PET vs. TPU für gedruckte Elektroden: Substratwahl für flexible und dehnbare Schaltungen

Bei der Entscheidung für PET vs. TPU für gedruckte Elektroden ist wärmebehandeltes PET meist die bessere Ausgangsbasis, wenn Registriergenauigkeit und Biegung im Vordergrund stehen. Bedruckbares TPU ist die plausiblere Basis, wenn die aktive Fläche sich mit Haut oder Textil dehnen und wieder erholen muss. Entscheidend ist der gesamte Aufbau aus Folie, Tinte, Leiterbahn, Dielektrikum, Klebstoff und Anschluss. Ein TPU-Film macht eine herkömmliche Silbertinte nicht automatisch dehnbar; eine dünne PET-Folie verträgt keine relevante Zugdehnung nur deshalb, weil sie sich biegen lässt.

Stand der Angaben: 27. Juli 2026.

1. Kurzurteil: PET für stabile Geometrie, TPU für elastische Bewegung

PET ist in der Fertigung häufig im Vorteil, wenn Druck-zu-Schnitt-Registrierung, Leiterbahngeometrie, Lage der Kontaktflächen und geringe Bewegung nach dem Trocknen wichtiger sind als Zugdehnung. TPU wird interessant, wenn eine Wearable-Schaltung einer Dehnung über Haut, Textil, Gelenk oder einer anderen weichen Fläche folgen muss. Ein Hybridaufbau kann die beiden Aufgaben trennen. Bei einer Konstruktion für Wearable-Biosensor-Patches sollte die Auswahl deshalb mit einer Dehnungskarte beginnen, nicht mit einer Polymerpräferenz.

2. Eine flexible gedruckte Elektrodenträgerfolie ist nicht automatisch dehnbar

„Flexibel“ bedeutet, dass sich ein Aufbau krümmen lässt. „Dehnbar“ bedeutet, dass sich seine Länge in der Fläche vergrößern und wieder zurückbilden kann, während die elektrischen und mechanischen Funktionen erhalten bleiben. PET kann bei geringer Dicke sehr biegsam sein, bleibt aber normalerweise ein dimensionsstabiles Trägermaterial. TPU ist bei Raumtemperatur elastomer, doch Leiter, Dielektrikum, Verkapselung, Klebstoff und Steckbereich übernehmen diese Elastizität nicht automatisch.

Die Unterscheidung verändert die Prüfaufgabe. Eine Schaltung, die einmal um einen Gehäuseradius von 25 mm gelegt wird, sieht ein anderes Dehnungsfeld als ein Hautpflaster, das sich über einem Knie um 15 % verlängert. Im ersten Fall bestimmen Dicke und neutrale Faser die Biegespannung. Im zweiten Fall sind Bindemittel der Tinte, Leiterbahnform, Folienmodul, Dehnungsrichtung, Erholung und Zyklenprofil maßgeblich.

Cahn et al. untersuchten zwei DuPont-Silbertinten auf Polymerfolien. Bei 35 % angelegter Dehnung stieg der normierte Widerstand der flexiblen 5025-Tinte in der untersuchten Konstruktion auf etwa das 15-Fache, bei der dehnbaren PE874-Tinte mit Polyurethan-Bindemittel auf etwa das 5-Fache. Die Autoren führen den Unterschied auf lokale Dehnung und die Mechanik der Tinte zurück, nicht auf die vereinfachte Aussage „TPU ist besser“.[^1]

Die Materialwahl ist daher eine Systementscheidung:

Bewegung → Foliendehnung → Tinten- und Leiterbahndehnung → Widerstandsänderung → Signal- oder Leistungsfolge

Ein Substrat für medizinische Sensorpflaster liegt zudem in einem Montageverbund. Hautklebstoff, Hydrogel, Dielektrikum, Druckknopf oder Anschlussfahne, Verkapselung, Trägerfolie und Gehäuse können die Dehnung in eine schmale Zone verlagern. Die Folie allein zu bewerten, reicht nicht aus.

3. PET vs. TPU für gedruckte Elektroden: Daten benannter Referenzqualitäten

Die folgende Gegenüberstellung nutzt zwei benannte Handelsqualitäten und ist keine allgemeine Werkstofftabelle. Melinex ST506 von Mylar Specialty Films steht für wärmebehandeltes, bedrucktes PET; Platilon U 4201 AU von Covestro steht für eine Polyether-TPU-Folie. Die Lieferantentests sind nicht identisch und dürfen nicht als direkte Freigabegrenzen verglichen werden.

Der von Mylar berichtete MD-Restschrumpf von 0,10 % entspricht unter dem genannten Test 1,0 mm auf 1.000 mm Referenzlänge. Auch eine „stabile“ Folie braucht deshalb Messmarken und gegebenenfalls eine Artwork-Kompensation, wenn Schaltung, Coverlay, Klebstofföffnung und Stanzkontur fluchten müssen.[^2]

Die Bruchdehnung von 500 % bei Platilon U 4201 AU ist kein Zielwert für eine Leiterbahn. Covestro nennt sie als typischen Filmwert für eine 50-µm-Referenzfolie nach DIN EN ISO 527-3 und weist auf mögliche Produktvariationen hin. Der Leiter kann sein zulässiges Widerstandsband bei einem Bruchteil dieser Filmdehnung verlassen.[^3]

Auch die Tintendaten zeigen, warum ein Datenblattvergleich allein nicht entscheidet. Henkel nennt für die polyesterorientierte LOCTITE EDAG 725A (6S61) 15 min bei 120 °C sowie 0,008–0,017 Ω/sq bei 25 µm Trockenschicht. Für die dehnbare LOCTITE ECI 1014 werden 0,010 Ω/sq/25 µm nach 15 min bei 120 °C und 0,013 Ω/sq/25 µm nach 5 min bei 100 °C angegeben. Das sind Werte unterschiedlicher Formulierungen und Prüfbedingungen; sie definieren Startfenster, keinen universellen Sieger.[^4][^5]

4. Wann PET die bessere Ausgangsbasis ist

Registriergenauigkeit über Druck, Trocknung und Konfektion

Wärmebehandeltes PET lässt sich meist leichter als geometrische Referenz führen. Das ist relevant, wenn eine flexible gedruckte Elektrodenträgerfolie enge Elektrodenabstände, mehrere Drucklagen, Dielektrikaussparungen, Kontaktflächen oder eine an Leitermerkmalen ausgerichtete Stanzkontur trägt. Die ST506-Schrumpfdaten liefern einen messbaren Startpunkt, ersetzen aber keine MD-/TD-Prüfung auf der tatsächlichen Linie.[^2]

Die Prozesskette ist entsprechend zu überwachen:

Konditionieren → erster Druck → Trocknen/Aushärten → Mehrlagenregistrierung → Laminieren → Stanzen → Widerstandskarte

Jeder Wärme- und Spannungsschritt kann eine Bahn verschieben. PET macht diese Bewegung bei ungetragenem Webhandling üblicherweise leichter kontrollierbar als ein Elastomer. Bei einem dehnbaren Aufbau bleibt deshalb häufig ein stabiler Träger bis zu ausgewählten Konfektionsschritten erhalten.

Feine, wiederholbare Leiterbahngeometrie

Eine glattere, dimensionsstabilere Bahn unterstützt die Registerhaltigkeit von Sieb und Substrat. Bei Elektrodenarrays kann die Geometrie ebenso wichtig sein wie der Flächenwiderstand: aktive Fläche, Abstand und Anschlussbreite bestimmen die Messfunktion. Freigegeben werden sollten die funktionalen Maße und die elektrische Karte des Kunden, nicht eine unbelegte universelle Linienbreite.

PET ist nicht die richtige Wahl, wenn die montierte Leiterbahn eine echte Zugdehnungszone quert. Eine dünne PET-Lage kann sich um eine Kurve legen und kontrollierte Biegung überstehen; mit wachsender Dicke oder kleinerem Radius steigt jedoch die Biegedehnung. Falten, Doppelkrümmung und ungestützte Übergänge konzentrieren die Spannung.

Etablierte Polyester-Tintenfenster

LOCTITE EDAG 725A bietet ein konkretes Polyesterbeispiel: Henkel nennt 15 min bei 120 °C, 0,008–0,017 Ω/sq bei 25 µm und eine 5B-Haftung auf Polyester nach dem Trocknen.[^4] Das ist für die Prozessplanung nützlich, weil Folien- und Tintenlieferant temperaturbezogene Daten bereitstellen.

Es ist kein freigegebenes Herstellrezept. Luftführung, Beladung, tatsächliche Bauteiltemperatur, Lösemittelabfuhr, Schichtdicke und Bahnfixierung verändern das Ergebnis. Die Haftung muss außerdem nach Dielektrikumsdruck, Laminierung, Stanzen, Lagerung und der vorgesehenen Bewegung erhalten bleiben.

5. Wann TPU als dehnbare Elektrodenfolie gewinnt

Zugnachgiebigkeit und Anpassung an den Körper

TPU ist der stärkere Kandidat, wenn sich die Elektrode mit ihrer Auflage verlängern muss, statt nur eine Wölbung zu umschließen. Covestro führt Platilon U 4201 AU in 25–1.000 µm und berichtet 500 % Bruchdehnung für eine 50-µm-Referenzfolie.[^3] Das bestätigt einen großen elastischen Bereich des Films; die nutzbare Dehnung einer gedruckten Schaltung bleibt eine Eigenschaft des Verbunds.

Eine Studie in Scientific Reports von 2016 veranschaulicht die Abgrenzung. Suikkola et al. druckten Silber-Polymer-Leiter auf 50 µm TPU und maßen einen mittleren Anfangsflächenwiderstand von 36,2 mΩ/sq. Bei der monotonen Dehnung blieben die Hälfte von 30 Proben bis etwa 74 % leitfähig; keine Probe versagte vor 50 % unter diesen Versuchsbedingungen.[^6] Das ist Machbarkeit für eine bestimmte Konstruktion, keine zyklische Auslegungsgrenze, Lebensdauer oder JASPER-Fähigkeit.

Laminierung in weiche oder textile Aufbauten

Covestro beschreibt Platilon als bedruckbares Substrat und als Lage, die in Smart-Textile- und Wearable-Aufbauten wärmelaminiert werden kann.[^7] Das kann die mechanische Diskontinuität zwischen einem weichen Kleidungsstück oder Pflaster und der Schaltung verringern. Je nach Qualität kann TPU Substrat, Verkapselung, Haftfolie oder Teil einer coextrudierten Struktur sein.

TPU ist trotzdem nicht automatisch die beste Wahl für ein Hautpflaster. Ein weicher Film kann unter statischer Last kriechen, sich nach dem Dehnen relaxieren, während der Aushärtung verziehen oder Kräfte auf einen starren Anschluss übertragen. Feuchte, Schweißsimulanz, Reinigungschemie, Kantenform und Okklusion verändern das Montageverhalten. Dafür ist der reale Gesamtaufbau erforderlich.

Passendes Modul von Tinte und Substrat

Dehnbare Tinten verwenden normalerweise ein Polymerbindemittel, das sich mit einem Elastomer verformen kann. Henkel bezeichnet LOCTITE ECI 1014 als dehnbare, silbergefüllte Tinte mit thermoplastischem Polyurethan-Bindemittel und führt TPU unter den wichtigen Substraten.[^5] Das ist ein sinnvolles Startsignal, aber kein Haftungsnachweis auf jeder TPU-Oberfläche.

Die Cahn-Studie macht den Mechanismus greifbar: Eine flexible Acrylattinte konzentrierte die Dehnung stärker als das Polyurethan-Bindemittelsystem PE874. Eine Mäanderbahn kann die axiale Dehnung reduzieren, ein Dielektrikum kann sie verteilen; beides rettet jedoch keine spröde Tinte vor jedem Bewegungsprofil.[^1]

6. Druckbarkeit, Aushärtefenster und Tintenhaftung

Ein Druckversuch sollte vier verbundene Fragen beantworten: Benetzt und reproduziert die Tinte die konditionierte Folie? Erreicht die Aushärtung den geforderten Widerstand, ohne die Registrierung zu verschieben? Übersteht die Grenzfläche die Konfektion? Bleibt die elektrische Bahn nach der vorgesehenen Bewegung im Akzeptanzband?

Die beiden Henkel-Referenztinten zeigen, warum eine einzige Temperaturangabe nicht genügt. EDAG 725A nennt 15 min bei 120 °C für den Polyesterprozess.[^4] ECI 1014 erreicht den niedrigeren angegebenen Widerstand bei 120 °C/15 min statt bei 100 °C/5 min; der kühlere, kürzere Prozess kann aber die thermische Belastung einer elastischen Bahn reduzieren.[^5] Das Projekt muss Widerstandsdifferenz und Folgen für Maße, Haftung und Erholung gemeinsam bewerten.

Auch die Oberflächenvorbereitung braucht eine Gültigkeits- und Handhabungsregel. Hassan et al. behandelten PET, PI und TPU vor dem Siebdruck eine Minute mit Sauerstoffplasma bei 50 W.[^8] Das TPU war 300 µm, PET und PI 25 µm dick. Die Arbeit stützt daher ein Prozessprinzip, kein Ranking bei gleicher Dicke. Einstellungen aus einer Publikation dürfen nicht ohne Benetzungs-, Oberflächenschadens-, Alterungs- und Haftungsprüfung in die Fertigung übertragen werden.

Für die Prüfplanung beschreibt IEC 62899-202-5:2018 die wiederholte Biegeprüfung der elektrischen Eigenschaften einer gedruckten leitfähigen Schicht auf einem isolierenden Substrat.[^9] IEC 62899-202-7:2021 beschreibt die 90°-Peelprüfung einer gedruckten Schicht auf einem flexiblen Substrat und verlangt vergleichbare Substrat- und Dickenbedingungen.[^10] Die Projektmethode sollte Probengeometrie, Konditionierung, Rate, Radius oder Dehnung, Zyklen, Messzeitpunkt und Versagenskriterium festlegen.

7. Drei Schichtaufbauten für Wearable-Elektroden

Das Substrat ist nur eine Lage. Die folgenden vereinfachten Schemata zeigen, wo PET, TPU oder beide die mechanische Aufgabe übernehmen können.

PET-zentrierter Aufbau: stabile Schaltung, nur Biegung

Seite zum Patienten / zur Umgebung
────────────────────────────
Schnittstellenlage nach Gerätespezifikation
gedruckte Elektrode + Dielektrikum auf behandeltem PET
Haftklebstoff / Abstandslage nach Spezifikation
Trennfolie oder Gehäuseverklebung
────────────────────────────
Anschlussfahne außerhalb der Zugdehnungszone

Dieser Aufbau passt zu einer Schaltung, die sich an eine Oberfläche biegt, aber nicht mit ihr dehnt. Leiterbahnen gehören nicht an Falten, abrupte Klebstoffkanten oder ungestützte Anschlussübergänge.

TPU-zentrierter Aufbau: nachgiebige aktive Fläche

Patienten- / Textilseite
────────────────────────────
validierte Schnittstellen- und Klebstofflage
dehnbarer Leiter und dehnbares Dielektrikum
bedruckbares TPU-Substrat
optionale TPU-Verkapselung oder Wärmeklebefolie
Träger bleibt bei ausgewählten Konfektionsschritten erhalten
────────────────────────────
dehnungsentlasteter Übergang zur starren Elektronik

Hier sind Tinte, Dielektrikum und Anschlussübergang dehnungskritisch. Die Filmdehnung von TPU rechtfertigt keine starre Silberleiterbahn über der Zone mit maximaler Dehnung.

Hybridaufbau: stabiles Inselstück und nachgiebiges Feld

stabiles Anschlussfeld                         nachgiebige Sensorfläche
PET-Träger + Kontaktflächen ─ Übergang ─ TPU + dehnbare Leiter
        │                                             │
  Zugentlastung / Versteifung                    Haut- oder Textilbewegung

Ein Hybrid-Substrat für medizinische Sensorpflaster kann PET unter Anschluss oder fein registrierter Zone und TPU über der bewegten Sensorfläche platzieren. Die Überlappung ist keine neutrale Zone: Klebstoffschub, Dickenstufe, Leiterbahnende und Verkapselungskante können dort Dehnung konzentrieren. Eigene Coupons und Prüfkriterien sind erforderlich.

8. Fehlerketten und Prüfmatrix für Prototypen

Eine belastbare Freigabe verknüpft jede Anforderung mit Mechanismus, beobachtbarem Symptom und Gegenmaßnahme. „Biegetest bestanden“ ist für eine Materialfreigabe zu ungenau.

Die folgende Matrix ist eine Projektvorlage, keine Aussage, dass JASPER jedes Verfahren selbst durchführt. OEM und Fertigungspartner sollten die Verantwortlichkeiten vor dem Musterbau festlegen. Ein Prüf- und Musterfreigabeplan sollte Rohdaten, Probenorientierung, Los und Versagensort speichern.

Bei medizinischer Anwendung bleibt die Auswahl von Substrat und Tinte Komponentenentwicklung. Die FDA bewertet die Biokompatibilität am fertig hergestellten Gesamtgerät und berücksichtigt dabei unter anderem Verarbeitung, Hilfsstoffe, Rückstände und gegebenenfalls Sterilisation.[^11] ISO 14971:2019 beschreibt das Risikomanagement über den Lebenszyklus; ISO 10993-1:2025 ordnet die biologische Bewertung in diesen Risikoprozess ein.[^12][^13] Keine dieser Quellen macht eine Rohfolie, eine TPU-Folie, eine gedruckte Elektrode oder eine Lieferantenprobe automatisch für ein fertiges Medizinprodukt zugelassen oder biokompatibel.

9. Entscheidungsmatrix: Welche Konstruktion passt zum Projekt?

PET ist nicht für jede gedruckte Elektrode „besser“, und TPU ist nicht automatisch „fortschrittlicher“. PET passt, wenn sich die Verformung als Biegung auslegen lässt. TPU passt, wenn Dehnung unvermeidbar ist und die leitfähige Schicht sie mitträgt. Ein Hybrid ist sinnvoll, wenn ein Produkt beide mechanischen Regime enthält. Liegen Aushärtung, Chemie, Ermüdung oder Anschlusstechnik außerhalb der validierten Grenzen, müssen auch PI, PEN, Silikon, SEBS, Textil oder eine starr-flexible Architektur geprüft werden.

10. Eingaben vor Substrat- und Musterfreigabe

Für Angebote und Prototypen sollte jeder Fertigungskandidat denselben Datensatz erhalten. JASPER kann anhand dieser Angaben über eine gedruckte Komponente sprechen; daraus folgt weder eine allgemeine Prozessgrenze noch eine Freigabe des fertigen Geräts.

Zeichnungs- und Prozesscheckliste

• Elektrodengeometrie, aktive Flächen, Leiterbreiten, Abstände, Fahne, Kontaktflächen und Schnittkontur
• Bezugssystem für Druck, Dielektrikumsöffnung, Klebstoff, Anschluss und Stanzung
• Folienkandidat mit Lieferant, Qualität, Dicke, Behandlungsseite, Farbe/Klarheit und Rollrichtung
• Leitfähige und dielektrische Tinten, Trockenschichtdicken und zulässige Aushärtetemperatur
• Montierter Biegeradius, Biegeachse, Dehnungskarte, Spitzendehnung, Dehnrate, Haltezeit, Erholung und Zyklenprofil
• Laminierklebstoff, Verkapselung, Grenzflächenmaterial, Trennfolie, Rückseite und starre Bauteile
• Anschluss- oder Leiterbefestigung, Versteifer, Übergangsgeometrie und Montagefolge
• Umgebung: Temperatur, Feuchte, Schweiß-/Flüssigkeitssimulanz, Reinigungsmittel, Lagerung, Verpackung und gegebenenfalls Sterilisation
• Anfangswiderstand und zulässige Änderung während und nach jeder Exposition
• Prüfverfahren, Stichprobe, Fehlerdefinition, Rückverfolgbarkeit und Änderungslenkung

Abschluss der Musterfreigabe

1. Material- und Tintenidentität mit Einkauf und Losaufzeichnungen abgleichen.
2. Druck-zu-Schnitt-Registrierung nach dem letzten Wärme- und Konfektionsschritt messen.
3. Widerstand vor, während und nach der spezifizierten mechanischen Belastung kartieren.
4. Haftungsversagensort statt nur „bestanden/nicht bestanden“ dokumentieren.
5. Übergänge, Schnittkanten, Dielektrikumsenden und Anschlussinseln prüfen.
6. Auf produktionsnahen Werkzeugen und mit produktionsnahen Lagen wiederholen.
7. Komponentenfreigabe von Fertiggeräteprüfung und regulatorischer Einreichung trennen.

Für mehrere Messstellen oder Leitungsvarianten kann eine Zeichnung für kundenspezifische gedruckte Elektrodenarrays vorbereitet werden. Für frühe Prozesskenntnis sollte ein produktionsnaher Prototyp klar definieren, was vor der Musterbestellung nachzuweisen ist.

Nächster Schritt: Bitte Dehnungs-, Biege- und Prozessanforderungen teilen, nicht nur „PET oder TPU“. Erforderlich sind Dehnungskarte, Aushärtungsgrenze, vollständiger Lagenaufbau, Anschlussübergang und elektrische Akzeptanzgrenzen.

11. Häufige Fragen

Ist PET oder TPU besser für gedruckte Elektroden?

PET ist meist besser für stabile Registrierung und Schaltungen, die vor allem gebogen werden; TPU ist meist besser, wenn die Elektrode sich mit Haut oder Textil verlängern und anpassen muss. Entscheidend bleiben Qualität, Dicke, Tintenbindemittel, Leitergeometrie, Aushärtung, Klebstoff, Anschluss und gemessenes Dehnungsprofil.

Was ist der wichtigste Unterschied zwischen PET- und TPU-Substrat für gedruckte Elektroden?

PET ist eine flexible, aber dimensionsstabile Folie; TPU ist ein flexibles Elastomer mit Dehnfähigkeit. PET vereinfacht in der Praxis Druck und Konfektion. TPU kann Zugbewegungen folgen, verlangt aber mehr Kontrolle von Spannung, Erholung, Registrierung und Tintenmechanik.

Kann herkömmliche Silbertinte auf TPU gedehnt werden?

Nicht zuverlässig nach bloßer Annahme. Cahn et al. beobachteten bei einer flexiblen Acrylat-Silbertinte unter 35 % Dehnung eine stärkere Widerstandsänderung als bei einer dehnbaren Tinte mit Polyurethan-Bindemittel. TPU-Qualität, Tinte, Schichtdicke, Geometrie, Aushärtung, Verkapselung und Zyklenprofil müssen separat validiert werden.

Funktioniert eine dünne PET-Elektrodenträgerfolie auf der Haut?

Das kann funktionieren, wenn sich das Pflaster vorwiegend durch Biegung anpasst und der vollständige Klebstoffverbund lokale Dehnung kontrolliert. PET ist weniger geeignet, wenn die Schaltung mit der Hautbewegung verlängert werden muss. Hautkontakt bringt zusätzlich Anforderungen an Klebstoff, Feuchte, Kanten, Komfort und die biologische Bewertung des Fertiggeräts.

Bestimmt die Bruchdehnung von TPU die zulässige Dehnung einer Elektrode?

Nein. Covestro nennt für die 50-µm-Referenzfolie Platilon U 4201 AU 500 % Zugdehnung am Bruch; eine gedruckte Leiterbahn kann ihr Widerstandslimit aber wesentlich früher erreichen. Zulässige Dehnung muss aus Dehnungskarte und elektrischem Akzeptanzkriterium in zyklischen Prüfungen abgeleitet werden.

Können PET und TPU in demselben Substrat für medizinische Sensorpflaster eingesetzt werden?

Ja. PET kann Anschluss oder fein registrierte Insel stabilisieren, während TPU das nachgiebige Sensorfeld trägt. Die Überlappung wird dann zur kritischen Zone. Klebstoffschub, Dickenstufen, Leiterbahnende, Verkapselungskante und Trägerabzug sind unter produktionsnaher Montage und Bewegung zu prüfen.

Wie lässt sich die Tintenhaftung auf PET und TPU vergleichen?

Geometrie, Schichtdicke, Konditionierung und die definierte Grenzflächenmethode sollten soweit möglich identisch sein. IEC 62899-202-7:2021 bietet einen Rahmen für 90°-Peelprüfungen gedruckter Schichten auf flexiblen Substraten. Versagensort dokumentieren und nach Aushärtung, Laminierung, mechanischen Zyklen und relevanter Umgebungsbelastung wiederholen.

Was muss bei einer tragbaren medizinischen Elektrode validiert werden?

Der vollständige Aufbau muss Maße, Widerstand, Haftung, Biege-/Dehnverhalten, Konfektion, Anschlussübergang, Umgebung, Verpackung und die Funktion der vorgesehenen Anwendung abdecken. Der Hersteller des Fertiggeräts muss außerdem ISO 14971 und die anwendbare biologische und regulatorische Bewertung berücksichtigen. Ein Foliendatenblatt oder Komponentenlot kann das Fertiggerät nicht freigeben.

Methodik und Offenlegung

Quellen

[^1]: Cahn, G. et al., „The Role of Strain Localization on the Electrical Behavior of Flexible and Stretchable Screen Printed Silver Inks on Polymer Substrates“, Materialia 10 (2020) 100642. [^2]: Mylar Specialty Films, Melinex ST506 Film Product Information, Revision 27. Juni 2024. Benannte Lieferantendaten, Qualität und Prüfbedingungen im Quellenledger. [^3]: Covestro, Platilon U 4201 AU Product Data. Benannte Lieferantendaten, 50-µm-Referenzfolie und DIN EN ISO 527-3 im Quellenledger. [^4]: Henkel, LOCTITE EDAG 725A (6S61) E&C Technical Data Sheet, Dezember 2019. Benannte Lieferantendaten und Trocknungsfenster im Quellenledger. [^5]: Henkel, LOCTITE ECI 1014 E&C Technical Data Sheet, November 2024. Benannte Lieferantendaten und Trocknungsfenster im Quellenledger. [^6]: Suikkola, J. et al., „Screen-Printing Fabrication and Characterization of Stretchable Electronics“, Scientific Reports 6 (2016) 25784. [^7]: Covestro, Platilon – Powering Printed Electronics with TPU Films. Benannte Lieferanten-Broschüre; URL im Quellenledger. [^8]: Hassan, M. F. ul et al., „Electrical Characterization of Cost-Effective Screen-Printed Sensors Based on Thermoplastic Polyurethane, Polyimide, and Polyethylene Terephthalate“, Micromachines 16 (2025) 319. [^9]: IEC 62899-202-5:2018, Mechanical bending test of a printed conductive layer on an insulating substrate. [^10]: IEC 62899-202-7:2021, Measurement of peel strength for printed layer on flexible substrate by 90° peel method. [^11]: U.S. FDA, Basics of Biocompatibility: Information Needed for Assessment by the FDA. [^12]: ISO 14971:2019, Medical devices – Application of risk management to medical devices. [^13]: ISO 10993-1:2025, Biological evaluation of medical devices – Part 1.

Häufig gestellte Fragen

Ist PET oder TPU besser für gedruckte Elektroden?

PET ist meist besser für stabile Registrierung und Schaltungen, die vor allem gebogen werden; TPU ist meist besser, wenn die Elektrode sich mit Haut oder Textil verlängern und anpassen muss. Entscheidend bleiben Qualität, Dicke, Tintenbindemittel, Leitergeometrie, Aushärtung, Klebstoff, Anschluss und gemessenes Dehnungsprofil.

Was ist der wichtigste Unterschied zwischen PET- und TPU-Substrat für gedruckte Elektroden?

PET ist eine flexible, aber dimensionsstabile Folie; TPU ist ein flexibles Elastomer mit Dehnfähigkeit. PET vereinfacht in der Praxis Druck und Konfektion. TPU kann Zugbewegungen folgen, verlangt aber mehr Kontrolle von Spannung, Erholung, Registrierung und Tintenmechanik.

Kann herkömmliche Silbertinte auf TPU gedehnt werden?

Nicht zuverlässig nach bloßer Annahme. Cahn et al. beobachteten bei einer flexiblen Acrylat-Silbertinte unter 35 % Dehnung eine stärkere Widerstandsänderung als bei einer dehnbaren Tinte mit Polyurethan-Bindemittel. TPU-Qualität, Tinte, Schichtdicke, Geometrie, Aushärtung, Verkapselung und Zyklenprofil müssen separat validiert werden.

Funktioniert eine dünne PET-Elektrodenträgerfolie auf der Haut?

Das kann funktionieren, wenn sich das Pflaster vorwiegend durch Biegung anpasst und der vollständige Klebstoffverbund lokale Dehnung kontrolliert. PET ist weniger geeignet, wenn die Schaltung mit der Hautbewegung verlängert werden muss. Hautkontakt bringt zusätzlich Anforderungen an Klebstoff, Feuchte, Kanten, Komfort und die biologische Bewertung des Fertiggeräts.

Bestimmt die Bruchdehnung von TPU die zulässige Dehnung einer Elektrode?

Nein. Covestro nennt für die 50-µm-Referenzfolie Platilon U 4201 AU 500 % Zugdehnung am Bruch; eine gedruckte Leiterbahn kann ihr Widerstandslimit aber wesentlich früher erreichen. Zulässige Dehnung muss aus Dehnungskarte und elektrischem Akzeptanzkriterium in zyklischen Prüfungen abgeleitet werden.

Können PET und TPU in demselben Substrat für medizinische Sensorpflaster eingesetzt werden?

Ja. PET kann Anschluss oder fein registrierte Insel stabilisieren, während TPU das nachgiebige Sensorfeld trägt. Die Überlappung wird dann zur kritischen Zone. Klebstoffschub, Dickenstufen, Leiterbahnende, Verkapselungskante und Trägerabzug sind unter produktionsnaher Montage und Bewegung zu prüfen.

Wie lässt sich die Tintenhaftung auf PET und TPU vergleichen?

Geometrie, Schichtdicke, Konditionierung und die definierte Grenzflächenmethode sollten soweit möglich identisch sein. IEC 62899-202-7:2021 bietet einen Rahmen für 90°-Peelprüfungen gedruckter Schichten auf flexiblen Substraten. Versagensort dokumentieren und nach Aushärtung, Laminierung, mechanischen Zyklen und relevanter Umgebungsbelastung wiederholen.

Was muss bei einer tragbaren medizinischen Elektrode validiert werden?

Der vollständige Aufbau muss Maße, Widerstand, Haftung, Biege-/Dehnverhalten, Konfektion, Anschlussübergang, Umgebung, Verpackung und die Funktion der vorgesehenen Anwendung abdecken. Der Hersteller des Fertiggeräts muss außerdem ISO 14971 und die anwendbare biologische und regulatorische Bewertung berücksichtigen. Ein Foliendatenblatt oder Komponentenlot kann das Fertiggerät nicht freigeben.