摘要：對(duì)于在電子紡織品中的導(dǎo)電紗線的集成，針織材料的結(jié)構(gòu)多樣性和延展性，在 可穿戴設(shè)備和內(nèi)部的更廣泛的產(chǎn)品應(yīng)用。為了使導(dǎo)電材料能夠被廣泛采用，用戶必須能夠?qū)⑦@些材料清洗干凈，作為產(chǎn)品維護(hù)的一部分。由聚合物光學(xué)纖維

　　(POFs)和包銀導(dǎo)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(tǒng)照亮和改變顏色。目前的研究只關(guān)注導(dǎo)電紗線的耐磨性和耐磨性，而不是POF和 導(dǎo)電紗線。本研究是一個(gè)新穎的方法，研究了POF和不同環(huán)結(jié)構(gòu)的復(fù)合針織織物 的耐磨性和耐磨性，以及對(duì)其照明功能的影響。在相同的織物結(jié)構(gòu)中，采用7號(hào) 工業(yè)手工肥厚針織機(jī)編織。本研究探討了洗滌和磨損對(duì)不同針織物結(jié)構(gòu)中pof和 鍍銀導(dǎo)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(dǎo)電紗線的耐電性。經(jīng)過20次溫和的清洗循環(huán)后，觀察到劃痕和彎曲的pof。然而，洗 滌對(duì)本研究中檢測(cè)的針織電子紡織品的照明功能的影響很小。這些實(shí)驗(yàn)表明， 用pof和導(dǎo)電紗線編織的電子紡織品可以承受洗滌和磨損，因此在時(shí)尚和室內(nèi)應(yīng) 用中具有大眾市場(chǎng)應(yīng)用的潛力。

　　介紹：電子紡織品(電子紡織品)的技術(shù)領(lǐng)域是紡織業(yè)的一個(gè)新興部門。市場(chǎng)研究預(yù)測(cè)，到2026年，可穿戴技術(shù)市場(chǎng)將從2021年的1.162億美元增長(zhǎng)到2.654億美元。對(duì)智能設(shè)備的快速需求將推動(dòng)未來幾年市場(chǎng)的增長(zhǎng)(市場(chǎng)和市場(chǎng)，2021年)。將技術(shù)應(yīng)用于制造技術(shù)的跨學(xué)科研究帶來了更小、更強(qiáng)大的電子元件的技術(shù)進(jìn)步，這些元件可以集成到各種可穿戴設(shè)備中(庫(kù)馬爾和維格斯瓦蘭，

　　?作者(s) 2022。開放獲取本文授權(quán)在知識(shí)共享署名4.0國(guó)際許可，允許使用、共享、適應(yīng)、分布和復(fù)制在任何媒體或格式，只要你給適當(dāng)?shù)男刨J原作者(s)和來源，提供一個(gè)鏈接到知識(shí)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(shí)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(shí)共享許可中，并且您的預(yù)期使用不被法律法規(guī)允許或超過了允許的使用，您將需要直接獲得版權(quán)所有者的許可。要 查看此許可證的副本，請(qǐng)?jiān)L問http://創(chuàng)意。org/licenses/by/4.0/.

　　2 0 1 5 ) . 將電子元件集成到紡織品中以實(shí)現(xiàn)加熱、發(fā)光、傳感和通信等功能的應(yīng)用并不限于健康監(jiān)測(cè)、康復(fù)、游戲、體育和軍事領(lǐng)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(dǎo)電紗線是該紡織品的關(guān)鍵元素和支柱，以實(shí)現(xiàn)可穿戴應(yīng)用的良好導(dǎo)電性(Ismaretal.，2018)。鍍銀導(dǎo)電紗線已廣泛應(yīng)用于可穿戴電子紡織品

　　，因?yàn)殂y是所有金屬中導(dǎo)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(shè)備和室內(nèi)應(yīng)用中具有應(yīng)用潛力

　　。關(guān)于將導(dǎo)電材料集成到紡織品中以實(shí)現(xiàn)不同的功能，針織材料的多功能性和可塑性

　　。針織技術(shù)提供了開發(fā)形狀面板和身體意識(shí)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(hù)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(guān)重要的。導(dǎo)電材料對(duì)洗滌和磨損很敏感(Hwang等。,

　　2 0 2 0 ) . 洗滌和磨損對(duì)具有導(dǎo)電材料的電子紡織品電阻的影響不容忽視，因?yàn)殡娮蛹徔椘返娜粘Ｗo(hù)理會(huì)影響導(dǎo)電性和功能。因此，導(dǎo)電針織電子紡織品的研究已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，因?yàn)檫@是產(chǎn)品開發(fā)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(duì)滯后性的擔(dān)憂將有助于一種具有集成導(dǎo)電材料的交互式針織電子紡織品在產(chǎn)品的大眾市場(chǎng)采用度、可靠性和適用性方面的潛在發(fā)展(Ismar等人，2019年)。

　　具有照明功能的電子紡織品旨在通過發(fā)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(xué)光纖(POF)的應(yīng)用通過編織和耦合到光源來實(shí)現(xiàn)照明。通過將導(dǎo)電紗線集成到POF紡織品中，實(shí)現(xiàn)了觸摸或接近敏感功能，允許控制最終產(chǎn)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(shí)現(xiàn)個(gè)性化審美特征的潛力。它可以用于各種應(yīng)用程序和場(chǎng)景，而不限于時(shí)尚、內(nèi)飾和可穿戴設(shè)備(Gong 等人，2019年;Tan等人，2021年)。

　　本文研究了用POF和鍍銀導(dǎo)電紗線編織的照明電子紡織品的耐磨性和耐磨性。在7號(hào)工業(yè)手工填充針織機(jī)中，采用鑲嵌法將pof集成到fve針織結(jié)構(gòu)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(dǎo)電線，形成電子紡織品。POF和鍍銀的導(dǎo)電紗線都是在相同的織物結(jié)構(gòu)中編織的。

　　POF是脆的，當(dāng)突然彎曲時(shí)，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(zhàn)，如滑紗、缺乏彈性

　　、紗線展開斷裂和張力等，并開發(fā)了可行的針織結(jié)構(gòu)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(fā)POF針織紡織品

　　針織機(jī)，在沒有專門的紗線供給機(jī)的情況下，使紗線從錐線上展開，以及一個(gè)更簡(jiǎn)單的即時(shí)張力調(diào)整系統(tǒng)。電腦化的針織機(jī)在針織床周圍裝有保護(hù)套，而手工操作的肥肥針織機(jī)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(diào)整張力以防止斷裂。

　　許多研究已經(jīng)評(píng)估了在洗滌或磨損后縫合在紡織品上的導(dǎo)電紗線或紗線的抗性(Briedis等人，2019年;Dourado等人。(2016);埃斯坎達(dá)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(dǎo)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(dǎo)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(shí)現(xiàn)照明功能。我們現(xiàn)在對(duì)一般導(dǎo)電紗線和紡織品的耐磨性和耐磨性的文獻(xiàn)進(jìn)行回顧，以了解機(jī)械應(yīng)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(jī)的成功商業(yè)化面臨著許多挑戰(zhàn)(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(duì)可穿戴電子紡織品的發(fā)展至關(guān)重要。許多研究者和學(xué)者探索了鍍銀導(dǎo)電紗線電子紡織品的可洗性。

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

　　。陶等人。(2017)研究了20個(gè)縫合導(dǎo)電線的織物樣品洗滌后的電阻變化?？p合導(dǎo)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(dá)到2773 Ω/m。布里迪斯等人。(2019)測(cè)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(cè)量了單銀導(dǎo)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(huán)后，兩種樣品的電阻均增加。兩項(xiàng)研究的結(jié)果表明，大部分導(dǎo)電紗線的電阻隨著洗滌循環(huán)次數(shù)的增加而增加。結(jié)果表明，洗滌影響了紡織層導(dǎo)電紗線的電性能。高伯特等人。(2020年)報(bào)道了鍍銀導(dǎo)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(dá)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(nèi)。

　　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(dǎo)電紗線的電阻變化。在洗滌試驗(yàn)中，縫制和編織樣品中的鍍銀導(dǎo)電紗線在5次洗滌循環(huán)后均達(dá)到39.3

　　-40.3Ω左右。羅茲勒等人。(2020年)分析了三種導(dǎo)電紡織品在10個(gè)洗滌循環(huán)后的電阻和損壞情況。對(duì)導(dǎo)電性的沖擊

　　10次后的紗線相對(duì)較低。通過評(píng)價(jià)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(jié)果。在較高的洗滌時(shí)間、溫度和機(jī)械作用設(shè)置下發(fā)現(xiàn)的Te斷裂明顯高于精細(xì)模式下的樣品(近6到8倍)。建議進(jìn)行精細(xì)的洗滌，以減少洗滌時(shí)對(duì)鍍銀導(dǎo)電紗線的摩擦。Repon等。(2021)檢測(cè)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(dá)到4.5Ω左右。

　　杜拉多等人。(2016)評(píng)估了繡在織物基板上的鍍銀導(dǎo)電紗線在20次洗滌和8萬次摩擦后的電阻變化。經(jīng)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(jīng)過40,000次磨損循環(huán)后，發(fā)現(xiàn)樣品上的阻力明顯增加(2.5-3倍以上)。Zaman等。(2020)詳細(xì)研究了50次清洗后繡在織物基底上的鍍銀導(dǎo)電紗制成的導(dǎo)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(jīng)過50次清洗后的2個(gè)比例。而10000次摩擦后磨損試驗(yàn)樣品的抗性變化比例增加到2。

　　Ahmmed等人(2021)檢測(cè)了鍍銀載體(SCV)導(dǎo)電紗線在25次洗滌后的電阻，每0.3 m 計(jì)長(zhǎng)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(shè)備在洗滌和磨損后集成制備的Vectran電子紗的電阻變化。經(jīng)過25次洗滌循環(huán)后，scv導(dǎo)電紗線和電子紗線的電阻達(dá)到每0.13 m長(zhǎng)度的72.16Ω。經(jīng)過800次機(jī)械磨損循環(huán)后，SCV導(dǎo)電紗和電子紗的電阻性分別提高了114.6%和240.9%。

　　在銀導(dǎo)電紗在紡織品中的應(yīng)用中，對(duì)材料的化學(xué)和機(jī)械影響對(duì)電子紡織品的發(fā)展至關(guān)重要。Zaman等。(2019年)研究了洗滌和磨損對(duì)縫合成紡織層的鍍銀導(dǎo)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(shì)。隨著洗滌循環(huán)次數(shù)和磨損循環(huán)次數(shù)的增加，抗阻性增加。

　　對(duì)導(dǎo)電紗線可洗性的大量研究表明，洗滌會(huì)影響電阻率。電阻隨洗滌周期和磨損次數(shù)的增加而增加。目前的研究主要集中在紡織品上的導(dǎo)電紗或線的可磨性和耐磨性。對(duì)銀導(dǎo)電紗和POF針織物結(jié)構(gòu)的洗滌和磨損對(duì)耐性和發(fā)光功能的損害研究有限。研究的不同之處在于它考慮了導(dǎo)電紗線和POF集成到同一針織結(jié)構(gòu)的紡織品。目前還缺乏對(duì)采用集成導(dǎo)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(dǎo)電紗線編織紡織品，使用7號(hào)工業(yè)手工肥肥針織機(jī)。研究了不同針織結(jié)構(gòu)中對(duì)紡粉和鍍銀導(dǎo)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(hào)手工肥肥針織機(jī)的照片;b用于針織電子紡織品的紗線和POF：基紗;鍍銀導(dǎo)電紗線; 和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合光學(xué)fbre(POF)

　　表1針織電子紡織品所用材料的規(guī)格說明

　　材料紗線計(jì)數(shù)組成電阻

　　鍍銀導(dǎo)電紗200 D18%銀82%尼龍< 5

　　Ω/cm

　　基礎(chǔ)紗線(Di。Ve

　　S.p.A..25 Nm95%棉5%聚酯–

　　超級(jí)愛特尼科)

　　POF (Eska?).250 mm普馬–

　　注： POF聚合物光學(xué)光纖，PMMA聚甲基丙烯酸甲酯

　　方法

　　材料

　　五種針織結(jié)構(gòu)是在一個(gè)7號(hào)手工操作的肥肥針織機(jī)(中國(guó)香港沃爾瑪)上開發(fā)的。1a) 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。針織電子紡織品中使用的材料的規(guī)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(dǎo)電紗線(18%銀，82%尼龍)一起編織

　　。未經(jīng)處理的鍍銀導(dǎo)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(dá)到照明效果。

　　雙層針織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　本研究開發(fā)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?jī)砷T課程都要手工鑲嵌一次pof。

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

　　。Te對(duì)應(yīng)回路

　　圖2fve雙針織結(jié)構(gòu)的針線符號(hào)和插圖，鑲嵌聚合光學(xué)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(dǎo)電紗線，綠色表示基線。 圖3顯示了一個(gè)“廢物部分”，它被添加到針織結(jié)構(gòu)主體的邊緣，將光源連接到紡織

　　品上進(jìn)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(jié)構(gòu)的右側(cè)，用于POF捆綁和發(fā)光二極管(LED)耦合(圖。3b). 添加到35針主體的6針廢部分。當(dāng)紡織品被鑄造時(shí)，廢物部分被切割并準(zhǔn)備用POF捆綁。

　　表2顯示了為本研究開發(fā)的fve雙針織紡織品的規(guī)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(jìn)一步開發(fā)擬議的針織電子紡織品產(chǎn)品，目標(biāo)是在接受客戶正常的家庭洗錢洗滌方法后，產(chǎn)品應(yīng)保持功能和性能。按照AATCC TM135-2018進(jìn)行。本洗滌試驗(yàn)采用惠而浦3LWTW4815FW頂部加載機(jī)。在冷洗過程中選擇了一個(gè)精細(xì)的循環(huán)(27 ± 3°C)，在整個(gè)洗滌過程中進(jìn)行了一個(gè)溫和的洗滌和紡絲運(yùn)動(dòng)。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(xué)胎兒(POF)的一部分，以及b連接在光源 上的POF束(LED聯(lián)軸器)

　　表2雙針織樣品的說明

　　針織紡織品規(guī)范dphcfchm調(diào)頻

　　針織結(jié)構(gòu)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(chǎng)每英寸

　　;密度，威爾士每英寸x球場(chǎng)每英寸

　　fnal轉(zhuǎn)速為500 rpm。制備了每種針織紡織品的樹木標(biāo)本。洗滌樣品被放置在單獨(dú)的洗衣袋中，以加強(qiáng)保護(hù)紡織品和POF束的身體，并減少每個(gè)樣品與洗滌壓載物接觸造成的摩擦。其總負(fù)荷重量為1.8 ± 0.1 kg，包括電子紡織品標(biāo)本、洗衣袋和洗滌壓艙物3 型。根據(jù)洗衣機(jī)的說明添加66 ± 1 g AATCC 1993標(biāo)準(zhǔn)參考洗滌劑。整個(gè)洗滌過程在大約40 min內(nèi)完成。每個(gè)洗滌周期后，所有洗滌后的樣品在控制溫度和相對(duì)濕度環(huán)境

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

　　測(cè)量結(jié)果

　　在處理24小時(shí)后測(cè)量洗滌前的初始電阻。使用UNI-T數(shù)字萬用表UT890C+每次清洗1到10

　　、15和20次后，也測(cè)量了所有編織織物上的每英寸阻力。

　　對(duì)洗滌樣品進(jìn)行光學(xué)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(dǎo)電紗和POFs的條件。

　　通過觀察未清洗的標(biāo)本和那些清洗了20個(gè)周期的標(biāo)本的照片，比較了照明效果。樣品在整個(gè)捕獲過程中都與一個(gè)LED光源連接。根據(jù)相機(jī)屏幕上出現(xiàn)的可見照明缺陷的水平來調(diào)整相機(jī)的設(shè)置。Te圖像是用相機(jī)設(shè)置為1/10秒拍攝的。，f/ 1.8，ISO 200。

　　根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)D4966-12，使用馬丁代爾磨損試驗(yàn)儀進(jìn)行了馬丁代爾磨損試驗(yàn)。從每一種針織紡織品中提取直徑為38毫米的圓形標(biāo)本進(jìn)行試驗(yàn)。為每個(gè)標(biāo)本準(zhǔn)備了一套單獨(dú)的標(biāo)準(zhǔn)磨砂織物(純編織精紡羊毛織物)。如標(biāo)準(zhǔn)所示，加入最高重量9 kPa，對(duì)每個(gè)試樣施加壓力。

　　使用UNI-T數(shù)字萬用表UT890C+對(duì)樣品進(jìn)行0、1000、5000、10000、15000、20000和30000次循環(huán)磨損后，測(cè)量電阻。

　　對(duì)洗滌樣品進(jìn)行數(shù)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(dǎo)電紗和POFs的條件。

　　統(tǒng)計(jì)量

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

　　結(jié)果和討論

　　洗滌后對(duì)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(huán)前后，在緯度方向上測(cè)量的不同針織紡織品的溫度阻力值。Te方差分析結(jié)果列于表4。

　　在無花果。4a，經(jīng)過20次洗滌循環(huán)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(jīng)過5、10、15和20次洗滌周期后，阻力在緯度方向上的相對(duì)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(shì)。經(jīng)過20次洗滌后，一半米蘭的阻力值變化率最高，從初始值達(dá)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(huán)

　　雙層平原平均標(biāo)準(zhǔn)差

　　半開襟羊毛衫平均標(biāo)準(zhǔn)差

　　全開襟羊毛衫平均標(biāo)準(zhǔn)差

　　半米蘭

　　平均標(biāo)準(zhǔn)差

　　全米蘭

　　平均標(biāo)準(zhǔn)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(duì)不同的針織紡織品和洗滌品進(jìn)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(gè)針織物在10、15、20洗滌循環(huán)前后的緯度阻力值(單位： Ω)，b5、10、15、20洗滌循環(huán)后的阻力相對(duì)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(shì)，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(wěn)步上升趨勢(shì)，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(dāng)。在洗滌周期10時(shí)，Te變化比上升到66.18%，在洗滌周期20時(shí)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(duì)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(jù)現(xiàn)有的研究，我們認(rèn)為導(dǎo)電紗線的電阻值隨著洗滌周期的增加而增加的趨勢(shì)(Briedis等人，2019年;埃斯坎達(dá)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(shù)針織紡織品的阻力值隨洗滌循環(huán)次數(shù)的增加呈線性趨勢(shì)。fve針織電子紡織品經(jīng)20次洗滌后的阻力變化比約為100%~235%。這些結(jié)果可以用針織紡織品的WPI和阻力隨內(nèi)環(huán)數(shù)的變化來解釋。具有米蘭結(jié)構(gòu)的針織織物在20個(gè)洗滌循環(huán)后，阻力的相對(duì)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?？梢詰岩山Y(jié)果有兩個(gè)主要原因：全米蘭的電性測(cè)量相對(duì)模糊，因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)中導(dǎo)電紗線的數(shù)字萬用計(jì)精確測(cè)量的特點(diǎn)。

　　圖5顯示了通過光學(xué)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(duì)導(dǎo)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(huán)造成的損害(圖。5 f – j ) . 淺灰色區(qū)域?yàn)殂y色涂層，深灰色區(qū)域?yàn)閯澓? 磨損后)。看著這些圖像，我們可以看到，在經(jīng)過20次洗滌循環(huán)后，導(dǎo)電紗線的銀涂層上有一些被刮傷的區(qū)域。所有針織紡織品均出現(xiàn)涂層剝落，雙平、半、全米蘭紡織品的涂層更清晰。5 f – j) . 據(jù)推測(cè)，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(duì)導(dǎo)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(dǎo)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(jī)械磨損造成少量的表面磨損。銀的進(jìn)一步降解

　　圖5針織紡織品的光學(xué)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(jī)械運(yùn)動(dòng)，從表面分離的銀涂層的表面面積隨著洗滌循環(huán)次數(shù)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(xué)顯微鏡下，洗滌前后對(duì)POF的損傷情況。在光學(xué)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(xì)的清洗周期造成的損害?？梢钥闯?，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(fā)現(xiàn)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(gè)彎曲的POF鏈，在彎曲區(qū)域周圍有兩個(gè)裂縫。為了顯示裂紋對(duì)光通道的效果，通過連接綠色LED光捕獲光學(xué)顯微鏡圖像。特光的通過在第一裂紋處結(jié)束，這可能會(huì)導(dǎo)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(fā)現(xiàn)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(jìn)行掃描電鏡觀察。每次ffe洗滌后拍攝Te圖像，觀察精細(xì)的洗滌循環(huán)對(duì)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(xué)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(jīng)過15個(gè)清洗周期后，在POF鏈上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)更深的抓痕區(qū)域，如圖所示。7 d . 經(jīng)過20 次洗滌循環(huán)后，在POF鏈的表面發(fā)現(xiàn)了大量的深劃痕。

　　用相機(jī)拍攝了fve型紡織品照明效果的洗滌結(jié)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(jīng)過20個(gè)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(diǎn)，表明pof在某些區(qū)域被打破。在樣品表面觀察到光的條紋。結(jié)果表明，洗滌效果對(duì)光照可見性的影響最小。雙平原、半和全開襟羊毛衫結(jié)構(gòu)比半和全米蘭結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出更好的照明效果。更開放的縫合顯示了更大的區(qū)域的pof，這意味著更好的照明針織電子紡織品。

　　由光學(xué)顯微鏡和照相機(jī)捕獲的Te圖像提供了證據(jù)，表明洗滌可以破壞POF鏈。在pof的光學(xué)顯微鏡圖像中，可以看到由20次洗滌循環(huán)引起的彎曲點(diǎn)和裂紋。當(dāng)樣品連接到光源時(shí)，這些損壞的點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致漏光，造成亮點(diǎn)或光條紋。通過掃描電鏡觀察到，每次洗滌周期都有劃痕，當(dāng)洗滌周期增加時(shí)更嚴(yán)重。然而，洗滌對(duì)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(biāo)準(zhǔn)差平均標(biāo)準(zhǔn)差 平均標(biāo)準(zhǔn)差 平均標(biāo)準(zhǔn)差 平均標(biāo)準(zhǔn)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(duì)不同的針織紡織品與磨損情況進(jìn)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(duì)針織紡織品的影響

　　電阻的變化

　　測(cè)量和分析了電阻，以評(píng)價(jià)本研究中檢測(cè)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(jié)果列于表6。

　　如圖所示。9a，經(jīng)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(duì)于全開襟羊毛衫樣品，經(jīng)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(jīng)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(jīng)1000、5000、10000、15000、20、20000和30000摩擦磨損后緯度方向的阻力相對(duì)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(shì)。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(duì)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(duì)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(jīng)過30,000次摩擦后，阻力的相對(duì)變化增加到48.23%。全米蘭在磨損后的相對(duì)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(dá)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(dǎo)電紗線的斷裂和涂層被摩擦掉所致。由于磨損，導(dǎo)電紗線上的銀涂層被明顯去除，并導(dǎo)致所有針織紡織品的電阻增加。經(jīng)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(diǎn)。 9b). 人們懷疑

　　，耐藥性下降的原因很少。導(dǎo)電紗磨損后的結(jié)構(gòu)松動(dòng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)接觸點(diǎn)增加。根據(jù)對(duì)紡織品中導(dǎo)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(yán)重。1 0 ) . 下降的第二個(gè)原因是磨損試驗(yàn)后的測(cè)量偏差。由于導(dǎo)電紗線松動(dòng)，觀察和選擇正確的測(cè)量點(diǎn)相對(duì)隱蔽。這些人解釋說，電子紡織品的電阻性和功能可能會(huì)受到磨損的影響， 我們得出結(jié)論，羊毛衫紡織品更可行，并有潛力開發(fā)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(xué)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(jié)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(yè)手工肥肥針織機(jī)開發(fā)的。研究了洗滌和磨損如何影響互動(dòng)POF針織紡織品的照明和導(dǎo)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(huán)密度增加(緯度尺寸減小)，洗滌后阻力值的變化率相對(duì)較高

　　。顯微觀察顯示，洗滌對(duì)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(fā)現(xiàn)了劃痕，隨著洗滌周期的增加，這種現(xiàn)象變得更加嚴(yán)重。經(jīng)過20次清洗循環(huán)后，POF表面的fbres上出現(xiàn)了彎曲點(diǎn)和裂紋。然而，在洗滌后紡織品的能見度是最小的。我們發(fā)現(xiàn)，磨損對(duì)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(dǎo)電紗線因磨損而去除銀涂層，導(dǎo)致所有針織紡織品的電阻值均增加。

　　研究得出的結(jié)論是，在所有使用POF和鍍銀導(dǎo)電紗的針織電子紡織品中，洗滌和磨損后阻力值的變化對(duì)羊毛衫(一半和全部)結(jié)構(gòu)的影響最小，而且照明缺陷的可見性持續(xù)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(yīng)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(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。作者們建議用這個(gè)未來

　　研究探討在計(jì)算機(jī)針織機(jī)上編織pof和導(dǎo)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(guī)模采用，并易于維護(hù)的時(shí)尚和內(nèi)部應(yīng)用。在清洗后，POF的照明功能是可持續(xù)的。未來使用計(jì)算機(jī)化針織機(jī)的研究將有助于POF 集成針織電子紡織品的大規(guī)模生產(chǎn)，使更廣泛的應(yīng)用成為可行。

　　縮寫

　　電子紡織品電子紡織品LED發(fā)光二極管

　　PMMA聚甲基丙烯酸甲酯POF聚合物光學(xué)光纖

　　致謝

　　作者要感謝勒巴倫國(guó)際有限公司對(duì)這項(xiàng)研究的慷慨支持和物質(zhì)贊助。

　　作者貢獻(xiàn)

　　NYKL準(zhǔn)備了工作、實(shí)驗(yàn)、數(shù)據(jù)分析的構(gòu)思和設(shè)計(jì)的草案、解釋，以及對(duì)寫作的主要貢獻(xiàn)。JT領(lǐng)導(dǎo)的研究包括 概念、方法和對(duì)寫作的主要貢獻(xiàn)。AT對(duì)這個(gè)概念和方法做出了貢獻(xiàn)。KCJC對(duì)紡織品編織和實(shí)驗(yàn)的初步部分都 有貢獻(xiàn)。所有的作者都閱讀并批準(zhǔn)了fnal的手稿。

　　作者信息

　　NYKL：在設(shè)計(jì)中的人工智能實(shí)驗(yàn)室的研究員(博士)。JT：設(shè)計(jì)藝術(shù)智能實(shí)驗(yàn)室首席運(yùn)營(yíng)官及助理中心主任

　　(博士);香港理工大學(xué)紡織與服裝學(xué)院副教授。AT：英國(guó)皇家藝術(shù)學(xué)院智能紡織品項(xiàng)目負(fù)責(zé)人(MA)和讀 者。KCJC：在設(shè)計(jì)中的人工智能實(shí)驗(yàn)室的研究助理(BA)。

　　資金：本研究由香港特別行政區(qū)政府印香港研究中心的設(shè)計(jì)人工智能實(shí)驗(yàn)室(項(xiàng)目代碼： RP3-5)資助。

　　數(shù)據(jù)和材料的可用性

　　在本研究中產(chǎn)生或分析的所有數(shù)據(jù)均包含在本文已發(fā)表的文章中。

　　聲明：競(jìng)爭(zhēng)利益

　　作者聲明他們沒有相互競(jìng)爭(zhēng)的利益。收到日期：2022年8月5日

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