Der menschliche Tastsinn und seine objektive Messung mit dem emtec TSA Tissue Softness Analyzer

Der menschliche Tastsinn ist ein komplexer Prozess und das Ergebnis wird von vielen verschiedenen Parametern bestimmt, wie z.B. Weichheit, Rauheit, Steifigkeit, und zusätzlich von der Kompressibilität und der Dicke des Materials.

Bestimmung von Füllstoffen in Papier und Karton
© emtec Electronic GmbH
09.05.2022
Quelle:  Firmennews

Das menschliche Gehirn setzt all diese verschiedenen Parameter zu einem sogenannten " Handfeel" zusammen. Dies geschieht auf sehr unterschiedliche Weise. Einerseits durch die unbewusste Wahrnehmung von Schwingungen, die vor allem von der Faserweichheit (Steifigkeit der freien Faserenden) und der Oberflächenstruktur abhängen und von den Sensoren in den Fingern wahrgenommen werden, wenn sie mit einem bestimmten Druck und einer bestimmten Geschwindigkeit über die Probe gleiten. Andererseits durch das subjektive Empfinden der Steifigkeit und des Schubwiderstandes des Materials, wenn es geknüllt wird. Daher hängt das Ergebnis nicht nur sehr stark vom einzelnen Prüfer ab, sondern auch von der Prüfmethode (Anzahl der gleichzeitig geprüften Blätter, Z-Falz oder U-Falz und damit nur die Oberseite oder Ober- und Rückseite zusammen, Streichen oder Knautschen). Die individuelle Wahrnehmung des Handfeel wird daher hauptsächlich durch folgende Merkmale bestimmt: die tatsächliche Faserweichheit/Fasersteifigkeit (die durch das Fasermaterial selbst, aber auch durch zugesetzte Chemikalien wie Weichmacher, Nassfestmittel oder Lotion bestimmt wird); die Oberflächenstruktur, die von der Herstellungstechnologie vom "Kreppen" und "Prägen" abhängt; und die Steifigkeit, die hauptsächlich durch das Fasermaterial, die Herstellungstechnologie und die verwendeten Chemikalien bestimmt wird. Darüber hinaus spielen auch die Dicke, das Flächengewicht und die Anzahl der Lagen eine Rolle. Dies macht deutlich, dass es sich, ähnlich wie bei der Beurteilung des Geschmacks von Wein oder Whiskey, um einen sehr komplexen und äußerst subjektiven und damit unzuverlässigen Parameter handelt, der zudem unbewusst von der Farbe, dem Geruch, aufgedruckten Mustern, der aktuellen Stimmung und Motivation des Testers und sogar vom Wetter und der Jahreszeit sowie von persönlichen Vorlieben beeinflusst wird. Manche Menschen bevorzugen beispielsweise eine glatte und "kühle" (höhere Wärmeleitfähigkeit) Oberfläche, die sie als "weicher" empfinden, andere bevorzugen eine samtige, voluminöse und "wärmere" (niedrigere Wärmeleitfähigkeit) Oberfläche wie die von TAD. Diese Vorlieben hängen auch vom Markt und vom Nutzerverhalten ab (Nordamerika, Asien, Europa unterscheiden sich sehr stark).

Traditionell testen Handpanels die haptische Qualität eines Hygienepapierprodukts. Diese Panels können aus Branchenexperten oder Verbrauchern bestehen; die verschiedenen Qualitäten können entweder einfach verglichen oder durch Zahlen beschrieben und geordnet werden. Die Organisation eines zuverlässigen Hand Panels ist jedoch nicht einfach. Es müssen die „richtigen“ Prüfer ausgewählt und die richtige Zusammensetzung des Hand Panels festgelegt werden. Zudem müssen die Prüfer gut geschult sein und genauestens kontrolliert werden, es ist wichtig, dass die Prüfer konstant zuverlässige Ergebnisse liefern. All dies erfordert viel Zeit und Ressourcen, und die Ergebnisse sind oft nicht so zuverlässig, wie sie eigentlich sein sollten.

Eine Alternative ist der emtec TSA Tissue Softness Analyzer. Das Gerät misst die drei grundlegenden Parameter; die Weichheit, Rauheit und Steifigkeit, die den Handfeel eines Tissue-Produkts bestimmen. Im Vergleich zum Menschen, der nur einen Gesamteindruck beschreiben kann, misst das Gerät die drei grundlegenden haptischen Parameter einzeln und liefert für jeden von ihnen einen objektiven, zuverlässigen und genauen Wert. Durch mathematische Modelle (Algorithmen) können Handfeel-Werte (HF-Werte) berechnet werden. Die eingesetzten Algorithmen müssen an die Besonderheiten eines Marktes und die Anwendung des zu testenden Produkts angepasst werden. Dies liegt daran, dass Menschen in verschiedenen Teilen der Welt oft ein unterschiedliches Verständnis davon haben, was eine gute Haptik ist. Außerdem unterscheiden sich die Erwartungen gegenüber verschiedenen Hygienepapierprodukten. Toilettenpapier muss sich beispielsweise anders anfühlen als ein Taschentuch oder ein Papierhandtuch. Mit dem richtigen Algorithmus ist eine Korrelation zwischen dem berechneten HF-Wert und dem menschlichen Tester von bis zu 100 Prozent möglich.

Die Verfügbarkeit der einzelnen haptischen Parameter, die den Handfeel bestimmen, hilft in der Forschung und Entwicklung, zum Beispiel bei der Entwicklung neuer Produkte mit spezifischen haptischen Eigenschaften. Aber auch die Produktions- und Verarbeitungsprozesse können mit Hilfe der individuellen Parameter optimiert werden. Jede Änderung der Maschineneinstellungen oder der verwendeten Chemikalien führt zu einer Veränderung des Handfeels. Mit dem TSA ist es möglich, genau zu identifizieren, woher die Veränderungen kommen. Mit dieser Information ist es möglich, die Maschineneinstellungen, die Chemie, aber auch das Rohmaterial so zu wählen, dass das bestmögliche Ergebnis erzielt wird. Der errechnete Handfeel-Wert wiederum ist eine hilfreiche Zahl in der Qualitätssicherung. Tissue-Hersteller und Verarbeiter nutzen das Gerät, um die Entwicklung der haptischen Gesamtqualität regelmäßig zu überprüfen. Solange der berechnete HF-Wert innerhalb der definierten Spezifikationen bleibt, sind keine weiteren Maßnahmen erforderlich. Sinkt der HF-Wert zu stark ab und liegt nicht mehr innerhalb der definierten Spezifikationen, hilft ein Blick auf die Einzelwerte (Weichheit, Rauheit und Steifigkeit), um Ursachen für die sinkende haptische Gesamtqualität zu identifizieren. Eingriffe in den Prozess sind durch die nahezu unverzügliche Verfügbarkeit der TSA-Testergebnisse sehr schnell möglich.

Mit dem emtec TSA Tissue Softness Analyzer steht eine Testmethode zur Verfügung, die eine extrem schnelle, aber auch genaue, zuverlässige und wiederholbare Bewertung jeder Art von Tissue-Papier ermöglicht, z.B. von Hand Sheets, Base Tissue und Fertigprodukten. Die einzelnen Komponenten des Handgefühls werden gemessen und können durch verschiedene Algorithmen zu einem Handfeel-Wert kombiniert werden, der sehr gut mit menschlichen Testern korreliert. Das Gerät wurde erstmals 2006 in der Tissue-Papierindustrie eingeführt und hat sich seitdem zu einem Industriestandard entwickelt. Seit 2021 ist es eine der von Tappi empfohlenen Methoden.

Das könnte Sie auch interessieren


 

Ausgewählte Topnews aus der Papierindustrie