Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung eines bekleidungsphysiologischen Modells zur Evaluierung von kühlenden Textilien

Kühlende Textilien werden heute überwiegend im Sportbereich eingesetzt. An heißen Tagen wollen Sportler Höchstleistungen bringen; kühlende Textilien sollen die Leistungsfähigkeit unterstützen. Auch im Bereich von Arbeits- und persönlicher Schutzkleidung (PSA) insbesondere an Arbeitsplätzen mit hoher thermischer Belastung besteht Beadrf einer zusätzlichen Kühlung. Hier könnte der Einsatz kühlender Textilien zu einer deutlichen Verbesserung der Arbeitsbedingungen führen. Die kühlende Wirkung der Textilien wird technisch unterschiedlich realisiert. Für den Endverbraucher ist selten ersichtlich, welche Technologie verwendet wird und wie stark/hoch der Kühleffekt ist, da die Firmen kühlende Textilien oft nur unter dem Markennamen oder Brand vermarkten. Letztendlich sind aber die Wirkung und die Höhe des kühlenden Effektes für die Kaufentscheidung der Endkunden wichtig. Bis heute fehlt eine Messmethode, die die Kühlwirkung objektiv bestimmen kann. Am HIT wurde eine Messverfahren mit einem Wärmeabgabetester auf Grundlage bekleidungsphysiologischer Methoden entwickelt. Bis heute fehlt die Korrelation der mit dem Wärmeabgabetester erhaltenen Daten zu dem, was der Mensch fühlt, und welche Auswirkungen auf den Metabolismus des Menschen durch die Kühleffekte auftreten. Wären Daten zu Trageversuchen und bekleidungsphysiologischen Berechnungsmodellen vorhanden, stände der Textilindustrie eine objektive Methode zur physiologischen Bestimmung und Beurteilung von kühlenden Textilien zur Verfügung. Für eine effektive und zielgerichtete Entwicklung kühlender Textilien ist es unabdingbar, ein Bewertungssystem für die Qualität und Quantität der Kühlung zu entwickeln. Ziel des Projektes ist, grundlegende Erkenntnisse über die Wirkung und Effektivität von kühlenden Textilien zu erhalten, die vom Menschen gefühlt werden und wahrnehmbar sind. Die Effekte kühlender Textilien auf Wärmehaushalt und Metabolismus des Menschen sollen mit dem verbesserten Wärmeabgabetester quantifiziert werden.

Ergebniszusammenfassung:

Ziel des IGF-Vorhabens war es, grundlegende Erkenntnisse über die Wirkung und Effektivität von kühlenden Textilien zu erhalten, die vom Menschen wahrnehmbar sind, um die bisher auf empirischen Erfahrungen beruhenden Produktion von kühlenden Textilien zu verbessern. Dazu wurde das Messsystem des Wärmeabgabetesters WATson durch neue intelligente Steuerungseinheiten optimiert und automatisiert, um eine sehr gut reproduzierbare und schnelle Methode zur Bestimmung der Kühlleistung zu realisieren. Es wurden Standardprogramme für kühlende Textilien, die beim Tragen durch das Schwitzen die Kühlung (Bereich a) etabliert wie auch für kühlende Textilien, die die Kühlwirkung durch Vorbefeuchtung (Bereich b) erreichen. Damit steht der Textilindustrie eine objektive und reproduzierbare Technologie zur Verfügung, die Wirkung kühlender Textilien zu bestimmen und zu vergleichen. Kühlende Textilien aus dem Bereich a weisen unterschiedlich hohe Kühlleistungen auf bis ca. 6W maximale Kühlleistung und unterscheiden sich in der Entwicklung der Kühlleistung sowie in der Trocknungsphase. Dabei zeigen PES-Textilien die beste Performance, aber auch hier zeigen sich Unterschiede in der maximalen Kühlleistung. Synthetische Fasern zeigen eine bessere Kühlleistung als Naturfasern, da diese zum einen durch Wassereinlagerung weniger Schweiß verdampfen und zum anderen eine längere Trocknungszeit aufweisen. Der Einsatz von recycelten Fasern oder speziellen Fasern zur Kühlung zeigte keinen signifikanten Einfluss auf die Kühlleistung. Es wurden umfangreiche Trageversuche durchgeführt. Dabei wurde das Textil, das auch am WATson die höchste Kühlleistung zeigt, in der objektiven und subjektiven Bewertung durch die Probanden tendenziell als Textil mit dem besten Komfort beurteilt. Die erhaltenen Ergebnisse bildeten die Grundlage einer grundsätzlichen Bewertung der Textilien. Das Prüfverfahren wurde als DIN SPEC erfolgreich in die Normung eingebracht.