Neue Tinten verbessern leitfähige Drucke für Smart Textiles

07.07.2025

Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung (DITF) in Denkendorf beschäftigen sich aktuell mit der Optimierung leitfähiger Tinten. Das Ziel: eine zuverlässige elektrische Leitfähigkeit auch unter mechanischer Beanspruchung wie Dehnung, Bewegung oder Waschen.

Bild: Eine Rakel, die eine Paste auf eine textile Oberfläche aufträgt; Copyright: DITF

Forschende der DITF entwickeln elastische, leitfähige Tinten für den Druck elektronischer Strukturen auf Textilien, ein Schritt hin zu belastbaren Smart Textiles.

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Bisherige Verfahren zur Integration leitfähiger Komponenten setzen häufig auf Umwindegarne oder spezielle Garnanordnungen. Diese Lösungen sind allerdings teuer und wenig geeignet für die Massenfertigung. Im Gegensatz dazu sind Druckverfahren wie Siebdruck oder das Chromojetverfahren deutlich wirtschaftlicher.

Doch diese Methoden stehen vor mehreren Herausforderungen:

Verlust der Leitfähigkeit durch Dehnung oder Risse

Verschlechterung der Haltbarkeit der Drucke bei wiederholter Belastung

Fehlende Kompatibilität mit elektronischen Bauteilen

Neue Tintenformulierungen mit elastischen Bindemitteln

Die Arbeitsgruppe Farb- und Funktionsdruck der DITF erforscht deshalb neue Druckpasten auf Basis leitfähiger Partikel und elastischer Bindemittel. Entscheidend ist das Zusammenspiel aller Bestandteile, einschließlich Additiven und Hilfsmitteln. Diese bestimmen die plastischen Eigenschaften und beeinflussen die Hysterese der Materialien. Die plastischen Eigenschaften des Bindemittels werden maßgeblich von den verwendeten Hilfsmitteln und Additiven bestimmt. Ziel ist es, Tinten zu entwickeln, die sich den Bewegungen der Textilien anpassen und dabei ihre Leitfähigkeit bewahren.

Die sogenannten Hystereseeigenschaften spielen dabei eine zentrale Rolle: Sie geben an, wie gut sich Materialien unter wiederholter mechanischer Beanspruchung verhalten. Eine geeignete Hysterese sorgt dafür, dass die elektrischen Eigenschaften auch bei dauerhafter Dehnung erhalten bleiben.

Perspektiven für textile Elektronik im Massenmarkt

Die Erkenntnisse aus Denkendorf tragen dazu bei, die Zuverlässigkeit gedruckter elektronischer Strukturen zu verbessern. Damit lassen sich für unterschiedliche textile Substrate und für verschiedenartige Einsatzzwecke bestmögliche und widerstandsfähige Druckbeschichtungen herstellen, die eine zuverlässige Leitfähigkeit möglich machen.

Durch diese Fortschritte können künftig auch Anwendungen im Bereich der tragbaren Medizintechnik, der Physiotherapie sowie bei der Patientinnen- und Patientenüberwachung wirtschaftlich umgesetzt werden. Gleichzeitig ergibt sich Potenzial für automatisierte Fertigungsprozesse im industriellen Maßstab.

COMPAMED.de; Quelle: Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf

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