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Textile Prüftechnik 2 (Fach) / Materialprüfung (Lektion)

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• Definition DIN! Deutsches Institut für Normung e.V.
• Definition CEN! Europäisches Komitee für Normung
• Definition ISO! Internationale Organisation für Normung
• Was versteht man unter Prüfen? Feststellen inwieweit ein Prüfobjekt eine Forderung erfüllt. Mit Prüfen wird immer der Vergleich mit einer Forderung verbunden, die festgelegt oder vereinbart sein kann.
• Was ist Messen? Ausführung von geplanten Tätigkeiten zum quantitive Vergleich der Messgröße mit seiner Einheit.
• Was ist Zählen? Ermittel der Messgröße → "Anzahl der Elemente einer Menge" Eine als Anzahl festgelegte Messgröße = Zählgröße. Sie hat die Dimension 1.
• Was ist Klassieren? Zuordnen der Elemente einer Menge zu festgelegten Klassen von Merkmalwerten. Die Klassen bestehen aus vorgegebenen oder vereinbarten Wertebereichen für die an den Elemnten zu messenden Größen.
• Das Internationale Einheitensystem SI Meter [m] = Länge Kilogramm [kg] = Masse Sekunde [s] = Zeit Ampere [A] = Stromstärke Kelvin [K] = Temperatur  Mol [mol] = Stoffmenge Candela [cd] = Lichtstärke
• Zahlen-Präfixe! Zehnter → 10-1 → Dezi (d)                                      Das Zehnfache → 101 → Deka (da) Hundertster → 10-2 → Zenti (c)                               Das Hunderfache → 102 → Hekto (h) Tausendster → 10-3 → Milli (m)                               Das Tausendfache → 103 → Kilo (k) Millionster → 10-6 → Mikro (µ) Milliardster → 10-9 → Nano (n)
• Arithmetrisches Mittel! × = 1/n · (x1 + x2 + x3 + .... + xn) = 1/n · ∑ xi
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• Modus! Wert, der am häufigsten vorkommt!
• Median! 1) Bei ungerader Anzahl der Stickprobe, der mittlere Wert (nach Sortieren!)  × = x · (n+1)/2 2) Bei gerader Anzahl der Mittelwert aus den 2 mittleren Werten × = 1/2 · (xn/2 + xn/2+1)
• Varianz! Bei großer Streuung, Ausreißern! s2 = 1/n · ∑ (xi - xMittelwert)2 → Maß für die Streuung → Gibt Streuungsstärke an
• Standardabweichung! Gibt an wie weit die einzelnen Messwerte von Erwartungswert (Mittelwert) entfernt sind. Misst die Streubreite einer Funktion. s = √ (1/n · ∑ (xi - xMittelwert)2) oder s = √ (s2)
• Variationskoeffizient/ CV-Wert! V = s/xMittelwert oder V = s/xMittelwert · 100% → relatives Streuungsmaß → Normierung der Varianz → Im Vergleich zur Varianz unabhängig von der Maßeinheit der statistischen Variable bzw. Zufallsvariable → Streuung eines Merkmals unabhängig von ihrer Skalierung
• Konfidenzintervall! → Vertrauensbereich → gibt Präzision der Lageschätzung eines Parameter (z.B. Mittelwert) an → Ein Intervall um den Mittelwert: 95% der Werte sollen innerhalb des Intervalls liegen → Der Vertrauensbereich darf nicht mehr als 2% betragen, sonst muss die Stichprobe erweitert werden. Vertrauensbereich: Δ = ± s · t / √n     oder     Δ% = 100 · Δ / xMittelwert Wenn Betrag größer als 2% ist, muss die Anzahl der Messung um n2 erhöht werden. n2 = (t2 · CV2 / Δsp2) - n1 relativer Vetrauensbereich: V = Δ / xMittelwert · 100%
• Prüfklima, relative Luftfeuchtigkeit (Kunststoffklima, Tropenklima), hx - Diagramm! Prüfklima: 20 ± 2 °C rel. Luftfeuchtigkeit: 65 ± 4 % (bisher ± 2) Kunststoffklima: 23°C / 50% r. F. Tropenklima: 27°C / 65% r. F. hx - Diagramm: → ermöglicht es Zustandänderungen feuchter Luft durch Erwärmung, Befeuchtung, Entfeuchtung, Kühlung und Mischung versch. Luftmengen zu ermitteln → gilt für bestimmten Luftdruck (i.d.R. 1 bar) also für isobare Zustandsänderungen
• Was ist die Handelsmasse? Masse, die unter Berücksichtigung des erlaubten Feuchtezuschlages auf die Trockenmasser der Lieferung errechnet wird. mH = mTr · 100 + rt / 100 Grund: Handel von Textilien nach Masser, aber veränderlich durch Hygroskopizität. Feuchtigkeitszuschlag "Reprise" rt = Reprise → international festgelegte Feuchtigkeit in %, die dem Trockengewicht mtr zugeschlagen wird um die Handelsmasse mH zu erhalten. rt = 18,25 % (Wolle); 8,5% (Baumwolle); 1,5% (Polyester)
• Handelsmasse Verfahren! 1. Bestimmung Nettomasse der Lieferung (ohne Verpackung etc.) 2. Entnahme von 3 Proben à 350g 3. Bestimmung des Trocknungsverlustes an 2 Proben mittels Konditionierofen 4. Berechnung der mittleren Trocknungsverlustes ut ( = (mn - mt / mt) · 100%) 5. Berechnung der Trockenmasse der Lieferung 6. Berechnung der Handelsmasse der Lieferung
• Berechnungen Handelsmasse! mt = mn · 100 / 100 + ut    →    Trockenmasse mH = mt · 100 + rt / 100   →   Handelsmasse TH = 1000 · (∑ mti / L) · (100 + rt / 100)    →     Handelsfeinheit (Garne)
• Beschreiben Sie den Zugversuch! Einfacher Zugversuch: Bestimmt den Zugkraft-Dehnungs-Verlauf von Garnen und kann an allen Garnen angewendet werden. (klimatisiert, nass) Die Messprobe wird einachsig mit stetig bis zum Bruch steigender Verformung beansprucht. Sie wird hierfür in 2 Einspannklemmen einer Zugprüfmaschine befestigt (beim Einspannen dürfen sich keine Kringel oder Dehnung bilden!) Prüfparameter: - Labornormklima   - Vorspannung FV = 0,5 ± 0,1 cN/tex (Zum Strecken der Probe; noch keine elastische/plastische Verformung) Klemmenproblematik: Klemmdruck nicht zu hoch und nicht zu niedrig → Rutschen der Klemmen Knotenzugversuch: Ermittlung der Höchstzugkraft am Garn mit Knoten Auswertung: Verhältnis der Knoten-Höchstzugkraft zur Höchstzugkraft im Einfachen Zugversuch → Einwirkung einer Querkraft oder Quetschung auf Faden  Schlingenzugversuch: Garnabschnitte, die miteinander verschlungen sind.  Auswertung: Gibt Hinweise auf Garneigenschafte, wie Deformationsverhalten, Sprödigkeit, Naht-Höchstzugkraft
• Garnungleichmäßigkeit Visuelles Verfahren! Visuelles Verfahren: Prüfmaterial wird mit vorgegebener, von der Feinheit abhängiger Windungsdichte auf eine trapezförmige Tafel augewickelt. Tafel wird bei geeigneter Beleuchtung betrachtet und beurteilt. Achtung: Fadenverlegung gleichmäßig Vorteil: kurzperiodische Ungleichmäßigkeiten und Moiré-Effeckt werden sichtbar; Nissen, Dick- und Dünnstelllen gut erkennbar Nachteil: Ergebnis subjektiv
• Garnungleichmäßigkeit kapazitives Verfahren! Ermittlung bzw. Errechnung des CV-Wertes bezüglich Ungleichmäßigkeiten anhand der Masse (Stapelfaserngarne, Filamentgarne) → Messprobe zwischen 2 Kondensatorplatten → Massenschwankungen verändern Dielektrikum → entsprechende Spannungsänderung wird in Kapazitätsänderung umgewandelt (Diagramm) Nachteil: geringe Feuchtigkeitsunterschiede im Garn oder in der Luft führen zu einer Verfäschung des Messergebnissen (Vgl. Normklima); nicht für leitende Garne!
• Ungleichmäßigkeit Berechnungen! Ungleichmäßigkeitsindex: I = Veff / Vlim Grenzungleichmäßigkeit: Vlim = 100 / √ nF           nF = Anzahl Fasern im Querschnitt tatsächliche Masseschwankung: Veff = (s / xMittelwert) · 100% Anzahl Fasern im Querschnitt: nF = TtGarn / TtFaser CVAusgang = √ (CV2Eingang + CV2Prozess)   CVZwirn = CVEinzelgarn / √ n
• Titerberechnung Faserfeinheit/ Berechnung des Faserdurchmessers! m = V · ρ = π · r2 · l · ρ
• Garnungleichmäßigkeit Optisches Verfahren! Optisches Abtasten Probe wird durch 1 oder mehrere Systeme von Lichtquellen/ fotosensitiven Gebern geführt. (kein Normklima notwendig!, nur für Stapelfasergarne) → Veränderungen im optisch wirksamen Durchmesser der Probe führen zu Veränderungen im Geber → nach Verstärkung + Registrierung des Signals → zahlenmäßige Auswertung Achtung: Durchmesserschwankungen ≠ Masseschwankungen (kein Vergleich zwischen opt. und kap. Verfahren möglich!)  nur 2-dimensionale Abbildung des Garns Neu: 2 Sensoren im 90° Winkel → Rundlichkeit des Garns lässt sich zusätzlich bestimmen.
• Bestimmung der Garndrehung! (Aufdrehverfahren) Aufdrehverfahren: Bedingungen: Normklima, meist 0,5 m Einspannlänge;  Für Zwirne, Garne und Endlosgarne Messprobe wird unter vorgegebener Ausgangslänge und Vorspannkraft in beide Klemmen eingespannt und aufgedreht bis zur Parallellage. Die zum Parallel-Legen nötigen Umdrehungen werden am Zähler abgelesen und auf die Einspannlänge bezogen. αm = (T/m) · 1 / √ Nm
• Bestimmung der Garndrehung! (Spannungsfühlerverfahren) Spannungsfühlerverfahren: → Garn wird mit Vorspannkraft von 0,5 ± 0,1 cN/tex mit einer Ausgangslänge von 500 mm eingespannt und bis zur Parallellage aufgedreht UND wieder zurückgedreht. (Drehungserteilung abgeschlossen, wenn ursprüngliche Ausgangslänge erreicht) Doppelte Anzahl der Drehungen wird bei gewählter Einspannlänge abgelesen. Vorteil: Ergebnis nimmt kürzeste Zeit in Anspruch; Schnell und bequem durchführbar; Automatisierbar Nachteile: Drehungen nur mittelbar erfasst; Gewisse Ungenauigkeit nicht auszuschließen; Nicht anwendbar bei Filamenten und Zwirnen Doppelfühlerverfahren: Zunächst Spannungsfühlerverfahren; Beim Zurückdrehen werden allerdings mehr Drehungen (aufgrund von einer Dehnung) zum Wiedererreichen der Ausgangslänge benötigt, als zum Aufdrehen erforderlich  → 2. Messprobe mit begrenzter Anzahl Drehungen (ca. 150) wird aufgedreht → Vergleich der beiden Werte: T1 - T2 = T
• Bestimmung der flächenbezogenen Masse! Bedingungen: Normklima; ofentrockener Zustand Mit Probenschneider 5 kleine Messproben ausschneiden. Anschließend Rundproben auf Textilwaage wiegen → Rechnungen!
• Bestimmung der Höchstzugkraft und Höchstzugkraft-Dehnung! (Flächenprüfung) Einfacher Streifenzugversuch: Ermittlung des Zugdeformationsverhaltens. Bestimmung der Höchstzugkraft FH und Höchstzugkraft-Dehnung εH  Proben über die ganze Breite des zu beurteilenden Flächengebildes zu entnehmen (Fehler, Schäden, Falten; Gewebekanten NICHT mit in die Probe!) → 2 Messsätze à 5 Messproben (Kettrichtung UND Schussrichtung) Bedingungen: Einspannlänge beträgt 200 mm und Breite 50 mm; Vorspannkraft abhängig von Flächenbezogener Masse;  Probe zwischen 2 Klemmbacken einspannen und bis zum Zerreißen belasten. GRAB-Versuch: andere Probenaufmachung und andere Klemmfläche (horizontal + vertikal) Vorteil: Vereinfachte Probenvorbereitung; Einspannlänge 100 mm und Breite 100 mm
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• Weiterreißversuche! Bestimmung des Widerstandes, den ein für den Versuch zuvor eingeschnittenes textile Flächengebilde dem Weiterreißen entgegensetzt. Wichtiges Merkmal in der Konfektion, technische Textilien. → Schenkel-Weiterreißversuch, Zungen-Weiterreißversuch, Trapze-Weiterreißversuch, Weitereißversuch mit ballistischem Pendel
• Berstdruckprüfung! Materialprobe wird kreisförmig auf einer Membran eingespannt und mit Anpressglocke fixiert. Von unten kommt Pressluft und bläst Membran + Probe auf bis zum Bersten der Probe. Kenngrößen: Berstdruck: Maximaldruck/wirkende Kräfte auf Membran + Probe bis Bersten Bersthöhe: Aufwölbung/Verformung  Aber: Membrankorrektur: Druck der benötigt wird, um Membran bis zur mittleren Bersthöhe der Probe aufzuwölben (Berstdruck = Berstmessdruck - Membrandruck)!
• Martindale Scheuerprüfung! Kreisförmige Probe wird translatorisch unter def. Belastung gegen Scheuermittel (meist reine Schurwolle) bewegt. Scheuerbeständigkeit ergibt sich aus dem Inspektionsintervall bis zur Probenzerstörung. Auswertung: Anzahl der Scheuertouren, bei der die Messprobe noch unzerstört ist. Vorgehensweise: Probenhalter vorsichtig entfernen und gesamte Fläche auf eventuelle Zerstörung überprüfen (Mikroskop/Lupe). Wenn noch keine Probenzerstörung aufgetreten ist, nächsten Intervall starten. Bedingungen: Intervall beginnt bei 1000 Touren und laufen je Intervall 1000 Touren weiter. Je nach Flächengewicht des Textils unterschiedlicher Nenndruck und/oder mit Schaumstoff. 
• Martindale Pillingprüfung! Pilling sind kleine Faserknötchen auf der Oberfläche der Ware. Je nach Material, Faserart, Bindung, Legung oder Nachbehandlung pillt ein Textil sehr gering (Note 5) oder sehr stark (Note 1) Vorgehensweise: Kreisrunde Probe (größer als Scheuerprobe) wird über einen Filz auf den Probenhalter gespannt und in das Martindale-Gerät eingesetzt. Geprüft wird die Reibung der Probe gegen Normgewebe, nach Vereinbarung auch Probe gegen Probe. Bedingungen: Bei Webware zusätzliches Gewicht von 6,5g/cm auf Probe Auswertung: In feststehenden Intervallen wird die Probe auf das Pillverhalten kontrolliert (→ Fotostandards)
• Bestimmung der Luftdurchlässigkeit! Die Luftdurchlässigkeit ist für den Luftaustausch zwischen den inneren Kleidungsschichten und der Umgebung im Zussamenhang mit ihrem Trageverhalten von Bedeutung. Luftdurchlässigkeit = Luftmenge V, die in einer bestimmten Zeiteinheit t durch eine Fläche A des Textils hindurchströmt, wenn eine Druckdifferenz zwischen Lufteintrittsdruck pe Luftaustrittsdruck pa besteht. LD = v / (A · t · (pe - pa)) Bedingungen: festgelegter Unterdruck (durch Druckdifferenz pe - pa), Probe eben und spannungslos einspannen, Strömungsgeschwindigkeit [l/min] an Skala ablesen, Druck bei Bekleidungstextilien, Filtern und technischen Textilien unterschiedlich
• Alterungsprüfung! Beschreibt Änderung der Eigenschaften eines Textils durch anwendungsspezifische Beanspruchungen. So kann auf die Lebensdauer eines Produkts geschlossen werden. (Prüfung der Produktbeschreibung oder Prüfung zur Bestimmung der Gebrauchseigenschaften) Festlegung und Prüfung der Merkmale, welche die Behandlungswirkungen quantifizieren Alterungsbehandlung mit Alterungsbeanspruchung Bsp. Scheuer-/ Pillingprüfung, Farbechtheit, Lichtechtheit, Oxidationsbeständigkeit, Waschen, Trocknen, Tragen, Klimawechsellagerung (Airbags!)
• Textilkennzeichnungsgesetz! Verpflichtet Hersteller von Textilerzeugnissen, alle Textilien für den Endverbraucher mit detaillierten Angaben über Art und Gewichtsanteil der verwendeten textilen Rohstoffe zu versehen) Anwendung: importierten Artikeln, Textilien in Katalogen/Versandhäuser/Online, Muster, ... Kennzeichnungspflicht: Vor-, Halb- und Fertigerzeugnisse (keine Rohstoffe) Achtung: Schurwolle (bei Mischungen mind. 25%) Gewichtsanteile in absteigender Reihenfolge 5% oder 15% an sonstigen Fasern erlaubt mindestens 2 Faserarten in % angeben (falls keine Faser 85% ausmacht) Toleranz (± 3%)

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