Die Situation
Das Thema Smart Textiles beschäftigt Industrie und Wissenschaft schon seit Jahrzehnten - mit Erfolg! Es gibt beheizbare Bekleidung, leuchtende Textiltapeten, flexible Leiterbahnen um Signale zu übertragen und so einiges mehr. Und immer wieder kommt Neues in Sachen Funktionalität, Pflege und Bedienbarkeit hinzu. Eine Nuss, an der Wissenschaftler schon länger tüfteln, ist die Integration von Schaltern.
Bislang müssen dafür konventionelle elektronische Bauteile an das Textil angeschlossen werden. Sei es eingenäht in mehrere Lagen, sodass es unsichtbar ist oder mit einem Kabel in einer Tasche versteckt. Im besten Fall sieht und fühlt man die Elektronik nicht. Je kleiner also, desto besser. Toll wäre es, wenn man alles drucken könnte. Irgendwann in ferner Zukunft kann man dann biegen und brechen - nichts geht kaputt. Aber ersteinmal hat das Verfahren zwei unschlagbare Vorteile für die produzierenden KMU: Es ist vergleichsweise einfach und entsprechend kosteneffizient.
Das Projekt
An den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung in Denkendorf bei Stuttgart hat ein Team aus Forschern nun erste Ansätze entwickelt, um Schalter und Sensoren auf Textilien zu drucken. Im ersten Schritt haben sie elektrisch leitfähige Pasten und Drucktinten auf Basis von Silber, Kupfer und Ruß entwickelt. Mit unterschiedlichen Verfahren konnten sie diese auf textile Flächen drucken und so funktionierende Schalter und vollständig isolierte Näherungssensoren realisieren.
Die elektrische Kontaktierung erfolgt nach wie vor durch mechanisch verankerte metallische Druckknöpfe, die mit einem leitfähigen PU-Kleber befestigt werden. Ein Mikroprozessor erfasst die Signale und steuert entsprechend die elektronischen Komponenten. Daß das ganze funktioniert, haben die Forscher bewiesen: Sie konnten mit ihrer Entwicklung eine Heizung aktivieren und Licht einschalten.
Weiterer Forschungsbedarf besteht nun darin, alle Komponenten, also auch Kontakte sowie Steuerung und Signalverarbeitung, textilbasiert herstellen zu können.
Der Nutzen für den Mittelstand
Flexible und preiswerte drucktechnische Herstellungsverfahren für elektrische Schalter und Sensoren sind eine Voraussetzung dafür, dass bereits bestehende, am Markt erhältliche Produkte verbessert werden können. KMU können mit den Forschungsergebnissen also nicht nur ihre Produktpalette weiterentwickeln, sondern auch neue Märkte erschließen.
Webereien beispielsweise werden bedruckbare Textilsubstrate mit musterabhängig eingewebten Leiterbahnen für die Signalführung der Sensoren herstellen können. Um die metallischen und sensorischen Tinten und Pasten sowie Topcoats aufbringen zu können, braucht es eine spezialisierte Warenvorbereitung, welche zukünftig Textilveredlungsbetriebe anbieten können. Textilhilfsmittelhersteller können die notwendigen Chemikalien anbieten. Und während Textildruckereien leitfähige Tinten und Pasten in ihr Angebot aufnehmen werden, werden auch Anwender aus den Bereichen Smart Textiles/E-Textiles von diesem Projekt profitieren und zukünftig Sensoren, elektrische Schalter oder auch textile Tastaturen produzieren.
Ansprechpartner
Dr. Reinhold Schneider
reinhold.schneider@ditf.de
+49 711 9340 103
Fördergeber
Finanzielle Förderung über das Forschungskuratorium Textil als Mitglied der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungseinrichtungen (AiF) aus Haushaltsmitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) 20519 N.