Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung einer neuen einfachen Methode zur Charakterisierung des thermophysiologischen Komforts von Bettdecken unter besonderer Berücksichtigung der Betthöhle und der feuchten Wärmeisolation

Schlaf ist ein lebenswichtiges Grundbedürfnis des Menschen. Durchschnittlich verbringt der Mensch ca. 1/3 seiner Lebenszeit im Bett. Wichtig für einen gesunden Schlaf ist die Bettdecke. Diese muss eine ausreichende Wärmeisolation zeigen und gleichzeitig für ein trockenes Bettklima sorgen. Klassische Bettdecken können mithilfe thermischer Manikins sowie Hautmodellmessungen bekleidungsphysiologisch bewertet werden. Die gleichzeitige Erfassung des trockenen und feuchten Wärmeflusses der Bettdecke ist bisher nicht möglich. Mit schwitzenden thermischen Manikins ist es heute möglich, gleichzeitig Wärme- und Feuchteprozesse an Bekleidung zu untersuchen. In diesem Projekt soll erforscht werden, ob mit schwitzenden Manikins die Komfortcharakterisierung von klassischen wie auch innovativen Bettdecken möglich ist und eine Charakterisierung des Komforts ohne zusätzliche Hautmodellmessungen möglich ist. Die Charakterisierung von Decken alleine durch die Messung mit schwitzenden Manikins würde den Herstellern erhebliche Kosten und Zeit sparen. Ebenfalls wichtig ist die Betthöhle, die durch die Art und Weise, wie eine Bettdecke den Menschen umhüllt, charakterisiert ist, entscheidend für das gesunde Schlafklima. Jedoch ist eine eindeutige Definition oder ideale Größe bis heute nicht erforscht; auch der Einfluss auf die Wärmeisolation von Füllungen und Konfektionierungen ist noch unklar. Mit der 3D-Scannertechnologie steht heute ein leistungsfähiges Werkzeug zur Verfügung, mit der eine quantitative exakte 3D-Vermessung der Betthöhle und der Drapierung der Bettdecke möglich ist. Daher soll in diesem Projekt die Betthöhlengeometrie mit 3D-Scannertechnologie vermessen werden und der Einfluss der Betthöhle auf die Wärmeisolation und den Schlafkomfort erforscht werden. Die Entwicklung einer möglichst einfach, kostengünstigen Methode zur umfassenden Komfortbewertung von Bettdecken ist für die Marktpositionierung und Vermarktung innovativer Bettdecken notwendig.

Ergebniszusammenfassung:

Es wurde ein neues System zur Charakterisieung des thermophysiologischen Komforts von Bettdecken entwickelt werden, welches das Wärme- und Feuchtemanagement von Bettdecken unter Berücksichtigung der Form und Größe der Betthöhle objektiv bewerten kann. Hierzu wurde eine geeignete Messmethode zur Charakterisierung des Wärmedurchgangswiderstand Rc (Wärmeisolation) und des Wasserdampfdurchgangswiderstand Re (Atmungsaktivität) mit dem schwitzenden, thermischen Manikin Sherlock entwickelt. Anhand der Messungen mit dem Hautmodell konnte gezeigt werden, dass die eingesetzte Schwitzrate beim schwitzenden, thermischen Manikin dampfförmiges Schwitzen wiedergibt. Des Weiteren wurde ersichtlich, dass bei den Manikinmessungen durch Berücksichtigung der Betthöhle ein höherer Informationsgehalt zur Charakterisierung des bekleidungspyhsiologischen Komforts von Bettdecken erhalten wird. Anhand von Schlafversuche mit Probanden konnten diese thermophysiologischen Kennzahlen wie auch das Messverfahren für Sherlock zur Bewertung von Bettdecken validiert werden. Des Weiteren wurde ein Verfahren mittels Structure Sensor Scanner von Occipital zur 3D-Erfassung und Quantifizierung der Formen und Geometrie von Betthöhlen entwickelt. Hierdurch können 3D-Scandaten zur Charakterisierung der Betthöhle und Anschmiegsamkeit (Drapierung) erhalten werden. Durch Korrelation der 3D-Scandaten mit den thermophysiologischen Kennzahlen zum Wärme- und Feuchtetransport konnte gezeigt werden, dass kein Zusammenhang zwischen Wärmeisolation der Bettdecke und Größe und Geometrie der Betthöhle besteht. Dementsprechend empfiehlt es sich den Komfort von fertig konfektionierten Bettdecken mit dem schwitzenden, thermischen Manikin und mittels 3D Scan zu bewerten. Entsprechend des Anwendungsfalls der Bettdecke kann eine Bewertung der erfassten Daten erfolgen. Es können klassische wie innovativen Bettdecken unabhängig von den verwendeten Füllstoffmaterialien, von der Konstruktion und Konfektion bewertet werden.