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Forum TechTransfer Hannover Messe 17.4.2007 Entwicklung eines standardisierten Prüfkonzeptes für Textilien mit Nanokompositausrüstung Dr. Jan Beringer,

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Präsentation zum Thema: "Forum TechTransfer Hannover Messe 17.4.2007 Entwicklung eines standardisierten Prüfkonzeptes für Textilien mit Nanokompositausrüstung Dr. Jan Beringer,"—  Präsentation transkript:

1 Forum TechTransfer Hannover Messe Entwicklung eines standardisierten Prüfkonzeptes für Textilien mit Nanokompositausrüstung Dr. Jan Beringer, Hohensteiner Institute, Bönnigheim

2 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 2 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 2; © Hohensteiner Institute Projektpartner +Bekleidungsphysiologisches Institut Hohenstein e.V., Bönnigheim +Institut für Textil- und Verfahrenstechnik Denkendorf, Denkendorf +Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V., Chemnitz

3 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 3 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 3; © Hohensteiner Institute Einleitung und Zielsetzung des INS-Vorhabens +Erstellung einer ISO-Dachnorm für raue, hydrophobe Textilien mit neuen Funktionen durch topographische mikro- und nanoskalige Strukturierung +Zusammenfassung einzelner Prüfungen für bestimmte charakteristische Funktionen +Superhydrophobie +Schmutzabweisung bzw. Selbstreinigungsvermögen +Wassertropfen rollen bereits bei sehr niedrigen Neigungswinkeln von der Oberfläche ab und entfernen hierbei Schmutz +Signifikant bessere wasser- und schmutzabweisende Eigenschaften als etablierte vergleichbare nicht-nanoraue Oberflächen. +Möglichkeiten zur Prüfung sind zwar teilweise publiziert, jedoch noch nicht standardisiert.

4 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 4 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 4; © Hohensteiner Institute Prinzip der Selbstreinigung in der Natur hydrophobe Oberfläche hydrophile Oberfläche

5 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 5 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 5; © Hohensteiner Institute Nanostruktur Mikrostruktur Prinzip der Selbstreinigung in der Natur

6 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 6 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 6; © Hohensteiner Institute Selbstreinigung bei Pflanzen - Spiraea

7 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 7 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 7; © Hohensteiner Institute Neue Hydrophobierung bei Textilien mit nanostrukturierter Oberfläche REM-Aufnahme (oben) und Oberflächenstruktur (AFM) des Lotusblattes Selbstreinigung bei Textilien Quelle: Schoeller Textiles

8 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 8 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 8; © Hohensteiner Institute © Hohenstein Selbstreinigung bei Textilien

9 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 9 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 9; © Hohensteiner Institute Festlegung der textilen Materialien (Prüflinge / Prüfgewebe) +Beschaffung eines repräsentativen Standardgewebes für den in 2007 anstehenden Ringversuch (INS 0115, Start: ) +PES Multifilament-Gewebe, Leinwandbindung, ca. 150 g/m², Filamentdurchmesser µm, (Fa. Deko-Weberei Falkenstein).

10 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 10 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 10; © Hohensteiner Institute Zu untersuchende Ausrüstungen +Mincor TT ®, BASF Ausrüstung erfolgt erst beim Rundversuch 2007 durch Labor BASF +nano sphere ®, Schoeller Ausrüstung erfolgt erst beim Rundversuch 2007 durch Labor schoeller +Olephobol SL, HUNTSMAN Textile Efffects (ehem. Ciba) FC ohne nano Auslobung +Rucostar EEE, Rudolf Chemie. FC mit nano Auslobung +nanopool faser protect, nanopool Fluorfreie Sol-Gel Ausrüstung

11 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 11 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 11; © Hohensteiner Institute Eigenschaften und Prüfmethoden: Morphologie +Nanorauhigkeit: Rasterelektronenmikroskop (REM) +Partikelgröße < 1µm: Rasterelektronenmikroskop (REM) +Flächenbelegung der Fasern mit Partikeln: Optische Einschätzung von REM-Aufnahmen unter folgenden Gesichtspunkten: +Sind rauigkeitserhöhende Strukturen im nano-/submikrometerbereich vorhanden? +Sind diese Strukturen gleichmäßig verteilt und nicht nur lokal vorhanden?

12 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 12 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 12; © Hohensteiner Institute Eigenschaften und Prüfmethoden: Beispiel für die Morphologie

13 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 13 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 13; © Hohensteiner Institute Eigenschaften und Prüfmethoden: Modellsubstanzen für Schmutzabweisung Begriff und Prüfung auf Schmutzabweisung noch nicht einheitlich definiert, ändern sich mit dem Einsatzbereich des Textils. Deswegen muss mit geeigneten Modellsubstanzen gearbeitet werden. Geeignete Modellsubstanzen für Freizeit-Bekleidung +Wasser +Sonnenblumenöl (Thomy) +Kondensmilch (Bärenmarke, 3,5 % Fettgehalt) +Ketchup (Heinz, Standardsorte) +Honig (Langnese, Flotte Biene Imkerauslese mit Akazienhonig, nicht auskristallisiert) Geeignete Modellsubstanzen für Technischen Textilien +Wasser +Standardschmutze +AATCC 123 Standardschmutz +09 W-2: Synthetischer Standard-Teppich-Pigmentschmutz + 5% Vaseline +Vogelkot-Modellsubstanz: Pankreatin (Fa. Merck)

14 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 14 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 14; © Hohensteiner Institute Prüfmethoden: Vorbemerkung +Die Prüfungen erfolgen jeweils im Neuzustand +Für Bekleidung zusätzlich nach 10 Haushaltswäschen (DIN EN ISO 6330, Verfahren 7A, komplett mit Schleudern, jeweils dazwischen Lufttrocknen der Prüflinge) +Alle Messungen werden nach Bügeln vorgenommen (2 Punkte, auf einer Fläche von ca. DIN A4 für etwa 10 Sekunden, Reaktivierung FC) +Auf die Aufnahme von Scheuertests in den Prüfkatalog wird zunächst verzichtet ebenso wie auf Bewitterungsprüfungen/- simulationen für technische Textilien.

15 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 15 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 15; © Hohensteiner Institute Prüfmethoden: Benetzungsverhalten +Dynamischer und statischer Abrollwinkel (nicht genormt) +Ölnote (AATCC 118 oder DIN EN ISO 14419) +Spray Test (DIN EN 24920) +Heptan Penetration, Tex-A-Tec Methode (nicht genormt) (Lokaltermin für Messungen bei Fa. Tex-A-Tec für alle Teilnehmer des Rundversuches 2007 ist vorgesehen) +Wassernote (nicht genormt) (3M Test mit 10 Noten, Mischungen aus Wasser/Isopropanol) +Kontaktwinkelmessungen (nicht genormt)

16 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 16 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 16; © Hohensteiner Institute Ölnote (AATCC 118 oder DIN EN ISO 14419)

17 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 17 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 17; © Hohensteiner Institute Kontaktwinkelmessungen WasserKondensmilchSalatöl

18 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 18 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 18; © Hohensteiner Institute Prüfmethoden: Abreinigungsverhalten Freizeit-Bekleidung +Spray Test (DIN EN 24920) +3 Zyklen Anschmutzen / Abreinigen zwischendurch Lufttrocknen Anschmutzungsmethode für Bekleidung: +Probe in Spraytestgerät einspannen +Anschmutzen mit der jeweiligen Modellsubstanz mit 10 ml aus 5 cm Höhe mittels Kolbenhubpipette +1 min abwarten +Abreinigen (Spray Test durchführen). Hierbei Muster viermal jeweils um 90° nach je einem Viertel der Gesamtberegnungszeit drehen, dazwischen Unterbrechung der Wasserzufuhr mit Abstellhahn (evtl. Modifizierung des Spraytesters)

19 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 19 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 19; © Hohensteiner Institute Prüfmethoden: Abreinigungsverhalten Technische Textilien +Spray Test (DIN EN 24920) nach Anschmutzen mit +Standardschmutz (Auftragsmethode a) +Vogelkot (Auftragsmethode b) +Bundesmann (DIN EN 29865) nach Anschmutzung. Wenn möglich das Reibkreuz auf der Probenrückseite deaktivieren/entfernen +Schmutzauftrag mittels modifiziertem Martindale-Verfahren nach DIN EN ISO ; (Pilling-Umbausatz) +Abmusterung mit Graumaßstab und Foto zur Dokumentation +3 Zyklen Anschmutzung / Abreinigung, zwischendurch Lufttrocknen

20 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 20 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 20; © Hohensteiner Institute Schmutzauftragsmethode a) Standardschmutz

21 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 21 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 21; © Hohensteiner Institute Schmutzauftragsmethode a) Standardschmutz Bewertung des Schmutzauftrages: +Abmusterung mit Graumaßstab (Vergleich mit Muster im Neuzustand, Bewertung des Kern- und Randbereiches, Beurteilung in einer Farbabmusterungskammer mit natürlichem Tageslicht D65 und in Schrägsicht (45°)) +subjektive, visuelle Beurteilung +Fotos zur Dokumentation +anschließend Abreinigen.

22 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 22 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 22; © Hohensteiner Institute Schmutzauftragsmethode b) Vogelkotmodellsubstanz +Die Paste wird beim Rundversuch 2007 von einem Institut gebrauchsfertig angerührt und dann an alle Teilnehmer verschickt. +anschließend Abreinigen.

23 Prüfkonzept für Textilien mit Nanokompositausrüstung 23 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 23; © Hohensteiner Institute Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit ! Dr. Jan Beringer Hohensteiner Institute Schloss Hohenstein D Bönnigheim Telefon Fax Webwww.hohenstein.de


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