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Das Institut für Spezialtextilien und flexible Materialien

© TITV Greiz2017

Potenziale für Smart Textiles in PSA

Kay Ullrich

2. PSA-Fachgespräch in der Lieferkette21. Juni 2017 Frankfurt am Main

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Das TITV Greiz

Gründung 1992 in Greiz / Thüringen

Team 55 Experten Textil, Konfektion, Physik, Chemie, Medizintechnik, Elektrotechnik, Elektrochemie, Material, Physikalische Technik

Geförderte Forschungsprojekte

Kundenindividuelle Auftragsforschung und -entwicklu ng

ForschungsschwerpunkteSmart TextilesOberflächenfunktionalisierung an Fäden und FlächenSpezialtextilien

Akkreditierte Prüfstelle

TITV Konferenz/Anwenderforum Smart Textiles/ Workshops/Seminare

3 2. PSA-Fachgespräch in der Lieferkette 21. Juni 2017

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Technik

Spezialfäden und -flächen

� Spezialfadenkonstruktion� Breit-/ Schmalwebtechnik

(Schaft-/Jacquardtechnik)� Seilwebtechnik� Abstandsgewirkemaschinen

Oberflächenfunktionalsierung anFäden und Flächen

� Physical/ Chemical Vapour Deposition (PVD/CVD)

� Textilgalvanik/Elektrochemie� Modulare Beschichtungssyteme� Veredlung / Ausrüstung� Digitaldruck


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Technik

Technik für Smart Textiles

� Mehrkopf-/Großsticktechnik � Spezialsticktechnik zur Leiterplattenfertigung

und Bauteilmontage � FSD™-Technologie� Lasertechnik� Nähtechnik

� Bauteilemontagetechniken für textile Flächen und Fäden� Kontaktierungstechniken für Textilien� Mess- und Regeltechnik� Prüftechnik für Smart Textiles


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Akkreditiert nach DIN EN ISO/IEC 17025:2005

Akkreditierte Prüfstelle

� Chemisch- analytische Prüfungenan Textilien und Bedarfsgegenständen

� Textilphysikalische Prüfungen von Fasern, Fäden und Flächen

� Materialprüfungen

� Schadstoffprüfungen

� Zuverlässigkeitsprüfungen von Smart Textiles


© TITV Greiz2017© TITV Greiz

Prüfsiegel „titv geprüft“

Objektiver und transparenter Qualitätsnachweis für mehr Sicherheit für Hersteller, Händler und Kunden

� Überwachung geltender Normen� einheitliche, anwendungsbezogene und wissenschaftlich

fundierte Prüfkriterien� produktspezifische Parameter


© TITV Greiz2017© TITV Greiz8

Smart Textiles will reach $1.8 billion by 2021

Source: http://ntechresearch.com/market_reports/smart-textiles-markets-2016-2023

Fashion & EntertainmentMedicalProtection & Military

Sports & FitnessTransportationArchitecture

2. PSA-Fachgespräch in der Lieferkette 21. Juni 2017

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Der lange Weg von der Idee zum Produkt

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Idee & Lösungen

Projekt 1:Textile Elektroden zur

MuskelstimulationProject 2:

Verbesserung der Hautimpedanz Zusammenarbeit

zwischenTITV Greiz und Bomedus GmbH

Finanzierung über den high-tech

Fonds

bomedusRückenband

Band am Markt

Kliniktests

Publikationen/Vorträge/Messen

Zertifikation Produktidee

Elektrodenaus leitfähigen Fäden



Markteintrittsbarrieren

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2014 Frederike Wielsch „Probleme bei der Markteinführung von Smart Textiles–Produkten“ HTW Berlin2016 Anna Magdalena Czech „Analyse der Entwicklungs- und Veränderungsprozesse von Wearable Electronics“ HTW Berlin



Anwendungen

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Forster Rohner – Textile Innovations

Interactive Wear

Lumalive

Philips

Oryon Technologies

TITV Greiz



University of Toronto RAD – Studio NMinusOneNASA & GM

nikeScotteVest Sunplugged


Anwendungen


Alpenheat Porsche

Warm X

Askion


Anwendungen


BMW

Swany

TITV Greiz


Anwendungen


Phillips

Projekt Place-it


Anwendungen


• Aktive Beleuchtung als Add-on zurRetroreflektion

• Integration von LEDs in Warnwesten und Arbeitskleidung

• Weitere Module z.B. in Schutzhelmenzur Wahrnehmung „von oben“

Beleuchtete Kleidung


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Beheizbare Arbeitshandschuhe

Heizhandschuh für die Firma ASKION

• Einsatz in Kryolabors bei -180°C um die Hände der Biotechniker optimal zu schützen

• In CO2 und N2 – Kühlanlagen werden sensible biologische Proben aufbewahrt

• Mit dem Handschuh ist es möglich 20 min im Gerät zu arbeiten

• Der Handschuh ist auch unter den extremen Temperaturen flexibel, damit Proben und Werkzeuge benutzen werden können


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Textile Kühlsysteme

Empa-MS-Kühlhosen-Projekt erhältlich von Serono Golf Charity CHF 25'000.-

Autoflug GmbH, Rellingen

source: www.entrak.de / www.personal-climate-systems.com


• Unterstützte Temperatur-regelung des Menschen

• Luft- und Wasser• Wärmeabtransport

oder Verdunstung• Integration in textile

Substrate (z.B. AGW)


Abstandsgewirke mit Metallgarnen

Hochfeste Garnmaterialien auf der Doppelrascheltechnik wie Aramidund Metallgarnen (Volldraht und Litze) im Pol und/oder Deckflächen für Anwendungen wie:

� Kombinierter Schnitt- und Prallschutz (PSA)� Heizstrukturen� Wasserelektrolyse

Projekt: Schnittschutz, IGF-AiF 17424 BR

Vorteile� flexible 3D-Schutzstrukturen� Polsterwirkung� klimatisierende Eigenschaften� leicht, formstabil


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Textilbasierte Elektroden


• Einsatz zum Monitoring von gefährdeten Berufsgruppen• Aktorisches Feedback als Warnsignal• Elektroden zur Muskelstimulation• Elektroden zur EKG – Abnahme• Textiler EMG – Sensor • EEG Haube


• Mensch und Umgebung• Sensoren zur Temperatur- und

Feuchtigkeitsmessung• Altimeter: Druck, Höhe und Temperatur• Optischer Sensor für Sauerstoffsättigung

und Puls• Accelerometer: Vibration/ Shock-Monitoring

Integration von Sensoren



Qualitätssicherung - Normung und Prüfung


• Funktions- und Zuverlässigkeitsprüfungen• Überprüfung und Einhaltung von Standards und Vorgaben

• Komitee CEN/TC 248 „Textilien und textile Erzeugnisse“• Bericht CEN/TR 16298: „Textilien und textile Produkte - Intelligente

Textilien - Definition, Klassifizierung, Anwendung und Normungsbedarf“• erste Norm DIN EN 16812: „Bestimmung des linearen elektrischen

Widerstands von Leiterbahnen“ • Mandat 553: „advanced garments and ensembles of garments that provide

protection against heat and flame, with integrated smart textiles and non-textile elements for enhanced health, safety and survival capabilities “


Geräteinfrastruktur zur Methodenentwicklung für Gebrauchs- und Zuverlässigkeitsuntersuchungen an smarten flexiblen Materialien



FunktionBelastung.

Philosophie

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Methoden

Hausverfahren

DIN & CEN

Standards und Normen



• Beantragung Geräteinvestition Okt. 2015• Zuwendungsbescheid Jan. 2016• Vergabeverfahren Nov. 2016

(weitestgehend abgeschlossen)• Letzter Vergabegegenstand Apr. 2017

• Technischer Report zur Definition ~4 Jahrevon Smart Textiles (CEN/TR 16298)

• 2 Arbeitsgruppen (textile Leiterbahnen, PCMs)• DIN EN 16812 ~ 4 Jahre

Determination of the linear electrical resistance (Okt. 2016)of conductive tracks

• M/553 (1 TR und 1 Norm) Dez. 2021

Bürokratische Hürden



Beispiel aus DIN EN 16812

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conductive thread

• Vorbereitung• Proben• Bewertung• Einspannvorrichtung• Vorspannung auf Fäden und Bänder



Prüfung der Torsion- und Biege-beanspruchung in Abhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit von:

� der Kontaktierung der textilen/ elektronischen Komponenten

� flexiblen elektronischen Schaltungen� leitfähigen Bändern

FLEX-O-MAT mit Online-Monitoring zurErfassung des elektrischen Widerstandes

Entwicklung von Methoden und Geräten für die Prüfung von Smart Textiles

Kombination von textilen und elektrischen Funktionsprüfungen zur Bewertung von Smart Textiles.

Qualitätslabel „Smart Textiles“



Beispiel zum dynamischen Stresstest

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• Widerstandsmessung während dynamischer Dehnung



Weitere Beispiele

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Prüfstelle Smart Textiles Labor

Dehnung Kombinierter Stress-Test und FunktionsüberwachungBiegung

Torsion Pin-hole-Test

Abrieb Prüfung der Kontaktierungen durchImpedanzmessung während BelastungWaschbarkeit

SchweißDynamischer Stress-Test mitWiderstandsmessung

Durchschlagspannung Optische Schadensüberwachung

Temperatur und Feuchte Zeitverhalten (z.B. Heizleistung währendkünstlicher Alterung)Brennbarkeit



Auswahl angewandter Prüfungen von Partnern des TITV Greiz

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Denomination Testing MethodVisual inspection EN 6059-201

Sun light exposure EN 6059-301High temp. exposure EN 6059-302Resistance to fluids EN 6059-303

Flammability EN 3844-1 B Mould growth EN 6059-306

Rapid change of temperature EN 6059-308Bending properties EN 6059-402

Dynamic cut-through EN 6059-405Vibrations EN 6059-406

Open and close EN 6059-601Smoke density EN 2825

Toxicity EN 2826

Ohmic resistance per unit length EN 3475-301

Transfer impedanceEN 3475-807IEC 62153-4-3

Lightning strike EN 2591-214Salt mist EN 2591- 307


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

TextilforschungsinstitutThüringen – Vogtland e. V.Zeulenrodaer Straße 4207973 GreizTel.: +49 (0) 3661 – 611 0 Fax: +49 (0) 3661 – 611 [email protected]

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