Objektivierung und Prognose der multisensorischen Qualitätswahrnehmung von Leder, Kunstleder und Recyclingmaterialien (MultiSensoPro)

BMWK IGF 21350 BG | Laufzeit: 12.2020 – 03.2023 Martin Strangfeld, FILK Freiberg | Felix Sohnius, WZL RWTH Aachen
  • Categories:
  • Leder
  • Technische Textilien/Composite
  • Werkstoffcharakterisierung

Ausgangssituation

Für eine kunden­orientierte, nach­haltige Produkt­entwicklung ist es wünschens­wert, durch objektive Verfahren sicher­zu­stellen, dass neue Materialien von Kunden als hoch­wertig wahr­genommen werden. Erst durch einen qualitativ hoch­wertigen, multi­senso­rischen Eindruck wird der Kunde sich zum Kauf des Produktes entschließen. Somit müssen gezielt die senso­rischen Eigen­schaften von Produkten optimiert werden. Für Verfahren zur senso­rischen Äquivalenz- oder Vergleichs­analyse werden üblicher­weise Human­studien betrieben, die jedoch sehr ressourcen­aufwändig sind.

Projektziel

Ziel dieses Forschungs­vorhabens war daher die Entwicklung eines objek­tiven Vorgehens zur Messung der multi­senso­rischen Qualitäts­wahrnehmung von leder­artigen Sitz­bezugs­materialien (s. Grafik).

Unter dem multisensorischen Ansatz wurde verstanden, dass sich die haptische Gesamt­wahr­nehmung nicht nur aus dem Berühren speist, sondern die optische Erscheinung und Geräusche beim Berühren (Akustik) diese Gesamt­wahr­nehmung eben­falls beein­flussen.

Lösungsweg

Für die Durchführung der Unter­suchungen war eine breite Palette im Auto­mobil­innen­raum und Polster­bereich gängiger Bezugs­materialien notwendig. Es wurden Material­proben verschie­dener Leder, Kunst­leder und Trend­substitute beschafft. Mittels verschie­dener Mess­ver­fahren wurden physi­kalische Para­meter gemessen, von denen angenommen wurde, dass sie einen Einfluss auf die subjektive haptische Wahr­nehmung der Proben haben (z. B. Rauheit, Glanz, Farbe, Lautheit).

30 Materialien kamen in senso­rischen Probanden­studien, die getrennt nach rein haptischen, optischen und akustischen Wahr­nehmungen durch­ge­führt wurden, zum Einsatz. Die erhobenen Daten wurden ausgewertet. Es wurden sowohl Korrelations­analysen der subjek­tiven Kenn­werte unter­einander als auch der subjek­tiven Kenn­werte mit den objek­tiven Kenn­werten (Messwerte) durch­ge­führt. Weiter­hin wurden Prognose­modelle nach den Ansätzen "multiple lineare Regression", "Klassifikations­bäume" und "neuronale Netze" erstellt.

Ergebnisse | Nutzen

Durch die Korrelations­analysen konnte die Viel­zahl an Kenn­werten in der objek­tiven Ermittlung redu­ziert werden. Somit ist es für künftige Unter­suchungen möglich, wesent­lich mehr Daten­sätze in gleicher Zeit zu erzeugen. Die erstellten Prognose­modelle führten nicht zu einer Vorher­sage der haptischen Gesamt­wahr­nehmung für die unter­suchten Proben. Als Ursache wird die zu geringe Anzahl an Daten­sätzen gesehen, die in die Unter­suchungen einge­flossen sind. Die Modell­ansätze können jedoch unver­ändert beibe­halten und jeweils auch mit weiteren Daten­sätzen ergänzt und optimiert werden. Die aus den Ergebnissen des Projektes ableit­bare Mess­vorschrift enthält unter Berück­sichtigung von Korre­lationen die Bestimmung von Kenn­werten an 3 Geräten: dem TSA-Tissue Softness Analyzer (Deformation), dem Universal Surface Tester (Rauheit und Dämpfung) und dem Reibungs­prüfgerät „SSP“ (Reibung). Dies könnte für zukünftige Ermittlungen der relevanten Einflüsse auf das multi­senso­rische Empfinden Anwendung finden.

Das Projekt konnte teilweise erfolg­reich abgeschlossen werden. Auch wenn noch kein finales Prognose­modell das Empfinden von Leder, Kunst­leder und Trend­substituten beschreibt, so sind eine Vielzahl an Erkennt­nissen aus dem Projekt hervor­gegangen, welche für die zukünftige Forschung als Ansätze zur Optimierung und Weiter­entwicklung der Objekti­vierung der human­physio­logischen Beurteilung dienen.

   

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Dank

Das IGF-Vorhaben 21350 BG der Forschungs­vereinigung „FILK Freiberg Institute gGmbH, Meißner Ring 1-5, 09599 Freiberg“ wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der „Industriellen Gemein­schafts­forschung und -entwicklung (IGF)“ vom Bundes­ministerium für Wirt­schaft und Klima­schutz (BMWK) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundes­tages gefördert. Wir bedanken uns für die gewährte Unter­stützung.

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