Zugl.: Dresden, Techn. Univ., Diss., 2005

Die vorliegende Dissertation hat die Untersuchung des hygrischen Verhaltens der Leinwand als Bildträger eines Leinwandgemäldes zum Gegenstand. Diese überaus komplexen Mechanismen sind in der Konservierungswissenschaft bis heute nicht verstanden. In dem theoretischen Teil der Arbeit wird das komplexe Verhalten der Leinwand anhand ihres strukturellen Aufbaus erläutert. Die Darstellung der Erkenntnisse des aktuellen Forschungsstandes erfolgt bezüglich folgender struktureller Ebenen: Cellulose, Elementarfaser, technische Faser, Garn, Gewebe, Bildträger eines Leinwandgemäldes sowie deren Degradationsmechanismen. An den relevanten Stellen werden einflussgebende Faktoren benannt und analysiert. Gleichzeitig findet die Darstellung der Wissenslücken statt, woraus die für das Thema der Arbeit relevanten Forschungsfragen abgeleitet werden. Der experimentelle Teil greift einen Teil der benannten Forschungsfragen auf und untersucht die Leinwand auf der Ebene der Cellulose in Bezug auf ihr hygrisches Verhalten. Dabei steht die Frage im Vordergrund, ob ein Zusammenhang zwischen der Alterung der Leinwand und der Menge der aufgenommenen Feuchte besteht und wie dieser erfasst werden kann. In die Untersuchung werden neue, gebleichte und künstlich gealterte Flachsgewebe, sowie historische Bildträgerproben einbezogen. Für die Charakterisierung der Degradation werden folgende Merkmale erfasst: Gewebestrukturanalyse, pH-Wert, Kettenlänge der Cellulose, Kristallinität der Cellulose, Festigkeit am Gewebe und am Garn. Teilweise werden relevante Messverfahren zur Erfassung der genannten Merkmale entwickelt bzw. auf die besonderen Anforderungen historischer Bildträger angepasst. Die Menge der aufgenommenen Feuchte wird gravimetrisch erfasst und als Sorptionsisotherme dargestellt. Darüber hinaus erfolgt die Entwicklung einer Methode zur Erfassung der Gleichgewichtsfeuchte in situ am Gewebe oder Bildträger mittels Nah-Infrarot-Spektroskopie.:Inhaltsverzeichnis Dank Kurzfassung Abstract Abkürzungsverzeichnis Vorbemerkung 1 Einleitung 1.1 Einführung in das Thema 1.2 Zielstellung und Aufbau der Arbeit 2 Forschungsstand 2.1 Celluloseforschung 2.2 Textiltechnische Forschung 2.3 Konservierungswissenschaftliche Forschung 2.3.1 Herstellung und Aufbau des textilen Bildträgers 2.3.2 Degradation des textilen Bildträgers 2.3.3 Verhalten des textilen Bildträgers und des Leinwandgemäldes 3 Von der Cellulose zum Leinwandgemälde: Einflussfaktoren auf das hygrische Verhalten der Leinwand 3.1 Grundlagen und Begriffsdefinitionen 3.1.1 Begriffsdefinitionen und grundlegender Aufbau der Leinwand 3.1.2 Begriffsdefinitionen und Grundlagen des hygrischen Verhaltens der Leinwand 3.2 Aufbau der Elementarfaser des Flachses 3.2.1 Cellulose 3.2.2 Begleitsubstanzen 3.2.3 Zusammenfassung 3.3 Flachsanbau und Gewinnung der technischen Faser 3.3.1 Flachsanbau 3.3.2 Gewinnung der technischen Faser 3.3.3 Zusammenfassung 3.4 Garn 3.4.1 Verspinnen der technischen Fasern zum Garn 3.4.2 Garngeometrie 3.4.3 Schlichte 3.4.4 Maximale Wasseraufnahme 3.4.5 Vergleich zu Baumwolle 3.4.6 Zusammenfassung 3.5 Gewebe 3.5.1 Weben 3.5.2 Veredlung der Gewebe 3.5.3 Sorption von Feuchte im Gewebe 3.5.4 Geschwindigkeit von Sorption und Desorption 3.5.5 Dimensionsänderungen des Gewebes 3.5.6 Feuchteeinfluss auf die physikalischen Eigenschaften des Gewebes 3.5.7 Zusammenfassung 3.6 Leinwand 3.6.1 Gespannte Leinwand 3.6.2 Vorleimung 3.6.3 Grundierung 3.6.4 Malschicht 3.6.5 Gemälde als Materialverbund 3.6.6 Zusammenfassung 3.7 Degradation der Leinwand 3.7.1 Degradationsmechanismen 3.7.2 Auslösende Faktoren 3.7.3 Hygrisches Verhalten degradierter Leinwände 3.7.4 Zusammenfassung 4 Forschungsfragen und Zielstellung des experimentellen Teils 4.1 Analyse von Kapitel 3: Zusammenfassung einflussgebender Faktoren auf das hygrische Verhalten der Leinwand 4.2 Forschungsfragen 4.3 Ziele des experimentellen Teils 5 Analyse und Bewertung relevanter Messverfahren 5.1 Auswahl der Versuchsgewebe und deren Charakterisierung 5.1.1 Die Wahl der Versuchsgewebe 5.1.2 Künstliche Alterung neuer Gewebe 5.1.3 Bleichen neuer Gewebe 5.1.4 Charakterisierung der Gewebe durch die Gewebestrukturanalyse 5.2 Charakterisierung der Degradation am Gewebe 5.2.1 Messung des pH-Wertes 5.2.2 Bestimmung der Kettenlänge der Cellulose 5.2.3 Bestimmung der Kristallinität der Cellulose 5.2.4 Bestimmung der mechanischen Eigenschaften 5.3 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte 5.3.1 Sorptionsisothermen 5.3.2 Nah-Infrarot-Spektroskopie 5.4 Weiterführende Methoden 5.4.1 Variable Pressure-Rasterelektronenmikroskopie 5.4.2 Nano-Computertomographie 6 Durchführung der Experimente 6.1 Verwendete Gewebe 6.1.1 Neue Gewebe 6.1.2 Künstliche Alterung 6.1.3 Bleichen der Gewebe 6.1.4 Historische Gewebeproben 6.1.5 Benennung der verwendeten Gewebeproben 6.1.6 Gewebestrukturanalyse 6.2 Charakterisierung der Degradation der Gewebe 6.2.1 Bestimmung des pH-Wertes 6.2.2 Bestimmung der Kettenlänge der Cellulose 6.2.3 Bestimmung der Kristallinität der Cellulose 6.2.4 Bestimmung der mechanischen Eigenschaften 6.3 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte 6.3.1 Sorptionsisothermen 6.3.2 Bestimmung des Feuchtezuschlags mittels Nah-Infrarot-Spektroskopie 6.4 Analyse der Ergebnisse 6.4.1 Bewertung der Degradation der verwendeten Gewebe 6.4.2 Korrelation der gemessenen Parameter der Degradation 6.4.3 Zusammenhang zwischen Degradation und hygrischem Verhalten 7 Zusammenfassung 7.1 Erkenntnisse aus dem theoretischen Teil der Arbeit 7.2 Erkenntnisse aus dem experimentellen Teil der Arbeit 7.2.1 Bewertung einzelner Messverfahren 7.2.2 Erkenntnisse aus den durchgeführten Experimenten 8 Schlussbemerkung Anhang A Tabellen A.1 Definitionen B Anlagen zum experimentellen Teil B.1 Charakterisierung der verwendeten Gewebe B.1.1 Neues Flachsgewebe N1, Herstellerangaben B.1.2 Künstliche Alterung B.2 Gewebestrukturanalysen und Informationen der verwendeten Gewebe und historischen Proben B.3 Ergebnisse pH-Wert Messung B.4 Kapillarviskosimetrie B.4.1 Verwendete Geräte B.4.2 Protokoll zur Erfassung des Feuchtezuschlags der Garnproben B.4.3 Messprotokolle Viskosität B.5 Infrarot-Spektroskopie B.5.1 Ergebnisse B.6 Bestimmung der mechanischen Eigenschaften B.6.1 Streifen-Zugversuch an Geweben B.6.2 Nullzugfestigkeit an Garnabschnitten B.7 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte durch Sorptionsisothermen B.7.1 Statische Methode B.7.2 Dynamische Methode B.8 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte mittels NIR-Spektroskopie Literaturverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis / This study focusses on the hygroscopic behaviour of canvases as a painting support. The complex behaviour of canvas is not yet fully understood in conservation science. The theoretical chapter of this thesis describes the current state of research on the interaction between linen canvas and moisture. This is done by precisely distinguishing between the following structural hierarchies: cellular, fibrous, yarn, fabric, fabric support and its respective degradation mechanisms. Hereby the main gaps in knowledge and key questions relating to the behaviour of a canvas painting are being highlighted. Subsequently, the research question for this thesis are derived from this nescience. The aim of the experimental part of this thesis is to examine the hygroscopic behaviour of linen canvas at the cellulose level. Leading question is whether there is a correlation between the condition of degraded canvases and its capacity to bind moisture and how this can be measured. Studies are conducted with new, bleached and artificially aged linen canvases, as well as historical samples of painting supports. To classify the degradation of each canvas the following characteristics are determined: analysis of fabric structure, pH-value, chain length of cellulose, degree of crystallinity of cellulose and strength of fabric and yarn. Some of the measuring techniques have to be developed beforehand or adopted to the special requirements of historical samples of small size. The adsorption and desorption is analysed by registering sorption isotherms. In addition near-infraread spectroscopy is evaluated whether this analytical technique can be used for in-situ analysis of the moisture content of canvas.:Inhaltsverzeichnis Dank Kurzfassung Abstract Abkürzungsverzeichnis Vorbemerkung 1 Einleitung 1.1 Einführung in das Thema 1.2 Zielstellung und Aufbau der Arbeit 2 Forschungsstand 2.1 Celluloseforschung 2.2 Textiltechnische Forschung 2.3 Konservierungswissenschaftliche Forschung 2.3.1 Herstellung und Aufbau des textilen Bildträgers 2.3.2 Degradation des textilen Bildträgers 2.3.3 Verhalten des textilen Bildträgers und des Leinwandgemäldes 3 Von der Cellulose zum Leinwandgemälde: Einflussfaktoren auf das hygrische Verhalten der Leinwand 3.1 Grundlagen und Begriffsdefinitionen 3.1.1 Begriffsdefinitionen und grundlegender Aufbau der Leinwand 3.1.2 Begriffsdefinitionen und Grundlagen des hygrischen Verhaltens der Leinwand 3.2 Aufbau der Elementarfaser des Flachses 3.2.1 Cellulose 3.2.2 Begleitsubstanzen 3.2.3 Zusammenfassung 3.3 Flachsanbau und Gewinnung der technischen Faser 3.3.1 Flachsanbau 3.3.2 Gewinnung der technischen Faser 3.3.3 Zusammenfassung 3.4 Garn 3.4.1 Verspinnen der technischen Fasern zum Garn 3.4.2 Garngeometrie 3.4.3 Schlichte 3.4.4 Maximale Wasseraufnahme 3.4.5 Vergleich zu Baumwolle 3.4.6 Zusammenfassung 3.5 Gewebe 3.5.1 Weben 3.5.2 Veredlung der Gewebe 3.5.3 Sorption von Feuchte im Gewebe 3.5.4 Geschwindigkeit von Sorption und Desorption 3.5.5 Dimensionsänderungen des Gewebes 3.5.6 Feuchteeinfluss auf die physikalischen Eigenschaften des Gewebes 3.5.7 Zusammenfassung 3.6 Leinwand 3.6.1 Gespannte Leinwand 3.6.2 Vorleimung 3.6.3 Grundierung 3.6.4 Malschicht 3.6.5 Gemälde als Materialverbund 3.6.6 Zusammenfassung 3.7 Degradation der Leinwand 3.7.1 Degradationsmechanismen 3.7.2 Auslösende Faktoren 3.7.3 Hygrisches Verhalten degradierter Leinwände 3.7.4 Zusammenfassung 4 Forschungsfragen und Zielstellung des experimentellen Teils 4.1 Analyse von Kapitel 3: Zusammenfassung einflussgebender Faktoren auf das hygrische Verhalten der Leinwand 4.2 Forschungsfragen 4.3 Ziele des experimentellen Teils 5 Analyse und Bewertung relevanter Messverfahren 5.1 Auswahl der Versuchsgewebe und deren Charakterisierung 5.1.1 Die Wahl der Versuchsgewebe 5.1.2 Künstliche Alterung neuer Gewebe 5.1.3 Bleichen neuer Gewebe 5.1.4 Charakterisierung der Gewebe durch die Gewebestrukturanalyse 5.2 Charakterisierung der Degradation am Gewebe 5.2.1 Messung des pH-Wertes 5.2.2 Bestimmung der Kettenlänge der Cellulose 5.2.3 Bestimmung der Kristallinität der Cellulose 5.2.4 Bestimmung der mechanischen Eigenschaften 5.3 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte 5.3.1 Sorptionsisothermen 5.3.2 Nah-Infrarot-Spektroskopie 5.4 Weiterführende Methoden 5.4.1 Variable Pressure-Rasterelektronenmikroskopie 5.4.2 Nano-Computertomographie 6 Durchführung der Experimente 6.1 Verwendete Gewebe 6.1.1 Neue Gewebe 6.1.2 Künstliche Alterung 6.1.3 Bleichen der Gewebe 6.1.4 Historische Gewebeproben 6.1.5 Benennung der verwendeten Gewebeproben 6.1.6 Gewebestrukturanalyse 6.2 Charakterisierung der Degradation der Gewebe 6.2.1 Bestimmung des pH-Wertes 6.2.2 Bestimmung der Kettenlänge der Cellulose 6.2.3 Bestimmung der Kristallinität der Cellulose 6.2.4 Bestimmung der mechanischen Eigenschaften 6.3 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte 6.3.1 Sorptionsisothermen 6.3.2 Bestimmung des Feuchtezuschlags mittels Nah-Infrarot-Spektroskopie 6.4 Analyse der Ergebnisse 6.4.1 Bewertung der Degradation der verwendeten Gewebe 6.4.2 Korrelation der gemessenen Parameter der Degradation 6.4.3 Zusammenhang zwischen Degradation und hygrischem Verhalten 7 Zusammenfassung 7.1 Erkenntnisse aus dem theoretischen Teil der Arbeit 7.2 Erkenntnisse aus dem experimentellen Teil der Arbeit 7.2.1 Bewertung einzelner Messverfahren 7.2.2 Erkenntnisse aus den durchgeführten Experimenten 8 Schlussbemerkung Anhang A Tabellen A.1 Definitionen B Anlagen zum experimentellen Teil B.1 Charakterisierung der verwendeten Gewebe B.1.1 Neues Flachsgewebe N1, Herstellerangaben B.1.2 Künstliche Alterung B.2 Gewebestrukturanalysen und Informationen der verwendeten Gewebe und historischen Proben B.3 Ergebnisse pH-Wert Messung B.4 Kapillarviskosimetrie B.4.1 Verwendete Geräte B.4.2 Protokoll zur Erfassung des Feuchtezuschlags der Garnproben B.4.3 Messprotokolle Viskosität B.5 Infrarot-Spektroskopie B.5.1 Ergebnisse B.6 Bestimmung der mechanischen Eigenschaften B.6.1 Streifen-Zugversuch an Geweben B.6.2 Nullzugfestigkeit an Garnabschnitten B.7 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte durch Sorptionsisothermen B.7.1 Statische Methode B.7.2 Dynamische Methode B.8 Bestimmung der Gleichgewichtsfeuchte mittels NIR-Spektroskopie Literaturverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis

Die messtechnische Erfassung humanphysiologischer Parameter ist für die moderne Wundheilkunde, vor allem für die Diagnostik und Behandlung chronischer Wunden, von äußerster Wichtigkeit. Es werden biosensorischen Systeme benötigt, die einerseits eine ausreichende Messgenauigkeit auf-weisen müssen, andererseits in Wundverbände und Wundbandagen integriert werden können. In dieser Arbeit werden textile Sensorsysteme für die In-situ-Erfassung physiologischer Parameter entwickelt, die die Messung der Wundtemperatur, der Wundfeuchte, des pH- und Lactatwerts sowie die Konzentration neutrophiler Fängermoleküle (neutrophil extracellular traps - NET) des Wundexsudats ermöglichen. Die Auslegung und Entwicklung dieser Sensoren erfolgt gemäß medizinischen, messtechnischen und textiltechnischen Anforderungen. Die Herstellung der Sensoren erfolgt durch das Flechten, mit dem Funktions-, Elektroden- als auch Strukturmaterialien textiltechnisch zu komplexen Konstruktionen verarbeitet werden. Für die Integration einzelner, garnförmiger Sensoren werden die textilen Flächenbildungsverfahren des Stickens, des Strickens, des Webens und des Wirkens untersucht. Hierzu wird eine anforderungsgerechte Anordnung der Sensoren entwickelt, die in der geometrischen Gestalt marktüblichen Wundverbänden entspricht. Die Einzelsensoren werden anschließend elektrisch kontaktiert und mit Zuleitungen zu einem Sensorsystem verknüpft. Die Einzelsensoren werden umfangreich experimentell charakterisiert und hinsichtlich ihrer Messfähigkeit und messtechnischer Stabilität bei mechanischen Einflüssen sowie Einsetzbarkeit untersucht. Hierzu werden insbesondere die messtechnischen Empfindlichkeiten, das Hysterese-, Einschwing- und Langzeitverhalten untersucht. In den mechanischen Untersuchungen werden Querdruck-, Zug- und Biegebelastung der Einzelsensoren betrachtet. Anhand der Untersuchungen der Quereinflüsse der Sensoren untereinander sowie auch die Betrachtung der Biokompatibilität soll ein Gesamtbild der Anwendbarkeit des Systems geschaffen werden. Abschließend werden Konzepte für eine allgemeingültige Auslegung und Anwendung von Bio-Sensorsystemen entwickelt, die auch für andere Anwendungsbereiche abseits der sensorischen Untersuchung chronischer Wunden gültig sind. Mit den in dieser Arbeit entwickelten Sensoren und Sensorsystemen soll ein Beitrag zur verbesserten Echtzeit-Diagnostik sowie auch Wundbehandlung geleistet und auch aufgezeigt werden, dass eine Herstellung und Integration von komplexer Sensorik mit textiltechnischen Verfahren möglich ist. Dies erfordert die Konzeption und die technologische Umsetzung neuer Verfahren zur Herstellung von textilbasierten Wundmonitoringsensoren sowie die Fertigung von Funktionsdemonstratoren.:Vorwort und Danksagung v Kurzfassung vii Abstract ix Inhaltsverzeichnis xi Abkürzungs- und Symbolverzeichnis xiv 1 Einleitung und Problemstellung 1 2 Stand der Technik und Forschung 4 2.1 Einführung 4 2.1.1 Physiologie und Biosensorik. 4 2.1.2 Chronische Wunden 5 2.1.3 Temperatur 7 2.1.4 Feuchte 8 2.1.5 pH-Wert 9 2.1.6 Lactat 10 2.1.7 NET-Konzentration 11 2.2 Anforderungen an die physiologischen Sensoren 11 2.2.1 Medizinische Anforderungen 11 2.2.2 Messtechnische Anforderungen 13 2.2.3 Textiltechnische Anforderungen 15 2.3 Temperatursensorik 16 2.3.1 Theoretische Grundlagen 16 2.3.2 Sensorprinzipien und Messverfahren 16 2.4 Feuchtesensorik 22 2.4.1 Theoretische Grundlagen 22 2.4.2 Sensorprinzipien und Messverfahren 25 2.5 pH-Wertsensorik 29 2.5.1 Theoretische Grundlagen 29 2.5.2 Sensorprinzipien und Messverfahren 30 2.6 Lactatsensorik 34 2.6.1 Theoretische Grundlagen 34 2.6.2 Sensorprinzipien und Messverfahren 35 2.7 NET-Sensorik 38 2.7.1 Theoretische Grundlagen 38 2.7.2 Sensorprinzipien und Messverfahren 38 2.8 Textile Verfahren zur Herstellung von Biosensorik 40 2.8.1 Vorteile und Nachteile textiler Sensorik 41 2.8.2 Faserbasierte Sensorik 41 2.8.3 Garnbasierte Sensorik 42 2.8.4 Flächenbasierte Sensorik 45 2.8.5 Verfahrensauswahl 48 2.8.6 Applikations- bzw. Integrationsverfahren 48 2.9 Sensorsysteme 51 2.9.1 Kontaktierung 52 2.9.2 Signalübertragung 55 2.9.3 Datenerfassung und -auswertung 56 2.10 Zusammenfassende Betrachtung 57 3 Auslegung und Entwicklung textilbasierter Bio-Sensoren 59 3.1 Materialien 59 3.2 Methoden und Geräte 61 3.3 Technologisch-konstruktive Modifikation der Flechtmaschinentechnik zur optimierten Sensorherstellung 61 3.4 Entwicklung der Temperatursensoren 63 3.4.1 Konzeptionelle Auslegung 63 3.4.2 Konstruktive Entwicklung 66 3.4.3 Fertigungstechnische Umsetzung 69 3.5 Entwicklung der Feuchtesensoren 70 3.5.1 Konzeptionelle Auslegung 70 3.5.2 Konstruktive Entwicklung 73 3.5.3 Fertigungstechnische Umsetzung 74 3.6 Entwicklung der pH-Wertsensoren 76 3.6.1 Konzeptionelle Auslegung 76 3.6.2 Konstruktive Entwicklung 77 3.6.3 Fertigungstechnische Umsetzung 78 3.7 Entwicklung der Lactatsensoren 80 3.7.1 Konzeptionelle Auslegung 80 3.7.2 Konstruktive Entwicklung 81 3.7.3 Fertigungstechnische Umsetzung 82 3.8 Entwicklung der NET-Sensoren 89 3.8.1 Konzeptionelle Auslegung 89 3.8.2 Konstruktive Entwicklung 89 3.8.3 Fertigungstechnische Umsetzung 90 3.9 Zusammenfassende Betrachtung 90 4 Entwicklung von textilbasierten Sensorsystemen 92 4.1 Auslegung des Sensorsystems für die Anwendung im Wundverband 92 4.2 Textiltechnische Prozessoptimierung zur Applikation bzw. Integration der miniaturisierten Sensoren 94 4.2.1 TFP-Sticktechnik 94 4.2.2 Stricken 97 4.2.3 Weben 104 4.2.4 Wirken 108 4.3 Verknüpfung des Sensorsystems und Datenauswertung 111 4.3.1 Kontaktierung 111 4.3.2 Signalübertragung 113 4.3.3 Datenerfassung und -auswertung 114 4.4 Zusammenfassende Betrachtung 115 5 Experimentelle Charakterisierung 116 5.1 Temperatursensor 116 5.1.1 Messtechnische Empfindlichkeiten 116 5.1.2 Hystereseverhalten 118 5.1.3 Einschwingverhalten 118 5.1.4 Langzeitverhalten 119 5.2 Feuchtesensor 119 5.2.1 Messtechnische Empfindlichkeiten 120 5.2.2 Hystereseverhalten 121 5.2.3 Einschwingverhalten 122 5.2.4 Langzeitverhalten 123 5.2.5 Verhalten im wässrigen Milieu 123 5.3 pH-Wertsensor 124 5.3.1 Messtechnische Empfindlichkeiten 126 5.3.2 Hystereseverhalten 130 5.3.3 Einschwingverhalten 130 5.3.4 Langzeitverhalten 130 5.4 Lactatsensor 131 5.4.1 Theoretische Vorbetrachtung und Vorversuch 132 5.4.2 Messtechnische Empfindlichkeiten 134 5.4.3 Hystereseverhalten 135 5.4.4 Einschwingverhalten 136 5.4.5 Langzeitverhalten 136 5.5 NET-Sensor 137 5.6 Messtechnische Stabilität bei mechanischen Beanspruchungen 138 5.6.1 Querdruckbelastung 138 5.6.2 Zugbelastung 139 5.6.3 Biegebelastung 141 5.7 Untersuchung der Selektivität 142 5.8 Biokompatibilitätsuntersuchungen 143 5.9 Ergebnisdiskussion 145 6 Konzeptentwicklung zur allgemeingültigen Auslegung und Anwendung textilbasierter Bio-Sensorsysteme 147 6.1 Auslegungshinweise zur Herstellung der Sensoren 147 6.2 Kalibrierung, Justierung und Messwertabgleich 149 6.3 Auslegungshinweise zur textiltechnischen Integration der Sensoren und Sensornetzwerke 151 6.4 Verknüpfung und Vernetzung der Einzelsensoren 153 6.5 Multifunktionssensorik 154 6.6 Demonstratoren der Sensornetzwerke 155 7 Zusammenfassung und Ausblick 158 8 Literaturverzeichnis 162 Anhang 177 A - Herstellungsvarianten Feuchtesensor 177 B - Technikansicht gestrickte Tasche 178 C - Langzeitmessung Lactatsensor 179

Bei den Forschungsaktivitäten wird von aktuellen Fragestellungen der Baustofftechnologie ausgegangen, wobei die Lösung akuter Probleme der Baupraxis und die Schaffung von soliden theoretischen Grundlagen in gleichem Maße angestrebt werden. Die Forschung wird hierbei vor allem durch interdisziplinäres Arbeiten geprägt. Zu den aktuellen Forschungsschwerpunkten zählen insbesondere: Entwicklung neuer zementbasierter Verbundwerkstoffe sowie von Verfahren zu deren Herstellung mit besonderem Akzent auf Faserbetone (Hochduktiler Beton mit Kurzfasern, Beton mit textiler Bewehrung, Ultrahochfester Beton mit innerer Nachbehandlung, Selbstverdichtender Leichtbeton, Beton mit sehr hohem Verschleißwiderstand) Untersuchung der Kurz- und Langzeiteigenschaften von neuen und bestehenden Baustoffen auf mineralischer Basis (Beton, Mörtel, Mauerwerk); Erforschung der für das Materialverhalten maßgebenden Mechanismen sowie der Mittel zu deren gezielten Beeinflussung (Festigkeits-, Verformungs- und Bruchverhalten unter monotoner, zyklischer und stoßartiger Beanspruchung sowie Schwinden und Kriechen von Beton; Transport von korrosiven Medien unter Berücksichtigung der Rissbildung, Schädigungsmechanismen und Dauerhaftigkeit) Modellierung des Baustoffverhaltens; Ableitung von stoffgesetzlichen Beziehungen; numerische Simulation des Materialverhaltens in unterschiedlichen Stadien seines "Lebens" (Herstellung, Verarbeitung, Erhärtung, mechanische Beanspruchung, Exposition von korrosiven Medien etc.)

Bei den Forschungsaktivitäten wird von aktuellen Fragestellungen der Baustofftechnologie ausgegangen, wobei die Lösung akuter Probleme der Baupraxis und die Schaffung von soliden theoretischen Grundlagen in gleichem Maße angestrebt werden. Die Forschung wird hierbei vor allem durch interdisziplinäres Arbeiten geprägt. Zu den aktuellen Forschungsschwerpunkten zählen insbesondere: Entwicklung neuer zementbasierter Verbundwerkstoffe sowie von Verfahren zu deren Herstellung mit besonderem Akzent auf Faserbetone (Hochduktiler Beton mit Kurzfasern, Beton mit textiler Bewehrung, Ultrahochfester Beton mit innerer Nachbehandlung, Selbstverdichtender Leichtbeton, Beton mit sehr hohem Verschleißwiderstand) Untersuchung der Kurz- und Langzeiteigenschaften von neuen und bestehenden Baustoffen auf mineralischer Basis (Beton, Mörtel, Mauerwerk); Erforschung der für das Materialverhalten maßgebenden Mechanismen sowie der Mittel zu deren gezielten Beeinflussung (Festigkeits-, Verformungs- und Bruchverhalten unter monotoner, zyklischer und stoßartiger Beanspruchung sowie Schwinden und Kriechen von Beton; Transport von korrosiven Medien unter Berücksichtigung der Rissbildung, Schädigungsmechanismen und Dauerhaftigkeit) Modellierung des Baustoffverhaltens; Ableitung von stoffgesetzlichen Beziehungen; numerische Simulation des Materialverhaltens in unterschiedlichen Stadien seines "Lebens" (Herstellung, Verarbeitung, Erhärtung, mechanische Beanspruchung, Exposition von korrosiven Medien etc.)

Genom ökad användning på träningskläder har antibakteriella behandlingar blivit allt vanligare för den allmänna konsumenten. Dessa plagg marknadsförs ofta som antibakte-riella eller luktfria, men det som inte framgår är vilka ämnen som används för att uppnå den luktfria effekten. Vanligt förekommande är de behandlingar som är baserade på oorganiska silversalter. Medan leverantörerna av dessa produkter argumenterar för, argumenterar många miljövetare och forskare på bakterier emot antibakteriella produk-ter då dessa kan ha en skadlig inverkan på vår miljö och hälsa. Rapporten syftar till att ge större kunskap kring miljö- och hälsopåverkan vid användandet av textiler behandlade med silversalter samt till att analysera konsumenters inställning till antibakteriella kläder samt deras användar- och tvättvanor för träningskläder. Rapporten söker svar på om fördelarna med dessa silversaltbaserade antibakteriella behandlingar överväger nackde-larna. Insamlad teori inom området har sammanställts för att sedan testas mot empirin i form av intervjuer, enkätundersökning och användartest. De antibakteriella behandling-arna verkar oftast genom controlled-release principen vilken innebär att tillförsel av fukt krävs för att de verksamma antibakteriella ämnena ska aktiveras och förgöra eller hämma bakterietillväxten på tyget. Tester har visat att varje gång ett behandlat plagg tvättas läcker en del av de bakteriedödande silverjonerna ut i vårt allmänna avlopp och en del hamnar på övriga textilier i tvättmaskinen. En del av silverjonerna förenar sig i avloppsvattnet med svaveljoner och bildar den svårlösliga föreningen silversulfid. Silver i jonform är mycket giftigt för vattenlevande organismer och kan orsaka skadliga lång-tidseffekter på vattenmiljö och lätt bioackumuleras. Forskare har undersökt hur användaren av plagg behandlade med silverjoner påverkas. De drar som slutsats av studien att hudens naturliga bakterieflora och mikroklimat förblir nästintill opåverkade och klassar därför den antibakteriella textilen som användarsäker. Ytterligare forskning har dock visat att bakterier har förmåga att utveckla resistens mot silver på samma sätt som mot antibiotika. Ökad användning av silver i konsumentprodukter skulle därför kunna bidra till en ökad spridning av antibiotikaresistens. Ett säljargument som används av flera marknadsaktörer är den minskade energi- och vattenförbrukningen i användar-fasen, då konsumenten inte behöver tvätta ett antibakteriellt plagg lika ofta som ett obehandlat. För att ta reda på om argumentet stöds i praktiken genomfördes en enkät-undersökning. Utifrån enkätsvaren framgår det tydligt att dessa behandlingar varken påverkar användar- eller tvättvanor och inte heller är något som efterfrågas av konsu-menten i första hand vid inköp av träningskläder. Ett användartest genomfördes för att undersöka om den antibakteriella behandlingen gör någon märkbar skillnad för använ-daren, genom att minska den dåliga odören på plagget. Slutsatsen drogs att det inte är någon markant skillnad på ett behandlat respektive obehandlat träningsplagg. Baserat på de teoretiska fakta om silverjoners negativa påverkan på miljö och människors hälsa, främst i form av risk för utveckling av resistenta bakterier, samt grundat på de empiriska resultaten från användartest och enkät så dras slutsatsen att fördelarna inte överväger nackdelarna med dessa behandlingar och det rekommenderas starkt att inte använda någon antibakteriell behandling innehållande silversalter.Through increased use on sport clothing, antibacterial treatments have become increas-ingly common for the general consumer. These are often marketed as antibacterial and odor-free, but what is not clear is what kind of substances that are used to achieve the odor-free effect. Usually these are based on inorganic silver salts. While suppliers of antibacterial products advocates these, many scientists in environmental science and bacteriological research discourage to the use as they may have an adverse impact on our environment and health. The report aims to provide greater knowledge about environmental and health impacts from the use of fabrics treated with silver salts, and to analyze consumer’s attitude to antibacterial clothes and their patterns of behavior and laundry habits for sport clothes. The report seeks to answer if the benefits of these silver salt-based antibacterial treatments outweigh the disadvantages. Collected theory in the field was compiled and then tested against empirical data in the form of inter-views, survey and consumer test. Laboratory tests have shown that each time a treated garment is washed some of the antimicrobial silver ions leaks into our public sewage and some sticks to other textiles in the washing machine. Some of the silver ions combine in the wastewater with sulfur ions to form the insoluble compound silver sulfide. Silver in ionic form is highly toxic to aquatic organisms and can cause long term adverse effects on aquatic life and easily bioaccumulate. Researchers have examined how users of garments treated with silver ions are affected. They draw as conclusion from the study that the skin's natural bacterial flora and micro-climate will remain unaffected and, therefore, categorizes the antibacterial fabrics as safe for the consumer. Further re-search has shown that bacteria have the ability to develop resistance to silver in the same way as to antibiotics. Increased use of silver in consumer products could therefore contribute to a greater spread of antibiotic resistance. A common sales argument used by many market participants is the reduced energy and water consumption in the con-sumer phase, where consumers do not need to wash antibacterial clothes as often as untreated. To find out if the argument is supported in practice, a survey was conducted. Based on the survey responses, it is clear that these treatments do not affect the con-sumer’s behavior in use or washing habits and is not demanded primarily by the consumer for the purchase of sport clothes. A consumer test was conducted to investi-gate whether the antibacterial treatment make any noticeable difference to the user, by reducing the bad odor in the clothes. It was concluded that there is no marked differ-ence in the treated and untreated sport clothes. Based on the theoretical facts about silver ions negative impact on the environment and human health, especially involving the risk of development of resistant bacteria, and based on the empirical results from consumer test and survey, it is concluded that the benefits of silver salt-based treat-ments do not outweigh the disadvantages and it is highly recommended to not use any antibacterial treatment containing silver salts. / Program: Textil produktutveckling med entreprenörs- och affärsinriktning