Gli odierni processi di produzione ad alta intensità di risorse per la stampa su tessuti potrebbero presto diventare storia. Con un nuovo metodo, sviluppato nell'ambito di un progetto di dottorato presso l'Università di Borås, Svezia, diverse fasi del processo possono essere tagliate.

Ciò che attualmente viene stampato con la tecnologia serigrafica o a getto d'inchiostro ora può essere fatto stampando direttamente sui tessuti con una stampante 3D. Ciò è particolarmente interessante nella produzione di tessuti intelligenti e funzionali.

La dottoranda Razieh Hashemi Sanatgar, nel suo progetto di ricerca, ha sviluppato un nuovo materiale polimerico con proprietà elettricamente conduttive utilizzato come materiale di alimentazione nella stampante 3D. È un nanocomposito, una miscela di un polimero in cui ha mescolato nanoriempitivi elettricamente conduttivi, compresi i nanotubi di carbonio e il nerofumo. Ha anche svolto uno studio sistematico su come diverse miscele di questi nanocompositi si attaccano al tessuto e quali proprietà vengono raggiunte.

Benefici per l'ambiente

I processi di stampa convenzionali utilizzati oggi, come lo schermo o la tecnologia a getto d'inchiostro, richiedono grandi quantità di energia, acqua, e prodotti chimici. Il metodo che è stato ora sviluppato apre una grande flessibilità nel processo di produzione.

"L'obiettivo della mia ricerca è sviluppare un processo di produzione integrato e su misura per tessuti intelligenti e funzionali che utilizzino contemporaneamente meno acqua, energia, prodotti chimici e produce meno rifiuti e quindi lascia il minor impatto possibile sull'ambiente, pur essendo vantaggiosa dal punto di vista produttivo, poiché il metodo è efficiente sia in termini di costi che di risorse, "dice Razieh Hashemi Sanatgar.

"Un altro vantaggio è che è possibile ottenere una produzione personalizzata con la stampa del nanocomposito direttamente sul materiale tessile nei punti esatti necessari, " spiega.

Miscela di successo di polimeri e nanoparticelle di carbonio

Una delle sfide del progetto era ottenere e mantenere le proprietà desiderate dei filamenti della stampante 3D elettricamente conduttivi in ​​modo uniforme dopo che il filamento è passato attraverso la stampante 3D.

"Nel progetto, siamo riusciti a ottimizzare le proprietà del nanocomposito prima e dopo la stampa 3D, il che è importante per poter controllare le proprietà e le loro modifiche dopo la stampa."

Lo studio sistematico colma il vuoto di conoscenza

Un'altra sfida è stata il modo in cui i polimeri e il nanocomposito aderiscono a diversi materiali tessili. I risultati di questa parte del progetto colmano un'importante lacuna nel campo della ricerca.

"Poiché la stampa 3D sui tessuti è una tecnologia innovativa, l'adesione di polimeri e nanocompositi sui tessuti non è stata studiata a fondo. Quello che abbiamo fatto ora è uno studio sistematico in cui abbiamo studiato l'effetto di diversi parametri del processo di stampa sull'adesione di polimeri e nanocompositi sui tessuti, " lei dice.

Possibili aree di applicazione

Esempi di possibili aree di applicazione per il nuovo metodo di processo sono nella produzione di bende intelligenti, guanti per realtà virtuale, indumenti con proprietà sensoriali e termiche, attrezzatura di salvataggio, indumenti sportivi che rilevano la temperatura corporea, attrezzature mediche, l'automotive, industria aerospaziale e spaziale, ecc. vale a dire in situazioni in cui si desidera controllare esattamente dove deve essere posizionato il materiale conduttivo sul materiale tessile e come dovrebbe funzionare la proprietà conduttiva.

Il progetto di dottorato è stato svolto nell'ambito di SMDTex (Sustainable Management and Design in Textiles), un programma di dottorato nell'ambito di Erasmus Mundus sulla gestione sostenibile e il design tessile.