In den letzten Jahren wurde der weltweite Trend zur Einschränkung von PFAS (Per- und Polyfluoralkyl-Substanzen) immer deutlicher. Unterdessen legen Endverbraucher zunehmend Wert auf Trinkwassersicherheit und Umweltstandards und treiben so kontinuierliche Verbesserungen bei der Materialauswahl für entsprechende Produkte voran. Vor diesem Hintergrund haben europäische und amerikanische Pumpen- und Ventilkunden höhere Anforderungen an Präzisionsgummidichtungen gestellt, die an wichtigen Dichtungspositionen eingesetzt werden. Um eine stabile Dichtungsleistung zu gewährleisten, müssen die Dichtungen BPA-frei sein, der LFGB-Norm für den Lebensmittelkontakt entsprechen und eine fluorfreie Materialformulierung aufweisen. Diese Verschiebung deutet darauf hin, dass sich die Materialauswahllogik für Dichtungen allmählich von der traditionellen „Leistung zuerst“ hin zu „gleicher Betonung von Leistung, Sicherheit und Umweltschutz“ ändert.
Um diesen neuen Anforderungen gerecht zu werden, hat Doit Rubber Products Co., Ltd. (im Folgenden „DOIT“ genannt) eine gemeinsame Entwicklung mit Materiallieferanten und führenden Kunden in der Pumpen- und Ventilindustrie durchgeführt. Im Projekt sind die Materiallieferanten für die Bereitstellung fluorfreier, modifizierter Formulierungslösungen verantwortlich; DOIT führt die Rezepturanpassung, das Mischen des Materials und die Prozesskontrolle basierend auf der Rezeptur durch und schließt das Formen der Dichtung ab. Anschließend führen die Kunden die komplette Maschinenmontage sowie Anwendungstests und -verifizierungen durch. Nach 12 Monaten gemeinsamer Förderung in der Materialentwicklung, Prozessanpassung und Terminaltests wurden die entsprechenden Lösungen schrittweise implementiert.
Die mit dieser Formulierung entwickelten Dichtungen werden hauptsächlich in wichtigen Dichtungsknoten der internen Wasserleitungssysteme von Wasserspendern und Kaffeemaschinen verwendet und finden häufig Anwendung bei dynamischen und statischen Dichtungsteilen von Pumpen- und Ventilkomponenten. Sie sind Schlüsselbestandteile im direkten Langzeitkontakt mit Trinkwasser. In solchen Anwendungsszenarien müssen Dichtungen nicht nur eine grundlegende Dichtleistung aufweisen, sondern auch strengere Nutzungsanforderungen erfüllen, einschließlich Stabilität bei langfristigem Kontakt mit Trinkwasser, strukturelle Zuverlässigkeit unter Temperaturwechselbedingungen und kontinuierliche Belastbarkeitsleistung in Umgebungen mit hohen Temperaturen.
Das Erreichen einer stabilen und zuverlässigen Leistung unter einem fluorfreien Materialsystem ist die technische Kernschwierigkeit dieser Entwicklung. Im Szenario dynamischer Dichtungsanwendungen für Pumpen und Ventile sind die Elastizitätsstabilität und die Dichtungszuverlässigkeit von Materialien bei wiederholten Start-Stopp- und Druckschwankungen besonders wichtig. Im Vergleich zu herkömmlichen fluorhaltigen Materialien müssen fluorfreie Materialien hinsichtlich Temperaturbeständigkeit, chemischer Stabilität und Druckverformungsrestkontrolle durch Formulierung und Verfahren optimiert werden. Mittlerweile haben die strengen Einschränkungen der LFGB-Norm zu Materialbestandteilen und Migranten höhere Compliance-Anforderungen an den gesamten Produktionsprozess gestellt. Die groß angelegte Anwendung fluorfreier Materialien ist im Wesentlichen eine systematische Überprüfung und ein Durchbruch im Materialsystem, Mischprozess und der Formstabilität.
Nach einem Jahr wiederholter Produktion und Tests hat diese Dichtungslösung in Lebensmittelqualität die Verifizierung der Kundenanwendung bestanden und erfüllt die festgelegten Nutzungsanforderungen und relevanten Standards. Dies beweist, dass Dichtungen, die BPA-Freiheits- und Lebensmittelkontaktstandards erfüllen, auch unter strengen Leistungs- und Regulierungsbeschränkungen eine stabile und zuverlässige Anwendungsleistung erzielen können.
Aus Sicht der Branchenentwicklung hat die DOIT-Praxis die Anwendbarkeit von Dichtungslösungen, die den Lebensmittelkontaktnormen entsprechen, im Bereich der High-End-Wasserausrüstung weiter überprüft. Mit der kontinuierlichen Verschärfung der Umweltvorschriften und der zunehmenden Aufmerksamkeit des Marktes für gesunde und nachhaltige Materialien beschleunigt die Entwicklungsrichtung von Dichtungsmaterialien den Wandel hin zu Sicherheit und Umweltschutz.
In diesem Prozess hat DOIT die Verifizierung von der Materialanpassung bis hin zur Machbarkeit der Massenproduktion abgeschlossen, seine Fähigkeit zu maßgeschneiderten Dichtungslösungen im Bereich hochwertiger Lebensmittelkontaktanwendungen weiter verbessert und außerdem einen Referenzpfad für die Materialauswahl und Anwendung von Lebensmittelkontaktdichtungen in Pumpen-, Ventil- und Flüssigkeitskontrollgeräten bereitgestellt.