Ziel der Entwicklung

Beim Begehen von textilen, elastischen und auch Laminatfußböden kann insbesondere in trockener und kühler Umgebung eine hohe statische Personenaufladung entstehen. Damit geht auch ein Risiko von plötzlichen, unerwarteten und unangenehm auftretenden Entladungen einher. Verschiedene normative Prüfverfahren dienen zur Bestimmung der Aufladespannungen der genannten Fußbodenbeläge. Bei diesen Prüfverfahren handelt es sich um personengebundene Begehverfahren, die sich im eingesetzten Sohlenmaterial, Untergrund und in der Art und Weise der Begehung unterscheiden. Dennoch gilt für die zwei relevanten Begehverfahren derselbe Grenzwert für die Personenaufladung von 2 kV. Bei Überschreitung einer elektrostatischen Aufladung von 2 kV wird der Bodenbelag als „nicht antistatisch“ eingestuft. Allerdings besitzen die Begehverfahren, wie sie aktuell normativ Anwendung finden, eindeutige Defizite. Die Messergebnisse der elektrostatischen Aufladung hängen nicht nur von fixen Größen wie Klima, Material oder Oberflächenbeschaffenheit ab, sondern in erheblichem Maße auch von Parametern, die durch die Prüfperson bestimmt werden. Dabei spielen Druck (Masse), Geschwindigkeit der Trennung des Begehschuhs von der Prüfoberfläche, Gang (Art der Entfernung des Begehschuhs von der Prüfoberfläche) oder auch Kleidung (z. B. Sockenmaterial) eine wesentliche Rolle.
Ziel war deshalb die Entwicklung eines maschinellen Prüfverfahrens zur Quantifizierung und Klassifizierung der elektrostatischen Aufladung von Fußbodenbelägen unter Reduzierung von Einflussparametern, die die Messgröße der elektrostatischen Aufladespannung negativ beeinflussen.

Vorteile und Lösungen

In einem Vorgängerprojekt (19770 BG) evaluierten die beiden Projektpartner wesentliche Einflussgrößen auf die Aufladespannung in den Begehtests und erarbeiteten einen ersten Laboraufbau für maschinelle Bestimmungen von Aufladespannungen von textilen, mehrschichtig modularen Fußbodenbelägen (MMF)- und auch Laminatfußbodenbelägen. Diese Basis konnte als Ausgangspunkt für den Begehapparat genutzt werden. Es wurden folgende Ergebnisse erzielt: A) Der maschinelle Begehapparat, als E-Tester bezeichnet, vollzieht halbautomatisch eine entsprechend auf den Fußbodenbelag abgestimmte Begehbewegung mit dem Prüffuß. Der E-Tester ist mobil; B) Für die parametrisierte Bewegung des Prüffußes wurde ein Steuerungstool erarbeitet, mit dem sich die meisten Parameter zur maschinellen Begehbewegung einstellen lassen; C) Der Prüffuß besitzt eine rechteckige Fläche von 375 cm² und wird mit einer EPDM-Sohle als Reibpartner für den Fußbodenbelag ausgestattet; D) Es liegen für jeden Fußbodenbelag (Laminat, SPC, LVT, textile Beläge, Kunstrasen) worst-case-Bewegungs-abläufe zur Messung der Aufladespannung vor; E) Die gemessenen Aufladespannungen werden von der Prüffuß-Druckkraft, der Annäherung des Prüffußes an den Bodenbelag, die Trenngeschwindigkeit bestimmt; F) Anhand der gemessenen Aufladespannungen und der Anstiege der Kurvenverläufe können Klassifizierungen der verschiedenen Bodenbelagsgruppen in antistatisch oder nicht antistatisch erfolgen.
Die Entwicklungsaufgaben wurden umgesetzt. Es gibt jedoch Optimierungsbedarf, um den vorliegenden halbautomatisierten E-Tester eine im Industriemaßstab nutzbare Messeinrichtung zu überführen. Die Vollautomatisierung mit genauer Kraftsteuerung des Prüffußes gehört dabei zu einer der wichtigsten Aufgaben. Mit einem Einsatz des E-Testers in der Qualitätskontrolle bzw. der Produktentwicklung bei den Fußbodenbelagsherstellern resultieren Vorteile, da bei der Ermittlung und Bewertung der Aufladespannung eine Reihe an Einflussfaktoren entfallen, die die bisherigen personellen Begehtests unsicher machen.

Zielgruppe und Zielmarkt

Ein vollautomatisierter E-Tester kann bei Bodenbelagsherstellern und deren Zulieferern, Bodenlegern und Raumausstattern, Gutachtern, in Prüfinstituten und dem Hersteller des Sohlenmaterials Einsatz finden. Mit dem E-Tester steht dem Anwender künftig ein zuverlässiges, praktikables und sicheres Messverfahren zur Verfügung. Eine solche Geräteinvestition wird durch folgende wirtschaftlich positive Effekte gestützt: 1) Reduzierter Material-, Zeit- und Personalaufwand; 2) Vermeidung von Produktreklamationen; 3) Einsatz bei gezielten Produktentwicklungen.
Darüber hinaus ist es denkbar, das Lösungsprinzip auch bei anderen Materialentwicklungen wie in der Schuhindustrie oder der Kunststoffindustrie anzuwenden.
Die Herstellung eines solchen E-Testers kann künftig durch einen Prüfgerätehersteller (Sondermaschinenbau) unter Lizenzierung durch TFI/IHD erfolgen. In der Branche erfolgt der Transfer von Ergebnissen des Projektes durch Information und Austausch mit Bodenbelagsherstellern über die zu prüfenden Produkte, bei Fachpräsentationen und auf Messen, bei Demonstration der Messeinrichtung und Prüfverfahren sowie durch Veröffentlichungen in geeigneten Fachzeitschriften. Mit dem Einsatz des industrietauglichen E-Testers sind wirtschaftliche Effekte für die Hersteller und Forschungseinrichtungen zu erwarten, die aus dem Systemgeschäft und Prüfdienstleistungen resultieren. Das entstandene Know-how kann darüber hinaus für weitere Entwicklungsaufgaben genutzt werden.