ISO 11721 Bestimmung der mikrobiellen Resistenz von zellulosehaltigen Textilerzeugnissen – Bodenvergrabungstest

Die von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) herausgegebene Norm „ISO 11721 Textilien – Bestimmung der Beständigkeit von zellulosehaltigen Textilien gegenüber Mikroorganismen – Bodenvergrabungstest“ besteht aus folgenden, unter demselben Titel veröffentlichten Unterabschnitten:

• Die Norm „ISO 11721-1 Teil 1: Bewertung von krankheitshemmenden Ausrüstungen“ beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Beständigkeit chemisch vorbehandelter Textilien gegenüber den Einflüssen von im Boden vorkommenden Mikroorganismen im Vergleich zu unbehandelten Textilien. Dieses Verfahren ist anwendbar auf einfache Textilien aus zellulosehaltigen Garnen (Zelte, Planen, Gewebe und Bänder), die im Gebrauch üblicherweise mit Erde in Berührung kommen.

Aufgrund der natürlichen Resistenz der meisten synthetischen Fasern gegenüber mikrobiellem Befall lassen sich Textilien mit einem hohen Anteil an synthetischen Fasern mit diesen Methoden nur hinsichtlich Struktur- und Aussehensveränderungen beurteilen. Obwohl diese Methode eine gute Reproduzierbarkeit der Ergebnisse gewährleistet, zielt sie eher auf den Vergleich der Leistungsfähigkeit als auf die Ermittlung absoluter Werte ab.

Schwere Planenstoffe und -gewebe können eine Struktur aufweisen, die unbehandelte Proben bis zu 14 Tage lang beständig gegen Vergraben macht. In solchen Fällen bestimmt die Abbaugeschwindigkeit der unbehandelten Probe die Dauer der Vergrabungszeit.

Im komplexen Feld der Textilwissenschaft, wo Naturfasern den rauen Bedingungen der Umwelt ausgesetzt sind, hat sich die Norm ISO 11721-1 als grundlegender Standard für Langlebigkeit etabliert. Diese Norm bietet eine strenge Methodik zur Bewertung der Wirksamkeit chemischer Behandlungen zum Schutz von Textilien vor bodenlebenden Mikroorganismen. Angesichts der Herausforderungen durch Anwendungen im Außenbereich und globale Lieferketten gewährleistet diese Norm, dass Textilprodukte wie Zelte, Planen und Agrarnetze beständig gegen Verfall sind.

Zellulosefasern wie Baumwolle, Leinen und Viskose dominieren den Textilmarkt aufgrund ihrer Weichheit, Saugfähigkeit und ihres günstigen Preises. Ihre organische Beschaffenheit macht sie jedoch anfällig für biologischen Abbau. In nährstoffreichen Böden (feucht, reich an Pilzen und Bakterien) können sich diese Fasern schnell zersetzen, was zu Festigkeitsverlust, Verfärbungen und strukturellen Schäden führt. Unbehandelte, im Boden vergrabene Textilien können unter optimalen mikrobiellen Bedingungen innerhalb von nur zwei Wochen bis zu 80 Prozent ihrer Zugfestigkeit verlieren.

Die Norm ISO 11721-1 befasst sich mit diesem Problem durch einen vergleichenden Bodenvergrabungstest, der den Vergleich behandelter Textilien mit unbehandelten Kontrollproben ermöglicht. Im Gegensatz zu absoluten Messungen betont sie die relative Leistungsfähigkeit, indem sie die biologische Unvorhersehbarkeit von Bodenökosystemen berücksichtigt.

Die grundlegenden Schritte des Prüfverfahrens nach ISO 11721-1 sind wie folgt:

• Probenvorbereitung: Testproben werden aus behandelten und unbehandelten Stoffen in Standardstreifen geschnitten (z. B. 25 mm x 300 mm für Zugversuche). Um einen Feuchtigkeitsausgleich zu gewährleisten, werden die Proben bei 20 °C und 65 % relativer Luftfeuchtigkeit konditioniert. Für jede Versuchsreihe werden mindestens fünf Wiederholungen angefertigt, um mögliche Schwankungen zu berücksichtigen.
• Immersion (optional, aber empfohlen): Die Proben werden in Wasser oder eine milde Reinigungsmittellösung getaucht, um die Auswirkungen der Umwelt zu simulieren. Dadurch werden ungebundene Chemikalien entfernt, sodass der Test die natürliche Oberflächenbeständigkeit und nicht Oberflächenrückstände misst.
• Bodenuntersuchung und Versuchsaufbau: Die mikrobielle Lebensfähigkeit des Bodens wird mithilfe eines Kontrollgewebestreifens überprüft. Dieser sollte deutlich geschädigt sein (z. B. mehr als 50 % Festigkeitsverlust), um die Aktivität zu bestätigen. Es wird lehmige Gartenerde mit 20–30 % organischem Material und einer Wasserspeicherkapazität von 50–60 % verwendet. Behälter wie Kunststoffschalen verhindern Kreuzkontaminationen.
• Vergraben und Inkubieren: Die Proben werden waagerecht in 5–10 cm Tiefe in den Boden eingebracht, wobei eine Überlappung vermieden wird. Die Inkubation erfolgt bei 28 °C ± 2 °C für 2–4 Wochen. Dabei wird für ausreichende Feuchtigkeit gesorgt, um das mikrobielle Wachstum zu fördern, Staunässe jedoch zu vermeiden.
• Gewinnung und Auswertung: Die Proben werden vorsichtig abgeschabt, mit Wasser gespült und luftgetrocknet. Die Degradation wird wie folgt beurteilt:
• Zugfestigkeit: Mit einer Universalprüfmaschine wird die Bruchlast gemessen und der Restfestigkeitsanteil berechnet (bearbeitet und unbearbeitet).
• Gewichtsverlust: Vorher und nachher gewogen, um die Gewichtsabnahme zu messen.
• Visuelle Inspektion: Das Erscheinungsbild wird auf einer Skala von keiner Veränderung bis hin zu starkem Verfall bewertet.
• Ergebnisdarstellung: Die Ergebnisse werden als relative Retention angegeben (z. B. „behandelte Proben behalten 80 %, Kontrollen 20 %). Detaillierte Informationen zu Bodentyp, Inkubationszeit und möglichen Abweichungen sind enthalten.
• Die Norm „ISO 11721-2 Teil 2: Bestimmung der Langzeitbeständigkeit einer Schutzbeschichtung“ beschreibt ein Prüfverfahren zur Bestimmung der Langzeitbeständigkeit einer Schutzbeschichtung gegenüber dem Angriff von Mikroorganismen im Boden. Sie ermöglicht die Unterscheidung zwischen Schutzbeschichtungen ohne Langzeitbeständigkeit, mit normaler Langzeitbeständigkeit und mit erhöhter Langzeitbeständigkeit, um deren Eignung für den Einsatz in tropischen Regionen zu bewerten.

Da es sich bei der Bodenvergrabungsprüfung um einen biologischen Prozess handelt und der zu prüfende Boden nicht genau definiert ist, deckt diese Norm nur den Vergleich von fertigen und unfertigen Proben ab.

In der Textiltechnik, wo Langlebigkeit auf Umweltbeständigkeit trifft, spielt diese Norm eine entscheidende Rolle. Sie befasst sich mit einem wichtigen, aber oft vernachlässigten Aspekt der Textilleistung: der Resistenz gegen mikrobiellen Abbau. Die Norm ISO 11721-2 konzentriert sich insbesondere auf die Prüfung der Langzeitwirksamkeit von Fäulnisschutzmitteln in zellulosehaltigen Textilien durch Vergraben im Boden. Angesichts des wachsenden Welthandels und der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Textilien – von Outdoor-Ausrüstung bis hin zu Tropenbekleidung – stellt diese Norm sicher, dass Produkte dem ständigen Befall durch bodenbürtige Mikroorganismen standhalten, ohne ihre Integrität zu beeinträchtigen.

Die grundlegenden Schritte des Prüfverfahrens nach ISO 11721-2 sind wie folgt:

• Probenvorbereitung: Es werden repräsentative, zellulosehaltige Textilproben ausgewählt, sowohl mit als auch ohne Flammschutzbehandlung. Die Proben werden auf Standardgrößen zugeschnitten (z. B. Streifen für Zugversuche) und auf ihren Gleichgewichtsfeuchtegehalt eingestellt.
• Bodenvorbereitung: Es wird ein natürlicher, mikrobiell aktiver Boden vorbereitet: üblicherweise Gartenerde, angereichert mit organischem Material, um das Wachstum von Pilzen und Bakterien zu fördern. Der Boden sollte einen neutralen pH-Wert und einen ausreichenden Feuchtigkeitsgehalt (etwa 50–60 % seiner Wasserkapazität) aufweisen, aber nicht staunass sein.
• Einbettung und Inkubation: Die Proben werden horizontal in einer Tiefe von ca. 5–10 cm eingebettet, wobei darauf geachtet wird, dass keine Lufteinschlüsse entstehen. Die Inkubation erfolgt bei 28–30 °C (einer Temperatur, die mikrobielles Wachstum fördert) über einen Zeitraum von 2 bis 16 Wochen, abhängig von der gewünschten Langzeitbeobachtung.
• Probenahme und -auswertung: Um mechanische Beschädigungen zu vermeiden, werden die Proben sorgfältig abgeschabt, gespült, getrocknet und auf Anzeichen von Zersetzung (z. B. Sprödigkeit, Schimmelpilzflecken) untersucht. Der Zersetzungsgrad wird anhand der folgenden Kriterien gemessen:
• Zugfestigkeitserhalt: Prozentsatz der ursprünglichen Bruchlast, der erhalten bleibt.
• Gewichtsverlust: Massenreduktion durch Faserabbau.
• Visuelle Beurteilung: Eine qualitative Skala für Oberflächenveränderungen.
• Klassifizierung: Basierend auf den Ergebnissen wird die Leistung der Oberflächenbehandlung wie folgt klassifiziert:
• Keine Langzeitresistenz: Behandelte Proben verschlechtern sich ähnlich wie die Kontrollproben.
• Normale Langzeitbeständigkeit: Mäßiger Schutz, geeignet für den Einsatz in gemäßigten Klimazonen.
• Verbesserte Langzeitbeständigkeit: Überlegene Haltbarkeit, ideal für Anwendungen in tropischen Gebieten oder bei starker Sonneneinstrahlung.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinen kompetenten und erfahrenen Mitarbeitern die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Verbesserung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß den Normen ISO 11721-1 und ISO 11721-2 an.