Newsletter - PFI Germany Start

Wann paßt der Schuh?
Wie entsteht Chrom VI
in Leder und Lederartikeln?
Schimmelpilzfestigkeit
von Leder und Zwischenprodukten
Der Traum vom echten
Öko-Schuh
Newsletter
01.2011
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.

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Newsletter
Inhalt
Inhalt
Inhalt ........................................................................ 02
Editorial ................................................................... 04
Nachrichten
Ware aus Asien radioaktiv belastet? ........................ 05
Point of Shoes kommt gut an .................................. 06
Internationaler Schuhhandelsexperte/in ................. 08
Kai Tinschert verstärkt die Physik ............................. 09
Prof. Klaus Mattil 75 .................................................. 09
DSF-Absolventen-Treffen im August ........................ 10
Biotechnologie
Der Traum vom echten Öko-Schuh .......................... 12
Startschuss zum Energiepark Pirmasens ................... 16
PFI weitet internationale
Forschungsaktivitäten aus ........................................ 18
Forschung
01.2011
01.2011
Wann paßt der Schuh? .............................................. 20

Chemie
Wie entsteht Chrom VI in Leder
und Lederartikeln? .................................................... 24
Mikrobiologie
Schimmelpilzfestigkeit
von Leder und Zwischenprodukten ......................... 28
Aktualisierung ASTME2149 ...................................... 30
Physik
Schuh-Accessoire mit "Seele".................................... 36
Impressum
Herausgeber: PFI Prüf- und Forschungsinstitut
Pirmasens e.V., Member of PFI Group
Institutsleitung: Dr. Gerhard Nickolaus
Adresse: Marie-Curie-Straße 19
66953 Pirmasens / Germany
Telefon: +49 6331 2490 0
Telefax: +49 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
01.2011
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Bilder:
Fotolia (S. 5),
August Herzog Maschinenfabrik GmbH & Co KG (S. 38),
PFI, ISC
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,
der neue PFI-Newsletter ist da. Wir hoffen, Ihnen auch
diesmal wertvolle und interessante Informationen
rund um das Forschungs- und Dienstleistungsangebot
des PFI geben zu können. Wie jeder dynamische Betrieb
ist auch das PFI immer in Bewegung; die traditionellen
Bereiche schrumpfen, neue Bereiche wachsen.
EDIToRIAl
So zeigt sich derzeit unsere Abteilung Biotechnologie
im Aufwind, zweifellos auch „gepusht“ durch die Ereignisse
in Japan. Alternativen in der Energieerzeugung,
dezentrale Lösungen zur Schonung der fossilen
Rohstoffreserven und zur Verringerung des effektiven
CO -Ausstoßes sowie die Synthese von Rohstoffen und
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Kunststoffen aus nachwachsenden Rohstoffen sind
gefragt. Wir sind am Ball. Natürlich erheben wir nicht
den Anspruch, die grundsätzlichen Probleme der Energieerzeugung
lösen zu können, werden aber einen
wichtigen Beitrag im Mosaik der künftigen Energieversorgung
leisten können. Für unsere Stammbranche,
die Schuhindustrie, ergeben sich attraktive Möglichkeiten
beim Einsatz biologisch abbaubarer Polymere
aus nachwachsenden Rohstoffen, die neue Märkte erschließen
können.
Wir freuen uns sehr über Ihr Interesse am aktuellen Geschehen
und den Projekten des PFI. Bitte kontaktieren
Sie uns, wenn Sie Fragen oder Anregungen haben.
Die Kontaktdaten unserer Abteilungsleiter finden Sie
in diesem Heft. Und selbstverständlich stehe auch ich
gerne zu Ihrer Verfügung.
Ihr Dr. Gerhard Nickolaus
PFI Group

NEWS
Der Atomunfall im japanischen Kernkraftwerk Fukushima
und die Freisetzung radioaktiver Strahlung, die
die ganze Welt gespannt verfolgt, beunruhigt Unternehmen,
die Ware in Fernost produzieren oder als
Händler aus Produktionsstätten in dieser Region beziehen.
letzten Endes tragen diejenigen, die Produkte
in Verkehr bringen, auch die Verantwortung hierfür.
Und sie stellen sich die Frage, ob und in wie weit die
Ware verstrahlt ist. Zusätzlich ist zu klären, ob, und
falls ja, welche Sicherheitsmaßnahmen sinnvoll sind,
zum Beispiel, ob Untersuchungen auf radioaktive Belastung
vor Versand anzuraten sind.
Nach Einschätzung des Bundesinstituts für Risikobewertung
(BfR) und des Bundesministeriums für Umwelt,
Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) bestand bei
Drucklegung keine konkrete Gefährdung von Ware
aus anderen asiatischen Ländern (wie China oder Indien)
durch radioaktive Kontamination. Somit müssen
Schuhhersteller, die ihre Produktionsstätten zwar in
Asien, nicht jedoch in Japan haben, nicht mit entsprechenden
Risiken rechnen und daher auch keine zusätzlichen
Maßnahmen ergreifen. Wie es sich jedoch
mit Ware aus Japan verhält, ist schwer einzuschätzen.
Reedereien und Flugunternehmen haben entsprechende
Vorkehrungen getroffen und mieden beziehungsweise
meiden das Gebiet.
Güter, die aus Japan nach Deutschland eingeführt
werden, prüft der Zoll stichprobenartig auf Radioaktivität.
Für aus Japan eingeführte Lebensmittel, bei denen
ein deutlich höheres Risiko radioaktiver Belastung
und damit verbundener gesundheitlicher Gefährdung
des Verbrauchers besteht, wurden EU-weit gültige Eilverordnungen
erlassen und unmittelbare Sicherheitsvorkehrungen
getroffen.
01.2011
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Mögliche Konsequenzen des Atomunfalls in Fukushima
Ware aus Asien
radioaktiv belastet?
Eine unmittelbare Gefahr radioaktiver Belastung in
und für Deutschland wird von Experten ausgeschlossen.
Allerdings ist eine kurzfristige Änderung der
Sachlage bezüglich Bedarfsgegenständen angesichts
des dynamischen Verlaufs nicht auszuschließen.
Aktuelle Information hierzu sowohl im Allgemeinen
als auch zu sich daraus ergebenden Auswirkungen,
insbesondere in Deutschland, ist abrufbar unter: http://
www.bfr.bund.de oder http://www.bmu.de.
Weitere Informationen:
Dipl.-Biologin Michaela Würtz
Telefon: +49 6331 2490 550
E-Mail: michaela.wuertz@pfi-germany.de
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Newsletter
Einen wirklich starken ersten Tag verzeichnete die
dritte Auflage des Branchenforums Point of Shoes
– International Fair for Fashion, Materials and Production
(PoS), das am 19. und 20. April in Pirmasens
stattfand. Trotz osterurlaubszeit wurden an den beiden
Veranstaltungstagen knapp 450 Besucher registriert,
die sich für das Angebot der 77 Aussteller interessierten.
„Die deutschen Schuhhersteller waren fast
ausnahmslos vertreten, womit wir ein wichtiges Ziel
erreicht haben: Die inländischen Firmen wieder geschlossen
nach Pirmasens zu bringen“, bilanziert PoS-
Veranstalter Uwe Thamm. Ein PoS-Schwerpunkt lag
auf Schuhmaschinen; 15 Firmen zeigten ihre Innovationen.
Diese Technik-Plattform soll im Rhythmus von
zwei Jahren angeboten werden. Und auch das PoS-
Vortragsprogramm, das sich diesmal mit dem Thema
Nachhaltigkeit beschäftigte, kam gut an.
„45 Betriebe mit über 50 Beschäftigten zählte die deutsche
Schuhindustrie laut der jüngsten verfügbaren Statistik
im Jahr 2009 – und wir können anhand der Registrierung
die Aussage treffen, dass die PoS-Besucher die
gesamte deutsche Schuhindustrie repräsentieren“, sagt
Uwe Thamm. „Es kommen inzwischen wieder Firmen
nach Pirmasens, die seit Jahren nur noch nach Bologna
fuhren. Und vor allem: Es kommen die Entscheider.“
NEWS
Gute Besucherakzeptanz, hochkarätige Vorträge
Point of Shoes
kommt gut an
„Wir waren überrascht von der Qualität der Gespräche
und konnten sogar Neukontakte machen", so Christopher
Thornhill von Molina & Bianchi.
Belegt wird das auch durch die O-Töne von Ausstellern:
„Die Delegationen, die kommen, bestehen meist
nur aus zwei bis drei Leuten, aber das sind exzellente
Fachleute, die befugt sind, Entscheidungen zu treffen.
Reines Schaupublikum, das Kekse und Kugelschreiber
abgreift, findet man hier nicht“, so Sam Neuer von der
Zweibrücker Firma Innovatec. „Wir waren überrascht
von der Qualität der Gespräche und konnten sogar
Neukontakte machen, womit unser Erwartungen
mehr als erfüllt wurden“, sagte Christopher Thornhill
von Molina & Bianchi. Doch ein „Aber“ gab es auch:
„Es könnte etwas internationaler werden“, meinten
mehrere Aussteller.

NEWS
„Das nehmen wir gerne auf“, so die Replik von Uwe
Thamm. „Nachdem unser erstes Ziel erreicht ist,
nämlich die deutschen Schuhhersteller wieder nach
Pirmasens zu bringen, und nachdem unter den PoS-
Ausstellern italienische, spanische, portugiesische,
tschechische und sogar chinesische Anbieter zu finden
sind, wollen wir uns in Sachen Besucherwerbung zunächst
auf die Nachbarländer Deutschlands konzentrieren.
Wunder darf man allerdings keine erwarten:
Besucher auf internationalem Niveau anzuziehen, das
ist ein Ziel, dem man etwas Zeit geben muss. Aber wir
arbeiten daran.“
Den Schlusspunkt setzte die mittlerweile traditionelle
PoS-Abschlussdiskussion, moderiert von Petra Salewski,
der Chefredakteurin der Fachzeitschriften Schuhkurier
und Steptechnik. Das Fazit dieses Gesprächs, zu dem
sich hauptsächlich Aussteller einfanden, brachte vor
allem zu Tage, dass in der Terminfrage wohl kein Konsens
zu finden sein wird: Die Fraktionen der Befürworter
eines frühen beziehungsweise eines eher späten
Termins stehen sich recht unversöhnlich gegenüber.
Dazu kommen Hemmnisse wie die Hallenbelegung
und Feiertage. „Die nächste PoS findet am 3. und 4.
November 2011 statt. So wurde anhand der Aussteller-
und Besucherbefragung im September 2010 entschieden.
Im November werden wir dann die Eckdaten
für 2012 kennen und uns erneut bemühen, möglichst
ideale Termine zu finden“, so Thamm.
01.2011
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
PoS-organisator und ISC-Chef
Uwe Thamm zieht eine positive Bilanz
der Point of Shoes im April
Beschlossene Sache ist, dass im November am zweiten
PoS-Tag bereits um 14 Uhr Schluss sein wird. Nötig ist
der zweite Tag aber, denn wenn er auch nicht den
starken Besucherzuspruch hat wie der erste: Immerhin
rund ein Drittel der Besucher kommt erst am zweiten
Tag. Entschieden wurde ebenfalls, die offene Diskussionsrunde
mit Ausstellern und Besuchern auf 17 Uhr
am ersten Tag vorzuziehen.
Das neue Schwerpunktthema der November-PoS lautet
übrigens „Quo vadis, Schuhindustrie? Globale Szenarien
für die europäische Schuhbranche 2021“.
„Und was uns sonst noch sehr am Herzen liegt, ist
eine WLAN-Verbindung in den Messehallen“, so Uwe
Thamm abschließend. „Wir hoffen sehr, dass die Stadt
Pirmasens das zur nächsten PoS einrichten kann.“
Kontakt
Ansprechpartner für die Point of Shoes
am ISC ist Steffen Korf.
E-Mail: Steffen Korf@isc-germany.com
Telefon: +49 6331 145334-17
Telefax: +49 6331 145334-30
Weitere Informationen auf www.point-of-shoes.com.
Die PoS wird organisiert von:
International Shoe Competence Center
Pirmasens gGmbH
leitung: Dipl.-Ing . (FH) Uwe Thamm
Marie-Curie-Straße 20
66953 Pirmasens
Telefon: +49 6331 145334-0
E-Mail: info@isc-germany.com
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Newsletter
Die Industrie- und Handelskammer IHK und das Inter-
national Shoe Competence Center Pirmasens haben
gemeinsam einen neuen Zertifikatslehrgang aus der
Taufe gehoben: Der „Internationale(r) Schuhhandelsexperte/in“
schließt eine Bedarfslücke und kann an
neun Wochenenden berufsbegleitend absolviert werden.
Der Kurs „Internationale(r) Schuhhandelsexperte/in“
wendet sich an Mitarbeiter von Schuhherstellern, Zulieferunternehmen
der Schuhindustrie sowie Schuhhandelsunternehmen,
die keinen Schuh-Hintergrund
haben. Die Teilnehmer erarbeiten sich das allgemeine
und das schuh-spezifische Rüstzeug für eine Tätigkeit
im internationalen Schuh-Warenverkehr.
72 Stunden, die es in sich haben
Der neue Ausbildungsgang kann berufsbegleitend
an neun Samstagen absolviert werden und endet mit
einer Zertifikatsprüfung. Von den neun Unterrichts-
Samstagen werden die Teilnehmer sechs am ISC Germany
mit seiner „Lernfabrik“ und drei an der IHK in
Pirmasens verbringen. Die Inhalte gliedern sich wie
folgt:
Internationaler Warenverkehr und Zollverfahren
Logistik
Qualitätsanforderungen an Schuhe
Ursprungszeugnisse
Macharten, Herstellungsverfahren
Schuhterminologie und Schuh-Englisch
Betriebswirtschaftliche Grundlagen
Reklamationsmanagement
Schadstoffe
NEWS
Neuer Zertifikatslehrgang von IHK und ISC
Internationale(r)
Schuhhandelsexperte/in
Noch 2011 können die ersten angehenden Schuhhandelsexperten
die Ausbildung am ISC Germany aufnehmen
„Die Schuhindustrie ist heute komplett internationalisiert,
und das heißt auch, dass die Beschaffungswege
immer länger und komplexer werden“, so Uwe Thamm,
Leiter des ISC Germany. „ Der neue Zertifikatslehrgang
schließt eine vorhandene Ausbildungslücke, indem er
in kompakter und sehr praxisorientierter Form das nötige
Fachwissen vermittelt, um in der Warenbeschaffung
sattelfest zu sein.“
Die ersten Schuhhandelsexperten können im vierten
Quartal 2011 starten und erhalten ihr Zertifikat dann
im ersten Quartal 2012. Die Lehrgangskosten liegen
bei etwa 1700 Euro.
Kontakt
Dipl.-Ing. Uwe Thamm
International Shoe Comeptence
Center Germany gGmbH
Marie-Curie-Straße 20
66953 Pirmasens / Deutschland
Telefon: +49 6331 14 53 34 0
E-Mail: info@isc-germany.com
Internet: www.isc-germany.com

NEWS
Willkommen im Team
Kai Tinschert
verstärkt die Physik
Kai Tinschert schloss im August 2009 sein Studium als
Diplom-Ingenieur Textiltechnik mit Schwerpunkt Flächentechnologie
an der Fachhochschule Kaiserlautern
am Standort Pirmasens ab. Praktische Erfahrung sammelte
er bei einem führenden Hersteller elastischer
Spezialgewebe für Medizinprodukte.
Seit Januar 2011 verstärkt er das Team der physikalischen
Materialprüfung und Forschung am PFI, wo er
zunächst alle Bereiche und Abläufe kennenlernt und
im Anschluss seinen Schwerpunkt in den Bereichen
Forschung und Textilprüfungen setzen wird.
PFI gratuliert
Prof. Klaus Mattil 75
Ein Vollblutschuster, begnadeter Ingenieur und lehrer,
immer hilfreicher Kollege und echter Pfälzer, damit
beschreibt man Professor Klaus Mattil wohl am
besten. 30 Jahre lang, von 1969 bis 1999, leitete er die
Technische Abteilung des PFI. Am 3. Mai 2011 feierte
er seinen 75. Geburtstag. Aus diesem Anlass gratuliert
das gesamte PFI.
Ungezählt sind die Projekte und Entwicklungen des
Ideengenerators Klaus Mattil, und bis heute – weit
über das übliche Berufsalter hinaus – arbeitet er mit
01.2011
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
hohem Engagement. Beeindruckend ist die Energie,
mit der er für das PFI viele Jahre bahnbrechend und
richtungsweisend tätig war, genauso wie anschließend
als Berater des PFI und als Professor an der Fachhochschule
Kaiserslautern, wo er bis heute sein enormes
Wissen den Studierenden vermittelt. „Ich wünsche der
gesamten Schuhwelt, dass Professor Mattil noch lange
sein Wissen und seine Energie zur Verfügung stellt“,
so PFI-Leiter Dr. Gerhard Nickolaus. „Herzlichen Glückwunsch,
Professor Mattil, und weiter so!“
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Newsletter
Deutsche Schuhfachschule
Absolventen-Treffen
im August
Vor etwas mehr als zwei Jahren unternahmen Schüler
und lehrer der Deutschen Schuhfachschule eine Studienfahrt
nach Portugal, um dort eine Reihe von Schuhfabriken
zu besichtigen. Das war natürlich interessant
und lehrreich. Auf Platz eins der „Reise-Highlights“
jedoch landeten die Gespräche mit DSF-Absolventen,
die mittlerweile in Portugal leben und arbeiten. Diese
Treffen waren derart interessant, dass der Wunsch
zum Austausch mit weiteren DSF-Absolventen aufkam,
wo immer auf der Welt sie arbeiten. So entstand
Idee, ein jahrgangsübergreifendes Treffen für DSF-
Absolventen zu organisieren.
Mechanische Tellerstanzmaschinen
(das Bild entstand Mitte der
fünfziger Jahre in den Räumen
der Schuhfachschule)
NEWS
Inzwischen steht der Termin für dieses Treffen fest:
Alle Jahrgänge der Deutschen Schuhfachschule sowie
Freunde und Förderer der Schule sind herzlich zum
großen Absolventen-Treffen am 20. August 2011 ab 17
Uhr eingeladen. Treffpunkte sind die Räume der Deutschen
Schuhfachschule im International Shoe Competence
Center (ISC Germany, Marie-Curie-Straße 20,
66953 Pirmasens) und ab 19 Uhr die Pirmasenser Festhalle.
Ab 17 Uhr können die neuen Räumlichkeiten der
Schuhfachschule am ISC im Rahmen eines Sektempfangs
besichtigt werden. Eine Fotoausstellung wird
die Geschichte der Schuhfachschule ab dem Gründungsjahr
1927 bis heute dokumentieren. Die Bilder
zeigen den Alltag sowie die Höhepunkte der Schulgeschichte,
außerdem die Räumlichkeiten und Ausstattung
der DSF im Verlauf der Zeit. Unverzichtbar sind
natürlich die Klassenfotos aller Absolventen-Jahrgänge.
Darüber hinaus wird eine Fülle von Exponaten einzelne
Geschichten aus der langen Historie der Schule
erzählen. Alle Teilnehmer erhalten eine Broschüre mit
den Highlights dieser Ausstellung. Wer weitere Fotos
oder Materialien besitzt, an den ergeht die Bitte, diese
Dokumente für den 20. August zur Verfügung zu
stellen.

Das bisherige Echo der „Ehemaligen“ fiel so überwältigend
aus, dass der Hauptteil der Feier, die ursprünglich
in den Räumen des ISC stattfinden sollte, in die
Pirmasenser Festhalle verlegt wurde. Die Vorfreude
auf diesen Abend, auf das Wiedersehen und die Gespräche
unter Absolventen und Lehrern, ist enorm. Um
das Treffen bestmöglich planen zu können, sollten sich
alle Interessenten bitte umgehend anmelden und der
DSF ihre Kontaktdaten per Mail oder Brief mitteilen.
Das Anmeldeformular finden Sie auf der Homepage
www.bbspirmasens.de. Bis zum Treffen am 20. August
werden weitere Informationen aussendet werden.
Und nicht vergessen: Informieren Sie bitte alle Absolventen,
mit denen Sie noch in Verbindung stehen!
Kontakt
Deutsche Schuhfachschule
in der BBS Pirmasens
Adlerstraße 31
66955 Pirmasens
Telefon: +49 6331-24010
Telefax: +49 6331-240120
E-Mail: schuhfachschule@freenet.de
Internet: www.bbspirmasens.de
01.2011
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Moderne Stanzmaschinen und
Schneidetische in der komfortablen
Maschinenhalle des ISC, dem neuem
Standort der Schuhfachschule
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Newsletter BIoTECHNoloGIE
Projekt von PFI und FH Kaiserslautern
Der Traum
vom echten Öko-Schuh
Stellen wir uns vor, es gäbe ihn wirklich, den 100prozentigen
Ökoschuh … keine Recycling-Probleme,
tolle Verbraucherakzeptanz, das Wunschprodukt der
Zukunft schlechthin. Die Gegenwart sieht anders
aus: Schuhe sind bis heute entsorgungstechnisch ein
echtes Problem. Das soll anders werden, und daher
planen die PFI-Abteilung Biotechnologie und die FH
Kaiserslautern gemeinsam ein Projekt mit dem Hauptziel,
einen vollständig biologisch recycelbaren Schuh
zu entwickeln.
Zwei Tatsachen sind unbestritten: Die Nachfrage nach
ökologisch sinnvollen Produkten steigt beständig,
und die gesetzlichen Anforderungen verschärfen sich
permanent. Daher hat das PFI ein Forschungsprojekt
aufgesetzt mit dem Titel „Entwicklung einer Schuhfertigung
auf Basis von nachwachsenden und fermentierbaren
Rohstoffen“. Angestrebtes Ziel ist, dass die Schuhe
am Ende ihrer Produktlebenszeit zusammen mit
sämtlichen Produktionsabfällen vollständig biologisch
recycelt werden können, und zwar unter Nutzung aller
in den Werkstoffen vorhandenen stofflichen und
energetischen Ressourcen. Ein weiteres Projektziel ist
es, den Absatz von ökologisch hochwertigem Schuhwerk
in Deutschland voranzubringen und somit einen
neuen Markt für KMUs aus der Schuhindustrie und deren
Zulieferer zu erschließen.
Trend zu mehr
ökologischem Bewusstsein
Bei Schuhherstellern wie auch beim PFI gehen immer
häufiger Anfragen nach ökologisch sinnvollen Produkten
ein; Ausdruck dafür, dass das ökologische Bewusstsein
der Verbraucher wächst. Themen wie nachhaltige
Material- und Produktentwicklung, Energieeffizienz
und Ressourcenschutz interessieren immer mehr Verbraucher
beziehungsweise die immer größer werdende
Gruppe derer, die sich im Alltag um ein umweltschonendes
Verhalten bemühen. Ob ein Produkt
nachhaltig entwickelt und hergestellt wurde, hat ganz
klar einen Einfluss auf die Kaufentscheidung dieser
Verbraucher. Gleichzeitig hat die Industrie – nicht zuletzt
aufgrund steigender Rohstoff- und Energiepreise
– begriffen, dass es sich rechnet, nachhaltig zu wirtschaften
und die eingesetzten Ressourcen effektiv und
nach Möglichkeit vollständig zu nutzen. Die Schuhindustrie
hat daher in größerem Maßstab begonnen –
besonders „ökige“ Nischenproduktionen gab es schon
seit langem –, Werkstoffe einzusetzen, die zwei Dinge
ermöglichen: zum einen ökologisch hochwertige Produkte
und einen möglichst nachhaltigen Produktionsprozess
und zum anderen das Recyceln möglichst aller
Rohstoffe und Komponenten, die bei der Produktion
verwendet werden und die am Ende eines Produktlebenszyklus
vorhanden sind. Parallel zu dieser Entwicklung
zwingen schärfer werdende gesetzliche Vorgaben
die Unternehmen, einen immer größeren Anteil
ihrer Abfälle wiederzuverwerten und ihre Produkte
nach ökologischen Vorgaben zu gestalten.

DER TRAUM VoM ECHTEN ÖKo-SCHUH
Problem am Schuh:
Materialvielfalt und Stoffverbund
Die Schuhindustrie sieht sich mit der Aufgabe, ökologisch
hochwertige Produkte bei gleichzeitig effizienter
Ressourcennutzung anzubieten, vor einer besonderen
Herausforderung, da am Schuh unterschiedlichste
Komponenten miteinander verbunden sind. Zudem
werden ökologisch hochwertige Materialien zurzeit
nur begrenzt eingesetzt.
Eine automatisierte Trenneinrichtung für alle Werkstoffe
würde ihrerseits gewisse ökologische Belastungen
mit sich bringen. Außerdem würde sie die
Entsorgungskosten stark ansteigen lassen. Anders
als zum Beispiel die Elektroindustrie, die Edelmetalle
verarbeitet, deren Recycling sich auf alle Fälle lohnt,
kommen im Vergleich dazu in Schuhen keine ausgesprochen
hochpreisigen Einzelmaterialien vor. Daher
ist es fraglich, ob sich eine solche Sortiereinrichtung
wirklich rechnen würde. Sicher ist: Soll eine solche
Trenneinrichtung für Schuhe rentabel arbeiten, wird
das erst bei größeren Abfallmengen der Fall sein. Das
würde vor allem KMUs vor Entsorgungsprobleme stellen.
Darüber hinaus wären von den getrennten Abfällen
nur thermoplastische Kunststoffe und Metalle begrenzt
wiederverwertbar, für alle anderen bliebe nur
die thermische Verwertung. Dabei müsste zusätzlich
nachgewiesen werden, dass die gewonnenen Energiemengen
größer sind als die in den Trennvorgang
investierte Energie.
01.2011
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Projektpartner des PFI ist das Institut für Kunststofftechnik
Westpfalz, das am Pirmasenser Campus der FH Kaiserslautern
angesiedelt ist
Die bisherigen Verwertungsmöglichkeiten von Industrieabfällen
aus der Schuhproduktion basieren entweder
auf dem Prinzip der Wiederverwertung bestimmter
Stoffgruppen, welche nur bis zu einem gewissen
Anteil einem neuen Material beigemischt werden
können, oder auf dem Prinzip der thermischen Verwertung.
Beim Verbrennen gehen allerdings die stofflichen
(zum großen Teil fossilen) Ressourcen verloren.
Gleichzeitig entstehen sehr schwer entsorgbare Überreste
wie Schlacke oder verbrauchte Filter von Verbrennungsanlagen.
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Newsletter
Projekt von PFI und FH Kaiserslautern
Der Traum
vom echten Öko-Schuh
Die neue Anlage für hydrothermalen und
enzymatischen Aufschluss im PFI-Technikum
BIoTECHNoloGIE
Neue Materialien
und Recyclingmethoden
Das Projekt der biotechnologischen Abteilung des PFI
und der FH Kaiserslautern sieht vor, dass durch Entwicklung
und Auswahl spezieller Materialien (Zellulose,
Stärkeblends sowie anderer Biopolymere) und
Verarbeitungsverfahren alle am Schuh eingesetzten
Werkstoffe zusammen mit den bei der Produktion
entstehenden Abfällen zuerst zerkleinert und dann
zusammengeführt werden sollen. Dank eines hydrothermalen
und enzymatischen Aufschlusses werden
die eingesetzten Substanzen in kleinere Bausteine
zerlegt und die so erhaltenen Monomere bzw. Oligomere
mit Hilfe von Mikroorganismen über eine
Fermentation zu neuen Ausgangsprodukten wie beispielsweise
Biopolymeren verarbeitet. Sollten stofflich
nicht weiter nutzbare Inhaltsstoffe übrig bleiben, werden
diese zu Biomethan (aus Biomasse gewonnenes
Methan) umgesetzt. Ziel ist, die in den Werkstoffen
enthaltenen Energie- und Stoffressourcen optimal zu
nutzen. Für die Polymerbestandteile des Schuhs dient
die Fachhochschule Kaiserslautern am Campus Pirmasens
im Institut für Kunststofftechnik Westpfalz (IKW)
unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Jens Schuster als
zweite Forschungsstelle. Im Laufe des Projektes soll
insbesondere für Laufsohlen ein Werkstoff entwickelt
werden, der die gummielastischen Eigenschaften eines
herkömmlichen Laufsohlenmaterials aufweist und
gleichzeitig alle Kriterien der biologischen Abbaubarkeit
erfüllt.

DER TRAUM VoM ECHTEN ÖKo-SCHUH
Materialdatenbank
Die neu entwickelten Materialien werden je nach Einsatzgebiet
am Schuh in der physikalischen Materialprüfung
des PFI auf Eignung für die Schuhherstellung
überprüft. Anschließend produziert das benachbarte
ISC in enger Zusammenarbeit mit Schuhherstellern
und Zulieferern Musterschuhe. Die im Laufe des Forschungsprojektes
gesammelten Daten, wie zum Beispiel
die Fermentierbarkeit oder die mechanischen
Eigenschaften der biologisch abbaubaren Materialien,
sollen in einer Datenbank gesammelt und anschließend
veröffentlicht werden. Diese Informationen bieten
den Schuhherstellern die Möglichkeit, ihre Produkte
immer mehr nach ökologischen und zukünftigen
gesetzlichen Vorgaben auszurichten. Die gewonnenen
Erkenntnisse in Verbindung mit der Materialdatenbank
für alle am Schuh verwendeten Werkstoffe
sollen Unternehmen einen einfachen Einstieg in eine
ökologisch sinnvolle Schuhproduktion ermöglichen,
indem erstmals Komponenten wie beispielsweise Innenfutter,
Obermaterial oder die Verklebung biologisch
abbaubar gestaltet werden. Die Ergebnisse der
Laufsohlenentwicklung zeigen die Möglichkeiten der
Weiterentwicklung von elastischen Polymeren auf,
welche biologisch abbaubar sind. Sie bilden auch die
Grundlage für weitere Projekte zur Entwicklung von
ökologisch hochwertigen Strapazierschuhen.
01.2011
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
PFI verknüpft Schuhkompetenz
und Biotechnologie
Mit diesem Projekt will das PFI eine Verknüpfung zwischen
der ursprünglichen Kernkompetenz des Hauses,
der Schuhtechnik, und der relativ jungen PFI-Abteilung
Biotechnologie schaffen, im Bereich der Biopolymere
weitere Erfahrungen sammeln und praktische Anwendungsmöglichkeiten
für Entwicklungen aus dem aktuell
laufenden Projekt zur PHB - Produktion mit der
Johannes Gutenberg-Universität in Mainz aufzeigen
(Bericht siehe Newsletter 1.2010 - S.37 ff).
Das neue Forschungsvorhaben wurde bereits positiv
begutachtet. Der Projektbeginn wird Ende 2011 angestrebt.
Weitere Informationen:
Dipl.-Ing. (FH) Christian Schadewell
Telefon: +49 6331 2490 - 843
E-Mail: christian.schadewell@pfi-germany.de
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Newsletter
Startschuss zum Energiepark Pirmasens
Mit dem Kauf eines Grundstücks im Industriegebiet
Winzeln der Stadt Pirmasens schafft das PFI die
Grundlage für praxisnahe internationale Forschung
im Bereich der stofflichen und energetischen Nutzung
von Biomasse.
Mit dem Umzug des PFI auf die Husterhöhe im Jahre
2003 wurde die Abteilung Biotechnologie ins Leben
gerufen. Von Beginn an stand der schnelle und effiziente
Aufschluss von Biomasse im Mittelpunkt der
Forschungstätigkeit. Dabei beschränkte man sich nicht
nur darauf, den Energieträger Biogas zu gewinnen,
sondern suchte mit Hilfe von biotechnologischen Verfahren
auch hochpreisige Fermentationsprodukte herzustellen.
So wurde anfangs die Gewinnung von Xylose
aus Stroh und die mikrobiologische Konversion zu
Xylitol optimiert. Danach folgten weitere Zielprodukte
wie Milchsäure und Polyhydroxibuttersäure (PHB), die
zu Biopolymeren verarbeitet werden können. Im Laufe
der Zeit wurde erkannt, dass eine wirtschaftliche
Herstellung von Energie und Rohstoffen aus Biomasse
nur dann möglich ist, wenn in dezentrale Anlagen die
erforderlichen Herstellungsprozesse aufeinander abgestimmt
werden und dadurch Synergieeffekte entstehen.
Eine weitere Notwendigkeit besteht darin, verstärkt
lignocellulosehaltige Restbiomassen wie Stroh
als Kosubstrat zu verwenden, um landwirtschaftliche
Flächen für die Lebensmittelproduktion zu schonen.
BIoTECHNoloGIE
PFI investiert in Pilotanlage
zur Fermentation von Biomasse
In verschiedenen Einzelprojekten wurden die wissenschaftlich-technischen
Grundlagen für die praktische
Umsetzung der Idee gelegt. So wurde an der Kläranlage
Blümelstal in Pirmasens die Thermodruckhydrolyse
für Belebtschlamm großtechnisch erprobt, die die
Biogasproduktion bis zu 25 Prozent steigerte. An einer
landwirtschaftliche Biogasanlage in Wallhalben bei
Pirmasens wird die „Prozessgesteuerte Enzymatische
Hydrolyse“ (PEH) zur Beschleunigung des Abbaus von
Cellulose eingesetzt, damit der Durchsatz verdoppelt
werden kann, ohne dass es zu Störungen der Prozessbiologie
kommt. Weitere Versuchsanlagen zum Strohaufschluss
wurden im Technikum des PFI getestet.
Trotz der erfolgreichen Einzelprojekte war es bisher
nicht möglich, alle technischen Entwicklungen der Abteilung
Biotechnologie in einer einzigen Praxisanlage
zu integrieren, um auch die erwarteten Synergieeffekte
zu überprüfen. In Verbindung mit der Realisierung
einer Demonstrationsanlage soll dieses ermöglicht
und die Grundlage für weitere Forschungsprojekte
und technische Entwicklungen geschaffen werden.
In der geplanten Fermentationsanlage sollen jährlich
5.000 t Zuckerrüben, 3.000 t Maissilage, 1.000 t Stroh,
je 500 t Getreideganzpflanzensilage (GPS) und Grassilage
verarbeitet werden. Angestrebt wird die jährliche
Erzeugung von 100 t Xylitol und 400 t PHB. Darüber
hinaus werden mit der Anlage 500 kW elektrischer
Leistung zur Einspeisung ins Stromnetz und 500 kW
thermischer Leistung für die Bereitstellung von Prozesswärme
erzeugt. Das entspricht einem Nutzungsgrad
von über 80 Prozent der eingesetzten Biomasse.
Derzeit werden in Biogasanlagen durchschnittlich nur
ca. 40 bis 60 Prozent der eingesetzten Biomasse zur
Erzeugung von elektrischer und thermischer Energie
verwendet.

PFI INVESTIERT IN PIloTANlAGE
Zur Umsetzung des innovativen Konzeptes werden
folgende neu entwickelten Anlagenkomponenten des
PFI und seiner Partnerunternehmen eingesetzt:
Erdbecken für pumpfähige Zuckerrübenmussilage
zur automatischen Beschickung der Fermenter
Aufschlussanlage zum hydrothermalen Aufschluss
von Lignocellulosen
PEH-Reaktor zum Anmaischen und Verflüssigen
der strukturreichen Biomasse und Beschleunigung
des Celluloseabbaus
Festbettfermenter zur Milchsäureproduktion und
Beschleunigung des Biogasprozesses
Verdampfungsanlage zur Aufkonzentrierung von
Hydrolyse- und Gärresten
Blockheizkraftwerk zur energetischen Nutzung
von wasserstoffreichem Biogas
Hochtemperaturwärmepumpe zur Erzeugung von
Prozesswärme für den Verdampfungsprozess
Gärrestaufbereitungsanlage zur Fixierung des Am-
moniumstickstoffs im Gärrest
Im Zentrum der Demonstrationsanlage soll sich ein Gebäude
mit einer Leitwarte und einem Schulungsraum
befinden. Von hier aus können die Prozesse unter der
Aufsicht von Ingenieuren und Wissenschaftlern gesteuert
und optimiert werden. Praxisnah können auch
Informations- und Schulungsveranstaltungen angeboten
werden. Die Räumlichkeiten sollen auch Platz für
Mitarbeiter verschiedener internationaler Forschungseinrichtungen
bieten, die als Team an mehrjährigen
Forschungsprojekten zusammenarbeiten. Insbesondere
ist die enge wissenschaftliche Zusammenarbeit
zwischen Rheinland-Pfalz und Lothringen auf dem
Gebiet der Biomassenutzung geplant. Aufgrund der
Nähe zu Frankreich sollen auch Landwirte und Unternehmen
beider Regionen in Verbindung mit der geplanten
Demonstrationsanlage ihre Zusammenarbeit
intensivieren. Dabei sollen die Landwirtschafts-, Industrie-
und Handelskammern eine unterstützende Rolle
einnehmen. Die Anteilsfinanzierung für die geplante
Demonstrationsanlage soll aus dem Life+ Programm
der europäischen Union erfolgen. Die Förderung der
grenzüberschreitenden Zusammenarbeit zwischen
Rheinland-Pfalz und Lothringen soll über das Interreg-
IV-Programm beantragt werden.
01.2011
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Mit dem Kauf des Grundstücks kann das PFI nun die
Genehmigungsplanung in die Wege leiten. Dies erfolgt
in enger Abstimmung mit der Stadt Pirmasens und der
Bioenergie Pirmasens, einem Tochterunternehmen der
Stadtwerke Pirmasens. Im Energiepark Pirmasens sind
insgesamt drei Anlagen vorgesehen: Wasserdampfvergasung
von Holz, Methanisierungsanlage für kommunale
biogene Reststoffe und die zuvor beschriebene
Fermentationsanlage für landwirtschaftliche Biomasse.
Baubeginn der letztgenannten Demonstrationsanlage
ist für Mitte 2012 vorgesehen.
Fermentationstechnik und
Produktaufbereitung
Fahrsilo für Mais-
und Grassilage
Strohlager
Gärrestlager
Stroh-TDH-
Anlage
leitwarte und
Schulungsraum
Geplante Demonstrationsanlage des PFI im Energiepark
Pirmasens-Winzeln
Weitere Informationen:
Dipl.-Ing. (FH) Benjamin Pacan
Telefon: +49 6331 2490 - 840
E-Mail: benjamin.pacan@pfi-biotechnology.de
PEH-Reaktor
Methanreaktor
Festbettfermenter
BHKW-Container
Erdbecken für
Rübenmussilage
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18
Newsletter
Das PFI hat in den vergangenen Jahren immer wieder
EU-Projekte in Verbindung mit der Kernkompetenz
Schuhtechnik initiiert. Es ist kein Geheimnis, dass die
Fördermittel in diesem Bereich aufgrund der Verlagerung
der Schuhproduktion nach Asien mittlerweile
rückläufig sind. Die Alternative besteht darin, EU-Fördermittel
in den neuen PFI-Forschungsschwerpunkten
Biotechnologie und Regenerative Energien zu akquirieren.
Zur Umsetzung dieses Vorhabens arbeiten die
Abteilungen Technik und Biotechnologie noch enger
zusammen.
Viele der im 7. EU-Forschungsrahmenprogramm festgelegten
Fördermöglichkeiten sind durch die erwartete
Beteiligung von mehr als sechs Ländern und eines
hohen bürokratischen Aufwandes in der Antragsphase
nur unter hohem Personaleinsatz zu bewerkstelligen.
Die niedrige Erfolgsquote von häufig unter 15 Prozent
stellt zudem für den Antragsteller ein hohes finanzielles
Risiko dar. Um Aufwand und Risiken zu minimieren,
wurde zunächst erwogen, grenzüberschreitende
Projekte zu beantragen, die nur zwei bis drei europäische
Partner erfordern. Aufgrund der aktuellen Ausschreibung
wurde zuerst ein CORNET-Projekt mit dem
Thema «Upgrading of Waste Heat to Process Heat for
Different Industries» (oder kurz «From Waste Heat to
Process Heat») zusammen mit der Papiertechnischen
Stiftung aus München (Koordinator), University College
of West Flanders, Ghent University, Université de
Liège und der Flemish User Group beantragt.
BIoTECHNoloGIE
Neue EU-Projekte beantragt
PFI weitet internationale
Forschungsaktivitäten aus
CORNET steht für Collective Research Networking, also
die Vernetzung von nationalen und regionalen Programmen
der Gemeinschaftsforschung in Europa. An
dem von der AiF koordinierten ERA-NET CORNET sind
21 Ministerien und Projektträger aus 17 Ländern und
Regionen Europas beteiligt. Ziel ist es, die europäische
Zusammenarbeit zwischen nationalen und regionalen
Programmen für Gemeinschaftsforschung zu vertiefen.
CORNET organisiert zwei Ausschreibungsrunden
pro Jahr für gemeinsam geförderte Projekte der Gemeinschaftsforschung.
Die in diesem Projekt zu entwickelnde Hochtemperaturwärmepumpe
stellt ein wichtiges technisches
Hilfsmittel zur Aufkonzentrierung von Zuckerlösungen
durch zweistufige Vakuumverdampfer vor der anschließenden
Fermentation dar. Darüber hinaus kann
auch Prozesswasser für den Strohaufschluss zurückgewonnen
werden. Durch die verbesserte Abwärmenutzung
des Blockheizkraftwerkes kann mehr Stroh
als Substrat für die Fermentationsanlage eingesetzt
werden. Nach der Ermittlung der erforderlichen Wärmeenergie
für die verschiedenen Teilprozesse der innovativen
Biomasseaufbereitungsanlagen entwickelt
die PFI-Abteilung Technik eine intelligente Steuerung
für das Wärmemanagement in Verbindung mit der
Hochtemperaturwärmepumpe. Die Abteilung Biotechnologie
führt Praxisversuche durch und erarbeitet
Optimierungsvorschläge. Die am Projekt beteiligten
KMUs (beispielsweise ein Biogasanlagenbetreiber)
sollen letztendlich in die Lage versetzt werden, die
vorhandene Abwärme von Blockheizkraftwerken effizienter
zu nutzen. Desweiteren sollen auch ökonomischen
Aspekte und die Auslegungsparameter für den
Einsatz von Hochtemperaturwärmepumpen ermittelt
werden.

NEUE EU-PRoJEKTE BEANTRAGT
Bioabfall
Methanfermenter
Geplanter Einsatz einer Hochtemperaturwärmepumpe in einer Biomasseaufbereitungsanlage
Angesichts der Ziele der Europäischen Union, bis 2020
den Anteil an regenerativen Energien an der Stromversorgung
auf über 20 Prozent anzuheben und den
Anteil biobasierter Produkte von derzeit acht bis zehn
Prozent bis 2020 zu verdoppeln, geht das PFI davon
aus, dass in den nächsten Jahren die Forschungsförderung
in diesen Bereichen deutlich ausgebaut wird. Die
Nuklearkatastrophe von Fukushima und der steigende
Ölpreis werden diesen Trend sicherlich noch verstärken.
Als Einstieg in die grenzüberschreitende Zusammenarbeit
zur verstärkten Nutzung von Biomasse ist die
Durchführung eines Interreg-IV-Projektes geplant.
Dabei möchte das PFI mit der Bauerngenossenschaft
Lorca, dem Bauernverband von Lothringen und dem
Institut "Ecole Nationale Supérieure d‘Agronomie“ sowie
KMUs aus Rheinland-Pfalz und Lothringen zusammenarbeiten.
Im geplanten Projekt sollen folgende
Aufgaben bearbeitet werden:
Beratung zum Pflanzenanbau, Erntetechnik
und Transportlogistik
Anbau, Lieferung und Konservierung
von Energiepflanzen
Aufbau, Betrieb und Weiterentwicklung
der Aufschluss- und Fermentationsanlagen
Optimierung der Düngerwirkung von Gärresten
Durchführung von Informationsveranstaltungen
und Seminaren
Xylitol
als Zuckererstatz
Biogas
Abwärme
Restbiomasse
Elektrische
Energie
Blockheiz-
Kraftwerk
Motorkühlsystem
Hochtemperatur-
Wärmepumpe
Fermentation
Biotechnologische
Umwandlung
Abgaswärme
Prozesswärme
Restwärme
Zuckerkonzentrat
01.2011
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
lignocellulose
TDH
Vakuum-
Verdampfer
Biopolymere als Polyalkanoate (PHA)
aus Glukose und organischen Säuren
Durch die geplanten grenzüberschreitenden For-
schungsprojekte soll die Grundlage für weitere europäische
Forschungsaktivitäten gelegt werden. In Zukunft
möchte das PFI jährlich mehrere Projektanträge
im 7. Forschungsrahmenprogramm der EU stellen. Zum
Aufbau eines dafür erforderlichen Netzwerks sollen
Mitarbeiter verschiedener europäischer Forschungseinrichtungen
zeitweise am PFI beschäftigt werden.
Zur Koordinierung dieser Aktivitäten soll mittelfristig
ein europäischer Forschungs- und Entwicklungsleiter
am PFI beschäftigt werden. Kleine und Mittelständische
Unternehmen sind zur Zusammenarbeit eingeladen.
Das PFI ist gerne bereit, bei der Erstellung der
erforderlichen Projektunterlagen behilflich zu sein.
Weitere Informationen
Dipl.-Ing. (FH) Benjamin Pacan
Telefon: +49 6331 2490 - 840
E-Mail: benjamin.pacan@pfi-biotechnology.de
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20
Newsletter
Innovative Methode zum Verpassen von Schuhen
Wann passt der Schuh?
Die Passform von Schuhen ist erfreulicherweise wieder
ins Zentrum der Aufmerksamkeit von Schuhherstellern,
Handel und Kunden gerückt. Auslöser dafür
waren die Ergebnisse der bundesweiten Fußmessaktion
im Rahmen eines AiF-Forschungsvorhabens
(dessen Ergebnisse in der Veröffentlichung „Der Fußreport“
nachzulesen sind – Bestelladresse am Ende).
Diese Studie hat gezeigt, dass durch die gängige Methode
der Schuhauswahl kaum passende Schuhe gefunden
werden können. Deshalb sollte im Rahmen eines
weiteren AiF-Forschungsprojektes eine innovative
Auswahlmethode für Schuhe entwickelt werden, die
die Auswahl besser passender Schuhe ermöglicht und
aus wirtschaftlicher Sicht praktikabel ist.
Bild 1:
Versorgungsgrad
mit verschiedenen
Weiten bei Frauen
FoRSCHUNG
Der Fuß ist ein Körperteil und naturgemäß dreidimensional.
Bisher wird für die Schuhauswahl aber fast ausschließlich
die Schuhgröße genutzt, ein eindimensionales
Maß für die Fußlänge. Die Weite, also das Maß
für den Ballenumfang, wird in nur wenigen Schuhen
angegeben. Zudem existieren zur Bestimmung der
Weite keine einheitlichen Tabellen, sondern es gibt
viele Tabellen, die – wenn auch meist nur geringfügig
– zudem Unterschiede aufweisen. Die meisten Menschen
kennen ihre Weite nicht. Natürlich wissen die
Kunden, ob sie breite oder sehr schmale Füße haben,
allein schon deshalb, weil sie große Probleme haben,
passende Schuhe zu finden.
Um 90 Prozent der Bevölkerung mit passenden Schuhen
zu versorgen, müsste jede Schuhgröße in acht
Weiten angeboten werden. Das ist schon aus Kostengründen
nicht machbar. Würde jede Schuhgröße in
vier Weiten angeboten, könnten immerhin 60 Prozent
der Kunden fußgerecht versorgt werden (Bild 1). Doch
selbst dann besteht noch ein hohes Risiko, dass die
Schuhe nicht passen. Weitere Fußmaße müssten für
die Auswahl herangezogen werden, was den Kostenaufwand
noch potenzieren würde.
Anatomischer
Ballenumfang
260
250
240
230
220
210
200
190
Anatomischer Ballenumfang
Frauen (alterabhängig)
15-20 21-30 31-40 51-50 51-60 61-70
Altergruppen (Jahre)
- Sigma Mittelwert + Sigma
Bild 2: Streuung des anatomischen Ballenumfangs
bei Frauen

WANN PASST DER SCHUH?
Suche nach
Zusammenhängen
Die Untersuchung für das neue Projekt erfolgte auf
der Basis der Fußmaße, die im Rahmen der Fußmessaktion
gewonnen worden waren. Dazu wurden diese
Fußmaße analysiert und Abhängigkeiten gesucht,
die für eine bessere Schuhauswahl von Bedeutung
sein könnten. Interessant erschienen dafür neben Umfangs-
auch Breiten- und Höhenmaße. Diese Untersuchungen
führten aber zu keiner praktikablen Lösung,
da die Maße eine riesige Streubreite, aber keine eindeutigen
Abhängigkeiten aufwiesen. Als Beispiel sei
hier der anatomische Ballenumfang, gemessen über
den Groß- und Kleinzehenballen, genannt: Bei den
Frauen betrug der Mittelwert 231,3 mm, wies aber bei
allen Altersgruppen eine große Streuung auf (Bild 2).
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass bei Füßen
alle Maßkombinationen auftreten können. Aus
den Maßen lassen sich keine Fußtypen ableiten. Dieses
Ergebnis war aber nicht befriedigend, vor allem da bei
der Auswertung der Maße unterschiedliche Fußformen
ins Auge fielen, wie Bild 3 zu entnehmen ist.
Tabelle 1: Fußtypen
Variante Grenzwert
für Ferse-Rist-
Breiten-
Differenz
in mm
Grenzwert
für Rist-Ballen-
Breiten-
Differenz
in mm
Anteil
des Fußtyps
A1
in Prozent
Anteil
des Fußtyps
A2
in Prozent
Anteil
des Fußtyps
B1
in Prozent
01.2011
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Unterschiedliche
Fußformen definieren
Daher wurde die Herangehensweise an
die Untersuchung der Fußmaße geändert.
Die Fragestellung lautete: Was macht die
Unterschiede zwischen den einzelnen
Fußformen aus? Die Antwort besteht in
den Unterschieden der Breitenmaße. Untersucht
wurden deshalb diese offensichtlichen
Unterschiede. Verwendet wurden
die maximalen Breiten des Fersenmaßes
bei 20 Prozent der Fußlänge, die Ristbreite
bei 50 Prozent der Fußlänge und der
projizierten maximale Ballenbreite.
Die Differenz zwischen den einzelnen Maßen wurde
berechnet und bestimmten Fußtypen zugeordnet (Tabelle
1). Es wurden die Fußtypen A1, A2, B1 und B2
festgelegt. Dabei beschreibt der Buchstabe den Rückfuß,
die Zahl den Vorfuß. Bei den Frauen wurde bei
einer Differenz zwischen Fersenbreite und Ristbreite
kleiner/gleich 17 mm der Fußtyp A zugeordnet. War
der Wert größer als 17 mm, entsprach dies einem Typ
B. Betrug die Differenz zwischen projizierter Ballenbreite
und Ristbreite kleiner/gleich 11 mm, lag ein Typ
1 vor; bei einer Differenz größer als 11 mm ein Typ 2.
Anteil
des Fußtyps
B2
in Prozent
16_9 16 9 5% 31% 20% 44%
16_11 16 11 10% 25% 35% 30%
16_12 16 12 14% 21% 42% 23%
16_13 16 13 18% 17% 49% 16%
14_11 14 11 5% 15% 40% 40%
15_11 15 11 7% 20% 38% 36%
16_11 16 11 10% 25% 35% 30%
17_11 17 11 14% 31% 31% 25%
18_11 18 11 19% 36% 26% 19%
Bild 3: Verschiedene Fußformen
21

22
Newsletter
Hier ein paar Beispiele zur Verdeutlichung:
Bei einem Fuß betrug die maximale Fersenbreite 61
mm, die maximale Ristbreite 77 mm und die projizierte
Ballenbreite 86 mm. Somit beträgt die Differenz
zwischen der Ristbreite und der Fersenbreite 77 - 61 =
16 mm, das heißt die Differenz ist kleiner als 17 mm, es
ist ein Rückfußtyp A.
Die Differenz zwischen projizierter
Ballenbreite und Ristbreite beträgt
86 - 77 = 9 mm, das heißt die Differenz
ist kleiner als 11, und somit liegt
ein Vorfußtyp 1 vor. Dem Fuß wurde
der Typ A1 zugeordnet (Bild 4).
Bei einem anderen Fuß betrug
die maximale Fersenbreite 64
mm, die maximale Ristbreite 88
mm und die projizierte Ballenbreite
104 mm. Demzufolge beträgt
die Differenz zwischen der
Ristbreite und der Fersenbreite
88 - 64 = 24 mm, das heißt die
Differenz ist größer als 17 mm, es
ist ein Rückfußtyp B (Bild 5).
Die Differenz zwischen projizierter Ballenbreite und
Ristbreite beträgt 104 - 88 = 16 mm, das heißt die Differenz
ist größer als 11, es ist ein Vorfußtyp 2. Dem Fuß
wurde der Typ B2 zugeordnet (siehe Bild 6).
Diese verschiedenen Fußtypen können nicht durch
konventionelles Gradieren gewonnen werden, da dabei
die Ferse proportional zum Ballenmaß vergrößert
oder verkleinert wird.
FoRSCHUNG
Innovative Methode zum Verpassen von Schuhen
Wann passt der Schuh?
Bild 4:
Testperson mit
Fußtyp A1
Bild 5:
Testperson
mit Fußtyp B2
leistenentwicklung
Anschließend wurden die Fußmaße in allen Schuhgrößen
nach diesen Fußtypen sortiert und nach Häufigkeiten
der verschiedenen anderen Fußmaße gesucht,
um diesen Typen weitere Maße zuordnen zu können.
Anhand dieser Ergebnisse wurden die Maße für Leisten
für Straßenschuhe mit Verschluss und einer flachen
Sprengung festgelegt. Für die Mustergröße 37 wurde
den Leisten vom Typ A eine Fersenbreite der Leistensohle
von 58 mm zugeordnet, den Leisten vom Typ B
55 mm. Für den Fußtyp A1 wurde die mittlere Weite,
die Weite 5 mit 215 mm gewählt, für die Typen A2 und
B1 die Weite 6 mit 220 mm und für den Typ B2 die
Weite 7 mit 225 mm. Der Vergleich der Typen ergab,
dass die Typen A2 und B1 sich nur in der Fersenbreite
unterscheiden. Für die Tests wurde deshalb noch ein
Leisten als Zusammenfassung dieser beiden kreiert.
Der Typ A2B1 unterscheidet sich demnach nur in der
Fersenbreite der Leistensohle, die 57 mm beträgt.
Die Risthöhe war für alle Fußtypen gleich und betrug
65 mm.
Das gleiche erfolgte für Pumpsleisten, für die etwas
andere, schmalere Werte bei der Fersenbreite gewählt
wurden. Der Typ A erhielt eine Fersenbreite von 54
mm und der Typ B 50 mm. Die Pumps wurden mit einer
Fersensprengung von 60 mm gearbeitet. Dieses
Mal wurde kein zusammengefasster Leisten A2B1 gefertigt,
da die erhöhten Passformanforderungen an
diesen Schuhtyp keine Kompromisse zulassen.
Bild 6: Testperson mit Schuhtyp B2

WANN PASST DER SCHUH?
Trageproben
Über diese Leisten wurden Schuhe gefertigt, die für
Trageproben verwendet wurden. Die Füße der Testpersonen
wurden gemessen und dem entsprechenden
Fußtyp zugeordnet. Für die Bewertung wurden alle
Schuhtypen anprobiert beziehungsweise bei einem
augenfällig klaren Fußtyp gleich der entsprechende
Schuh ausgewählt. Die Bewertung erfolgte sowohl
durch die Testperson als auch durch die Bearbeiterin.
Die Trageproben zeigten, dass neben der Weite auch
die Passform der Ferse sehr wichtig ist. Testpersonen
mit einer schlanken Ferse passten die Schuhe des Typs
B besser als der Typ A. Dagegen fühlten sich Testpersonen
mit einer breiteren Ferse in Schuhen des Typs A
wohler. Unter den Probanden fanden sich aber auch
Personen, für die die angebotenen Weiten nicht in
Frage kamen, da ihre Füße eine noch kleinere Weite
benötigten. Durch Kombination der Ergebnisse dieses
Projektes und größeren Gradierstufen (siehe Abschlussbericht
des AiF-Forschungsprojekts 14993) kann
ein deutlich besserer Versorgungsgrad mit passenden
Schuhen erreicht werden.
01.2011
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Die detaillierten Ergebnisse sind dem Abschlussbericht
des PFI zum AiF-Projekt 15857 zu entnehmen. Das Forschungsprojekt
wurde über die AiF im Rahmen des
Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung
und -entwicklung vom Bundesministerium
für Wirtschaft und Technologie auf Grund eines
Beschlusses des deutschen Bundestages gefördert.
Kontakt:
Dr. Monika Richter
PFI Pirmasens e.V.
Telefon: +49 6331 - 249027
E-Mail: monika.richter@pfi-germany.de
23

24
Newsletter
Die hohe Toxizität von Chrom VI und die Einführung
eines Grenzwertes für Chrom VI in Gebrauchsgegenständen
aus leder machen es unabdingbar, die Mechanismen
aufzuklären, die zur Chrom-VI-Bildung in
leder führen. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt
haben das Prüf- und Forschungsinstitut Pirmasens
und das lederinstitut Gerberschule Reutlingen die Zusammenhänge
von Gesamtchrom, löslichem Gesamtchrom
und hauteigenen Inhaltsstoffen mit der Chrom-
VI-Bildung in leder und lederartikeln untersucht.
CHEMIE
Forschungsprojekt PFI und LGR
Wie entsteht Chrom VI
in Leder und Lederartikeln?
Bei der Prüfung von Schuhen und Lederartikeln auf
Schadstoffe wird immer wieder das stark gesundheitsgefährdende
Chrom VI gefunden. In einer aktuellen
Laborstudie an 60 Schuhen unterschiedlicher Modelle
mit teils mehreren Ledern wurden sechs Modelle mit
erhöhten Chrom-VI-Werten entdeckt. Unter den restlichen
54 Modellen ohne auffällige Chrom-VI-Werte
konnte nach einer Alterungsbehandlung, bei der die
Leder 24 Stunden bei 80 °C inkubiert werden, bei elf
Modellen Chrom VI nachgewiesen werden. Das Bundesinstitut
für Risikobewertung hatte schon seit längerem
ein Verbot für die Anwesenheit von Chrom VI
ab 3 mg/kg für Gebrauchsgegenstände aus Leder empfohlen.
Deshalb wurde in die 18. Verordnung zur Änderung
der Bedarfsgegenständeverordnung vom 3. August
2010 eine Regelung für Chrom VI aufgenommen.
Bei Überschreitung des Chrom-VI-Grenzwertes sind Bedarfsgegenstände
nicht mehr verkehrsfähig und müssen
vom Markt genommen werden. Das kann erheblichen
Schaden für Hersteller und Handel bedeuten.
Chrom als Gerbstoff
Die Gerbung mit Chrom-III-Salzen ist die wichtigste
Gerbmethode für Leder. Chromgegerbtes Leder
zeichnet sich durch Festigkeit und Geschmeidigkeit
aus. Dank seiner Eigenschaften wird Chromleder in
vielen Produkten eingesetzt: für Schuhe und Bekleidung,
aber auch für Möbel und für die Innenausstattungen
von Autos.
Welche Funktion erfüllt das Chrom
beim Gerben?
Leder ist ein Produkt aus Tierhäuten, die durch
Gerbung haltbar gemacht werden. Der Gerbstoff

FoRSCHUNGSPRoJEKT PFI UND lGR
Projekt und Projektziele
Der vollständige Titel des Forschungsprojektes lautet
„Untersuchungen zur Ermittlung der Zusammenhänge
von löslichem Gesamtchrom sowie hauteigenen
Inhaltsstoffen mit der Chrom(VI)-Bildung in leder und
lederartikeln“. Es wurde als IGF-Vorhaben Nr. 15845 N
der Forschungsvereinigung Leder (FGL) über die AiF im
Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen
Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF)
vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie
gefördert.
Ziel des gemeinsamen Forschungsprojekts von PFI und
dem Lederinstitut Gerberschule war es, die Zusammenhänge
zwischen Gesamtchromgehalt, löslichem
Gesamtchrom und hauteigenen Inhaltsstoffen mit der
Chrom-VI-Bildung zu erkennen und die Mechanismen
zu verstehen.
Chrom lagert sich während der Gerbung an die Kollagenfasern
der Tierhaut an. So schrumpft das Leder
nicht ein, es bleibt geschmeidig und behält seine
Festigkeit. Die bei der Chromgerbung verwendeten
Chrom-III-Salze sind nur sehr geringfügig toxisch,
da sie nur schlecht vom Körper resorbiert werden.
Bei empfindlichen Menschen kann Chrom III lokale
Hautreizungen verursachen. Das hochgefährliche
Chrom VI kann – begünstigt durch Oxidationsprozesse
und alkalische pH-Werte – aus Chrom III gebildet
werden. Nach aktuellem Stand der Wissenschaft
verhält es sich so, dass Chrom VI im Gegensatz zu
Chrom III die Zellmembran durchdringt. Chrom VI
ist stark toxisch, allergen und kanzerogen.
Vorgehensweise
Chrom III
01.2011
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Für das Projekt wurden zunächst unterschiedliche
Ober- und Futterleder hergestellt: Leder mit hohen
und niedrigen Chromgerbstoffgehalten, mit und ohne
Fixierung, mit verschiedenen Fettungsmitteln sowie
Leder hoher Schichtdicke und Leder mit hoher Chrom-
VI-Belastung. Als Messgrößen wurden die Gehalte an
Gesamtchrom, löslichem Gesamtchrom und Chrom VI
herangezogen. Welche Aussagen liefern diese Messgrößen?
Gesamtchrom bezeichnet die gesamte Menge an
Chrom, die in einem Leder enthalten ist. Um dies zu
bestimmen, muss das Leder durch Säureeinwirkung
zerstört werden.
lösliches Gesamtchrom ist der Chromanteil eines Leders,
der durch das Einwirken von wässrigen Salzlösungen,
die dem menschlichen Schweiß nachempfunden
sind, aus dem Leder herausgelöst werden kann,
ohne dabei die Leder zu zerstören. Dies simuliert die
mögliche Chrombelastung für den Menschen, die beim
Tragen der Lederprodukte entstehen kann.
Chrom VI wird ebenfalls durch Einwirkung von wässrigen
Salzlösungen aus dem Leder herausgelöst. Der
Unterschied liegt darin, dass hier ausschließlich Chrom,
das chemisch gesehen in der Oxidationsform Chrom VI
vorliegt, ermittelt wird. Die wichtigste Frage war, ob,
und wenn ja, wie die drei Messgrößen in Korrelation
stehen. Im Allgemeinen werden die Labortests auf
Chrom VI vor Beginn oder am Anfang der Schuhproduktion
durchgeführt. Es war daher wichtig, den Einfluss
von Lagerung, Hitze, Licht und Klebstoffen mit in
die Untersuchungen einzubeziehen.
oxidation
Reduktion
Vereinfachte Darstellung der Umlagerung
von Chrom III in Chrom VI
Chrom VI
25

26
Newsletter
Ergebnisse für verschiedene leder
Fettung und Chromgerbstoffangebot
Während der Lederherstellung war die Wahl des Fettungsmittels
entscheidend für die Chrom-VI-Bildung.
Ledereigene Hautbestandteile dagegen hatten bei
den durchgeführten Untersuchungen keinen Einfluss
auf die Chrom-VI-Werte. Der Einsatz hoher Mengen an
Chromgerbstoff führte bei den Ledern zu hohen Gehalten
an Gesamtchrom und löslichem Gesamtchrom.
Durch Fixierung der Leder mit Dicarbonsäuren konnte
die Menge an löslichem Gesamtchrom vermindert
werden. Eine Korrelation von hohen Gesamtchromgehalten
und hohen Gehalten an löslichem Gesamtchrom
zum Chrom-VI-Gehalt der Leder konnte dabei
nicht festgestellt werden.
Alterung und UV-Bestrahlung
Ein größerer Einfluss auf die Chrom-VI-Bildung in den
Ledern konnte durch Alterung und UV-Bestrahlung
erreicht werden. Dies spiegelt sich auch in den Ergebnissen
von Untersuchungen der Lederschichten wider.
Die Leder wurden dazu vierfach gespalten. In den Lederaußenschichten,
die den Umwelteinflüssen direkt
ausgesetzt sind, waren die Chrom-VI-Gehalte höher
als in den inneren Schichten.
CHEMIE
Forschungsprojekt PFI und LGR
Wie entsteht Chrom VI
in Leder und Lederartikeln?
Klebstoffe und Hitze
Des Weiteren wurde der Effekt von drei verschiedenen
Klebstoffen auf die Chrom-VI-Bildung getestet. Hierzu
wurden Leder mit Naturlatexklebstoff, Syntheselatexklebstoff
und einem PU-Dispersionsklebstoff behandelt.
Um die Schuhproduktion zu simulieren, wurden
die Leder zusätzlich hitzebehandelt. Die Klebstoffbehandlung
führte bei einigen getesteten Futterledern
zu deutlich erhöhten Chrom-VI-Werten, Oberleder dagegen
zeigten kaum einen Anstieg der Chrom-VI-Werte.
Klebstoffbehandlung und Hitze führte bei Ledern
mit hohen Chrom-VI-Ausgangsgehalten eher zu einer
leichten Verringerung der Chrom-VI-Werte. Bei niedrigeren
Chrom-VI-Ausgangsgehalten war eine leichte
Zunahme der Chrom-VI-Werte zu beobachten.
Reduktionsmittel
Darüber hinaus wurde die Wirkung von Reduktionsmitteln
auf die Chrom-VI-Gehalte der Leder untersucht,
und zwar sowohl im Flottenprozess als auch
nach Sprühapplikation. Reduktionsmittel verhindern
zum einen die Bildung von Chrom VI und verringern
die Konzentration an bereits vorhandenem Chrom
VI. Der Einsatz der Reduktionsmittel führte durchweg
zu niedrigeren Chrom-VI-Werten der Leder. Die reduzierende
Wirkung konnte auch nach Hitze- und Klebstoffbehandlung
aufrecht erhalten werden.
Verarbeitete Futterleder
am Schuhschaft

FoRSCHUNGSPRoJEKT PFI UND lGR
Um schichtweise Untersuchungen
durchführen zu können, wurden
die leder vierfach gespalten
Tests an Schuhen
Neben den Untersuchungen an den Ledern wurden
auch Schuhe hergestellt und die Leder anschließend
im Labor untersucht. Für die Schuhproduktion wurden
Ober- und Futterleder mit unterschiedlichen Gehalten
an Chromgerbstoff ausgewählt und zwei verschiedene
Klebstoffe verwendet. An einem Schuh befanden sich
vier Oberleder und vier Futterleder in den Positionen
Spitze, Ferse, Seite links und Seite rechts. Die verwendeten
Leder hatten vor der Schuhproduktion keine
Chrom-VI-Gehalte über 3,0 mg/kg. Insgesamt wurden
von den Schuhen 32 Oberleder und 32 Futterleder auf
ihren Chrom-VI-Gehalt untersucht. Keines der untersuchten
Oberleder am Schuh zeigte erhöhte Chrom-
VI-Werte. Bei den Futterledern wurden fünf Futterleder
mit Chrom-VI-Werten über 3,0 mg/kg gefunden.
Ein Langzeittest der Schuhe über drei Monate ergab
einen leichten Anstieg der Chrom-VI-Werte in Abhängigkeit
von der eingesetzten Chromgerbstoffmenge.
Die erhöhten Chrom-VI-Werte in den Schuhen konnten
durch Sprühapplikation von Reduktionsmitteln
weitestgehend verringert werden. Nach einer vierwöchigen
Behandlung der Schuhe mit Reduktionsmittel
wurden einzelne Leder am Schuh nochmals hinsichtlich
der Chrom-VI-Gehalte untersucht. Das Reduktionsmittel
büsste etwas an Potential ein, die Chrom-VI-
Werte der Leder an den Schuhen lagen aber immer
noch unter dem gesetzlichen Grenzwert für Chrom VI
von 3,0 mg/kg.
01.2011
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Die gewonnenen Erkenntnisse zeigen, dass mit gezielten
Maßnahmen eine Minimierung des Risikos der
Chrom-VI-Bildung in Lederprodukten – im Sinne des
vorbeugenden Gesundheitsschutzes für Verbraucher
– möglich ist. Der komplette Forschungsbericht kann
über die Kontaktadresse angefordert werden.
Kontakt:
Dr. Kerstin Schulte
Abteilungsleiterin
Chemische Analytik und Forschung
Prüf- und Forschungsinstitut Pirmasens
Marie-Curie-Straße 19
66953 Pirmasens
Telefon: +49 6331 2490 712
Telefax: +49 6331 2490 60
E-Mail: kerstin.schulte@pfi-germany.de
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Newsletter
PFI nimmt am Ringversuch zur Prüfung von Wet-white teil
Schimmelpilzfestigkeit von
Leder und Zwischenprodukten
Immer wieder verursacht der Schimmelbefall von Rohstoffen
und Fertigprodukten erhebliche wirtschaftliche
Schäden und beeinträchtigt gegebenenfalls auch
die Gesundheit von Mitarbeitern. Auslöser für Schimmelbefall
sind oft ein hoher Wasser- bzw. Feuchtegehalt
von mikrobiell anfälligen Zwischenprodukten
und/oder nachteilige klimatische Verhältnisse (Regenzeit)
in den Produktionsstätten in Fernost. Aus diesem
Grund sind Prüfungen von lederzwischenprodukten
auf Schimmelpilzfestigkeit im Rahmen von Qualitätskontrollen
nicht nur hilfreich, sondern erforderlich. So
können minderwertige Rohstoffe ausgemustert werden
und einem möglichen Befall sowie einer weiteren
Ausbreitung von Schimmelpilzen kann effektiv vorgebeugt
werden.
MIKRoBIoloGIE
Tegewa e.V. (der Verband der Hersteller von Textil-,
Papier-, Leder- und Pelzhilfs- und -farbmitteln, Tensiden,
Komplexbildnern, Antimikrobiellen Mitteln, Polymeren
Flockungsmitteln, Kosmetischen Rohstoffen
und Pharmazeutischen Hilfsstoffen oder verwandten
Produkten) befasst sich mit aktuellen Themen aus den
genannten Bereichen mit dem Ziel, den Mitgliedern
und dem Markt praxisgerechte Lösungen anbieten zu
können.
Im vergangenen Sommer wurde innerhalb der Tegewa-Fachgruppe
Lederhilfsmittel die Projektgruppe
„Schimmelpilzfestigkeit“ eingerichtet, die sich mit
Fragen zu diesem Thema befasst. Die Mitglieder der
Projektgruppe kommen aus der Industrie sowie von
Forschungsinstituten.
Im Laufe der Jahre haben sich die Konservierungsmethoden
für Leder - und Lederzwischenprodukte gewandelt.
So stellte sich auch die Frage, ob die 1996 von
der oben genannten Fachgruppe veröffentlichten, zuverlässigen
und dennoch relativ einfachen Labormethode
zur Prüfung der Schimmelpilzfestigkeit von so
genannten Wet-blue (chromgegerbte Lederprodukte)
auch auf die mittlerweile weit verbreiteten Wet-white
(Glutaraldehyd-gegerbte Lederprodukte) anwendbar
ist.
Hierzu wurde zu Jahresende 2010 ein Ringversuch
durchgeführt, an dem fünf Partner teilnahmen, darunter
auch das PFI.

Methodik des Ringversuchs
Die Methode basiert auf einem Agardiffussionstest,
der auch als Bewuchstest bekannt ist. Ausgestanzte
Prüflinge werden sowohl mit der Fleisch- als auch mit
der Narbenseite auf jeweils mit Sporen eines bestimmten
Testkeimes gleichmäßig beimpften Agarplatten
aufgelegt und bei erhöhter Temperatur und Feuchte
bebrütet. Dadurch bewächst der Testkeim, ein Schimmelpilz,
zunächst den Agar und je nach Konservierungszustand
gegebenenfalls auch den Prüfling selbst.
Jeweils wöchentlich erfolgte eine Bewertung. Hierzu
wurde ein gegebenenfalls um den Prüfling herum bestehender
Hemmhof erfasst und vermessen.
Bei mangelnder Schimmelpilzfestigkeit (Bewertung
1/A, A= Ausdehnung des Bewuchses) erfolgt ein meist
randständig beginnender und allmählich fortschreitender
Bewuchs des Prüflings, dessen Ausdehnung
ebenfalls vermessen wurde.
Bei ausreichender Konservierung weisen die Proben
nach beendetem Inkubationszeitraum keinen Bewuchs
auf (Bewertung 0/0) beziehungsweise eventuell zusätzlich
eine Zone ohne Pilzwachstum unmittelbar um
die Proben (Bewertung 0/H, H= Angabe des Hemmhofes
in mm) und erfüllen damit über diese Zeitspanne
die Anforderung der notwendigen Stabilität der Materialmuster
gegenüber Schimmelbefall.
01.2011
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Prüfmuster, Glutaraldehyd gegerbte „Wet white“
Kontrollplatten mit unterschiedlichen Testkeimen
(von links nach rechts): Aspergillus niger, Penicillium sp.,
Trichoderma viridae, Hormoconis resinae
a b c d
Schimmelbildung durch natürliche Keimfracht, ganz
links auf unbehandelten Prüfmustern (a); Prüflinge
mit drei unterschiedlichen, steigenden Konzentrationen
eines Konservierungsmittels (rechts daneben, b
bis d) weisen dagegen Schimmelpilzfestigkeit auf
29

30
Newsletter
PFI nimmt am Ringversuch zur Prüfung von Wet-white teil
Schimmelpilzfestigkeit von
Leder und Zwischenprodukten
Durchführung des Ringversuches
Die ursprüngliche Methode wurde auf Grund neuer
Erkenntnisse und Erfahrungen der Teilnehmer aktualisiert.
Die Experten einigten sich auf einige Modifikationen,
wie die Optimierung der Kulturbedingungen
und die Verlängerung der Inkubationszeit von 21 auf
28 Tage unter Beibehaltung der wöchentlichen Begutachtung.
Zusätzlich wurde das Keimspektrum der
eingesetzten Schimmel-Testkeime erweitert um Hormoconis
resinae, ein Materialschädling, der häufig
auf Lederprodukten zu finden ist. Dadurch umfasst
das Spektrum der Testkeime vier Arten: Aspergillus
sp., Penicillium sp., Trichoderma viridae und den bereits
erwähnten Hormoconis resinae. Der Einsatz einer
Pilzsporenmischung wurde (wie auch in der ursprünglichen
Methode) definitiv ausgeschlossen, um repro-
Schimmelpilzfestigkeit gegenüber Penicillium sp.
nach sieben Tagen; Hemmhofbildung bei behandelten
Prüfmustern (b bis d)
MIKRoBIoloGIE
duzierbare mikrobiologische Ergebnisse erzielen zu
können. Bei der Überarbeitung des Verfahrens wurde
auch die Erfassung der natürlichen Keimfracht (Bioburden)
berücksichtigt, sowie die interne Kontrolle an
nicht behandelten Prüflingen.
Die Bereitstellung verschiedener Prüfmuster für den
Ringversuch erfolgte durch das Unternehmen Südleder
GmbH & Co. Untersucht wurden Proben ohne Wirkstoff
beziehungsweise mit vier unterschiedlichen Konzentrationen
des Hemmstoffes 2-(Thiocyanomethylthio)-
Benzothiazol (TCMTB). Die chemische Überprüfung
des Gehaltes an Wirkstoff erfolgte am ebenfalls am
Ringversuch beteiligten Forschungsinstitut für Leder
und Kunststoffbahnen (FILK).
a b c d a b c d
Schimmelpilzfestigkeit gegenüber Aspergillus niger,
unbehandelte Proben werden vollständig bewachsen (a)
und Proben mit geringer Konservierung randständig (b).
Proben mit höherer Konzentration an Wirkstoff weisen
ausreichende Schimmelpilzfestigkeit auf (c, d).

Ergebnisse und Fazit
Es besteht ein Zusammenhang zwischen der tatsächlich
vorhandenen Wirkstoffkonzentration und der
Schimmelpilzfestigkeit gegenüber den jeweiligen Testkeimen.
Nicht behandelte Proben weisen gegenüber
allen Schimmelpilzen meist schon nach wenigen Tagen
Schimmelbefall auf. Ab einer gewissen Wirkstoffkonzentration
weisen alle Prüflinge gegenüber den verschiedenen
Schimmelpilzen entsprechende Festigkeit
auf, so dass die Prüflinge selbst nach vier Wochen Inkubation
frei von Bewuchs sind, teilweise sogar noch
über einen Zeitraum von zwei Wochen Hemmhöfe aufweisen,
wie im Falle von Hormoconis resinae. Fleischund
Narbenseite weisen – sofern überhaupt vorhanden
– nur geringe Unterschiede auf. Dennoch ist eine
Untersuchung beider Seiten dringend zu empfehlen.
1/A
0/0
Trichoderma viridae
0% 0,05% 0,1% 0,2%
Wirkstoffkonzentration (in %)
Konzentrationsabhängige Schimmelpilzfestigkeit
gegenüber Trichoderma viridae
01.2011
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die oben
beschriebene aktualisierte Methode sich eignet, um
die Schimmelpilzfestigkeit von Wet-white zu prüfen
und zu beurteilen.
Dennoch ist zu beachten, dass eine vorab im Labor
überprüfte Stabilität von Prüfmustern gegenüber
Schimmelbefall keine absolute Garantie ist. Zusätzlich
sind übliche Maßnahmen zur Vermeidung von Schimmelbefall
sinnvoll und zweckmäßig.
Die Ergebnisse des Ringversuches wurden auf der Jahrestagung
des Vereins für Gerberei Chemie und Technik
(VGCT) im Mai 2011 am ISC vorgestellt.
Weitere Information:
Dipl.-Biologin Michaela Würtz
Telefon: +49 6331 2490 550
E-Mail: michaela.wuertz@pfi-germany.de
7d
14d
21d
28d
31

32
Newsletter
Neuerungen beim Challengetestverfahren ASTM-E 2149
Bestimmung der antibakteriellen
Wirkung aktualisiert
Ende 2010 wurde die amerikanische Norm zur Bestimmung
der antibakteriellen Wirkung nach ASTM-E 2149
aktualisiert. Hierbei handelt es sich um ein so genanntes
Challengetestverfahren, das auch in der Schuhbranche
zum Einsatz kommt, und zwar insbesondere
bei Verbundmaterialien und komplexen Schuhteilen.
Antibakteriell ausgerüstete Materialien sind Stand der
Technik und werden vielfach im Bekleidungssektor
einschließlich Schuhen und Schuhbestandteilen eingesetzt,
um unerwünschte Nebenwirkungen und Folgeerscheinungen
durch Bakterien zu minimieren.
Shake-Flask-test
unter dynamischen Kontaktbedingungen
MIKRoBIoloGIE
Die weit über die USA hinaus verbreitete, international
angewendete Norm ASTM-E 2149 dient zur Bestimmung
der antibakteriellen Wirkung einer Vielzahl
entsprechend ausgerüsteter Materialien und Verbundsysteme,
wie zum Beispiel Einlegesohlen, bei denen
der Wirkstoff immobilisiert ist und nicht diffundiert.
Besonders häufig herangezogen wird diese Prüfung
von Ausrüstern und Entwicklern antibakterieller Produkte
sowie von Händlern, die entsprechend beworbene
Ware in Verkehr bringen und im Rahmen der
Qualitätssicherung stichprobenartig kontrollieren wollen.
Probenahme

Verfahren in der Schuhindustrie
weit verbreitet
Vorteil dieses Challengetestverfahrens ist eine sichere
labortechnische Durchführung vor allem an komplexen
Verbundsystemen und Prüflingen und solchen,
die nicht plan sind, so wie dies in der Regel bei Schuhkomponenten
der Fall ist. Zudem ist hierbei – im Gegensatz
zu anderen Verfahren – kein identisches, nicht
ausgerüstetes Kontrollmaterial zur Durchführung der
Prüfung und Bewertung der antibakteriellen Aktivität
erforderlich. Diese Tatsachen haben dazu geführt,
dass dieses Verfahren in der Schuhindustrie breite Anwendung
findet.
Ausplattieren der Proben
zur Bestimmung der lebendkeimzahl
01.2011
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Bei diesem quantitativen Verfahren werden antibakteriell
ausgerüstete Prüflinge (und gegebenenfalls
auch nicht ausgerüstete Kontrollmaterialien) in einer
Bakteriensuspension mit definierter Keimzahl eines
bestimmten Testorganismus geschüttelt. Daher ist das
Verfahren im anglo-amerikanischen Sprachgebrauch
auch unter dem Namen „shake-flask-test“ bekannt.
Zunächst erfolgt eine Bestimmung der Ausgangskeimzahl.
Nach Inkubation über definierte Zeiträume unter
dynamischen Bedingungen wird die Anzahl lebensfähiger
Bakterien bestimmt und die antibakterielle Aktivität
berechnet.
33

KBE
1,0E+08
1,0E+07
1,0E+06
1,0E+05
1,0E+04
1,0E+03
1,0E+02
1,0E+01
1,0E+00
34
Newsletter
MIKRoBIoloGIE
Neuerungen beim Challengetestverfahren ASTM-E 2149
Bestimmung der antibakteriellen
Wirkung aktualisiert
Inkubation der Nährmedienplatten
Beispiel eines Materials mit antibakterieller
Wirkung am Beispiel von Klebsiella pneumoniae
0h
1h
5,0E+05
2h
6,9E+04
3h
3,3E+06
4h
5h
6h
7h
8h
9h
10h
11h
12h
Zeit
13h
14h
15h
16h
17h
Antibakterielle Wirkung kann auch
in „logstufen“ angegeben werden
Die antibakterielle Wirkung kann gemäß aktualisierter
Version wahlweise wie gewohnt als prozentuale
Keimzahlreduktion angegeben werden oder als Differenz
der dekadischen Logarithmen, umgangssprachlich
auch als „Logstufen“ bekannt. Dabei handelt es
sich lediglich um eine unterschiedliche mathematische
Darstellung der tatsächlich ermittelten Laborwerte.
Abhängig vom Material, vom Wirkstoff und dem jeweiligen
Einsatzbereich sind unterschiedliche Anforderungen
zu erfüllen, die zwischen den jeweiligen
Vertragsparteien festzulegen sind. Daher erfolgt gemäß
der genannten Norm die Bestimmung der antibakteriellen
Aktivität, nicht jedoch eine Bewertung
der Resultate.
Eine Prüfung auf antibakterielle Wirksamkeit sollte
grundsätzlich die unabhängige Prüfung gegenüber
jeweils einem gram-positiven und einem gram-negativen
Bakterium beinhalten, da diese sich grundsätzlich
in ihrem Zellaufbau voneinander unterscheiden. Nur
wenn gegenüber beiden Bakteriengruppen Wirksamkeit
vorliegt, ist antibakterielle Wirksamkeit gegeben.
18h
19h
20h
21h
22h
23h
4,2E+07
24h 1,0E+00
Material
Kontrolle

Änderungen hinsichtlich
der Testkeime
Aktualisierungen der Norm betreffen vor allem den
Testkeim. An Stelle des bisher in vorhergehenden
Versionen der Norm eingesetzten, gram-negativen
Testkeimes Klebsiella pneumoniae wird nun der nah
verwandte Keim Escherichia coli angegeben, der labortechnisch
einfacher zu handhaben ist. Prüfungen
können dennoch nur von geschultem Personal und in
einem mikrobiologischen Sicherheitslabor der Risikostufe
2 durchgeführt werden, da es sich jeweils um potentielle
Krankheitserreger handelt.
Unverändert gegenüber der vorherigen Version bleibt
der Nachteil, dass die in ihrem Zellaufbau unterschiedlichen
gram-positiven Bakterien bei der Aktualisierung
nicht ausdrücklich berücksichtigt wurden. In der
Zielsetzung der überarbeiteten Norm wird jedoch auf
eine Anwendung gegenüber einem breiten Spektrum
von Mikroorganismen verwiesen, so dass der Einsatz
weiterer beziehungsweise anderer Keime zulässig ist.
Das PFI bietet daher weiterhin das bestehende, akkreditierte
Verfahren mit den Testkeimen Staphylococcus
aureus (gram-positives Bakterium) und entweder
Klebsiella pneumoniae oder Escherichia coli (gramnegative
Bakterien) an.
Trotz der 2010 erfolgten Aktualisierung der Norm
ASTM-E 2149 zur Bestimmung der antibakteriellen
Aktivität von entsprechend ausgerüsteten Prüfgegenständen
sind daher die Änderungen überschaubar.
01.2011
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Bestimmung der lebendkeimzahl: Jede Kolonie
(Punkt) entspricht einer lebensfähigen Bakterienzelle
in der ursprünglichen Probe
Über dieses und weitere Untersuchungsverfahren zur
Bestimmung antimikrobieller Wirksamkeit gegenüber
Bakterien und Mikropilzen informierten sich die Teilnehmer
eines Ende Mai am International Shoe Competence
Center in Pirmasens durchgeführten Seminars.
Weitere Information:
Diplom Biologin Michaela Würtz
Telefon: +49 6331- 24 90 550
E-Mail: michaela.wuertz@pfi-germany.de
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Newsletter
Gar nicht so banal
Schuh-Accessoire mit „Seele“
Jeder kennt sie. Jeder verwendet sie. Sogar Ötzi, die
berühmte Gletschermumie, soll sich bereits ihres großen
Vorteils bewusst gewesen sein und jedes Kind
muss mühsam lernen, sie zu binden. Die Rede ist von
Schnürsenkeln. Doch obwohl sie aus unserem Alltag
kaum mehr wegzudenken sind, wissen die wenigsten,
wie sie eigentlich hergestellt werden. Weil unsere
Kunden uns die Frage stellten, wollen wir hier einen
Einblick geben.
Aufgeschnittener Schnürsenkel
mit Gestrick als Seele
PHySIK
Ob „Schnürsenkel“, „Schnürbändel“, „Schnürriemen“,
„Schuhbänder“ oder einfach nur „Senkel“ genannt –
verwendet werden die zumeist geflochtenen oder gewebten
textilen Erzeugnisse schon seit langer Zeit und
das in verschiedensten Formen und Ausführungen:
Runde und flache Varianten kommen genauso vor wie
feine Senkel, die Hochzeitsschuhen würdig sind, oder
grobe, robuste Bändel, die Arbeitsschuhe sicher schnüren.
Manchmal ist ihre Oberfläche behandelt, manchmal
nicht. Optisch wichtig ist außerdem die Farbe, so dass
neben unifarbenen auch bunte Schnürsenkel auf
dem Markt sind. Auch im Material unterscheiden sie
sich: Während die einen aus Naturfasern wie Baumwolle
hergestellt werden, bestehen die anderen aus
Chemiefasern wie Polyethylen oder Polyamid, aus
Fasermischungen oder sogar aus Leder. Aufbau und
verwendeter Rohstoff bestimmen in hohem Maße die
Eigenschaften des Schnürsenkels.

Welcher Schnürsenkel
eignet sich für welchen Schuh?
Oder besser gefragt: Was muss der Senkel aushalten
und wie soll er aussehen? Damit sind schon die
wesentlichen Aspekte genannt, die die Auswahl bestimmen:
Da Arbeits-, Berufs-, Sicherheits- oder Wanderschuhe
wesentlich höheren Beanspruchungen standhalten
müssen als leichte Freizeitschuhe, versteht es
sich, dass auch die Schnürsenkel den gehobenen Ansprüchen
gerecht werden müssen. Empfehlenswert
dafür sind dicke, stabile und reißfeste, kurz: robuste
Senkel aus Synthesefaser. Im Idealfall sind sie außerdem
rund, denn dann können sie – wie im Artikel
beschrieben – in ihrem Inneren eine „Seele“ beherbergen,
die ihre Stabilität erhöht. Auf diese Art gefertigte
Schnürsenkel halten Scheuerbeanspruchungen
und hohe Zugkräfte besser aus als flache Senkel,
die aus Baumwolle gefertigt sind. Wie sinnvoll die
hohe Festigkeit ist, dürfte jedem bewusst sein, der
schon einmal Bergsteigen war und froh über sicheres
und gut geschnürtes Schuhwerk.
Deutlich weniger belastet werden lässige Freizeitschuhe
oder Saisonware, die gerade in Mode ist. Hier
sind der Phantasie hinsichtlich Material, Farbe und
Verarbeitung keine Grenzen gesetzt. Sogar Schuhe
mit Reißverschlüssen können zusätzlich Schnürsenkel
haben. Deren ursprüngliche Funktion als Schuhverschluss
spielt in diesem Fall keine Rolle mehr. Die
Senkel dienen lediglich als Zierde. In den letzten Jahren
spielen Optik, Farbe der Senkel und die Art ihrer
Bindung eine immer wichtigere Rolle. Es gibt sogar
Internetseiten, die sich der Kunst des Schuhbindens
widmen und eine Vielzahl von außergewöhnlichen
und ausgefallenen Bindemöglichkeiten vorstellen –
googlen Sie mal „Schuhe binden“!
01.2011
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Im Sportsektor haben sich für Laufschuhe flache, flexible
und dehnbare Schnürsenkel bewährt, weil sie
nicht so steif wie dicke, runde Senkel sind. Die Elastizität
solcher Schuhbändel gewährleistet zusätzlich
einen festeren Sitz der Schuhe. Außerdem öffnen
sich ihre Knoten nicht so schnell. Dies hat einen klaren
praktischen Vorteil, der die flache Variante auch
für den Einsatz bei Kinderschuhen prädestiniert: weniger
offene Senkel bedeuten weniger Stürze.
Warum sich Schnürsenkel ungewollt öffnen, kann
eine Vielzahl an Gründen haben: Zum einen spielt
die Auswahl des Materials eine wichtige Rolle. Ist es
eher rau, bietet es mehr Widerstand gegen ein Öffnen
von Knoten und Schleifen. Zum anderen wirken
sich Senkeldicke und -struktur (Dichte des Geflechts)
auf die Steifigkeit von Schuhbändern aus. Je inflexibler
die Schnürsenkel sind, desto leichter öffnen
sich die zuvor mühsam gebundenen Schuhe wieder
von selbst. Abgesehen von Rohstoff und Machart
spielen aber auch Substanzen, die im Laufe der Fertigung
auf das Material aufgebracht werden, eine
wichtige Rolle. Sie können nicht nur auf die Rauheit,
sondern auch auf die Flexibilität Einfluss nehmen.
Ein genormtes Prüfverfahren, mit dessen Hilfe man
beurteilen kann, wie leicht sich Schnürsenkel beim
Tragen öffnen beziehungsweise welche in diesem
Bereich bessere Eigenschaften haben als ihre Konkurrenten,
gibt es zurzeit nicht. Bei welchem Bändel
sich ein Knoten eher öffnet, kann – unter Berücksichtigung
von Struktur, Aufbau, Steifigkeit und Reibungseigenschaften
von Senkel und Material – lediglich
ungefähr eingeschätzt werden.
Nicht zu vergessen sind außerdem Schuhe, die besonderen
Anforderungen standhalten sollen, wie zum
Beispiel Feuerwehrstiefel. Diese müssen Hitze und Feuer
trotzen, und natürlich dürfen sie niemals anfangen
zu brennen. Deshalb werden sie bei der Herstellung
mit flammhemmenden Substanzen ausgestattet.
37

38
Newsletter
Wie ein geflochtener
Schnürsenkel entsteht
Produktionsort von Schnürsenkeln ist die Textilflechterei.
Garne, die dort zur Weiterverarbeitung ankommen,
müssen zunächst an sogenannten Spulmaschinen
von der Ausgangsspule ab- und auf eine andere
Hülse aufgewickelt werden, da für die Verwendung an
der Flechtmaschine nur bestimmte Spulentypen geeignet
sind. Die vollen Spulen werden nun auf Klöppel
gesetzt. Diese befinden sich auf Flügelrädern, die sich
während des Flechtprozesses beständig drehen.
PHySIK
Gar nicht so banal
Schuh-Accessoire mit „Seele“
Abb. 1: Herzog Flechtmaschine mit zwei Flechtstellen
und je 16 Klöppeln (Bild: August Herzog Maschinenfabrik
GmbH & Co. KG)
Wird die Flechtmaschine (Abb. 1) in Gang gesetzt, so
wandern die Klöppel – einige im und einige gegen
den Uhrzeigersinn – in Schlangenlinien von Flügelrad
zu Flügelrad (Abb. 2). Diese bilden bei der Herstellung
von Rund- und auch den meisten Flachgeflechten einen
Kreis, in dessen Mitte sich der „Flechtpunkt“ befindet.
Dies ist der Ort, an dem alle Fäden zusammen
laufen und das Geflecht gebildet wird. Während die
Klöppel über die Flügelräder wandern, sind sie mal
näher am Flechtpunkt und mal weiter davon entfernt.
Dadurch entstehen Überkreuzungen von Fäden und
somit die sichtbare Struktur des Geflechts.
Abb 2: Darstellung des laufs der Klöppel (rot, blau)
auf kreisförmig angeordneten Flügelrädern

Die unterschiedlichen Farb- und Struktureffekte der
Schnürsenkel werden unter anderem durch Anzahl
und Art der Flügelräder sowie durch das verwendete
Garn erreicht. Zudem entscheidet sich an dieser Stelle,
ob runde oder flache Schnürsenkel produziert werden.
Runde Schnürsenkel warten mit einer weiteren Besonderheit
auf: Neben dem sichtbaren Geflecht, welches
den Mantel bildet, besitzen sie oftmals – gut versteckt
in ihrem Innern – eine „Seele“. Hierbei handelt es sich
überwiegend um weitere textile Materialien, also andere
Garne, Zwirne oder Rundgestricke. Sie werden
während der Produktion gesondert zugeführt und mit
den später von außen sichtbaren Garnen umflochten.
Doch wozu der ganze Aufwand? Die Schnürsenkel erhalten
auf diese Weise andere gewünschte Eigenschaften:
sie wiegen mehr, erreichen eine größere Zugfestigkeit
oder sind besser dehnbar als ohne Seele.
Die geflochtenen, viele Meter umfassenden Schnüre
sind natürlich noch viel zu lang, um als Senkel zu dienen.
Daher werden sie nun auf die gewünschte Länge
beschnitten. Damit die Enden, „Nadeln“ genannt,
nicht ausfransen, ist es nötig, sie zu fixieren. Hierfür
wird Synthesefasermaterial mit Ultraschall zusammengeschweißt,
so dass der typische „Stift“ entsteht. Alternativ
können auch Stifte in Form von Kunststoff- oder
Metallumhüllungen angebracht werden. Sie dienen
nicht nur zum Schutz der Enden, sondern auch als Hilfe
beim Einfädeln. Von diesem Komfort konnte Ötzi
seinerzeit nur träumen!
01.2011
Magazin des Prüf- und Forschungsinstituts Pirmasens e. V.
Prüfungen
für Schnürsenkel am PFI
Das PFI bietet folgende Standardprüfungen
für Schnürsenkel an:
Scheuerfestigkeit (nach DIN EN ISO 22774)
- Scheuern Senkel an Senkel
- Scheuern Senkel an Öse
Zugfestigkeit und Dehnung
(in Anlehnung an DIN EN ISO 18691)
- Prüfung im Anlieferungszustand
- Prüfung nach Scheuerverschleiß
Ausreißkraft Stiftelung
Weiterhin kann das PFI in speziellen Fällen –
jedoch nicht als Standardprüfung – testen:
Wasserechtheit
Feinheit, längenbezogene Masse
Weitere Informationen:
Dipl.-Ing. (FH) Kai Tinschert
Telefon: +49 6331 2490 - 16
E-Mail: kai.tinschert@pfi-germany.de
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Newsletter
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