Nanotechnologie in Textilanwendungen - Outdoor Show
Nanotechnologie in Textilanwendungen - Outdoor Show
Nanotechnologie in Textilanwendungen - Outdoor Show
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Die <strong>Nanotechnologie</strong> - Chancen und<br />
Risiken<br />
Friedrichshafen, 16. Juli 2011<br />
OutDoor 2011<br />
Volkmar v. Arnim, Benjam<strong>in</strong> Ewert, Albrecht D<strong>in</strong>kelmann,<br />
Thomas Stegmaier, He<strong>in</strong>rich Planck
Aktuelle <strong>Nanotechnologie</strong>projekte am ITV<br />
Denkendorf<br />
Thema<br />
Laufzeit<br />
1 BMBF Nanobasierte Veredelung und Funktionalisierung vonTextiloberflächen zur Verbesserung des Raumklimas 01.07.2005 30.06.2008<br />
03X0005D und derHygiene <strong>in</strong> Kraftfahrzeugen<br />
BMBF Hoch abriebbeständige Nanocompositbeschichtungen auf textilen Flächengebilden - Schutzwirkung gegen 01.01.2006 31.12.2008<br />
2 03X0018C E<strong>in</strong>flüsse von Witterung, Strahlung,elektrostatischer Aufladung und elektromagnetischen Feldernund mit<br />
hoher Nutzungsdauer der damit hergestellten Schutztex<br />
3 BMBF01 Verbesserung der Fe<strong>in</strong>stpartikelabscheidung von Vliesstofffiltermedien durch neue verfahrenstechnische 01.06.2006 31.05.2009<br />
R105266 Lösungen<br />
BMBF Antimykostische, antibiotische und flammhemmende Nanofunktionalisierungvon Mehrschicht-<br />
01.11.2006 30.04.2009<br />
4 03X0027B Monofilamenten für Kunstrasenanwendungen (NANOFILA) -Teilvorhaben: Untersuchung äußerer<br />
Auftragsverfahren,prozessbegleitende Analysen und Tests<br />
5 BAWÜ SINATEX Sicherheit für Hersteller und Verbraucher zur <strong>Nanotechnologie</strong> bei Textilien 01.06.2007 31.05.2009<br />
BMWi Verbundprojekt: Photokatalytisch aktive Faserwerkstoffe für <strong>in</strong>novative Umwelttechnologien – PhotoFaser -; 01.10.2007 30.09.2010<br />
6 16IN0564 Teilvorhaben: Entwicklung der Beschichtungsverfahrenstechniken und Erprobung der photokatalytischen<br />
Faserwerkstoffe<br />
<strong>Nanotechnologie</strong><br />
BMBF Verbundprojekt: Templantat: Entwicklung e<strong>in</strong>es Mediz<strong>in</strong>produkts (Templantats) mit Nano-Silber zur 01.12.2007 30.11.2009<br />
7 01EZ0782 Prävention von Re<strong>in</strong>fekten und Unterstützung der Therapie für Textilien<br />
von chronischen und schwerwiegenden<br />
Harnwegs<strong>in</strong>fekten, Teilvorhaben 2<br />
8 BMBF Verbundvorhaben: 3D-Bio-Filter – Entwicklung (energetisch) hocheffizienter Koaleszenzabscheider auf der 01.12.2007 30.11.2010<br />
01RB0706A Basis neuartiger dreidimensionaler, nanostrukturierter Filtermedien<br />
9 BMBF Verbundprojekt: Nano-Meltblown-Fasern für Filtermedien (NaBlo) – Teilvorhaben: Experimentelle<br />
01.05.2008 30.04.2011<br />
13N9862 Grundlagen zur Faser- und Vliesbildung im Meltblownverfahren<br />
10 BMBF Verbundprojekt: Bionik (2): Faserverbundstoffe mit graduellen Matrixübergängen; Teilprojekt 4 01.05.2008 30.04.2011<br />
0313765D<br />
11 BMBF NanoSeparator-Nanostrukturierte textile Emulsionsfilter für verbesserte Wasserabscheidung <strong>in</strong><br />
01.06.2008 31.05.2011<br />
12<br />
03X0060D<br />
BMBF<br />
13N9879<br />
13 BMBF<br />
03X0059G<br />
14 AiF-ProInno<br />
KF0069113<br />
15 BMBF<br />
03X0064B<br />
Kraftstofffiltern und Ölabscheidung aus wässrigen Medien<br />
Verbundprojekt: Erforschung von Verfahren und Polymeren zur Herstellung von Nanofasern und deren textile<br />
Nutzung im Bereich der Re<strong>in</strong>igungsutensilien (Nanofatex) – Teilvorhaben: Erforschung von<br />
zentrifugengesponnenen Nanofaser-Vliesstoffen<br />
01.07.2008 30.06.2011<br />
Verbundprojekt: MaaTTex-Multifunktionelle Ausrüstungen für abrasiv e<strong>in</strong>gesetzte technische Textilien 01.08.2008 31.07.1011<br />
Photokatalyse; Grundlagenuntersuchungen zur Entwicklung der Rezepturen für Textilien, der Prüfmethoden<br />
und der Wirkungseffizienz auf Polsterstoffen.<br />
Verbundprojekt: EnGeL - Entwicklung und E<strong>in</strong>satzprüfung nanotechnologischer Flammschutzausrüstung auf<br />
Basis von Sol-Gel- und Laser-Technologien<br />
01.09.2008 31.08.2010<br />
01.10.2008 30.09.2011<br />
© DITF/ITV
Nano-beworbene textile Verbraucherprodukte (1/4)<br />
© DITF/ITV
Nano-beworbene textile Verbraucherprodukte (2/4)<br />
© DITF/ITV<br />
http://www.tischdeckenshop.de
Nano-beworbene textile Verbraucherprodukte (3/4)<br />
© DITF/ITV<br />
http://www.cenano.de/
Nano-beworbene textile Verbraucherprodukte (4/4)<br />
http://de.markilux.com/markisentuecher/<br />
© DITF/ITV
Implementierung von nanoskaliger<br />
Funktionalität <strong>in</strong> Textilien – 1. Nanofasern<br />
Nano-Durchmesser<br />
Nanostrukturierte Fasern<br />
Matrix<br />
Oberfläche<br />
© DITF/ITV
Nanofasern:<br />
Was gibt es auf dem Markt?<br />
Filteranwendungen s<strong>in</strong>d im Markt etabliert<br />
Ultra web®<br />
Z. B. DONALDSON Easy-Trunk® and Porta-Trunk® Fume Collectors<br />
© DITF/ITV<br />
Quelle:www.donaldson.com
Implementierung von nanoskaliger<br />
Funktionalität <strong>in</strong> Textilien – 2. Nanokompositfasern<br />
Nano-Durchmesser<br />
Nanostrukturierte Fasern<br />
Matrix<br />
Oberfläche<br />
© DITF/ITV
Nanokomposit-Fasern:<br />
Was gibt es auf dem Markt?<br />
Sonnenschutztextilien<br />
Z. B. HYPHEN Sonnenschutzkleidung<br />
Mikrofasern mit e<strong>in</strong>gearbeiteten 10 nm Titandioxid-Partikeln<br />
© DITF/ITV<br />
Quelle:www.menzl.com
Implementierung von nanoskaliger<br />
Funktionalität <strong>in</strong> Textilien – 3. Nanobeschichtung<br />
Nano-Durchmesser<br />
Nanostrukturierte Fasern<br />
Matrix<br />
Oberfläche<br />
© DITF/ITV
Nanopartikel-funktionalisierte Faseroberflächen:<br />
Beispiele aus Entwicklungsarbeiten<br />
Antistatik<br />
Hydrophilie<br />
Superhydrophobie<br />
Schmutzabweisend<br />
© DITF/ITV
Nanopartikel-funktionalisierte Faseroberflächen:<br />
Was gibt es im Markt?<br />
Selbstre<strong>in</strong>igende Textilien<br />
Schmutzabweisende Textilien<br />
Antimikrobielle Textilien<br />
UV-Schutz-Textilien<br />
Z. B. markilux visutex Tücher<br />
© DITF/ITV<br />
Quellen: www.schmitz-werke.com
© DITF/ITV
Strukturbasierte Unbenetzbarkeit von Textilien<br />
Quelle Flockfabrik<br />
Ansteigende Rauigkeit<br />
z. B. Flocktechnologie<br />
Superhydrophob<br />
© DITF/ITV
Oberflächenstruktur superhydrophober<br />
selbstre<strong>in</strong>igender Oberflächen<br />
überlagerte Doppelstruktur<br />
REM 200 x<br />
Cuticula (15 µm)<br />
REM 20.000 x<br />
Quelle: Nees-Institut, Bonn<br />
Epiticulare<br />
Wachse (100 nm)<br />
© DITF/ITV
Textilien mit Lotus-Effekt®<br />
500 µm<br />
20 µm<br />
3 Strukturebenen<br />
Bsp. Gewebe mit<br />
nanopartikulärer<br />
hydrophober<br />
Ausrüstung<br />
0,05 µm<br />
© DITF/ITV<br />
Quelle BASF AG
Benetzungshysterese als Maß für<br />
Unbenetzbarkeit<br />
1,5 mm großer Wassertropfen rollt/gleitet über e<strong>in</strong>e geneigte<br />
ultrahydrophobe Oberfläche<br />
© DITF/ITV
Mikro- und Nano-Rauigkeit ist notwendig für<br />
Selbstre<strong>in</strong>igungsvermögen<br />
Beregnen<br />
Beregnen<br />
Standard glatte<br />
Fluorkarbonausrüstung<br />
Ölhaltiger<br />
Standard<br />
schmutz<br />
Pigment-<br />
Schmutz<br />
Nano-raue<br />
Fluorkarbonausrüstung<br />
© DITF/ITV
Nano-strukturierte superhydrophobe Oberflächen<br />
Lotus Blatt<br />
ausgerüstetes Textil<br />
Credits: W. Barthlott, Univ. Bonn<br />
© DITF/ITV
Selbstre<strong>in</strong>igende Oberflächen:<br />
Denkendorfer Prüfzeichen<br />
mikro<br />
&<br />
nano<br />
rauh<br />
1 µm<br />
nicht benetzend<br />
niedriger<br />
Abrollw<strong>in</strong>kel<br />
Selbstre<strong>in</strong>igend<br />
© DITF/ITV
Überführung <strong>in</strong> e<strong>in</strong>e DIN Norm<br />
Projektträger: DIN – Deutsches Institut für Normung e.V.<br />
• R<strong>in</strong>gversuche<br />
• Morphologie:<br />
• Nanoskalig strukturierte Rauhigkeit<br />
Teilnehmer:<br />
• BPI Hohenste<strong>in</strong> e.V.<br />
• ITV Denkendorf<br />
• Schoeller Textil AG<br />
• STFI e.V.<br />
• TEGEWA-Gruppe des VCI<br />
• Benetzungsverhalten:<br />
• Abrollw<strong>in</strong>kel, Kontaktw<strong>in</strong>kel, Heptan-<br />
Penetration,<br />
Benetzungsnoten Wasser / Öl, ...<br />
• Abre<strong>in</strong>igungsverhalten:<br />
• mit Standardschmutzarten,<br />
Vogelkot (Technische Textilien)<br />
• mit Lebensmitteln (Bekleidungstextilien)<br />
• Waschpermanenz • nach<br />
Anschmutzung<br />
© DITF/ITV<br />
• mit Ketchup<br />
• nach<br />
Abre<strong>in</strong>igung
Photokatalytische Selbstre<strong>in</strong>igung durch<br />
nano-Titandioxid<br />
Abbau von organischen Verb<strong>in</strong>dungen<br />
- Farbstoffe<br />
- Schadstoffe<br />
- ...<br />
O 2<br />
H 2<br />
O 2<br />
H 2<br />
O<br />
UV-Licht<br />
TiO 2<br />
·OH<br />
© DITF/ITV
Photokatalytische Selbstre<strong>in</strong>igung durch<br />
nano-Titandioxid<br />
Entfärbung von Kugelschreiber<br />
belichtet<br />
unbelichtet<br />
belichtet<br />
Unausgerüstetes Gewebe<br />
TiO 2<br />
-ausgerüstetes Gewebe<br />
Belichtung: 72 h Xenontester<br />
© DITF/ITV
Nanopartikel-funktionalisierte Textilien:<br />
Woh<strong>in</strong> geht der Trend?<br />
Ag<br />
AgO<br />
CuO<br />
Antimikrobiell<br />
Au<br />
ZrO 2<br />
CNT<br />
SiO 2<br />
Mechanik<br />
/Struktur<br />
SiC<br />
Al 2<br />
O 3<br />
ATO<br />
C<br />
ITO<br />
Elektrische<br />
Leitfähigkeit<br />
Polymers<br />
Metals<br />
AgO<br />
Ce 2<br />
O 3<br />
ZnO<br />
UV-Schutz<br />
Fe x<br />
O y<br />
TiO 2<br />
Schmutzabweisung/Selbstre<strong>in</strong>igung<br />
Barrierewirkungen<br />
Magnetische Eigenschaften<br />
...<br />
Mg(OH) 2<br />
SiO 2<br />
Al(OH) 3<br />
Flammschutz<br />
© DITF/ITV
Implementierung von nanoskaliger<br />
Funktionalität <strong>in</strong> Textilien<br />
Nano-Durchmesser<br />
Nanostrukturierte Fasern<br />
Matrix<br />
Oberfläche<br />
© DITF/ITV
Müssen wir uns Gedanken zu Nanorisiken<br />
machen?<br />
Nano-Durchmesser<br />
Nanostrukturierte Fasern<br />
Matrix<br />
Oberfläche<br />
© DITF/ITV
Chancen der <strong>Nanotechnologie</strong> und Regulierung<br />
Die öffentliche Sichtweise der <strong>Nanotechnologie</strong> hat<br />
E<strong>in</strong>fluss auf die Nutzungsmöglichkeiten.<br />
Risiko<br />
Akzeptanz<br />
Nutzung<br />
Information<br />
© DITF/ITV
Aktuelle <strong>Nanotechnologie</strong>projekte am ITV<br />
Denkendorf (Auswahl)<br />
Thema<br />
Laufzeit<br />
1 BMBF Nanobasierte Veredelung und Funktionalisierung vonTextiloberflächen zur Verbesserung des Raumklimas 01.07.2005 30.06.2008<br />
03X0005D und derHygiene <strong>in</strong> Kraftfahrzeugen<br />
BMBF Hoch abriebbeständige Nanocompositbeschichtungen auf textilen Flächengebilden - Schutzwirkung gegen 01.01.2006 31.12.2008<br />
2 03X0018C E<strong>in</strong>flüsse von Witterung, Strahlung,elektrostatischer Aufladung und elektromagnetischen Feldernund mit<br />
hoher Nutzungsdauer der damit hergestellten Schutztex<br />
3 BMBF01 Verbesserung der Fe<strong>in</strong>stpartikelabscheidung von Vliesstofffiltermedien durch neue verfahrenstechnische 01.06.2006 31.05.2009<br />
R105266 Lösungen<br />
BMBF Antimykostische, antibiotische und flammhemmende Nanofunktionalisierungvon Mehrschicht-<br />
01.11.2006 30.04.2009<br />
4 03X0027B Monofilamenten für Kunstrasenanwendungen (NANOFILA) -Teilvorhaben: Untersuchung äußerer<br />
Auftragsverfahren,prozessbegleitende Analysen und Tests<br />
5 BAWÜ SINATEX Sicherheit für Hersteller und Verbraucher zur <strong>Nanotechnologie</strong> bei Textilien 01.06.2007 31.05.2009<br />
6<br />
BMWi<br />
16IN0564<br />
Verbundprojekt: Photokatalytisch aktive Faserwerkstoffe für <strong>in</strong>novative Umwelttechnologien – PhotoFaser -; 01.10.2007 30.09.2010<br />
Teilvorhaben: Entwicklung der Beschichtungsverfahrenstechniken und Erprobung der photokatalytischen<br />
Faserwerkstoffe<br />
7<br />
BMBF<br />
01EZ0782<br />
8 BMBF<br />
01RB0706A<br />
9 BMBF<br />
13N9862<br />
10 BMBF<br />
0313765D<br />
11 BMBF<br />
12<br />
03X0060D<br />
BMBF<br />
13N9879<br />
13 BMBF<br />
03X0059G<br />
14 AiF-ProInno<br />
KF0069113<br />
15 BMBF<br />
03X0064B<br />
SiNaTex Sicherheit für Hersteller und Verbraucher zur <strong>Nanotechnologie</strong> bei Textilien<br />
Verbundprojekt: Templantat: Entwicklung e<strong>in</strong>es Mediz<strong>in</strong>produkts (Templantats) mit Nano-Silber zur<br />
Prävention von Re<strong>in</strong>fekten und Unterstützung der Therapie von chronischen und schwerwiegenden<br />
Harnwegs<strong>in</strong>fekten, Teilvorhaben 2<br />
01.12.2007 30.11.2009<br />
Verbundvorhaben: 3D-Bio-Filter – Entwicklung (energetisch) hocheffizienter Koaleszenzabscheider auf der 01.12.2007 30.11.2010<br />
Basis neuartiger dreidimensionaler, nanostrukturierter Filtermedien<br />
Verbundprojekt: Nano-Meltblown-Fasern für Filtermedien (NaBlo) – Teilvorhaben: Experimentelle<br />
01.05.2008 30.04.2011<br />
Grundlagen zur Faser- und Vliesbildung im Meltblownverfahren<br />
Verbundprojekt: Bionik (2): Faserverbundstoffe mit graduellen Matrixübergängen; Teilprojekt 4 01.05.2008 30.04.2011<br />
NanoSeparator-Nanostrukturierte textile Emulsionsfilter für verbesserte Wasserabscheidung <strong>in</strong><br />
Kraftstofffiltern und Ölabscheidung aus wässrigen Medien<br />
Verbundprojekt: Erforschung von Verfahren und Polymeren zur Herstellung von Nanofasern und deren textile<br />
Nutzung im Bereich der Re<strong>in</strong>igungsutensilien (Nanofatex) – Teilvorhaben: Erforschung von<br />
zentrifugengesponnenen Nanofaser-Vliesstoffen<br />
01.06.2008 31.05.2011<br />
01.07.2008 30.06.2011<br />
Verbundprojekt: MaaTTex-Multifunktionelle Ausrüstungen für abrasiv e<strong>in</strong>gesetzte technische Textilien 01.08.2008 31.07.1011<br />
Photokatalyse; Grundlagenuntersuchungen zur Entwicklung der Rezepturen für Textilien, der Prüfmethoden<br />
und der Wirkungseffizienz auf Polsterstoffen.<br />
Verbundprojekt: EnGeL - Entwicklung und E<strong>in</strong>satzprüfung nanotechnologischer Flammschutzausrüstung auf<br />
Basis von Sol-Gel- und Laser-Technologien<br />
01.09.2008 31.08.2010<br />
01.10.2008 30.09.2011<br />
© DITF/ITV
Risiko = Toxizität ∩ Exposition<br />
Exposition<br />
Zahl und Größe der<br />
Partikel, denen der<br />
Organismus<br />
ausgesetzt ist<br />
Toxizität<br />
Giftigkeit der Substanz<br />
Partikelform<br />
Risiko Partikeloberfläche<br />
Oberflächenchemie<br />
Redox-Potenzial<br />
Die größte Wahrsche<strong>in</strong>lichkeit zur Aufnahme<br />
von Nanopartikeln liegt <strong>in</strong> der Aufnahme über<br />
die Lunge<br />
•Dabei korreliert Oberflächendosis mit<br />
entzündlichen Reaktionen der Lunge<br />
•Außerdem stören faserartige Formen den<br />
Abbau durch Makrophagen.<br />
•Oberdörster et al., 1994; Mossman et al., 1990<br />
Trachea<br />
Bronchia<br />
pulmonary alveoli<br />
and blood vessels<br />
© DITF/ITV
Von Toxikologen diskutierte<br />
Prüfkriterien für Nanomaterialien<br />
Morphologie<br />
Kristall<strong>in</strong>ität<br />
Aggregation<br />
Größen-<br />
Verteilung<br />
Größe<br />
Reaktivität<br />
Substanzklasse<br />
Löslichkeit<br />
Re<strong>in</strong>heit<br />
Oberflächenenergie<br />
Redoxpotenzial<br />
Stoff<br />
Freie<br />
Radikalbildung<br />
Oberfläche<br />
Coat<strong>in</strong>g<br />
Defekte<br />
Ladung<br />
Dosis<br />
E<strong>in</strong>wirkdauer<br />
Darreichungsform<br />
Dispersion<br />
Aerosol<br />
Haut<br />
Magen<br />
Expositionsroute<br />
Lunge<br />
Abbaubarkeit<br />
Persistenz<br />
Akkumulation<br />
Delphistudie zur <strong>Nanotechnologie</strong> BfR 2009<br />
© DITF/ITV
Risikobeurteilung von Nanomaterialien<br />
Fazit<br />
<br />
<br />
<br />
Zum gegenwärtigen Zeitpunkt ist damit ke<strong>in</strong>e s<strong>in</strong>nvolle<br />
Risikobewertung aufgrund kritischer, leicht identifizierbarer<br />
Faktoren wie z. B. der Größe, Gestalt oder Löslichkeit möglich<br />
Insgesamt warnen die Experten vor generellen Aussagen und<br />
plädieren für E<strong>in</strong>zelfallbetrachtungen<br />
Oxidativer Stress, Entzündungsprozesse und genotoxische<br />
Effekte gelten als die wichtigsten Wirkmechanismen für<br />
toxische Effekte von Nanomaterialien<br />
Delphistudie zur <strong>Nanotechnologie</strong> BfR 2009<br />
© DITF/ITV
NSAM – Nanoparticle Surface Area Monitor<br />
100%<br />
90%<br />
Gesamte E<strong>in</strong>lagerung<br />
Ablagerungswahrsche<strong>in</strong>lichkeit<br />
<strong>in</strong> der menschlichen Lunge<br />
80%<br />
70%<br />
60%<br />
50%<br />
40%<br />
30%<br />
20%<br />
10%<br />
Nase und Rachen<br />
Luftröhre<br />
und Bronchien<br />
Lungenbläschen<br />
IRCP-Model 1994<br />
0%<br />
0,001 0,010 0,100 1,000<br />
Mobilitätsdurchmesser [µm]<br />
Luftröhre<br />
Bronchien<br />
Lungenbläschen<br />
und Blutgefäße<br />
© DITF/ITV
Aufbaupr<strong>in</strong>zip für die Analyse des<br />
Nanopartikelfreisetzungspotenzials aus Textilien<br />
Partikelfilter<br />
Partikeldetektion<br />
Partikelfreisetzung<br />
Mechanischer<br />
Stress<br />
Luft<br />
Belastungs<br />
simulation<br />
Textilprobe<br />
E<strong>in</strong>hausung<br />
© DITF/ITV
Aufbaubeispiel für die Analyse des<br />
Nanopartikelfreisetzungspotenzials aus Textilien<br />
Partikelfilter<br />
Partikeldetektion<br />
Partikelfreisetzung<br />
Rotation<br />
Luft<br />
Belastungs<br />
simulation<br />
Textilprobe<br />
E<strong>in</strong>hausung<br />
© DITF/ITV
SiNaTex – Partikeldetektion im Labor<br />
SMPS (Scann<strong>in</strong>g Mobility Particle Sizer)<br />
TSI<br />
<br />
<br />
<br />
Partikelgrößenselektion (DMA):<br />
Mobilität geladener Teilchen im elektrischen Feld<br />
Detektion (CPC, Kondensationskernzähler)<br />
absolute Teilchenzahl messbar<br />
Partikelgrößenbereich:<br />
4 und 800 nm<br />
© DITF/ITV
SiNaTex – Spektrumanalyse<br />
Particle number concentration <strong>in</strong> the<br />
Anzahlkonzentration 45 l stress chamber <strong>in</strong> 45L-Prüfkammer [#/cm³] [#/cm³]<br />
1,20E+03<br />
1,00E+03<br />
8,00E+02<br />
6,00E+02<br />
4,00E+02<br />
2,00E+02<br />
Die Freisetzung 40 nm großer Nanopartikel von e<strong>in</strong>em Textil<br />
resultiert <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em komplexen aber reproduzierbaren Spektrum<br />
[…]<br />
0,00E+00<br />
10 100 1000<br />
Particle Mobilitätsdurchmesser mobility diameter [nm]<br />
ITV Denkendorf<br />
© DITF/ITV<br />
40 nm particle 80 nm particle 100 nm particle 120 nm particle 160 nm particle<br />
Measured spectrum Fit
SiNaTex – Entwicklung sicherer Beschichtungen:<br />
Immobilisierung von Nanopartikeln durch B<strong>in</strong>der<br />
Particle Anzahhlkonzentration number concentration <strong>in</strong> der <strong>in</strong> the<br />
45L-Prüfkammer l stress chamber [#/cm³] [#/cm³]<br />
2,00E+02<br />
1,80E+02<br />
1,60E+02<br />
1,40E+02<br />
1,20E+02<br />
1,00E+02<br />
8,00E+01<br />
6,00E+01<br />
4,00E+01<br />
50 g/l von 250 nm Testpartikeln<br />
ohne B<strong>in</strong>der<br />
5 g/l PUR<br />
30 g/l PUR ITV Denkendorf<br />
2,00E+01<br />
0,00E+00<br />
10 100 1000<br />
Particle Mobilitätsdurchmesser mobility diameter [nm] [nm]<br />
© DITF/ITV
SiNaTex – Entwicklung sicherer Beschichtungen:<br />
Immobilisierung von Nanopartikeln durch B<strong>in</strong>der<br />
Particle Anzahlkonzentration number concentration <strong>in</strong> der <strong>in</strong> the<br />
45L-Prüfkammer l stress chamber [#/cm³] [#/cm³]<br />
2,00E+02<br />
1,80E+02<br />
1,60E+02<br />
1,40E+02<br />
1,20E+02<br />
1,00E+02<br />
8,00E+01<br />
6,00E+01<br />
4,00E+01<br />
50 g/l von 40 nm Testpartikeln<br />
Ohne B<strong>in</strong>der<br />
5 g/l PUR 30 g/l PUR<br />
5 g/l Polyacrylat 30 g/l Polyacrylat<br />
ITV Denkendorf<br />
2,00E+01<br />
0,00E+00<br />
10 100 1000<br />
Particle Mobilitätsdurchmesser mobility diameter [nm] [nm]<br />
© DITF/ITV
SiNaTex – Partikelsammler für genauere Partikelcharakterisierung<br />
NAS (Nanometer Aerosolsampler)<br />
TSI<br />
ITV Denkendorf 2009<br />
z.B. REM/EDX, TEM, AFM, ICP-MS …<br />
© DITF/ITV
SiNaTex – Detaillierte Patikelcharakterisierung<br />
durch REM/EDX<br />
Element Gewicht% Atom%<br />
C 43.76 55.56<br />
O 33.84 32.26<br />
Na 00.38 00.25<br />
Si 21.76 11.82<br />
Cl 00.26 00.11<br />
Partikelform:<br />
sphärisch<br />
Partikelgröße:<br />
750 nm<br />
Chemische Zusammensetzung: SiO 2<br />
FhG ICT Pf<strong>in</strong>ztal<br />
© DITF/ITV
Nanopartikelfreisetzung aus Textilien:<br />
Quantitative Bewertung<br />
Anzahlkonzentration [#/cm³]<br />
8,0E+01<br />
7,0E+01<br />
6,0E+01<br />
5,0E+01<br />
4,0E+01<br />
3,0E+01<br />
2,0E+01<br />
1,0E+01<br />
0,0E+00<br />
B<strong>in</strong>der+Nanopartikel<br />
10 100 1000<br />
Partikeldurchmesser [nm]<br />
© DITF/ITV
Nanopartikelfreisetzung aus Textilien<br />
Quantitative Bewertung<br />
Anzahlkonzentration [#/cm³]<br />
5,0E+02<br />
4,5E+02<br />
4,0E+02<br />
3,5E+02<br />
3,0E+02<br />
2,5E+02<br />
2,0E+02<br />
1,5E+02<br />
1,0E+02<br />
5,0E+01<br />
B<strong>in</strong>der+Nanopartikel<br />
Technikumsluft<br />
0,0E+00<br />
10 100 1000<br />
Partikeldurchmesser [nm]<br />
© DITF/ITV
Nanopartikelfreisetzung aus Textilien<br />
Quantitative Bewertung<br />
Anzahlkonzentration [#/cm³]<br />
1,4E+04<br />
1,2E+04<br />
1,0E+04<br />
8,0E+03<br />
6,0E+03<br />
4,0E+03<br />
2,0E+03<br />
B<strong>in</strong>der+Nanopartikel<br />
Kerze<br />
Technikumsluft<br />
Verbrennungsprozesse s<strong>in</strong>d die wesentlichste<br />
Quelle von Nanopartikeln<br />
E<strong>in</strong>e beträchtliche<br />
H<strong>in</strong>tergrundbelastung durch<br />
Nanopartikel ist normal<br />
0,0E+00<br />
10 100 1000<br />
© DITF/ITV<br />
Partikeldurchmesser [nm]<br />
Summierte<br />
Partikelkonzentration<br />
(#/cm³)<br />
Summierte<br />
Partikeloberfläche<br />
(µm²/cm³)<br />
Summierte<br />
Partikelmasse<br />
(µg/m³)<br />
Kerze 32100 157 3,62<br />
Nanopartikel-B<strong>in</strong>dersystem 418 188 17,10
SiNaTex – Nutzen der Prüfung<br />
Quantitative Messung der<br />
Nanopartikel-Freisetzung <strong>in</strong> die Luft<br />
Partikelsammler für genauere Partikelcharakterisierung<br />
Wichtige Datenbasis für Risikobewertung<br />
Qualitätskontrolle<br />
© DITF/ITV
Nutzen der Prüfung<br />
Produktsicherheit<br />
Produktqualität<br />
<br />
<br />
<br />
Die Prüfmethode steht zur Verfügung<br />
E<strong>in</strong> Zertifikat zur Besche<strong>in</strong>igung e<strong>in</strong>er niedrigen<br />
Freisetzungswahrsche<strong>in</strong>lichkeit von Nanopartikeln<br />
ist <strong>in</strong> Vorbereitung<br />
Die Prüfung ergänzt andere effektbezogene Nano-Qualitätslabels wie<br />
„self clean<strong>in</strong>g – <strong>in</strong>spired by nature<br />
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Danksagung:<br />
• Dieser Forschungsauftrag für das ITV kam vom<br />
Land Baden-Württemberg und wurde aus Mitteln der<br />
Landesstiftung Baden-Württemberg GmbH f<strong>in</strong>anziert.<br />
Industriepartner:<br />
CHT R. Beitlich GmbH<br />
Textilchemie Dr. Petry GmbH<br />
Junker-Filter GmbH<br />
Lauffenmühle GmbH & Co. KG<br />
L<strong>in</strong>denfarb Textilveredlung Julius Probst GmbH & Co. KG<br />
© DITF/ITV
Kontakt:<br />
Thomas.stegmaier@itv-denkendorf.de<br />
Volkmar.arnim@itv-denkendorf.de<br />
Weitere Informationen?<br />
www.itv-denkendorf.de<br />
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!<br />
© DITF/ITV
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