Bei der Entwicklung von Schnullern steht Sicherheit an erster Stelle. Viele Teams konzentrieren sich auf Shore A Härte. Sie glauben, härteres Silikon bedeute robustere Produkte. In der Praxis führt diese Annahme jedoch häufig zu Problemen. Härteres Silikon kann spröde werden. Sobald ein Babyzahn eine kleine Verletzung verursacht, kann das Material schnell reißen. Dieser kleine Riss kann zu einer Erstickungsgefahr werden.
Nach Jahren in der Silikonformung für Babyprodukte, Ich habe eine wichtige Lektion gelernt: Reißfestigkeit ist wichtiger als Härte. Dieser Artikel erklärt, warum. Ich werde die Materiallogik, die Labortests und die Entscheidungen in der Produktion erläutern, die zu sichereren Schnullern führen.
Das Missverständnis rund um die Härte
Ein Shore-A-Härtemesser misst die Oberflächenhärte. Er gibt jedoch keinen Aufschluss über die Reißfestigkeit. Silikon mit einer Shore-A-Härte von 60 fühlt sich fest an und ist widerstandsfähig gegen Eindrücke. Festigkeit allein verhindert jedoch kein Risswachstum.
Bei vielen der von uns untersuchten fehlerhaften Proben war das Muster eindeutig. Das Silikon war zu steif. Aus einer kleinen Bissspur wurde ein Riss. Dieser Riss breitete sich schnell aus. Die Brustwarze löste sich vom Körper. Das Produkt versagte lange vor dem erwarteten Zeitpunkt.
Die Reißfestigkeit sagt etwas anderes aus. Sie misst, wie viel Kraft das Material nach einem bereits vorhandenen Schnitt aushält. Für Schnuller ist diese Eigenschaft entscheidend.
In Märkten wie den USA schaden Produktrückrufe Marken schnell. Behörden wie die US-amerikanische Kommission für Produktsicherheit überwachen Erstickungsgefahren genau. Die Wahl der falschen Silikonformel ist nicht nur ein technischer Fehler, sondern auch ein Geschäftsrisiko.
Die Physik des Babybisses
Milchzähne sind klein, aber spitz. Sie erzeugen winzige Kratzer auf der Silikonoberfläche. Diese Kratzer wirken als Spannungskonzentrationspunkte. Ingenieure bezeichnen dies als Kerbempfindlichkeit.
Sobald eine Kerbe entsteht, richtet der nächste Biss weiteren Schaden an. An der Schnittspitze sammelt sich Spannung. Ist das Silikon spröde, breitet sich der Riss schnell aus.
Wie ein Riss entsteht
Ein Rissversagen tritt üblicherweise in zwei Phasen auf.
- Erstes Eindringen. Der Zahn durchbricht die Oberfläche.
- Rissausbreitung. Der bestehende Schnitt breitet sich unter wiederholtem Beschuss aus.
Silikon mit mittlerer Flexibilität verteilt Spannungen besser. Sehr hartes Silikon absorbiert Energie schlecht und leitet sie direkt an die Rissspitze weiter.
In unserem Labor verwenden wir die Reißfestigkeitsprüfung nach ASTM D624 Typ B. Dieses Verfahren simuliert schräges Reißen und bildet die realen Kaubedingungen besser ab als einfache Zugprüfungen. Bei der Produktionsfreigabe vermeiden wir Materialien mit einer Reißfestigkeit unter 20 kN/m für Schnullersauger.
Was wir beim simulierten Kauen sehen
Bei der Durchführung von Simulationen zyklischer Beißbelastungen zeigt sich, dass Materialien mit geringer Reißfestigkeit schnell verschleißen. Kleine Schnitte vergrößern sich nach Tausenden von Zyklen. Silikon mit hoher Reißfestigkeit behält seine Struktur deutlich länger bei.
Vernetzungsdichte: Der Gleichgewichtspunkt
Die Eigenschaften von Silikon hängen von der Vernetzungsdichte ab. Vernetzungen verbinden Polymerketten und bestimmen Elastizität und Festigkeit.
Ist die Vernetzungsdichte zu gering, fühlt sich das Silikon weich und schwach an. Es kann sich dauerhaft verformen. Die Brustwarze kann einfallen.
Bei zu hoher Vernetzungsdichte wird das Silikon steif und spröde. Die Reißfestigkeit nimmt ab.
Es gibt eine Mittelzone. Ich nenne sie den Gleichgewichtspunkt.
Praktische Mischkontrolle
In Systemen aus flüssigem Silikonkautschuk beeinflussen bereits geringe Änderungen des Katalysatorverhältnisses die Vernetzungsdichte. Eine geringfügige Anpassung des Mischungsverhältnisses kann sowohl die Shore-A-Härte als auch die Reißfestigkeit verändern.
In einer Charge für medizinische Zwecke wurde eine Vernetzungsdichte von ca. 0,55 mol% angestrebt. Das Ergebnis waren eine Shore-A-Härte von ca. 42 und eine Reißfestigkeit von 28 kN/m. Eine härtere Variante mit 58 Shore A zeigte eine deutlich geringere Reißfestigkeit und riss unter wiederholter Belastung.
Typische Vernetzungsbereiche
| Vernetzungsgrad (mol%) | Shore A | Reißfestigkeit (kN/m) | Leistung bei Schnullern |
| 0,25–0,45 | 28–38 | 14–19 | Zu weich, schlechte Formbeständigkeit |
| 0,50–0,75 | 40–48 | 24–30 | Ausgewogen und zuverlässig |
| 0,80–1,00 | 52–62 | 9–13 | Zu spröde, Rissgefahr |
Diese Werte stammen von realen, ausgehärteten Proben, die in unserem Labor getestet wurden.
Design ist genauso wichtig wie Material.
Das Material allein kann ein Ersticken nicht verhindern. Die Konstruktion spielt eine entscheidende Rolle.
Die Verbindung zwischen Nippel und Basis ist eine kritische Zone. Scharfe Kanten führen zu Spannungsspitzen. Abgerundete Übergänge verteilen die Kraft gleichmäßiger.
In diesen Bereichen verwenden wir häufig Radien um 0,7 mm. Simulationsergebnisse zeigen eine signifikante Reduzierung der Spitzenspannung.
Details zu Form und Verarbeitung
Die Position des Gatters beeinflusst die Molekülausrichtung. Befindet sich das Gatter in der Nähe einer Beißzone, kann die lokale Struktur geschwächt werden. Daher platzieren wir Gatter fernab von Kauflächen.
Auch Grat und Trennlinien spielen eine Rolle. Unsaubere Formnähte können zu Rissen führen. Präzisionswerkzeuge und sorgfältiges Nachbearbeiten verringern dieses Risiko.
Diese kleinen Details entscheiden oft darüber, ob ein Schnuller den Langzeit-Ermüdungstest besteht.
Dynamische Ermüdungsprüfung
Standardmäßige Zugtests prüfen die anfängliche Festigkeit. Sie spiegeln die tatsächliche Beanspruchung nicht wider. Babys beißen wiederholt. Die Belastung ist zyklisch.
Wir haben interne Vorrichtungen gebaut, um Kauzyklen zu simulieren.
In einem Vergleichstest:
| Materialtyp | Anfangsreißfestigkeit (kN/m) | Nach 12.000 Zyklen (kN/m) | Kraftverlust |
| 43 Shore A Hochreißfestigkeit | 29 | 23.2 | 20% |
| 58 Shore A Standard | 17 | 8.5 | 50% |
Das härtere Material verlor die Hälfte seiner Festigkeit. Sichtbare Risse traten frühzeitig auf. Die ausgewogene Rezeptur blieb funktionsfähig.
Wir testen die Schnuller auch unter Speichelkontakt und Hitzebeständigkeit. Sie müssen Sterilisation und tägliches Waschen überstehen.
Konformitäts- und Sicherheitsstandards
Schnuller müssen mechanische und chemische Sicherheitsbestimmungen erfüllen. In den USA legt die US-amerikanische Kommission für Produktsicherheit (Consumer Product Safety Commission) die Anforderungen an die Zugkraft fest. Internationale Märkte orientieren sich möglicherweise an ISO-Normen für Biokompatibilität.
Normen wie ISO 10993 und USP Klasse VI konzentrieren sich auf die biologische Sicherheit. Sie garantieren keine Reißfestigkeit. Deshalb ist eine interne mechanische Validierung unerlässlich.
Hersteller sollten von ihren Lieferanten Daten zur tatsächlichen Reißfestigkeit anfordern. Fragen Sie nach den Ergebnissen gemäß ASTM D624 Typ B. Verlassen Sie sich nicht allein auf die Shore-A-Werte.
Abschluss
Bei Babyprodukten sollte die Reißfestigkeit ein primäres Spezifikationskriterium sein. Die Härte ist zweitrangig.
Ein Schnuller versagt nicht, weil er zu weich ist. Er versagt, weil sich ein kleiner Schnitt zu einem vollständigen Riss ausweitet.
Durch die korrekte Steuerung der Vernetzung, eine durchdachte Formgestaltung und dynamische Ermüdungstests können Silikonschnuller sowohl Komfort als auch Sicherheit bieten.
Dank unserer langjährigen Erfahrung mit Silikon und Hilfsmitteln wie unseren Ermüdungssimulatoren entwickeln wir maßgeschneiderte Schnullerlösungen, die Sicherheit und Innovation in den Vordergrund stellen. Kontaktieren Sie uns, um die Anpassung an Ihre Produktlinie zu besprechen. Gemeinsam entwickeln wir Produkte, die Ihrem Kind ein beruhigendes Gefühl geben.
