Deutsch - PFI Germany Start

Energiepark Pirmasens-Winzeln
Es geht voran!
Maßgeschneiderte Trainings
ISC Germany: Kompetenz in Schuh und Leder
„Biiiep“ bei dauerhafter
Fehlbelastung
Verletzungsprävention
Optimal dosiert
Antimikrobielle Schuhmaterialien
Newsletter
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.

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Newsletter
Inhalt
Inhalt
01.2013 01. 01.2013 2013
Inhalt ........................................................................ 02
Editorial ................................................................... 04
PFI Intern
„Strategische Weichen stellen“ ................................ 05
„Das PFI kann mit exzellentem Service punkten“ ... 06
„Den eingeschlagenen Weg weiter verfolgen“ ...... 08
Nachrichten
CADS-Seminare in China und Indien ........................ 10
PFI Fareast erfolgreich von DAkkS re-akkreditiert ...... 11
PFI Inspektions- und Beratungs-Service in Asien ..... 12
Abteilung Biotechnologie neu organisiert ............. 13
UITIC-Kongress 2013 in Guangzhou ......................... 62
ISC Germany
Maßgeschneiderte Trainings .................................... 14
Zertifi zierung
01.2013
PFI vergibt CE- und GS-Zeichen ................................ 16

Forschung
„Biiiep“ bei dauerhafter Fehlbelastung? ................. 20
Schon mal an die Dynamik gedacht? ....................... 24
Mehr Klarheit in Sachen Materialeigenschaften ....... 26
Optimierung von Zehenschutzkappen .................... 28
Neues elektrisches Tischlastometer ......................... 29
Verbesserte Durchtrittsicherheit ............................. 30
von Sicherheitsschuhen
Selbsttätig schließender Schuh ................................ 31
Biotechnologie
Energiepark Pirmasens-Winzeln: Es geht voran! .... 32
Abwärme zu Nutzwärme .......................................... 34
PFI entwickelt Power-to-Gas-Technologie ............... 38
PFI auf der BIOGAS 2013 .......................................... 41
PFI Biotechnology stärker auf
europäischer Ebene aktiv ......................................... 42
Impressum
Herausgeber: PFI Prüf- und Forschungsinstitut
Pirmasens e.V., Member of PFI Group
Institutsleitung:
Dr. Gerhard Nickolaus | Dr. Kerstin Schulte
Adresse: Marie-Curie-Straße 19
66953 Pirmasens / Germany
Telefon: +49 (0) 6331 2490 0
Telefax: +49 (0) 6331 2490 60
E-Mail: info@pfi -germany.de
Internet: www.pfi -germany.de
Redaktion: Elisabeth Rouiller
Übersetzung: Tony Rackstraw
Design Konzept und Gestaltung:
Konzept fünf - Agentur für Werbung und Design
Internet: www.konzept-fuenf.de
Chemie
01.2013 01. 01.2013 2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Jagd aufs Allergen .................................................... 46
Chrom VI in Lederprodukten .................................... 49
Das Formamid-Problem ............................................ 50
SG-Prüfkriterienkatalog überarbeitet ..................... 52
SVHC-Kandidatenliste wächst .................................. 53
Mikrobiologie
Neue internationale Norm DIN EN ISO 16187 ......... 54
Wasch mich! ............................................................. 56
Optimal dosiert: Antimikrobielle Wirkstoffe
bedarfsgerecht freisetzen ........................................ 58
Bilder:
PFI, ISC, HDS/L, Fotolia (S. 20, 28,
30, 31, 46, 47, 50), Uni Stuttgart (S. 2, 22 und 23),
Wikipedia (S. 42), Plastics Europe (S. 43)
Nachdruck, auch auszugsweise,
nur mit Genehmigung des PFI.
Der PFI Newsletter im Internet:
www.pfi -group.org/newsletter.html
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Editorial
Newsletter
Liebe Leser,
heute richte ich erstmalig mein Grußwort als neue Institutsleiterin
an Sie. Viele von Ihnen kennen mich als
Abteilungsleiterin der chemischen Analytik und haben
hoffentlich immer mit Interesse die Beiträge zu aktuellen
Schadstoffthemen gelesen. Diese Aufgabe habe
ich nun an die Mitarbeiter aus der chemischen Abteilung
weitergeben und ich bin überzeugt, dass Sie
auch zukünftig viel Wissenswertes aus diesem Bereich
erfahren werden.
Es ist mir ein besonderes Anliegen, mich auf diesem
Wege herzlich für die vielen Glückwünsche anlässlich
der Ernennung zur Institutsleiterin zu bedanken. Die
Entwicklung des PFI in den letzten Jahren ist eine Erfolgsgeschichte,
die Dr. Nickolaus maßgeblich geprägt
hat. Jetzt gilt es, den eingeschlagenen Weg mit all
seinen Herausforderungen ebenso erfolgreich weiterzugehen.
Dazu gehört, immer wieder neue Ideen
zu entwickeln und sie in die Tat umzusetzen. Die vor
mir liegenden Aufgaben gehe ich mit großem Elan an,
weil ich von der einzigartigen Kompetenz und Leistungsfähigkeit
des PFI überzeugt bin. Und mit Ihrer
Unterstützung, liebe Mitglieder, Kunden und Mitarbeiter,
wird uns das sicher gelingen.
Ihre Dr. Kerstin Schulte
PFI Group
EDITORIAL
Liebe Leser,
ich wende mich heute letztmalig als Institutsleiter des
PFI in unserem Newsletter zu Wort. Die meisten wissen
es schon: Dr. Kerstin Schulte ist meine Nachfolgerin
und wird nach einer kurzen Übergangsphase die
alleinige Institutsleitung übernehmen. Große und anspruchsvolle
Aufgaben liegen vor ihr. So hat das PFI
2012 den Ausbau der Biotechnologie im Pirmasenser
Stadtteil Winzeln begonnen. Mit diesem Großprojekt
errichtet das PFI ein einmaliges Kompetenzzentrum
in der Westpfalz und sichert die Zukunft des PFI und
den Standort Pirmasens. Ich bin überzeugt, Dr. Schulte
wird die Herausforderungen hervorragend meistern.
Nicht umsonst war sie meine Wunschkandidatin für
die Nachfolge und ich freue mich, dass sie sich gegen
eine große Bewerberzahl durchsetzen konnte.
Ich werde noch einige Zeit für das PFI, insbesondere
für die PFI-Niederlassungen in Asien, tätig sein, möchte
mich aber bereits jetzt von Ihnen verabschieden, Ihnen
für die gute Zusammenarbeit in den vergangenen fast
30 Jahren danken und Ihnen alles Gute wünschen.
Ihr Dr. Gerhard Nickolaus
PFI Group

PFI INTERN
Interview mit Manfred Junkert,
Hauptgeschäftsführer des Bundesverbandes der
Schuh- und Lederwarenindustrie e.V. HDS/L
„
Strategische
Weichen
stellen“
Welche Kriterien waren für Sie und den PFI-Vorstand
ausschlaggebend, um sich für Dr. Schulte als Nachfolgerin
von Dr. Nickolaus zu entscheiden?
Besonders wichtig war, dass Dr. Kerstin Schulte bereits
gute Arbeit unter Beweis gestellt hat. Sie hat die
PFI-Abteilung Chemische Analytik sehr kompetent
geführt und kennt das Institut als stellvertretende
Leiterin schon bestens. Zudem hat sie sich durch ihre
Veröffentlichungen einen hervorragenden wissenschaftlichen
Ruf erworben. Bei Dr. Schulte sind wir uns
sicher, dass sie den Ehrgeiz und die Fähigkeiten besitzt,
das Institut weiter zu entwickeln und neue Ideen
einzubringen.
Was erwartet der HDS/L von Dr. Schulte
und vom PFI?
Das Institut hat sich in den vergangenen Jahren sehr
dynamisch und erfolgreich entwickelt und seine Aktivitäten
diversifi ziert. In den Bereichen, in denen es tätig
ist, haben die Kunden das PFI als zuverlässigen Dienstleister
schätzen gelernt. Nun geht es darum, strategische
Weichen für die Zukunft zu stellen, beispielsweise
in der Frage, auf welchen neuen Handlungsfeldern
das PFI profi tabel wachsen kann. Basis ist und bleibt
die Schuh- und Lederwarenindustrie. Darüber hinaus
kann sich das Institut in verwandten Branchen profi -
lieren, aber auch ganz neue Bereiche erschließen, wie
aktuell die Biogasgewinnung.
Manfred Junkert
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Der zweite wesentliche Faktor ist die Internationalität.
Das PFI ist für die Schuhwirtschaft in Deutschland
sicherlich die Nummer Eins. Die Institutsleitung steht
vor der Frage: Wie baut das PFI seinen internationalen
Auftritt aus, wo muss es für seine Kunden mit seinen
Dienstleistungen vor Ort präsent sein, wo kann
es neue Kunden gewinnen? Das PFI hat sich schon in
Hongkong und Istanbul positioniert. Weitere Schritte
der Internationalisierung sind nun zu prüfen.
Wichtig für die Zukunft sind sicherlich auch Partnerschaften
und Kooperationen. Es ist völlig klar, dass ein
mittelständisches Institut nicht allein die Strukturen
aufbauen kann, um auf allen Weltmärken und für alle
Branchen präsent zu sein. Daher gilt es, strategische
Partnerschaften zu schließen, um den für das PFI relevanten
Industrien optimalen Service zu bieten und um
sich weiter eigenständig im Wettbewerb zu behaupten.
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Newsletter
Interview mit Dr. Kerstin Schulte,
designierte Leiterin des Prüf- und
Forschungsinstituts Pirmasens e.V.
Dr. Kerstin Schulte machte im Mai ihren Antrittsbesuch
bei Eveline Lemke, der rheinland-pfälzischen Ministerin
für Wirtschaft, Klimaschutz, Energie und Landesplanung
„
Das PFI kann
mit exzellentem
Service
punkten“
PFI INTERN
Was hat Sie dazu bewogen, sich für die
PFI-Institutsleitung zu bewerben?
Was motiviert Sie für die neue Aufgabe?
Vor über zwei Jahren hatte Dr. Nickolaus gefragt, ob
ich mir vorstellen könne, die Institutsleitung zu übernehmen
und wo ich die Zukunft des PFI sehe. Damals
dachte ich zum ersten Mal darüber nach, ob ich diese
Herausforderung angehen soll, und habe Vorschläge
gemacht. Ich kenne das Haus gut und möchte, dass
es sich so positiv wie bisher weiterentwickelt. Sicher
bringt ein Wechsel Veränderungen, aber die Veränderungen
sollten zum Haus passen. Ich bin sehr im PFI
verwurzelt und werde nicht alles anders machen. Ich
habe im „alten“ PFI in der Hans-Sachs-Straße angefangen,
in einem Büro im Keller damals. Seither hat
sich viel getan: der Neubau auf der Husterhöhe, die
Diversifi zierung in neue Gebiete, das Entstehen der PFI
Group. Das alles habe ich als PFI-lerin mit getragen.
Die eingeschlagene Richtung ist gut, und ich will das
so weiterführen.
Wofür steht das PFI, was sind seine Stärken?
Das PFI steht in erster Linie für enge Zusammenarbeit
mit dem Kunden. In allen Belangen der Material- und
Produktprüfungen, seien es physikalische Prüfungen
oder Schadstoffprüfungen, arbeiten wir intensiv mit
den Kunden zusammen und lösen Probleme gemeinsam.
Unsere Stärke, das loben die Kunden immer wieder,
ist der direkte Kontakt zu den Leuten im Labor, die
zeitnahe Hilfe. In den über 60 Jahren unseres Bestehens
haben wir im Prüfsektor ein enormes Know-how
erworben. Das wissen unsere Kunden zu schätzen.
Das PFI steht außerdem für Ideenreichtum und Innovation:
Das beweist zum Beispiel die PFI Biotechnologie,
die Benjamin Pacan aufgebaut hat und die kundenseitig
auf internationaler Ebene große Anerkennung
erntet. Das wollen wir weiter ausbauen.
Unter dem Stichwort Ideenreichtum und Innovation
ist ebenso der Bereich Forschung zu nennen, der von
Peter Schultheis koordiniert wird. Hier werden mittlerweile
auch auf europäischer Ebene Projekte für das
PFI beantragt – das ist Neuland für uns – und es gibt
bereits erste Erfolge. Diese Dinge müssen wir intensivieren,
damit wir breiter aufgestellt sind.

Gerade über die EU-Projekte hoffen wir, in neue Bereiche
außerhalb des Sektors „Schuhe“ reinzukommen.
Die Arbeit auf europäischer Ebene läuft jeweils mit anderen
Instituten als Projektpartnern. Das erlaubt, ein
Netzwerk aufzubauen, und man wird dann auch von
anderen Forschungsstellen als Partner angefragt.
Gibt es auch Schwächen?
Die personellen und fi nanziellen Kapazitäten des
Hauses sind begrenzt. Speziell das Schreiben der Forschungsanträge
ist sehr zeitintensiv und bindet Personal.
Weiterhin sehe ich den Gerätebau als sehr problematisch
und wenig zukunftsträchtig an. Wir können
bei unserer Kostenstruktur nicht konkurrenzfähig sein.
Auch unser Prüfwesen steht in massivem Konkurrenzkampf
mit weltweit agierenden Anbietern, sodass wir
auch hier versuchen müssen, unsere Kosten zu reduzieren.
Auf der anderen Seite sind die Leute im Haus
hochmotiviert und machen immer wieder Unmögliches
möglich. So gesehen ist das dann wieder eine Stärke.
Wie wichtig ist die Schuhindustrie heute
und in Zukunft für das PFI?
Die Schuhindustrie ist und bleibt wichtig für das PFI.
Sie hat die Entwicklung des Instituts mit getragen und
ist im Vorstand vertreten. Aber man muss die Veränderungen
beobachten, denen die Schuhindustrie unterliegt.
Unsere Kunden sind heute größtenteils nicht
mehr Schuhhersteller, sondern Importeure, die Schuhe
in Asien fertigen lassen und sie nach Europa einführen.
Von ihnen kam der Wunsch, dass das PFI in Asien präsent
sein sollte. Die Gründung von PFI Hongkong, China
und PFI Istanbul trug diesem Wunsch Rechnung.
Welche Aktivitätsfelder des PFI möchten Sie
gerne ausbauen oder neu ansiedeln?
Es gibt bereits Ideen, aber das PFI sollte sich mit Bedacht
entwickeln. Ich könnte mir vorstellen, dass wir
auch in Südamerika Geschäftsbeziehungen aufbauen
beziehungsweise ein Büro eröffnen.
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Wie differenziert sich das PFI von seinen Wettbewerbern?
Unsere Wettbewerber im Prüfwesen sind mit ihren Labors
weltweit vertreten. Dafür sind wir zu klein. Wir
können dagegen mit exzellentem Service punkten.
Unsere Kunden loben, dass wir schnell und zuverlässig
sind, vieles möglich machen und bei Rückfragen immer
direkt und kompetent Hilfestellung geben können. Im
Bereich Forschung gibt es auf europäischer Ebene weitere
Schuhinstitute wie das PFI. Hier müssen wir über
die EU-Forschungsprojekte, die jetzt angestoßen sind,
bekannter werden, Kontakte knüpfen und stärker auf
internationaler Ebene agieren.
Wie würden Sie Ihren Führungsstil bezeichnen?
Ich denke, mein Führungsstil ist teamorientiert. Ich
war ja selber lange Jahre Abteilungsleiterin und habe
mit den Kolleginnen und Kollegen eng zusammengearbeitet.
Das möchte ich fortführen. Doch in der neuen
Position muss ich Entscheidungen so treffen, dass sie
für das gesamte Haus eine gute Lösung sind. Ich hoffe,
dass trotzdem immer das ganze Team hinter mir stehen
wird, auch wenn es nicht zu vermeiden sein wird,
dass einzelne Personen mal nicht hundertprozentig
mit meiner Entscheidung einverstanden sind.
Welche Bereiche sind echtes Neuland für Sie?
Zunächst muss ich das Haus komplett kennenlernen.
Es gibt viel zu lernen, speziell in den Bereichen Verwaltung,
Finanzen und Buchhaltung. Es gilt zu verstehen,
wie das PFI mit seinem besonderen Status als
gemeinnütziges Institut funktioniert, und die rechtlichen
Grundlagen genau zu kennen. Wir sind nicht
gewinnorientiert. Die Forschung ist in unseren Statuten
verankert. Wir müssen einen gewissen Umfang an
Forschungsarbeit leisten, um dem Status der Gemeinnützigkeit
zu entsprechen. Wir versuchen, mit dem
Prüfbereich, der Gewinn abwirft, den defi zitären Forschungsbereich
auszugleichen. Dieses Gleichgewicht
darf nicht kippen. Aber die Gewinne kann man nicht
spontan dort einsetzen, wo man Bedarf sieht, sondern
sie müssen „zweckgebunden“ verwendet werden. Die
Schwierigkeit liegt darin, das richtige Maß zu fi nden,
um keine Fehlentscheidungen zu treffen. Aber ich
kann mich hier auf ein erfahrenes Team stützen.
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Newsletter
Interview mit Ralph Rieker,
Vorsitzender des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Ralph Rieker
„
Den eingeschlagenen
Weg weiterverfolgen“
PFI INTERN
Welche Kriterien waren ausschlaggebend für Sie und
den PFI-Vorstand, um sich für Dr. Schulte zu entscheiden?
Auf die Ausschreibung zur Institutsleitung gingen
über 25 Bewerbungen ein. 12 Kandidaten luden wir
zum Gespräch ein. Zwei kamen in die Endrunde. Sie
lagen nahe beieinander. Entscheidend war letztlich
der „Stallgeruch“: Dr. Schulte kennt das Haus und die
Branche seit 16 Jahren. Aber sie erfüllt auch alle anderen
Kriterien: wissenschaftlicher Background, unternehmerisches
Denken, Kundenorientierung und Führungskompetenz.
Was erwarten Sie von Dr. Schulte als Institutsleiterin?
Erstens, dass sie den eingeschlagenen Weg des PFI weiterverfolgt
und das Institut an die Veränderungen der
Zeit anpasst. Der eingeschlagene Weg, das bedeutet
an erster Stelle Diversifi zierung. Wir wollen Kompetenz
in neuen Bereichen aufbauen, ohne den Sektor
„Schuh“ zu vernachlässigen – er wird immer die Kernkompetenz
des PFI bleiben. Ein Beispiel für die Diversifi
zierung ist die PFI Biotechnologie, die seit 2003
besteht und sich seither sehr erfolgreich etabliert hat.
Außerdem ist das PFI im Testing breiter aufgestellt: Es
bietet inzwischen auch mikrobiologische Prüfungen
an und testet nicht mehr nur Schuhe und Schuhmaterialien,
sondern Gebrauchsgüter von Spielzeugen über
Bälle bis hin zu Brillen.
Das zweite Ziel ist, unsere Kunden nach Möglichkeit
vor Ort bedienen zu können. Wir haben mittlerweile
Büros und Testlabors in China und der Türkei, um Ergebnisse
schneller liefern zu können, und wir denken
über den Aufbau einer Teststation in Indien nach.
Wo liegen die Stärken und Schwächen des PFI?
Die Stärke des PFI liegt in seiner Marktposition. Es hat
sich ein sehr gutes Renommée erarbeitet hinsichtlich
der Schnelligkeit und Zuverlässigkeit der Produktprüfungen,
der Beratungsqualität sowie der Forschungstätigkeit.
Wir schauen oft genauer hin als unsere
Wettbewerber: So einiges, was die Konkurrenz durchwinkt,
hätte von uns kein Label erhalten. Neben der
Prüftätigkeit ist die gemeinnützige Forschung eine
Aufgabe des PFI, so steht es in seinen Statuten als eingetragener
Verein.

Bezüglich der Forschung hat sich nun eine Schwäche
herauskristallisiert, die aus Veränderungen in der
Forschungsförderung der Öffentlichen Hand resultiert,
wodurch wir mit Universitäten und Fachhochschulen
konkurrieren müssen. Ich sehe darin keinen
fairen Wettbewerb, da die öffentlichen Hochschulen
im Gegensatz zum PFI über eine steuerfi nanzierte
Grundfi nanzierung verfügen und auf Diplomanden,
Doktoranten und Studierende als kostengünstige Arbeitskräfte
zurückgreifen können. Das macht für uns
das Einwerben von Forschungsfördermitteln schwieriger,
aber wir steuern dagegen an: Auch die EU vergibt Forschungsgelder,
und über die neue HDS-L Geschäftsstelle
in Brüssel konnten wir schon einige Türen öffnen. EU-
Forschungsprojekte fördern auch die Zusammenarbeit
von Forschungsstellen untereinander. Das bringt Vernetzung,
und zwar innerhalb der Branche wie auch
branchenübergreifend. Allerdings ist die Antragstellung
für EU-Forschungsprojekte recht aufwändig. Zwischen
der Einreichung eines Antrags und dessen Bewilligung
liegen bis zu 18 Monate.
Was ist die langfristige Geschäftsstrategie des PFI?
Auf eine Formel gebracht: Wir wollen unternehmerisch
unterwegs sein und von Subventionen unabhängig.
Wird das PFI neue Aktivitätsfelder angehen?
Ich bin ein Verfechter der kleinen Schritte: Erst eine
Sache zu Ende bringen, bevor ich neue Baustellen aufmache.
Wir wollen kontinuierliches, fundiertes Wachstum
und sind mit den neuen Feldern, die wir begonnen
haben, gut ausgelastet. Dazu gehört die Biotechnologie,
aber auch das ISC, das vom PFI lanciert wurde. Das
ISC ist ein eigenständiges Unternehmen unter dem
Dach der PFI Group. Es unterstützt die Schuhindustrie,
indem es die Wissenserosion bekämpft, die bei einer
ganzen Reihe von Unternehmen durch Produktionsverlagerung
und In-den-Ruhestand-gehen von Wissensträgern
stattgefunden hat. Es bündelt Schuhherstellungskompetenz
und vermittelt sie in Trainings an
Mitarbeiter von weltweit operierenden Firmen, sei es
im Schaftbau, der Montage, der Klebetechnik oder der
Produktionssteuerung.
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Wird Dr. Nickolaus auch nach dem offi ziellen Stabwechsel
für das PFI tätig sein, zum Beispiel als Berater?
Dr. Nickolaus hat sich in seiner Zeit am PFI vom Chemiker
– als Leiter der Chemischen Analytik bis 1999 – zum
Unternehmer gewandelt, der mit viel Zielorientierung
ein internationales Unternehmen aufgebaut hat. Es
ist sein Wunsch, 2014 aus dem PFI in Pirmasens auszuscheiden.
Wir haben genügend Zeit für den Übergang.
Die Phase der Doppelspitze Schulte/Nickolaus wird bis
Mitte 2014 andauern. Dann muss Dr. Schulte schwimmen.
Dr. Nickolaus wird anschließend noch vorübergehend
die asiatischen Niederlassungen betreuen.
Wenn Sie Dr. Schultes Boxcoach wären, mit welcher
Devise würden Sie sie in den Ring schicken?
Die Devise lautet „Akquise“. Das PFI muss kommunizieren,
wie fl exibel es seinen Kunden rund um die Uhr
zur Verfügung steht, und dass es den Begriff „Dienstleistung“
sehr ernst nimmt.
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Newsletter
CADS-Anliegen kommt gut an in Asien
CADS-Seminare
in China und Indien
Vermeidung von Schadstoffen, Umweltschutz und
Nachhaltigkeit in der gesamten Herstellungskette stehen
auf der Agenda der unter dem Dach des Deutschen
Schuhinstituts angesiedelten Kooperation CADS weit
oben. Die Internationalisierung dieser Projekte genießt
dabei einen besonders hohen Stellenwert. Daher
führte das PFI Hongkong im Auftrag von CADS
Seminare in China und Indien durch.
Ziel der Seminare war es, Techniker und Manager aus
chinesischen und indischen Schuhfabriken mit den
gesetzlichen Anforderungen bezüglich gesundheitsschädlicher
Stoffe in Bedarfsgegenständen für den
Europäischen Markt vertraut zu machen, sowie die
neuen CADS-Grenzwerte vorzustellen und technische
Lösungen zur Vermeidung oder Verminderung der kritischen
Stoffe aufzuzeigen.
170 Teilnehmer kamen zu den CADS-Seminaren
des PFI in Wenzhou und Dongguan
NACHRICHTEN
In China fand die Veranstaltung am 20. und 22. November
2012 in Wenzhou und Dongguan statt. Insgesamt
besuchten 170 Teilnehmer die Seminare, die in
chinesischer Sprache abgehalten wurden. Die rege Diskussion
bewies das lebhafte Interesse der Teilnehmer
an den Seminarinhalten.
Am 4. und 6. Juni 2013 wurden ebensolche CADS-Seminare
– diesmal auf Englisch – in Indien angeboten, und
zwar in den Schuh-Ballungszentren Chennai und Noida
(diese Termine lagen nach unserem Redaktionsschluss).
Weitere CADS-Seminare sind in Vorbereitung.
Nähere Informationen
CADS Cooperation at DSI
c/o DSI - Deutsches Schuhinstitut GmbH
Postfach 100761
63007 Offenbach/Main
Telefon: +49 (69) 82 97 42-0
E-Mail: info@cads-shoes.com
Web: www.cads-shoes.com
oder
PFI Hong Kong Limited
Suite 512, ChinaChem Golden Plaza
77 Mody Road,
Tsim Sha Tsui East
Kowloon, SAR Hong Kong
Telefon: +852 2676 3355
E-Mail: candice.wang@pfi .hk
Web: www.pfi .hk

CHEMIE
Vom 22. bis 24. April 2013 wurde PFI Fareast von der
Deutschen Akkreditierungsstelle DAkkS auditiert.
Bereits zum zweiten Mal hat das Labor diese Qualitätsprüfung
bestanden, die bescheinigt, dass die einschlägigen
Standards für Dienstleistungslaboratorien
erfüllt werden. Auftraggeber können also sicher sein,
dass das Labor in allen Belangen der Produkt- und Materialprüfung
kompetent ist und korrekte Ergebnisse
liefert.
Das Labor in Quanzhou bietet allen asiatischen Kunden
einen umfassenden Prüfungs-, Inspektions- und
Beratungs-Service, genau wie dies vom PFI Pirmasens
für europäische Kunden angeboten wird.
Mit der Akkreditierung unterwirft sich das Labor in
Quanzhou der regelmäßigen Kontrolle durch die
DAkkS. Neben der DAkkS-Akkreditierung verfügt das
Labor über Akkreditierungen der chinesischen Akkreditierungsstelle
CNAS und der US-amerikanischen CPSIA.
Die beiden Geschäftsführer des PFI Fareast, Professor
Zhenbin Gong und Dr. Gerhard Nickolaus, zeigten
sich hocherfreut über die hervorragende Leistung des
jungen, hoch qualifi zierten und hoch motivierten PFI
Fareast-Teams.
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Prüfl abor in Quanzhou
PFI Fareast erfolgreich von
DAkkS re-akkreditiert
Das Labor PFI Fareast ist in der Stadt Quanzhou ansässig.
Quanzhou hat über acht Millionen Einwohner
und liegt in der Provinz Fujian, der Partnerprovinz von
Rheinland-Pfalz. Quanzhou ist einfach zu erreichen
über die Flughäfen Quanzhou-Jinjiang oder Xiamen.
Fareast
Von links: Tommy Ou, Prof. Zhenbin (Ben) Gong,
Elyn Zhuang, Dr. Michael Scheutwinkel (DAkkS),
Barbara Voon (DAkkS), Dr. Gerhard Nickolaus,
Scarly Luo, Ethan Zhang und Jerry HE
Kontakt
PFI Fareast Ltd.
Prof. Zhenbin Gong, Dr. Gerhard Nickolaus
PFI Fareast Building, Changfeng St.,
Xunmei Industrial Zone,
Eastern District of Quanzhou City, Fujian, VR China
Telefon: +86 595 2802 1199
Telefax: +86 595 2802 0866
E-Mail: candice.wang@pfi .hk
Web: www.pi-fareast.com
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Newsletter NACHRICHTEN
Umfassendes Angebot: Von Kontrollieren bis Optimieren
PFI Inspektions- und
Beratungs-Service in Asien
PFI Chief Inspector
Frank Liesenhoff
im Einsatz
Waren im Gesamtwert von rund 150 Millionen Euro
wurden im letzten Jahr vom PFI in Südostasien im
Auftrag verschiedener Kunden inspiziert. Neben der
reinen Fertigwareninspektion bietet das PFI auch
Produktionsüberwachung (reine Kontrolle) und Produktionsbegleitung
(Produktionskontrolle inklusive
Beratungsleistung zur Modell- und Produktionsoptimierung)
an. Für die Kunden entsteht dadurch ein
erheblicher Kostenvorteil gegenüber dem Einsatz eigener
Inspektoren und Techniker.
Seit mehr als zehn Jahren führt das PFI Wareninspektionen,
Produktionsbegleitungen und Beratungen
in Süd-Ostasien durch. Die Schwerpunktländer sind
China, Vietnam und Kambodscha, aber auch andere
Länder in Süd-Ostasien werden bedient. Die zentrale
Koordination des Services in Südostasien ist Aufgabe
des PFI Hong Kong Ltd.
Das PFI Hong Kong Ltd. arbeitet ausschließlich mit europäischen
Inspektoren und verzichtet bewusst auf den
Einsatz lokaler Inspektoren. Alle PFI-Inspektoren haben
eine schuhtechnische Ausbildung und mindestens 15
Jahre Berufserfahrung in der Schuhindustrie. Parallel zu
den Inspektionen können auch sämtliche chemischen
und physikalischen Laboruntersuchungen in eigenen
Labors in Südostasien durchgeführt werden.
Weitere Informationen
Dr. Gerhard Nickolaus oder Hui Ching Wang
PFI Hong Kong Ltd.
Offi ce 512, ChinaChem Golden Plaza77
Mody Road, Tsim Sha Tsui East
Kowloon, SAR Hong Kong
Telefon: +852 2676 3355
E-Mail: gerhard.nickolaus@pfi .hk
candice.wang@pfi .hk

Seit dem 1. Mai 2013 hat die PFI-Abteilung Biotechnologie
eine neue Struktur. Angesichts der vielen neuen
Aktivitäten in diesem Bereich wurde es notwendig,
die einzelnen Aufgabengebiete voneinander abzugrenzen
und die Abteilung in zwei Abteilungen zu
splitten. Im Zuge der Neuorganisation wird die bisherige
Abteilung „Mikrobiologie“ in einer der neuen
Abteilungen integriert.
Aktuell gibt es nun die Abteilung
„Biotechnologie und Mikrobiologie“,
die von Dr. Stefan
Dröge geleitet wird. Stefan Dröge
ist seit Anfang 2007 am PFI
beschäftigt und hat seither zahlreiche
Projekte auf dem Gebiet
der Prozessbiologie in Biogasanlagen und mikrobiellen
Fermentationsverfahren erfolgreich durchgeführt.
Die Schwerpunkte dieser Abteilung sind Forschung
und das Akquirieren von Projekten.
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
PFI-intern
Abteilung Biotechnologie
neu organisiert
Dr. Stefan Dröge
Dipl.-Ing. (FH) Benjamin Pacan
Die zweite neue Abteilung
heißt „Forschungsanlagen“
und wird von Benjamin Pacan
geleitet, der seit 2003 am
PFI tätig ist und den Bereich
Biotechnologie aufgebaut
hat. Die Abteilung „Forschungsanlagen“ konzentriert
sich auf die Entwicklung von neuen Technologien im
Zusammenhang mit dem Energiepark Winzeln und
wird Forschungsprojekte im Bereich der erneuerbaren
Energien akquirieren. Auch sind in dieser Abteilung
die Projekte zur energetischen Betrachtung von Gebäuden
im Zusammenhang mit dem Klimaschutzprogramm
der Stadt Pirmasens angesiedelt.
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Newsletter ISC GERMANY
ISC Germany: Kompetenz in Schuh und Leder
Maßgeschneiderte Trainings
Das ISC Germany ist auf den Feldern Aus- und Weiterbildung,
Forschung und Entwicklung sowie Beratung
aktiv. Das Service-Angebot wendet sich an die
Schuhindustrie, deren Zulieferer sowie den Handel.
Eine Spezialität des ISC Germany, die weltweit ihresgleichen
sucht, ist die Konzeption maßgeschneiderter
Schulungen mit hohem Praxisanteil für Techniker, Einkäufer
oder Verkaufspersonal. Diese Trainings werden
ganz nach den individuellen Anforderungen und
Bedürfnissen der Auftraggeber entwickelt. Beim ISC
Germany kommt kein Training von der Stange!
Bei ISC-Trainings wird die Theorie auch immer
in der Praxis demonstriert
Um ein Training optimal auf die individuellen Bedürfnisse
der Kunden auszurichten, erstellt das ISC
Germany im Vorfeld ein sehr detailliertes Trainingskonzept,
das Punkt für Punkt mit dem jeweiligen
Auftraggeber abgestimmt wird.
Das ISC Germany unterstützt die Unternehmen der Leder-
und Schuhbranche mit einem praxisorientierten
Aus- und Weiterbildungsangebot bei der Qualifi zierung
ihrer Mitarbeiter. Seine Haupttätigkeit dabei ist
die Entwicklung maßgeschneiderter Schulungen. Sie
werden in enger Kooperation mit den Auftraggebern
konzipiert und ganz konkret auf die jeweiligen Bedürfnisse
ausgerichtet. Kunden und Partner bewerten
die Fähigkeit des ISC, fi rmenindividuelle Trainings für
Techniker, Einkäufer oder Verkaufspersonal zu entwickeln,
als einzigartig.
Dozenten mit großer Praxiserfahrung
Als Lehrkräfte setzt das ISC neben den hoch qualifi -
zierten Inhouse-Dozenten auch externe Referenten
ein, die alle praxiserfahrene Experten aus unterschiedlichen
Fachbereichen sind. Speziell dieses Netzwerk
mit externen Trainern erlaubt es dem ISC, praxisorientiertes
Know-how aus vielfältigen Bereichen zugänglich
zu machen.
Die Schulungen fi nden entweder an der ISC-Zentrale
in Pirmasens statt – wo die Lehrgangsteilnehmer in
der hochmodernen „ISC-Lernfabrik“ alles theoretisch
Erlernte direkt in die Praxis umsetzen – oder bei den
Kunden in aller Welt, und zwar wahlweise in deutscher
oder englischer Sprache. Diese ISC-Lernfabrik ist
technologisch auf dem modernsten Stand und dient
neben Schulungszwecken auch zur Musterfertigung
und zur Erprobung neuer Methoden.

Full-Service-Angebot
Häufi g nachgefragt werden Module
aus folgenden Bereichen:
Leistenentwicklung / Passform / Fußkomfort
Schuhtechnik (mit Schwerpunkt auf speziellen
Macharten und Verarbeitungstechniken)
Prozesstechnik
Materialkunde
Qualitätssicherung
Produktionsoptimierung
Recht
Logistik
Neue Technologien
Marketing
Nachhaltigkeit in der Schuhproduktion
(Schwerpunkte: Energie und Schadstoffe)
Teambuilding
Jeder Arbeitsschritt wird am Modell besprochen
Im Rahmen der fi rmenspezifi schen Seminare hat das
ISC Germany bereits Techniker, Modelleure, Einkäufer,
Verkaufspersonal und Qualitätsmanager von Schuhherstellern,
Zulieferern und Handelsfi rmen geschult.
Bei anderen Aufträgen ging es darum, komplette
Schuhfabriken zu konzipieren und die Produktionsteams
sowie das Management von der Pike auf zu
schulen.
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Die vertrauliche Behandlung spezifi scher oder gar
patentierter Technologien ist für das ISC Germany
selbstverständlich. Und auf Wunsch umfasst das
Rundum-Sorglos-Paket für die Teilnehmer von ISC-
Trainings sogar Wäscheservice und Freizeitangebot.
„Train-the-trainier"-Prinzip: Wer am ISC Wissen tankt,
ist meist dazu auserkoren, dies im Unternehmen an
Kollegen weiterzugeben
Weitere Informationen
Uwe Thamm, Geschäftsführer
International Shoe Competence Center Pirmasens gGmbH
Telefon: +49 (0)6331 145334 0
E-Mail: uwe.thamm@isc-germany.com
Web: www.isc-germany.com
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Newsletter
Alles konform?
PFI vergibt CEund
GS-Zeichen
Das PFI Pirmasens hat seit vielen Jahren eine Zertifi -
zierungsstelle zur Vergabe der CE- und der GS-Kennzeichnung.
Seine Kenn-Nummer als notifi zierte Stelle
ist die 0193. Die entsprechende Befugnis wurde 2013
durch die ZLS, die Zentralstelle der Länder für Sicherheitstechnik,
erneut bescheinigt. Als Verbraucher begegnet
man CE- und GS-Zeichen fast täglich. Wissen
Sie, wofür diese Kennzeichnungen stehen und was sie
für Schuhe und vor allem im Bereich der Sicherheits-,
Schutz- und Berufsschuhe bedeuten?
ZERTIFIZIERUNG
Ein Vielzahl von Produkten trägt die CE- oder die GS-
Kennzeichnung, mit denen die Sicherheit von Produkten
ausgewiesen wird. Die Vergabeverfahren beider
Zeichen sind gesetzlich geregelt, wobei das GS-Zeichen
im Gegensatz zum CE-Zeichen eine freiwillige Kennzeichnung
darstellt.
CE-Kennzeichnung
Die Abkürzung CE wurde gewählt, weil sie in vielen
europäischen Sprachen „Europäische Gemeinschaft“
bedeutet: „Communauté Européenne“, „Comunidad
Europea“, „Comunidade Europeia“ oder „Comunità
Europea“. In der früheren deutschen Gesetzgebung
hieß die Kennzeichnung „EG-Zeichen“. Dies nur zur
Entstehung des Namens „CE-Zeichen“. 1992 gründeten
die Staaten der Europäischen Gemeinschaft mit
dem Vertrag von Maastricht die Europäische Union.
Die neue Bezeichnung ersetzt seither den Begriff „Europäische
Gemeinschaft“.
Das CE-Zeichen zeigt an, dass ein Produkt den Anforderungen
der europäischen Richtlinie entspricht. Der
Hersteller ist dafür verantwortlich, dass das Produkt
diese Anforderungen erfüllt, damit das Erzeugnis innerhalb
der EU verkehrsfähig ist. Das CE-Zeichen darf
nur dann angebracht werden, wenn für das Produkt
eine Richtlinie existiert, die die CE-Kennzeichnung vorsieht.
sieht. Sofern eine solche solche Richtline existiert, ist ist die die CE-
Kennzeichnung verpfl verpfl ichtend.
CE-Zertifi kate haben eine Laufzeit von von fünf Jahren und
können ohne ohne großen Aufwand verlängert werden. werden.

Mit der CE-Kennzeichnung erklärt der Hersteller beziehungsweise
sein in der EU ansässiger Bevollmächtigter,
dass das so ausgezeichnete Produkt allen anzuwendenden
Gemeinschaftsvorschriften entspricht und
dass alle vorgeschriebenen Konformitätsbewertungsverfahren
wie Gefährdungsanalyse, Risikobewertung
oder Überprüfung der Konformität mit den entsprechenden
Richtlinien durchgeführt wurden. Das CE-Zeichen
auf dem Produkt signalisiert diese Konformität.
Neben der Maschinenrichtline (2006/42 EU), der EMV-
Richtlinie (2004/108/EU) oder der Spielzeugrichtline
(2009/48/EU) sind für den Schuhbereich vor allem zwei
Richtlinien (und deren Umsetzung in deutsches Recht)
von Bedeutung:
Medizinprodukterichtlinie (93/42/EU
mit Änderung 2007/47 EU)
(Medizinproduktegesetz MPG mit
zugehörigen Verordnungen)
Richtlinie für persönliche
Schutzausrüstung (89/686/EU) (PSA-Richtlinie)
(Produktsicherheitsgesetz ProdSG mit
zugehörigen Verordnungen)
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Der Schuh als Medizinprodukt
Schuhe oder Schuhteile wie beispielsweise Einlegesohlen
gelten als Medizinprodukt, wenn sie im therapeutischen
Sinne eingesetzt werden, also der Behandlung,
Linderung oder Kompensation von Krankheiten, Verletzungen
oder Behinderungen dienen. Schuhe oder
Einlegesohlen gelten auch als Medizinprodukte, wenn
sie auf ärztliche Verordnung für einen bestimmten Patienten
hergestellt werden.
Um die Konformität eines Produkts mit der Medizinprodukterichtlinie
zu belegen, sind je nach Klassifi zierung
des Produkts im Rahmen dieser Richtlinie unterschiedliche
Verfahren vorgeschrieben. Schuhe sind im
Allgemeinen der Klasse I der Richtlinie zuzuordnen.
Hier erfolgt die Konformitätsbewertung durch den
Hersteller. Er muss die technische Dokumentation der
Produkte (Beschreibung, Zweckbestimmung des Produkts,
Funktionsweise, ärztliche Bewertung, gesundheitliche
Unbedenklichkeit) erstellen und jederzeit
vorzeigen können. Er ist auch verpfl ichtet, ein geeignetes
Qualitätssicherungsverfahren zu unterhalten,
um Beschwerden über sein Produkt zu erfassen.
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Newsletter
Alles konform?
Schuhe als persönliche
Schutzausrüstung
„Normale“ Schuhe schützen die Füße zwar vor Kälte,
Nässe und hartem Untergrund, aber sie fallen nicht
unter die PSA-Richtlinie. Als persönliche Schutzausrüstung
gelten Sicherheits-, Schutz- und Berufsschuhe.
Auch die PSA-Richtlinie schreibt unterschiedliche Verfahren
zur Erteilung des CE-Zeichens vor. Die meisten
Sicherheits-, Schutz- und Berufsschuhe fallen in die Kategorie
II dieser Richtlinie, für die eine Baumusterprüfung
von notifi zierten Stellen vorgeschrieben ist. Spezielle
Schutzschuhe, die vor besonderen Gefahren wie
Flammen, starker Hitze, geschmolzenem Metall oder
gefährlicher elektrischer Spannung schützen, fallen in
die Kategorie III der PSA-Richtlinie. Hier ist zusätzlich
zur Baumusterprüfung eine Kontrolle der fertigen PSA
durch notifi zierte Stellen vorgeschrieben.
ZERTIFIZIERUNG
PFI vergibt CEund
GS-Zeichen
Harmonisierte Normen für PSA Schuhe in Kategorie II Stand April 2013
Im Allgemeinen erfolgt die Baumusterprüfung unter
Berücksichtigung harmonisierter Normen. Tabelle
1 zeigt die wichtigsten harmonisierten Normen für
Schuhe, die unter Kategorie II der PSA Richtlinie fallen,
Tabelle 2 die harmonisierten Normen für Schuhe, die
in die Kategorie III der Richtlinie fallen.
Das PFI Pirmasens ist seit Jahren eine notifi zierte Stelle
für Fuß- und Beinschutz, und zwar sowohl für Baumusterprüfungen
als auch für die Kontrolle der fertigen
PSA. Die Kenn-Nummer des PFI als notifi zierte Stelle
ist 0193. Die entsprechende Befugnis wurde 2013
durch die ZLS, die Zentralstelle der Länder für Sicherheitstechnik,
erneut bescheinigt. Das PFI verfügt über
von der ZLS zugelassene Prüfstellen in PIrmasens und
Istanbul.
Norm Ausgabe* Name der Norm Bemerkungen
EN ISO 20344 2011 (2013) Persönliche Schutzausrüstung -
Prüfverfahren für Schuhe
EN ISO 20345 2011 (2012) Persönliche Schutzausrüstung -
Sicherheitsschuhe
EN ISO 20346 2007 Persönliche Schutzausrüstung -
Schutzschuhe
EN ISO 20347 2012 Persönliche Schutzausrüstung -
Berufsschuhe
EN ISO 17249 2007 Sicherheitsschuhe mit Schutz
gegen Kettensägenschnitte
EN ISO 20349 2010 (2011) Persönliche Schutzausrüstung - Schuhe zum Schutz gegen
thermische Risiken und Spritzer geschmolzenen Metalls
EN 13634 2010 (2011) Schutzschuhe für
Motorradfahrer
* Werte in Klammern beziehen sich auf abweichende Jahresangabe der deutschen Normausgabe
Neue Version erscheint vermutlich Ende 2013
Nur Schweißerschuhe sind Kategorie II,
Gießereischuhe sind Kategorie III

Harmonisierte Normen für PSA Schuhe in Kategorie III Stand April 2013
Norm Ausgabe* Name der Norm Bemerkungen
EN 15090 2012 Persönliche Schutzausrüstung - Prüfverfahren für Schuhe
EN ISO 20349 2010 (2011) Persönliche Schutzausrüstung - Schuhe zum Schutz gegen
thermische Risiken und Spritzer geschmolzenen Metalls
EN 50321 1999 (2000) Elektrisch isolierende Schuhe für Arbeiten an
Niederspannungsanlagen
* Werte in Klammern beziehen sich auf abweichende Jahresangabe der deutschen Normausgabe
GS-Zeichen
Das GS-Zeichen stellt eine freiwillige Kennzeichnung
für sichere Produkte in Deutschland dar. Die gesetzliche
Grundlage ist im Produktsicherheitsgesetz im Abschnitt
5 (§§ 20 bis 23) festgehalten. Die Zuerkennung
des GS-Zeichens ist sowohl für verwendungsfertige
Verbraucherprodukte als auch für persönliche Schutzausrüstungen
möglich, wobei bei gleichzeitiger CE-
Kennzeichnung höhere Anforderungen zu erfüllen
sind. Eine GS-Kennzeichnung ist nur für PSA der Kategorien
I und II der Richtlinie möglich.
Vor der Zuerkennung des GS-Zeichens für Sicherheits-,
Schutz- und Berufsschuhe ist zusätzlich zur Baumusterprüfung
noch eine Kontrolle der fertigen PSA nach
den Vorgaben der ZLS notwendig. Dazu gehören eine
Erstbesichtigung des Produktionswerks sowie eine
Kontrolle der Produktion. Weiterhin ist die Einhaltung
der hohen Anforderungen zur Schadstofffreiheit (insbesondere
PAK, also polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe,
und Dimethylfumarat) in den Produkten
nachzuweisen.
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Das GS-Zeichen wird für maximal fünf Jahre zuerkannt,
wobei eine jährliche Überwachung sichergestellt werden
muss. Abweichend davon ist es auch möglich, das
GS-Zeichen nur für eine bestimmte Produktionscharge
mit festgelegten Mengen und Produktionszeiträumen
zuzuerkennen.
Für Verbraucherprodukte wie zum Beispiel Straßenschuhe
oder Badesandalen muss eine Baumusterprüfung
nach vereinheitlichen Grundsätzen durchgeführt
werden. Hinsichtlich der Kontrollen und in Bezug auf
die Schadstofffreiheit sind dann die gleichen Verfahren
wie für persönliche Schutzausrüstungen anzuwenden.
Das PFI Pirmasens ist ebenfalls eine zugelassene GS-
Vergabestelle. Die Anerkennung als zugelassene GS-
Stelle wurde 2013 erneut durch die ZLS bestätigt.
Weitere Informationen:
PFI Zertifi zierungsstelle
Dr. Markus Scherer
Telefon: +49 (0)6331 2490 715
E-Mail: cert@pfi -germany.de
Thorsten Greiner
Telefon: +49 (0)6331 2490 805
E-Mail: cert@pfi -germany.de
Nur Schweißerschuhe sind Kategorie II,
Gießereischuhe sind Kategorie III
Neue Version in Bearbeitung
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Newsletter FORSCHUNG
Forschungsprojekt zur Verletzungsprävention
„ Biiiep“ bei dauerhafter
Fehlbelastung?
Dauerhaft am Limit zu trainieren hat oft schmerzhafte
Folgen, das haben schon viele Läufer – und zwar Spitzen-
wie Breitensportler – am eigenen Leib erfahren.
Überlastungsbedingte Sportverletzungen treten so
häufi g auf, dass sie ein gesundheitspolitisches Problem
darstellen. Besonders häufi g sind Beschwerden
an der Achillessehne. Deshalb soll nun ein Forschungsprojekt
technische Lösungen zur Verletzungsprävention
im Laufsport erarbeiten. Es geht um die Entwicklung
eines Konzepts für einen „Smart Shoe“, der den
Sportler warnt, sobald die Gefahr einer andauernden
Überlastung und somit einer eventuellen Verletzung
besteht. Das PFI und das Institut für Sport- und Bewegungswissenschaft
der Universität Stuttgart arbeiten
gemeinsam an diesem Projekt , das im Januar 2013 begann
und Ende 2014 abgeschlossen sein wird.
„Wearable Computing“, „Smart Clothes“ oder „etextiles“
sind Produkte der Zukunft: Dank integrierter
elektronischer Komponenten gibt es bei Bedarf leuchtende
und beheizbare Jacken oder Handschuhe und
T-Shirts mit W-LAN-Signalstärkeanzeige. Solche Systeme
etablieren sich nicht nur bei Lifestyle-Produkten;
auch Sportler oder Herzpatienten haben die Vorteile
von integrierten Puls- oder Blutdruckmessern schätzen
gelernt.
Damit nicht nur Global Players, sondern auch deutsche
klein- und mittelständische Betriebe eine Chance haben,
derartige Produkte zu kommerzialisieren, ohne eigene
Forschungs- und Entwicklungsabteilungen unterhalten
zu müssen und ohne das nicht unerhebliche Risiko
des Scheiterns tragen zu müssen, gibt es die IGF-Forschungsförderung.
IGF steht für „Industrielle Gemeinschaftsforschung“.
Über den Rahmen der IGF fördert
das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie
Projekte, die eine Brücke schlagen zwischen Grundlagenforschung
und wirtschaftlicher Anwendung. IGF-
Projekte bereiten neue Technologien für eine gesamte
Branche auf, um die Wettbewerbsfähigkeit kleiner und
mittelständischer Unternehmen zu stärken.
„Intelligenter“ Schuh
zur Verletzungsprävention?
Längst verlassen sich Hobby- wie Leistungssportler
beim Lauftraining nicht mehr ausschließlich auf ihr
Gefühl bei der Wahl der Trainingsbelastung. Und nicht
nur, wer ans Limit gehen will, benutzt das „Biiiep“ einer
Pulsuhr zur Kontrolle. Wie wäre es, wenn auch der
Schuh mit einem „Biiiep“ vor einer eventuell langen und
frustrierenden Verletzung warnen könnte?

Eine klassische Überlastungsfolge bei Läufern sind
Beschwerden an der Achillessehne. Schuhtechnische
Maßnahmen konnten dieses Problem bislang nicht
eindämmen; keine Modifi kation konnte einen nachweisbaren
klinischen Effekt in der Reduktion von
Überlastungsschäden erzielen. Daher muss ein neuer
Ansatz her: Ein „Smart Shoe“, ein „intelligenter“
Schuh, könnte die Lösung sein; ein Schuh, der den
Sportler warnt, wenn dieser dauerhaft über seine
Grenzen geht und eine Verletzung riskiert.
Unter dem offi ziellen IGF-Projekttitel „Untersuchung
zur Integrationsmöglichkeit moderner Sensorik im
Schuh am Beispiel der Vermeidung von Überlastungsfolgen
bei Sport- und Arbeitsschuhen durch schuhtechnische
Maßnahmen – SensorControlRunning“ erarbeiten
das PFI und die Universität Stuttgart derzeit
gemeinsam ein Smart-Shoe-Konzept. Dazu müssen im
Vorfeld Messtechnik sowie Komponenten entwickelt
und getestet werden, die später im Schuh eingebaut
werden sollen.
Was es schon gibt und was
noch entwickelt werden muss
Die aktuell am Markt erhältlichen Smart-Shoe-Systeme
sind nur bedingt oder gar nicht zur Ganganalyse
zwecks Laufstiloptimierung geeignet. Sie detektieren
ausschließlich Schritte und Positionsdaten. Es ist mit
ihnen nicht möglich, Aussagen zur individuellen Belastung
oder zur neuromuskulären Ansteuerung zu treffen.
Entwickelt wird ein System, das die Bestimmung
individueller anatomischer Merkmale zulässt und
gleichzeitig die Möglichkeit bietet, die Auswirkungen
von Veränderungen am Schuh auf die funktionelle
Biomechanik des Sprunggelenkes zu messen mit dem
Ziel, Verletzungen durch Überlastung vorzubeugen.
Im Fokus: Sprunggelenkachse,
Stoßkräfte und Vibrationen
Die individuelle anatomische Ausprägung der Gelenkachsen
der Sprunggelenke wurde in der Literatur
schon häufi g als Risikofaktor diskutiert, jedoch nie bei
der Modifi kation von Laufschuhen berücksichtigt. An
der Universität Stuttgart wurde 2006 ein Verfahren
entwickelt, das es ermöglicht, die Gelenkachse des
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Sprunggelenks in vivo, also nicht invasiv in Echtzeit
und im Feld zu erfassen. Dieses neue Messverfahren
erlaubte erstmals, einen statistischen Zusammenhang
zwischen der individuellen Gelenkanatomie (Lage der
Gelenkachse) und der Häufi gkeit von Achillessehnenbeschwerden
bei Läufern nachzuweisen.
Eine in der Fachliteratur diskutierte Komponente, die
zur Entstehung von Überlastungsschäden beiträgt, ist
die auf die Ferse wirkende Stoßkraft, welche entlang
des Unter- und Oberschenkels auf die gesamte untere
Extremität einwirkt. Deshalb wurde in den vergangenen
Jahren versucht, diese Stoßkräfte über vergrößerte
Dämpfungselemente am Schuh zu minimieren.
Neuere wissenschaftliche Erkenntnisse hingegen weisen
auf positive Auswirkungen erhöhter Stoßkräfte
hin. So konnte beim Laufen auf festem Untergrund
mit hoher Stoßbelastung eine reduzierte Belastung
der Achillessehne nachgewiesen werden.
Ein Messsystem, welches während des Laufens die
Bestimmung der wirkenden Stoßkräfte, der Achillessehnenvibrationen
und der Pro- und Supinationsbewegungen
in Abhängigkeit der Achslage (untere
Sprunggelenkachse) erlaubt, könnte maßgeblich zur
Entwicklung präventiver Modifi kationen am Schuh
beitragen. Mit Hilfe eines solchen Messsystems könnte
die Abhängigkeit der erhobenen Daten von der individuellen
Lage der unteren Sprunggelenkachse bestimmt
werden.
Zur Bestimmung der subtalaren Gelenkachse hat sich
in den letzten Jahren die Bewegungsanalyse etabliert.
Die eingesetzten Messverfahren waren jedoch alle mit
großem apparativem Aufwand verbunden. Die Verfahren
unterscheiden sich vor allem in Bezug auf die
verwendete Technologie der Bildgebung sowie durch
die Berechnung der Lage der individuellen Sprunggelenkachsen.
Weil es so schwierig ist, eigene, neue Daten
zu ermitteln, werden bis heute in der Forschung
meist die 1969 von Isman und Inman in-vitro erhobenen
Werte zur Lage der unteren Sprunggelenkachse
als Standardwerte verwendet (wer mag, kann die Studie
über „R.E. Isman und V.T. Inman, Antropometric
Studies of the Human Foot and Ankle“ ergooglen. Sie
wurde 1969 im Labor mit den Unterschenkelknochen
von 46 Leichen durchgeführt).
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Newsletter
FORSCHUNG
Forschungsprojekt zur Verletzungsprävention
Biiiep“ bei dauerhafter
Fehlbelastung?
Es gibt bisher keinen marktfähigen
Smart Shoe zur Laufanalyse
Weltweit befassen sich mehrere Forschergruppen mit
„Smart Clothes“, also der Integration von Elektronik
und Mikrosystemtechnik in Kleidung. Das US-amerikanische
MIT (Massachusetts Institute of Technology)
befasst sich intensiv mit der Herstellung von Sensoren
und Schaltungen in und mit Textilien, desweiteren mit
der Integration und der Energieversorgung von Elektronik
und Sensoren in beziehungsweise an Schuhen.
In Veröffentlichungen hat das MIT bereits Schuhe mit
elektronischen Komponenten vorgestellt. Ebenso wurde
ein Schuhsystem zur Laufanalyse vorgestellt, welches
dem Nutzer während des Gehens in Echtzeit Rückmeldung
gibt. Bei keiner dieser Lösungen kann man
jedoch von einem marktfähigen Produkt sprechen, weil
sie mit Maßen von etwa 150x100x40 mm und rund 400
g zu groß und zu schwer sind, um in Schuhen integriert
zu werden.
Das am Sprunggelenk angebrachte Goniometer misst
den Verlauf von Pronation und Supination in Grad,
während das obere Goniometer die Beugung im
Kniegelenk misst
„Mini-Ganganalyselabor“
im Schuh
Die Ziele des PFI-Forschungsprojektes sind:
einen Messschuh zu entwickeln, der Stoßkräfte,
Achillessehnenschwingung sowie Pro- und Supinationsbewegungen
während des Laufens aufzeichnet
die Abhängigkeit der Achillessehnenschwingungen
und Pro- und Supinationsbewegungen von der
Ansteuerung einzelner Unterschenkelmuskeln und
von den bei jedem Schritt wirkenden Stoßkräften
zu bestimmen
optimale Stoßkräfte für verschiedene Achslagen der
unteren Sprunggelenkachse zu analysieren, bei deren
Auftreten die geringsten Vibrationen der Achillessehne
zu verzeichnen sind
achsspezifi sch modifi zierte Schuhe zu entwickeln,
um die Vibrationen der Achillessehne zu minimieren
und Überlastungsfolgen in diesem Bereich zu reduzieren
Im Rahmen dieses Forschungsprojektes sollen Messgrößen
im und am Schuh identifi ziert werden, mit
denen sich Fehlbelastungen in Abhängigkeit von der
individuellen Gelenkanatomie detektieren lassen. Weiterhin
sollen in den Schuh integrierbare Messsysteme
entworfen und implementiert werden. Gleichzeitig
sollen schuhtechnische Maßnahmen entwickelt werden,
um Überlastungen entgegenzuwirken. Mit den
Messsystemen sollen Kriterien für eine zuverlässige Diagnose
entsprechender prädispositionierender Faktoren
erarbeitet sowie die Korrekturmaßnahmen an den
Schuhen auf ihre Wirksamkeit bewertet werden.
Die zu entwickelnden Mess- und mikro-elektromechanischen
Systeme (MEMS) sollen also ein konkretes
Problem lösen und gleichzeitig als Referenz dienen,
Schuhsysteme zu entwickeln, mit deren Hilfe Sportler
ihren Laufstil überwachen können. Auch bei der Suche
nach der Ursache von Überlastungsfolgen könnten die
zu entwerfenden Systeme nützlich sein.

EMG steht für Elektromyografie.
EMG-Elektroden messen die Muskelaktivität
EMG
Elektroden
Goniometer
Beschleunigungsaufnehmer
In dem vorgeschlagenen Projekt sollen in einem ersten
Schritt ein MEMS-basiertes Messsystem entwickelt
werden, dessen Zweck es ist, Daten zu ermitteln, auf
deren Grundlage ein biomechanisches Problem gelöst
werden kann. Parallel dazu soll ein System zur aktiven
Laufkontrolle entwickelt werden, das alltagstauglich
in einem Schuh oder in einer Einlegesohle integriert
werden kann.
Zusätzlich soll der Nachweis erbracht werden, dass es
möglich ist, mit den entwickelten Systemen erstens verschiedene
Gangparameter in hinreichender Qualität zu
messen und zweitens bisher nicht ermittelbare, im Schuh
gemessene Daten zu liefern, um Interpretationslücken
zu den Informationen, welche vorhandene Ganganalysesysteme
bereits liefern können, zu schließen.
Innovativer Beitrag der
angestrebten Forschungsergebnisse
Die aus diesem Forschungsvorhaben gewonnenen Erkenntnisse
werden das Wissen erweitern, wie elektronische
beziehungsweise mikrosystemtechnische Erzeugnisse
in das Produkt Schuh integriert werden können.
Sie stellen somit einen wichtigen Schritt dar zur Untersuchung
der Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT) in
einem textilen Umfeld.
Zu den technologischen Lösungen, die man aus den Projektergebnissen
zu entwickeln hofft, könnte ein standardisiertes
Diagnostik-System für die individuelle Gelenk-
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
anatomie gehören. Ein solches System könnte sehr vielfältig
eingesetzt werden: beispielsweise im Reha-Training
von Schlaganfall-Patienten, denen ein solches Schuhsys- Schuhsys-
tem dabei helfen könnte, ein physiologisches Gangbild
zu erlernen und anzuwenden, indem sie bei einer anhal- anhal- anhaltend
vom Soll-Gangbild abweichenden Bewegung auf
diesen Sachverhalt aufmerksam gemacht werden. Darüber
hinaus könnte ein solches System die Beratung im
Sportfachgeschäft, die Beurteilung therapeutischer Maßnahmen
in der Orthopädie-Schuhtechnik, die verbesserte
Versorgung in physiotherapeutischen Einrichtungen, die
Planung und Durchführung operativer Eingriffe an Fuß
und Sprunggelenk sowie die Individualisierung der Versorgung
mit Sprunggelenk-Endoprothesen unterstützen.
Modifi kationen zur Anwendung auf andere Gelenke
(Kniegelenk, Hüftgelenk) könnten auch im gesundheitspolitisch
außerordentlich wichtigen klinischen Bereich zu
deutlichen Verbesserungen führen.
Einen unmittelbaren Nutzen aus den Projektergebnissen
erzielen Orthopädie-, Arbeits- und Sportschuhhersteller.
Die Ergebnisse werden in Seminaren der Forschungsstelle,
in Fachzeitschriften, aktuellen Informationsschriften, auf
Fachtagungen sowie im Internet veröffentlicht. Sie sollen
auch an Sportverbände kommuniziert werden, in denen
Sportarten organisiert sind, die primär mit Verletzungen
der unteren Extremitäten konfrontiert sind, wie beispielsweise
Fußball, Handball, Volleyball oder Basketball.
Dieses Projekt wird von der AiF
unter der Nummer 17615 N gefördert.
Weitere Informationen
PFI Engineering
Dipl.-Ing. Peter Schultheis
Telefon: +49 (0)6331 249040
E-Mail: peter.schultheis@pfi -germany.de
Ilka Meinert
Universität Stuttgart
Institut für Sport- und Bewegungswissenschaft
University of Stuttgart
Department of Sport and Exercise Science
Telefon: +49 (0)711 685 68247
E-Mail: ilka.meinert@inspo.uni-stuttgart.de
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Newsletter
FORSCHUNG
Forschungsprojekt: Neue Konstruktionsrichtlinien für Straßenschuhe
Schon mal an die
Dynamik gedacht?
Schuhe sind nicht nur modische Accessoires. Sie sollen
vor allem den Fuß beim Gehen funktionell unterstützen.
Erkenntnisse aus der Dynamik des Fußes werden
bislang nur in der Sportschuhentwicklung und bei
Spezialschuhen wie Armeestiefeln genutzt. Straßenschuhe
dagegen werden bis heute nach statisch ermittelten
Fußmaßen entwickelt. Die Ergebnisse aus
der Sportschuhentwicklung sind nur bedingt auf Straßenschuhe
übertragbar, weil Bewegungsabläufe und
Belastungen wesentlich voneinander abweichen. ISC
und PFI arbeiten daher an einem Forschungsprojekt,
das die Frage beantworten soll, ob die Passform von
Straßen- und Freizeitschuhen signifi kant verbessert
werden kann, wenn die maßlichen Veränderungen
des Fußes, wie sie während der Gehbewegung auftreten,
bei der Konstruktion von Leisten und Schuhen
berücksichtigt werden.
Sich beschwerdefrei und uneingeschränkt bewegen zu
können ist für die meisten Menschen eines der wichtigsten
Kriterien, wenn sie über die Frage „Was ist
Lebensqualität?“ nachdenken. Wir alle wollen bis ins
hohe Alter aktiv und unabhängig sein. Die Gesundheit
der Füße spielt dabei eine wichtige Rolle. Und daher
steigen die Erwartungen an Schuhe, und zwar nicht
nur an Sport- oder Spezialschuhe zur medizinischen
Versorgung: Auch Alltags- und Freizeitschuhe müssen
verbesserte Funktionalität und Passform aufweisen.
Der Schuhmarkt ist ein heiß umkämpfter Markt. Eigentlich
könnte man von einem Waren-Überangebot
sprechen. Allerdings gibt es riesige Unterschiede, was
die Qualität angeht. Für die Hersteller gilt: sich von
der Masse absetzen. Vor allem Schuhe deutscher beziehungsweise
europäischer Hersteller, die nicht im
Niedrigpreis-Sektor angesiedelt sind, müssen durch
herausragende Eigenschaften überzeugen, beispielsweise
durch eine besonders gute Passform und ein besonders
angenehmes Tragegefühl.
Schuhkonstruktion nach dynamischen
Aspekten – ultimativer Kick für die
optimale Passform?
Hier könnte das Forschungsprojekt von ISC und PFI wichtige
Erkenntnisse bringen. Bisher werden Straßenschuhe
nach statisch ermittelten Fußmaßen entwickelt. Das liegt
daran, dass für die Schuhherstellung Leisten erforderlich
sind – und der Leisten ist nun mal ein statisches Objekt.
Alle durch die Gehbewegung bedingten dynamischen
Veränderungen am Fuß müssen in statische Werte übersetzt
und auf den Leisten übertragen werden.
Erkenntnisse aus der Dynamik des Fußes werden schon
seit langem bei der Sportschuhentwicklung berücksichtigt
und haben dort zu wichtigen Schuh-Evolutionen
geführt. Was für Spezialschuhe für bestimmte Sportarten
gilt, ist aber nur bedingt auf Straßenschuhe
übertragbar, weil hier andere Bewegungsabläufe und
Belastungen auftreten. Die Frage ist: Kann die Berücksichtigung
der Dynamik des Fußes bei der Konstruktion
von Leisten und Schuhen die Passform von Straßen- und
Freizeitschuhen tatsächlich signifi kant verbessern?
PFI: Große Fußdatenbank
Das PFI besitzt dank der Tatsache, dass es bis in die
jüngste Vergangenheit großangelegte Fuß- und Beinmeßaktionen
durchgeführt hat, sehr umfassende Informationen
über die statischen Fußmaße der deutschen
Bevölkerung, und zwar mit der erforderlichen
statistischen Sicherheit. Das PFI hat auch Erfahrung
darin, wie diese statischen Werte für die Leistenkonstruktion
umzusetzen sind. Auf diesen Erfahrungen
aufbauend soll das neue Projekt die Veränderungen an
Füßen in Bewegung ermitteln und die Ergebnisse – als
praxistaugliche Konstruktionsrichtlinien zusammengefasst
– der Schuhindustrie zur Verfügung stellen.

Große individuelle Unterschiede
beim Gehen
In einem ersten Schritt wurden Ganganalysen durchgeführt
und die dynamischen mit statischen Werten
verglichen. Für die serielle Schuhproduktion ist es
wichtig, Daten zu erarbeiten, die für das paßgerechte
Beschuhen möglichst vieler Personen geeignet sind.
Deshalb ist eine Einteilung nach Fußtypen erforderlich.
Bisher wurden die Füße von rund 70 Probanden
untersucht und zunächst statisch mit einem 3D-Scanner
erfasst. Anschließend wurde die Druckverteilung
an der Fußsohle beim Gehen ermittelt und durch eine
synchronisierte Videoaufnahme ergänzt. Gegenwärtig
werden diese Messdaten ausgewertet. Schon bei
der Ganganalyse zeigen sich große individuelle Unterschiede
bei den Testpersonen.
Absätze verändert das Gangbild enorm
Weiterhin wird der Einfl uss des Schuhs auf die Bewegung
des Fußes in die Untersuchungen einbezogen.
Da Straßenschuhe größtenteils Absätze haben, ist deren
Einfl uss von großem Interesse. Bild a zeigt eine Druckverteilung
in einem fl achen Schuh. Die Ganglinie beginnt in
der Ferse, verläuft fast mittig zum Ballenbereich und endet
im Bereich der Großzehe. Bild b veranschaulicht die
Druckverteilung bei einem Schuh mit einer Absatzhöhe
von 70 mm. Die Ganglinie ist deutlich kürzer und weicht
in ihrem Verlauf von der des fl achen Schuhes ab.
Die Ergebnisse dieser Messungen sollen bei der Leistenentwicklung
berücksichtigt werden, um Straßenschuhe
besser den dynamischen Anforderungen des Fußes
anzupassen. Im Forschungsprojekt wird aber nicht nur
der Leisten betrachtet. Auch Schaft- und Schuhbodengestaltung
sollen in die Untersuchungen einbezogen
werden, um effektive Lösungen zu fi nden.
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
a b
Druckverteilungsmessung
in verschiedenen Schuhen
a: flacher Schuh
b: Schuh mit hohem Absatz
Wenn es gelingt, die Erkenntnisse aus den biomechanischen
Untersuchungen in Leisten und Schuhe umzusetzen,
die einen deutlich spürbaren Unterschied zu
„herkömmlichen“ Produkten aufweisen, bringt dies
mehr Fußkomfort für die Kunden und eine messbare
Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der Schuhfi rmen,
die von diesem Projekt profi tieren. Das Projekt
wird 2014 abschließen.
Dieses Projekt wird von der AiF – Allianz
Industrie Forschung unter der Nummer
17172 N gefördert.
Weitere Informationen
Dr. Monika Richter,
Telefon: +49 (0) 6331 249027
E-Mail: monika.richter@pfi -germany.de
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Newsletter FORSCHUNG
Orthopädieschuhtechnische Hilfsmittel
Mehr Klarheit in Sachen
Materialeigenschaften
Die steigenden Kosten im Gesundheitssystem sind ein
Thema, das heute aktuell ist und es auch in Zukunft
bleiben wird – zu dieser Erkenntnis reicht ein Blick auf
die Altersstruktur der Deutschen. Die Kostenträger
sind bestrebt, ihre Ausgaben moderat zu halten. Auch
bei orthopädischen Hilfsmitteln soll gespart werden.
Für Orthopädieschuhtechniker bedeutet das: Weniger
Geld pro individueller Patientenversorgung. Somit
stellt sich die Frage, wie orthopädische Hilfsmittel
effektiver gestaltet werden können. Dazu bräuchte
man Informationen über wichtige Materialparameter,
doch diese fehlen. Abhilfe schaffen soll ein PFI-Forschungsprojekt,
das umfassende Informationen über
die Parameter der in der Orthopädieschuhtechnik verwendeten
Materialien aufbauen soll.
Art und Aufbau von Einlagen und Bettungen müssen
ganz individuell an das jeweilige Krankheitsbild des
zu behandelnden Patientenfußes angepasst werden.
Der Wahl der richtigen Materialien kommt dabei eine
Schlüsselstellung zu. Kenntnisse über die Materialeigenschaften
werden umso wichtiger, da sich die Palette
der zur Verfügung stehenden Materialien in den
letzten Jahren wesentlich erweitert hat. Neu hinzugekommen
sind vor allem synthetische Materialien, die
gezielt für den Einsatz in der Orthopädieschuhtechnik
konzipiert wurden. Welcher Orthopädieschuhmacher
welche Materialien für welche Zwecke benutzt, hängt
zum heutigen Zeitpunkt eigentlich rein von seiner Berufserfahrung
ab. Allgemein zugängliche Informationen,
die Materialeigenschaften transparent und vergleichbar
machen, gibt es aktuell nicht.
Umfassende Informationen
über Materialparameter fehlen
Als Materialparameter steht bisher einzig die Shore-
Härte zur Verfügung. Dieser Parameter lässt aber keine
Rückschlüsse auf die Dauerbelastbarkeit des Materials,
die Schockabsorption, das Dämpfungsverhalten
oder das Rückstellverhalten zu. Sportmedizinische
Untersuchungen haben gezeigt, dass gerade diese
Informationen wichtig sind, um die biomechanischen
Effekte zu erzielen, die durch die medizinischen Hilfsmittel
erreicht werden sollen.
Die Materialeigenschaften sollen zudem über die gesamte
Lebensdauer des Produktes erhalten bleiben.
Auch darüber liegen aber bisher keine wissenschaftlichen
Erkenntnisse vor.
Mangel an Informationen
zu hygienischen Eigenschaften
Und noch ein Manko wäre zu beheben: Materialien
für orthopädieschuhtechnische Hilfsmittel werden
häufi g ohne genaue Kenntnis der hygienischen Aspekte
ausgewählt. Das wäre aber unbedingt erforderlich
angesichts der Tatsache, dass die Produkte lange Zeit
getragen werden und je nach Krankheitsbild auch mit
infektiösem Wundsekret in Kontakt kommen. Dies bedeutet
ein hohes Risiko für die Besiedelung mit Bakterien
und anderen Mikroorganismen. Infektiöse Keime
beeinträchtigen erstens das Material und verkürzen
dadurch die Haltbarkeit von orthopädischen Hilfsmitteln,
und zweitens – und das ist noch schlimmer – kann
sich der Träger immer wieder neu infi zieren und ist somit
der Gefahr einer massiven gesundheitlichen Beeinträchtigung
ausgesetzt. Über die hygienischen Eigenschaften
der eingesetzten Materialien fehlen bislang
konkrete Informationen.

Klarheit schaffen: Welches Material
hat welche Eigenschaften?
Das PFI-Forschungsprojekt will umfassende Informationen
zu den Materialparametern zusammentragen,
die Orthopädieschuhtechnikern Auskunft zur effektiveren
Gestaltung von Versorgungen durch optimale
Materialkombinationen gibt. Wichtig sind dabei
unter anderem Aussagen über Dauerbelastbarkeit,
Dämpfungseigenschaften und Rückstellverhalten der
zur Auswahl stehenden Materialien. Beispielsweise
wird die Lebensdauer der Produkte verbessert, wenn
entsprechende Materialien mit der besten Dauerbelastbarkeit
ausgewählt werden können. Diese Informationen
stehen Orthopädieschuhtechnikern bisher
in dieser übersichtlichen Form mit direkter Vergleichsmöglichkeit
der Materialien nicht zur Verfügung.
Die Materialauswahl soll von den Patientengegebenheiten
(Gewicht, Fußplastik, Krankheitsbild), der
gewünschten medizinischen Wirkung wie den Dämpfungseigenschaften,
der Dauerbelastbarkeit (Lebensdauer
des Medizinproduktes), der Gehgeschwindigkeit
oder dem Einsatzzweck der Versorgung (zum Beispiel
Versorgung von Krankheitssymptomen, im Sport, im
Sicherheitsschuh) bestimmt werden. Für die meisten
dieser Anwendungen stehen bisher keine messbaren
Parameter zur Verfügung.
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Ein weiteres Projektziel ist die Berücksichtigung elementarer
hygienischer Eigenschaften wie das Verhalten
der verschiedenen Materialien und Verbundarten
gegenüber Bakterien und Mikropilzen (vor allem Hefen,
Haut- und Nagelpilze). Die Ergebnisse sollen einerseits
der Orthopädieschuhtechnik eine Hilfe bei der
Auswahl geeigneter Materialien bieten, andererseits
in die Gestaltungsrichtlinien der Hilfsmittel einfl ießen.
Die Nutzung mikrobiologischer Parameter (hygienische
Aspekte, Minimierung des Infektionsrisikos) wird
die Produktqualität und damit auch die Lebensqualität
der Patienten deutlich verbessern.
Therapie-Effi zienz verbessern
und Kosten senken
Sobald Informationen über die Materialparameter zur
Verfügung stehen, wird dies dazu beitragen, dass bei
mindestens gleicher Wirkung der Medizinprodukte
Materialeinsatz und Kosten reduziert werden können.
Durch die Bereitstellung physikalischer und mikrobiologischer
Materialparameter sollen Orthopädieschuhtechniker
befähigt werden, die Materialien für
die Bettungen unterschiedlichster Einsatzzwecke so
zu kombinieren, dass sogar mit weniger Material eine
optimale Versorgung der Patienten erfolgen kann.
Die Ergebnisse könnten zudem eine neue Argumentationsbasis
für die Verhandlungen mit den Krankenkassen
schaffen, wenn es um die Festlegung der Lebensdauer
orthopädieschuhtechnischer Versorgungen geht
und darum, wann ein Patient Anspruch auf eine neue
Versorgung hat. Der Abschlussbericht des Projekts wird
Ende 2013 vorliegen.
Dieses Projekt wird von der AiF – Allianz
Industrie Forschung unter der Nummer
16994 N gefördert.
Weitere Informationen
Dr. Monika Richter,
Telefon: +49 (0) 6331 249027
E-Mail: monika.richter@pfi -germany.de
Prüfung der Shore-Härte
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Newsletter
Die Zehenschutzkappen von Sicherheitsschuhen schützen
vor Verletzungen durch Einklemmen und durch
Stöße. Doch gerade bei der Arbeit mit Flurförderfahrzeugen
wie Gabelstaplern oder Palettenhubwagen
passieren häufi g Unfälle der folgenden Art: die Füße
des Fahrers beziehungsweise des Bedieners werden
überrollt. Die Folge sind oft komplizierte Brüche, die
unter Umständen nur schwer oder gar nicht heilen
und die Betroffenen dann ein Leben lang einschränken.
Ein neues PFI-Forschungsvorhaben
untersucht deshalb, wie
die Zehenschutzkappen
von Sicherheitsschuhen
speziell für den
Fall des Überrollens
optimiert werden
können.
Neben den genormten Prüfbelastungen, wie sie in der
DIN EN 20344 und der DIN EN 20345 erfasst sind, kann
es im Arbeitsalltag zu Unfallszenarien kommen, die
aktuell nicht in einer Norm erfasst und geprüft werden
– beispielsweise die oben erwähnten Überrollunfälle.
Es ist unklar, ob die heutigen Zehenschutzkappen auf
Belastungen, wie sie bei Überrollunfällen auftreten,
ausreichend ausgelegt sind und ob die Schutzfunktion
der Sicherheitsschuhe tatsächlich gewährleistet ist.
Diese Frage stellt sich insbesondere, aber nicht ausschließlich,
bei Kunststoffkappen. Maßgeblich für die
Verletzung des Fußes in einem Sicherheitsschuh mit
Zehenschutzkappe ist die Verformung dieser Zehenschutzkappe
unter Last.
FORSCHUNG
Ausreichend Schutz beim Überrollen?
Optimierung
von Zehenschutzkappen
In einem neuen AiF-Forschungsprojekt soll das PFI
Untersuchungen durchführen, mit denen die auftretenden
Belastungen, die Belastungsrichtungen und
das Schadensverhalten der Kappen beim Überrollen
spezifi ziert sowie Grenzwerte und Anforderungen
ermittelt werden sollen. Ziel ist, Zehenschutzkappen
durch konstruktive und materialtechnische Maßnahmen
weiterzuentwickeln, damit sie auch Schutz bei
Überrollunfällen bieten. Außerdem sollen Prüfeinrichtungen
gelistet und Prüfanforderungen formuliert
werden, um eine Normung für die Schutzfunktion von
Zehenschutzkappen im Fall von Überrollen vorzubereiten.
Die angestrebten Forschungsergebnisse sollen
einen Beitrag zur Weiterentwicklung heutiger Zehenschutzkappen
liefern und somit die Schutzfunktion
von Sicherheitsschuhen weiter verbessern.
Das Projekt begann am 1. Januar 2013 und läuft über
zwei Jahre. Gefördert wird das Forschungsvorhaben
durch die AiF – Allianz Industrie Forschung unter der
Förder-Nummer AiF 17636 N.
Weitere Informationen
PFI Engineering
Dipl.-Ing. Peter Schultheis
Telefon: +49 (0)6331 249040
E-Mail: peter.schultheis@pfi -germany.de

Verbesserte Präzision
Neues elektrisches
Tischlastometer
Das neue elektrische PFI-Tischlastometer ermöglicht
die Bestimmung der Verdehnbarkeit von Schuh-Obermaterialien
gemäß DIN EN ISO 17693:2005. Diese Prüfung
liefert wichtige Informationen für das Verhalten
von einzelnen Schaftmaterialien und von Materialverbünden
beim Zwicken wie auch beim Tragen. Weiterhin
erlaubt das Gerät die Beurteilung der Berstfestigkeit
von Schuh-Reißverschlüssen nach DIN EN ISO
10717:2011.
Das neue Tischlastometer besitzt ein integriertes Steuermodul,
das die in den Normen geforderten Messpunkte
speichert und nach Beendigung der Prüfung
auswertet. Ein externer Taster überträgt die visuell erfassten
Beschädigungsstufen ans Steuermodul, wo sie
ebenfalls gespeichert werden.
Der Vorteil gegenüber dem mechanischen Vorgängermodell
ist die höhere Präzision: Beim mechanischen
Modell wird der Vorschub der Kalotte über eine Spindel
bewerkstelligt, welche eine Bedienperson drehen
muss. Damit ist eine gewisse Ungenauigkeit programmiert,
denn niemand kann mit absolut konstanter
Kraft drehen. Durch die elektronische Geschwindigkeitsregulierung
können nun die in der Norm vorgegebenen
Geschwindigkeiten genau eingehalten
werden, was eine normkonforme Prüfung wesentlich
erleichtert.
Technische Daten
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Standfl äche: ca. 200 × 200 mm (Tischlastometer)
ca. 200 x 450 mm (Steuerkasten)
Betriebsspannung: 230 V 50Hz
Leistungsaufnahme: 100VA
Bestell-Nr. 3150
Telefon: +49 (0)6331 249040
E-Mail: peter.schultheis@pfi -germany.de
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Newsletter FORSCHUNG
Neue Produkteigenschaften verlangen neue Prüfstandards
Verbesserte Durchtrittsicherheit
von Sicherheitsschuhen
Eine verbesserte Schutzfunktion von Sicherheitsschuhen
rechtfertigt nicht nur einen höheren Preis, sie hebt
auch das Image des Herstellers. Nur: Neue Features
müssen auch „an den Mann“ gebracht werden, zum
Beispiel mit einem entsprechendem Prüfzertifi kat.
Wenn also beispielsweise die Durchtrittsicherheit von
Einlagen für Sicherheitsschuhe optimiert wird, sollte
ein allgemein anerkannter Prüfstandard dafür sorgen,
diese verbesserte Produkteigenschaft dem Kunden
gegenüber darstellen zu können. Dies ist Gegenstand
eines neuen AiF-Projekts des PFI, das am 1. April 2013
anlief und eine Laufzeit von zwei Jahren hat.
Für viele Arbeitnehmer ist das Tragen von Sicherheitsschuhen
bei der Ausübung ihres Berufes unerlässlich.
Rüsten Arbeitgeber ihre Mitarbeiter mit Sicherheitsschuhen
aus, sinkt die Anzahl der Arbeitsunfälle nachweislich
entscheidend. Eine Reihe deutscher Sicherheitsschuhhersteller
ist mit qualitativ hochwertigen
und stets innovativen Sicherheitsschuhen am Markt
etabliert. Allein 2010 produzierten deutsche Hersteller
über vier Millionen Paar Sicherheitsschuhe mit Lederoberteil.
Das PFI soll sich im Rahmen eines neuen
Projektes mit der Frage befassen, wie
die Durchtrittsicherheit von Einlagen
für Sicherheitsschuhe optimiert
werden kann und wie diese Verbesserung
durch neue Standards der Produktprüfung
belegt werden kann.
Denn wenn ein Schuh verbesserte
Eigenschaften aufweist,
sollte es auch allgemein anerkannte
Prüfstandards zum
Nachweis der neuen Features geben.
Das Projekt betrachtet speziell Sicherheitsschuhe der
Klassen S3 und S5. Möglicherweise wird der Abschlussbericht
Vorschläge für eine Neuklassifi zierung des
Grades der Schutzfunktion von Schuhen und Einlagen
liefern.
Erwartet werden wissenschaftliche Erkenntnisse zum
Themenkomplex „Durchtrittsicherheit“, Vorschläge
für neue Prüfverfahren (beispielsweise Impactprüfung)
für durchtrittsichere Einlagen sowie Verbesserungsvorschläge
hinsichtlich des Einsatzes moderner Materialien
für die Einlagen und hinsichtlich der Schuhkonstruktion.
Die im Forschungsprojekt erzielten Ergebnisse
sollen den deutschen KMUs einen Wettbewerbsvorteil
verschaffen.
Gefördert wird dieses Forschungsvorhaben durch die
AiF – Allianz Industrie Forschung unter der Förder-
Nummer AiF 17741 N.
Weitere Informationen
PFI Engineering
Dipl.-Ing. Peter Schultheis
Telefon: +49 (0)6331 249040
E-Mail: peter.schultheis@pfi -germany.de

Geschnürt – ohne Hände
Selbsttätig
schließender Schuh
Wohin Deutschland demographisch driftet, ist kein
Geheimnis: Die Bevölkerung wird immer älter. Es
werden immer weniger Menschen in Deutschland
leben. Die Geburtenrate sinkt, ebenso der Anteil der
Erwerbstätigen. Gleichzeitig steigt die Zahl der älteren
Menschen. Ältere Personen leiden häufi g unter
Bewegungseinschränkungen. Das macht den Alltag
kompliziert, zum Beispiel, wenn es um das Schnüren
von Schuhen geht. Schuhe zubinden stellt auch ein
Problem dar für Menschen, denen Arme oder Finger
fehlen, sowie für Personen mit Rückenbeschwerden.
Ein neues PFI-Forschungsprojekt soll Abhilfe schaffen:
Ziel ist die Entwicklung eines Konzepts für automatisch
schließende Schnürschuhe, das ohne den Einsatz
der Hände funktioniert.
Das innovative Schnürsystem soll hinsichtlich Passform,
Verschlusssicherheit und Flexibilität bestehenden manuellen
Schnürsystemen nicht nachstehen. Es soll als
mikroelektromechanisches System ausgelegt sein, da
hierüber die größte Flexibilität zu erzielen ist. Die Aufgabe
des Schnürens soll über entsprechende Aktuatorund
Sensormodule realisiert werden. Die Module des
selbsttätigen Schnürsystems sollen möglichst einfach
zu handhaben sein.
Um weitgehend unabhängig von einer externen
Stromversorgung zu sein, soll sich das System aus der
Gehbewegung mit Energie versorgen. Zusätzlich soll
ein kabelloses Ladeverfahren adaptiert werden, das
eine gewisse Energiereserve sicherstellt und das System
in einem „Schnelllademodus“ auf volle Kapazität
laden kann.
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Das Projekt beinhaltet die Entwicklung von Schuhund
Schaftmodellen, die leicht anzuziehen sind, sowie
spezieller Module zur Energiegewinnung und -speicherung,
zur Aktorik und zur Integration all dieser
Module in den Schuh.
Die von diesem Vorhaben zu erwartenden Erkenntnisse
werden den Alltag vieler Menschen erleichtern.
Innovationen wie dieser Hi-Tech Schuh ermöglichen
es deutschen KMUs, ihre Spitzenstellung im Bereich
moderner Technologien – wie Low Power Konzepte,
Energy Harvesting oder Ambient Assisted Living – zu
bewahren und zu festigen. Dem Vorhaben wird aufgrund
der potenziellen Nutzung in der Orthopädie,
der Geriatrie sowie im Freizeitbereich eine große
wirtschaftliche Bedeutung zugeschrieben. Das Projekt
startete am 1. April 2013 und hat eine Laufzeit von
zwei Jahren. Es wird von der AiF – Allianz Industrie
Forschung unter der Nummer 17742N gefördert.
Weitere Informationen
PFI Engineering
Dipl.-Ing. Peter Schultheis
Telefon: +49 (0)6331 249040
E-Mail: peter.schultheis@pfi -germany.de
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Newsletter BIOTECHNOLOGIE
Einweihung des ersten Moduls für Ende 2013 geplant
Energiepark Pirmasens-
Winzeln: Es geht voran!
Die NaWaRo-Biogasanlage (NaWaRo = nachwachsende
Rohstoffe) im Energiepark Pirmasens wird die modernste
in Rheinland-Pfalz sein. Aufgrund veränderter
gesetzlicher und politischer Rahmenbedingungen und
der Klimaschutzdebatte des letzten Jahres wurde sie
auf die neuen Herausforderungen ausgerichtet. Solche
Anpassungen kosten Zeit, sind aber für den langfristigen
Erfolg unerlässlich und ein Beweis für die Innovationskraft
und die Flexibilität der Projektträger. Schon
ein altes Sprichwort sagt: „Gut‘ Ding braucht Weile“.
Die Einweihung des ersten Moduls der Bioraffi nerie
ist für die letzte Novemberwoche 2013 geplant.
Wie alles begann
Die Idee zum Energiepark Pirmasens-Winzeln war bereits
2008 geboren worden: Mit der Stadt Pirmasens,
den Stadtwerken Pirmasens, einer Gruppe von Landwirten
aus der Region sowie dem Prüf- und Forschungsinstitut
hatten sich vier Akteure zusammengetan, um
dieses zukunftsweisende Projekt zu stemmen.
Geplant war der Bau von drei Anlagen zur stoffl ichenergetischen
Nutzung von Biomasse, und zwar einer
Holzvergasungsanlage, einer NaWaRo-Biogasanlage
und einer Reststoffvergärungsanlage. Auf einem Gelände
in Pirmasens-Winzeln sollten die Stadtwerke die
Holzvergasungsanlage, die Landwirte die Biogasanlage
und die Stadt die Reststoffvergärungsanlage für Bioabfall
und andere biogene Reststoffe realisieren.
Die Rolle des Prüf- und Forschungsinstitutes bestand
darin, die Investoren der Biogasanlagen im Energiepark
wissenschaftlich-technisch zu beraten und die
prozessbiologische Überwachung der Biogasanlagen
zu übernehmen. Darüber hinaus bot das PFI an, die
Qualität des „Synthesegases“ aus der Holzvergasung
zu überwachen, um den Betrieb eines für alle drei Anlagen
geplanten Blockheizkraftwerkes zu sichern.
Was vor der Umsetzung
getan werden musste
Zur Umsetzung des Energieparks war der Kauf von
etwa vier Hektar Land am südwestlichen Rand des Industriegebietes
in Pirmasens-Winzeln erforderlich. Als
Käuferin trat die Bioenergie Pirmasens auf, eine hundertprozentige
Tochter der Stadtwerke Pirmasens.
Die Kaufverhandlungen gestalteten sich aufgrund unterschiedlicher
Interessenslagen der Voreigentümer
schwierig und konnten erst Ende 2011 abgeschlossen
werden. Zu diesem Zeitpunkt endete auch das zweijährige
Baufeststellungsverfahren, das die Beteiligung der
Öffentlichkeit einschloss. Anfang 2012 konnte dann mit
der Genehmigungsplanung für die Anlagenrealisierung
begonnen werden.
Das PFI hatte schon im Vorfeld potentielle Investoren
beraten und fachlich unterstützt. Dank dieser Vorarbeit
erhielten die Stadtwerke Pirmasens 2010 relativ schnell
einen Förderbescheid des Landes Rheinland-Pfalz über
2,5 Millionen Euro. Die Mittel kamen vom EFRE, dem
Europäischen Fonds für die regionale Entwicklung. Zwischen
2011 und 2012 führten die Stadtwerke dann eine
Ausschreibung für den Bau der innovativen Holzvergasungsanlage
durch. Dabei stellte sich heraus, dass aufgrund
der hohen Investitionskosten und der Holzpreise
kein wirtschaftlich gesicherter Betrieb dieser Anlage
möglich war. Deshalb wurden alternative Technologien
bezüglich der Investitionskosten und Fördermöglichkeiten
erwogen. Das bedeutete allerdings eine Zeitverzögerung.
Zwischenzeitlich fi elen dann auch die EEG-
Stromerlöse (EEG ist das Erneuerbare-Energien-Gesetz)
schlechter aus, woraufhin das Interesse der Landwirte
an der Investition in eine NaWaRo-Biogasanlage sank.
Somit stand auch der Bau der NaWaRo-Biogasanlage,
deren Biogas in dem zentralen Blockheizkraftwerk verstromt
werden sollte, in Frage.

Deshalb sprang das PFI als Investor für die NaWaRo-
Biogasanlage ein. Anfang 2012 erwarb das PFI 1,2 ha
des 4 ha großen Grundstücks, die 2011 für das Gesamtprojekt
gekauft worden waren. Die Planung der Biogasanlage
konnte beginnen. Inzwischen war auch entschieden
worden, dass sie mit einem eigenständigen
Blockheizkraftwerk ausgestattet werden sollte.
Doch wieder gab es Schwierigkeiten: Im Februar 2012
änderte sich die Gesetzeslage und damit die Zuständigkeiten
für die Genehmigung von Biogasanlagen nach
der Bundes-Imissionsschutzverordnung (BImschV). Klarheit
darüber, welche Behörde nun für die NaWaRo-
Biogasanlage in Pirmasens-Winzeln zuständig ist, gab
es erst im August 2012. Im September 2012 konnte das
PFI schließlich den endgültigen Genehmigungsantrag
nach BImschV stellen. Die nun neu am Genehmigungsverfahren
beteiligte Behörde forderte umfangreiche
Lärm-, Geruchs- und Brandschutzgutachten. Nach
sorgfältiger Prüfung wurde die Genehmigung der Biogasanlage
im Februar 2013 erteilt.
Wie die Wartezeit genutzt wurde
Das PFI nutzte die „Zwangspause“ sinnvoll mit den Überlegungen,
welche weiteren zukunftsweisenden Technologien
in den Energiepark integriert werden könnten. So
soll die NaWaRo-Biogasanlage stufenweise zu einer Bioraffi
nerie ausgebaut werden. Damit wird die Möglichkeit
geschaffen, Biokunststoffe aus Stroh herzustellen und
auch temporär überschüssige Solar- und Windenergie als
Biomethan im Erdgasnetz zu speichern. Um Erfahrungen
mit diesen innovativen Technologien zu sammeln, baute
die PFI Biotechnology im Technikum Versuchsanlagen auf.
Diese Entwicklungen sind bundesweit einmalig und werden
den Energiepark Pirmasens deutlich aufwerten.
Um die Investitionen für die Biokunststofferzeugungsanlage
in Höhe von rund sechs Millionen Euro aufbringen zu
können, wurde im September 2012 bei der EU-Kommission
ein Life+ Antrag gestellt.
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Ein weiterer Projektantrag für eine Anlage zur Speicherung
überschüssiger Windenergie im Erdgasnetz ist in
Vorbereitung. Als Partner für die Vermarktung dieser innovativen
Technologie konnte das PFI die Pfalzgas GmbH
gewinnen. Diese unterstützt die Entwicklung der großtechnischen
Umsetzung des vom PFI entwickelten Verfahrens
(siehe „Power-to-Gas“ auf Seite 38).
Aufgrund der neusten Entwicklungen haben die Stadtwerke
Pirmasens die Bereitschaft signalisiert, noch enger
mit dem PFI zusammenzuarbeiten. Schon Ende 2012 hatten
die Stadtwerke termingerecht nach einer nur zweimonatigen
Bauzeit die energetische Erschließung des Energieparks
abgeschlossen. Strom- und Gasleitungen wurden
verlegt und eine Trafostation in Betrieb genommen.
Das PFI soll nun eine modulare Erweiterung der eigenen
NaWaRo-Biogasanlage planen, um eine 2-MW-Notstromversorgung
für das Industriegebiet „Neues Feld“ umsetzen
zu können. Dieses Alternativkonzept zum Holzvergaser
stellt eine wirtschaftlichere, aber nicht weniger innovative
Lösung für die gesteckten Ziele dar.
Mit Hilfe des Maschinenrings Südwestpfalz wurden im
Oktober 2012 3.500 Tonnen Mais und 1.400 Tonnen Zuckerrüben
als Biosubstrat eingebracht. Die Zusammenarbeit
mit den Landwirten funktionierte reibungslos. Einige
Landwirte, die dem Projekt reserviert gegenüber gestanden
hatten, möchten nun ebenfalls Substrat für die Biogasanlage
liefern. Die Befürchtungen einiger Bürger, dass
die Ernte eine hohe Lärmbelästigung mit sich bringen
könnte, haben sich weitestgehend nicht bestätigt. Viele
waren überrascht, dass die Ernte so schnell vorbei war –
das soll in diesem Jahr auch so bleiben. Für die diesjährige
Erntelogistik von 5.700 Tonnen Mais und 6.000 Tonnen
Zuckerrüben haben bereits Abstimmungsgespräche mit
den Landwirten und dem Maschinenring stattgefunden.
Weitere Informationen
Dipl.-Ing. (FH) Benjamin Pacan
Telefon: +49 (0)6331 2490 - 840
E-Mail: benjamin.pacan@pfi -biotechnology.de
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Newsletter
Seit Januar 2012 arbeitet das PFI zusammen mit deutschen
und belgischen Partnern am Projekt W2PHeat,
einem Gemeinschaftsprojekt im Rahmen des CORNET-
Programms. CORNET steht für Collective Research
Networking und bezweckt die Vernetzung von nationalen
und regionalen Programmen der Gemeinschaftsforschung
in Europa. An dem von der AiF koordinierten
ERA-NET CORNET sind neun Ministerien
und Projektträger aus neun Ländern und Regionen
Europas beteiligt. Die Forschungsergebnisse werden
kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU)
zur Verfügung gestellt, die meist über keine eigenen
Forschungsmittel verfügen. Ein Teil des Projektes
W2PHeat fällt in den Bereich der Biotechnologie und
ist eine Machbarkeitsstudie zur Nutzung von Prozesswärmen
an Biogasanlagen mittels Hoch-Temperatur-
Wärme-Pumpen (HTWP). Die Ergebnisse sollen Ende
2013 vorliegen.
BIOTECHNOLOGIE
Prozess-Abwärme ungenutzt ins Freie pusten?
Abwärme zu Nutzwärme!
Prozessanalyse
Abwärme industrieller Prozesse tritt in den unterschiedlichsten
Formen und Temperaturniveaus auf.
Wie könnte man die Energie, die in Abwärme steckt,
nutzen, statt sie ins Freie zu pusten? Wärmepumpen,
wie sie in Haushalten im Einsatz sind, nehmen Wärme
von einem Medium auf und heben es mittels technischer
Arbeit auf ein höheres Temperaturniveau. Wenn
Medien als Wärmequellen genutzt werden, die über
90 °C warm sind, spricht man von Hoch-Temperatur-
Wärme-Pumpen (HTWP).
Um HTWPs effi zient einsetzen zu können, müssen alle
zugrundeliegenden Daten von Wärmequellen und
-senken ermittelt werden. Hierzu wurden drei Biogasanlagen
und eine Kläranlage mit Methan- und Energieerzeugung
mit angeschlossenen Blockheizkraftwerken
betrachtet. Es handelt sich um die Biogasanlagen
in Bischheim, Heilbachhof und Wallhalben sowie um
die Kläranlage Blümelstal.
Abb. 1: Aufteilung der Energieflüsse
in einem Blockheizkraftwerk

Eine detaillierte Analyse ergab, dass der Einsatz einer
HTWP für jede Anlage individuell untersucht werden
muss. Nicht alle Biogas- und Kläranlagen profi tieren
von einer HTWP. Der Einsatz einer HTWP ist nur dann
sinnvoll, wenn Abwärmen bereit stehen, die mit entsprechender
Aufwertung mittels HTWP für weitere
Prozesse genutzt werden können.
In Abb. 1 ist zu erkennen, dass in diesem Fall etwa
30 Prozent der Energie im Biogas als 103 °C warmes
Wasser vorliegt. Eine HTWP könnte diese Wärme auf
ein höheres Niveau bringen, zum Beispiel auf 130 °C.
Höhere Temperaturniveaus können beispielweise die
Effi zienz von Trocknungs- und Bioraffi nerieprozessen
steigern.
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Detailplanung zur Hochtemperaturnutzung
Im Zuge des Projektes W2PHeat sollen zwei spezifi sche
Prozesse mit Bezug auf die Nutzung einer HTWP näher
betrachtet werden:
Fermentationsanlage zur Nutzung von Stroh zur
Herstellung von Xylitol, gekoppelt mit einer Biogasanlage
Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm
Für beide Prozesse wurde zunächst die Konfi guration
der jeweiligen Anlage schematisiert. Betrachtet wurden
alle anfallenden Wärmeströme und der Wärmebedarf.
Daraufhin konnte die Integration der HTWP
in die Prozesse simuliert werden. Ausgehend von den
zu erzeugenden Produkten wurde eine ökonomische
Betrachtung durchgeführt mit dem Ziel, eine Prioritätsliste
der Prozesse zu generieren, die zusätzlich Umwelteinfl
üsse wie Wetter und Jahreszeit berücksichtigt.
Unter Umständen muss ein Biogasreaktor nämlich
im Winter beheizt und im Sommer gekühlt werden.
Beispielsweise bietet es sich in den Sommermonaten
an, den Gärrest zu trocknen, weil im Sommer überschüssige
Wärme des Reaktors anfällt.
Auf Grundlage der Dimensionierung der Prozesstechnologie
und der Prioritätsliste werden in nächsten Schritten
innovative Steuerungssoftwares entwickelt, die es erlauben,
die Prozesse energetisch optimal zu betreiben.
Abb. 2: Konzept zum Einsatz
einer Wärmepumpe für die Nutzung
der Reaktor- und Biogaswärme
zur Trocknung von Gärrest
und für Bioraffinerieprozesse
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36
Newsletter
Konzept und Funktionsweise der
Wärmepumpe der PFI-Biogasanlage
Neben dem Blockheizkraftwerk (BHKW) stehen in
der PFI-Biogasanlage weitere Wärmequellen zur Verfügung.
Ein innovativer Biogasreaktor erzeugt durch
metabolische Aktivität Wärmeströme im Bereich von
50 bis 55 °C. Diese Energie muss mittels Wandkühlung
entnommen werden und erzeugt warmes Wasser. Zudem
fällt durch eine Biogaskühlung in der Kuppel des
Biogasbehälters warmes Wasser an. Diese jetzt warmen
Kühlwasserströme stellen nun ihre Energie der
Wärmepumpe zur Verfügung. Dort wird sie zum Verdampfen
eines Kühlmittels genutzt. Durch Kompression
wird die Temperatur des Kühlmittels nochmals
erhöht. Dieser heiße Strom kann über Wärmetauscher
genutzt werden, um zum Beispiel Luft aufzuwärmen,
welche im Gärresttrockner die Feuchtigkeit des Gärrestes
entnimmt. Das Kühlmittel wird, nachdem es seine
Energie im Wärmetauscher abgegeben hat, durch
ein Expansionsventil wieder heruntergekühlt. Der Zyklus
kann nun von vorne beginnen.
BIOTECHNOLOGIE
Prozess-Abwärme ungenutzt ins Freie pusten?
Abwärme zu Nutzwärme!
Die Partner im W2PHeat-Projekt
Gärresttrocknung mittels HTWP
Üblicherweise wird die Wärmeenergie des Reaktors
einer Biogasanlage an die Umwelt abgegeben, ohne
weiter genutzt zu werden. Durch den Einsatz der
Wärmepumpe will die PFI Biotechnologie einen energieautarken
Betrieb der Bioraffi niere ermöglichen.
Hierzu sollen sämtliche anfallenden Wärmen aufgefangen,
aufgewertet und genutzt werden.
Gärrest hat einen Wassergehalt von etwa 94 Prozent
und ist daher fl üssig. Die gesetzlichen Vorschriften
verlangen, dass die Lagerkapazität einer Biogasanlage
für den Gärrest so ausgelegt sein muss, dass ein Gärrestvolumen
von bis zu sechs Betriebsmonaten gelagert
werden kann. Traditionelle Biogasanlagen haben
daher riesige Gärrestlager, die mehr als doppelt so
groß sind wie die eigentlichen Fermenter. Zusätzlich
muss der Transport des Gärrestes zurück aufs Feld betrachtet
werden. Das kann – je nach Größe der Anlage
– mehrere Hundert Fahrzeuge pro Jahr bedeuten. Eine
Reduzierung des Wassergehaltes von 94 auf zehn Prozent
würde also nicht nur den Lagerbedarf erheblich
verringern, sondern auch die Straßen entlasten und
die Kosten für die Logistik senken.
Partner im W2PHeat Projekt

Wärmebedarf
der Bioraffi nierieprozesse
Neben der Gärresttrocknung benötigen auch die Fermentationsprozesse
der Bioraffi nerie Wärme. Bevor
das Koppelprodukt des Getreideanbaus, sprich Stroh,
zur Herstellung von Grundchemikalien und Energie
genutzt werden kann, unterliegt es einer physikalischchemischen
Hydrolyse. Diese erfolgt bei einer Temperatur
von 150 °C. Danach wird der Feststoff einer
enzymatischen Hydrolyse unterzogen, welche eine
Temperatur von 55 °C benötigt. Anschliessend fi ndet
die Fermentation der Zucker zu Chemikalien statt,
und zwar bei 37 °C. Abhängig vom Produkt muss abschliessend
eine Reinigung mit Trocknung bei erhöhten
Temperaturen erfolgen. Dies zeigt den Bedarf an
unterschiedlichsten Wärmeniveaus, die durch die Wärmepumpe
und einem Wärmepuffersystem erzeugt
werden können.
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Biogasanlage in Wallhalben, Rheinland-Pfalz.
Dargestellt ist der Größenunterschied zwischen dem
Fermenter (1.000 m3 ) und dem Gärrestlager (2.500 m3 Biogasanlage in Wallhalben, Rheinland-Pfalz.
).
BHKW = Blockheizkraftwerk
Weitere Informationen
Gärrestlager (2.500 m3 Gärrestlager (2.500 m )
Fermenter (1.000 m3 Fermenter (1.000 m ) 3 Fermenter (1.000 m )
BHKW
Dr. Michael Müller
PFI – Abteilung Biotechnologie und Mikrobiologie
Telefon: +49 (0)6331 2490 850
E-Mail: michael.mueller@pfi -biotechnology.de
Noch mehr Info zum Projekt fi nden Sie im Internet:
www.cornet-w2pheat.eu
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Newsletter BIOTECHNOLOGIE
Lösung zur Speicherung von Überschuss-Strommengen
PFI entwickelt Power-
to-Gas-Technologie
Im Zuge der „Energiewende“ will Deutschland die
Treibhausgas-Emissionen stufenweise reduzieren und
die erneuerbaren Energien ausbauen. Rheinland-Pfalz
hat sich besonders ehrgeizige Ziele gesetzt und will
bis 2030 seinen gesamten Strom aus erneuerbaren
Energien erzeugen. Eine Herausforderung stellen dabei
die tages- und jahreszeitlichen Schwankungen von
Wind- und Solarenergie dar. Intelligente Lösungen
zur Umwandlung und Speicherung von Energie sind
daher gefragt. An diesem Punkt setzt ein vom Land
Rheinland-Pfalz gefördertes Forschungsvorhaben des
PFI und der Universität Mainz an. Ziel ist die Entwicklung
einer „Power-to-Gas“-Technologie. Dabei sollen
die Überschüsse von Windkraft- und Solaranlagen mit
der CO -Produktion von Biogasanlagen kombiniert
2
und so speicherbare Energie in Form von Methan produziert
werden.
Der Ausbau von erneuerbaren Energien zur Stromerzeugung
wurde in Rheinland-Pfalz im Jahr 2012 weiter
vorangetrieben. Strom aus erneuerbaren Energien
hat mittlerweile einen Anteil von 29 Prozent an der
Gesamtstromerzeugung des Landes. Der Schwerpunkt
beim Ausbau lag auf der Windenergie. Die installierte
Leistung wuchs um nahezu 300 Megawatt und damit
um rund 11 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Ende
2012 wurden in Rheinland-Pfalz bereits über 1.240
Windkraftanlagen mit einer installierten Leistung von
rund 1.900 Megawatt betrieben. Starkes Wachstum
verzeichnete auch die Photovoltaik. Aktuell gibt es
in Rheinland-Pfalz mehr als 73.000 Anlagen mit einer
Leistung von über 1.500 Megawatt.
Problem: Unzureichende Netz-
und Speicherkapazitäten
Gebremst wird der weitere Ausbau erneuerbarer Energien
– und zwar nicht nur in Rheinland-Pfalz, sondern
bundesweit – allerdings durch die beschränkten Netzkapazitäten
sowie fehlende Speichermöglichkeiten.
Von den unzureichenden Speicherkapazitäten sind vor
allem Energieträger betroffen, deren Stromproduktion
einer starken Fluktuation unterworfen ist, also gerade
Wind- und Solarenergie. So stiegen die Zwangsabschaltungen
von Windkraftanlagen deutschlandweit
aufgrund fehlender Netz- und Speicherkapazitäten
im Jahr 2011 gegenüber dem Vorjahr um nahezu 200
Prozent. Insgesamt gingen hierdurch mehr als 400.000
Megawattstunden Windstrom verloren.

Das entspricht aktuell dem jährlichen Stromverbrauch
von rund 100.000 Haushalten und ist mit Blick auf den
Gesamtstromverbrauch keine dramatisch große Menge.
Jedoch: Der verstärkte Ausbau von Wind- und Solarenergie
infolge des Atomausstiegs wird mittelfristig
zu einem enormen Anstieg dieser Verluste führen, sofern
keine adäquaten Speicherkapazitäten geschaffen
werden.
Eine Möglichkeit zur Speicherung temporär anfallender
Überschüsse von Wind- und Solarenergie bietet
das Erdgasnetz. Nach Berechnungen der Fraunhofer
Gesellschaft verfügt das deutsche Erdgasnetz (einschließlich
Erdgasspeicher) über eine Gesamtspeicherkapazität
von mehr als 200 Terawattstunden. Damit
könnte der Stromverbrauch von ganz Deutschland (er
liegt heute bei rund 600 Terawattstunden pro Jahr) für
etwa vier Monate gedeckt werden. Zum Vergleich: die
deutschen Pumpspeicherkraftwerke haben lediglich
eine Speicherkapazität von 0,04 Terawattstunden und
eine Speicherreichweite von wenigen Stunden.
Rieselstromreaktor zur biogenen Methanproduktion
im Technikum des PFI
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Ziel: Erdgasnetz als Speicher nutzen
Um das Erdgasnetz zur Speicherung nutzen zu können,
müssen die anfallenden Überschussstrommengen zunächst
in Methan umgewandelt werden. Hierzu wird
der Überschuss-Strom mittels Elektrolyse zur Produktion
von Wasserstoff genutzt und dieser im Anschluss
mit Kohlendioxid zu Methan umgesetzt. Verschiedene
Forschungs- und Demonstrationsvorhaben setzen derzeit
vor allem auf das seit langem bekannte Konzept
der technischen Methansynthese (Sabatier-Prozess).
Dieses Verfahren hat allerdings Nachteile: Da es sich
um einen katalysatorabhängigen Prozess handelt, ergeben
sich hohe Anforderungen an die Reinheit der
Ausgangsgase Wasserstoff und Kohlendioxid. Das bedeutet
entsprechende Kosten für die Bereitstellung
des benötigten CO beziehungsweise einen erhebli-
2
chen technischen Aufwand für die Reinigung der Ausgangsgase.
Lösungsweg: Biosynthese
von Methan
Das PFI und die Uni Mainz verfolgen daher einen alternativen
Ansatz. Ziel ist die Entwicklung und Optimierung
eines biotechnologischen Verfahrens zur Biosynthese
von Methan aus CO und Wasserstoff. Man geht
2
davon aus, dass der Wirkungsgrad des Gesamtprozesses
der technischen Methansynthese dem der Biosynthese
von Methan gleichgesetzt werden kann (beide
liegen bei rund 65 Prozent). Im Gegensatz zur technischen
Methansynthese erfolgt die Biosynthese mittels
methanbildener Mikroorganismen in einem vom PFI
entwickelten speziellen Bioreaktor. Ein Prototyp des
Reaktors im Technikumsmaßstab wird derzeit von der
Abteilung Biotechnologie in Betrieb genommen.
Der rund vier Meter hohe Reaktor arbeitet nach dem
Rieselstromprinzip, das heißt die eingesetzten Gase
strömen von unten in den Reaktorraum, während von
oben im Gegenstrom fl üssiges Wachstumssubstrat für
die Bakterien einrieselt. So können schnelle Stoffübergänge
und hohe Umsatzraten realisiert werden.
39

40
Newsletter BIOTECHNOLOGIE
Lösung zur Speicherung von Überschuss-Strommengen
PFI entwickelt Power-
to-Gas-Technologie
Gefüllt wird der Reaktorraum mit speziellen Kunststoffkörpern,
auf welchen sich die eingesetzten Mikroorganismen
ansiedeln können. Dank verschiedener
Vorläufer-Projekte konnten die Projektpartner umfangreiche
Erfahrungen sammeln im Hinblick auf die
Anzucht und Kultivierung der verschiedenen methanbildenden
Bakterien. Sie verfügen sogar über eine eigene
Stammsammlung methanogener Bakterien, welche
für den Einsatz in diesem Projekt getestet werden.
Methanbildende Bakterien der Gattung
Methanosarcina aus der Stammsammlung des PFI
Bakterien setzen auch
ungereinigtes Biogas um
Eine wichtige Eigenschaft der für das Verfahren vorgesehenen
Mikroorganismen ist, dass sie weitgehend
unempfi ndlich gegenüber Verunreinigungen der Ausgangsgase
sind. So werden das Wachstum und die Umsatzraten
durch Stickoxide oder Schwefelverbindungen
im Gas nicht beeinträchtigt. Daher kann für das
Verfahren ungereinigtes Biogas als Ausgangsprodukt
eingesetzt werden. Ebenso wenig weisen die Bakterien
eine Endprodukthemmung gegenüber dem zu bildenden
Methan auf. In Verbindung mit elektrolytisch
produziertem Wasserstoff kann der CO -Anteil des
2
Biogases direkt in Methan umgewandelt werden. Dies
stellt einen erheblichen Vorteil gegenüber der technischen
Methansynthese dar.
Denn auch hier wird Biogas als Ausgangsprodukt verwendet,
dieses muss aber vorher in einem aufwändigen
und teuren Vorbehandlungsprozess gereinigt und
getrocknet werden.
Daher könnte die Biosynthese von Methan im Vergleich
zum herkömmlichen Prozess sogar wirtschaftliche
Vorteile bieten. Die Partner hoffen, die Technologie
nach erfolgreichem Abschluss der Untersuchungen
im Labor- und Technikumsmaßstab Ende 2013 schon
bald in einen Pilotmaßstab überführen zu können. Als
idealer Standort für eine entsprechende Demonstrationsanlage
würde sich der Energiepark Winzeln anbieten,
wo derzeit die Biogasanlage des PFI entsteht
(siehe Artikel Seite 32).
Die Durchführung des Projektes erfolgt im Rahmen des
laufenden EFRE-Programms (Europäischer Fond für regionale
Entwicklung) mit fi nanzieller Unterstützung
des Ministeriums für Wirtschaft, Klimaschutz, Energie
und Landesplanung des Landes Rheinland-Pfalz und
der EU.
Weitere Informationen
Dr. Stefan Dröge
PFI Biotechnologie
Telefon: +49 (0)6331 2490-846
E-Mail: stefan.droege@pfi -biotechnology.de

Messeteilnahme sehr erfolgreich
PFI auf der
BIOGAS 2013
Vom 29. bis 31. Januar lockte die 22. BIOGAS Jahrestagung
und Fachmesse Fachmesse Anlagenbetreiber, -hersteller,
-planer, Landwirte Landwirte sowie Forscher und Wissenschaftler
aus 36 Nationen nach Leipzig. Rund 450 UnternehUnternehmen, darunter die PFI Biotechnologie, waren mit einem
Stand vertreten. Die PFI Biotechnologie verbucht
ihre Teilnahme an der BIOGAS 2013 als großen Erfolg
und wird auch bei der nächsten Ausgabe der Messe
2014 in Nürnberg wieder dabei sein.
Mit einem wesentlich größeren Messestand als im
Vorjahr präsentierte sich die Abteilung Biotechnologie
des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens zum
zweiten Mal auf der Biogas-Fachmesse. Die Abteilung
informierte über ihre zahlreichen Forschungsprojekte
im Bereich der energetischen und stoffl ichen Biomassenutzung.
Ebenfalls im Fokus stand das umfangreiche
Dienstleistungs- und Beratungsangebot der PFI Biotechnologie
für Betreiber von Biogasanlagen.
Hochzufrieden war das Messeteam über die gute Besucherfrequenz
am PFI-Messestand. Die BIOGAS bot eine
ideale Plattform zur Kontaktpfl ege und zur Kontaktaufnahme
mit potenziellen Neukunden. Interessante
Gespräche über mögliche Forschungskooperationen
entspannen sich mit Vertretern aus der Industrie sowie
von Universitäten und anderen Forschungseinrichtungen
aus dem In- und Ausland. Viel Aufmerksamkeit zog
auch die geplante Bioraffi nerie in Pirmasens auf sich.
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Für die PFI Biotechnologie steht fest: Die Biogas 2013
war ein großer Erfolg. Daher ist für die nächste BIO-
GAS, die vom 24. bis 26. Januar 2014 in Nürnberg stattfi
nden wird, wieder ein Messestand geplant.
41

42
Newsletter BIOTECHNOLOGIE
EU-Forschungsanträge
PFI Biotechnology stärker auf
europäischer Ebene aktiv
Das PFI hat seine Fühler weiter in Richtung EU-Förderung
ausgestreckt. Allein die Abteilung Biotechnologie
hat seit August 2012 eine Reihe von Forschungsanträgen
in Brüssel eingereicht. Sollten sie bewilligt werden,
bedeutet das, dass das PFI weit stärker auf europäischer
Ebene arbeiten wird als bisher. Die Evaluierungsphase
der Projektanträge ist derzeit noch nicht abgeschlossen,
doch die PFI Biotechnologie ist zuversichtlich, dass
die Erfolgsaussichten gut sind. Im Folgenden werden
die einzelnen Projekte näher erläutert.
LACTOFUEL
LACTOFUEL ist das Akronym
des Projekts “Fermentative Production
of Butanol Using Waste
Products from the Cheese Industry”, welches beim Förderprogramm
EuroTransBio eingereicht wurde. Ziel
dieses Kollaborationsprojektes ist die Untersuchung
und technische Prozessentwicklung zur Fermentation
von Molke zu Butanol. Dies ist ganz im Sinne des
Aufrufs der EU, verstärkt Substrate zur Bio-Kraftstoffherstellung
zu nutzen, die nicht im Konfl ikt mit der
Lebensmittelindustrie stehen. Das Bio-Butanol soll als
Treibstoff für Kraftfahrzeuge genutzt werden, da Butanol
im Vergleich zu Ethanol viele Vorteile hat:
es ist weniger fl üchtig und explosiv
es kann mit Benzin in allen Mischungsverhältnissen
gemischt werden. Heutige Motoren lassen sogar
die Verwendung von 100 Prozent Butanol zu, ohne
dass technische Umbaumaßnahmen nötig wären
es ist wasserabweisend und lässt sich deshalb in
Pipelines transportieren
sein Energiegehalt ist dem von Benzin vergleichbar
Der Prozess, der in LACTOFUEL entwickelt werden soll,
ist nachhaltig und verwendet Molke als Substrat. Molke
ist ein Nebenprodukt der Milchindustrie und fi ndet neben
der Nutzung als Futtermittel kaum Verwendung.
LACTOFUEL ist ein Kollaborationsprojekt mit folgenden
Partnern:
Inbiolev SL (Spanien) – Koordinator
Intertek (Spanien)
Reiner Schmitt GmbH (Weselberg, Deutschland)
SilverCar Prototipos SL (Spanien)

CORNET Projekte
BIO-EOL
Das BIO-EOL Projekt mit dem Titel “End-of-life Possibilities
of Biopolymer-based Consumer Products“ wurde
mit dem Projektpartner CENTEXBEL, dem belgischen
Forschungsinstitut für Textilien, eingereicht. Ziel ist
die Ermittlung von Recyclingmethoden von biobasierten
und biologisch abbaubaren Kunststoffen und
Kunststoff-Naturfaser-Kompositen. Der Marktanteil
dieser Materialien liegt zwar zurzeit bei unter einem
Prozent, doch weist alles auf einen stetigen Anstieg in
naher Zukunft hin. Daher ist die frühzeitige Betrachtung
und Entwicklung eines nachhaltigen Systems,
welches die Stoffe im Wertstoffkreislauf behält, von
großer Bedeutung.
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
CENTEXBEL wird sich auf die traditionellen Recyclingmethoden
konzentrieren und untersuchen, wie
sich der Kunststoff bei wiederholtem Schmelzen und
Spritzgießen verhält, während die PFI Biotechnologie
die fermentative Wiederverwertung betrachtet. Dabei
gibt es unterschiedliche Vorgehensweisen. Zum einen
kann durch entsprechende Behandlung das Material
wieder in eine Form gebracht werden, die es erlaubt,
neue Polymere zu fermentieren, oder der Werkstoff
wird mittels Bakterien zu Biogas und Energie verwertet.
Dadurch soll eine Kompostierung vermieden
werden. Bei der Kompostierung wird das Material zu
Humus verarbeitet und verweilt danach in der Umwelt,
bis nach etwa einem Jahr und entsprechend viel
Sonnenenergie wieder Pfl anzen gewachsen sind, die
wieder aufwändig zur Herstellung neuer Materialen
verwendet werden können. Durch die Biotechnologie
wird dies umgangen: bereits nach wenigen Tagen
könnten wieder „neue“ Biopolymere zur Verfügung
stehen. Falls dies nicht möglich ist, kann immerhin Biogas
erzeugt werden, welches eine energetische Nutzung
zulässt, während die Energie bei der Kompostierung
nutzlos an die Umwelt abgegeben wird.
Welt-Kunststoffproduktion 2011
ohne andere Kunststoffe ( ~45 Megatonnen)*
*Berücksichtigt Thermoplaste, Polyurethane, Duroplaste,
Elastomere, Klebstoffe, Beschichtungen,
Dämmstoffe sowie PP-Fasern.
Nicht berücksichtigt: PET-, PA- und Polyacryl-Fasern.
Quelle: PlasticsEurope Market Research Group (PEMRG)
43

44
Newsletter
EU-Forschungsanträge
PFI Biotechnology stärker auf
europäischer Ebene aktiv
HP4Drying
HP4Drying ist das Folgeprojekt zum derzeitigen
W2PHeat-Projekt (siehe Seite 34). HP4Drying steht für
“Energetic and Environmental Optimisation of Drying
Processes by Integration of Heat Pumps (Heat Pumps
for Drying)”. Wie der Titel verrät, konzentriert sich
dieses Projekt auf die Trocknung mit Hilfe von Wärmepumpen.
Das Projekt umfasst eine ganze Bandbreite
an Industrien. Neben der Gärrest- und Klärschlammtrocknung
wird die Trocknung von Textilien, Wäsche,
Holz, Kräutern und Lebensmitteln betrachtet.
Trocknung ist ein energieintensiver Prozess und soll
durch die Nutzung von Abwärme effi zienter und sparsamer
gemacht werden. Zum Beispiel kann Abwärme
von etwa 50 °C mittels Wärmepumpe auf ein Temperaturniveau
von etwa 90 °C gebracht werden. Dieses
Temperaturniveau lässt sich dann in weiteren Prozessen
nutzen. Im Rahmen des Projektes soll eine Betrachtung
der Möglichkeiten und die Demonstration einer
Gärrestrocknung an einer Biogasanlage durchgeführt
und evaluiert werden.
BIOTECHNOLOGIE
Folgende Partner sind am Projekt beteiligt:
Belgien
Flemish User Group
Howest, De Hogeschool West-Vlaanderen Kortrijk
Belgian Institute for Wood Technology
- CTIB - TCHN
Technisch Centrum der Houtnijverheid - TCHN
Centre Technique de l'Industrie du Bois – CTIB
Université de Liège
Université Libre de Bruxelles – 4MAT Department
Universiteit Gent
Deutschland
Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e. V.
Institut für Textil- und Verfahrenstechnik (ITV) der
Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung
Denkendorf (DITF)
Institut für Ziegelforschung Essen e. V.
Fraunhofer-Institut für Holzforschung,
Wilhelm-Klauditz-Institut, WKI
wfk - Cleaning Technology Institute e.V.

Accu-meter
Ein weiteres Kompetenzfeld der PFI Biotechnologie ist
die energetische Betrachtung von Gebäuden, welche
bereits im Rahmen des Klimaschutzteilprogrammes
der Stadt Pirmasens, gefördert durch das Bundesministerium
für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit
(BMU), eingesetzt wird. Das CORNET Projekt “Automated
Continuous Commissioning for Building Energy
Profi le Assessment and Improvement” wird sich diese
Expertise zunutze machen, um eine innovative Kontrollsoftware
zu erstellen, welche mittels künstlicher
Intelligenz die Heizungs- und Lüftungssysteme in Gebäuden
steuert, und zwar abhängig von Wetter, Wohlfühlparametern
und Nutzen.
Derzeit wird eine wärmetechnische Optimierung von
Gebäuden durch bauliche Maßnahmen beziehungsweise
durch den Einsatz von modernen Heizungssystemen
realisiert. Das Accu-meter Projekt geht einen Schritt
weiter und optimiert die Mess- und Regeltechnik der
Systeme und erzielt dadurch bereits hohe Energieeinsparungen.
Das Projekt wird mit einer Messkampagne
in belgischen und deutschen Schulen sowie öffentlichen
Bürogebäuden beginnen. Dabei werden sämtliche Daten
erfasst, die für die Simulation und Modellierung der
Steuerung genutzt werden können. Diese wird dann in
praxisnahen Untersuchungen getestet.
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Das Projekt wird durch das PFI koordiniert. Folgende
Partner sind beteiligt:
Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen
und Umformtechnik IWU
Kennis Centrum Energy – KULeuven (Belgien)
Thomas More Kempen (Belgien)
Weitere Informationen
Dr. Michael Müller
PFI – Abteilung Biotechnologie und Mikrobiologie
Telefon: +49 (0)6331 2490 850
E-Mail: michael.mueller@pfi -biotechnology.de
Toilettentrakt einer Schule am Wochenende:
Fenster gekippt, die Heizkörper glühen.
Mit modernen Steuerungssystemen können
Situationen wie diese vermieden werden
45

46
Newsletter CHEMIE
Kontaktallergie durch Schuhe?
Jagd aufs Allergen
Immer öfter bitten Schuhhersteller oder -händler das
PFI um Hilfe, weil Kunden über Juckreiz oder Bläschen
an den Füßen klagen und dies auf das Tragen
von Schuhen zurückführen. In einigen Fällen legen die
Kunden sogar Allergiepässe vor, wonach der behandelnde
Arzt einen allergieauslösenden Stoff identifi -
zieren konnte. Die darauf folgende Laborsuche nach
dem Allergen im unter Verdacht stehenden Artikel ist
eine Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Warum ist
das so und was macht die Identifi kation des Stoffes, der
die allergische Reaktion ausgelöst hat, so schwierig?
In Deutschland sind 30 bis 40 Prozent der Bevölkerung
von mindestens einer Allergie betroffen.
Häufi gkeit von Allergien in der Bevölkerung
30 % Atemwegsallergien
10 % Arzneimittelallergien
5 bis 7 % Nahrungsmittelallergien
7 % Kontaktallergien
2 bis 3 % Insektengiftallergien
Verantwortlich für die allergische Reaktion ist das Immunsystem.
Seine Hauptaufgabe besteht darin, Umweltgifte,
Reizstoffe und Fremdorganismen – wie zum
Beispiel Bakterien – zu erkennen und uns wirksam vor
ihnen zu schützen. Es kontrolliert permanent den ganzen
Organismus und hält Ausschau nach „Eindringlingen“.
Als „Eindringling“ gilt zunächst alles, was das
Immunsystem als „fremd“ ansieht. Dies sind nicht immer
Schadstoffe im Sinne von Giften. Es kann sich dabei
um „ganz normale“ Nahrungsmittelbestandteile
oder Duftstoffe handeln.
Das Immunsystem ist besonders aktiv an den Stellen
im Organismus, die am ehesten mit der Umwelt
in Kontakt kommen, wie Haut, Schleimhäute oder
Magen- und Darmtrakt. Es sorgt dafür, dass die „Eindringlinge“
keinen Schaden anrichten können. Dieser
unspezifi sche Schutzmechanismus spielt sich im Normalfall
völlig unbemerkt und ohne körperliche Reaktionen
ab.
Was führt zu einer Allergie und
wann bezeichnet man „Eindringlinge“
als „Allergene“?
Ist die Belastung des menschlichen Körpers durch
„Eindringlinge“ sehr hoch und kommt eventuell noch
körperlicher oder psychischer Stress hinzu, muss das
Immunsystem weitere Kräfte mobilisieren, um dem
Ansturm zu begegnen. Diese „Verstärkung“ verfügt
über ein wesentlich höheres Abwehrpotential. Die
Auswirkungen können als Hautrötungen, Entzündungen
oder Gewebeschädigungen sichtbar werden. Zeigt
das Immunsystem eine solche Überreaktion, wird der
die Reaktion auslösende Eindringling als „Allergen“
bezeichnet.
Ist ein „Allergen“ einmal vom Immunsystem bekämpft
worden, so legt das Immunsystem für genau dieses
Allergen ein immunologisches Gedächtnis (Immunität)
an, um bei erneutem Kontakt mit dem Allergen
schnell reagieren zu können. Man spricht dann auch
von Sensibilisierung. Ein erneuter Kontakt mit dem
Allergen kann dann eine sehr starke Abwehrreaktion
auslösen. Die allergische Immunität ist also in erster
Linie ein Abwehrmechanismus des Körpers gegen Umwelteindringlinge.
Bei einem „Großangriff“ von Allergenen
können die Abwehrreaktionen
sogar Schaden anrichten. Angefangen
von Rötungen über Quaddelbildung
und Juckreiz bis hin zu Atemnot
oder Kreislaufbeschwerden
kann in extremen Fällen ein
sogenannter anaphylaktischer
Schock auftreten,
unter Umständen sogar mit
tödlichen Folgen.

Vor allem Produkte oder Materialien mit permanentem
direktem Hautkontakt lösen häufi g allergische
Erkrankungen aus. Schon geringste Mengen eines Allergens
können nach einer Sensibilisierung ausreichen,
um weitere allergische Reaktionen auszulösen.
Beim Tragen von Schuhen, Handschuhen oder Lederarmbändern
sind auch Schweiß und Feuchtigkeit von
Bedeutung. Sie schaffen ein lokales Milieu, das dazu
beiträgt, dass ein Allergen überhaupt vom Körper aufgenommen
werden kann und sein allergisches Potenzial
dann erst entfaltet.
Beispiele für typische Allergene
im Schuh- und Lederbereich
Allergeneintrag Relevante
durch: Materialien:
Gerbmittel Leder
z. B. Chrom VI, Formaldehyd,
Glutaraldehyd
Konservierungs- Leder, Textilien, Pappe, Fasern
mittel z. B. Formaldehyd, Dimethylfumarat,
Schwermetalle
Farbstoffe Leder, Textilien, Pappe, Fasern
z. B. Dispersionsfarbstoffe,
4-Aminoazobenzol,
p-Phenylendiamin
Klebstoffe Alle verklebten Materialien
z. B. tert.-Butylphenol-
Formaldehydharz, Thiurame,
Kollophonium
Schwermetalle Metallteile, z. B. Nickel
Leder, z. B. Chrom
Textilien, z.B. Antimon
Kunststoff- Kunststoffe und Gummi
additive z. B. Mercaptobenzothiazol,
Phenolformaldehydharz
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Wie wird das Allergen identifi ziert?
Der Großteil der Allergene im Schuh- und Lederbereich
zählt zu den sogenannten Kontaktallergenen. Dies bedeutet,
dass die körperliche Reaktion an der Stelle auftritt,
wo der Kontakt mit dem Allergen stattgefunden
hat. Typische Kontaktallergene sind Nickel und Chrom
VI. Rund 15 Prozent der deutschen Bevölkerung hat
eine Nickel-Allergie. Damit ist Nickel mit Abstand das
Allergen, das die meisten Kontaktallergien auslöst, gefolgt
von Farbstoffen, Chrom VI und Formaldehyd.
Allergietest (Epicutan-Test)
Tritt eine Hautreaktion unmittelbar nach dem Tragen
der Artikel auf, so ist zunächst erst einmal nur von
einer Hautreizung auszugehen. Typische allergische
Hautreaktionen auf ein Kontaktallergen wie Ekzeme
und Bläschen treten dagegen erst nach etwa drei Tagen
auf. Ist der Reaktionsherd dann nicht eindeutig
einer Allergenquelle zuzuordnen, sei es anhand der
Lokalisation oder anhand vom Aussehen und Größe
(zum Beispiel rund wie ein Hosenknopf), dann wird es
schwierig, den tatsächlichen Auslöser noch zu identifi -
zieren. Nicht immer aber ist das Allergen im Material an
sich zu suchen, wie Leder, Textilien oder Kunststoffe.
Oft sind verklebte Stellen, Nähfäden, Etiketten oder
nachträglich aufgebrachte Konservierungsmittel die
Ursache.
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48
Newsletter
Kontaktallergie durch Schuhe?
Jagd aufs Allergen
Bei einem Verdacht auf eine Kontaktallergie macht der
Arzt zunächst einen Epicutan-Test. Dazu werden mögliche
Allergene auf die Haut aufgebracht. Nach etwa drei
Tagen kann dann eventuell eine Hautreaktion nachgewiesen
werden. Dadurch ist es zwar möglich, die Allergieursache
einzugrenzen, da aber das Spektrum der
möglichen Allergene im Schuh- und Lederbereich recht
groß ist, können die allergieauslösenden Stoffe im Einzelfall
oft nicht vollständig ermittelt werden.
Dazu kommt, dass im Einzelfall fast jede Substanz zu
einer Allergie führen kann. Daher müssen es nicht unbedingt
die bekannten „potenziellen“ Allergene sein,
die eine allergische Reaktion auslösen. Oft reicht ein
Allergen nicht aus, um eine heftige Reaktion zu verursachen.
Es kommt vor, dass sich erst im Gemisch mit
weiteren Allergenen ein allergenes Potenzial entfaltet.
Auch wenn der Test beim Arzt auf ein bestimmtes
Allergen hindeutet, so besagt dies nur, dass der Patient
auf das vom Arzt getestete Allergen allergisch
reagiert. Damit ist aber noch lange nicht bewiesen,
dass es sich dabei tatsächlich um das Allergen handelt,
dass die Allergie dann auch ausgelöst hat. Eine
zusätzliche Möglichkeit, das Verursacherallergen von
medizinischer Seite her einzukreisen, wäre der Test
der verdächtigen, allergieauslösenden Materialien am
Patienten selbst.
Dramatisches Beispiel:
Dimethylfumarat
Wie schwierig die Identifi kation eines Allergens ist,
verdeutlichen die Vorkommnisse um das Antischimmelmittel
Dimethylfumarat (DMF), das bei Leder, Textilien
und in Trocknungspäckchen zum Einsatz kam
und nach Todesfällen in Frankreich seit Mai 2009 in
der EU verboten ist. Auch hier dauerte es eine geraume
Zeit, bis das tatsächliche Allergen entdeckt wurde:
Ein junger Mann erkrankte schwerwiegend. Die Symptome
waren Hautausschläge und Lungenprobleme.
Die Ursache war unbekannt und die Erkrankung führte
zum Tode.
CHEMIE
Kurz darauf zeigte der Vater die gleichen Symptome.
Auch ihm konnte nicht geholfen werden, und er verstarb.
Erst als kurze Zeit darauf auch noch die Hauskatze
starb, fi el der Verdacht auf einen Sessel, der
zunächst vom Sohn und dann vom Vater benutzt wurde
und nach dessen Tod von der Katze vereinnahmt
wurde. Ursache der Todesfälle war ein Polstermöbel,
vollgepackt mit Trocknungspäckchen, die das Anti-
Schimmelmittel DMF enthielten.
Laborseitig ist die Suche nach dem Allergie auslösenden
Stoff ebenso schwierig. Zunächst werden alle
Informationen über die allergische Reaktion wie Allergiepass,
Bilder und so weiter ausgewertet, um das
Allergen möglichst eng einzukreisen. Zudem wird
der verdächtige Artikel untersucht, um die relevanten
Materialien einzugrenzen und mögliche lokale
Belastungsschwerpunkte durch beispielsweise Druck
oder Feuchtigkeit zu identifi zieren. Wenn es sich dabei
um die typischen Allergene wie Nickel, Chrom VI,
Farbstoffe oder Formaldehyd handelt, erleichtert das
sicherlich die Suche im Labor. Handelt es sich aber beispielsweise
um Klebstoff- oder Kunststoff-Allergene,
die auch nur in äußerst geringen Mengen im Schuh
oder Lederartikel vorhanden sein können, stößt man
im Labor quantitativ oft an die Nachweisgrenzen, und
eine Detektion ist nicht immer möglich.
Das PFI bietet eine Auswahl an möglichen Tests zu
potentiell allergenen Substanzen an. Wir beraten Sie
diesbezüglich gerne.
Kontakt
Dr. Ines Anderie
Stellvertretende Abteilungsleiterin
Chemische Analyse und Forschung
Telefon: +49 (0)6331 2490 712
E-Mail: ines.anderie@pfi -germany.de

Dänemark hat am 20. Januar 2012 ein Dossier nach
Anhang XV der Verordnung 1907/2006/EG (REACh)
zur Beschränkung von Chrom VI in Lederprodukten
bei der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) eingereicht.
Der dänische Vorschlag sieht vor, dass Lederprodukte
mit langanhaltendem oder wiederholtem
Hautkontakt nicht in Verkehr gebracht werden dürfen,
falls sie Chrom-VI-Verbindungen in Konzentrationen
von mehr als 3 mg/kg enthalten.
Am 16. September 2012 endete die sechsmonatige öffentliche
Konsultation, in der Interessenten Kommentare
zur vorgeschlagenen Beschränkung einreichen
konnten. Parallel erarbeiteten das Komitee für Risikoanalyse
(Risk Assessment Committee, RAC) und das
Komitee für sozio-ökonomische Analyse (Committee
for Socio-Economic Analysis, SEAC) Stellungnahmen
zu gesundheitlichen und umweltrelevanten Auswirkungen
sowie zu den fi nanziellen Folgen eins solchen
Verbotes.
Die ECHA veröffentlichte vor Kurzem die Stellungnahmen
der Komitees, welche beide eine Verschärfung
der von Dänemark beantragten Regelung vorschlagen.
Der Entwurf der beiden Komitees sieht vor, dass Lederprodukte
mit Hautkontakt nicht in Verkehr gebracht
werden dürfen, sollten sie Chrom-VI-Verbindungen
in Konzentrationen von mehr als 3 mg/kg enthalten.
Die Komitees hatten die Einschränkungen „langanhaltender
oder wiederholter Hautkontakt“ gestrichen
und auf alle verarbeiteten Leder mit Hautkontakt erweitert.
Dies würde bedeuten, dass zum Beispiel auch
Schuhoberleder ohne direkten Hautkontakt, Applikationen
und Etiketten von dieser Regelung betroffen
wären.
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Dänemark wünscht Beschränkung
Chrom VI in Lederprodukten
Der endgültige Text wird nun von der Europäischen
Kommission vorbereitet. Die Aufnahme von Chrom-
VI-Verbindungen in Lederprodukten in den Anhang
XVII wird im Herbst 2013 erwartet. Ob die Europäische
Kommission dem ursprünglichen Antrag Dänemarks
(identisch mit der Bedarfsgegenständeverordnung)
folgt oder den verschärften Text der beiden Komitees
für die Beschränkung übernimmt, bleibt abzuwarten.
Weitere Informationen
Dr. Michael Knauer
Chemische Analyse und Forschung
Telefon: +49 (0)6331 2490 717
E-Mail: michael.knauer@pfi -germany.de
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50
Newsletter
Unerwünschtes Nebenprodukt in geschäumten Polymeren
Das Formamid-Problem
Gebrauchsgegenstände aus Kunststoff sind aus unserem
Alltag nicht mehr wegzudenken. Die Einsatzbereiche
von Kunststoffmaterialien sind nahezu unendlich.
Das liegt vor allem an ihren hervorragenden und
extrem versatilen Eigenschaften, die von UV-Beständigkeit
über Isolierungs- oder Dämpfungswirkung bis
hin zu Wasserfestigkeit reichen. Die Kehrseite der Medaille:
Kunststoffe können gesundheitsgefährdende
Stoffe enthalten – wie es dieser Beitrag am Beispiel
Formamid darstellt. Die Arbeit der chemischen Analytik
des PFI, nämlich die Unbedenklichkeit von Produkten
zu prüfen, dient dem Verbraucherschutz und
verschafft Herstellern und Händlern die Gewissheit,
dass ihre Waren in Ordnung sind. Ganz im Sinne des
PFI-Leitspruchs „Quality Means Safety“.
Bunte Puzzlematten aus EVA (Ethylenvinylacetat) sind
als Kleinkinder-Spielzeug sehr beliebt. EVA ist leicht,
elastisch und zudem extrem widerstandsfähig. Daher
werden diese Puzzleteppiche auch gerne als stoßdämpfende
Turnmatten benutzt, auf denen Kinder
sich austoben können. Doch sind diese EVA-Matten
tatsächlich völlig unbedenklich?
Puzzlematten sind ein beliebtes Spielzeug – aber
geschäumte Polymere können Schadstoffe freisetzen
CHEMIE
Leider nicht immer. Bereits 2009 berichtete eine belgische
Verbraucherzeitschrift über einen Stoff, der in
EVA-Puzzlematten gefunden wurde und nichts darin
verloren hat. Es handelte sich um Methanamid, besser
bekannt als Formamid.
Formamid gehört zu der Gruppe der Carbonsäureamide
und ist als fortpfl anzungsgefährdender CMR-Stoff
der Kategorie 2 eingestuft (CMR steht für cancerogen,
mutagen, reproduktionstoxisch, sprich: krebserregend,
erbgutverändernd und/oder fortpfl anzungsgefährdend).
Somit ist Formamid ein Gefahrstoff, der absolut
nichts in Verbraucherprodukten zu suchen hat.
Dennoch wird Formamid immer wieder in Erzeugnissen
nachgewiesen.
Formamid – ein unerwünschtes
Nebenprodukt
Formamid wird nicht als Ausgangsstoff bei der Herstellung
von Kunststoffen eingesetzt. Es entsteht als
Nebenprodukt bei der Herstellung geschäumter Polymere,
und zwar beim Einsatz von Schäumungsmitteln
wie beispielsweise Azodicarbonamid.
So kann es passieren, dass das Endprodukt mit Formamid
belastet ist. Durch Restmengen an unverbrauchtem
Schäumungsmittel im Produkt besteht weiterhin
die Gefahr, dass nach und nach – unter anderem durch
thermische Einfl üsse – weiteres Formamid freigesetzt
wird.
Formamid gelangt durch Ausgasen aus den betroffenen
Produkten in die Umgebungsluft. Verbraucher
sind daher der Gefahr ausgesetzt, den Stoff über einen
langen Zeitraum einzuatmen. Zusätzlich ist eine Aufnahme
über die Haut und die Schleimhäute möglich.
Babys und Kleinkinder sind aufgrund ihrer dünneren
Haut besonders gefährdet.

Schäumungsmittel
H 2 N N
O
Gesetzlicher
Grenzwert fehlt
O
N NH 2
Azodicarbonamid
Bislang gibt es keinen gesetzlichen Grenzwert für
Formamid. Einige EU-Mitgliedsstaaten wie Belgien,
Frankreich und Luxemburg haben bereits 2009 reagiert
und ein Verkaufsverbot für mit Formamid belastete
Puzzlematten erlassen. Inzwischen wurden
diese Verbote teilweise gelockert. In Frankreich zum
Beispiel dürfen Puzzlematten verkauft werden, wenn
ihr Formamidgehalt höchstens 200 mg/kg beträgt. In
Deutschland gibt es kein solches Verbot.
Allerdings wird mit Inkrafttreten der neuen Spielzeugrichtlinie
2009/48 ab Juli 2013 ein allgemeines
Verbot für CMR-Stoffe eingeführt.
Weiterhin wird Formamid
seit Juni 2012 in der SVHC-
Kandidatenliste (SVHC =
substances of very high concern)
der ECHA (European
Chemicals Agency) geführt
und ist somit als „besonders
besorgniserregender Stoff“
eingestuft.
Formamidprobe
Schäumungsprozess
Abspaltungsprodukt
NH 2
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
O
Azodicarbonamid
Schematisches Beispiel
für die Entstehung von
Formamid
SG-Zeichen und CADS bieten
weiterreichenden Schutz
Besonders „heimtückisch“ an Formamid ist seine Geruchlosigkeit.
Verbraucher können unmöglich selbst feststellen,
ob Produkte Formamid enthalten, und sind somit
auf freiwillige Qualitätskontrollen der Hersteller und die
Kontrolle durch öffentliche Institutionen angewiesen.
Besseren Verbraucherschutz garantieren das SG-Prüfzeichen
für schadstoffgeprüfte Produkte oder die Prüfung
nach CADS-Anforderung. CADS – Cooperation
at DSI ist eine Vereinigung namhafter Hersteller und
Zulieferer der Schuhindustrie sowie bedeutender Handelsunternehmen
der Textil- und Schuhbranche.
Viele Hersteller und Lieferanten zeigen sich sehr verantwortungsbewusst
und legen eigene Grenzwerte
fest, um die gesetzliche Lücke zu schließen. Somit bewertet
das PFI in Produkten nachgewiesene Formamidgehalte
vielfach nach speziellen Kundenvorgaben.
Das Team der chemischen Analytik des PFI ist in der
Lage, Formamid dank eines validierten Prüfverfahrens
zuverlässig nachzuweisen, zu quantifi zieren und somit
Verbraucher vor gesundheitlichen Gefahren zu schützen.
Ganz im Sinne des PFI- Leitspruchs „Quality Means
Safety”.
Weitere Informationen
Oliver Haubrich
Chemical Testing and Research
Telefon: +49 (0)6331 2490 710
E-Mail: oliver.haubrich@pfi -germany.de
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52
Newsletter
Anfang 2013 haben das PFI und der TÜV Rheinland die
Anforderungswerte für das SG-Prüfzeichen turnusgemäß
überarbeitet. Die neuen Prüfkriterien ersetzen
seit März die Anforderungen von 11/2011. Hierbei
haben sich einige Neuerungen und Änderungen ergeben.
Alle Produkte, die das SG-Prüfzeichen erhalten sollen,
müssen auf eine Reihe zusätzlicher Stoffe getestet werden.
So wurde bei den zinnorganischen-Verbindungen
das Bis(tributylzinn) aufgenommen, und bei der Gruppe
der Phthalate vier weitere Vertreter ergänzt.
Für alle natürlichen Materialien und Textilien wurden
Octylphenol, Octylphenolethoxylate und das Konservierungsmittel
Triclosan neu in den Prüfkatalog aufgenommen.
Weiterhin werden Leder und Klebstoffe nun
auf 1-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) geprüft. Bei metallischem
Zubehör wird jetzt auch der Gehalt der Schwermetalle
Blei und Cadmium kontrolliert, während bei
den Kunststoffen Formamid als neuer Parameter untersucht
wird.
CHEMIE
Tests auf zusätzliche Substanzen
SG-Prüfkriterienkatalog
überarbeitet
Die Grenzwerte der Konservierungsmittel 2-(Thiocyanomethylthio)-benzthiazol
(TCMTB), 4-Chlor-3-methylphenol
(CMK), 2-Phenylphenol (OPP) und 2-Octylisothiazol-
3-(2H)-on (OIT) wurden aufgrund neuer Studien zur
Gefährdung der Gesundheit individuell angepasst.
Somit ist der Anforderungskatalog für das SG-Zeichen
wieder auf dem neuesten Stand und umfasst weitere
Stoffe, die im Verdacht stehen, negative Wirkungen
auf Gesundheit und Umwelt zu haben.
Allen Interessierten steht der aktuelle SG-Prüfkriterienkatalog
auf der Institutshomepage zur Verfügung,
und zwar als pdf-Download unter „Chemische Expertisen“.
Weitere Informationen
Dr. Michael Knauer
Chemische Analyse und Forschung
Telefon: +49 (0)6331 2490 717
E-Mail: michael.knauer@pfi -germany.de
Web: www.pfi -germany.de

ECHA listet zehn weitere Stoffe
Die SVHC-Kandidatenliste (substances of very high
concern, also sehr besorgniserregende Stoffe) wächst
kontinuierlich und umfasst mittlerweile 138 Stoffe, so
der Stand am 19. Dezember 2012. Am 4. März 2013
schlug die ECHA (European Chemicals Agency) zehn
weitere Verbindungen als potentiell besonders besorgniserregende
Stoffe für die Aufnahme in die Liste vor.
Die öffentliche Konsultation endete am 18. April 2013.
Nun bleibt abzuwarten, welche der zehn Stoffe tatsächlich
als SVHC-Kandidaten aufgenommen werden.
Im Hinblick auf ihre Relevanz für die Herstellung von
Schuh- und Lederwaren ist die Überschreitung des
Grenzwertes von 0,1 Massenprozent bei mehreren
dieser neu zur Aufnahme in die SVHC-Kandidatenliste
vorgeschlagenen Verbindungen nicht zu erwarten.
Dies gilt für die gelisteten Benzotriazol-Derivate 2-(2H-
Benzotriazol-2-yl)-4-(tert-butyl)-6-(sec-butyl)-phenol,
2-(2H-Benzotriazol-2-yl)-4,6-diterpentylphenol, 2,4-
Di-tert-butyl-6-(5-chlorobenzotriazol-2-yl)-phenol und
2-Benzotriazol-2-yl-4,6-ditert-butylphenol, welche als
UV-Stabilisatoren in Kunststoffen verwendet werden.
Auch für Cadmium und Cadmiumoxid ist eine Überschreitung
nicht zu erwarten, solange keine cadmiumhaltigen
Farben (Gelb- und Orangetöne) eingesetzt
werden.
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
SVHC-Kandidatenliste wächst
Bei vier der vorgeschlagenen Verbindungen besteht
die Möglichkeit, dass diese mit mehr als 0,1 Massenprozent
im Produkt enthalten sind. Sie sollten daher
entlang der Lieferkette abgefragt werden. Diese
Stoffe sind Dipentylphthalat, das als Weichmacher in
Kunststoffen eingesetzt wird, sowie die Tenside 4-Nonylphenolethoxylate
und die für wasser- und ölabweisende
Ausrüstungen verwendete Pentadecafl uoroctansäure
(PFOA) und ihr Ammonium-Salz. Die aktuelle
Liste kann im Internet eingesehen werden: http://echa.
europa.eu/web/guest/candidate-list-table
Weitere Informationen
Dr. Michael Knauer
Chemische Analyse und Forschung
Telefon: +49 (0)6331 2490 717
E-Mail: michael.knauer@pfi -germany.de
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Newsletter
Die bislang herangezogenen Normverfahren zur Prüfung
der Wirksamkeit der antibakteriellen Ausrüstung
von Schuhen und Schuhbestandteilen waren ursprünglich
für Textilien oder plane Kunststoffe entwickelt
worden. Sie konnten nicht ohne Modifi kationen auf
Prüfungen im Schuhbereich übertragen werden. Diese
Lücke wurde nun geschlossen: Die 2012 in der Entwurfsfassung
veröffentlichte neue Norm DIN EN ISO
16187 bietet für die Schuhbranche optimierte Verfahren
zur Prüfung der antibakteriellen Wirksamkeit.
Antibakteriell ausgerüstete Materialien sind Stand
der Technik und werden vielseitig eingesetzt, um unerwünschte
Folgeerscheinungen der Anwesenheit von
Bakterien zu minimieren. Sie fi nden auch in Schuhen
und Schuhbestandteilen Anwendung. Bei entsprechend
beworbener Ware erfolgt im Rahmen der Qualitätssicherung
eine Prüfung auf antibakterielle Wirksamkeit.
Sie fi ndet stichprobenartig statt, und zwar bevor die
Ware in Verkehr gebracht wird.
Problematik bisheriger Verfahren
Die bisher benutzten Prüfverfahren waren ursprünglich
für bestimmte Materialien wie Textilien oder plane
Kunststoffe (ISO 22196) entwickelt worden. Sie
konnten nur bedingt oder mit entsprechenden Modifi
kationen für Schuhe eingesetzt werden. Lediglich ein
modifi ziertes Normverfahren (ASTM E 2149 mod., PFI
10/2004) stand für Verbundmaterialien und komplexe
Schuhteile zur Verfügung.
Die 2010 gegründete Arbeitsgruppe WG 1 des technischen
Komitees ISO/TC 216 „Footwear“, die sich mit
mikrobiologischen Aspekten befasst, hat daher die
inzwischen erschienene neue Norm DIN EN ISO 16187
„Schuhe und Schuhbestandteile – Prüfverfahren zur
Bestimmung der antibakteriellen Aktivität“ erarbeitet.
Sie basiert auf bewährten Testmethoden und berücksichtigt
notwendige Modifi kationen.
MIKROBIOLOGIE
Prüfung der Wirksamkeit der antibakteriellen Ausrüstung
von Schuhen und Schuhkomponenten
Neue internationale
Norm DIN EN ISO 16187
Diese für eine Vielzahl entsprechend ausgerüsteter
Schuhbestandteile – wie Obermaterialien, Innenfutter,
Einlegesohlen oder Laufsohlen – sowie für alle Arten
von Schuhen erarbeitete Norm dient zur quantitativen
Bestimmung der antibakteriellen Wirkung, bei denen
der Wirkstoff immobilisiert ist und nicht diffundiert.
Testkeime
Die Testmethode beinhaltet die unabhängige Prüfung
gegenüber jeweils einem gram-positiven und einem
gram-negativen Bakterium, die sich grundsätzlich in
ihrem Zellaufbau voneinander unterscheiden. Nur
wenn die Ausrüstung des Produkts gegenüber beiden
Bakteriengruppen Wirkung zeigt, ist wirklich eine antibakterielle
Wirksamkeit gegeben.
Die Testkeime der neuen Norm sind Staphylococcus
aureus als gram-positives Bakterium und Klebsiella
pneumoniae als gram-negatives Bakterium. Der Einsatz
weiterer bakterieller Keime ist zulässig, jedoch
nur für sehr spezielle Anwendungsgebiete von Bedeutung.
Da die Testkeime potentielle Krankheitserreger
sind, können die Prüfungen nur von mikrobiologisch
geschultem Personal in einem Sicherheitslabor der Risikostufe
2 durchgeführt werden.
Verfahrensbeschreibung
Geprüft werden nur Bestandteile oder Materialien, für
die eine antibakterielle Wirkung ausgelobt wird. Laut
Normvorgaben wird die zu untersuchende Schuhkomponente
nach der am besten geeigneten Testmethode
geprüft, die in Abhängigkeit vom Material und dessen
Eigenschaften ausgewählt wird. Durchgängig ebene,
nicht poröse und nicht absorbierende Kunststoffoberfl
ächen werden nach einer Kontaktfi lmmethode unter
statischen Kontaktbedingungen untersucht. Komplexe
und dreidimensional geformte Verbundsysteme werden
unter dynamischen Kontaktbedingungen geprüft.

Antibakteriell ausgerüstete Prüfl inge und gegebenenfalls
auch nicht ausgerüstete Referenzmuster werden
mit einer defi nierten Keimzahl eines bestimmten Testorganismus
beimpft. Zunächst erfolgt eine Bestimmung
der Ausgangskeimzahl. Nach Inkubation über
einen defi nierten Zeitraum unter defi nierten Bedingungen
und anschließender Neutralisation der Wirkstoffe
wird die Anzahl der lebensfähigen Bakterienzellen
bestimmt.
Das Verfahren beinhaltet darüber hinaus eine Beurteilung
der Effektivität der Prüfung und defi niert Anforderungen,
die zwecks Validierung der Ergebnisse
erfüllt sein müssen.
Berechnung der
antibakteriellen Wirksamkeit
Die berechnete antibakterielle Wirksamkeit wird als
prozentuale Keimzahlreduktion angegeben.
Darstellbar ist sowohl eine mögliche Keimzahlreduktion
auf dem ausgerüsteten Prüfgegenstand über den
Zeitverlauf als auch – bei Vorhandensein von Referenzmustern
– ein Vergleich der Keimzahlen zwischen
ausgerüsteten und nicht ausgerüsteten Prüfgegenständen
zu Versuchsende.
Abhängig vom Material und dem jeweiligen Einsatzbereich
sind unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen,
die zwischen den jeweiligen Vertragsparteien
festzulegen sind. Daher erfolgt gemäß der genannten
Norm nur die Bestimmung der antibakteriellen Wirksamkeit,
nicht jedoch eine Bewertung der Resultate.
Ringversuche
In Laboren in China und in Europa, darunter am PFI,
wurden zwei umfangreiche Ringversuche mit verschiedenen
Probenarten durchgeführt, bei der das Verfahren,
die Testmethoden und wichtige Angaben hinsichtlich
der Probenvorbehandlung bestätigt wurden.
Die Entwurfsfassung der erarbeiteten Norm stand 2012
zwecks zwischenzeitlich abgeschlossener Kommentierung
und Einspruchsmöglichkeit zur Verfügung. Im
Laufe dieses Jahres ist mit der Veröffentlichung der
endgültigen Norm zu rechnen.
Vorteile
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Im Gegensatz zu den meisten anderen Normverfahren
ist kein identisches, nicht ausgerüstetes Kontrollmaterial
zur Durchführung der Prüfung und Bewertung der antibakteriellen
Wirksamkeit erforderlich. Schuhtypische
Bedingungen und Eigenschaften sind berücksichtigt, so
dass auch komplexe Verbundsysteme und unregelmäßig
geformte Prüfl inge, wie dies bei Schuhkomponenten
meist der Fall ist, geprüft werden können.
Eine weltweit einheitliche Bestimmung der antibakteriellen
Eigenschaften von Schuhen und deren Bestandteilen
ist bei der Anwendung dieser Norm gegeben.
Die neue, international gültige Norm DIN EN ISO 16187
richtet sich an Ausrüster und Entwickler antibakterieller
Produkte, Material-Lieferanten, Schuhhersteller
und -händler sowie Prüf- und Zertifi zier-Stellen.
Prüfangebote
Das PFI bietet neben der Prüfung gemäß des neu akkreditierten
Verfahrens nach DIN EN ISO 16187 auch
weiterhin für Einzelkomponenten die etablierten Verfahren
an, u.a.
AATCC 100 (statischer Challengetest)
ASTM E 2149 mod. (dynamischer Challengetest)
ISO 22196 (Kontaktfi lm-Methode)
Bestimmung der Keimzahl zwecks Ermittlung
der antibakteriellen Wirksamkeit
Weitere Informationen
Diplom-Biologin Michaela Würtz
Telefon: +49 (0)6331- 24 90 550
E-Mail: michaela.wuertz@pfi -germany.de
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Newsletter
Der alarmierende Anstieg von Diabetes-Patienten bedeutet
auch einen kontinuierlich wachsenden Bedarf
an medizinischen Hilfsmitteln, und zwar nicht nur in
Deutschland, sondern weltweit. Die Versorgung von
Diabetikern mit Schuheinlagen erfolgt in der Regel
unter Berücksichtigung physikalischer und konstruktiver
Aspekte wie der Shore-Härte, Druckentlastung
und Weichbettung. Hygieneaspekte dagegen werden
bislang trotz der großen gesundheitlichen Relevanz
kaum berücksichtigt. Diese Lücke galt es zu schließen,
und das gelang dem Prüf- und Forschungsinstitut Pirmasens
e.V. (PFI) in einem Gemeinschaftsprojekt mit
dem Pirmasenser Unternehmen Colortex GmbH. Das
Ergebnis ist ein innovatives Einlegesohlen-Verbundsystem
namens Reballance ® , das bereits am Markt erhältlich
ist.
Diabetiker sind verstärkt infektionsanfällig und leiden
zudem häufi g unter einer massiv gestörten Wundheilung.
Hautnah getragene Gegenstände müssen deshalb
nach dem Tragen gereinigt und gegebenenfalls
desinfi ziert werden. Das erhöht die Hygieneanforderungen
an verordnete Hilfsmittel.
Projektziel
Projektziel war die marktorientierte Entwicklung eines
innovativen Einlegesohlen-Verbundsystems für Diabetiker,
das für die individuelle Patientenversorgung
durch Orthopädieschuhmacher entsprechend aufgebaut
werden kann. Für die konstruktiven Aspekte
war die Colortex GmbH verantwortlich, während die
hygienisch relevanten Aspekte Aufgabe des mikrobiologischen
Labors des PFI waren. Zusätzlich wurde
die Fachkompetenz von Orthopädieschuhmachern
hinzugezogen, um das neue Verbundsystem für die
individuelle Patientenversorgung mit Schuheinlagen
entsprechend zu optimieren.
MIKROBIOLOGIE
Reballance ® : Das innovative Einlegesohlen-
Verbundsystem für Diabetiker
Wasch mich!
Schuh-orthopädische Eigenschaften
und Hygiene-Aspekte
Neuartige textile Flächen, Laminierungen sowie neue
Schichtaufbauten und Bindungen führten zu verbesserten
orthopädieschuhtechnischen Eigenschaften des
Einlagen-Verbundsystems. Die Ergebnisse der mikrobiologischen
Untersuchungen waren dabei maßgeblich
für den konstruktiven Aufbau.
Im mikrobiologischen Labor wurden die Hygiene-Parameter
untersucht und bewertet, indem die diabetische
Hautfl ora mit Bakterien, Hefen, Haut- und Nagelpilzen
an verschiedenen Materialien und Verbundsystemen
simuliert wurde. Zusätzlich wurde, sofern vorhanden,
die Effektivität antimikrobieller Eigenschaften berücksichtigt
und bewertet.
Der neu entwickelte Aufbau beinhaltet auch eine spezielle
Membran, die – und das ist eine Innovation – als
„Sekretbarriere“ fungiert. Ihre Aufgabe ist es, tiefere
Schichten der Einlage und das Schuhinnere vor dem
Eindringen von Sekreten und Keimen zu schützen.
Reinigungsverfahren
Im Rahmen des Projektes wurde auch ein durch den Träger
anwendbares Reinigungsverfahren entwickelt, das
Keime aller relevanten Keimgruppen in ausreichendem
Maß reduziert. Entscheidend ist dabei, dass die Materialien
bei der Reinigung ihre Form und Funktion bewahren.
Deshalb wurden verschiedene Keimreduktionsverfahren
(Desinfektion, Waschen) untersucht und ihre Wirksamkeit
sowie ihre Auswirkungen auf die Materialbeständigkeit
geprüft. Nach mehrfachen Reinigungsgängen
mit den verschiedenen Verfahren wurde der jeweilige
Verkeimungsgrad bestimmt.

Das Ergebnis ist ein Reinigungsverfahren, das durch simples
Waschen in einem Wäschesäckchen unter Zugabe eines
handelsüblichen Hygienespülers in jeder Haushaltswaschmaschine
im 60-°C-Waschprogramm durchführbar ist.
Probandenstudie
Eine begleitende Probandenstudie unter medizinischer
und orthopädieschuhtechnischer Aufsicht mit
hautsensorischen Prüfungen und Druckmessungen
unterstützte die Optimierung des Einlegesohlen-Verbundsystems
und des Reinigungsverfahrens.
Fazit
Das entwickelte Verbundsystem weist hervorragende
orthopädieschuhtechnische Eigenschaften auf und
bietet darüber hinaus gute Verarbeitungsmöglichkeiten
für den individuellen Aufbau durch Orthopädieschuhmacher.
Die individuelle Einlegesohle kann und soll durch den
Träger mit einem Hygienespüler gewaschen werden.
Die regelmäßige Reinigung der Einlegesohlen ist unverzichtbar,
um das Re-Infektionsrisiko durch Mikroorganismen
und dadurch bedingte Komplikationen zu
minimieren.
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Keimzahlen vor (oben) und nach (unten) Reinigung des
Verbundsystems in einer Haushalts- Waschmaschine im
60-°C-Programm unter Zugabe von Hygienespüler
Das Forschungsprojekt ZIM-KU-2515401AK9 wurde
durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie,
Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand
(ZIM) gefördert.
Das vom PFI und der Firma Colortex GmbH entwickelte
Produkt Reballance ® wurde im April vom Vertriebspartner
Spannrit Schuhkomponenten GmbH als
Messeneuheit auf der Expolife International in Kassel
vorgestellt.
Das innovative waschbare Einlegesohlen-Verbundsystem
Reballance ®
Weitere Informationen
Diplom-Biologin Michaela Würtz
Telefon: +49 (0)6331 24 90 550
E-Mail: michaela.wuertz@pfi -germany.de
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Newsletter
Innovatives Konzept zur antimikrobiellen Ausrüstung
von Schuhmaterialien
Optimal dosiert: Antimikrobielle
Wirkstoffe bedarfsgerecht
freisetzen
Produkte mit antimikrobieller Ausrüstung werden
von den Verbrauchern gut akzeptiert und sind gut
am Markt etabliert. Antimikrobiell ausrüsten kann
man Produkte gegenwärtig auf zwei Arten: entweder
durch Aufbringen des Wirkstoffes auf die Oberfl äche
oder durch Einbringen in die Kunststoffmatrix. Beide
Methoden sind nicht optimal, weil zu viel Wirkstoff
eingesetzt werden muss. Ideal wäre eine Freisetzung
des Wirkstoffes in Abhängigkeit der Nutzung. Dies
war Gegenstand eines gemeinsamen Forschungsprojektes
des Forschungsinstituts für Leder und Kunststoffbahnen
(FILK)/Freiberg, der Hohensteiner Institute
und des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens
(PFI). Ziel war, Kunststoffmembranen mit antimikrobiellen
Wirkstoffdepots zu entwickeln, die den Wirkstoff
zeitnah und verbrauchskontrolliert freisetzen,
und deren Eignung für den Einsatz an Schuhen zu untersuchen.
Schematische Darstellung
der mikroporösen Polymer-Membran
MIKROBIOLOGIE
Antimikrobiell ausgerüstete Produkte fi nden zahlreiche
Anwendungen: in Textilien, Bekleidung und
Fußbodenbelägen, im Bereich von Medizin- und Sanitärprodukten
oder bei Lebensmitteln. Diese Ausrüstungen
sollen den Bewuchs der Produkte durch
Mikroorganismen verhindern sowie Folgen der Anwesenheit
mikrobieller Stoffwechselprodukte so weit wie
möglich eingrenzen. So beugen sie einer Schädigung
der Produkte vor und minimieren die Gefahr der Übertragung
von Krankheitserregern.
Ideale Ausrüstungsart gesucht
Zur Ausrüstung von Polymeren werden gegenwärtig
häufi g auch Metalle, vorwiegend Silber, eingesetzt.
Die Wirkstoffe werden entweder direkt auf die Oberfl
äche aufgebracht oder in die Kunststoffmatrix eingearbeitet.
Beide Verfahren sind nicht optimal:
Nachteil der Oberfl ächenbeschichtung ist, dass der
antimikrobielle Effekt nicht lange anhält, weil die
dünnen Schichten bei mechanischer Beanspruchung
schnell abgetragen werden. Deshalb fi ndet sich
auf der Oberfl äche neuer Artikel eine viel höhere
Wirkstoffkonzentration als für die antimikrobielle
Wirkung notwendig wäre. Die Wirkstoffschicht
wird während des Gebrauchs durch Waschen, Reibung
oder andere Einfl üsse abgetragen. Das führt
zur Minderung der antimikrobiellen Eigenschaften
bis hin zum vollständigen Verlust.

Nachteil der Einbettung der Wirkstoffe und deren
homogene Verteilung im Bulk-Material ist die dauerhafte
Bindung des Wirkstoffs an das Polymermaterial.
Nur ein Bruchteil der Wirkstoffe gelangt
zur Oberfl äche und kann Wirkung entfalten; der
Großteil verbleibt in der Matrix und wird nie aktiv.
Zudem ist meist eine zeitnahe Wirkung nicht
möglich.
In beiden Fällen wird deutlich mehr Wirkstoff eingesetzt
als für den Einsatzzweck eigentlich erforderlich wäre.
Innovatives Denken war daher gefragt: Ziel war die
Entwicklung einer Kunststoffmembran mit antimikrobiellem
Wirkstoffdepot, welches eine zeitnahe,
verbrauchskontrollierte Freisetzung der Wirkstoffe
gewährleistet und welches bei Verknappung der
Oberfl äche an Wirkstoff diesen nachliefert. Ein solches
System verlängert die Lebensdauer der Produkte und
verhindert eine Überdosierung auf der Oberfl äche.
Projektdurchführung
Um die Vorteile beider Ausrüstungsvarianten zu kombinieren,
wurde die Fixierung einer Modellsubstanz in
den Poren einer mikroporösen Kunststoffmatrix sowie
die zeitnahe, gebrauchsgesteuerte Freisetzung des
Wirkstoffes aus dem Depot untersucht.
Als antimikrobieller Wirkstoff wurde Silber verwendet,
und zwar auf Grund seiner Wirkungsweise sowie der
medizinischen Unbedenklichkeit. Silber hat nur ein geringes
allergenes Potential und gilt als ungiftig. Zahlreiche
Studien belegen, dass Silber auf eine Vielzahl
von Mikroorganismen einwirkt, wobei ausschließlich
die Silberionen biologisch wirksam sind.
01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme
einer ausgerüsteten Membran im Verbund
mit einem textilen Obermaterial
Diese greifen an mehreren Punkten in der Zelle gleichzeitig
an und schädigen die Zellwand, den Stoffwechsel
sowie die Erbsubstanz. Die Keime zeigen nur geringe
Neigung zur Resistenzbildung gegen Silberionen.
Zudem gibt es bereits Erfahrungen im Bereich der
Kunststoffausrüstung. Silber kann in oberfl ächennahen
Bereichen als metallische Abscheidung über die
Gasphase (Aerosol-, Plasmaverfahren) sowie in Form
von Salzen oder Nanopartikeln aus fl üssigen Medien
nasschemisch (Tauchverfahren) in die Poren appliziert
werden. Die genannten Verfahren unterscheiden sich
hinsichtlich der Ausrüstung des Porensystems und somit
auch hinsichtlich des Wirkstoffdepots und wurden
daher in unabhängigen Testreihen untersucht.
Um die Wirkstoffmenge trotz des Abtragens während
des Gebrauchs auf gleichem Niveau zu halten, muss
der Wirkstoff, in diesem Fall also die Silberionen, ungehindert
aus dem Depot zur Oberfl äche nachdiffundieren
können. Die Diffusion soll zum einen konzentrationskontrolliert
stattfi nden, zum anderen kann die
Diffusion an Stellen, die mechanisch belastet werden,
beschleunigt werden. Für den Einsatz solcher antimikrobiellen
Membranen in Materialverbund-Systemen
eignen sich daher vor allem der Schuhunterbau und
Schuheinlagen, besonders an mechanisch hochbelasteten
Stellen wie der Fußsohle. Einwirkung von Feuchte,
die im Schuh in Form von Schweiß gegenwärtig ist, begünstigt
zusätzlich eine Nachlieferung des Wirkstoffes
in Abhängigkeit der Nutzung.
59

60
Newsletter
Innovatives Konzept zur antimikrobiellen Ausrüstung
von Schuhmaterialien
Optimal dosiert: AntimikroAntimikrobielle
Wirkstoffe bedarfsgerecht
freisetzen
Der Projektpartner FILK entwickelte mikroporöse Polymer-Membranen,
in deren Poren der Wirkstoff eingebracht
wurde. Als Voraussetzung für den Einsatz
im hautnahen Bereich wurde die Biokompatibilität an
den Hohensteiner Instituten untersucht.
Parallel dazu testete das PFI die Membranen und entsprechende
Verbundsysteme auf ihre mechanische
Eignung für den Einsatz am Schuh und untersuchte
den optimalen Verbundaufbau. Die gewonnenen Erkenntnisse
fl ossen wiederum in die Entwicklung der
Membran als auch in die Verarbeitung einer solchen
Membran in Einlegesohlen ein.
Zusätzlich untersuchte und bewertete das PFI mit Hilfe
von Tragesimulationen die Abhängigkeit der antimikrobiellen
Wirksamkeit von der Zusammensetzung der
unterschiedlichen Membranen, von unterschiedlichen
Ausrüstungsarten, von der Wirkstoffkonzentration,
von Depotwirkung sowie Diffusionsvorgängen und
Wirkstoffmobilisierung unmittelbar im Anschluss an
unterschiedliche mechanische Belastung (Druck-, Biege-
bzw. Scheuerbelastung).
Darstellung des Versuchsaufbaus
zur Druck-Biege-Beanspruchung
MIKROBIOLOGIE
Ergebnisse
Die entwickelten Membranen zeigen gute Verteilung
des Wirkstoffes in der Matrix bei nasschemischer Ausrüstung,
sind zytotoxisch unbedenklich (sie schädigen
also keine Gewebezellen) und weisen auch bei relativ
geringer Konzentration signifi kante antibakterielle
Wirksamkeit auf.
Es konnte nachgewiesen werden, dass der Wirkstoff
Silber in den Poren fi xiert werden kann und eine Korrelation
von Gesamtsilbergehalt, Freisetzung von Silberionen
und antimikrobieller Wirksamkeit besteht.
Die Dauerhaftigkeit der Wirkung wurde nach Waschversuchen
an entsprechenden Verbundsystemen bestätigt.
Vorteil der Belegung der inneren Porenoberfl äche ist
die Möglichkeit einer zeitnahen Mobilisierung der
Wirkstoffbestandteile, vergleichbar mit dem direkten
Auftrag auf der Oberfl äche, bei gleichzeitigem Schutz
vor äußeren Einfl üssen und damit verbunden einem
vorzeitigem Wirkstoffverlust. Dieser Effekt kann durch
Verengen der Poren beziehungsweise der Porenkanäle
noch verstärkt werden.
Die hergestellten Membranen können unter Verwendung
eines Polyurethanklebstoffs mit Textilien zu Einlegesohlen
verarbeitet werden. Sinnvoll ist die Verwendung
eines Vlieses als fußabgewandte Unterseite,
sowie eines offenstrukturierten Mesh-Materials als
Oberschicht, das gute Wirksamkeit an der Oberseite
des Verbundes gewährleistet.

01.2013
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Unter- und Oberseite von beispielhaften Einlegesohlen
für Tragesimulations-Untersuchungen
Es konnte nachgewiesen werden, dass der Wirkstoff
bei nachlassender Konzentration an der Oberfl äche
Anwendungsgebiete
problemlos nachdiffundiert. Außerdem bewirkt – wie Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens eröffnen den
gewünscht – mechanische Druck- und Biegebeanspru- Herstellern von Sicherheits-, Schutz- und Berufsschuchung
eine verstärkte Freisetzung von Wirkstoffen. hen die Entwicklung neuer hochwertiger Produkte.
Zusätzlich konnte eine dauerhafte antimikrobielle Pastenverarbeiter können antimikrobielle Folien mit
Ausrüstung mit zeitnaher und verbrauchskontrollier- Depotwirkung auf in der Branche üblichen Streichanter
Wirkstofffreisetzung sowie ausreichende antimikrobielle
Wirksamkeit gegenüber sowohl gram-positiven
lagen herstellen.
(Staphylococcus aureus) als auch gram-negativen Bak- Auf Grund der sehr vielseitigen Anwendungsmöglichterien
(Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli) erzielt keiten antimikrobieller Membranen können Märkte in
werden.
den Bereichen Schuhe (Sport-, Arbeits- und Orthopädie-Schuhe)
und Bekleidung erschlossen werden, aber
Diese Eigenschaft qualifi ziert die Verbundmaterialien auch andere Anwendungsfelder wie medizinische
unter anderem für den Einsatz an Schuhen, und zwar Pfl ege- und Hilfsmittel (Bandagen, Produkte für Aller-
insbesondere als Einlegesohlen, weil gerade im Begiker, spezielle Schuheinlagen für Diabetiker, Bettaufreich
der Ferse und der Ballen hohe mechanische Belagen etc.) beziehungsweise in den Bereichen Hygiene
lastungen auftreten.
und Krankenhaus.
Das Forschungsprojekt AiF 16446 BG wurde über die
Arbeitsgemeinschaft Industrie Forschung vom Bundesministerium
für Wirtschaft und Technologie gefördert.
Kontakt
Diplom Biologin Michaela Würtz
Telefon: +49 (0)6331 2490550
E-Mail: michaela.wuertz@pfi -germany.de
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62
Newsletter
NACHRICHTEN
Schwerpunkt “Social Responsibility“
UITIC-Kongress 2013
in Guangzhou
Unter dem Titel "Social Responsibility: A Challenge
for the Footwear Industry" veranstaltet die UITIC vom
13. bis 16. November 2013 in Guangzhou / Dungguan
(China) einen Kongress für Schuhtechniker.
Die UITIC (International Union of Shoe Industry Technicians)
organisiert diesen internationalen Fachkongress
2013 bereits zum 18. Mal. Co-Organisator im Gastgeberland
ist diesmal der Verband der chinesischen Lederindustrie
CLIA (China Leather Industry Association).
Die letzten Kongresse hatten 2010 in Mexiko, 2008 in
Spanien und 2005 in Tunesien stattgefunden.
Stichtag zum Einreichen von Referatsvorschlägen zum
Schwerpunkt "Social Responsibility: A Challenge for
the Footwear Industry" war der 15. Mai 2013. Bis zum
1. Juli erhalten die Bewerber Bescheid, ob ihr Referat
ins Programm aufgenommen wird. Das Programm
wird dann auch auf der UITIC-Website abrufbar sein.
Weitere Informationen und Anmeldung
UITIC Sekretariat
Mrs. Françoise Nicolas
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