采用 POF 和镀银导电纱线的发光针织电子纺织品的耐洗性和耐磨性

　　摘要：对于在电子纺织品中的导电纱线的集成，针织材料的结构多样性和延展性，在 可穿戴设备和内部的更广泛的产品应用。为了使导电材料能够被广泛采用，用户必须能够将这些材料清洗干净，作为产品维护的一部分。由聚合物光学纤维

　　(POFs)和包银导电纱线编织的交互式纺织品能够通过集成的触摸传感器系统照亮和改变颜色。目前的研究只关注导电纱线的耐磨性和耐磨性，而不是POF和 导电纱线。本研究是一个新颖的方法，研究了POF和不同环结构的复合针织织物 的耐磨性和耐磨性，以及对其照明功能的影响。在相同的织物结构中，采用7号 工业手工肥厚针织机编织。本研究探讨了洗涤和磨损对不同针织物结构中pof和 镀银导电纱线的影响，以及针织纺织品的照明功能。洗涤和磨损影响了导电纱线的耐电性。经过20次温和的清洗循环后，观察到划痕和弯曲的pof。然而，洗 涤对本研究中检测的针织电子纺织品的照明功能的影响很小。这些实验表明， 用pof和导电纱线编织的电子纺织品可以承受洗涤和磨损，因此在时尚和室内应 用中具有大众市场应用的潜力。

　　介绍：电子纺织品(电子纺织品)的技术领域是纺织业的一个新兴部门。市场研究预测，到2026年，可穿戴技术市场将从2021年的1.162亿美元增长到2.654亿美元。对智能设备的快速需求将推动未来几年市场的增长(市场和市场，2021年)。将技术应用于制造技术的跨学科研究带来了更小、更强大的电子元件的技术进步，这些元件可以集成到各种可穿戴设备中(库马尔和维格斯瓦兰，

　　©作者(s) 2022。开放获取本文授权在知识共享署名4.0国际许可，允许使用、共享、适应、分布和复制在任何媒体或格式，只要你给适当的信贷原作者(s)和来源，提供一个链接到知识共享许可，并表明如果有变化。本文中的图片或其他第三方材料都包含在文章的知识共享许可中，除非在材料的信用额度中另有说明。如果材料没有包含在文章的知 识共享许可中，并且您的预期使用不被法律法规允许或超过了允许的使用，您将需要直接获得版权所有者的许可。要 查看此许可证的副本，请访问http://创意。org/licenses/by/4.0/.

　　2 0 1 5 ) . 将电子元件集成到纺织品中以实现加热、发光、传感和通信等功能的应用并不限于健康监测、康复、游戏、体育和军事领域(阿什尔&拉什丹，2021年;Shi等人

　　，2020年;Zahid等人，2021年)。

　　在电子纺织品的制造中，导电纱线是该纺织品的关键元素和支柱，以实现可穿戴应用的良好导电性(Ismaretal.，2018)。镀银导电纱线已广泛应用于可穿戴电子纺织品

　　，因为银是所有金属中导电性最高的，具有成本有效和低过敏性(Atwa等人，2015; Chui等人，2016)。这些纱线在电子纺织品的可穿戴设备和室内应用中具有应用潜力

　　。关于将导电材料集成到纺织品中以实现不同的功能，针织材料的多功能性和可塑性

　　。针织技术提供了开发形状面板和身体意识服装所需的弹性和性感性(Chen et al.， 2020)。

　　为了广泛采用电子纺织品，必须提供日常维护的解决方案。因此，研究典型的洗衣条件如何影响它们的功能是至关重要的。导电材料对洗涤和磨损很敏感(Hwang等。,

　　2 0 2 0 ) . 洗涤和磨损对具有导电材料的电子纺织品电阻的影响不容忽视，因为电子纺织品的日常护理会影响导电性和功能。因此，导电针织电子纺织品的研究已成为人们关注的焦点，因为这是产品开发中需要克服的主要问题之一(侯赛因&布拉德福德，2021

　　;Van der Velden et al.，2015)。了解对滞后性的担忧将有助于一种具有集成导电材料的交互式针织电子纺织品在产品的大众市场采用度、可靠性和适用性方面的潜在发展(Ismar等人，2019年)。

　　具有照明功能的电子纺织品旨在通过发光和改变颜色来增加交互性。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合物光学光纤(POF)的应用通过编织和耦合到光源来实现照明。通过将导电纱线集成到POF纺织品中，实现了触摸或接近敏感功能，允许控制最终产品的照明和变色效果(Tan等人，2019年)。由于POF的变色特性，它具有实现个性化审美特征的潜力。它可以用于各种应用程序和场景，而不限于时尚、内饰和可穿戴设备(Gong 等人，2019年;Tan等人，2021年)。

　　本文研究了用POF和镀银导电纱线编织的照明电子纺织品的耐磨性和耐磨性。在7号工业手工填充针织机中，采用镶嵌法将pof集成到fve针织结构中。我们针织电子纺织品以棉混纺线作为基线，用基线编织镀银导电线，形成电子纺织品。POF和镀银的导电纱线都是在相同的织物结构中编织的。

　　POF是脆的，当突然弯曲时，POF的核心容易断裂。T破碎的核心破坏了光的传输，并影响了纺织品的照明。在以往的研究中讨论了针织POF面临的挑战，如滑纱、缺乏弹性

　　、纱线展开断裂和张力等，并开发了可行的针织结构来克服POF的整体特性。陈等人的研究。(2020年)专注于通过手工脂肪开发POF针织纺织品

　　针织机，在没有专门的纱线供给机的情况下，使纱线从锥线上展开，以及一个更简单的即时张力调整系统。电脑化的针织机在针织床周围装有保护套，而手工操作的肥肥针织机暴露了针织床，使研究人员能够在制造过程中观察纺织品的特写，允许立即调整张力以防止断裂。

　　许多研究已经评估了在洗涤或磨损后缝合在纺织品上的导电纱线或纱线的抗性(Briedis等人，2019年;Dourado等人。(2016);埃斯坎达里安等人，2020年;林茨

　　，2011年;帕科娃和维伊，2014年;索弗罗诺娃和安吉洛娃，2020年;陶等人，2017 年;Zaman等人，2020年)。然而，采用集成POF和镀银导电纱线的针织电子纺织品目前尚未得到充分探索。研究了用POF和银导电纱线制成的针织纺织品的可磨性和耐磨性

　　，通过与光源连接实现照明功能。我们现在对一般导电纱线和纺织品的耐磨性和耐磨性的文献进行回顾，以了解机械应力后电阻的变化。

　　就可靠性和耐久性而言，电子纺织品原型机的成功商业化面临着许多挑战(侯赛因和布拉德福德，2021年)。纺织品在洗涤后保持其电性能的能力对可穿戴电子纺织品的发展至关重要。许多研究者和学者探索了镀银导电纱线电子纺织品的可洗性。

　　Linz(2011)将刺绣的导电纱线在洗涤20次后进行了检测，其电阻从1Ω上升到8.5Ω

　　。陶等人。(2017)研究了20个缝合导电线的织物样品洗涤后的电阻变化。缝合导电螺纹的温度阻力在10次洗涤后逐渐增加，在50次洗涤后甚至达到2773 Ω/m。布里迪斯等人。(2019)测量了缝合在织物基底上后的电阻变化。在17次洗涤后，阻力增加到初始阻力的近10倍。索弗罗诺娃和安杰洛娃(2020)测量了单银导电纱线和编织物纱线洗涤后的阻力。在洗涤一次、三次和ffe循环后，两种样品的电阻均增加。两项研究的结果表明，大部分导电纱线的电阻随着洗涤循环次数的增加而增加。结果表明，洗涤影响了纺织层导电纱线的电性能。高伯特等人。(2020年)报道了镀银导电纱线在洗涤30次后的电阻增加(与未洗涤值的比例为19.3)。观察尼龙纱芯线银层的去除， 纱线损伤明显。埃斯坎达里安等人。(2020年)解释了银纱织物样品在洗涤后的阻力增加在100%到300%的范围内。

　　Parkova和Vi(2014)研究了缝在织物基板和集成编织织物上的镀银导电纱线的电阻变化。在洗涤试验中，缝制和编织样品中的镀银导电纱线在5次洗涤循环后均达到39.3

　　-40.3Ω左右。罗兹勒等人。(2020年)分析了三种导电纺织品在10个洗涤循环后的电阻和损坏情况。对导电性的冲击

　　10次后的纱线相对较低。通过评价10次洗涤周期后的x射线显微镜图像观察到的断裂， 显示了Te结果。在较高的洗涤时间、温度和机械作用设置下发现的Te断裂明显高于精细模式下的样品(近6到8倍)。建议进行精细的洗涤，以减少洗涤时对镀银导电纱线的摩擦。Repon等。(2021)检测了一系列使用镀银聚酰胺纱的针织织物，其中一些织物在5次洗涤周期后从1.8Ω达到4.5Ω左右。

　　杜拉多等人。(2016)评估了绣在织物基板上的镀银导电纱线在20次洗涤和8万次摩擦后的电阻变化。经过9次洗涤后，Te阻力迅速增加(从约20 Ω增加到90 Ω)。作者怀疑，在镀银层的洗涤过程中丢失了。经过40,000次磨损循环后，发现样品上的阻力明显增加(2.5-3倍以上)。Zaman等。(2020)详细研究了50次清洗后绣在织物基底上的镀银导电纱制成的导电织物的清洗损伤以及马丁代尔磨损造成的损伤。Te表面电阻增加到1。经过50次清洗后的2个比例。而10000次摩擦后磨损试验样品的抗性变化比例增加到2。

　　Ahmmed等人(2021)检测了镀银载体(SCV)导电纱线在25次洗涤后的电阻，每0.3 m 计长度从0.84Ω增加到1.9Ω。此外，西姆格诺等人。(2021)研究了将SCV与表面安装的电子设备在洗涤和磨损后集成制备的Vectran电子纱的电阻变化。经过25次洗涤循环后，scv导电纱线和电子纱线的电阻达到每0.13 m长度的72.16Ω。经过800次机械磨损循环后，SCV导电纱和电子纱的电阻性分别提高了114.6%和240.9%。

　　在银导电纱在纺织品中的应用中，对材料的化学和机械影响对电子纺织品的发展至关重要。Zaman等。(2019年)研究了洗涤和磨损对缝合成纺织层的镀银导电纱线的影响

　　。洗涤10次和磨损3000次后的电阻变化呈线性趋势。随着洗涤循环次数和磨损循环次数的增加，抗阻性增加。

　　对导电纱线可洗性的大量研究表明，洗涤会影响电阻率。电阻随洗涤周期和磨损次数的增加而增加。目前的研究主要集中在纺织品上的导电纱或线的可磨性和耐磨性。对银导电纱和POF针织物结构的洗涤和磨损对耐性和发光功能的损害研究有限。研究的不同之处在于它考虑了导电纱线和POF集成到同一针织结构的纺织品。目前还缺乏对采用集成导电纱线的POF针织纺织品的洗涤、磨损问题及其照明效果的研究。用POFs和银导电纱线编织纺织品，使用7号工业手工肥肥针织机。研究了不同针织结构中对纺粉和镀银导电纱的影响，以及针织织物洗涤后的照明效果。

　　图1显示7号手工肥肥针织机的照片;b用于针织电子纺织品的纱线和POF：基纱;镀银导电纱线; 和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合光学fbre(POF)

　　表1针织电子纺织品所用材料的规格说明

　　材料纱线计数组成电阻

　　镀银导电纱200 D18%银82%尼龙< 5

　　Ω/cm

　　基础纱线(Di。Ve

　　S.p.A..25 Nm95%棉5%聚酯–

　　超级爱特尼科)

　　POF (Eska™).250 mm普马–

　　注： POF聚合物光学光纤，PMMA聚甲基丙烯酸甲酯

　　方法

　　材料

　　五种针织结构是在一个7号手工操作的肥肥针织机(中国香港沃尔玛)上开发的。1a) 进行实验。针织电子纺织品中使用的材料的规格见表1，照片如图所示。1b. 本研究以5.2Nm 95%棉，5%聚酯纱线为基纱，与200D镀银导电纱线(18%银，82%尼龙)一起编织

　　。未经处理的镀银导电纱的电阻为<5 Ω/cm。0 . 2 5 毫米E s k a ™ 所有针织纺织品均选中PMMA POF，以达到照明效果。

　　双层针织结构设计

　　本研究开发了5种针织、针织、脱针的双针织纺织品，包括双针织、半开襟羊毛衫、全开襟羊毛衫、半米兰和全米兰。四件0.25 mm的Eska™ 在编织过程中，每两门课程都要手工镶嵌一次pof。

　　图2说明了fve双针织结构的编织符号，表明了pof被镶嵌的位置。四个不同的符号表示fve不同类型的针：十字意味着技术前针织针，白色圆圈与黑色轮廓意味着技术针织针，黑色圆圈意味着皱缝，一个空盒子意味着错过针和左箭头意味着镶嵌港口的礼物

　　。Te对应回路

　　图2fve双针织结构的针线符号和插图，镶嵌聚合光学纤维(POF)：双平，一半的开襟羊毛衫，一半的米兰;和完整的米兰

　　形成和镶嵌的基线，其中灰色表示基纱，红色表示镀银导电纱线，绿色表示基线。 图3显示了一个“废物部分”，它被添加到针织结构主体的边缘，将光源连接到纺织

　　品上进行照明效果(Chen et al.，2020)。在无花果。3a，废物部分包括部分POF马驹，并被添加到结构的右侧，用于POF捆绑和发光二极管(LED)耦合(图。3b). 添加到35针主体的6针废部分。当纺织品被铸造时，废物部分被切割并准备用POF捆绑。

　　表2显示了为本研究开发的fve双针织纺织品的规格，包括双平(DP)、半开羊毛(HC

　　)、全开羊毛(FC)、半米兰(HM)和全开羊毛(FM)。fve针织纺织品的每英寸(WP I)/层(CPI)分别为7.77/11.33、5.74/8.38、6.5/9.55、8.74/8.59和8.89/15.29。

　　fve针织纺织品的Te密度分别为88.05、48.12、62.1、75.01和135.94。

　　清洗干燥

　　为了进一步开发拟议的针织电子纺织品产品，目标是在接受客户正常的家庭洗钱洗涤方法后，产品应保持功能和性能。按照AATCC TM135-2018进行。本洗涤试验采用惠而浦3LWTW4815FW顶部加载机。在冷洗过程中选择了一个精细的循环(27 ± 3°C)，在整个洗涤过程中进行了一个温和的洗涤和纺丝运动。搅拌速度为27冲程/分

　　图显示了“废物部分”，即针织纺织品主体的聚合光学胎儿(POF)的一部分，以及b连接在光源 上的POF束(LED联轴器)

　　表2双针织样品的说明

　　针织纺织品规范dphcfchm调频

　　针织结构双层平原一半毛衣全开襟羊毛衫半米兰全米兰

　　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，双平原(DP);HC，半开衫;FC，全开衫;HM，半米兰;FM，全米兰;WPI，威尔士每英寸;CPI，球场每英寸

　　;密度，威尔士每英寸x球场每英寸

　　fnal转速为500 rpm。制备了每种针织纺织品的树木标本。洗涤样品被放置在单独的洗衣袋中，以加强保护纺织品和POF束的身体，并减少每个样品与洗涤压载物接触造成的摩擦。其总负荷重量为1.8 ± 0.1 kg，包括电子纺织品标本、洗衣袋和洗涤压舱物3 型。根据洗衣机的说明添加66 ± 1 g AATCC 1993标准参考洗涤剂。整个洗涤过程在大约40 min内完成。每个洗涤周期后，所有洗涤后的样品在控制温度和相对湿度环境

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

　　测量结果

　　在处理24小时后测量洗涤前的初始电阻。使用UNI-T数字万用表UT890C+每次清洗1到10

　　、15和20次后，也测量了所有编织织物上的每英寸阻力。

　　对洗涤样品进行光学显微镜(徕卡DFC290HD)和扫描电镜(日立桌面显微镜TM3000) 观察，研究了包银导电纱和POFs的条件。

　　通过观察未清洗的标本和那些清洗了20个周期的标本的照片，比较了照明效果。样品在整个捕获过程中都与一个LED光源连接。根据相机屏幕上出现的可见照明缺陷的水平来调整相机的设置。Te图像是用相机设置为1/10秒拍摄的。，f/ 1.8，ISO 200。

　　根据ASTM标准D4966-12，使用马丁代尔磨损试验仪进行了马丁代尔磨损试验。从每一种针织纺织品中提取直径为38毫米的圆形标本进行试验。为每个标本准备了一套单独的标准磨砂织物(纯编织精纺羊毛织物)。如标准所示，加入最高重量9 kPa，对每个试样施加压力。

　　使用UNI-T数字万用表UT890C+对样品进行0、1000、5000、10000、15000、20000和30000次循环磨损后，测量电阻。

　　对洗涤样品进行数字显微镜(徕卡DFC290HD)和扫描电镜(日立桌面显微镜TM3000) 观察，研究镀银导电纱和POFs的条件。

　　统计量

　　在95%可信限(显著性水平α = 0.05)下进行单因素方差分析(方差分析);使用SPSS统计不同针织纺织品和磨损后的阻力26。

　　结果和讨论

　　洗涤后对针织纺织品的影响

　　电阻的变化

　　表3记录了在1至10、15和20次洗涤循环前后，在纬度方向上测量的不同针织纺织品的温度阻力值。Te方差分析结果列于表4。

　　在无花果。4a，经过20次洗涤循环后，双平原在所有针织纺织品纬向上的阻力值最高

　　(19.75Ω/inn)。半开襟羊毛衫的阻力值第二高(11.62Ω/inc)。半米兰的Te电阻值从初始值(2.99Ω/inn)增加到10.02Ω/in。在fve不同的针织纺织品中，全米兰纺织品在20次洗涤后的阻力值最低(7.11Ω/英寸)。

　　图4b显示了fve针织纺织品经过5、10、15和20次洗涤周期后，阻力在纬度方向上的相对变化(从初始(未洗涤)值开始的阻力变化百分比)的比值。所有fve针织纺织品的阻力演化均呈线性趋势。经过20次洗涤后，一半米兰的阻力值变化率最高，从初始值达到235%以上。全部

　　表3fve针织纺织品在1~10、15、20次洗涤周期前后纬度方向的电阻值(单位：Ω)

　　电阻(Ω/英寸)

　　针织纺织品清洗循环

　　双层平原平均标准差

　　半开襟羊毛衫平均标准差

　　全开襟羊毛衫平均标准差

　　半米兰

　　平均标准差

　　全米兰

　　平均标准差

　　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对不同的针织纺织品和洗涤品进行了单向方差分析

　　方差来源平方和df均方Fp‑ valu e

　　不同针织纺织品洗涤后的性2673.41912222.78511.71<

　　60.0001

　　洗涤后的双平阻力1257.34012104.77866.977<

　　0.0001

　　洗后耐半开襟羊毛衫312.2411226.020240.812<

　　0.0001

　　洗后抗全开襟羊毛衫199.6001216.633261.678<

　　0.0001

　　洗涤后的一半米兰阻力383.4151231.951487.647<

　　0.0001

　　洗涤后完全抵抗米兰315.3411226.278571.694<

　　0.0001

　　图4a1个针织物在10、15、20洗涤循环前后的纬度阻力值(单位： Ω)，b5、10、15、20洗涤循环后的阻力相对变化(%)和纬度方向的线性回归。注：DP，双平装;HC，半开襟羊毛衫;FC，全开襟羊毛衫;HM，半米兰;FM，全米兰

　　米兰纺织品的变化率也有类似的趋势，在洗涤周期10后上升了近100%。在洗涤周期20 后，其阻力值上升到约196%，然后下降到158.55%。

　　半开襟羊毛衫从洗涤周期1到10次呈稳步上升趋势，20次洗涤后其初始阻力值增加了一倍(103.86%)。在洗涤周期10后，其电阻值上升至38.95%，在洗涤周期15后上升至80.35%。全开襟羊毛衫纺织品与半开襟羊毛衫纺织品的变化比例相似。从第10周期后的43.13%增加到第15周期后的81.04%。20次洗涤后的Te变化率为119.43%。

　　虽然双平原洗涤后的阻力值最高，但20次洗涤后的变化率与半羊毛和全开襟羊毛衫相当。在洗涤周期10时，Te变化比上升到66.18%，在洗涤周期20时上升到121.16%。

　　半米兰样品和全米兰样品洗涤前后电阻值的变化比相对较高，这可以用纬度尺寸的减小来解释。我们怀疑，与双普通(-3.79%)、一半(2.52%)和全羊毛衫(-1.8%)相比，一半(-4.76%)和全米兰(-5.41%)的纺织品收缩率更大。

　　根据现有的研究，我们认为导电纱线的电阻值随着洗涤周期的增加而增加的趋势(Briedis等人，2019年;埃斯坎达里安等人，2020年;索弗罗诺娃和安杰洛娃，2020 年;uz Zaman等人，2019年)。尽管本研究中大多数针织纺织品的阻力值随洗涤循环次数的增加呈线性趋势。fve针织电子纺织品经20次洗涤后的阻力变化比约为100%~235%。这些结果可以用针织纺织品的WPI和阻力随内环数的变化来解释。具有米兰结构的针织织物在20个洗涤循环后，阻力的相对变化有更大的增加。在图。4a，b， 注意到20次洗涤后全米兰的阻力值下降。可以怀疑结果有两个主要原因：全米兰的电性测量相对模糊，因为它的结构比其他收紧。全米兰的收缩增加了织物中缝合的密度

　　。提高了镀银紧凑结构中导电纱线的数字万用计精确测量的特点。

　　图5显示了通过光学显微镜和扫描电镜观察到的针织纺织品的图像和洗涤前后对导电纱线的损伤。图5a-e是在清洗前捕捉到的图像。在20次清洗后捕获图像，以确定微妙的清洗循环造成的损害(图。5 f – j ) . 浅灰色区域为银色涂层，深灰色区域为划痕( 磨损后)。看着这些图像，我们可以看到，在经过20次洗涤循环后，导电纱线的银涂层上有一些被刮伤的区域。所有针织纺织品均出现涂层剥落，双平、半、全米兰纺织品的涂层更清晰。5 f – j) . 据推测，抗性的变化比例较高。4b)由于在图中观察到的涂层剥离。5i, j.

　　与未水洗的半开襟羊毛衫相比，对导电纱线表面的损伤不大。5g). 在无花果。5h后

　　，在全开襟羊毛衫样品中观察到一层导电纱线上的涂层有大量划痕。显微镜下观察未清洗的银纱，在编织过程中由于机械磨损造成少量的表面磨损。银的进一步降解

　　图5针织纺织品的光学显微镜和扫描电镜图像：洗前双平，洗前半开襟羊毛衫，洗前全羊毛衫，洗前半米兰，洗20次后半开襟羊毛衫，洗20次后半开襟羊毛衫，洗20次后半米兰;洗20次后满米兰

　　洗涤后观察纱线。由于洗涤过程中的机械运动，从表面分离的银涂层的表面面积随着洗涤循环次数的增加而增加。

　　洗涤后POF线及照明效果的观察

　　图6显示了在光学显微镜下，洗涤前后对POF的损伤情况。在光学显微镜下观察样品体 的POF。每次ffe清洗后拍摄Te图像，观察精细的清洗周期造成的损害。可以看出，在fve洗涤后，POF的外观变化不大。6a, b). 在一些针织纺织品中，发现了弯曲的pof， 如图所示。6 c . 在洗涤周期10完成后，在每种纺织品中都有一些POF股的裂缝(图。6d). 图6e显示了一个弯曲的POF链，在弯曲区域周围有两个裂缝。为了显示裂纹对光通道的效果，通过连接绿色LED光捕获光学显微镜图像。特光的通过在第一裂纹处结束，这可能会导致表面的光泄漏。在洗了20次后，在其中一件针织纺织品中发现了一条断裂的POF链。6f).

　　图7显示了用未清洗POF的扫描电镜观察到的清洗前后POF的损伤，如图所示。8 a . 从织物样品中剪出Te POF，进行扫描电镜观察。每次ffe洗涤后拍摄Te图像，观察精细的洗涤循环对POF造成的损害。在5次和10次清洗后，POF表面有一些浅的划痕。7 b , c ) .

　　图6洗涤前后POF光学显微图像：洗5次后原b;洗10次后c和d洗15次后e，洗20次后f

　　图7洗涤前后POF的SEM图像：a洗涤前b5次后c10次后c15次后d20次后e

　　经过15个清洗周期后，在POF链上发现了一个更深的抓痕区域，如图所示。7 d . 经过20 次洗涤循环后，在POF链的表面发现了大量的深划痕。

　　用相机拍摄了fve型纺织品照明效果的洗涤结果。图中显示了所有fve类型纺织品洗涤前后的照明比较。8 . 图8a-e是针织物的图像

　　图8.洗涤前纺织品的照明效果：双平原半开襟羊毛衫半米兰全羊毛衫洗20次后半开襟羊毛衫我半米兰和全米兰

　　洗涤前取的纺织品;无花果。8f-j是经过20个清洗周期后捕获的图像。通过连接光源捕获Te图像，观察洗涤后的照明效果。在纺织品上可见一些亮光点，表明pof在某些区域被打破。在样品表面观察到光的条纹。结果表明，洗涤效果对光照可见性的影响最小。双平原、半和全开襟羊毛衫结构比半和全米兰结构表现出更好的照明效果。更开放的缝合显示了更大的区域的pof，这意味着更好的照明针织电子纺织品。

　　由光学显微镜和照相机捕获的Te图像提供了证据，表明洗涤可以破坏POF链。在pof的光学显微镜图像中，可以看到由20次洗涤循环引起的弯曲点和裂纹。当样品连接到光源时，这些损坏的点会导致漏光，造成亮点或光条纹。通过扫描电镜观察到，每次洗涤周期都有划痕，当洗涤周期增加时更严重。然而，洗涤对纺织品的照明功能和可见性的影响很小。虽然变化的比率在

　　表5fve针织物在1000、5000、10000、15000、20000、20000、30000次摩擦前后的阻力值( 单位： Ω)

　　电阻(Ω/英寸)

　　针织的纺织法典 双层平原半开襟羊毛衫 全开襟羊毛衫 半米兰 全米兰

　　拉布 平均标准差平均标准差 平均标准差 平均标准差 平均标准差

　　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对不同的针织纺织品与磨损情况进行了单向方差分析

　　方差来源 平方和 df 均方 F p‑ valu e

　　不同针织纺织品耐磨损性515.595685.9337.803 <

　　0.001

　　磨损后双抗平性能1198.7626199.79460.722 <

　　0.001

　　磨损后的半开衫76.868612.8116.354 < 0.001

　　磨损后的全开襟羊毛衫30.85365.1422.914 0.012

　　磨损后的半米兰阻力32.65565.4426.459 <

　　0.001

　　磨损后的完全抗米兰性3.13360.5226.784 <

　　0.001

　　　　所有fve针织纺织品的阻力均随洗涤周期的增加而增加，针织电子纺织品的照明效果不受洗涤的影响。

　　磨损后对针织纺织品的影响

　　电阻的变化

　　测量和分析了电阻，以评价本研究中检测的针织纺织品的磨损效果。表5记录了1000、5000、10000、15000、20000、00和30000次摩擦磨损前后不同样品在纬度方向上的Te 阻力值。Te方差分析结果列于表6。

　　如图所示。9a，经过30000次摩擦后，双普通纺织品在所有针织纺织品的纬度方向上的阻力值最高(16.28Ω/inc)(表5)。半羊毛衫磨30000次摩擦后纬度方向的抗性值为6.02Ω/in。对于全开襟羊毛衫样品，经过30,000次摩擦后的耐磨性为5.91Ω/英寸

　　。半米兰纺织品的抗性值为5.66Ω/in。在不同的针织纺织品中，全米兰纺织品在经过30,000次摩擦后的耐药性值最低(4.94Ω/英寸)。

　　图9b显示了fve针织纺织品经1000、5000、10000、15000、20、20000和30000摩擦磨损后纬度方向的阻力相对变化(初始未磨损值的阻力变化百分比)的比值。所有fve的抗性演化均呈线性趋势。为的电阻的Te变化比

　　图9阻力值(单位： Ω)的纬度方向不同的编织纺织品磨损前后从1000、5000、10000,15000、20000和30000摩擦和b相对变化阻力(%)和线性回归的方向不同的纺织品磨损后从1000、5000、

　　10000、15000、20000和30000摩擦。注： DP，双平原;HC，半开襟羊毛衫;FC，全开襟羊毛衫; HM，半米兰;和FM，全米兰

　　针织电子纺织品磨损后变化。半羊毛衫磨3万次摩擦后的相对变化值Te比分别为15.18% 和15.83%。半米兰是针织纺织品的第二高部分，经过30,000次摩擦后，阻力的相对变化增加到48.23%。全米兰在磨损后的相对抗性变化也有类似的变化，在30,000次摩擦后上升到38.53%。双平磨30000次摩擦后阻力值变化比最高，与初始值相比达到100%以上。磨蚀10000次后，磨蚀后变化迅速，阻力值上升到47.08%。

　　磨损后耐药性的增加可能是由于导电纱线的断裂和涂层被摩擦掉所致。由于磨损，导电纱线上的银涂层被明显去除，并导致所有针织纺织品的电阻增加。经过2 0 0 0 0 次摩擦磨损后， 可以注意到一半米兰( - 1 1 . 3 7 % ) 和两种开襟羊毛衫( -

　　3 0 . 4 1 % 和全开襟羊毛衫- 2 2 . 9 6 % ) 的针织纺织品有下降点。 9b). 人们怀疑

　　，耐药性下降的原因很少。导电纱磨损后的结构松动，导致结构内接触点增加。根据对纺织品中导电纱线的显微镜观察，磨损后银涂层从表面脱落的影响很严重。1 0 ) . 下降的第二个原因是磨损试验后的测量偏差。由于导电纱线松动，观察和选择正确的测量点相对隐蔽。这些人解释说，电子纺织品的电阻性和功能可能会受到磨损的影响， 我们得出结论，羊毛衫纺织品更可行，并有潜力开发出能够承受表面磨损的交互式纺织品。

　　图10.针织纺织品磨损20000次摩擦前后的光学显微镜图像：半开襟羊毛衫;b全开襟羊毛衫

　　;和c一半米兰

　　结论

　　五种照明交互式POF针织纺织品——双普通，一半和全开襟羊毛衫，一半和全米兰—— 是使用工业手工肥肥针织机开发的。研究了洗涤和磨损如何影响互动POF针织纺织品的照明和导电性。随着洗涤周期的增加，所有fve样品的温度电阻值均有所增加。由于一半和全米兰纺织品的环密度增加(纬度尺寸减小)，洗涤后阻力值的变化率相对较高

　　。显微观察显示，洗涤对POF的损害，注入了POF针织纺织品的照明效果。在ffe洗涤后

　　，在POF的表面发现了划痕，随着洗涤周期的增加，这种现象变得更加严重。经过20次清洗循环后，POF表面的fbres上出现了弯曲点和裂纹。然而，在洗涤后纺织品的能见度是最小的。我们发现，磨损对所有针织纺织品的阻力变化都有不同的影响。随着磨损周期的增加，双普通织物的抗蚀性明显提高。在显微镜下，导电纱线因磨损而去除银涂层，导致所有针织纺织品的电阻值均增加。

　　研究得出的结论是，在所有使用POF和镀银导电纱的针织电子纺织品中，洗涤和磨损后阻力值的变化对羊毛衫(一半和全部)结构的影响最小，而且照明缺陷的可见性持续不变。缝合的开放性也为POF的照明具有更好的可见性。针织电子纺织品的电阻特性是决定其应用的主要性能之一。然而，在同一织物中整合了POF的电子纺织品中，洗涤和磨损后的照明效果也是进一步发展的关键。作者们建议用这个未来

　　研究探讨在计算机针织机上编织pof和导电纱线是否可行。研究表明，针织纺织品在日常生活中使用是可行的，并更有可能被大规模采用，并易于维护的时尚和内部应用。在清洗后，POF的照明功能是可持续的。未来使用计算机化针织机的研究将有助于POF 集成针织电子纺织品的大规模生产，使更广泛的应用成为可行。

　　缩写

　　电子纺织品电子纺织品LED发光二极管

　　PMMA聚甲基丙烯酸甲酯POF聚合物光学光纤

　　致谢

　　作者要感谢勒巴伦国际有限公司对这项研究的慷慨支持和物质赞助。

　　作者贡献

　　NYKL准备了工作、实验、数据分析的构思和设计的草案、解释，以及对写作的主要贡献。JT领导的研究包括 概念、方法和对写作的主要贡献。AT对这个概念和方法做出了贡献。KCJC对纺织品编织和实验的初步部分都 有贡献。所有的作者都阅读并批准了fnal的手稿。

　　作者信息

　　NYKL：在设计中的人工智能实验室的研究员(博士)。JT：设计艺术智能实验室首席运营官及助理中心主任

　　(博士);香港理工大学纺织与服装学院副教授。AT：英国皇家艺术学院智能纺织品项目负责人(MA)和读 者。KCJC：在设计中的人工智能实验室的研究助理(BA)。

　　资金：本研究由香港特别行政区政府印香港研究中心的设计人工智能实验室(项目代码： RP3-5)资助。

　　数据和材料的可用性

　　在本研究中产生或分析的所有数据均包含在本文已发表的文章中。

　　声明：竞争利益

　　作者声明他们没有相互竞争的利益。收到日期：2022年8月5日

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　　出版商的注意事项

　　《施普林格自然》杂志对已出版的地图和机构纠纷中的管辖权主张保持中立。