Ortsauflösende Beschichtung für sensorische Garne mit Längeninformation
Für den privaten Konsumenten sind Smart Textiles bisher hauptsächlich in den Bereichen Gesundheit und Fitness sichtbar, beispielsweise bei Sportbekleidung zur Überwachung der Pulsfrequenz. Um eine höhere Marktdurchdringung der Smart Textiles zu erreichen, müssen unter anderem die Produktfunktionalitäten erhöht und die Fertigungsprozesse kostengünstiger umgesetzt werden.
Aktuell können sensorische Garne mithilfe der Umwindetechnologie bereits gut für verschiedene Einsatzzwecke funktionalisiert werden. Dies geschieht beispielsweise, indem ein konventionelles Garn mit einem oder mehreren Feinstdrähten helixförmig umwunden wird. In einem IGF Forschungsvorhaben wurden Umwindegarne mit unterschiedlichen kapazitiv-sensorischen Bereichen innerhalb eines Garnes erforscht. So wird nicht mehr nur messbar, ob das Garn berührt wurde, sondern auch in welchem Abschnitt.
Die dazu notwendige längenabhängige Garnbeschichtung wurde durch Modifizierung gängiger Auftragsverfahren erfolgreich umgesetzt. Durch Anheben und Absenken des Fadens im Kiss- Roll-Verfahren wurden Fadenbereiche bei der Beschichtung ausgespart. Alternativ wurde eine Walze mit partiellen Aussparungen angewendet. Ein automatisiertes Verfahren für die ortsabhängige Beschichtung steht mithilfe von digital ansteuerbaren Düsen für wasserbasierte Lösungen als auch für thermoplastische Werkstoffe zur Verfügung. Damit können ganz flexibel Garnlängen unbeschichtet bleiben, eine geringe oder eine vollständig umhüllende Beschichtung erhalten. Die Variabilität der kapazitiven Eigenschaften auf den Garnabschnitten wird durch leitfähige Additive erzielt.
Die so hergestellten Garne wurden zu textilen Flächengebilden verarbeitet, wobei die Textilstruktur derart gestaltet wurde, dass mehrere Sensorgarne zueinander verlaufen und bei Berührung bzw. Belastung an den jeweiligen Kreuzungspunkten Sensorsignale abgreifbar sind. Diese Signale sind dann einem bestimmten Bereich in der textilen Fläche zuordenbar. Auf diese Weise ist die Erkennung komplexer Berührungs- und Belastungsmuster möglich. Es hat sich gezeigt, dass die kapazitive Empfindlichkeit der sequenziellen Bereiche mit verschiedenen Beschichtungsrezepturen und die Variation der Umwindezahl wie gewünscht stufenartig eingestellt werden kann.
