Niemand möchte wissen, wie es sich anfühlt, 1.600 °C heißes Metall auf der Haut zu spüren. Schweißer besser vor Spritzern zu schützen und zugleich den Tragekomfort der Schutzausrüstung zu erhöhen, ist daher Ziel eines Projektes der Hohenstein Institute und des Deutschen Textilforschungszentrums.
3 Weltweit sind in den verschiedensten Branchen mehr als fünf Millionen Schweißer tätig, alleine in Deutschland beläuft sich die Zahl der entsprechenden Facharbeiter auf rund 150.000 Personen. Um sich bei der Bearbeitung des Metalls vor sogenannten Schweißspritzern zu schützen, tragen die Arbeiter üblicherweise persönliche Schutzausrüstung (PSA), die zumeist aus dicht gewebten Baumwollstoffen mit einem sehr hohen Flächengewicht besteht. Der Nachteil dieser Schutzbekleidung: Sie ist schwer und steif. Hinzu kommt eine oftmals geringe Nutzungsdauer, da das verwendete Textilmaterial aufgrund der bis zu über 1.000 °C heißen Metallspritzer selbst bei flammfester Ausrüstung bereits beim ersten Gebrauch zerstört wird. Alternativen wie Schweißerschutzbekleidung aus Hochleistungsfasern wie Meta-Aramid bieten eine bessere Temperaturbeständigkeit, sind aber teuer und deshalb wenig im Markt verbreitet.
Waschprozesse auf Ausrüstung abstimmen
Vor diesem Hintergrund beschäftigen sich die Wissenschaftler des Hohenstein Instituts für Textilinnovation GmbH (HIT) und des Deutschen Textilforschungszentrums Nord-West (DTNW) im Rahmen eines Gemeinschaftsprojekts (AiF-Nr. 17680 N) mit der Entwicklung einer neuen Textilausrüstung. Sie soll einen verbesserten Schutz vor flüssigen Metallspritzern bieten und gleichzeitig eine ausreichende Waschbeständigkeit unter industriellen Pflegebedingungen aufweisen. Die genaue Abstimmung der Waschprozesse auf die Ausrüstung soll künftig deutlich längere Standzeiten und damit eine wirtschaftlich rentable Nutzung von Schweißerschutzbekleidung ermöglichen. Darüber hinaus versprechen sich die Forscher durch eine thermisch beständigere und hochabweisende Beschichtung auch eine Verbesserung des Tragekomforts, da eine effizientere Ausrüstung auf leichtere und weniger steife Textilgewebe aufgebracht werden kann.
Das beim Schweißen abtropfende, geschmolzene Metall kommt mit der Schutzbekleidung üblicherweise nur sehr kurz in Kontakt. Obwohl die Spritzer meist eher klein sind, können sie je nach bearbeitetem Material bis zu 1.600 °C heiß sein. Ausgehend von diesem Szenario muss eine optimierte Textilausrüstung für den Schweißerschutz in erster Linie über eine hohe Stabilität gegenüber thermischen und oxidativen Einflüssen verfügen sowie durch abweisende Eigenschaften ein möglichst rasches Ablaufen des flüssigen Metalls gewährleisten. Ziel der Forscher ist es deshalb, mit Hilfe der Sol-Gel-Technik (z. B. auf Basis von Silizium-, Aluminium- oder Zirkon-Oxid) thermisch besonders beständige Dünnschichten mit einem hohen anorganischen Anteil herzustellen. Gleichzeitig soll durch die Modifizierung der Basissole mit funktionellen Silanen oder anderen Additiven zusätzlich eine hohe Abweisung der Beschichtungen erzielt werden.
Untersuchungen mit textilen Monitoren
Alternativ dazu untersuchen die Forschungspartner im Laufe des Projekts auch nasschemische Ausrüstungen mit organischen Polymeren wie Silikon und Fluorcarbonen, in die keramische Mikrohohlkugeln eingebracht werden, auf die gewünschten Eigenschaften. Zur Durchführung des Projekts werden textile Monitore unterschiedlicher Beschaffenheit (Material, Konstruktion, Flächengewicht) mit den jeweiligen Beschichtungen ausgerüstet und hinsichtlich der Abweisung von Metallspritzern anhand der Norm
ISO 9150 (Bestandteil der Norm ISO 11611) und in Bezug auf ihren Tragekomfort mit dem Hohenstein-Hautmodell untersucht. In einem weiteren Schritt optimieren die Wissenschaftler die Ausrüstung im Hinblick auf ihre Wasch- und Scheuerbeständigkeit. Aus den Forschungsergebnissen leiten sie abschließend Richtlinien für eine möglichst effektive Ausrüstung von Schweißerschutzbekleidung sowie für ihre sachgemäße Wiederaufbereitung ab. 7
Infos: www.hohenstein.de