Faszination Faser, Fäden und Flächen - Textilien experimentierend erleben

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1 Inhaltsverzeichnis

1. Allgemeine Hinweise . . . . 2

1 .1 Warum Experimente im Textilunterricht? . . . . 2

1 .2 Einsatz der Karten und mögliche Unterrichtsszenarien . . . . 2

1 .3 Sicherung durch Protokollführung . . 4

1 .4 Spezifische Hinweise: Umgang mit Gefahrenquellen . . . . . 6

2. Unterrichtsvorschlag . . . . 7

Basismodul: „Faszination Fasern, Fäden und Flächen“ . . . . 7

3. Materialliste der Experimente . . . . 10

4. Arbeitsmaterialien für Schüler / -innen . . 13

4 .1 Protokoll-Vorlage zur Ergebnissicherung . . . . 13

5. Gefährdungsbeurteilungen für folgende Experimente . . . . 16

2 Vom Polymer zur Faser . . . . 16

5 Von der Faser zur Fläche . . . . 17

6. Weitere Hinweise . . . . 18

6 .1 Literatur . . . . 18

6 .2 Bildquellen . . . . 19

48 farbige Experimentierkarten im DIN-A5-Format:

Basismodul:

„Faszination Fasern, Fäden und Flächen“

1 Explore Textiles

2 Vom Polymer zur Faser 3 Von der Faser zum Garn 4 Vom Garn zur Kordel 5 Von der Faser zur Fläche

6 Textile Flächen unter dem Fadenzähler 7 Nylonstrumpf-Experiment

8 Reibungs-Experiment 9 Lotuseffekt

10 Farbenflitzer

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Vom Polymer zur Faser

Du brauchst

4 Anleitungskarten

Zur Sicherheit : 1 Schutzbrille, 1 feuerfeste Unterlage, 1 Haargummi

1 Stück Aluminiumfolie

1 PET-Flake, 1 Stück Polyesterfleece, 3–4 PET-Granulate 1 Teelicht, 1 Feuerzeug, 1 Pinzette, 1 Tiegelzange 1 Abfallbehälter

Hinweise

Wenn etwas fehlt oder verbraucht ist, gib Bescheid.

Räume alles nach dem Experimentieren wieder so auf, wie du es vorgefunden hast.

Zu diesem Experiment passen diese Experimente:

5 Von der Faser zur Fläche, 20 Brennverhalten von Textilien.

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M. v. Gehlen / A.-M. Grundmeier: Textilien experimentierend erleben 7–10 © Auer Verlag

Karte 1 von 4

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Karte 2 von 4 Was kannst du hier tun?

1 Bevor du beginnst, lies dir diese Anleitung in Ruhe durch.

Kläre Fragen zur Durchführung, bevor du startest.

2 Überlege: Was denkst du, wird passieren? Notiere deine Vermutung in der Protokoll-Vorlage. Beginne anschließend mit der Durchführung.

3 Forme aus der Aluminiumfolie eine kleine Schale mit ca. 2–3 cm Durchmesser, indem du die Ecken hochfaltest. Achte darauf, den Schalenboden nur aus einer Lage Aluminiumfolie zu formen.

4 Lege ein Stückchen einer PET-Flasche hinein und schwenke die Aluminiumschale mithilfe der Tiegelzange über der Teelichtflamme.

5 Wenn das Stückchen schmilzt, nimm die Aluminiumschale aus der Flamme.

6 Greife zügig mit einer Pinzette in die flüssige Schmelze und ziehe schnell eine kleine Menge heraus.

7 Beobachte genau. Lass das gezogene Kunststoffstückchen kurz abkühlen. Wie sieht es aus?

8 Notiere deine Beobachtungen in der Protokoll-Vorlage.

2 Vom Polymer zur Faser

Du kannst das Experiment auch mit einem Stück Polyesterfleece oder drei bis vier Stückchen eines PET-Granulats durchführen. Vergleiche die Produkte miteinander.

Zur Sicherheit

Binde lange Haare zusammen und verwende eine Schutzbrille!

Arbeite auf der feuerfesten Unterlage!

Führe das Experiment nur in einem aus reichend belüfteten Raum durch!

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Karte 3 von 4

Vom Polymer zur Faser

Was kannst du beobachten?

Beim Ausziehen des flüssigen Kunststoffs entsteht eine feine Faser aus geschmolzenem Kunststoff, eine Polyesterfaser.

Die Faser reißt recht schnell, wenn die Schmelze erkaltet.

Wie funktioniert das?

Kunststoffe bestehen aus vielen einzelnen Bausteinen (Mono- mere), die zu großen Molekülen (Polymere) zusammengesetzt werden. Der Kunststoff Polyethylenterephthalat (PET) für Poly- esterfasern (PES) wird weich, wenn man ihn erhitzt. Diese Eigen- schaft nennt man thermoplastisch. Deshalb lässt er sich zu einer zähflüssigen Masse schmelzen, aus der Fasern hergestellt werden können.

Beim Schmelzspinnverfahren wird die Schmelze durch ganz feine Düsen gedrückt. Verspinnt man die entstehen- den Fasern zu Garnen, können daraus textile Flächen hergestellt werden, wie z. B. Fleece. Als Ausgangsrohstoff für Polyesterfasern verwendet man heute auch PET-Flaschen, die vorher zerkleinert und gereinigt werden.

– Mit freundlicher Unterstützung von Märkische Faser GmbH und IKV – Innovative Kunststoffveredelung GmbH –

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Was hat das mit dir zu tun?

Das Granulat für Polyesterfasern (oder Polyestergarn) besteht aus dem Kunststoff Polyethylenterephthalat (PET), der aus Erdöl hergestellt wird. Die leichte thermische Verformbarkeit des Materials macht man sich beim Faserrecycling zunutze. Eine Tasche kann aus ca. 12 PET-Flaschen hergestellt werden. Dafür werden die PET-Flaschen gereinigt, zerkleinert, wieder eingeschmolzen und zu neuem Granulat verarbeitet.

Polyester ist wie die meisten Kunststofffasern leicht brennbar.

Zudem schmilzt es, wenn es erhitzt wird. Es gibt jedoch auch speziell ausgerüstete Polyesterfasern, die nur schwer entflamm- bar sind und die deshalb auch im Bereich von öffentlichen Gebäuden verwendet werden dürfen. Diese Eigenschaften hat beispielsweise die Markenfaser Trevira® CS.

Am Lagerfeuer trägst du deshalb besser Naturfasern als Polyesterbekleidung, da beim Funkenflug Polyester (eventuell auf deiner Haut) schmelzen könnte.

Karte 4 von 4

Vom Polymer zur Faser

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Karte 1 von 4 Du brauchst

4 Anleitungskarten 1 Becher

1 Nylonstrumpf (oder Söckchen) 1 Untersetzer

Wasser

1 Wanne oder Schüssel Hinweise

9 Lotuseffekt,

19 Chirurgisches Nähen.

Nylonstrumpf-Experiment

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3 Fülle den Becher mit Wasser und stülpe einen Nylonstrumpf so darüber, dass der Strumpf die Becheröffnung umspannt.

4 Schließe die Becheröffnung mit einem flachen Untersetzer (oder deiner Hand) ab.

5 Drehe nun den Becher vorsichtig über der Wanne oder Schüssel um.

6 Was denkst du, wird passieren, wenn du den Untersetzer (oder die Hand) wegziehst? Beobachte genau.

7 Entferne nun den Untersetzer oder deine Hand und beobachte:

Läuft das Wasser durch den Nylonstrumpf aus? Wird das Wasser im Becher bleiben? Wie sieht die Oberfläche des Nylonstrumpfes aus?

Nylonstrumpf-Experiment

Ziehe den Nylonstrumpf straff und halte ihn gut fest.

Halte die Becheröffnung beim Wegziehen der Abdeckung möglichst waagrecht.

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Karte 3 von 4

4 Nylonstrumpf-Experiment

Das Wasser bleibt im Becher trotz des wasserdurchlässigen Nylonstrumpfes.

Der Nylonstrumpf wölbt sich leicht in den Becher hinein (nach oben).

Wenn du den Becher leicht kippst, läuft das Wasser aus dem Becher.

Dieser Effekt beruht auf der Oberflächenspannung des Wassers, die so groß ist, dass sie einen Wasserfilm in den Zwischenräumen des Nylonstrumpfes bildet. Die Oberflächenspannung hält das Wasser im Becher zurück und es entsteht ein Gleichgewicht zwischen dem Druck der Wassersäule im Becher und dem Luft- druck, der von außen auf das Wasser im Becher einwirkt. Der Luftdruck ist sogar so groß, dass sich der Nylonstrumpf ein biss- chen nach innen wölbt.

– Mit freundlicher Unterstützung von KUNERT FASHION GmbH –

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Karte 4 von 4 Was hat das mit dir zu tun?

In diesem Experiment überrascht, dass ein wasserdurchlässiger Nylonstrumpf in der Lage ist, das Wasser entgegen der Schwer- kraft im Becher zu halten.

Dies liegt am Zusammenspiel zwischen der Oberflächenspannung des Wassers, dem Luftdruck und dem Wasserhaltevermögen der textilen Flächenkonstruktion des Nylonstrumpfes. Die Eigenschaft eines Textils, Wasser entgegen der Schwerkraft festzuhalten, wird als Wasserhaltevermögen bezeichnet. Es wirkt sich auch auf das Waschen und Trocknen von Textilien aus.

Nylon ist eine sehr reißfeste synthetische Chemiefaser. (Sie wird auch Polyhexamethylenadipinsäureamid, kurz Polyamid 6.6, genannt.)

Kletterseile, Angel-, Drachenschnur und Zahnbürstenborsten sind aus Nylon. Dieses Material wird auch für sogenannte Ballonseide in Heißluftballons oder Hängematten verwendet.

Nylonstrumpf-Experiment

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Karte 1 von 4 Du brauchst

4 Anleitungskarten 1 Becher

Wasser

1 Stück Schwammtuch ggf. 1 Schere

1 wasserlöslicher, schwarzer Filzstift

Hinweise

15 Textil transportiert Wasser, 17 Spiegel-Test.

Farbenflitzer

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3 Befülle den Becher ca. 1 cm hoch mit Wasser.

4 Zeichne mit dem Filzstift in einer Höhe von ca. 3 cm kurze Striche auf den trockenen Schwammtuchstreifen.

5 Stelle diesen Streifen nun aufrecht in den Becher, sodass die Filzstiftstriche noch oberhalb der Wasseroberfläche sind.

6 Was denkst du, wird passieren? Beobachte genau.

Was passiert mit dem Wasser? Was passiert mit der Farbe?

Welche Funktion hat das Schwammtuch? Woran erinnert dich das Experiment?

Wie viel Wasser kann ein Schwammtuch aufsaugen?

Warum kann ein Schwammtuch Flüssigkeiten aufsaugen?

Farbenflitzer

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Karte 3 von 4

4 Farbenflitzer

Das Schwammtuch saugt das Wasser entgegen der Erd- anziehungskraft auf. Die schwarze Farbe wird mit dem Wasser nach oben transportiert und trennt sich auf in weitere Farben.

Ein Schwammtuch besteht aus vielen Hohlräumen, in denen sich das Wasser gut sammeln kann. Durch den sogenannten Kapillar- effekt steigt das Wasser im Schwammtuch nach oben in die Hohl- räume. Das Aufsaugen von Wasser oder anderen Flüssigkeiten nennt man in der Fachsprache Absorption.

Besteht die Rezeptur der schwarzen Farbe aus mehreren Farben, kann das Wasser die gelösten Farbstoffe mit unterschiedlicher Geschwindigkeit mitnehmen. Die Farben werden dann verschieden stark vom Schwammtuch und Wasser festgehalten. Deshalb teilt sich der schwarze Strich in verschiedene Farben auf (Farb- chromatographie).

– Mit freundlicher Unterstützung von Kalle GmbH –