Dr. Jan Beringer, Hohensteiner Institute, Bönnigheim Entwicklung eines standardisierten Prüfkonzeptes für Textilien mit Nanokompositausrüstung Dr. Jan Beringer, Hohensteiner Institute, Bönnigheim

Projektpartner Bekleidungsphysiologisches Institut Hohenstein e.V., Bönnigheim Institut für Textil- und Verfahrenstechnik Denkendorf, Denkendorf Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V., Chemnitz folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 2; 25.03.2017 © 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. folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 3; 25.03.2017 © Hohensteiner Institute

Prinzip der Selbstreinigung in der Natur hydrophobe Oberfläche hydrophile Oberfläche folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 4; 25.03.2017 © Hohensteiner Institute

Prinzip der Selbstreinigung in der Natur Nanostruktur Mikrostruktur folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 5; 25.03.2017 © Hohensteiner Institute

Selbstreinigung bei Pflanzen - Spiraea folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 6; 25.03.2017 © Hohensteiner Institute

Selbstreinigung bei Textilien folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 7; 25.03.2017 © Hohensteiner Institute Quelle: Schoeller Textiles Neue Hydrophobierung bei Textilien mit nanostrukturierter Oberfläche REM-Aufnahme (oben) und Oberflächenstruktur (AFM) des Lotusblattes

Selbstreinigung bei Textilien © Hohenstein folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 8; 25.03.2017 © Hohensteiner Institute

Festlegung der textilen Materialien (Prüflinge / Prüfgewebe) Beschaffung eines repräsentativen Standardgewebes für den in 2007 anstehenden Ringversuch (INS 0115, Start: 1.5.2007) PES Multifilament-Gewebe, Leinwandbindung, ca. 150 g/m², Filamentdurchmesser 10-15 µm, (Fa. Deko-Weberei Falkenstein). folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 9; 25.03.2017 © 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 folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 10; 25.03.2017 © 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? folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 11; 25.03.2017 © Hohensteiner Institute

Eigenschaften und Prüfmethoden: Beispiel für die Morphologie folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 12; 25.03.2017 © 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 Standardschmutze AATCC 123 Standardschmutz 09 W-2: Synthetischer Standard-Teppich-Pigmentschmutz + 5% Vaseline Vogelkot-Modellsubstanz: Pankreatin (Fa. Merck) folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 13; 25.03.2017 © 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. folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 14; 25.03.2017 © 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) folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 15; 25.03.2017 © Hohensteiner Institute

Ölnote (AATCC 118 oder DIN EN ISO 14419) folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 16; 25.03.2017 © Hohensteiner Institute

Kontaktwinkelmessungen folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 17; 25.03.2017 © Hohensteiner Institute Wasser Kondensmilch Salatöl

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) folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 18; 25.03.2017 © 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 12945-2; (Pilling-Umbausatz) Abmusterung mit Graumaßstab und Foto zur Dokumentation 3 Zyklen Anschmutzung / Abreinigung, zwischendurch Lufttrocknen folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 19; 25.03.2017 © Hohensteiner Institute

Schmutzauftragsmethode a) Standardschmutz folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 20; 25.03.2017 © 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. folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 21; 25.03.2017 © Hohensteiner Institute

Schmutzauftragsmethode b) Vogelkotmodellsubstanz folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 22; 25.03.2017 © Hohensteiner Institute Die Paste wird beim Rundversuch 2007 von einem Institut gebrauchsfertig angerührt und dann an alle Teilnehmer verschickt. anschließend Abreinigen.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit ! Dr. Jan Beringer Hohensteiner Institute Schloss Hohenstein D-74357 Bönnigheim Telefon +49 7143 271 714 Fax +49 7143 271 94714 eMail j.beringer@hohenstein.de Web www.hohenstein.de folien/xxx.ppt/aj Folien Nr. 23; 25.03.2017 © Hohensteiner Institute