Sächsisches Textilforschungsinstitut e. V. – STFI


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Geförderte Projekte: 61


Untersuchungen zur Herstellung schnittfester Textilverbünde mit sensorischen Eigenschaften zur Verbesserung des Diebstahl- und Vandalismusschutzes


Aufbau des Prüfstandes Schnittfestigkeit
Aufbau des Prüfstandes Schnittfestigkeit

Projektidee

In verschiedenen Bereichen der Wirtschaft sind Textilstrukturen gefragt, die einen hohen Schutz vor Vandalismus und Diebstahl bieten, gleichzeitig ein niedriges Flächengewicht aufweisen und überwachungsaufgaben übernehmen (Objektschutz, Schutztextilien). Eine Problemlösung wird in der Kombination von anforderungsgerecht angeordneten hochfesten Fadenmaterialien und der textilen Integration von Sensorsystemen gesehen. Projektziel war es, bei möglichst niedrigen Materialeinsatz und damit niedrigen Flächengewichten eine möglichst hohe Schutzwirkung gegen Vandalismus zu erzielen.

Kundennutzen

Im Forschungsprojekt wurden neuartige sensorisch aktive schnittfeste Textilverbünde entwickelt, die sich durch die Kombination hochfester Fadenmaterialien mit textilintegrierten Sensorsystemen auszeichnen. Getestet wurden sowohl elektrisch leitfähige Sensorsysteme als auch faseroptische Sensoren.
Zur Prüfung und Bewertung der sensorisch aktiven Textilstrukturen erfolgte gemeinsam mit der Firma Zwick GmbH & Co. KG die Entwicklung eine Schnittkraftprüfmaschine, welche neben den Schnittkraftmessungen die Erfassung der Leistungsfähigkeit der textilintegrierten Sensorik unter Prüfbedingungen ermöglicht. Die im Projekt vorgesehenen konstruktiven Anpassungsmaßnahmen an der Raschelmaschine RS3- MSUS-V zum Mäanderschusseintrag, konnten erfolgreich umgesetzt werden. Der Nachweis der Funktionsfähigkeit des neuen Schusseitragsystems, wurde mit der beschädigungsfreien Verarbeitung von sensorischen Fadenmaterialien in mäandrierender Anordnung erbracht. Ferner wurden zur anforderungsgerechten Verarbeitung von Sensoren in 0°- Richtung sowohl an der Raschelmaschine RS3- MSUS-V als auch an der Nähwirkmaschine Malimo 14016 b/T spezielle Spulenaufnahmen für Scheibenspulen angebracht, die durch Umfangsbremsung eine einstellbare Fadenspannung ermöglichen. Auf diese Weise kann eine beschädigungsfreie Zuführung von optischen und elektrisch leitfähigen Sensormaterialien gewährleistet werden. Die entwickelten Musterstrukturen unterscheiden sich im Materialeinsatz (Aramid, Dyneema, PES), der Anordnungsdichte der Fäden, der Maschenlänge, der Sensorarten und Sensoranordnung und der genutzten Vliesstoffgrundstrukturen. Sowohl die leitfähigen Sensoren als auch die optischen Fasern sind nach der Textilintegration voll funktionstüchtig. Die Funktionskontrolle erfolgte bei den leitfähigen Sensoren mittels Widerstandsmessung (Multimeter) und der optischen Fasern mit einem Dämpfungsmessgerät. Im Vergleich der Schnittfestigkeiten und Flächengewichte ist zu bemerken, dass Proben mit integrierten KEMAFIL®- Fadenbündeln und gefachten Fadenbündel besonders hohe Schnittfestigkeitswerte bei vergleichsweise niedrigen Flächengewichten erzielen. Die Flächengewichte (unbeschichtet) variieren von 115 g/m? bis 345 g/m? wobei an den Proben mittlere Schnittfestigkeitswerte von ca. 60 N und maximale Schnittfestigkeitswerte von ca. 80 N erzielt wurden. Im Vergleich zu den am Markt verfügbaren unbeschichteten schnittfesten Proben mit ähnlichen Flächengewichten (ca. 330 g/m?) aus Aramid, wurden mittlere Schnittfestigkeitswerte von ca. 25 N und maximale Schnittfestigkeiten von 34 N erreicht.
Schnittfeste Textilstrukturen mit integrierten leitfähigen Fadenmaterialien können auf einer Multipurpose Beschichtungs- und Kaschieranlage verschiedenen Veredlungsprozessen unterzogen werden, ohne dass die Leitfähigkeit der Sensoren beeinträchtigt wird. Der Auftrag einer Schmelzklebebeschichtung auf Polyolifin- Basis auf Verbundstrukturen (Spinnvliesstoffe mit triaxialen bzw. biaxialen Fadenverstärkungen) ist möglich. Ferner können im Schmelzklebeverfahren leitfähige Schichten in Form von Folien auf die Textilverbünde aufgebracht werden. Die Veredlung von schnittfesten Textilverbünden mit integrierten optischen Fasern ist nur unter Nutzung von Sensoren mit Schutzmantel möglich. Grund sind die Prozesstemperaturen beim Trocknen von ca. 130°C, welche zum Schrumpfen und damit zum Zerstören der nicht ummantelten optischen Sensoren führen. Im Ergebnis des Forschungsprojektes liegen Textilstrukturen vor, die sowohl durch Kombination von Sensorik als auch durch anforderungsgerecht angeordneten Textilmaterialien und Beschichtung einen verbesserten Schutz gegen Diebstahl und Vandalismus bieten.

Ausblick

Die Ergebnisse und Erfahrungen, welche in dem vorliegenden Forschungsprojekt gewonnen wurden, bilden die Basis für die Entwicklung neuer vandalismus- und diebstahlsichere flexible Transportbehälter wie z. B. Wertfrachttaschen, Reisegepäcktaschen, Motorrad- und Fahrradtaschen.

Stand: 15.10.2012
Projektdaten aktualisiert: 31.10.2011

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