Mit der rasanten Entwicklung von Chemiefasern steigt auch die Vielfalt der Fasern stetig. Neben Standardfasern sind zahlreiche neue Varianten wie Spezialfasern, Verbundfasern und modifizierte Fasern entstanden. Für ein effizientes Produktionsmanagement und eine präzise Produktanalyse ist die wissenschaftliche Identifizierung von Textilfasern unerlässlich.
Die Faseridentifizierung umfasst die Bestimmung morphologischer Merkmale sowie physikalischer und chemischer Eigenschaften. Zur Identifizierung morphologischer Merkmale wird üblicherweise die Mikroskopie eingesetzt.
Zur Identifizierung physikalischer und chemischer Eigenschaften stehen zahlreiche Methoden zur Verfügung, wie beispielsweise die Verbrennungsmethode, die Auflösungsmethode, die Reagenzfärbungsmethode, die Schmelzpunktmethode, die Dichtemethode, die Doppelbrechungsmethode, die Röntgenbeugungsmethode und die Infrarot-Absorptionsspektroskopie usw.
1. Mikroskopische Beobachtungsmethode
Die mikroskopische Untersuchung der Längs- und Querschnittsmorphologie von Fasern ist die grundlegende Methode zur Identifizierung verschiedener Textilfasern und wird häufig zur Bestimmung von Faserkategorien eingesetzt. Jede Naturfaser besitzt eine charakteristische Form, die sich unter dem Mikroskop eindeutig identifizieren lässt. Baumwollfasern beispielsweise verlaufen in Längsrichtung flach, weisen eine natürliche Drehung, einen taillierten Querschnitt und einen zentralen Hohlraum auf. Wolle ist längs gekräuselt, hat Schuppen auf der Oberfläche und einen runden oder ovalen Querschnitt. Einige Wollarten besitzen Mark. Jute weist in Längsrichtung horizontale Knoten und vertikale Streifen auf, der Querschnitt ist polygonal und der zentrale Hohlraum groß.
2. Verbrennungsmethode
Eine gängige Methode zur Identifizierung von Naturfasern. Aufgrund der unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung der Fasern unterscheiden sich auch ihre Verbrennungseigenschaften. Zellulosefasern und Proteinfasern lassen sich anhand ihrer Brennbarkeit, ihrer thermoplastischen Eigenschaften, des Verbrennungsgeruchs und der Eigenschaften der Asche nach der Verbrennung unterscheiden.
Zellulosefasern wie Baumwolle, Hanf und Viskose verbrennen schnell, wenn sie mit der Flamme in Berührung kommen, und brennen auch nach Verlassen der Flamme weiter, wobei der Geruch von verbranntem Papier entsteht und nach dem Verbrennen eine geringe Menge weicher, grauer Asche zurückbleibt; Proteinfasern wie Wolle und Seide verbrennen langsam, wenn sie mit der Flamme in Berührung kommen, und brennen dann nach Verlassen der Flamme langsam weiter, wobei der Geruch von verbrannten Federn entsteht und nach dem Verbrennen schwarze, knusprige Asche zurückbleibt.
| Fasertyp | nahe der Flamme | in Flammen | Lass die Flamme | Brandgeruch | Rückstandsform |
| Tencel-Faser | Kein Schmelzen und kein Schrumpfen | schnell verbrennen | Brennen lassen | verbranntes Papier | graue schwarze Asche |
Modalfaser | Kein Schmelzen und kein Schrumpfen | schnell verbrennen | Brennen lassen | verbranntes Papier | graue schwarze Asche |
| Bambusfaser | Kein Schmelzen und kein Schrumpfen | schnell verbrennen | Brennen lassen | verbranntes Papier | graue schwarze Asche |
| Viskosefaser | Kein Schmelzen und kein Schrumpfen | schnell verbrennen | Brennen lassen | verbranntes Papier | eine geringe Menge cremefarbener Asche |
| Polyesterfaser | Schrumpfschmelze | Erst schmelzen, dann verbrennen; dabei tropft die Lösung. | kann die Verbrennung verlängern | besonderes Aroma | Glasiger, dunkelbrauner, harter Ball |
3. Auflösungsmethode
Fasern werden anhand ihrer Löslichkeit in verschiedenen chemischen Substanzen unterschieden. Da ein Lösungsmittel oft eine Vielzahl von Fasern auflöst, ist es bei der Faseridentifizierung mittels Lösungsverfahren notwendig, fortlaufend Lösungsversuche mit verschiedenen Lösungsmitteln durchzuführen, um den identifizierten Fasertyp zu bestätigen. Zur Identifizierung der Komponenten von Mischprodukten kann man die Fasern einer Komponente mit einem Lösungsmittel und anschließend die Fasern der anderen Komponente mit einem anderen Lösungsmittel auflösen. Dieses Verfahren eignet sich auch zur Analyse der Zusammensetzung und des Gehalts verschiedener Fasern in Mischprodukten. Die Löslichkeit der Fasern variiert mit der Konzentration und Temperatur des Lösungsmittels.
Die zu identifizierende Faser kann in ein Reagenzglas gegeben, mit einem bestimmten Lösungsmittel versetzt und mit einem Glasstab gerührt werden. Anschließend kann die Auflösung der Faser beobachtet werden. Bei sehr geringen Fasermengen kann die Probe auch auf einen Objektträger mit konkaver Oberfläche gegeben, mit Lösungsmittel benetzt, mit einem weiteren Objektträger abgedeckt und direkt unter dem Mikroskop betrachtet werden. Bei der Identifizierung von Fasern mittels Auflösungsmethode müssen die Konzentration des Lösungsmittels und die Heiztemperatur genau kontrolliert und die Auflösungsgeschwindigkeit der Fasern beachtet werden. Die Anwendung dieser Methode erfordert ein genaues Verständnis der verschiedenen chemischen Eigenschaften von Fasern und ist mit komplexen Untersuchungsverfahren verbunden.
Es gibt zahlreiche Methoden zur Identifizierung von Textilfasern. In der Praxis ist eine einzelne Methode nicht ausreichend; für eine umfassende Analyse und Forschung sind mehrere Methoden erforderlich. Die systematische Faseridentifizierung basiert auf der wissenschaftlichen Kombination verschiedener Identifizierungsmethoden.
Veröffentlichungsdatum: 06.10.2022