Pilling (Knötchenbildung) und Martindale-Abriebfestigkeit

Was genau ist Pilling (Knötchenbildung) und wie entsteht es?

Die Knötchenbildung sind kleine Faserkügelchen, die sich während der Tragedauer eines Kleidungsstücks auf der Oberfläche ansammeln, und sie ist sowohl ästhetisch als auch hinsichtlich der wahrgenommenen Qualität ein für B2B-Einkäufer kritischer Fehler. Der Mechanismus läuft schrittweise ab: Zunächst werden lose oder nur schwach gebundene Faserenden durch Reibung aus der Stoffoberfläche herausgezogen (Aufrauen/Fuzzing). Anschließend verschlingen sich diese Fasern mit benachbarten Fasern zu dichten, kugelförmigen Verklumpungen (Pills). In der letzten Phase fallen die Pills ab, indem die sie an die Oberfläche bindenden Fasern ermüden und reißen.

Der entscheidende Punkt ist: Ob das Pilling ein sichtbares Problem darstellt oder nicht, hängt vom Gleichgewicht zwischen der Pillbildungsgeschwindigkeit und der Abreiß-(Abfall-)Geschwindigkeit der Pills ab. Bei Naturfasern (zum Beispiel combed Baumwolle) sind die an der Oberfläche haftenden Fasern relativ schwach; die entstehenden Pills fallen vergleichsweise schnell ab. Bei hochfesten Synthesefasern hingegen (insbesondere Polyester) ist die das Pill haltende Faser ermüdungsbeständig; die Pills bleiben lange an der Oberfläche und das Pilling erscheint dauerhaft. Daher zeigen Polyester/Baumwoll-Mischungen in der Regel eine ausgeprägtere Pillingneigung als reine Baumwolle.

Pilling wird niemals an greige oder unbehandelter Ware beurteilt, sondern stets in einer Prüfumgebung, die die wiederholten Reibungsbedingungen des realen Gebrauchs nachbildet. Daher wird Pilling, wie die übrigen Haltbarkeitsmessungen in unserem Leitfaden zu Qualität und Prüfung, mit standardisierten Geräten und kontrollierten Tourenzahlen durchgeführt.

Worin besteht der Unterschied zwischen dem Martindale- und dem Box-(ICI-)Verfahren bei der Pillingprüfung?

Zur Messung der Pillingbeständigkeit werden in der Industrie zwei wesentliche mechanische Prinzipien eingesetzt. Das Martindale-Pilling-/Abriebgerät (ISO 12945-2 und für den Abrieb die Normenreihe ISO 12947) reibt die kreisförmige Probe unter konstantem Druck entlang einer ständig die Richtung wechselnden Lissajous-Kurve (die an eine Achterform erinnert) gegen eine reibende Oberfläche oder gegen den Stoff selbst. Da die Richtung ständig wechselt, ist der Abrieb nicht einseitig; dies erzeugt eine dem realen Tragegebrauch nahe, mehrdirektionale Oberflächenermüdung, und die Ergebnisse zeigen eine hohe Reproduzierbarkeit.

Beim Box-Verfahren (ICI Pilling Box, ISO 12945-1) werden die Probenröhrchen in eine innen mit Kork verkleidete, rotierende Box gelegt. Die Röhrchen überschlagen sich frei in der Box und der Stoff reibt zufällig an seiner eigenen Oberfläche. Diese freie, unvorhersehbare Bewegung ist hinsichtlich der Abbildung der unregelmäßigen Reibung in der Waschmaschine oder im Alltagsgebrauch realistisch, jedoch nicht so streng kontrolliert wie Martindale. Eine neuere Alternative, das Random-Tumble-Pilling (ASTM D3512), dreht die Proben in einer Kammer, in der sich Luftstrom und Abriebmittel befinden.

Welches Verfahren gewählt wird, hängt in der Regel von der technischen Spezifikation des Einkäufers und von der im Zielmarkt akzeptierten Norm ab. In der europäischen B2B-Textilbranche ist die Martindale-basierte ISO 12945-2 die gängige Referenz; die richtige Verfahrenswahl klären wir auftragsbezogen.

Was bedeutet die Tourenzahl und in welchen Phasen erfolgt die Bewertung?

Bei der Pillingprüfung ist die Tour (Cycle) die Wiederholungszahl der Reibbewegung und repräsentiert die kumulative Reibungslast, der der Stoff ausgesetzt ist. Die Pillingbeständigkeit eines Stoffes wird nicht in einer einzigen Tour, sondern in den in der Norm definierten gestaffelten Phasen bewertet. Dieser gestaffelte Ansatz ermöglicht es zu erkennen, in welcher Phase der Knötchenbildung (frühes Aufrauen oder späte Pillbildung) sich der Stoff verschlechtert. Manche Stoffe sehen bei niedriger Tourenzahl gut aus und verschlechtern sich bei hoher Tourenzahl plötzlich, während andere früh aufrauen, sich aber in der Benotung erholen können, weil die Pills später abfallen.

Bei jeder Zwischenbewertung wird die Probe unter kontrollierter Beleuchtung durch Vergleich mit visuellen Standardfotografien oder einem Replika-Set auf einer Skala von 1-5 benotet. Die Endnote wird meist gemäß dem Erscheinungsbild bei der höchsten vereinbarten Tourenzahl (zum Beispiel 2000 oder 7000 Touren) berichtet. Die Veredelungsprozesse beeinflussen das Pillingergebnis direkt; die in unseren Stricken-Färben-Druck-Prozessen angewandten Oberflächenbehandlungen wie das Rauen können das Aufrauen verstärken, während Behandlungen vom Typ enzymatische Reinigung die lockeren Faserenden reduzieren und so die Pillingneigung senken können.

Wie unterscheidet sich die Abrieb-(Abrasion-)Festigkeit vom Pilling und wie wird sie gemessen?

Obwohl Pilling und Abrieb häufig verwechselt werden, sind es unterschiedliche Fehlerarten. Pilling ist die Faserverklumpung an der Oberfläche und beeinträchtigt in der Regel nicht die strukturelle Integrität des Stoffes; Abrieb hingegen ist das tatsächliche Abnutzen und Ausdünnen des Stoffes, der Verlust seiner Fasern und schließlich das Durchstoßen. Die Abriebfestigkeit ist insbesondere bei stark beanspruchten Kleidungsstücken (Ellbogen, Sitzbereiche) und bei technischen Textilien ein grundlegender Indikator für die Haltbarkeit.

Die Martindale-Abriebprüfung (Normenreihe ISO 12947: 12947-1 allgemein, 12947-2 Feststellung der Probenbeschädigung, 12947-3 Masseverlust, 12947-4 Aussehensänderung) reibt die Probe mit konstantem Druck gegen einen standardisierten Woll-Abriebstoff. Die Prüfung wird fortgesetzt, bis der festgelegte Endpunkt eintritt: Bei Maschen- und Webware gilt in der Regel der Bruch von zwei einzelnen Garnen oder die Lochbildung an der Oberfläche als Endpunkt. Das Ergebnis wird als die bis zum Erreichen dieses Endpunkts verstrichene Tourenzahl berichtet; eine hohe Tourenzahl bedeutet eine hohe Abriebfestigkeit.

Dass ein Stoff eine gute Abriebfestigkeit zeigt, bedeutet nicht automatisch ein geringes Pilling; das Umgekehrte gilt ebenso. Hochfestes Polyester ist sehr abriebbeständig, aber gerade diese Beständigkeit führt dazu, dass die entstehenden Pills nicht abfallen und die Pillingnote niedrig ausfällt. Daher müssen beide Prüfungen gemeinsam bewertet werden.

Wie beeinflussen Faser- und Garneigenschaften Pilling und Abrieb?

Der Ursprung des Pilling- und Abriebverhaltens beginnt auf Garn- und Faserebene. Die wirksamsten Variablen sind folgende:

• Faserlänge: Lange Fasern haften fester am Garn und geben weniger Enden an die Oberfläche ab. Daher rauen gekämmte (combed) Garne, da sie kurze Fasern entfernen, deutlich weniger auf als carded Garne. Die Beziehung zwischen Faser, Garn und Spinnen behandeln wir in unserem Vergleich combed-carded-open-end ausführlich.
• Garndrehung: Eine hohe Drehung verankert die Fasern fester im Garnkörper; lose Faserenden nehmen ab und das Pilling sinkt. Eine zu hohe Drehung kann den Griff jedoch verhärten.
• Spinnverfahren: Kompaktgarn verbessert sowohl die Pilling- als auch die Abriebleistung, da es die Haarigkeit während des Spinnens mechanisch unterdrückt. Open-end-Garne sind in der Regel haariger.
• Faserfestigkeit: Hochfeste Synthesefasern (Polyester, Polyamid) sind sehr abriebbeständig; da die entstehenden Pills jedoch nicht abreißen, sinkt die Pillingnote. Natürliche Zellulosefasern (Baumwolle, Viskose) sind hinsichtlich des Pillings häufig vorteilhafter, weil sie leichter abfallen.
• Mischungsverhältnis: Das Hinzufügen einer geringen Menge hochfester Synthesefaser zur Baumwolle kann das Pilling paradoxerweise verschlechtern; denn die starken Fasern halten die Pills an der Oberfläche.

Auch die Maschenstruktur spielt eine Rolle: Eine lockere, offene Bindung (zum Beispiel Single Jersey mit niedrigem Flächengewicht) gibt mehr Fasern an die Oberfläche ab; dichte, kompakte Bindungen (zum Beispiel Interlock) halten ihre Fasern besser. Der Zusatz von Lycra/Elasthan kann die Oberflächenspannung verändern und so das Reibungsverhalten beeinflussen. In dieser vielvariablen Gleichung ist es der sicherste Weg, die richtige Garn- und Bindungswahl je nach Zieleinsatz und gewünschter Pilling-/Abriebklasse gemeinsam zu planen.

Wie wird die 1-5-Pilling-Benotungsskala interpretiert?

Die Pillingbewertung beruht weniger auf einer numerischen Messung als auf einem standardisierten visuellen Vergleich. Die geprüfte Probe wird in einer Beleuchtungskabine mit kontrolliertem Licht neben die in der Normenreihe ISO 12945 definierten fotografischen Standards oder ein physisches Replika-Set gelegt und von einer Fachperson benotet. Die Skala ist fünfstufig und es werden häufig halbe Noten verwendet:

Der entscheidende Punkt: Das Pilling-Akzeptanzkriterium ist keine universelle Konstante; bei welcher Tourenzahl welche Mindestnote erreicht werden muss, wird je nach Verwendungszweck des Endprodukts und nach der technischen Spezifikation des Einkäufers festgelegt. So unterscheidet sich beispielsweise die Erwartung an ein Oberbekleidungs-Sweatshirt von der an ein empfindliches Unterwäscheprodukt. Daher muss die Bewertung stets zusammen mit dem Dreiklang aus der vereinbarten Norm (wie ISO 12945-2), der Tourenstufe und dem Mindestnotenschwellenwert definiert werden.

Pilling- und Abriebergebnisse bilden zusammen mit der Vier-Punkte-Stoffprüfung, den Maßstabilitäts-(Schrumpf-)Prüfungen und den Farbechtheitsprüfungen ein ganzheitliches Qualitätsbild. Eine einzelne Prüfung garantiert allein nicht die Gebrauchstauglichkeit eines Stoffes; diese Kennwerte müssen gemeinsam gelesen werden.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der praktische Unterschied zwischen der Martindale- und der Box-(ICI-)Methode bei der Pillingprüfung?

Bei der Martindale-Methode (ISO 12945-2) wird die Probe unter konstantem Druck entlang einer ständig die Richtung wechselnden Lissajous-Bahn (achtförmig) abgerieben; das liefert eine hohe Wiederholbarkeit und vergleichbare Ergebnisse. Bei der Box-/ICI-Methode (ISO 12945-1) purzeln die Proben frei in einer rotierenden, korkausgekleideten Box und ahmen die zufällige Reibung beim Waschen und im Alltagsgebrauch realitätsnah nach, sind aber weniger kontrolliert. Welche gewählt wird, hängt von der Spezifikation des Abnehmers und vom Zielmarkt ab.

Sind Pilling und Abriebbeständigkeit dasselbe, und wie unterscheidet man sie?

Nein, es sind unterschiedliche Fehlertypen. Pilling ist die Verfilzung von Fasern zu Knötchen an der Oberfläche und meist ein ästhetischer Fehler, der die strukturelle Integrität des Stoffes nicht beeinträchtigt; Abrieb ist das tatsächliche Ausdünnen, Verschleißen und schließlich Durchscheuern des Stoffes. Der Abrieb wird mit der Martindale-Scheuerprüfung (Reihe ISO 12947) gemessen, indem gegen ein genormtes Woll-Scheuermittel gerieben wird, bis zwei Garne brechen oder ein Loch entsteht, und die Anzahl der ausgehaltenen Touren wird angegeben.

Was bedeutet die Tourenzahl, und in welchen Stufen wird die Beurteilung vorgenommen?

Eine Tour ist eine Wiederholung der Scheuerbewegung und repräsentiert die kumulative Reibbelastung, der der Stoff ausgesetzt ist. Die Beurteilung erfolgt nicht an einem einzigen Punkt, sondern in abgestuften Intervallen (zum Beispiel 125, 500, 1000, 2000, 5000, 7000 Touren); auf jeder Stufe wird die Oberfläche unter kontrollierter Beleuchtung mit einer visuellen Referenz verglichen. Dieser stufenweise Ansatz zeigt, in welcher Phase des Pillings sich der Stoff verschlechtert. Die Endnote wird in der Regel anhand des Erscheinungsbilds bei der höchsten vereinbarten Tourenzahl angegeben.

Wie wird die Pilling-Bewertungsskala von 1-5 interpretiert, und welche Note wird akzeptiert?

Pilling wird durch visuellen Vergleich bewertet: 5 bedeutet keine Veränderung/einwandfrei, während 1 das dichteste, den Stoff bedeckende Pilling ist. Note 4 ist leichte Oberflächenflusenbildung und für die meisten B2B-Anwendungen akzeptabel; Note 3 ist Grenzqualität; Note 2 und darunter werden in der Regel zurückgewiesen. Halbe Noten (3-4, 4-5) sind üblich. Das Annahmekriterium ist keine universelle Konstante; die erforderliche Mindestnote und Tourenstufe werden je nach Verwendungszweck des Endprodukts und Spezifikation festgelegt.

Welche Faser- und Garneigenschaften bestimmen die Pillingneigung?

Faserlänge, Garndrehung, Spinnverfahren und Faserfestigkeit sind ausschlaggebend. Langstapelige, hochgedrehte, gekämmte und kompaktgesponnene Garne sind pillingbeständig, weil sie weniger Fasern abgeben; Open-End-Garne sind in der Regel haariger. Hochfeste Synthesefasern (Polyester, Polyamid) sind sehr abriebbeständig, aber da die gebildeten Pills nicht abfallen, sinkt die Pillingnote. Natürliche zellulosische Fasern (Baumwolle, Viskose) sind hinsichtlich des Pillings oft im Vorteil, weil die Pills leicht abfallen.

Warum pillt eine Polyester/Baumwoll-Mischung stärker als reine Baumwolle?

Ob das Pilling sichtbar wird, hängt vom Gleichgewicht zwischen der Geschwindigkeit der Pillbildung und der Geschwindigkeit des Pillabfalls ab. Bei reiner Baumwolle sind die an der Oberfläche haftenden Fasern relativ schwach; die gebildeten Pills fallen verhältnismäßig schnell ab. Die geringe Menge an hochfester Polyesterfaser, die der Mischung zugesetzt wird, ist hingegen ermüdungsbeständig und hält die Pills an der Oberfläche fest. Das Hinzufügen starker Fasern macht das Pilling daher paradoxerweise dauerhaft, und die Mischung zeigt ein ausgeprägteres Pilling als reine Baumwolle.