Hohenstein Innovationsbörse Schweißer besser schützen – Neuartige Ausrüstung mit verbesserter Schutzwirkung gegen flüssige Metallspritzer Dr. Thomas Mayer-Gall, Dr. Torsten Textor, DTNW Dr. Kim Hecht, Eva Gierling, Hohenstein Institute

Ausgangssituation Schweißer sind zahlreichen Risiken ausgesetzt Hohe Anforderungen an PSA  Schutz gegen heiße Metallspritzer bzw. abtropfendes Metall  Schutz gegen Hitze  Hoher Tragekomfort

Ausgangssituation Einsatz von schweren Baumwollstoffen mit hohen Flächengewichten Hohe Flächengewichte für gute Isolationswirkung möglichst hohe Standzeiten Nachteil Einschränkungen im Tragekomfort geringe Beständigkeit der Ausrüstungen

Forschungsziel Entwicklung einer Ausrüstung zur Verbesserung der Abweisung von Metallspritzern über thermisch stabile anorganische/organisch- anorganische Sol-Gel-Dünnschichten (DTNW) Polymerschichten mit funktionalen Additiven (HIT) Quelle:DTNW

Textilprüfung – Schweißperlentest nach ISO 9150 Stahlstab wird mit Brenner geschmolzen Flüssige Metalltropfen werden über PTFE-Trichter zur Probe geführt Zählen der Tropfen bis ein Temperaturanstieg von 40 K an der Textilrückseite gemessen wird

Textilprüfung – Schweißperlentest nach ISO 9150 Definition der Schutzklassen nach DIN EN ISO Klasse 1: Schweißtechnik mit geringer Bildung von Schweißspritzern Mindestzahl der Tropfen: 15 Klasse 2: Schweißtechnik mit starker Bildung von Schweißspritzern Mindestzahl der Tropfen: 25

Textile Materialien – Neuzustand Anzahl Tropfen Schutzklasse 1 Schutzklasse 2

Polymerschichten mit Mikrohohlkugeln

160 µm 500 µm Blindbeschichtung 2 wt% Additiv, Gewebe 3 Schutzklasse 1 Schutzklasse 2 Anzahl Tropfen

Polymerschichten mit Mikrohohlkugeln Größe Mikrohohlkugeln: 500 µm Klasse 1 Klasse 2 Erhöhung der Konzentration

Polymerschichten mit Carbonfasermehl

Klasse 1 Klasse 2 Erhöhung der Konzentration

Sol-Gel-basierte Ausrüstungen ADDITIVE

Zielsetzung Faser anorganische Schicht Smp. SiO °C Al 2 O °C TiO °C ZrO °C Anorganische Dünnschicht thermsich stabil nicht brennbar

Ergebnisse SiO 2 neu 20% 10% 2% 1%

Was passiert mit dem Material?

Ergebnisse Al 2 O 3, ZrO 2, TiO 2

Sol-Gel + Mikro/Nanostruktur A. B. D. Cassie and S. Baxter, Trans. Faraday Soc., 1944, 40, Wool Industry Research Association, Leeds, GB Faser anorganische Schicht Nanopartikel

Sol-Gel + Mikro/Nanostruktur

Erste Ergebnisse – Strukturierung

Zusammenfassung & Ausblick Anorganische Dünnschichten: leichte Verbesserung Anorganische Dünnschichten + Hydrophobierung:  höhere Schutzklasse kann erreicht werden für ausgewählte Substrate  weniger ist mehr (geringe Auflagen verbessern die Schutzwirkung) Verbesserung der Schutzwirkung über Strukturierung der Sol-Gel-Schicht Wärmeleitfähige Komposite Folgeprojekt

Danksagung Das IGF-Vorhaben N „Abweisung Metallspritzer“ der Forschungsvereinigung Forschungskuratorium Textil e.V., Reinhardtstraße 12-14, Berlin wurde über die AiF im Rahmen des Programms zu Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Dr. Thomas Mayer-Gall Web: Dr. Kim Hecht Web: