Presseinformation

08.06.2017 | 738-DE

Wie effizient wirkt PCM in Textilien?

Sogenannte Phase Change Materials (PCM) spielen in modernen Textilien eine wichtige Rolle. Die Hohenstein Institute haben mit Hilfe des Wärmeabgabetesters WATson erforscht, wie wirkungsvoll PCM-Produkte sind.

BÖNNIGHEIM (blb)
Ob im Sport- oder Outdoor-Bereich, bei persönlicher Schutzkleidung oder auch bei Bettwäsche: Immer häufiger kommen PCM-Textilien zum Einsatz. Doch mit zunehmenden Anwendungsbereichen steigen auch die Anforderungen an PCM-haltige Textilien. Wie aber fühlt der Träger solcher Textilien die versprochene Wirkung? Bislang gab es hierfür keine bekleidungsphysiologische Messmethode. Physikalische Messungen konnten lediglich angeben, wie sich die Temperatur verändert.

Im aktuellen Forschungsprojekt der Hohenstein Institute wurde die erste Messmethode entwickelt, mit der die Wirkung und Effektivität von PCM in Textilien geprüft werden kann, ohne aufwendige Trageversuche durchzuführen. Letztlich wurde sowohl ein einfacherer Nachweis der Funktionalität als auch ein Qualitätsnachweis mit dieser neuen Prüfmethode entwickelt. Für dieses Forschungsvorhaben wurden PCM-haltige Produkte vom Markt untersucht und Textilmuster mit variierenden Mengen an PCM-beschichtet.

Hält PCM, was es verspricht?

Mit optischen Methoden konnten Unterschiede in den PCM-Modifizierungen der verschiedenen Produkte sowie bei Beschichtungen Unterschiede im Auftrag bezüglich Menge und Mischungsverhältnis festgestellt werden. Durch die Einbindung von PCM in die Fasern werden Veränderungen der textilphysikalischen Eigenschaften verursacht. So wurde bei einigen Mustern eine Verbesserung der Zugfestigkeit beobachtet. Bei anderen Mustern trat jedoch auch eine Verschlechterung auf, bedingt durch ungünstige Mischverhältnisse, unegale Spinnmassen oder auch poröses PCM in der Spinnmasse.

Bei der Untersuchung der Scheuerfestigkeit war erkennbar, dass die PCM-Fasern in Zwirnen im Vergleich zum Referenzzwirn einen früheren Bruch begünstigten. Die PCM-beschichteten Textilien zeigten eine geringe Beständigkeit gegenüber Reibung und Wiederaufbereitung. Es kommt zu enormen Verschlechterungen in der Beschaffenheit und Menge der Beschichtung. Die Waschbeständigkeit der untersuchten PCM-Ausrüstung ist gering, bei vielen Mustern ist das PCM-Material nach 10 Wäschen ausgewaschen.

Die wärmeisolierenden Eigenschaften der PCM-Produkte sind unterschiedlich hoch und werden durch die Textilgrundkonstruktion beeinflusst. Für die Materialaufbauten konnte eine höhere Wärmeisolation durch Einsatz der PCM-Technologie ermittelt werden. Ursache ist nicht allein das PCM, sondern vor allem die zusätzlich eingesetzten Bindersysteme. Hierbei wurde beobachtet, dass die wärmeisolierende Eigenschaft der geprüften Materialien geringfügig größer ist, wenn die beschichtete Seite der Haut zugewandt ist.

Der Wasserdampfdurchgangswiderstand wird in der Regel durch PCM-Zusatz verschlechtert und ist von der Textilkonstruktion abhängig.

WATson bestätigt Trageversuche

Der Effekt der PCM-Textilien konnte mit dem Wärmeabgabetester WATson, der die Wärmeentwicklung und die Abgabe von Schweiß simulieren kann, nachgewiesen werden. Die objektiven Messdaten aus den Untersuchungen mit dem Wärmeabgabetester konnten mit den Ergebnissen aus Trageversuchen von PCM-Textilien korreliert werden. Mit Hilfe der Probandenversuche wurden Kühleffekte durch PCM-Textilien festgestellt. Hinsichtlich der Hauttemperatur fallen diese sehr gering aus. Die Probandenversuche bestätigen die Messergebnisse mit dem Wärmeabgabetester WATson.

WATson – ein Gewinn für die Textilindustrie

Auf Grundlage dieser Forschungsergebnisse können neue Produkte mit hoher, nachweisbarer Funktionalität hergestellt und auf ihre Funktionalität geprüft werden. Hierfür bietet der Wärmeabgabetester WATson objektive Messdaten, die jetzt mit Ergebnissen aus Probandenversuchen korreliert werden können. Dadurch wird es kleinen und mittelständischen Unternehmen der deutschen Textilindustrie ermöglicht, eine objektive Messmethode für PCM-Textilien zu nutzen, um die Produktqualität nachzuweisen.

Danksagung: Das IGF- 17825 N der Forschungsvereinigung Forschungskuratorium Textil e.V., Reinhardtstraße 12-14, 10177 Berlin wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und – entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Bundestages gefördert.

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