采用 POF 和鍍銀導電紗線的發光針織電子紡織品的耐洗性和耐磨性

　　摘要：對于在電子紡織品中的導電紗線的集成，針織材料的結構多樣性和延展性，在 可穿戴設備和內部的更廣泛的產品應用。為了使導電材料能夠被廣泛采用，用戶必須能夠將這些材料清洗干凈，作為產品維護的一部分。由聚合物光學纖維

　　(POFs)和包銀導電紗線編織的交互式紡織品能夠通過集成的觸摸傳感器系統照亮和改變顏色。目前的研究只關注導電紗線的耐磨性和耐磨性，而不是POF和 導電紗線。本研究是一個新穎的方法，研究了POF和不同環結構的復合針織織物 的耐磨性和耐磨性，以及對其照明功能的影響。在相同的織物結構中，采用7號 工業手工肥厚針織機編織。本研究探討了洗滌和磨損對不同針織物結構中pof和 鍍銀導電紗線的影響，以及針織紡織品的照明功能。洗滌和磨損影響了導電紗線的耐電性。經過20次溫和的清洗循環后，觀察到劃痕和彎曲的pof。然而，洗 滌對本研究中檢測的針織電子紡織品的照明功能的影響很小。這些實驗表明， 用pof和導電紗線編織的電子紡織品可以承受洗滌和磨損，因此在時尚和室內應 用中具有大眾市場應用的潛力。

　　介紹：電子紡織品(電子紡織品)的技術領域是紡織業的一個新興部門。市場研究預測，到2026年，可穿戴技術市場將從2021年的1.162億美元增長到2.654億美元。對智能設備的快速需求將推動未來幾年市場的增長(市場和市場，2021年)。將技術應用于制造技術的跨學科研究帶來了更小、更強大的電子元件的技術進步，這些元件可以集成到各種可穿戴設備中(庫馬爾和維格斯瓦蘭，

　　?作者(s) 2022。開放獲取本文授權在知識共享署名4.0國際許可，允許使用、共享、適應、分布和復制在任何媒體或格式，只要你給適當的信貸原作者(s)和來源，提供一個鏈接到知識共享許可，并表明如果有變化。本文中的圖片或其他第三方材料都包含在文章的知識共享許可中，除非在材料的信用額度中另有說明。如果材料沒有包含在文章的知 識共享許可中，并且您的預期使用不被法律法規允許或超過了允許的使用，您將需要直接獲得版權所有者的許可。要 查看此許可證的副本，請訪問http://創意。org/licenses/by/4.0/.

　　2 0 1 5 ) . 將電子元件集成到紡織品中以實現加熱、發光、傳感和通信等功能的應用并不限于健康監測、康復、游戲、體育和軍事領域(阿什爾&拉什丹，2021年;Shi等人

　　，2020年;Zahid等人，2021年)。

　　在電子紡織品的制造中，導電紗線是該紡織品的關鍵元素和支柱，以實現可穿戴應用的良好導電性(Ismaretal.，2018)。鍍銀導電紗線已廣泛應用于可穿戴電子紡織品

　　，因為銀是所有金屬中導電性最高的，具有成本有效和低過敏性(Atwa等人，2015; Chui等人，2016)。這些紗線在電子紡織品的可穿戴設備和室內應用中具有應用潛力

　　。關于將導電材料集成到紡織品中以實現不同的功能，針織材料的多功能性和可塑性

　　。針織技術提供了開發形狀面板和身體意識服裝所需的彈性和性感性(Chen et al.， 2020)。

　　為了廣泛采用電子紡織品，必須提供日常維護的解決方案。因此，研究典型的洗衣條件如何影響它們的功能是至關重要的。導電材料對洗滌和磨損很敏感(Hwang等。,

　　2 0 2 0 ) . 洗滌和磨損對具有導電材料的電子紡織品電阻的影響不容忽視，因為電子紡織品的日常護理會影響導電性和功能。因此，導電針織電子紡織品的研究已成為人們關注的焦點，因為這是產品開發中需要克服的主要問題之一(侯賽因&布拉德福德，2021

　　;Van der Velden et al.，2015)。了解對滯后性的擔憂將有助于一種具有集成導電材料的交互式針織電子紡織品在產品的大眾市場采用度、可靠性和適用性方面的潛在發展(Ismar等人，2019年)。

　　具有照明功能的電子紡織品旨在通過發光和改變顏色來增加交互性。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合物光學光纖(POF)的應用通過編織和耦合到光源來實現照明。通過將導電紗線集成到POF紡織品中，實現了觸摸或接近敏感功能，允許控制最終產品的照明和變色效果(Tan等人，2019年)。由于POF的變色特性，它具有實現個性化審美特征的潛力。它可以用于各種應用程序和場景，而不限于時尚、內飾和可穿戴設備(Gong 等人，2019年;Tan等人，2021年)。

　　本文研究了用POF和鍍銀導電紗線編織的照明電子紡織品的耐磨性和耐磨性。在7號工業手工填充針織機中，采用鑲嵌法將pof集成到fve針織結構中。我們針織電子紡織品以棉混紡線作為基線，用基線編織鍍銀導電線，形成電子紡織品。POF和鍍銀的導電紗線都是在相同的織物結構中編織的。

　　POF是脆的，當突然彎曲時，POF的核心容易斷裂。T破碎的核心破壞了光的傳輸，并影響了紡織品的照明。在以往的研究中討論了針織POF面臨的挑戰，如滑紗、缺乏彈性

　　、紗線展開斷裂和張力等，并開發了可行的針織結構來克服POF的整體特性。陳等人的研究。(2020年)專注于通過手工脂肪開發POF針織紡織品

　　針織機，在沒有專門的紗線供給機的情況下，使紗線從錐線上展開，以及一個更簡單的即時張力調整系統。電腦化的針織機在針織床周圍裝有保護套，而手工操作的肥肥針織機暴露了針織床，使研究人員能夠在制造過程中觀察紡織品的特寫，允許立即調整張力以防止斷裂。

　　許多研究已經評估了在洗滌或磨損后縫合在紡織品上的導電紗線或紗線的抗性(Briedis等人，2019年;Dourado等人。(2016);埃斯坎達里安等人，2020年;林茨

　　，2011年;帕科娃和維伊，2014年;索弗羅諾娃和安吉洛娃，2020年;陶等人，2017 年;Zaman等人，2020年)。然而，采用集成POF和鍍銀導電紗線的針織電子紡織品目前尚未得到充分探索。研究了用POF和銀導電紗線制成的針織紡織品的可磨性和耐磨性

　　，通過與光源連接實現照明功能。我們現在對一般導電紗線和紡織品的耐磨性和耐磨性的文獻進行回顧，以了解機械應力后電阻的變化。

　　就可靠性和耐久性而言，電子紡織品原型機的成功商業化面臨著許多挑戰(侯賽因和布拉德福德，2021年)。紡織品在洗滌后保持其電性能的能力對可穿戴電子紡織品的發展至關重要。許多研究者和學者探索了鍍銀導電紗線電子紡織品的可洗性。

　　Linz(2011)將刺繡的導電紗線在洗滌20次后進行了檢測，其電阻從1Ω上升到8.5Ω

　　。陶等人。(2017)研究了20個縫合導電線的織物樣品洗滌后的電阻變化。縫合導電螺紋的溫度阻力在10次洗滌后逐漸增加，在50次洗滌后甚至達到2773 Ω/m。布里迪斯等人。(2019)測量了縫合在織物基底上后的電阻變化。在17次洗滌后，阻力增加到初始阻力的近10倍。索弗羅諾娃和安杰洛娃(2020)測量了單銀導電紗線和編織物紗線洗滌后的阻力。在洗滌一次、三次和ffe循環后，兩種樣品的電阻均增加。兩項研究的結果表明，大部分導電紗線的電阻隨著洗滌循環次數的增加而增加。結果表明，洗滌影響了紡織層導電紗線的電性能。高伯特等人。(2020年)報道了鍍銀導電紗線在洗滌30次后的電阻增加(與未洗滌值的比例為19.3)。觀察尼龍紗芯線銀層的去除， 紗線損傷明顯。埃斯坎達里安等人。(2020年)解釋了銀紗織物樣品在洗滌后的阻力增加在100%到300%的范圍內。

　　Parkova和Vi(2014)研究了縫在織物基板和集成編織織物上的鍍銀導電紗線的電阻變化。在洗滌試驗中，縫制和編織樣品中的鍍銀導電紗線在5次洗滌循環后均達到39.3

　　-40.3Ω左右。羅茲勒等人。(2020年)分析了三種導電紡織品在10個洗滌循環后的電阻和損壞情況。對導電性的沖擊

　　10次后的紗線相對較低。通過評價10次洗滌周期后的x射線顯微鏡圖像觀察到的斷裂， 顯示了Te結果。在較高的洗滌時間、溫度和機械作用設置下發現的Te斷裂明顯高于精細模式下的樣品(近6到8倍)。建議進行精細的洗滌，以減少洗滌時對鍍銀導電紗線的摩擦。Repon等。(2021)檢測了一系列使用鍍銀聚酰胺紗的針織織物，其中一些織物在5次洗滌周期后從1.8Ω達到4.5Ω左右。

　　杜拉多等人。(2016)評估了繡在織物基板上的鍍銀導電紗線在20次洗滌和8萬次摩擦后的電阻變化。經過9次洗滌后，Te阻力迅速增加(從約20 Ω增加到90 Ω)。作者懷疑，在鍍銀層的洗滌過程中丟失了。經過40,000次磨損循環后，發現樣品上的阻力明顯增加(2.5-3倍以上)。Zaman等。(2020)詳細研究了50次清洗后繡在織物基底上的鍍銀導電紗制成的導電織物的清洗損傷以及馬丁代爾磨損造成的損傷。Te表面電阻增加到1。經過50次清洗后的2個比例。而10000次摩擦后磨損試驗樣品的抗性變化比例增加到2。

　　Ahmmed等人(2021)檢測了鍍銀載體(SCV)導電紗線在25次洗滌后的電阻，每0.3 m 計長度從0.84Ω增加到1.9Ω。此外，西姆格諾等人。(2021)研究了將SCV與表面安裝的電子設備在洗滌和磨損后集成制備的Vectran電子紗的電阻變化。經過25次洗滌循環后，scv導電紗線和電子紗線的電阻達到每0.13 m長度的72.16Ω。經過800次機械磨損循環后，SCV導電紗和電子紗的電阻性分別提高了114.6%和240.9%。

　　在銀導電紗在紡織品中的應用中，對材料的化學和機械影響對電子紡織品的發展至關重要。Zaman等。(2019年)研究了洗滌和磨損對縫合成紡織層的鍍銀導電紗線的影響

　　。洗滌10次和磨損3000次后的電阻變化呈線性趨勢。隨著洗滌循環次數和磨損循環次數的增加，抗阻性增加。

　　對導電紗線可洗性的大量研究表明，洗滌會影響電阻率。電阻隨洗滌周期和磨損次數的增加而增加。目前的研究主要集中在紡織品上的導電紗或線的可磨性和耐磨性。對銀導電紗和POF針織物結構的洗滌和磨損對耐性和發光功能的損害研究有限。研究的不同之處在于它考慮了導電紗線和POF集成到同一針織結構的紡織品。目前還缺乏對采用集成導電紗線的POF針織紡織品的洗滌、磨損問題及其照明效果的研究。用POFs和銀導電紗線編織紡織品，使用7號工業手工肥肥針織機。研究了不同針織結構中對紡粉和鍍銀導電紗的影響，以及針織織物洗滌后的照明效果。

　　圖1顯示7號手工肥肥針織機的照片;b用于針織電子紡織品的紗線和POF：基紗;鍍銀導電紗線; 和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合光學fbre(POF)

　　表1針織電子紡織品所用材料的規格說明

　　材料紗線計數組成電阻

　　鍍銀導電紗200 D18%銀82%尼龍< 5

　　Ω/cm

　　基礎紗線(Di。Ve

　　S.p.A..25 Nm95%棉5%聚酯–

　　超級愛特尼科)

　　POF (Eska?).250 mm普馬–

　　注： POF聚合物光學光纖，PMMA聚甲基丙烯酸甲酯

　　方法

　　材料

　　五種針織結構是在一個7號手工操作的肥肥針織機(中國香港沃爾瑪)上開發的。1a) 進行實驗。針織電子紡織品中使用的材料的規格見表1，照片如圖所示。1b. 本研究以5.2Nm 95%棉，5%聚酯紗線為基紗，與200D鍍銀導電紗線(18%銀，82%尼龍)一起編織

　　。未經處理的鍍銀導電紗的電阻為<5 Ω/cm。0 . 2 5 毫米E s k a ? 所有針織紡織品均選中PMMA POF，以達到照明效果。

　　雙層針織結構設計

　　本研究開發了5種針織、針織、脫針的雙針織紡織品，包括雙針織、半開襟羊毛衫、全開襟羊毛衫、半米蘭和全米蘭。四件0.25 mm的Eska? 在編織過程中，每兩門課程都要手工鑲嵌一次pof。

　　圖2說明了fve雙針織結構的編織符號，表明了pof被鑲嵌的位置。四個不同的符號表示fve不同類型的針：十字意味著技術前針織針，白色圓圈與黑色輪廓意味著技術針織針，黑色圓圈意味著皺縫，一個空盒子意味著錯過針和左箭頭意味著鑲嵌港口的禮物

　　。Te對應回路

　　圖2fve雙針織結構的針線符號和插圖，鑲嵌聚合光學纖維(POF)：雙平，一半的開襟羊毛衫，一半的米蘭;和完整的米蘭

　　形成和鑲嵌的基線，其中灰色表示基紗，紅色表示鍍銀導電紗線，綠色表示基線。 圖3顯示了一個“廢物部分”，它被添加到針織結構主體的邊緣，將光源連接到紡織

　　品上進行照明效果(Chen et al.，2020)。在無花果。3a，廢物部分包括部分POF馬駒，并被添加到結構的右側，用于POF捆綁和發光二極管(LED)耦合(圖。3b). 添加到35針主體的6針廢部分。當紡織品被鑄造時，廢物部分被切割并準備用POF捆綁。

　　表2顯示了為本研究開發的fve雙針織紡織品的規格，包括雙平(DP)、半開羊毛(HC

　　)、全開羊毛(FC)、半米蘭(HM)和全開羊毛(FM)。fve針織紡織品的每英寸(WP I)/層(CPI)分別為7.77/11.33、5.74/8.38、6.5/9.55、8.74/8.59和8.89/15.29。

　　fve針織紡織品的Te密度分別為88.05、48.12、62.1、75.01和135.94。

　　清洗干燥

　　為了進一步開發擬議的針織電子紡織品產品，目標是在接受客戶正常的家庭洗錢洗滌方法后，產品應保持功能和性能。按照AATCC TM135-2018進行。本洗滌試驗采用惠而浦3LWTW4815FW頂部加載機。在冷洗過程中選擇了一個精細的循環(27 ± 3°C)，在整個洗滌過程中進行了一個溫和的洗滌和紡絲運動。攪拌速度為27沖程/分

　　圖顯示了“廢物部分”，即針織紡織品主體的聚合光學胎兒(POF)的一部分，以及b連接在光源 上的POF束(LED聯軸器)

　　表2雙針織樣品的說明

　　針織紡織品規范dphcfchm調頻

　　針織結構雙層平原一半毛衣全開襟羊毛衫半米蘭全米蘭

　　重量(克/厘米2)7.27.49.18.210.5

　　厚度(mm)3.04.55.13.23.6

　　WPI7.85.76.58.78.9

　　CPI11.38.49.68.615.3

　　密度88.148.162.175.0135.9

　　DP，雙平原(DP);HC，半開衫;FC，全開衫;HM，半米蘭;FM，全米蘭;WPI，威爾士每英寸;CPI，球場每英寸

　　;密度，威爾士每英寸x球場每英寸

　　fnal轉速為500 rpm。制備了每種針織紡織品的樹木標本。洗滌樣品被放置在單獨的洗衣袋中，以加強保護紡織品和POF束的身體，并減少每個樣品與洗滌壓載物接觸造成的摩擦。其總負荷重量為1.8 ± 0.1 kg，包括電子紡織品標本、洗衣袋和洗滌壓艙物3 型。根據洗衣機的說明添加66 ± 1 g AATCC 1993標準參考洗滌劑。整個洗滌過程在大約40 min內完成。每個洗滌周期后，所有洗滌后的樣品在控制溫度和相對濕度環境

　　(20 ± 2°C和65 ± 5%)下，在水平篩板上干燥脂肪至少24小時。

　　測量結果

　　在處理24小時后測量洗滌前的初始電阻。使用UNI-T數字萬用表UT890C+每次清洗1到10

　　、15和20次后，也測量了所有編織織物上的每英寸阻力。

　　對洗滌樣品進行光學顯微鏡(徠卡DFC290HD)和掃描電鏡(日立桌面顯微鏡TM3000) 觀察，研究了包銀導電紗和POFs的條件。

　　通過觀察未清洗的標本和那些清洗了20個周期的標本的照片，比較了照明效果。樣品在整個捕獲過程中都與一個LED光源連接。根據相機屏幕上出現的可見照明缺陷的水平來調整相機的設置。Te圖像是用相機設置為1/10秒拍攝的。，f/ 1.8，ISO 200。

　　根據ASTM標準D4966-12，使用馬丁代爾磨損試驗儀進行了馬丁代爾磨損試驗。從每一種針織紡織品中提取直徑為38毫米的圓形標本進行試驗。為每個標本準備了一套單獨的標準磨砂織物(純編織精紡羊毛織物)。如標準所示，加入最高重量9 kPa，對每個試樣施加壓力。

　　使用UNI-T數字萬用表UT890C+對樣品進行0、1000、5000、10000、15000、20000和30000次循環磨損后，測量電阻。

　　對洗滌樣品進行數字顯微鏡(徠卡DFC290HD)和掃描電鏡(日立桌面顯微鏡TM3000) 觀察，研究鍍銀導電紗和POFs的條件。

　　統計量

　　在95%可信限(顯著性水平α = 0.05)下進行單因素方差分析(方差分析);使用SPSS統計不同針織紡織品和磨損后的阻力26。

　　結果和討論

　　洗滌后對針織紡織品的影響

　　電阻的變化

　　表3記錄了在1至10、15和20次洗滌循環前后，在緯度方向上測量的不同針織紡織品的溫度阻力值。Te方差分析結果列于表4。

　　在無花果。4a，經過20次洗滌循環后，雙平原在所有針織紡織品緯向上的阻力值最高

　　(19.75Ω/inn)。半開襟羊毛衫的阻力值第二高(11.62Ω/inc)。半米蘭的Te電阻值從初始值(2.99Ω/inn)增加到10.02Ω/in。在fve不同的針織紡織品中，全米蘭紡織品在20次洗滌后的阻力值最低(7.11Ω/英寸)。

　　圖4b顯示了fve針織紡織品經過5、10、15和20次洗滌周期后，阻力在緯度方向上的相對變化(從初始(未洗滌)值開始的阻力變化百分比)的比值。所有fve針織紡織品的阻力演化均呈線性趨勢。經過20次洗滌后，一半米蘭的阻力值變化率最高，從初始值達到235%以上。全部

　　表3fve針織紡織品在1~10、15、20次洗滌周期前后緯度方向的電阻值(單位：Ω)

　　電阻(Ω/英寸)

　　針織紡織品清洗循環

　　雙層平原平均標準差

　　半開襟羊毛衫平均標準差

　　全開襟羊毛衫平均標準差

　　半米蘭

　　平均標準差

　　全米蘭

　　平均標準差

　　08.930.275.700.374.220.322.990.072.750.08

　　17.990.316.280.274.970.133.760.103.070.07

　　29.050.116.460.134.740.394.480.103.220.14

　　310.120.207.320.205.850.274.270.223.380.11

　　411.590.577.250.385.510.234.920.193.930.27

　　512.960.347.100.305.290.264.990.183.920.20

　　612.890.096.820.255.720.144.910.164.060.22

　　713.510.267.320.266.100.244.960.163.860.10

　　813.301.377.700.335.890.205.320.124.740.21

　　914.481.187.730.436.020.235.990.175.620.33

　　1014.840.977.920.376.040.296.530.425.430.29

　　1515.791.5610.280.397.640.257.380.508.150.20

　　2019.753.6211.620.449.260.2210.020.437.110.32

　　表4對不同的針織紡織品和洗滌品進行了單向方差分析

　　方差來源平方和df均方Fp? valu e

　　不同針織紡織品洗滌后的性2673.41912222.78511.71<

　　60.0001

　　洗滌后的雙平阻力1257.34012104.77866.977<

　　0.0001

　　洗后耐半開襟羊毛衫312.2411226.020240.812<

　　0.0001

　　洗后抗全開襟羊毛衫199.6001216.633261.678<

　　0.0001

　　洗滌后的一半米蘭阻力383.4151231.951487.647<

　　0.0001

　　洗滌后完全抵抗米蘭315.3411226.278571.694<

　　0.0001

　　圖4a1個針織物在10、15、20洗滌循環前后的緯度阻力值(單位： Ω)，b5、10、15、20洗滌循環后的阻力相對變化(%)和緯度方向的線性回歸。注：DP，雙平裝;HC，半開襟羊毛衫;FC，全開襟羊毛衫;HM，半米蘭;FM，全米蘭

　　米蘭紡織品的變化率也有類似的趨勢，在洗滌周期10后上升了近100%。在洗滌周期20 后，其阻力值上升到約196%，然后下降到158.55%。

　　半開襟羊毛衫從洗滌周期1到10次呈穩步上升趨勢，20次洗滌后其初始阻力值增加了一倍(103.86%)。在洗滌周期10后，其電阻值上升至38.95%，在洗滌周期15后上升至80.35%。全開襟羊毛衫紡織品與半開襟羊毛衫紡織品的變化比例相似。從第10周期后的43.13%增加到第15周期后的81.04%。20次洗滌后的Te變化率為119.43%。

　　雖然雙平原洗滌后的阻力值最高，但20次洗滌后的變化率與半羊毛和全開襟羊毛衫相當。在洗滌周期10時，Te變化比上升到66.18%，在洗滌周期20時上升到121.16%。

　　半米蘭樣品和全米蘭樣品洗滌前后電阻值的變化比相對較高，這可以用緯度尺寸的減小來解釋。我們懷疑，與雙普通(-3.79%)、一半(2.52%)和全羊毛衫(-1.8%)相比，一半(-4.76%)和全米蘭(-5.41%)的紡織品收縮率更大。

　　根據現有的研究，我們認為導電紗線的電阻值隨著洗滌周期的增加而增加的趨勢(Briedis等人，2019年;埃斯坎達里安等人，2020年;索弗羅諾娃和安杰洛娃，2020 年;uz Zaman等人，2019年)。盡管本研究中大多數針織紡織品的阻力值隨洗滌循環次數的增加呈線性趨勢。fve針織電子紡織品經20次洗滌后的阻力變化比約為100%~235%。這些結果可以用針織紡織品的WPI和阻力隨內環數的變化來解釋。具有米蘭結構的針織織物在20個洗滌循環后，阻力的相對變化有更大的增加。在圖。4a，b， 注意到20次洗滌后全米蘭的阻力值下降。可以懷疑結果有兩個主要原因：全米蘭的電性測量相對模糊，因為它的結構比其他收緊。全米蘭的收縮增加了織物中縫合的密度

　　。提高了鍍銀緊湊結構中導電紗線的數字萬用計精確測量的特點。

　　圖5顯示了通過光學顯微鏡和掃描電鏡觀察到的針織紡織品的圖像和洗滌前后對導電紗線的損傷。圖5a-e是在清洗前捕捉到的圖像。在20次清洗后捕獲圖像，以確定微妙的清洗循環造成的損害(圖。5 f – j ) . 淺灰色區域為銀色涂層，深灰色區域為劃痕( 磨損后)。看著這些圖像，我們可以看到，在經過20次洗滌循環后，導電紗線的銀涂層上有一些被刮傷的區域。所有針織紡織品均出現涂層剝落，雙平、半、全米蘭紡織品的涂層更清晰。5 f – j) . 據推測，抗性的變化比例較高。4b)由于在圖中觀察到的涂層剝離。5i, j.

　　與未水洗的半開襟羊毛衫相比，對導電紗線表面的損傷不大。5g). 在無花果。5h后

　　，在全開襟羊毛衫樣品中觀察到一層導電紗線上的涂層有大量劃痕。顯微鏡下觀察未清洗的銀紗，在編織過程中由于機械磨損造成少量的表面磨損。銀的進一步降解

　　圖5針織紡織品的光學顯微鏡和掃描電鏡圖像：洗前雙平，洗前半開襟羊毛衫，洗前全羊毛衫，洗前半米蘭，洗20次后半開襟羊毛衫，洗20次后半開襟羊毛衫，洗20次后半米蘭;洗20次后滿米蘭

　　洗滌后觀察紗線。由于洗滌過程中的機械運動，從表面分離的銀涂層的表面面積隨著洗滌循環次數的增加而增加。

　　洗滌后POF線及照明效果的觀察

　　圖6顯示了在光學顯微鏡下，洗滌前后對POF的損傷情況。在光學顯微鏡下觀察樣品體 的POF。每次ffe清洗后拍攝Te圖像，觀察精細的清洗周期造成的損害。可以看出，在fve洗滌后，POF的外觀變化不大。6a, b). 在一些針織紡織品中，發現了彎曲的pof， 如圖所示。6 c . 在洗滌周期10完成后，在每種紡織品中都有一些POF股的裂縫(圖。6d). 圖6e顯示了一個彎曲的POF鏈，在彎曲區域周圍有兩個裂縫。為了顯示裂紋對光通道的效果，通過連接綠色LED光捕獲光學顯微鏡圖像。特光的通過在第一裂紋處結束，這可能會導致表面的光泄漏。在洗了20次后，在其中一件針織紡織品中發現了一條斷裂的POF鏈。6f).

　　圖7顯示了用未清洗POF的掃描電鏡觀察到的清洗前后POF的損傷，如圖所示。8 a . 從織物樣品中剪出Te POF，進行掃描電鏡觀察。每次ffe洗滌后拍攝Te圖像，觀察精細的洗滌循環對POF造成的損害。在5次和10次清洗后，POF表面有一些淺的劃痕。7 b , c ) .

　　圖6洗滌前后POF光學顯微圖像：洗5次后原b;洗10次后c和d洗15次后e，洗20次后f

　　圖7洗滌前后POF的SEM圖像：a洗滌前b5次后c10次后c15次后d20次后e

　　經過15個清洗周期后，在POF鏈上發現了一個更深的抓痕區域，如圖所示。7 d . 經過20 次洗滌循環后，在POF鏈的表面發現了大量的深劃痕。

　　用相機拍攝了fve型紡織品照明效果的洗滌結果。圖中顯示了所有fve類型紡織品洗滌前后的照明比較。8 . 圖8a-e是針織物的圖像

　　圖8.洗滌前紡織品的照明效果：雙平原半開襟羊毛衫半米蘭全羊毛衫洗20次后半開襟羊毛衫我半米蘭和全米蘭

　　洗滌前取的紡織品;無花果。8f-j是經過20個清洗周期后捕獲的圖像。通過連接光源捕獲Te圖像，觀察洗滌后的照明效果。在紡織品上可見一些亮光點，表明pof在某些區域被打破。在樣品表面觀察到光的條紋。結果表明，洗滌效果對光照可見性的影響最小。雙平原、半和全開襟羊毛衫結構比半和全米蘭結構表現出更好的照明效果。更開放的縫合顯示了更大的區域的pof，這意味著更好的照明針織電子紡織品。

　　由光學顯微鏡和照相機捕獲的Te圖像提供了證據，表明洗滌可以破壞POF鏈。在pof的光學顯微鏡圖像中，可以看到由20次洗滌循環引起的彎曲點和裂紋。當樣品連接到光源時，這些損壞的點會導致漏光，造成亮點或光條紋。通過掃描電鏡觀察到，每次洗滌周期都有劃痕，當洗滌周期增加時更嚴重。然而，洗滌對紡織品的照明功能和可見性的影響很小。雖然變化的比率在

　　表5fve針織物在1000、5000、10000、15000、20000、20000、30000次摩擦前后的阻力值( 單位： Ω)

　　電阻(Ω/英寸)

　　針織的紡織法典 雙層平原半開襟羊毛衫 全開襟羊毛衫 半米蘭 全米蘭

　　拉布 平均標準差平均標準差 平均標準差 平均標準差 平均標準差

　　08.060.865.220.735.101.073.820.633.570.93

　　10007.020.845.601.135.800.244.980.873.750.63

　　50008.720.966.311.745.940.944.900.993.610.52

　　10,00011.851.636.551.706.421.885.400.774.280.75

　　15,00014.922.068.361.816.712.155.311.233.950.64

　　20,00015.372.525.821.605.170.914.710.754.130.55

　　30,00016.282.906.021.135.911.185.661.054.940.84

　　表6對不同的針織紡織品與磨損情況進行了單向方差分析

　　方差來源 平方和 df 均方 F p? valu e

　　不同針織紡織品耐磨損性515.595685.9337.803 <

　　0.001

　　磨損后雙抗平性能1198.7626199.79460.722 <

　　0.001

　　磨損后的半開衫76.868612.8116.354 < 0.001

　　磨損后的全開襟羊毛衫30.85365.1422.914 0.012

　　磨損后的半米蘭阻力32.65565.4426.459 <

　　0.001

　　磨損后的完全抗米蘭性3.13360.5226.784 <

　　0.001

　　　　所有fve針織紡織品的阻力均隨洗滌周期的增加而增加，針織電子紡織品的照明效果不受洗滌的影響。

　　磨損后對針織紡織品的影響

　　電阻的變化

　　測量和分析了電阻，以評價本研究中檢測的針織紡織品的磨損效果。表5記錄了1000、5000、10000、15000、20000、00和30000次摩擦磨損前后不同樣品在緯度方向上的Te 阻力值。Te方差分析結果列于表6。

　　如圖所示。9a，經過30000次摩擦后，雙普通紡織品在所有針織紡織品的緯度方向上的阻力值最高(16.28Ω/inc)(表5)。半羊毛衫磨30000次摩擦后緯度方向的抗性值為6.02Ω/in。對于全開襟羊毛衫樣品，經過30,000次摩擦后的耐磨性為5.91Ω/英寸

　　。半米蘭紡織品的抗性值為5.66Ω/in。在不同的針織紡織品中，全米蘭紡織品在經過30,000次摩擦后的耐藥性值最低(4.94Ω/英寸)。

　　圖9b顯示了fve針織紡織品經1000、5000、10000、15000、20、20000和30000摩擦磨損后緯度方向的阻力相對變化(初始未磨損值的阻力變化百分比)的比值。所有fve的抗性演化均呈線性趨勢。為的電阻的Te變化比

　　圖9阻力值(單位： Ω)的緯度方向不同的編織紡織品磨損前后從1000、5000、10000,15000、20000和30000摩擦和b相對變化阻力(%)和線性回歸的方向不同的紡織品磨損后從1000、5000、

　　10000、15000、20000和30000摩擦。注： DP，雙平原;HC，半開襟羊毛衫;FC，全開襟羊毛衫; HM，半米蘭;和FM，全米蘭

　　針織電子紡織品磨損后變化。半羊毛衫磨3萬次摩擦后的相對變化值Te比分別為15.18% 和15.83%。半米蘭是針織紡織品的第二高部分，經過30,000次摩擦后，阻力的相對變化增加到48.23%。全米蘭在磨損后的相對抗性變化也有類似的變化，在30,000次摩擦后上升到38.53%。雙平磨30000次摩擦后阻力值變化比最高，與初始值相比達到100%以上。磨蝕10000次后，磨蝕后變化迅速，阻力值上升到47.08%。

　　磨損后耐藥性的增加可能是由于導電紗線的斷裂和涂層被摩擦掉所致。由于磨損，導電紗線上的銀涂層被明顯去除，并導致所有針織紡織品的電阻增加。經過2 0 0 0 0 次摩擦磨損后， 可以注意到一半米蘭( - 1 1 . 3 7 % ) 和兩種開襟羊毛衫( -

　　3 0 . 4 1 % 和全開襟羊毛衫- 2 2 . 9 6 % ) 的針織紡織品有下降點。 9b). 人們懷疑

　　，耐藥性下降的原因很少。導電紗磨損后的結構松動，導致結構內接觸點增加。根據對紡織品中導電紗線的顯微鏡觀察，磨損后銀涂層從表面脫落的影響很嚴重。1 0 ) . 下降的第二個原因是磨損試驗后的測量偏差。由于導電紗線松動，觀察和選擇正確的測量點相對隱蔽。這些人解釋說，電子紡織品的電阻性和功能可能會受到磨損的影響， 我們得出結論，羊毛衫紡織品更可行，并有潛力開發出能夠承受表面磨損的交互式紡織品。

　　圖10.針織紡織品磨損20000次摩擦前后的光學顯微鏡圖像：半開襟羊毛衫;b全開襟羊毛衫

　　;和c一半米蘭

　　結論

　　五種照明交互式POF針織紡織品——雙普通，一半和全開襟羊毛衫，一半和全米蘭—— 是使用工業手工肥肥針織機開發的。研究了洗滌和磨損如何影響互動POF針織紡織品的照明和導電性。隨著洗滌周期的增加，所有fve樣品的溫度電阻值均有所增加。由于一半和全米蘭紡織品的環密度增加(緯度尺寸減小)，洗滌后阻力值的變化率相對較高

　　。顯微觀察顯示，洗滌對POF的損害，注入了POF針織紡織品的照明效果。在ffe洗滌后

　　，在POF的表面發現了劃痕，隨著洗滌周期的增加，這種現象變得更加嚴重。經過20次清洗循環后，POF表面的fbres上出現了彎曲點和裂紋。然而，在洗滌后紡織品的能見度是最小的。我們發現，磨損對所有針織紡織品的阻力變化都有不同的影響。隨著磨損周期的增加，雙普通織物的抗蝕性明顯提高。在顯微鏡下，導電紗線因磨損而去除銀涂層，導致所有針織紡織品的電阻值均增加。

　　研究得出的結論是，在所有使用POF和鍍銀導電紗的針織電子紡織品中，洗滌和磨損后阻力值的變化對羊毛衫(一半和全部)結構的影響最小，而且照明缺陷的可見性持續不變。縫合的開放性也為POF的照明具有更好的可見性。針織電子紡織品的電阻特性是決定其應用的主要性能之一。然而，在同一織物中整合了POF的電子紡織品中，洗滌和磨損后的照明效果也是進一步發展的關鍵。作者們建議用這個未來

　　研究探討在計算機針織機上編織pof和導電紗線是否可行。研究表明，針織紡織品在日常生活中使用是可行的，并更有可能被大規模采用，并易于維護的時尚和內部應用。在清洗后，POF的照明功能是可持續的。未來使用計算機化針織機的研究將有助于POF 集成針織電子紡織品的大規模生產，使更廣泛的應用成為可行。

　　縮寫

　　電子紡織品電子紡織品LED發光二極管

　　PMMA聚甲基丙烯酸甲酯POF聚合物光學光纖

　　致謝

　　作者要感謝勒巴倫國際有限公司對這項研究的慷慨支持和物質贊助。

　　作者貢獻

　　NYKL準備了工作、實驗、數據分析的構思和設計的草案、解釋，以及對寫作的主要貢獻。JT領導的研究包括 概念、方法和對寫作的主要貢獻。AT對這個概念和方法做出了貢獻。KCJC對紡織品編織和實驗的初步部分都 有貢獻。所有的作者都閱讀并批準了fnal的手稿。

　　作者信息

　　NYKL：在設計中的人工智能實驗室的研究員(博士)。JT：設計藝術智能實驗室首席運營官及助理中心主任

　　(博士);香港理工大學紡織與服裝學院副教授。AT：英國皇家藝術學院智能紡織品項目負責人(MA)和讀 者。KCJC：在設計中的人工智能實驗室的研究助理(BA)。

　　資金：本研究由香港特別行政區政府印香港研究中心的設計人工智能實驗室(項目代碼： RP3-5)資助。

　　數據和材料的可用性

　　在本研究中產生或分析的所有數據均包含在本文已發表的文章中。

　　聲明：競爭利益

　　作者聲明他們沒有相互競爭的利益。收到日期：2022年8月5日

　　參考文獻

　　Ahmmed。S.，馬倫吉爾，B.，塔德斯，M。G., 范朗根霍夫，L。(2021年11月21日至24日)。研究了洗衣方式對銀包膜導電紗線應用中電阻的影響。[會議介紹]。2021年國際材料會議：先進和新興材料(IC M-CN 2021)，深圳，中國廣東。

　　阿肖爾，A。F., & 拉什丹，W。(2021).設計和智能的紡織材料。在S。埃爾南德斯，J。D.Hosson, & O.D.北木材(電子版)，材料和接觸特征(pp。145– 151).工程科學交易。阿特瓦，阿特瓦，馬赫什瓦里和

　　戈德索普。A.(2015).導電紡織品用銀納米線涂層螺紋。

　　材料化學雜志，3(16)，3908-3912。https://doi.org/10.1039/C5TC00380F.

　　布里迪斯，瓦利塞夫斯基，我，齊梅勒，我，和阿貝麗，我。(2019).用于電子產品集成到智能服裝的導電 線的耐用性研究。關鍵工程材料，800、320-325。https://doi.org/10.4028/www.scientifc.net/

　　凱姆。800.320

　　陳，譚，陳，亨利，陶，X。(2020).一種發光聚合光學光纖(POF)針織服裝的設計與開發。《紡織研究所雜 志》，111(5)，745-755。https://doi.org/ 10.1080/00405000.2019.1661937.

　　崔，t。楊， C.-X。，唐。趙。，何， C.-P。，&李，L。。L.(2016).涂層尼龍紗穩定性評價的系統方法。紡織研究雜志，86(8)，787-802。https://doi.org/10.1177/0040517515595032

　　D.杜拉多，C。Relvas，R。S.O.Carvalho0, R.芬格里奧，A。安圖尼斯(2016年4月25日至28日)。導電介入紗的耐久性研究。[會議介紹]。第90紡織學院

　　《世界會議：與人類環境不可分離的紡織品》，波茲南，波蘭。https://hdl.拉手net/1822/ 44648

　　埃斯坎達里安，林，羅普諾，C.，梅格拉齊，M。A., & Naguib，H。E.(2020).用于生物醫學紡織品計算的堅固耐用和多功能的導電紗線。ACS應用電子材料公司，第2(6)卷，1554-1566年。https://doi.org/ 10.1021/acsaelm.

　　0c00171

　　高伯特，V.，吉迪克，H.，博達特，N.，和康卡爾，V。(2020).研究洗滌循環對鍍銀紡織電極的影響：一 個完整的研究。傳感器，20(6)，1739。https://doi.org/ 10.3390/s20061739

　　龔，Z，香，Z。，張，劉，周，J，陳，C。C.(2019).基于智能紡織的可穿戴光纖技術綜述。材料，12(20

　　)，3311。https://doi.org/ 10.3390/ma12203311

　　何塞恩，M。M.&布拉德福德，P。D.(2021).智能電子紡織品的耐用性。在一個。埃爾曼，T。A.Nguyen和P

　　。阮三(版)智能多功能紡織品中的納米傳感器和納米器件(pp。27–53).愛思唯爾

　　黃禹錫， B., 倫德地貌名稱 A., 田Y，達拉比，s.，和穆勒， C.(2020).可機洗的導電絲紗線與復合涂層的銀納米線和PEDOT： PSS。ACS應用材料接口，12(24)，27537-27544。https://doi.org/ 10.1021/ acsami.0c04316

　　伊斯瑪，澤曼，澤曼，道，濤，濤，澤濤，康卡，五。(2019).鍍銀聚酰胺紗線對水和化學應力的影響。纖 維和聚合物，20(12)，2604-2610。https://doi.org/10.1007/s12221-019-9266-4

　　伊斯瑪爾，E.，扎曼，S.，巴哈迪爾，S.，卡拉奧格魯，F.，康卡爾。V.(2018年6月20日至22日)。包銀 聚酰胺紗的接縫強度和可磨性。[會議介紹]。第十八屆世界紡織大會，土耳其伊斯坦布爾。

　　庫馬爾，L。A., & 維涅斯瓦蘭， C.(2015).紡織品和服裝中的電子產品：設計、產品和應用。CRC出版社。林茨，T。(2011).機械繡電觸點故障機理分析及提高可靠性的解決方案。(出版物No.2023207).[根特大學博

　　士論文。根特大學http://hdl.handle.net/ 1854/LU-2023207

　　市場和市場。(2021年4月)。可穿戴技術市場按產品劃分(可穿戴服裝、頭飾、鞋子、時尚和珠寶、人體衣

　　)、類型(智能紡織、非紡織)、應用(消費電子、醫療保健、企業和工業)和地理位置——到2026年 的全球預測。https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/weara公司-電子產品市場-983。html.已于2021年11月11日訪問。

　　帕爾科娃，I.，和Vi，A。(2014).智能服裝用柔性發光顯示器的絕緣材料。WIT交易 環境，137、603-614。https://doi.org/ 10.2495/HPSM140551

　　Repon, M.R., Laureckiene, G., & Mikucioniene, D.(2021).注入導電壓縮針織衫的磨損條件對加熱特性的影響。材料，14(22)，6780。https://doi.org/ 10.3390/ma14226780.

　　羅茨勒，卡爾梅耶， C., 點， C., 馮·克爾希沃布洛茲基，M.，鮑爾，U.，和施耐德-拉梅羅，M.。(2020). 提高智能紡織品的洗滌能力：對紡織品集成導線軌道注入不同的洗滌條件。紡織研究所學報，111(12)

　　，1766-1777年。https://doi.org/ 10.1080/00405000.2020.1729056

　　石J，劉，張，L。楊，B，舒，L.，楊，Y，陳，W。(2020).用于可穿戴應用的智能紡織集成微電子系統。 先進材料，32(5)，190,1958年。https://doi.org/ 10.1002/adma.201901958

　　西米格諾，A。A., Malengier, B., 傳統，M。G., 羅蒂奇，G.，和范蘭根霍夫，L。(2021).研究了集成鍍銀紗絲表面安裝裝置的電學性能。材料，15(1)，272。https://doi.org/ 10.3390/ma150

　　10272

　　索弗羅諾娃和安杰洛娃。A.(2020).智能紡織品內式可磨電子器件螺紋電導率衰減的測試方法。比較《科學 理論》，73(2)，260-265。https:// doi.org/10.7546/CRABS.2020.02.15

　　譚、J，白、z、葛、李、邵、李、陳。(2019).觸敏聚合物光學纖維(POF)織物的設計與制造。《紡織研 究所學報》，110(11)，1529-1537年。https://doi.org/ 10.1080/00405000.2019.1606379

　　譚，J.，邵，L.，林，NYK.，圖米，A。，& Ge，L。(2021).智能紡織品：設計一種基于計算機視覺的手勢控制照明紡織品。《紡織研究雜志》，92(17-18)，3034-3048。https://doi.org/ 10.1177/00405

　　17521 1034

　　陶，X，康卡爾，V。，黃，t.h.，沈， C.-L., Ko, Y.-C., & Jou, G.-T.(2017).如何使產品可靠、可洗、可穿戴文本電子設備。傳感器，17(4)，673。https://doi.org/ 10.3390/s17040673

　　吳扎曼，道，X，科克倫，和康卡，V。(2019).導電聚合物紗的可滯后性

　　電子紡織品模塊的組件：機械應力。纖維和聚合物，20(11)，2355-2366。https://doi.org/10.1007/ s12221-019-9325-x

　　范德維爾登，N。M.，Kuusk，K.，& Kohler，A.。R.(2015).智能紡織品的生命周期評估和生態設計：通過電子紡織品產品的重新設計來展示材料選擇的重要性。材料與設計，84,313-324。https://doi.org/10.1016/j.matdes.2015.06.129

　　扎希德，M.，拉索爾，H。A., Tayyab，H.，雷恩，Z。A., 拉希德，我。A., 羅迪，M.，和沙希德，我。(2021).基于紡織的聚合物智能傳感器的最新進展：綜述。阿拉伯化學雜志。15(1), 103480. https://doi.org/10.1016/j..2arabjc021.103480

　　薩曼，S。U.，Tao，X.，科克倫，&Concar，V。(2020).了解對刺繡和織物的洗滌損傷;建立同等的實驗室 測試。傳感器，20(5)，1272。https://doi.org/ 10.3390/s20051272

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