblichen Hub mitmachen und aus hygienischen Gründen stets totraumfrei abdichten. Nicht zuletzt aus Sicherheitsaspekten sollte zudem keinesfalls Wasserdampf aus der Maschine austreten können. "Es ist daher sehr wichtig, dass der Dichtungswerkstoff seine guten dynamischen Eigenschaften auch bei hohen Einsatztemperaturen lange Zeit auf hohem Niveau aufrechterhalten kann", so Oliver Lips. Auch hier hätte Therban gegenüber Fluorelastomeren Punkte sammeln können.