In den Pumpenspezifikationen, 1 cc entspricht 1 mL. Eine “2-cc-Pumpe” hat daher eine Nennförderleistung von 2 ml pro vollem Hub. Die Nennförderleistung ist ein Konstruktionsziel – keine Garantie dafür, dass jede Verbraucherpumpe, jede Rezeptur und jede Produktionseinheit genau diese Menge liefert.

Typische Fördermengenbereiche von Lotionspumpen

Es gibt keine einheitliche Standardausgabe für alle Lotionspumpen. Kommerzielle Pumpenfamilien sind auf unterschiedliche Kammergrößen, Betätigungswege, Verpackungsformate und Anwendungsbereiche der Formulierungen ausgelegt. Die Spezifikationen der Anbieter verdeutlichen diese Bandbreite: Aptar listet Lotionspumpen für den atmosphärischen Druck mit 1,2 cm³ und 2 cm³ auf, eine hochdosierende Körperpflegepumpe mit 3,5 cm³ sowie kleinere Pumpen für kosmetische Behandlungen mit Dosierungen im Milliliterbruchbereich. Einzelne SKS-Lotionspumpen sind entweder auf 0,5 ml oder 2 cm³ pro Hub ausgelegt.

Hierbei handelt es sich um Auswahlbereiche und nicht um branchenweit gültige Toleranzen. Eine Pumpe vom Typ 24/410 kann für verschiedene Motorleistungen erhältlich sein, und zwei Pumpen, die äußerlich ähnlich aussehen, können sehr unterschiedliche Fördermengen liefern. Lesen Sie die jeweilige Bauteilzeichnung oder das technische Datenblatt.

Was “Leistung pro Hub” eigentlich bedeutet

Der Hubvolumen ist die Menge, die pro Hub vollständiger Betätigungszyklus: Der Antrieb bewegt sich von seiner Ruheposition in die vorgesehene Endposition und kehrt anschließend vollständig zurück. Die Pumpenkammer, der Kolben, die Ventile, die Feder, der Antriebshub und die Düse arbeiten als System zusammen, um das Produkt nachzufüllen und abzugeben.

Die vom Hersteller angegebene Nennleistung wird in der Regel unter festgelegten Testbedingungen unter Verwendung einer bestimmten Flüssigkeit und nach einem festgelegten Verfahren gemessen. Sie sollte nicht mit dem ersten Sprühstoß einer noch nicht vorgespannten Pumpe, einem Teilsprühstoß, der in der Düse verbleibenden Menge oder der durchschnittlichen Dosis verwechselt werden, die ein Verbraucher zufällig erhält.

Nennleistung im Vergleich zur tatsächlichen Leistung

• Nennleistung ist der angegebene Zielwert für die Pumpenkonstruktion, beispielsweise 1,0 ml pro Hub.
• Gemessene durchschnittliche Leistung ist der Mittelwert, der aus einer definierten Stichprobe und einer bestimmten Anzahl von Hüben ermittelt wurde.
• Schwankungen von Schlag zu Schlag zeigt, wie gleichmäßig eine Pumpe bei wiederholten Betätigungen arbeitet.
• Schwankungen zwischen den Pumpen zeigt Unterschiede zwischen Bauteilen, Hohlräumen, Montagechargen oder Produktionschargen auf.

Eine ordnungsgemäße Kaufspezifikation legt fest, welches Ergebnis zu überwachen ist, den zulässigen Bereich, die Testformel oder Referenzflüssigkeit, die Temperatur, die Vorfüllmethode, die Probenmenge und die Anzahl der gemessenen Hübe.

Warum sich die tatsächlich ausgegebene Menge ändern kann

Viskosität und Rheologie der Formulierung

Die Viskosität spielt zwar eine Rolle, ist jedoch nicht die einzige Eigenschaft der Formulierung. Scherverdünnungsverhalten, Fließgrenze, suspendierte Partikel, Lufteinschlüsse, Oberflächenspannung, Dichte und Temperatur können das Nachfüllen, die Ventildichtung, den Durchfluss durch das Tauchrohr und die Produktabschaltung an der Düse beeinflussen. Eine Pumpe, die mit Wasser ihr Nennvolumen fördert, kann bei einer dickflüssigen Creme zu wenig fördern, Fäden ziehen, verstopfen oder sich nur langsam wieder erholen.

Vollständige versus teilweise Betätigung

Ein teilweiser Druck ist keine zuverlässige Methode, um eine halbe Dosis zu dosieren. Die Verbraucher unterscheiden sich hinsichtlich Geschwindigkeit, Kraftaufwand, Hubweg und Loslassen. Wenn das Produkt eine kontrollierte Dosis von 0,5 ml erfordert, sollten Sie eine Pumpe mit einer Nennleistung von 0,5 ml auswählen und validieren, anstatt sich darauf zu verlassen, dass die Anwender eine 1,0-ml-Pumpe nur halb herunterdrücken.

Vorfüllung, Luft und Nachfüllen

Eine Atmosphärenpumpe muss zunächst das Produkt durch das Tauchrohr ansaugen und die Kammer füllen. Die ersten Hübe können Luft oder kein Produkt enthalten; daher werden sie bei der Berechnung der stationären Förderleistung nicht berücksichtigt, es sei denn, die Studie befasst sich speziell mit dem Startvorgang durch den Verbraucher. Ein Verlust der Ansaugleistung, ein Luftleck, ein verstopftes Tauchrohr oder eine unzureichende Rücklaufzeit können die nachfolgenden Dosierungen verringern.

Temperatur und Zustand der Bauteile

Eine kalte Flüssigkeit fließt möglicherweise langsamer als dasselbe Produkt bei Raumtemperatur. Durch Alterung können sich zudem die Zusammensetzung sowie das Verhalten von Dichtungen, Ventilen, Federn oder Kolben verändern. Führen Sie die Prüfung unter den relevanten Lager- und Einsatzbedingungen durch und wiederholen Sie sie anschließend nach der Kompatibilitäts- und Stabilitätsprüfung – und zwar nicht nur an neuen Bauteilen.

So messen Sie die Fördermenge einer Lotionspumpe pro Hub

Ein gravimetrisches Verfahren – die Messung der Masse auf einer Waage – ist in der Regel praktischer und reproduzierbarer als der Versuch, ein kleines Volumen in einem Messzylinder abzulesen, insbesondere bei viskosen Produkten. Rechnen Sie die Masse nur dann in ein Volumen um, wenn die Dichte des Produkts bei der Prüftemperatur bekannt ist.

Praktisches gravimetrisches Prüfverfahren

1. Die Formulierung, die Pumpen und die repräsentativen Flaschen auf die angegebene Prüftemperatur bringen.
2. Setzen Sie die passende Pumpe, Dichtung und das Eintauchrohr auf die vorgesehene Flasche und füllen Sie diese bis zur vorgegebenen Füllhöhe.
3. Jede Pumpe muss durch vollständige Hübe angesaugt werden, bis ein kontinuierlicher Durchfluss ohne sichtbare Luftblasen erreicht ist.
4. Ein geeignetes, sauberes Wägegefäß auf einer Waage mit einer für die Dosis geeigneten Auflösung tarieren.
5. Führen Sie eine festgelegte Anzahl vollständiger Hübe durch – häufig 10 oder mehr –, wobei der Aktuator zwischen den Hüben vollständig zurückfahren kann.
6. Notieren Sie die Nettomasse. Teilen Sie diese durch die Anzahl der Hübe, um den Durchschnittswert in Gramm pro Hub zu erhalten.
7. Wenn das Volumen ermittelt werden soll, berechnen Sie: ml pro Hub = Gramm pro Hub ÷ Dichte in g/ml.
8. Wiederholen Sie diesen Vorgang für die geplante Anzahl an Pumpen und geben Sie den Mittelwert, den Minimalwert, den Maximalwert sowie die im Qualitätsplan geforderte Streuung an.

Wenn beispielsweise 10 Pumpvorgänge 18,4 g Lotion ergeben und die Dichte der Lotion 0,96 g/ml beträgt, beträgt die durchschnittliche Ausgabemenge 18,4 ÷ 10 ÷ 0,96 = ca. 1,92 ml pro Pumpvorgang. Gehen Sie nicht davon aus, dass jede Lotion eine Dichte von 1 g/ml hat.

Prüfen Sie mehr als nur den Anfang der Flasche

Messen Sie die Abgabemenge nach dem Vorbetätigen, während des normalen Gebrauchs in der Mitte der Packung und gegen Ende der Entleerung. Berücksichtigen Sie dabei wiederholte Betätigungen, Pausen, gegebenenfalls unterschiedliche Ausrichtungen sowie gealterte Proben. Erfassen Sie außerdem die Vorfüllhübe, die Betätigungskraft, die Dosierkonsistenz, Leckagen, Tropfenbildung, Verstopfungen und Produktrückstände; eine gleichmäßige Dosierung ist nicht sinnvoll, wenn die Verpackung undicht ist oder zu viel Lotion unzugänglich bleibt.

Boyus Überblick über Flaschen für Kosmetiklotionen unterstreicht die Notwendigkeit, den Pumpentyp auf die Viskosität der Säuglingsnahrung abzustimmen. Marken, die kleinere, geschützte Dosiersysteme in Betracht ziehen, können zudem vergleichen Formate für Airless-Pumpflaschen.

So wählen Sie die richtige Pumpenleistung aus

Gehen Sie zunächst von der Produktmenge aus, die der Anwender sinnvollerweise auftragen sollte, und nicht von der Pumpe, die zufällig in die Flasche passt. Wägen Sie dann den Produktwert, den Anwendungsbereich, die Flaschengröße, die erwartete Anzahl der Pumpvorgänge, die Zugänglichkeit, den Fließverhalten der Formel und das von der Marke angestrebte Dosiererlebnis gegeneinander ab.

Überprüfen Sie außerdem die gesamte Verpackung: Halsausführung, Verschlussdichtung, Länge und Schnitt des Eintauchrohrs, Betätigungsverriegelung, Düsengeometrie, Kompatibilität mit der Füllmasse, Transportschutz und Dekoration. Eine angegebene Förderleistung der Pumpe ist kein Hinweis darauf, dass die Pumpe auf der Flasche dicht hält. Der Boyu-Artikel zum Thema Undichtigkeit bei Kosmetikflaschen erläutert, warum Verschlusspassform, Dichtungen, Rezeptur und Versand gemeinsam bewertet werden müssen.

Was Sie einem Lieferanten für Lotionspumpen mitteilen sollten

Bitte nehmen Sie Folgendes in die Angebotsanfrage oder die technische Spezifikation auf:

• Angestrebte Nennleistung in ml oder cm³ pro vollständigem Hub.
• Zulässige Durchschnittsleistung sowie Grenzwerte zwischen einzelnen Einheiten bzw. zwischen einzelnen Hüben.
• Produktkategorie, Viskositätsbereich der Formulierung, Dichte, Partikel und Kompatibilitätsrisiken unter Einhaltung der Vertraulichkeitsvorschriften.
• Flaschenmaterial, Fassungsvermögen, Zeichnung des Flaschenhalses, Füllstand und Kopfraum.
• Material des Tauchrohrs, Innendurchmesser, Länge, Abstand zum Boden und Schnittart.
• Stellantrieb, Düse, Verriegelungsart, Dichtung, Anforderungen an feder- oder metallfreie Durchgänge sowie Farbe/Dekor.
• Ansauggrenze, Betätigungskraft, Leckagekriterien, angestrebte Produktentleerung und Transportbedingungen.
• Prüfverfahren, Referenzflüssigkeit oder Endformulierung, Temperatur, Probenmenge und Anzahl der Hübe.

Fordern Sie serientypische Muster an und prüfen Sie diese, bevor Sie die Serienfertigung freigeben. Lieferantenangaben können die Auswahl eingrenzen, ersetzen jedoch nicht die Validierung des endgültigen Rezeptur-Verpackungs-Systems.

Häufig gestellte Fragen

Quellen

• Aptar – Technische Daten der GS/GSA K2-Lotionpumpe für den Einsatz bei Atmosphärendruck (1,2 cm³ und 2 cm³)
• Aptar – Technische Daten der HDP-Lotionspumpe für hohe Dosierungen (3,5 cm³)
• Aptar Beauty – Technische Daten der „Metropolitan“-Kosmetikpumpen (150, 280 und 500 mcl)
• Aptar – Technische Daten des PAV-Spenders (130, 200 und 500 mcl)
• SKS Bottle & Packaging – Technische Daten der 0,5-ml-Lotionpumpe
• SKS Bottle & Packaging – Beispiele für Lotionspumpen mit 0,5 cc und 2 cc