Entwicklung einer kombinierten Stich- und Weiterreißprüfung - Development of a combined puncture and tear propagation test (COMPUTE)

In den Prüfnormen für Industriearbeiter-Schutzkleidung war bislang eine getrennte Behandlung von Stich- und Reißbelastung festgelegt. Die festgelegten Prüfverfahren wurden jedoch als ungeeignet angesehen, da sie die tatsächliche Beanspruchung in der Realität nicht widerspiegeln. Ein kombiniertes Prüfverfahren aus Stich- und Reißbelastung bestand bisher nur in ASTM D-2582, wobei es sich hierbei um ein Verfahren handelt, das für dünne Plastikfolien entwickelt wurde und sich nicht für die Vielfalt an komplexen Materialen eignet, die für die Herstellung von Schutzkleidung verwendet werden.

Vor diesem Hintergrund wurde von 1998 bis 1999 ein Projekt durchgeführt, mit dem Ziel, ein Prüfgerät und ein geeignetes Prüfverfahren zur Bestimmung des Verhaltens von elastischen Flächengebilden bei einer dynamischen, kombinierten Stich-Reißbelastung zu entwickeln. Dieses Prüfverfahren sollte für alle in Schutzkleidung verwendeten Materialien geeignet sein und den in der reellen Arbeitssituation auftretenden Gefährdungen entsprechen.

Folgende Institutionen waren an dem Projekt beteiligt:

  • Scientific and Technical Centre of the Belgian Textile Industry (CENTEXBEL), Belgien [Forschungsleitung]
  • Satra Footwear Technology Centre, Großbritannien
  • Hellenic Leather Centre (ELKEDE), Griechenland
  • Finnish Institute of Occupational Health (FIOH), Finnland
  • RICOTEST, Italien
  • Institut Textile de France (ITF), Frankreich
  • Zentrum für Sicherheitstechnik (ZS), Deutschland

Durchführung des Projektes

Im Rahmen des Projekts wurde ein Prüfgerät für die Bestimmung der kombinierten Durchstich- und Reißfestigkeit für Materialien, die zur Herstellung von Schutzkleidung verwendet werden, konzipiert und entwickelt. Das Prüfgerät besteht aus einem Fallschlitten mit einer montierten Klinge, der mit unterschiedlichen Gewichten belastet werden kann und entlang von zwei parallel liegenden Stangen auf das Prüfmaterial auftrifft, das in einer Einspannvorrichtung befestigt ist. Der endgültige Prototyp des Prüfstandes wurde so gestaltet, dass die relevanten Prüfparameter variiert werden können: Aufprallwinkel, Geschwindigkeit beim Aufprall des Fallschlittens mit der aufmontierten Durchstichvorrichtung, Konstruktionsart der Durchstichvorrichtung sowie das Gesamtgewicht des Fallschlittens mit der Durchstichvorrichtung.

  • Bildtitel: Compute

Prüfgerät für die Bestimmung der kombinierten Stich-Reißbelastung
 

Auf der Grundlage einer umfassenden Risikoanalyse einerseits und unter Berücksichtigung von konstruktionsbedingten Einschränkungen andererseits wurden zwei Aufprallgeschwindigkeiten ausgewählt: eine "geringe" (2 m/s) und eine "hohe" (3,5 m/s). In Abhängigkeit von diesen Geschwindigkeiten konnten die Aufprallmassen so ausgewählt werden, dass eine stufenweise Zunahme der Aufprallenergie erreicht wurde.

In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern wurden Validierungsprüfungen entwickelt zur:

  • Bewertung der Möglichkeiten und der Eignung des entwickelten Prüfgerätes;
  • Untersuchung der Einflüsse der verschiedenen Prüfparameter;
  • Festlegung der endgültigen Prüfbedingungen und -verfahren.

Die Prüfungen wurden mit zahlreichen unterschiedlichen Materialien durchgeführt, um alle für die Herstellung von Schutzkleidung verwendeten Materialien abzudecken.

Schlussfolgerungen

Für die Bestimmung der kombinierten Durchstich- und Reißfestigkeit von einer Vielzahl von Materialien, die zur Herstellung von Schutzkleidung verwendet werden, wurde ein geeignetes Prüfgerät hergestellt und erprobt. Mit dem im Rahmen des Projektes entwickelten Prüfverfahren konnte eine

  • Bewertung der Festigkeit der Materialien gegenüber dynamischer Stich- und Reißbelastung und
  • Klassifizierung der Materialien in Abhängigkeit ihrer Festigkeit gegenüber kombinierter Stich-Reißbelastung

erreicht werden.