Ringversuch 01/2003. Bestimmung physikalischchemischer. Shampoo. Durchgeführt von der Fachgruppe IX der DGK

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1 Ringversuch 0/00 Bestimmung physikalischchemischer Parameter in einem Shampoo Durchgeführt von der Fachgruppe IX der DGK Darmstadt, im Januar 004

2 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Statistische Auswertung der Messwerte Ergebnisübersicht Trockenrückstand Ergebnisübersicht ph-wert Ergebnisübersicht Dichte bei 0 C Ergebnisübersicht Brechungsindex bei 0 C Ergebnisübersicht Natrium-Laurylethersulfat Ergebnisübersicht -Phenoxyethanol Ergebnisübersicht Methylparaben Ergebnisübersicht Propylparaben Ergebnisübersicht Viskosität, Methode nach Höppler Ergebnisübersicht Viskosität, Methode nach Brookfield Zusammenfassung und Ausblick Seite von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

3 Allgemeines Das Ziel der Fachgruppe war, mit einem Ringversuch in 00 erstmalig ein Angebot für Laboratorien der kosmetischen Industrie zu schaffen, das eine Standortbestimmung bezüglich der Qualität der eigenen Analytik ermöglicht und zusätzlich auch zur externen analytischen Qualitätssicherung gemäß ISO /IEC 05 dienen kann. Es wurden Labors im April 00 angefragt, wobei Labors später am Ringversuch teilnahmen. Untersucht werden sollte ein handelsübliches Shampoo, das durch ein Mitglied der Fachgruppe aus der Produktion seines Betriebes in einem neutralem Gebinde zur Verfügung gestellt wurde. Folgende zehn - nach Meinung der Fachgruppe typische und in der Praxis der Qualitätskontrolle relevante Prüfparameter - waren zur Prüfung vorgesehen:. Trockenrückstand,. ph-wert,. Dichte bei 0 C, 4. Brechungsindex bei 0 C, 5. Natrium-Laurylethersulfat-Gehalt,. -Phenoxyethanol-Gehalt,. Methylparaben- Gehalt, 8. Propylparaben-Gehalt, 9. kinematische Viskosität bei 0 C (Methode nach Höppler), 0. kinematische Viskosität bei 0 C (Methode nach Brookfield), Dieser erste Ringversuch der Fachgruppe wurde als Laborvergleichsuntersuchung konzipiert und dient nicht der Validierung von Prüfmethoden, daher wurden den Teilnehmern keine bestimmten Prüfmethoden vorgegeben. Der Probenversand wurde im Mai 00 vorgenommen, die Bearbeitung der Proben in den Labors erfolgte dann bis August 00. Die statistische Auswertung des Ringversuchs erfolgte im Herbst 00. Diese statistische Auswertung und die Diskussion der Ergebnisse auf der Fachgruppensitzung am..00 in Darmstadt bilden die Grundlage für dieses Ringversuchsprotokoll. Seite von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

4 Statistische Auswertung der Messwerte Die erhaltenen Messwerte der Teilnehmer wurden nach ISO 55 (DIN 840-A 4) mit der kommerziell erhältlichen Software RING (Hersteller: QuoData GmbH, Dresden) statistisch ausgewertet. Entsprechend dieser ISO-Norm wurden Ausreißerwerte eliminiert und statistische Eckdaten ermittelt. Eine Qualitätsbewertung von Laboratorien kann auf Grundlage normierter Abweichungen der jeweiligen Analysenergebnisse von einem konventionell richtigen Wert ( Sollwert, hier: Mittelwert der Labormesswerte ohne Ausreißer) erfolgen. Diese Abweichungen der Analysenergebnisse vom Sollwert werden in sogenannten Z-Scores ausgedrückt: Z- Score = (Analysenergebnis Sollwert) / Vergleichsstandardabweichung Unter der Annahme, dass die Analysenergebnisse normalverteilt sind, gilt ein Messwert üblicherweise als akzeptabel, wenn der Z-Score innerhalb eines Toleranzbereiches von + bis liegt. Das Vorzeichen der Z-Scores zeigt die Richtung der Fehlbestimmung an (+ = zuviel gefunden, - = zu wenig gefunden). Seite 4 von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

5 Ergebnisübersicht Trockenrückstand Den Parameter Trockenrückstand bestimmten 4 Labors, der errechnete Labormittelwert beträgt 8, % m/m, die Vergleichsstandardabweichung beträgt,9 %. Tabelle. Messwerte Trockenrückstand, (k.a. = keine Angabe) Labor Nr Messwert (% m/m) 8,0 9,9,0 9,0 9,8 8,0 8,90 8,0 Labor Nr Messwert (% m/m) 8,80 8, k.a. 8,0 k.a. 9,85 8,,90 Bild. Trockenrückstand, Graphische Darstellung der Messwerte Ringversuch: Analyse eines Shampoos Parameter: Trockenrückstand (% m/m) Sollw ert: 8, % m/m (empirischer Wert) Rel.Soll STD,9% (empirischer Wert) 9,5 9,0 % m/m 8,5 8, ,5 Seite 5 von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

6 Bild. Trockenrückstand, graphische Darstellung der Z-Scores der Teilnehmer SHAMPOO ,9-0,05-0,55-0,09-0,40-0,95 0,4,05-0,44 0, -0,50 0,4,,580-0 Seite von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

7 Ergebnisübersicht ph-wert Den Parameter ph-wert bestimmten Labors, der errechnete Labormittelwert beträgt,8, die Vergleichsstandardabweichung beträgt,44 %. Der Messwert von Labor Nr. ist ein Ausreißer. Tabelle. Messwerte ph-wert, (k.a. = keine Angabe) Labor Messwert,,5,9,,0,4,40,0 Labor Nr Messwert,40,8,8,0,0,0,9,0 Bild. ph-wert, Graphische Darstellung der Messwerte,90 Ringversuch: Analyse eines Shampoos Parameter: ph-wert Sollw ert:,8 ohne (empirischer Wert) Rel.Soll STD,44% (empirischer Wert) B,80,0,0 ohne,50,40, ,0,0 Seite von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

8 Bild 4. ph-wert, graphische Darstellung der Z-Scores der Teilnehmer SHAMPOO ,4 -,08-0,9-0,5-0,5-0,5 0, 0,54 0,54-0,99 0,54 0,9,48,459,459,095-0 Seite 8 von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

9 Ergebnisübersicht Dichte bei 0 C Den Parameter Dichte bei 0 C bestimmten 4 Labors, der errechnete Labormittelwert beträgt,04 kg/l, die Vergleichsstandardabweichung beträgt 0,5 %. Der Messwert von Labor Nr. 4 ist ein Ausreißer. Tabelle. Messwerte Dichte bei 0 C (k.a. = keine Angabe) Labor Messwert (kg/l),0450,0480,044,04,04,0455,040,040 Labor Nr Messwert (kg/l),040,04 k.a. k.a.,040,04,0450,04 Bild 5. Dichte bei 0 C, Graphische Darstellung der Messwerte Ringversuch: Analyse eines Shampoos Parameter: Dichte bei 0 C (kg/l) Sollw ert:,04 kg/l (empirischer Wert) Rel.Soll STD 0,5% (empirischer Wert),045 B, kg/l,05,00 Seite 9 von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

10 Bild. Dichte bei 0 C, graphische Darstellung der Z-Scores der Teilnehmer SHAMPOO , -,58 -,08-0,45-0,45 0,99 0,05 0,99 0,99 0,99 0, 0, 0,,508-0 Seite 0 von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

11 Ergebnisübersicht Brechungsindex bei 0 C Den Parameter Brechungsindex bestimmten Labors, der errechnete Labormittelwert beträgt,, die Vergleichsstandardabweichung beträgt 0, %. Tabelle 4. Messwerte Brechungsindex, (k.a. = keine Angabe) Labor Messwert,5,5,594,40,4,,50,0 Labor Nr Messwert,,5 k.a. k.a. k.a.,4,0,0 Bild. Brechungsindex, Graphische Darstellung der Messwerte,50 Ringversuch: Analyse eines Shampoos Parameter: Brechungsindex bei 0 C Sollw ert:, ohne (empirischer Wert) Rel.Soll STD 0,% (empirischer Wert),40,0 ohne,0, ,00 Seite von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

12 Bild 8. Brechungsindex, graphische Darstellung der Z-Scores der Teilnehmer SHAMPOO 0,0 0 0,55 4-0,5 5 0,0 0,0 0,0 -,90 4,45 5-0,5-0,0,4 8 0,0 9-0, - 0 Seite von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

13 Ergebnisübersicht Natrium-Laurylethersulfat Den Parameter Natrium-Laurylethersulfat bestimmten 9 Labors, der errechnete Labormittelwert beträgt 0,98 % m/m, die Vergleichsstandardabweichung beträgt,5 %. Tabelle 5. Messwerte Natrium-Laurylethersulfat (k.a. = keine Angabe) Labor Messwert (% m/m),9 0, 9, 9,8 k.a., 5, k.a. Labor Nr Messwert (% m/m) k.a. k.a. k.a. k.a. 9,* 0, k.a., (Der kommunizierte Messwert von Labor Nr. war 5x0-4 mol/00g und wurde von der Fachgruppe mit einer Molmasse von 85 g/mol zu 9, % umgerechnet) Bild 9. Natrium-Laurylethersulfat, Graphische Darstellung der Messwerte 5,0 Ringversuch: Analyse eines Shampoos Parameter: Na-Laurylethersulfat (% m/m) Sollw ert: 0,98 % m/m (empirischer Wert) Rel.Soll STD,5% (empirischer Wert) 4,0,0 % m/m,0, ,0 Seite von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

14 Bild 0. Natrium-Laurylethersulfat, graphische Darstellung der Z-Scores der Teilnehmer SHAMPOO 0,5-0,4 4-0,49 0,09-0,49-0,9 4-0,58 0,400,94-0 Seite 4 von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

15 Ergebnisübersicht -Phenoxyethanol Den Parameter -Phenoxyethanol bestimmten Labors, der errechnete Labormittelwert beträgt 0,994 % m/m, die Vergleichsstandardabweichung beträgt 4,9 %. Tabelle. Messwerte -Phenoxyethanol, (k.a. = keine Angabe) Labor Messwert (% m/m) 0,98 k.a.,0 k.a. k.a.,0 0,90 k.a. Labor Nr Messwert (% m/m) k.a. k.a. k.a. 0,98 k.a.,05 k.a.,00 Bild. -Phenoxyethanol, Graphische Darstellung der Messwerte Ringversuch: Analyse eines Shampoos Parameter: -Phenoxyethanol (% m/m) Sollw ert: 0,994 % m/m (empirischer Wert) Rel.Soll STD 4,9% (empirischer Wert),04,0,00 % m/m 0,98 0,9 0,94 0,9 4 0,90 Seite 5 von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

16 Bild. -Phenoxyethanol, graphische Darstellung der Z-Scores der Teilnehmer SHAMPOO -0,9-0,9 4,8 0, 0,55 0,0 -,9-0 Seite von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

17 Ergebnisübersicht Methylparaben Den Parameter Methylparaben bestimmten Labors, der errechnete Labormittelwert beträgt 0,9 % m/m, die Vergleichsstandardabweichung beträgt, %. Der Messwert von Labor Nr. ist ein Ausreißer. Tabelle. Messwerte Methylparaben, (k.a. = keine Angabe) Labor Messwert (% m/m) 0,9 k.a. 0,0 k.a. k.a. 0,0 0,0 k.a. Labor Nr Messwert (% m/m) k.a. k.a. k.a. 0,0 k.a. 0,9 k.a. 0,0 Bild. Methylparaben, Graphische Darstellung der Messwerte 0,00 0,90 Ringversuch: Analyse eines Shampoos Parameter: Methylparaben (% m/m) Sollw ert: 0,9 % m/m (empirischer Wert) Rel.Soll STD,% (empirischer Wert) B 0,80 0,0 0,0 % m/m 0,50 0,40 0,0 4 0,0 0,0 Seite von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

18 Bild 4. Methylparaben, graphische Darstellung der Z-Scores der Teilnehmer SHAMPOO -,5 0,8 4 -,5 0,8-8,984 0,8-0 Seite 8 von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

19 Ergebnisübersicht Propylparaben Den Parameter Propylparaben bestimmten Labors, der errechnete Labormittelwert beträgt 0,0 % m/m, die Vergleichsstandardabweichung beträgt 5,8 %. Der Messwert von Labor Nr. ist ein Ausreißer. Tabelle 8. Messwerte Propylparaben, (k.a. = keine Angabe) Labor Messwert (% m/m) 0,0 k.a. 0, k.a. k.a. 0, 0,8 k.a. Labor Nr Messwert (% m/m) k.a k.a. k.a 0, k.a. 0, k.a. 0,0 Bild 5. Propylparaben, Graphische Darstellung der Messwerte 0, Ringversuch: Analyse eines Shampoos Parameter: Propylparaben (% m/m) Sollw ert: 0,0 % m/m (empirischer Wert) Rel.Soll STD 5,8% (empirischer Wert) 0,0 B 0,9 0,8 0, % m/m 0, 0,5 0,4 0, 4 0, 0, Seite 9 von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

20 Bild. Propylparaben, graphische Darstellung der Z-Scores der Teilnehmer SHAMPOO -0, 0,58 4 0,58-0, -8,5 0,58 -,8-0 Seite 0 von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

21 Ergebnisübersicht Viskosität, Methode nach Höppler Den Parameter Viskosität (Methode nach Höppler) bestimmten 5 Labors, der errechnete Labormittelwert beträgt.589 mpa*s, die Vergleichsstandardabweichung beträgt 44,55 %. Aufgrund der geringen Teilnehmerzahl und der starken Streuung wurde auf eine Ermittlung von Z-scores verzichtet Tabelle 9. Messwerte Viskosität (Methode nach Höppler, k.a. = keine Angabe) Labor Messwert (mpa*s) k.a. 4. k.a. k.a. k.a. k.a. k.a k.a. Labor Nr Messwert (mpa*s) k.a k.a k.a. k.a. Bild. Viskosität, Methode nach Höppler, Graphische Darstellung der Messwerte Ringversuch: Analyse eines Shampoos Parameter: Viskosität n. Höppler bei 0 C (mpas) Sollw ert: 589,800 mpas (empirischer Wert) Rel.Soll STD 44,55% (empirischer Wert) mpas Seite von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

22 Ergebnisübersicht Viskosität, Methode nach Brookfield Den Parameter Viskosität (Methode nach Brookfield) bestimmten Labors, der errechnete Labormittelwert beträgt.48 mpa*s, die Vergleichs-Standardabweichung beträgt 5,5 %. Aufgrund der offenbar methodisch bedingten starken Streuung wurde auf eine Ermittlung von Z-Scores verzichtet Tabelle 0. Messwerte Viskosität, Methode nach Brookfield, (k.a. = keine Angabe) Labor Messwert (mpa*s) k.a k.a Labor Nr Messwert (mpa*s) k.a. k.a k.a. Bild 8. Viskosität, Methode nach Brookfield, Graphische Darstellung der Messwerte Ringversuch: Analyse eines Shampoos Parameter: Viskosität n. Brookfield bei 0 C (mpas) Sollw ert: 48,8 mpas (empirischer Wert) Rel.Soll STD 5,5% (empirischer Wert) mpas Seite von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom

23 Zusammenfassung und Ausblick Nach den vorliegenden Ergebnissen kann dieser erste Ringversuch nach Meinung der Fachgruppe Analytik dazu dienen, den beteiligten Laboratorien eine Standortbestimmung im Vergleich zu anderen Laboratorien ermöglichen. Es handelt sich natürlich um eine Momentaufnahme; um zu weiteren Aussagen zu kommen, plant die Fachgruppe einen neuen Ringversuch mit der Matrix Shampoo in 004 durchzuführen. Anzumerken ist, dass in diesem Ringversuch auf eine differenzierte Auswertung nach den durch die Teilnehmer verwendeten Untersuchungsmethoden verzichtet wurde, die dazu dienen könnte, festgestellte Streuungen wie z.b. bei den Viskositätsmessungen aufzuklären. Es wurden zunächst einfach nur die erhaltenen Messwerte verglichen. Um insgesamt zu einer validieren statistische Auswertung zu gelangen, ist es nach Meinung der Fachgruppe unbedingt notwendig, eine höhere Teilnehmerzahl anzustreben. Eine mögliche Verbesserung wäre auch eine statistische Auswertung mit einer robusten Statistik (Q-Methode mit Huber Schätzer, siehe DIN 840-A 45), wie sie z.b. für Ringversuche im Bereich Trinkwasseranalytik eingesetzt wird. Seite von der Auswertung des DGK-Ringversuchs /00 vom