Methode zur Alterungssimulation PUR-beschichteter Textilien

BMWi INNO-KOM 49MF170106 | Laufzeit: 02.2018 – 05.2020 David Ehinger, FILK Freiberg
  • Categories:
  • Prüfmethoden/Analyseverfahren
  • Technische Textilien/Composite

Ausgangssituation

Das Alterungsverhalten und die Medien­verträg­lich­keit von PUR-beschichteten Textilien (PUR-Kunstleder) sind seit Jahr­zehnten ein wesent­licher Schwer­punkt von Quali­fizierungs­prozessen und Produkt­entwicklungen. Oftmals wird davon aus­gegangen, dass das üblicher­weise durch starke Quellung, Risse oder Delamination gekenn­zeichnete Material­versagen durch hydro­lytische und photo­oxidative Alterungs- und Abbau­prozesse der PUR-­Beschichtung hervorgerufen wird. Es gibt auch vereinzelte Hinweise darauf, dass körper­eigene und synthetische Öle und Fette diese Alterungs­prozesse unter­stützen und sich gleicher­maßen auch „falsche“ Reinigungs- und Pflegemittel negativ auswirken.

Jedoch ist die Unter­suchung der kombina­torischen Wirkung unter­schiedlicher Bewitterungs­faktoren und Medien­einflüsse auf die physi­kalischen Eigen­schaften PUR-­beschichteter Textilien aktuell kein Bestandteil etablierter Prüf­methoden. Dadurch ergeben sich zwangs­weise Einschränkungen bei der Material­entwicklung und im Gebrauch.

Projektziel

Die Zielstellung des F&E-Vorhabens war die Entwicklung einer neuen komplexen Methode, die es ermöglicht, das gebrauchs­typische Alterungs­verhalten von PUR-­beschichteten Textilien (PUR-­Kunstleder) unter Einfluss verschiedener Oberflächen­medien realitäts­nah zu simulieren und in Bezug auf anwendungs­spezifische Qualitäts­kriterien für Bezugs­materialien von Polster­möbeln und Kraftfahrzeug­innen­ausstattungen gezielt zu beurteilen.

Lösungsweg

Auf Grundlage von umfang­reichen physika­lischen und begleitenden chemischen und thermo­dynamischen Unter­suchungen waren die Alterungs­prozesse und Einfluss­faktoren zunächst zu erfassen und die zur Erstellung der komplexen Methode bestmöglich den Gebrauch adressierenden Alterungs­szenarien, Prüf­medien, Prüf­verfahren, Ziel­parameter und Beurteilungs­kriterien herzuleiten.

Ergebnisse

Im Rahmen von Vergleichs­unter­suchungen an den erworbenen Referenz­materialien und eigens herge­stellten Modell­systemen PUR-­beschichteter Textilien konnte gezeigt werden, dass sich die klassischen Bewitterungs­szenarien, d. h. die Hydrolyse­alterung, die Wärme­lagerung sowie die Heißlichtechtheits-/­Heißlicht­alterungs­prüfung dazu eignen, um in Kombination mit gezielt abgestimmten Medien­auftrags­verfahren und den nachweislich zur Effekt­erkennung und -differenzierung beitragenden physika­lischen Prüfungen (u. a. Dauer­knick­beständig­keit, Kratz­beanspruchung, Reib­echtheit) die avisierten Eigen­schafts­änderungen und Versagens­phänomene wider­zuspiegeln.

Es wurden tief­greifende Erkenntnisse zu Alterungs- und Medien­effekten bei Wirkung unter­schied­licher Belastungen und Ober­flächen­medien gewonnen. So zeigten sich insbesondere bei Behand­lungen mit Insekten­schutz­mittel DEET und Olein­säure (siehe Abb. 1a) verstärkte Wechsel­wirkungen und chemische Reaktionen mit der PUR-­Beschichtung. Als weitere in Abhängig­keit von der jeweiligen Formu­lierung der Beschichtung kritisch einzu­stufende Medien wurden Sonnen­schutz­cremes (siehe Abb. 1b) bzw. deren Einzel­substanzen sowie Ethanol 95-99 % identi­fiziert.

Mit Hilfe der neuen komplexen Methode lassen sich PUR-­beschichtete Materialien hinsicht­lich ihrer Alterungs- und Medien­beständig­keit in Abhängig­keit von den jeweiligen Gebrauchs­anforderungen qualifi­zieren und opti­mieren. Somit liefern sowohl die erziel­ten Forschungs­ergebnisse als auch die entwickelte Methode einen wesent­lichen Beitrag zur Realisierung höchst alterungs- und medien­beständiger Produkte.

   

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Danksagung

Das Forschungs­vorhaben „Methode zur Alterungs­simulation PUR-­beschichteter Textilien“, Reg.-Nr.: 49MF170106 wurde anteilig vom Bundes­ministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages innerhalb des Förder­programms „FuE-Förderung gemeinnütziger externer Industrie­forschungs­einrichtungen – Innovations­kompetenz (INNO-KOM) – Modul Markt­orientierte Forschung und Entwicklung (MF)“ über den Projekt­träger EuroNorm GmbH gefördert. Wir bedanken uns für die gewährte Unter­stützung.

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