织物表面丝印天线基UHF-RFID标签机洗失效及涂层优化

来源 :东华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuanka11
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着超高频射频识别(Ultrahigh Frequency-Radio Frequency Identification,UHF-RFID)技术在柔性电子纺织品和纺织服装产品全生命周期溯源中更加深入的应用,织物基标签将呈现可以预期的巨大应用市场和前景。但是此类标签一般以织物表面印刷天线与芯片互联而成,其耐机洗性相对较差。在标签表面施加涂层是最直接、有效的解决方案之一。常见的涂层材料包括环氧树脂、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、热塑性聚氨酯(TPU)、纺织胶和硅橡胶等。此外,为了使涂层工艺更加简洁,减少高温处理并保持标签整体柔性,丝网印刷光固化树脂正成为传统手涂和浸涂的替代方案。现有研究已经初步探索标签经这些涂层材料处理后的耐机洗性,但是缺乏研究标签在机洗中的涂层变化过程和读取失效破坏机理,因此尚未形成改善织物基UHFRFID标签耐机洗性的一般涂层方法和优化工艺。针对标签在企业及消费者产品管理应用中面临的耐机洗性差的技术难题,本课题逐步探究标签的机洗失效过程和失效模式、聚氨酯丙烯酸酯(PUA)涂层对标签的机洗保护和作用机理以及标签的耐机洗改进措施。具体的研究内容和结论如下:(1)通过评价标签机洗前后的形态结构及读取性能,明确织物基UHF-RFID标签的机洗失效过程和失效模式。研究发现,丝网印刷的织物基UHF-RFID标签不可耐受1次机洗,机洗失效是由天线导体产生的大量裂纹、断裂和局部脱落造成的,且随着机洗进行天线导体的损伤加剧。统计分析发现,天线导体的机洗破坏多发生在弯折部位,这是由应力集中造成的。基于此,进一步结合机洗环境设计相应的弯曲、扭转和摩擦循环试验,研究发现应力作用使天线导体的线电阻增加,其中扭转作用的影响最剧烈,经300次扭转循环试验后电阻增加超过60%。(2)通过在标签表面施加PUA涂层,分别探究不同方式和配比的涂层对标签的机洗保护和作用机理。PUA涂层是通过丝网印刷的方式施加到标签表面的,为了诱导天线层处于复合结构的中性层位置,反复印刷-固化制备涂1层、2层和正反面分别涂1层、2层、5层的5类标签。研究发现虽然涂层使标签的抗弯刚度显著增加,但是正反面分别涂2层、5层时涂层对织物的附着力较强,并且可耐受一定压力下的弯折作用,说明正反面均涂层促使天线层接近中性层位置,因此标签表面的裂纹和断裂急剧减少并可耐受3次机洗。在此基础上,继续探究涂层体系配比对标签耐机洗性的影响。PUA体系中活性稀释剂含量直接影响涂层在织物表面的渗透和扩散,固化后通过其表面能影响标签的耐机洗性。因此分别配制活性稀释剂含量为30%、40%和50%的三种涂层,研究发现稀释剂含量为40%时,PUA涂层粘度适中,疏水性能有所提高,均匀覆盖在天线导体表面。因此,天线导体受到的应力作用减轻,裂纹或断裂减少至1~2处,标签最多可耐受5次机洗。结合上述试验结果研究发现,在机洗试验中天线导体产生断裂或裂纹是其固有缺陷,而且裂纹或断裂的产生、扩展受到织物孔隙和纹理结构的影响。(3)以上述研究发现为基础,探究采用增加界面层改善标签耐机洗性的可行性。在织物基底和天线导体之间增加界面层后的耐机洗试验结果表明,界面层可以阻止机械应力在经纬纱线交织位置的集中作用,从而减缓裂纹产生和扩展,提高标签的耐机洗性。结合上一研究内容,在标签正反面均涂5层PUA(稀释剂含量为40%)后,天线导体不受织物结构和孔隙的影响,受到的机洗破坏进一步减轻,标签最多可耐受8次机洗。综上所述,通过对丝印织物基UHF-RFID标签耐机洗涂层的研究,明确了标签的机洗失效过程,揭示了涂层方式和涂层体系配比对标签耐机洗性的影响,提出并检验了改善标签耐机洗性的具体措施,为此类标签的工业化制备和应用奠定了基础。
其他文献
飞艇蒙皮材料在生产制备过程中要承受长时间的高温高压,同时,在日常使用和运输过程中,其材料本身又要承受阵风、雨雪、外界温度变化引发的热胀冷缩、多次回收-释放等过程引发的张力变化,飞艇蒙皮材料通常处于反复加载-卸载的状态,在上述过程中飞艇蒙皮材料会发生损伤和变形。材料损伤的萌生、扩展以及变形本质上是能量的非均匀耗散的过程,在缺乏深入了解飞艇蒙皮材料的损伤与失效机制时,采用能量与形变相结合的分析方法,更
近年来,为满足盲人出行避障及导航定位的需求,市场上出现了越来越多的导盲仪产品。定位芯片的精进和北斗卫星导航系统的应用已经使导盲仪的定位精度得到了提升。随着信息时代的发展和对盲人监护的不断加强,对导盲仪配套软件提出了相应的要求,如何实现盲人位置信息的实时获取以及出行轨迹的远程监控成为了有待解决的关键问题。针对这个问题,本文设计了一个导盲仪定位和通信软件系统,该系统包括定位模块和通信模块,定位模块实现
段彩纱色彩丰富,层次感强,可以满足人们对服装的个性化需求。段彩纱按照喂入方式可以分为主辅式和交替式两种,而交替式段彩纱的产品在市场上发现较少,尤其在转杯纺上研究很少。本文主要是研究在转杯纺上进行双组分交替式喂入,纺制交替式段彩纱,突破在传统转杯纺上不能进行交替式喂入的限制,开发转杯花式纱。本文基于双分梳转杯纺技术,在双分梳转杯纺试验机上实现了两种纤维条的交替式喂入,使纱线的色彩、组分呈交替式变化,
企业创新是企业保持活力的核心源泉,是现代企业发展的重要支柱。随着金融科技逐渐成为全球经济发展的新增长动力,不仅打破了企业融资的传统方式,而且为银企关系的发展打开了新的局面。纵观整个金融科技发展的历史进程以及对各行各业创新效率的深刻影响,无论早期的电子化、自动化和无纸化,还是当前的大数据、云计算、人工智能、区块链,都对企业创新的具有重大的理论和实践意义。本文以新一代信息技术产业为立足点展开分析,探讨
近年来,经济的快速发展和进步使得工业的发展速度快速提升,各类化工厂的创建规模也在相应地不断扩大,从而导致我国各城市对于污水处理的压力增大,水污染问题日益严重,携带大量硫醇污染物的污水不仅严重威胁到人类的生命健康安全,同时污水中散发出的臭味也对周围的环境造成了严重的危害。因此,急需采取一定的措施来处理污水中的硫醇污染物以保证人类的健康。目前对于污水处理的常用的水净化技术有物理吸附法、生物降解法、化学
由于在电场作用下产生的电致伸缩应变效应,反铁电薄膜具有应变程度大,响应时间短,驱动力大等优点,可以明显提升MEMS驱动器的性能。本论文基于反铁电薄膜的独特性质,提出一种使用(Pb0.99Nb0.02)[(Zr0.85Sn0.13Ti0.02)]0.98O3(PNZST)反铁电薄膜作为驱使器件运动的材料的反铁电悬臂梁式MEMS驱动器。并对该驱动器的本构关系进行理论分析,而后通过制备PNZST反铁电薄
近几十年来,随着海洋战略的重要性不断提高,依靠单节点的传统探测技术已不能满足海洋资源开发和海洋权益维护的迫切需求。水声传感网络依托信息融合技术,通过多个传感器节点的联合观测可以有效提高系统对水下目标的探测能力,受到国内外学者的广泛关注。本论文以提高水声传网络对目标的检测和定位性能为目标,分别对基于扩散卡尔曼滤波方法的分布式目标检测理论、基于波达方向的纯方位目标定位理论、纯方位目标定位的节点最优布局
近年来,羊毛产品逐渐向轻薄化四季皆宜的方向发展,轻薄型针织类毛织物在贴身服用面料的应用逐渐增多。毛纺企业通常会采用羊毛与不同纤维原料混纺的方法,实现各纤维原料的性能互补,改善羊毛针织服装的贴身穿着舒适性。但目前企业多凭经验进行相关产品的开发,存在产品开发随意性较大,理论依据不足,产品性能不明确等问题。为此,本课题将对具有不同羊毛混纺纱线的轻薄型针织面料的热湿舒适性能进行综合评价,并在一定的环境条件
学位
学位