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光纤提花织物是将塑料光纤以提花织造的方式与纱线交织,利用光纤的侧发光性能,开发的一种可显示图案的发光织物,研究内容涉及材料、纺织、艺术设计和电子电路等学科。本论文重点研究了织造以及组织结构对光纤织物侧发光性能的影响,并结合图案造型、电路控制,设计制作了图案可动态显示的光纤提花织物。织造过程中,光纤在织机传动机构的作用下受到不同形式的力,了解光纤在织造时的受力情况,有助于织造的顺利进行以及调整织造工艺避免光纤的损伤。织造对光纤的损伤主要发生在卷取过程中,光纤与卷取轴的粗糙表面接触挤压产生破坏,因此对于结构简单的光纤织物,通过卷轴的挤压能获得一定侧发光效果。实验结果表明当织物的组织为16枚纬缎时,织物表面光纤与卷轴已经达到了最佳的接触面积,组织循环数继续增大,织物的侧发光强度不会再增加。在实际应用中,光纤提花织物结构复杂,花部与地部往往使织物表面凹凸不平,卷轴对光纤的挤压损伤不能使织物获得均匀的侧发光效果,所以光纤提花织物在织造时应尽量避免对光纤的损伤,而是通过织物组织结构中光纤的弯曲获得侧发光效果。我们通过组织结构设计使经纱、纬纱或是表层织物作为“保护层”,在织物形成过程中将光纤和卷轴粗糙面隔开,从而有效避免织造对光纤的损伤。织物结构中光纤的弯曲使纤芯中传播的光不再满足全反射条件,光线在纤芯弯曲弧外侧漏出形成侧发光。论文从理论上推导出光纤弯曲半径与侧面透光率的关系,表明光纤的侧面透光率与纤芯半径正相关,与光纤的弯曲半径负相关,这和光纤弯曲模拟实验结果相符,也和不同弯曲半径下光纤织物的测试结果相符。光纤织物整体的侧发光强度由光纤的弯曲半径与浮长共同决定,而织物结构中光纤的弯曲半径与光纤浮长成正比,但是两者对侧发光强度的贡献却相反,因此在光纤提花织物设计中要综合考虑这两个因素。综合以上影响光纤织物侧发光性能的因素,设计制作了既具有传统提花织物的装饰性,又具有图案动态显示,形成类似动画效果的光纤提花织物。