ELSAfloor – Entwicklung einer mobilen Messeinrichtung zur Erfassung der elektrostatischen Aufladespannung auf Fußbodenbelägen durch mechanisch generierte Beanspruchungbelägen

Ziel: Die Qualität von Fußbodenbelägen hängt maßgeblich von ihrem elektrostatischen Verhalten ab. Hochwertige Beläge zeichnen sich dadurch aus, dass sie beim Begehen keine oder nur sehr geringe elektrostatische Aufladung erzeugen. Der bisherige Nachweis dieser Eigenschaft erfolgt normgerecht über personelle Begehtests nach EN 1815 und ISO 6356. Diese Methode bringt jedoch deutliche Nachteile mit sich: Da Menschen als Prüfer agieren, wirken zahlreiche individuelle Einflussfaktoren auf die Messergebnisse ein, was deren Vergleichbarkeit und Reproduzierbarkeit erheblich einschränkt. Ziel des Projektes war es deshalb, einen maschinellen Begehapparat sowie die dazugehörigen Messmethoden für verschiedene Produktgruppen zu entwickeln, um die elektrostatische Aufladung von Fußbodenbelägen objektiv, reproduzierbar und praxisnah zu ermittelt.

Problemstellung: Die zentrale Problematik bestand in der mangelnden Standardisierung der bisherigen Prüfmethoden. Menschliche Unterschiede im Bewegungsablauf, in Gewicht, Geschwindigkeit oder Schritttechnik führen zu erheblichen Abweichungen. Dadurch sind die Messergebnisse aus personellen Begehtests nicht zuverlässig genug, um eine klare Klassifizierung von Bodenbelägen hinsichtlich ihrer elektrostatischen Eigenschaften vorzunehmen. Benötigt wurden daher eine Prüfmethode und die dazugehörige Prüfmethode, die die menschlichen Einflussgrößen ausschaltet und gleichzeitig praxisnahe Belastungssituationen simulieren kann. 

Lösungsweg: Zur Lösung dieser Problematik wurde der E-Tester entwickelt, ein halbautomatischer Begehapparat, der standardisierte Bewegungen mit einem Prüffuß ausführt. Dieser Prüffuß besitzt eine rechteckige Fläche von 165 cm² und ist mit einer EPDM-Sohle ausgestattet, die als Reibpartner für die zu testenden Beläge dient. 

Die Bewegungen des Prüffußes können über ein parametrierbares Steuerungstool eingestellt werden. Wichtige Parameter wie Druckkraft, Annäherungsgeschwindigkeit und Trennbewegung lassen sich exakt vorgeben, sodass reproduzierbare Ergebnisse entstehen. Für verschiedene Bodenbelagsarten Laminat, SPC, LVT, textile Beläge und Kunstrasen wurden Messmethoden entwickelt, die im Fall der worst-case-Bewegungsabläufe die maximal möglichen Aufladespannungen erfasst. Hierbei wurden die Methoden für jede Produktgruppe angepasst, um trotz materialbedingter Unterschiede vergleichbare Ergebnisse und damit eine valide Eingruppierung der Waren zu erhalten. Während dieser Bewegungen werden Spannungsverläufe aufgezeichnet, deren Kurvenform und Anstiege eine präzise Analyse der Aufladedynamik ermöglichen. Auf dieser Basis kann eine Klassifizierung in antistatisch und nicht antistatisch erfolgen. 

Ergebnisse: Am Ende des Projektes liegt ein funktionsfähiger Laboraufbau des E-Testers vor. Die erzielten Ergebnisse zeigen einen Methodenfehler zwischen 10 % (bei Laminat) und 20 % (bei MMF-Belägen), eine Wiederholbarkeit von 0,3–0,5 kV und eine Reproduzierbarkeit von etwa 1,0 kV. Darüber hinaus wurde eine Prüfvorschrift für verschiedene Produktgruppen entwickelt, welche reproduzierbare Prüfungen mit vereinbaren Ergebnissen ermöglicht. 

Damit erfüllt der E-Tester die Anforderungen an eine zuverlässige Prüfmethode. Zusätzlich wurden mehrere digitale Benutzeroberflächen entwickelt, die je nach Nutzeranforderung flexibel angepasst werden können. Es besteht jedoch weiterer Optimierungsbedarf, insbesondere bei der Vollautomatisierung sowie bei der präzisen Kraftsteuerung des Prüffußes. Erst damit wird eine Überführung des Laboraufbaus in eine industrietaugliche Messeinrichtung möglich.

Förderprogramm und Projektnummer

INNO-KOM 49MF210110

Gefördert durch:

Laufzeit

01.11.2021 – 31.03.2025