Conductors for smart textiles by 3d printing on textile substrate: adhesion forces and flexibility

Robusni i fleksibilni elektrovodiči, integrirani u tekstil preduvjet su nosive elektronike. Međutim, spajanjem vodiča u elektroničke komponente nastaju slabe točke koje sprječavaju širu upotrebu elektrovodiča u tekstilu. Svrha ovoga rada bila jenačiniti čvrst spoj između tekstila i elektrovodljivog materijala kako bi se postigla koherentna struktura u kojoj bi se izbjegao nastanak točaka naprezanja. Proučene su performanse fleksibilnih materijala dobivenih pomoću tehnike 3D tiska na način da se postigne jače povezivanje tekstilnog supstrata i elektrovodljivog sustava, a da se pritom očuva fleksibilnost. Na tekstilne površine od mješavine PET/pamuk tiskano je više vrsta polimera sa svrhom postizanja veće adhezije polimera na tekstilni supstrat. Postignute spoznaje rezultirat će novim mogućnostima na tržištu odjevnog i tehničkog tekstila. Potvrđena je mogućnost postavljanja fleksibilnih polimera na tekstil od mješavine PET/pamuka s izvrsnim svojstvima čvrstoće spoja (vezivanja) a da dobivena tekstilna struktura ima dostatnu fleksibilnost, potrebnu za upotrebu u odjevnim predmetima odnosno nosivim tekstilima.Robust and flexible conductors, integrated into textiles is a prerequisite for wearable electronics. However, connecting conductors to electronic components creates a weak spot that hampers the widespread use of conductors in textiles. Our goal was to create intense contact between textiles and conducting material to create one coherent structure that will avoid the existence of stress points. We studied the performance of flexible materials applied through 3D printing in a way that intense bonding between textile substrate and the conducting system could be achieved, while maintaining flexibility. Different polymers were printed on PET/Co surfaces with the aim to increase the adhesion of the polymer onto the textile surface. This knowledge will bring new possibilities into the clothing and technical textile market. We showed that it is possible to deposit flexible polymers on PET/Co blends with excellent bonding strength, while the resulting textile structure has sufficient flexibility for use in wearable textiles

Basic functionality of a prototype wearable assistive soft exoskeleton for people with gait impairments : a case study

XoSoft is a soft modular wearable assistive exoskeleton for peo- ple with mild to moderate gait impairments. It is currently being developed by a European Consortium (www.xosoft.eu) and aims to provide tailored and active lower limb support during ambu- lation. During development, user-centered design principles were followed in parallel with the aim of providing functional support during gait. A prototype was developed and was tested for practi- cability, usability, comfort and assistive function (summarized as basic functionality) with a potential end user. The prototype con- sisted of a garment, electromagnetic clutch-controlled elastic bands supporting knee- and hip flexion and a backpack containing the sensor and actuator control of the system. The participant had ex- perienced a stroke and presented with unilateral impairment of the lower and upper extremities. In testing, he donned and doffed the prototype independently as far as possible, and performed walk- ing trials with the system in both active (powered on) and pas- sive (powered off) modes. Afterwards, the participant rated the perceived pressure and various elements of usability. Results high- lighted aspects of the system for improvement during future phases of XoSoft development, and also identified useful aspects of proto- type design to be maintained. The basic functionality of XoSoft could be assumed as satisfactory given that it was the first version of a working prototype. The study highlights the benefits of this participatory evaluation design approach in assistive soft robotics development

Textiel: Materiaal in functie

Op 22 mei 2007 is ir. Ger Brinks bij Saxion in Enschede geïnstalleerd als lector Smart Functional Materials. Als lector richt Ger Brinks zich op de ontwikkeling en vermarkting van hoogwaardig textiel. Zijn lectoraat richt zich ook op onderzoek naar de voorwaarden voor innovaties in functionele materialen. Daarbij werkt het lectoraat intensief samen met vooraanstaande kennisinstellingen. Dit boekje bevat de tekst van de lectorale rede van Ger Brinks. Bedrijven in de textielsector bevinden zich vaak in een spagaat: enerzijds staan ze voor de uitdaging om zich (verder) te richten op hoogwaardige technologie en designs, anderzijds moeten ze kostenbewust opereren, wat vaak leidt tot uitbesteding en inkoop van textiel in ontwikkelingslanden. Textielbedrijven kunnen zich onderscheiden door kennis, innovatie en creativiteit toe te passen in de ontwikkeling van hun producten. Het leggen van de verbinding tussen creativiteit, techniek en businessmodellen is de kern van succesvol en onderscheidend ondernemen, waarbij functionaliteit hét sleutelbegrip is. Deze driehoek is de kern van het onderwijs waarbij textiel niet alleen spannend is, maar ook maakbaar moet zijn en vermarktbaar onder economisch rendabele condities met minimale milieu-impact. Het lectoraat speelt in op de erkenning van het belang van kennis en creativiteit van deze branche voor de Nederlandse economie en het grote belang van materiaaltechnologie

Textiel houdt bouw flexibel, sterk en licht

Door zijn bijzondere eigenschappen is textiel bij uitstek geschikt om een rol te spelen in het bouwproces. Textielmaterialen kunnen gemakkelijk worden gecombineerd met andere bouwmaterialen, zoals beton, metalen, keramiek en hout. Met textiele materialen kunnen renovaties en herbestemming van gebouwen slimmer worden uitgevoerd

Textiel en duurzaamheid: De noodzaak van ketentransformatie

Grondstoffen schaarste is een van de grootste uitdagingen voor de textielindustrie. Dit wordt veroorzaakt door afnemende of beperkte voorraden grondstoffen, olie, water en land terwijl de vraag toeneemt o.a. door toenemende welvaart en industriële activiteit zoals bijv. in China en India. Dit is een wereldwijd verschijnsel en het leidt tot meer onderlinge afhankelijkheden tussen landen en regio’s.Er zullen dan ook maatregelen genomen moeten worden om hier een goed antwoord op te vinden en de volgende actielijnen moeten in gang worden gezet: Betere/meer efficiënt productie- en distributie keten Efficiëntere productiesystemen zoals digitale processen Beperking van grondstoffengebruik en recycling van materialen Vervangen van traditionele grondstoffen door nieuwe minder belastende materialen. Aanpassen van het ontwerp proces, rekening houdend met recycling en gerecyclede materialen. De problemen van de industriële textielketen en de impact ervan op het milieu worden niet alleen veroorzaakt door inefficiënte en vervuilende processen maar ook door een zeer ondermaatse order- en productieketen. Duurzaamheid is allang het stadium van trend ontgroeid. Het is een keiharde noodzaak geworden om op onze begrensde aarde te overleven. De focus ligt dan ook op het belang voor de toekomstige generaties. Echter in de driehoek People – Planet – Profit (door sommigen ook ingevuld als Prosperity) is het van groot belang om te optimaliseren binnen deze driehoek. Zonder het aspect profit mee te wegen gebeurt er niets. Recycling is een belangrijk thema om bovengenoemde problemen aan te pakken. Al tijdens het ontwerp van producten kan al rekening gehouden worden met recycling. Door materiaalkeuze kan verlenging van de levens- of gebruiksduur verkregen worden, bijv. door minder slijtage of sterkere materialen te gebruiken. Dit is een reële optie. Doel is dan om al tijdens het ontwerp van textiele producten, incl. de aan te brengen functies en gebruik een product zodanig vormgeven dat hergebruik een goede optie is.   Biopolymeren zijn materialen met een natuurlijke herkomst en zijn al in gebruik sinds mensenheugenis. Vooral in de textielindustrie is het gebruik van biomaterialen natuurlijk allang gemeengoed, denk aan katoen, wol, zijde maar ook aan geregenereerde cellulose als bijv. Lyocell. Het gebruik van biopolymeren in de textielindustrie verlaagt de druk op schaarse. Op olie gebaseerde synthetische materialen, of kostbare grondstoffen. Aantoonbaar duurzaam vereist onderbouwing door rationele analyse om greenwashing tegen te gaan.Duurzaam vereist ook een keten benadering: de gehele keten speelt hierin mee dus ook de textielproducenten. Hiervoor is het nodig om een analyse te maken van de inzet van huidige materialen en te onderzoeken op welke wijze die vervangen kunnen worden door biobased materialen. Digitaliseren van de textielketen lijktook een methode om de duurzaamheid van de keten te verbeteren. Made-to-measure en individualisatie zijn belangrijke drivers voor de digitalisering van de textielketen. Goedkope bodyscanners en de beschikbaarheid van goede digitale printers zijn belangrijke enablers, waardoor de traditionele textielindustrie in de komende jaren een belangrijke transformatie zal ondergaan.De technologische doorbraken die hierachter zitten worden gedreven door de opkomende vraag naar mass customization en de noodzaak van ecologisch vriendelijke processen.Dat betekent dus een productiesysteem waarin alle nog noodzakelijke unit operations aan elkaar gekoppeld zijn tot een samenhangend geheel: de “factory of the future”. Traditioneel was het doek de verbindende schakel tussen de verschillende stappen. In de nieuwe situatie is digitale informatie en input/output variabelen. Uit het voorgaande kan geconcludeerd worden dat er enorm geïnvesteerd moet

Biokatalytische voorbehandelingsprocessen van katoen: Industriële toepassing van academisch onderzoek

Research inspanningen gedurende de laatste decennia hebben geleid tot de introductie van een bio-katalytisch voorbehandelingproces voor katoen. In afwijking tot de gangbare procescondities, die leiden tot een hoog water- en energieverbruik, is voor het nieuwe proces een substantiële reductie van de milieubelasting gerealiseerd. Basis van het nieuwe proces is de inzet van enzymen in de processtappen ontsterken en afkoken. Naast de reeds genoemde besparingen op het gebied van water en energie wordt tevens een reductie van bijna 40% gerealiseerd van de vuillast van het afvalwater. De besparingen zijn vastgesteld tijdens de industriële experimenten bij het finishbedrijf Satta e Bottelli in Italië (Bouwhuis, 2011)

The added value of 3D polymer deposition on textiles

The working hypothesis for this research project is that it is possible to develop a new functional polymer printing process for the direct application of conductive polymer onto textiles. We will use the basic extrusion technology that is currently applied in 3D printing. Thus the aim is also expanding the knowledge and knowhow base of 3D printing and make this technology applicable for deposition of functional polymers on textiles in such a way that process parameters are clearly understood, and pre-defined final product specifications can be met. Thus the challenge is to apply conductive tracks with a simple one step process that fits the current textile production processes. This means that investigating polymer deposition onto textiles of bio based polymers like PLA, doped with carbon could be a versatile route to achieving economic and sustainable conducting textiles. If the mechanism underlying the bonding of doped PLA with textiles can be controlled for processing then a new route to achieving conductive grids would be opened.Paper written by the Saxion chair Smart Functional Materials and The Unversity of Twente for and accepted by the Autex Conference 2013 (22-24 May 2013, Dresden, Germany)

Naar een textielindustrie zonder water?: Van natte verdeling naar droge en energie-efficiënte processen

In de textielindustrie wordt veel water gebruikt.Tijdens vrijwel alle veredelingsprocessen speel water een rol. In het Europese samenwerkingsverband 'The Textile flagships: TFE 2, from wet to dry ' wordt hierover nagedacht. De belangrijkste doelstelling is de textielindustrie in staat te stellen om onnodig gebruik van water, energie, chemicaliën te voorkomen en afval te beperken. Daarover gaat dit artikel, gepubliceerd in Texpress, april 2014