Innovaties in het bedrukken van textiel

Fons Put
29 maart 2022
Eye-Opener

Naar aanleiding van de VIGC-masterclass ‘slimme verpakkingen en labels’, kwamen we in contact met Centexbel, het kenniscentrum voor de textiel verwerkende industrie. Op het vlak van het bedrukken van textiel is het kenniscentrum net zoals VIGC voor de grafische sector, actief in verschillende Europese innovatieprojecten. Een overzicht:

3D-printen op textiel

Uit het aanbod aan 3D-printtechnologieën is de polymeer-gebaseerde (ABS, PLA, PA, TPU, PET, …) technologie via materiaal-extrusie de beste kandidaat. Hier heb je namelijk de hoogste vrijheidsgraad om verschillende materialen uit te testen.

Fig.1. Het principe van 3D-printen via materiaal-extrusie: de plastic (polymeer) draad wordt naar een verwarmde printnozzle geleid waarmee een 3D-structuur wordt opgebouwd.

In het Europese F3DPrint-project wordt het rechtstreeks 3D-printen op textiel onderzocht. Met TPU (Polyurethaan) wordt een goede hechting met textielvezels bereikt die o.a. 50 industriële was-cycli van 60° doorstaat. Een voorbeeldtoepassing is het 3D-printen van rugzak-ondersteuning op een T-shirt.

Fig.2. 3D-printen van polymeer op textiel, met als toepassingen een rugzak-ondersteuning op een T-shirt.

Duurzame textielinkten

In een volgend project wordt de duurzaamheid van bedrukt textiel onder de loep genomen. Momenteel wordt voornamelijk gezeefdrukt met PVC, PU en silicone inkten waardoor microplastics vrijkomen in de omgeving. Als duurzaam alternatief worden biomaterialen onderzocht naar hun geschiktheid om er een textiel-inkt mee te maken. Biomaterialen kan je indelen in 3 categorieën:

Bio-gebaseerd – Gebaseerd op recent opgevangen koolstof, afgeleid van fotosynthese.
Biologisch afbreekbaar – Afbreekbaar in een gedefinieerde omgeving (thuiscompost, zeewater, enz.) en in een redelijke tijdspanne zonder het milieu te schaden.
Biocompatibel – Geschikt voor gebruik in het menselijke lichaam.

PLA (Polyactic Acid) en PHA (Polyhydroxyalkanoates) zijn bio-gebaseerde en biologisch afbreekbare plastic materialen die een kandidaat zijn voor duurzame textielinkten. Samen met bio gebaseerde kleurstoffen kunnen vandaag de dag al composteerbare zeefdrukinkten gemaakt worden.

Fig.3. Het composteren van textielinkten. Na 26 weken is de inktlaag volledig gecomposteerd.

Printed Electronics op textiel

Als laatste project worden ‘printed electronics’ toepassingen op textiel onderzocht. Dit lijkt allesbehalve evident. Hoe krijg je op rekbaar textiel een elektrische geleider geprint die dan ook nog de wasmachine kunnen doorstaan? Twee types conductieve inkten werden onder de loep genomen: inkten met zilverdeeltjes en inkten met carbon. Beide materialen zijn stroom geleidend. Moeilijkheid bij het gebruik van zilverinkt op textiel is de wasmachine (dit kan enkel beneden de 30°C) en de rekbaarheid. Mits een goede dispersie is een carbon-inkt (in de vorm van Carbon Nanotubes) veelbelovend: lage kost, zeer rekbaar en al een iets hogere was temperatuur mogelijk (tot 40°C). Met carbon-inkten werd een verwarmingselement op textiel gedrukt, een breed inzetbaar concept (autozetels, buitenactiviteiten, militaire kleding, …). Het draagvlak voor het drukken van geleiders op textiel wordt ook door de industrie gedragen. Zo heeft Ontex recent de ‘slimme luier’ gepatenteerd. Hierbij dienen de op textiel gedrukte geleiders als een detectiesysteem voor de aanwezigheid van vocht (denk bijvoorbeeld aan onze woonzorgcentra).

Fig.4. Een overzicht van het Ontex-patent op een ‘slimme luier’.

Link naar grafische sector

De uitdagingen die we in grafisch drukwerk terugvinden, zijn dezelfde bij textielbedrukking: hoe er een duurzaam proces van maken, hoe connecteren met digitale systemen (connected print) en hoe 3D-geprinte structuren integreren? Op al deze domeinen is Europees onderzoek gaande met zelfs de eerste gepatenteerde toepassingen van de industrie.

Wil je kennis maken van hoe elektronica kan geïntegreerd worden in print? Dan ben je welkom op onze VIGC-masterclass ‘slimme verpakkingen en labels’ die online doorgaat op 28 april.