Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Sicherheitsmarkierte Näh- und Stickfäden zur Verhinderung von Produktpiraterie

Durch Produktpiraterie erleidet die Textil- und Bekleidungsindustrie großen wirtschaftlichen Schaden. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, qualitativ hochwertige Textilien mit einfachen aber auch gerichtsfesten Sicherheitsmerkmalen zu versehen, um eine Fälschung zu verhindern.

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von Näh- oder Stickgarnen, die als eindeutiges Sicherheitsmerkmal für textile Produkte eingesetzt werden können. Dazu werden bevorzugt IR-absorbierende (vor allem Lanthanhexaborid-Nanoteilchen) und ggf. farbige oder lumineszierende Nanopigmente im Schmelzspinnprozess eingesetzt. Durch eine Kombination verschiedener Merkmale ergibt sich eine Vielzahl von Variationen, die einen spezifischen und eineindeutigen Fingerabdruck bei Sicherheitsgarnen ermöglichen, der durch eine dreistufige Nachweisführung - optische Erkennbarkeit, Auslesen mit einfachen Mitteln und eindeutiger spektroskopischer Beweis – sichtbar gemacht werden kann.

Das DWI wird die Auswahl, Herstellung, Dispergierung und Einarbeitung/Compoundierung von geeigneten Nanopigmenten in Polyester sowie die Charakterisierung/Vermessung des Kennzeichnungseffekts übernehmen. Masterbatches mit eingearbeiteten Nanopigmenten werden hergestellt. Aufgabe des ICTF ist die Untersuchung und der Einsatz der markierten Materialien im Schmelzspinnverfahren. Das ITV wird Näh- und Stickgarne entwickeln und herstellen sowie die Garncharakterisierung übernehmen. Die Anwendungserprobung der Näh- und Stickgarne soll bei Mitgliedern des PA erfolgen. Gemeinsam wird der Nachweis der Sicherheitsmerkmale nach Verarbeitung in textile Produkte erarbeitet. Im Fall der IR-Pigmente kann eine erste Prüfung mittels einer einfachen IR-Kamera erfolgen. Für den gerichtsfesten Nachweis einer Fälschung kann eine IR-spektroskopische Untersuchung auch kleine Unterschiede aufzeigen.

Nutzer sind die Hersteller von Spezialgarnen und die Konfektionäre hochpreisiger Berufs-, Sport-, Sicherheitskleidung und Modeartikeln, alles überwiegend KMU.

Ergebniszusammenfassung:

Ziel des Vorhabens war die Entwicklung von Polyester-Näh- oder -Stickgarnen, die als eindeutiges Sicherheitsmerkmal für textile Produkte eingesetzt werden können. Dazu wurden bevorzugt NIR-absorbierende (vor allem Lanthanhexaborid- und Cäsiumwolframat-Nanopartikel u.a.) eingesetzt. Zur Erzielung hoher Sicherheitsstandards wurden zusätzlich photo-lumineszierende Pigmente (z.B. mit Europium und Dysprosium dotiertes Strontiumaluminat) evaluiert. Durch Kombination verschiedener Merkmale ergibt sich eine Vielzahl von Variationen, die einen spezifischen und eineindeutigen Fingerabdruck bei Sicherheitsgarnen ermöglichen, der durch eine dreistufige Nachweisführung - optische Erkennbarkeit, Auslesen mit einfachen Mitteln und eindeutiger spektroskopischer Beweis - sichtbar gemacht werden kann.

Die Nanopigmente wurden im Schmelzspinnprozess der Polyethylenterephthalat (PET)-Schmelze in verschiedenen Konzentrationen in Masterbatches zugesetzt. Eine optimale Stabilisierung der NIR-Pigmente mit der PET-Schmelze wurde durch geeignete Oberflächenmodifizierung erzielt. Die erhaltenen POY wurden weiter zu Näh- und Stickgarnen nach Verstreckungs- und Zwirnschritten verarbeitet. Die Sicherheitsmarkierung kann mit Hilfe einer Wärmebildkamera unter Bestrahlung mit einem NIR-Laser detektiert werden. Die NIR-Pigmente konnten eindeutig in POY, PES-Garnen, Zwirnen und in Stickereien detektiert werden; Lanthanhexaborid-Nanopartikel konnten in Konzentrationen ab ca. 0,025 Gew.-%, in vielen Fällen auch in Konzentrationen von 0,01 Gew.-% detektiert werden. Lanthanhexaborid konnte auch in Zwirnen oder Nähgarnen mit nur einem Markierungsfaden und zwei nicht markierten Fäden nachgewiesen werden. Die Markierungs-

pigmente konnten auch in im HT-Verfahren gefärbten Polyestergarnen und Stickereien detektiert werden.

Der eindeutige Nachweis der anorganischen Sicherheitspigmente kann vor allem durch Elementanalyse von Garnen oder Faserquerschnitten, z.B. durch EDX-Analytik, erbracht werden.