Tintas elásticas para electrónica integrada en textiles
Tejidos inteligentes con funciones inteligentes: los estampados conductores de la electricidad fabricados con tintas conductoras son una alternativa rentable a los hilos conductores
Las impresiones conductoras de electricidad sobre textiles son la base de los textiles funcionales con funciones electrónicas, los llamados textiles inteligentes. Las tintas conductoras y los aglutinantes deben estar bien adaptados para garantizar una conductividad permanente incluso bajo influencias mecánicas externas como el estiramiento, la presión y la flexión. Los Institutos Alemanes de Investigación Textil y de Fibras (DITF) están trabajando en nuevas formulaciones de tinta que cumplan estos requisitos.
Aplicación de la capa conductora con una rasqueta
DITF
Deportes, moda y automoción: los textiles con electrónica integrada se utilizan en muchos ámbitos de la vida cotidiana. La electrónica integrada en los textiles ayuda a controlar los parámetros vitales humanos y los datos de rendimiento, y permite a la industria de la moda integrar elementos interactivos en la ropa. En la industria del automóvil se utiliza de diversas maneras, ya que mejora el confort y la seguridad de los pasajeros.
Los componentes conductores más utilizados hasta la fecha en los textiles son los hilos envueltos y los hilos conductores tensados dispuestos en bucles. Garantizan un flujo fiable de electricidad incluso en textiles sometidos a grandes tensiones mecánicas. Su fabricación es compleja. Por eso son caros y sólo se adaptan parcialmente al mercado de masas. La impresión de estructuras conductoras en superficies textiles mediante serigrafía o tecnología chromojet, una técnica de impresión digital por pulverización, es mucho más rentable.
Sin embargo, la producción de textiles conductores impresos plantea varios retos. Una de las mayores dificultades es garantizar la conductividad de los materiales impresos manteniendo la flexibilidad y suavidad del textil. Además, la durabilidad de las impresiones puede deteriorarse, especialmente con lavados frecuentes o tensiones mecánicas. El estiramiento o el movimiento pueden hacer que las impresiones se rompan o desgarren. A menudo, la conductividad eléctrica se ve mermada incluso con una tensión mecánica baja, cuando el estiramiento de la capa conductora no es reversible. La adhesión entre la aplicación de impresión y el tejido puede debilitarse con el estiramiento repetido. El resultado es una mala estabilidad a largo plazo. La integración de elementos electrónicos en textiles también suele verse dificultada por el hecho de que la conexión entre los elementos conductores y los componentes electrónicos es propensa a fallar.
El DITF está trabajando en nuevas soluciones para resolver estos problemas. El Grupo de Trabajo de Impresión Funcional y en Color trabaja en nuevas formulaciones de tintas y pastas basadas en partículas conductoras y aglutinantes elásticos. El objetivo es mejorar el comportamiento de elongación de las impresiones manteniendo una buena conductividad eléctrica. Las propiedades elásticas del aglutinante vienen determinadas en gran medida por los auxiliares y aditivos utilizados. El DITF determina las interacciones entre estos componentes y extrae conocimientos para la formulación de nuevas tintas elásticas y altamente conductoras.
Las propiedades de histéresis de las formulaciones de las nuevas tintas son de vital importancia. La histéresis se refiere a la capacidad de un material para mantener sus propiedades bajo esfuerzos o tensiones repetidas. Una histéresis bien adaptada favorece la conductividad de las estructuras impresas incluso bajo una tensión mecánica continua. Los materiales adecuados pueden adaptarse al movimiento del textil sin comprometer sus propiedades conductoras.
El objetivo del equipo de investigación del DITF es ampliar el conocimiento de las interacciones entre partículas conductoras y aglutinantes, entre aditivos y auxiliares textiles, para producir tintas y pastas altamente conductoras. Esto permitirá producir los mejores y más resistentes recubrimientos de impresión para diferentes sustratos textiles y diferentes aplicaciones, permitiendo una conductividad fiable.
En estas condiciones, pueden reducirse los costes de la producción en serie de electrónica textil.
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