Zur vertieften Untersuchung der physiologischen Auswirkungen der nächsten Generation von Tyvek® Schutzkleidung arbeitet DuPont mit der Empa, der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt, zusammen. Ziel der Kooperation ist es, den Tragekomfort von Schutzkleidung weiterzuentwickeln, ohne dabei sicherheitsrelevante Eigenschaften zu beeinträchtigen. Der datengestützte und mehrstufige Forschungsansatz stellt einen wichtigen Bestandteil der Innovationsaktivitäten von DuPont im Bereich PSA dar.

Grundlage der Studie ist das von der Empa entwickelte menschliche Thermoregulationsmodell, ergänzt durch Versuche in kontrollierten Umgebungen. Dabei wurden Parameter wie thermische Belastung, Schweißrate, Hauttemperatur und subjektives Komfortempfinden erfasst. Zur Validierung der Simulationen wurden zusätzlich Humanversuche durchgeführt, bei denen biometrische Daten der Probandinnen und Probanden erhoben wurden. Die Atmungsaktivität der Tyvek® APX™ Schutzkleidung wurde unter realistischen Arbeitsbedingungen untersucht, darunter hohe Umgebungstemperaturen, kontrollierte Luftfeuchtigkeit sowie mittlere bis hohe körperliche Aktivität.

Die Simulationen mit dem Thermoregulationsmodell der Empa zeigen, dass Tyvek® APX™ einen langsameren Anstieg der Körperkern- und Hauttemperatur ermöglicht. Dadurch wird die Hitzebelastung reduziert und die empfundene thermische Beanspruchung verringert. Gleichzeitig verkürzt sich die Erholungszeit bei Arbeiten unter hohen Temperaturen und bei körperlich anstrengenden Tätigkeiten im Vergleich zu herkömmlichen Schutzkleidungsoptionen, einschließlich normaler Arbeitskleidung.

Die durchgeführten Versuche am Menschen bestätigten diese Ergebnisse. Mithilfe biometrischer Sensoren wurden physiologische Daten erfasst, die die Simulationen stützten. Die Auswertung zeigt, dass die erhöhte Atmungsaktivität von Tyvek® APX™ Schutzkleidung zu einer deutlich geringeren Wärmebelastung im Vergleich zu anderer Schutzkleidung führt. Dies äußert sich unter anderem in niedrigeren Körperkern- und Hauttemperaturen sowie in einer geringeren Belastung des Herz-Kreislauf-Systems und der Atmung.

„DuPont ist bestrebt, wissenschaftliche, datengestützte Methoden einzusetzen, die über die traditionellen Mittel der PSA-Tests hinausgehen“, erklärt Aldjia Begriche, Global Application Development Leader, DuPont Personal Protection. „Die wissenschaftliche Zusammenarbeit mit der Empa lieferte einen rigorosen simulierten Datensatz, der dann durch Humanversuche mit biometrischer Überwachung von realen Personen anhand von Messgrössen wie Hauttemperatur, Körperkerntemperatur, Herzfrequenz, Atemfrequenz und Schweissverlust verifiziert wurde. Die Ergebnisse belegen die überragende Atmungsaktivität von Tyvek® APX™ Schutzkleidung, die den Tragekomfort erhöht, ohne die Sicherheit der PSA zu beeinträchtigen.“

Auch seitens der Empa wird der wissenschaftliche Ansatz hervorgehoben. Simon Annaheim, wissenschaftlicher Gruppenleiter Biomimetische Membranen und Textilien, erläutert: „Die Hauptziele der physiologischen Studie sind die Messung biometrischer Daten, um die Wechselwirkungen zwischen Schutzkleidung und menschlichen Reaktionen, insbesondere dem Komfort, zu bewerten.“ Der Tragekomfort könne zwar anhand von Material- oder Bekleidungsdaten beurteilt werden, die zusätzliche Erhebung biometrischer Daten ermögliche jedoch eine umfassendere Bewertung der Schutzkleidung im praktischen Einsatz.

Inzwischen ist die dritte Phase der strategischen Zusammenarbeit zwischen DuPont und der Empa gestartet. Diese umfasst erweiterte Humanstudien mit einer größeren und vielfältigeren Gruppe von Teilnehmenden, um die bisherigen Ergebnisse weiter abzusichern und auf unterschiedliche Anwendungsbereiche zu übertragen.

Abschließend betont Aldjia Begriche: „Die Empa verfügt über eine weltweit anerkannte Expertise in der Materialwissenschaft und -technologie, und wir freuen uns, unsere Zusammenarbeit bei der Entwicklung von PSA-Innovationen fortzusetzen, die den Tragekomfort verbessern und die Sicherheit der Arbeitnehmer*innen maximieren.“