ISO 137 Wolle – Bestimmung des Faserdurchmessers – Projektionsmikroskop-Methode

Die Norm „ISO 137 Wolle – Bestimmung des Faserdurchmessers – Projektionsmikroskop-Methode“ der Internationalen Organisation für Normung (ISO) beschreibt ein Verfahren und Messbedingungen zur Bestimmung des Wollfaserdurchmessers mithilfe eines Projektionsmikroskops. Diese Methode eignet sich für Wollfasern aller Formen sowie für andere Fasern mit einem annähernd kreisförmigen Querschnitt. Bei gefärbten, gebleichten oder veredelten Fasern kann der Durchmesser von dem Durchmesser nicht behandelter Fasern abweichen. Die in verschiedenen Verarbeitungsstadien einer Wollpartie ermittelten Faserdurchmesser stimmen nicht unbedingt überein.

Für die Zwecke dieser Norm gelten die folgenden Begriffe und Definitionen:

• Der mittlere Durchmesser bezieht sich auf den Durchschnittswert der projizierten Breite einer Wollfaser oder einer anderen Faser mit annähernd kreisförmigem Querschnitt.
• Eine Gesamtprobe ist eine Probe, die eine größere Materialcharge repräsentiert, die dem Labor vorgelegt wird. Die Gesamtprobe wird gemäß dem in ISO 1130 festgelegten Verfahren vorbereitet.
• Eine Teilprobe ist eine zufällig aus der Gesamtprobe entnommene, entsprechend gereinigte, getrocknete und unter geeigneten Bedingungen konditionierte Probe und ist repräsentativ für die Gesamtprobe.
• Die Testprobe ist Teil einer Teilprobe, die gleichzeitig getestet wird.

Das beschriebene Prüfverfahren basiert auf der Projektion vergrößerter Profile von Wollfaserpartikeln auf einen Bildschirm und der Messung ihrer Breite mithilfe einer Skala. Diese Technik ermöglicht die Stichprobenentnahme der zu messenden Fasern.

Das für die Tests verwendete Projektionsmikroskop besteht aus einer Lichtquelle, einem Lichtkondensor, einem Objekttisch mit dem Objektträger mit den Fasern, einem Objektiv, einem Okular und einer kreisförmigen Projektionsfläche. Der Objekttisch lässt sich mithilfe eines Gleitmechanismus, der sukzessive Verschiebungen in 1,0-mm-Schritten ermöglicht, in zwei Richtungen im rechten Winkel bewegen. Objektiv und Okular ermöglichen eine 500-fache Vergrößerung. Die kreisförmige Projektionsfläche ist mit einer Skala ausgestattet, mit der das Bild eines auf die Projektionsfläche projizierten Faserstücks in jeder Ausrichtung und Position innerhalb des Messbereichs gemessen werden kann. Es ist zulässig, einen zentralen Kreis mit einem Durchmesser von einem Viertel der optischen Distanz zwischen Okular und Projektionsflächenmitte zu markieren. Alle Messungen sollten innerhalb dieses Kreises erfolgen, um sicherzustellen, dass keine Linsenaberrationen um das Objektiv herum vorhanden sind. Einige moderne Instrumente verfügen jedoch über hochentwickelte Optiken, die eine gleichmäßige Vergrößerung über das gesamte projizierte Bild gewährleisten. Bei diesen Instrumenten ist der markierte Kreis nicht erforderlich, und die Messungen können über den gesamten Bildbereich erfolgen. In allen Fällen, in denen der markierte Kreis nicht auf dem Bildschirm angezeigt wird, muss die Vergrößerung des gesamten projizierten Bildes mithilfe einer zertifizierten Skala überprüft werden, um die Integrität der Instrumentenoptik sicherzustellen. Eine bewegliche Skala aus transparentem Material mit Millimetereinteilung an der Unterseite, wie in der Abbildung dargestellt, ist hierfür geeignet.

Das Projektionsmikroskop sollte regelmäßig mithilfe einer auf dem Objekttisch platzierten Mikrometerskala (zertifizierte Genauigkeit) kalibriert werden, die in Hundertstelmillimeter unterteilt ist. Eine auf den Bildschirm projizierte Mikrometerteilung (d. h. 0,01 mm) sollte genau 5 mm der Skala abdecken. Die Vergrößerung beträgt dann 500-fach.

Bei den Tests kommen außerdem Abschnittsschneider zum Einsatz, die zum Kürzen von Fasern auf eine vorgegebene Maximallänge geeignet sind und die Anforderungen zum Schneiden von Fasersegmenten erfüllen können.

Das Montagemedium weist folgende Eigenschaften auf: einen Brechungsindex zwischen 1,43 und 1,53 bei 20 °C, eine geeignete Viskosität, keine Wasseraufnahme und keinen Einfluss auf den Faserdurchmesser. Geeignete Medien sind beispielsweise Zedernholzöl und flüssiges Paraffin. Wasserfreies Glycerin ist nicht geeignet.

Für die Untersuchungen werden Objektträger aus Glas mit den Abmessungen ca. 75 mm x 40 mm sowie Deckgläser (quadratisch oder rechteckig) benötigt. Geeignete Deckgläser haben die Abmessungen 50 mm x 35 mm.

Bei der Vorbereitung einer Rohwollprobe wird die Norm ISO 1130 befolgt. Die gesamte Probenmasse wird in etwa 40 Bereiche aufgeteilt und aus jedem Bereich wird eine Handvoll Fasern entnommen. Jede Handvoll Fasern wird in zwei Hälften geteilt (die Fasern dürfen nicht gebrochen sein) und eine Hälfte bleibt übrig; die verbleibende Hälfte wird zufällig ausgewählt. Wenn die Fasern parallel sind, wird die Teilung in Längsrichtung durchgeführt, d. h. in eine Richtung, die verhindert, dass Fasern an ihren Enden herausgezogen werden. Die zurückbehaltene Hälfte wird in zwei Hälften geteilt und die verbleibende Hälfte wieder zufällig ausgewählt. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis 50 g Fasern übrig bleiben. Die reduzierte Probe wird einem Waschprozess unterzogen, der aus zwei Extraktionen in Petrolether besteht. Die Probe wird getrocknet und in einer Standardatmosphäre für die in ISO 139 angegebene Konditionierung konditioniert.

Bei der Herstellung von Bändern, Rovings und Garnen wird ausreichend Material von der Gesamtprobe entfernt, um das Mikrotom ausreichend zu füllen (ein Mikrotom ist ein Schneidwerkzeug, mit dem Gewebeproben durch extrem dünnes Schneiden untersucht werden können). Lange Fasern sind in der Regel dicke Fasern, daher führt jede Manipulation, die zur Auswahl langer Fasern führt, zu einem Durchmesser, der über dem Durchschnittsdurchmesser liegt. Die resultierende Testprobe wird anschließend in einer Standardatmosphäre gemäß ISO 139 konditioniert.

Die Norm ISO 137 ist aus technischer, kommerzieller und qualitativer Sicht wichtig:

• Standardisierung der Messung: Dieser Standard bietet eine einheitliche, international anerkannte Methode zur Bestimmung des Durchmessers von Wollfasern. Er stellt sicher, dass Messungen in verschiedenen Labors oder Ländern vergleichbar und zuverlässig sind.
• Faserdurchmesser = Schlüsselindikator für die Qualität: Der Faserdurchmesser ist eine der wichtigsten Eigenschaften von Wolle und beeinflusst Weichheit, Tragekomfort, Kosten und Eignung für den Endgebrauch (z. B. feinere Wolle für Kleidung vs. gröbere Wolle für Teppiche).
• Relevanz für Handel und Industrie: Dieser Standard hilft Wollproduzenten, -verarbeitern und -käufern, sich auf Qualität und Preis zu einigen. Er reduziert Streitigkeiten im internationalen Handel, indem er eine neutrale, objektive Messmethode bietet.
• Eignung für Tests im kleinen Maßstab oder manuelle Tests: Obwohl es automatisierte Methoden (wie Luftstrom- oder Laserscanning) gibt, ist die Projektionsmikroskopmethode kostengünstig, in weniger industriellen Umgebungen anwendbar und für Forschungs-, Qualitätskontroll- und Bildungszwecke nützlich.

Kurz gesagt wird die Norm ISO 137 als notwendig erachtet, da sie eine zuverlässige, standardisierte und weltweit anerkannte Messung des Wollfaserdurchmessers ermöglicht, die für die Aufrechterhaltung der Qualität, des fairen Handels und der Produktleistung in der Wollindustrie von entscheidender Bedeutung ist.

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