Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Optimierung der akustischen Eigenschaften der Outdoor-, Jagd- und Militärbekleidung

Beim Tragen von Outdoor-, Jagd- und Militärbekleidung kommt es zu Störgeräuschen, hervorgerufen durch Reibung und Knistern zwischen den Textiloberflächen oder den einzelnen Textillagen (z.B. Membran verklebt mit Textil). Innovative schallabsorbierende Beschichtungen können sowohl den akustischen Komfort als auch die akustische Tarnfunktion gewährleisten. Solche schallabsorbierende Materialien sind z.B. metallische Hohlkugeln oder offenporige Schäume aus Polyurethan, welche auf die Textilien appliziert werden. Jedoch ist in Bezug auf die Applikation von schallabsorbierenden Schaumbeschichtungen in Outdoor- und Militärbekleidung zur Reduzierung durch Reibung und Knistern entstehenden Störgeräusche bislang wenig bekannt. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird erforscht, wie und mit welchen Materialien eine größtmögliche Reduzierung von in Bekleidungssystemen auftretenden Reibungs- und Knistergeräuschen im Militär- und Outdoorbereich erzielt werden kann. Hierzu werden in einem ersten Schritt verschiedene ein- und mehrlagige, beschichtete/nicht beschichtete Bekleidungssysteme aus dem Outdoor-, Jagd- und Militärbereich aus verschiedenen Materialien identifiziert, bei denen die Störgeräusche signifikant auftreten. Der akustische Messaufbau soll dabei optimiert werden (z.B. Einsatz der akustischen Bildkamera). Anschließend werden die akustisch wirksamen Beschichtungen optimiert, sowie ihre Gebrauchstauglichkeit, textilmechanische und -physiologische Eigenschaften. Von den Ergebnissen können v.a. Konfektionäre von geräuscharmen Bekleidungen unmittelbaren Nutzen ziehen, aber auch ca. 300 Textilunternehmen (90 % kmU), welche z.B. technische Textilien herstellen, da sie durch die Ergebnisse in der Lage sind ihren Kunden ein größeres Maß an akustischem Komfort bzw. eine effektive akustische Tarnung anzubieten aufgrund weniger durch Reiben/Knistern auftretender Störgeräusche, wodurch die Träger der optimierten geräuscharmen Bekleidung profitieren.

Ergebniszusammenfassung:

Es wurde ein neues Messsystem zur akustischen Charakterisierung von Textilien entwickelt, welches die Lautheit von Störgeräuschen, die durch Reibung und Scheuern zwischen Textiloberflächen oder einzelnen Textillagen entstehen, objektiv bewerten kann. Hierzu wurde im Projekt ein dynamischer horizontaler Messaufbau entwickelt, um die Schallpegelabschwächung nach mechanischer Beanspruchung zu evaluieren. Die textilen Störgeräusche breiten sich als mechanische Schwingungen im hörbaren Frequenzbereich zwischen 16 Hz und 20 kHz aus und werden durch ein Mikrofonarraysystem (Bionic Akustik-Kamera) erfasst. Die Methode des "akustischen Beamforming" auf Basis des Mikrofonarraysystems dient zur Untersuchung der Schallausbreitungsmechanismen in mehrlagiger Bekleidung und zur genauen Lokalisierung der entstehenden Geräusche. Die Frequenz bestimmt die Tonhöhe, die Amplitude den Schalldruck und somit wesentlich auch die Lautstärke. Die Auswertung erfolgte durch spektrale Analyse des Schalls und basierend auf den Grundlagen der sog. kategorialen Lautheitsskalierung.

In einem ersten Schritt wurden mehrlagige Bekleidungssysteme identifiziert, bei denen die Störgeräusche signifikant auftreten, und hinsichtlich der Lautheit charakterisiert. Ein weiterer Schritt war die Entwicklung und Validierung einer dynamischen akustischen Messmethode, die für die Bekleidungsindustrie maßgeschneidert ist.

Ein optimierter akustischer Messaufbau basiert auf einer Gliederpuppe (Manikin), die Gehbewegungen simuliert und dabei Textilgeräusche erzeugt, die mit der Akustik-Kamera erfasst wurden. Zur Methodenvalidierung wurden Probandenversuche durchgeführt, mechanische und physiologische Textileigenschaften analysiert und die Lautheit des Textils vor/nach Gebrauch akustisch untersucht. Von den Ergebnissen zur Entwicklung geräusch-optimierter Bekleidung können Konfektionäre von Outdoor- und Militärbekleidung sowie ca. 300 Textilunternehmen (90 % KMU), die technische Textilien herstellen, profitieren.