Studie komfortu a termo-fyziologických vlastností autosedaček

Ing. Funda Büyük Mazari

Doctoral thesis

A Study on the Comfort and Thermo-Physiological Properties of Car Seats

Abstract:

In this research the comfort and the thermo-physiological properties of the car seat's cover is examined. Car seats are a made up of multiple layers of textile material with Poly-Urethane foam as cushion material. The research is organized to make the car seat more breathable and keeps the microclimate between the driver and the seat as dry as possible. Firstly the factors affecting the breathability of car seat are examined. For this the car seat's cover material are tested for moisture and air permeability and compared with the properties of individual layer of the car seat cover material. This analysis gives us a real idea of which factors negatively affects the breathability of the car seat. Secondly with the knowledge of the factors affecting the breathability of the car seats, different techniques are used to improve the breathability of the car seat. In this research the breathability of the car seat is improved by using PU foam with molded perforation & laser cutting, Super Absorbents to absorb excess moisture and stitching car seat layers without lamination. Thirdly doing any improvement in design of the car seat brings doubt for the durability or life time of the car seat. The most improvement factors which influences the life time of the car seat is the compression properties of the layer and PU foam with time. In this research firstly the pressure distribution of driver on the car seat are examined. This results is beneficial for us to test the car seat under repeated loading. A special testing was arranged in which a repeated load was applied on the car seat's cover material to 10000 times, which provides the actual life time performance of the classical and newly designed layers for the car seat. In this research we designed thin sheet of sensor which can be placed above the car seat during driving to obtain actual humidity and temperature. Thermal cameras are used to obtain the thermal field of the car seat after usage. A unique portable device is made to observe the heat flux of the car seat. Then the CUP method is modified to measure the water vapour permeability under loading. All this novel techniques gives us better information about the comfort of the car seats. Lastly A theoretical mode is made for predicting the airflow through the Car seat material considering the air flow and moisture permeability are related to each other in the case of car seats. The model is initial approach to design layer and see the performance of the car seat including loading on the car seat.

Abstract:

Tento výzkum se zaměřuje na hodnocení termo-fyziologických vlastností potahů autosedaček. Potahy autosedaček jsou tvořeny z několika vrstev textilních materiálů a z polyuretanové pěny jako čalounického materiálu. Koncepce výzkumu se zaměřuje na to, aby byla autosedačka prodyšnější, a udržovala mikroklima mezi řidičem a sedadlem bez přítomnosti vlhkosti. Napřed byly zkoumány faktory ovlivňující prodyšnost autosedaček. Krycí potah autosedaček je testován na vlhkost a prodyšnost vzduchu a výsledky jsou pak porovnávány s vlastnostmi jednotlivých vrstev potahu autosedaček. Tato analýza nám dává reálnou představu o tom, které faktory negativně ovlivňuje prodyšnost autosedačky. V druhé části, se znalostí faktorů, které mají vliv na prodyšnost autosedaček, byly vyzkoušeny různé postupy ke zlepšení parametrů prodyšnosti autosedaček. V tomto výzkumu je prodyšnost autosedačky zlepšena pomocí PU pěny s použitím perforace a řezání laserem, použitím super absorbentů, které absorbují přebytečnou vlhkost, a vrstvy potahu autosedačky bez použití laminace. Následně, provádění změn v konstrukci autosedačky vyvolalo pochybnosti o trvanlivosti či životnosti autosedačky. Nejvíce zlepšujícím faktorem, který ovlivňuje životnost autosedačky, jsou kompresní vlastnosti při stlačení vrstvy PU pěny v průběhu času. Nejprve se zkoumá rozložení tlaku řidiče na sedadle automobilu. Výsledky z tohoto experimentu nám umožnují testovat autosedačku při opakovaném namáhání. Byla provedena speciální zkouška, při které byl potah autosedačky opakovaně (10000krát) zatížen pro simulaci odolnosti potahu proti namáhání, což umožnovalo simulovaně porovnat trvanlivost klasického potahu a nově navrženého potahu autosedačky při jejich reálném použití. V tomto výzkumu bylo navrhnuto řešení tenkého potahu se senzory, který může být umístěn na povrchu autosedačky pro zjišťování údajů o teplotě a vlhkosti během simulace jízdy. Termo kamery pak slouží pro záznam a vizualizaci tepelného pole autosedaček po sezení. Byl vyroben unikátní přenosný přístroj pro sledování tepelného toku z autosedačky. Misková metoda byla upravena tak, aby umožňovala měření propustnosti vodní páry pod zatížením. Všechny tyto nové techniky nám poskytují lepší informace o komfortu autosedaček. Nakonec byl vytvořen teoretický model pro predikci proudění vzduchu skrze materiál autosedačky s ohledem na proudění vzduchu a propustnost par, které spolu u autosedaček vzájemně souvisí. Tento model je počátečním přístupem k návrhu vrstev potahu a pro sledování plnění funkce a komfortu autosedaček při jejich zatížení.

Keywords

autosedačka, komfort, PU pěna, 3D tkanina, distanční tkanina, super absorbent

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 4. 2017

Thesis defence

• Date of defence: 13. 12. 2017
• Supervisor: doc. Ing. Antonín Havelka, CSc.

Technical University of Liberec

Faculty of Textile Engineering

Doctoral programme / field:
Textile Engineering / Textile Technics and Materials Engineering