Textilprüfung: Wie man einen Klimatest an Stoffen durchführt

Vor der Durchführung eines Textilklimatests ist es wichtig, den Zweck des Tests und die Art des zu testenden Materials zu verstehen. Auf Grundlage dieser Informationen können alle Einstellungen der Klimakammer.

In diesem Artikel werden wir uns genauer damit befassen, wie ein Klimatest an Textilien, welchen Zweck er hat und welche Klimakammer sich am besten dafür eignet.

Es sollte betont werden, dass der Klimatest nicht durchgeführt werden kann, bevor ein erstes oder Standardverfahren angewendet wurde.

In diesem konkreten Fall geht es um die Norm ISO 139 , die Klimatests für Textilien und Bekleidungsmaterialien regelt. Sie legt fest, dass die Probe für eine bestimmte, je nach Textilart unterschiedliche Zeitspanne einer normalen Umgebung ( Standardatmosphäre ) ausgesetzt werden muss

Entdecken Sie die FDM-Klimakammern speziell für Textilprüfungen

Referenzstandards und Gültigkeit des Klimatests an Textilien

Bevor wir uns mit den Mechanismen der Textilprüfung befassen, wollen wir herausfinden, welche Bedingungen der Referenzstandard für die Gültigkeit und Zuverlässigkeit der Klimaprüfung festlegt.

Die Norm legt insbesondere die klimatischen Bedingungen und Grenzwerte fest, denen die Probe ausgesetzt werden muss. Textilprüflaboratorien versuchen jedoch häufig, einen Teil der Prüfung mit unzuverlässigen Konditionierungsgeräten durchzuführen.

Die von FDM entwickelten Klimakammernhingegen sind speziell für die Durchführung dieser Art von Tests in einer einzigen Umgebung konzipiert und berücksichtigen daher die Vorgaben der ISO 139-Norm.

Der Resistenztestwird beispielsweise ausschließlich innerhalb der Klimakammer durchgeführt, ohne dass die Probe mehrmals bewegt werden muss und dadurch die Zuverlässigkeit der Endergebnisse gefährdet wird.

Nun wollen wir uns genauer ansehen, welche Bedingungen in ISO 139 angegeben sind.

Ausgangsatmosphäre (Standardatmosphäre)

Wie bereits erwähnt, ist es notwendig, auf eine „Standardatmosphäre“ zurückzugreifen, das heißt, die Textilprobe muss vor dem eigentlichen Klimatest einem Ausgangsklima ausgesetzt werden.

Die Umgebungstemperatur in der Klimakammer muss 20°C betragen , dierelative Luftfeuchtigkeit 65% .

Die Zeitspanne, in der die Probe dem anfänglichen Klima ausgesetzt werden muss, variiert je nach Materialart und wird durch den Referenzstandard definiert.

Variationsgrenzen

Während der gesamten Testdauer darf die Umgebung, der die Probe ausgesetzt wird, nicht von den in ISO 139:2005.

Tatsächlich kann die Temperatur um maximal ± 2°C schwanken, während die relative Luftfeuchtigkeit um ± 4% schwanken kann.

Diese beiden Grenzwerte können direkt im Regler der Klimaanlage eingestellt werden, der die beiden Parameter mithilfe empfindlicher Temperatur- und Feuchtigkeitsfühler permanent überwacht.

Toleranzen des Endergebnisses

Doch selbst wenn man sich genau an die Testprozedur hält, gibt es immer noch externe Faktoren, die das Endergebnis beeinflussen.

Gemäß den britischen Normen, insbesondere der BS4194:1967, können bei einem Klimatest an Textilien zwei Arten von Toleranzen zugelassen werden:

Toleranz 1.Temperatur ± 2 °C, relative Luftfeuchtigkeit ± 5 %

Toleranz 2.Temperatur ± 1 °C, relative Luftfeuchtigkeit ± 2 %

Sie unterscheiden sich je nach Art des durchgeführten Tests.

Wesentliche Anforderungen an die Klimakammer für Textilprüfungen

Schauen wir uns nun an, wie eine Klimaprüfkammer aufgebaut sein sollte und welche wesentlichen Merkmale sie aufweisen muss. 

Es sind drei Hauptfaktoren zu berücksichtigen:

• Die Änderungsrate der Temperatur
• Die Innenabmessungen des Raumes
• Das Produkt selbst, das getestet werden soll

Änderungsrate der Temperatur

Das erste, was bei jeder Testkammer zu berücksichtigen ist, ist die Temperatur; insbesondere der verfügbare Temperaturbereich und die Geschwindigkeit der Temperaturänderung.

Eine Standardkammer deckt einen Temperaturbereich von -25 °C bis +70 °C ab. Die leistungsstärksten Kammern erreichen einen noch größeren Temperaturbereich.

Die Temperaturänderungsrate ist ein entscheidender Parameter für erfolgreiche Tests. Dieser Wert definiert die Leistungsfähigkeit einer Klimakammer und sollte ±0,2–0,3 °C nicht überschreiten.

Die im FDM-Verfahren hergestellten Bauteile sind mehr als leistungsfähig; die interne Temperaturschwankung in der Kammer beträgt lediglich ±0,1°C.

Entdecken Sie die FDM-Klimakammern speziell für Textilprüfungen

Innenabmessungen des Raumes

Die Innenabmessungen des Raumes sollten ebenfalls berücksichtigt werden, ein Faktor, der allzu oft übersehen wird.

Um genaue Ergebnisse zu erzielen, muss die Kammer im Verhältnis zur Gesamtgröße der getesteten Proben über einen ausreichenden Luftdurchsatz verfügen

Im Zweifelsfall ist es ratsam, ein etwas größeres Zimmer zu kaufen, als man zunächst für ausreichend hält.

Das zu testende Produkt

Schließlich beeinflusst auch die Art des zu testenden Materials die Wahl der Klimakammer.

Aus diesem Grund berät FDM seine Kunden bei der Auswahl der am besten geeigneten Klimakammer je nach Art der Prüfung.

Denken Sie auch daran, dass die Kamera ordnungsgemäß kalibriert sein muss, um genaue Ergebnisse zu liefern.

Wie man einen Klimatest an Textilien praktisch durchführt

Schauen wir uns nun an, wie man einen Textiltest durchführt, vorausgesetzt, man verfügt über eine geeignete und leistungsstarke Klimakammer.

Hier ist die schrittweise Vorgehensweise.

• Prüfen Sie zunächst die Umgebungstemperatur am Aufstellungsort der Klimakammer und vergewissern Sie sich, dass die Betriebstemperatur innerhalb der vom Hersteller angegebenen Daten liegt.
• Vorbereitung und Überprüfung der Kalibrierung der Temperatur- und Feuchtigkeitsmesssonden (in der Regel mindestens einmal jährlich durchzuführen).
• Ordnen Sie die Stoffproben so an, dass die Luft alle Oberflächen ungehindert erreichen kann. Verteilen Sie die Stoffoberflächen gleichmäßig, wobei pro Regal nur eine Lage platziert wird.
• Der Vorkonditionierungsprozess (d. h. die Standardatmosphäre) beginnt. Eine ausreichende Vorkonditionierungszeit ist in der Regel nach vier Stunden bei 20 °C und 65 % relativer Luftfeuchtigkeit erreicht.

Sofern nicht anders angegeben, müssen Garne, Fäden und ähnliche Materialien in Strangform präsentiert werden.

Textilprüfungen dauern bis zu acht Stunden für Tier- oder Viskosefasern und nur zwei Stunden für Fasern mit einer Erholung von weniger als 5 % bei 65 % Luftfeuchtigkeit.

Schwere Fasern brauchen länger.

Abschlussbericht zum Ausdauertest

Schreiben Sie abschließend einen Testbericht.

Der Prüfbericht beschreibt alle während der Prüfungen verwendeten Prozesse, Materialien und Verfahren. Er hebt die Bedingungen jeder Phase hervor und ermöglicht es Ihnen so, präzise Hypothesen darüber aufzustellen, warum ein Material auf eine bestimmte Weise reagiert hat, und anschließend die entsprechenden Schlussfolgerungen zu ziehen.

Im Allgemeinen umfasst der Bericht Folgendes:

1. Unterteilung des geprüften Materials
2. verwendete Ausrüstung
3. Testbedingungen
4. Testverfahren
5. Testergebnisse
6. Testkritikalität
7. Beobachtungen

Benötigen Sie ein Angebot oder haben Sie Fragen zum Produkt?

Kontaktieren
Sie uns für weitere Informationen zu diesem Produkt.

Referenzstandards

• ISO 139:2005 — Textilien – Standardatmosphären für Konditionierung und Prüfung. Grundstandard für die Textilnormatmosphäre: 20 °C ± 2 °C, 65 % ± 4 % RH.
• ISO 3801:1977 — Textilien – Gewebe – Bestimmung der Masse pro Längeneinheit und der Masse pro Flächeneinheit, durchzuführen nach Konditionierung nach ISO 139.
• ISO 105-B02:2014 — Prüfung der Farbechtheit gegenüber künstlichem Licht: Xenon-Bogenlampen-Ausbleichtest, Bewertung der Lichtechtheit von Textilien.
• ISO 6330:2021 — Textilien – Haushaltsübliche Wasch- und Trocknungsverfahren für Textilprüfungen, Vorbehandlung für Dimensions- und Farbprüfungen.
• BS 4194:1967 — Weite und enge Toleranzen für Klimaprüfungen von Textilien (Historischer britischer Standard).
• ASTM D1776/D1776M-20 — Standardverfahren für die Konditionierung und Prüfung von Textilien, amerikanisches Äquivalent zu ISO 139.
• ISO 811:2018 — Textilien – Bestimmung der Beständigkeit gegen Wasserdurchdringung – Hydrostatischer Drucktest.

Autoritative Quellen

• ISO/TC 38 – Textilien. Technisches Komitee der ISO, das sich mit Prüfnormen für textile Werkstoffe befasst und für die Normenreihe ISO 139 verantwortlich ist.
• UNI – Italienische Normungsorganisation. Vertreibt die für den Textilsektor geltenden italienischen EN/ISO-Normen.
• AATCC – Amerikanische Vereinigung der Textilchemiker und -koloristen. Eine amerikanische Organisation, die Methoden veröffentlicht, die die ISO 139 für den Textilsektor ergänzen.
• BSI – British Standards Institution. Britische Institution, die die Norm BS 4194 und andere historische Spezifikationen, auf die noch immer Bezug genommen wird, pflegt.

Häufig gestellte Fragen zur Klimaprüfung von Textilien

Warum beträgt die Standardatmosphäre nach ISO 139 20°C und 65% RH?

Die Parameter 20 °C und 65 % RH gelten seit jeher als repräsentativ für das durchschnittliche gemäßigte europäische Klima, in dem die Textilindustrie tätig ist. Der Hauptgrund hierfür liegt jedoch in der reproduzierbaren Wasseraufnahme natürlicher und synthetischer Fasern. Die Wasseraufnahme (in Prozent des Trockengewichts) von Fasern wie Baumwolle (7–8 %), Wolle (14–18 %) und Viskose (11–13 %) stabilisiert sich unter diesen Bedingungen reproduzierbar und ermöglicht so internationale Vergleiche zwischen Laboren. Eine zu niedrige Luftfeuchtigkeit würde die mechanischen Eigenschaften (Sprödigkeit) verändern, während eine zu hohe Luftfeuchtigkeit mikrobielles Wachstum und Kondensation begünstigen würde. ISO 139 berücksichtigt zudem dietropische Atmosphäre (27 °C/65 % RH) für Länder in Äquatornähe und diealternative Atmosphäre (23 °C/50 % RH), wenn dies in einer spezifischen Produktnorm gefordert wird.

Wie lange muss ein Wollstoff vorgewärmt werden?

ISO 139 schreibt vor, dass die Probe der Standardatmosphäre ausgesetzt werden muss, bis eine konstante Masse. Diese ist definiert als eine Gewichtsänderung von weniger als 0,25 % bei zwei aufeinanderfolgenden Wägungen im Abstand von mindestens zwei Stunden. Die typischen Zeiten hängen von der Struktur und Absorptionsfähigkeit der Faser ab: 2 Stunden für synthetische Fasern mit geringer Rückstellkraft (Polyester, Polyamid mit < 5 % Rückstellkraft); 4–6 Stunden für Baumwolle und Leinen; 8–24 Stunden für Wolle, Seide und Viskose; über 48 Stunden für sehr schwere Gewebe oder dreidimensionale Objekte. Vor der Konditionierung empfiehlt sich eine Vorkonditionierung bei 50 °C und maximal 10 % RH , um Restfeuchte zu entfernen. Garnstränge und -knäuel benötigen aufgrund ihrer geringeren Oberfläche längere Zeiten als Gewebe. Die Kammer muss eine Luftströmung von mindestens 0,2 m/s über die Probenoberfläche gewährleisten.

Welche Toleranz gilt gemäß BS 4194 für hochpräzise Prüfungen?

BS 4194:1967 definiert zwei Toleranzstufen. Toleranz 1 (Standard) erlaubt ±2 °C für die Temperatur und ±5 % für die relative Luftfeuchtigkeit und ist für allgemeine Qualitätskontrollprüfungen geeignet. Toleranz 2 (eingeschränkt) erfordert ±1 °C für die Temperatur und ±2 % RHund ist für Zertifizierungsprüfungen, Vergleichsstudien und technische Streitigkeiten reserviert. Toleranz 2 erfordert hochpräzise Klimakammern mit einer räumlichen Gleichmäßigkeit von ±0,5 °C, einer zeitlichen Stabilität von ±0,3 °C und Sonden mit einer erweiterten Messunsicherheit von ≤0,2 °C (ACCREDIA-kalibriert). ISO 139:2005 hat BS 4194 hinsichtlich Standardtoleranzen formell ersetzt, britische Labore zitieren jedoch aus Gründen der historischen Kompatibilität weiterhin beide Normen in ihren Prüfberichten. FDM-Kammern erreichen eine Gleichmäßigkeit von ±0,5 °C und eine Stabilität von ±0,3 °C und sind somit mit Toleranz 2 kompatibel.

Wie wählt man die richtige ISO 139 Klimakammer für Prüfungen mit großem Probenvolumen aus?

Die Wahl der Kammer hängt vom Verhältnis zwischen Probenvolumen und Kammervolumen. ISO 139 fordert eine freie Luftzirkulation über alle Probenoberflächen mit einem Mindestabstand von 50 mm zwischen den Proben und 100 mm zu den Wänden. Für Stränge und Garne wird ein Füllgrad von < 20 % des Kammervolumens empfohlen, um die Gleichmäßigkeit und die Konditionierungszeiten nicht zu beeinträchtigen. Zu überprüfende technische Parameter: horizontale Luftströmung 0,2–1 m/s, gemessen mit einem Hitzdrahtanemometer; Gleichmäßigkeit < ± 1 °C an 9 Messpunkten; Aufheizzeit < 60 Minuten, um von Umgebungsbedingungen 20 °C/65 % RH . Für industrielle Textillabore ist typischerweise eine 800–2000 Liter fassende Kammer mit perforierten Regalböden geeignet, während für Forschung und Entwicklung sowie für kleine Testproben (CPP) Volumina von 100–400 Litern ausreichend sind. Die Konformität wird durch die Zuordnung zu IEC 60068-3-6 zertifiziert.