Studien undersöker möjligheten att använda ledande partiklar bestående av silver- belagda kopparflingor, för att tillverka konduktiva ledningsbanor på textilsubstrat. Syftet med denna studie har varit att tillverka de banorna med hjälp av screentryck- teknik. Sammansättningen av beläggningsformuleringen har en stor inverkan på den be- lagda textilen och de ledande egenskaperna. Pastan bereddes genom att utvärdera den optimala kombinationen av pigmentpartikelstorleken genom att använda två olika partikelstorlekar. De partikelstorlekar som används i detta arbete är 42μm och 4μm med en variation i silverhalten från 4μ2 m med 10 % till den 4μm med 25% silver. Bindemedlet som används är en akrylatpasta som vanligtvis används för screentryck av färgpigment på textila material. Pastan används också som en pri- mer för den konduktiva beläggningen. Primern förbättrar vidhäftningen till tyget och gör beläggningen mer flexibel samt minska mängden ledande pigment som krävs för att ytan ska få goda konduktiva egenskaper eftersom ytan blir slätare. Bredden på den konduktiva beläggningen är en faktor som påverkar resistiviteten hos konduktiva ledningsbanor, tunnare ledningsbanor har högre resistans och bre- dare lägre resistans. Substratet som används är en monofilamentspolyester i två- skaftsväv med relativt slät yta. Arbetet resulterade i en LED-skylt för att visa de konduktiva ledningsbanorna och möjligheter för en flexibel elektronisk enhet och möjligheterna att realisera till- verkning av konduktiva ledningsbanor på ett textilsubstrat.Engelsk titel: Textile Electronics -Screen-printed conductive pathways on textile materialsEngelska nyckelord: textile electronics, conductive pathways, conductive pigments, smart textiles, coating, screen printingSammanfattning på engelska: This thesis is a study investigating the possibility using conductive pigments, a silver coated copper flake, to manufacture conductive pathways on textile substrate. The objective of this study has been to manufacture the pathways using screen-printing technology. The composition of the coating formulation will have a large impact on the coated textile and the conductive properties. The paste was formulated by evaluating the optimal combination of pigment particle size by using two different particle sizes. The particle sizes used in this paper is 42μm and 4μm with a variation in the silver content from 42μm and 10% to 4μm and 25% silver. The binder used is an acrylic, ready-made polymer paste commonly used for screen printing colour pigments on textiles. The acrylic polymer paste is also used as a primer for the coating. The primer should improve adhesion to the fabric and makes the coating more flexible. The primer should reduce the amount of conductive pigments as the surface of the substrate is smoother and thus influence the conductivity of the printed patterns manufactured from the conductive paste. The size of the conductive trace is a factor that influences the resistivity of the conductive trace, thinner pathways have higher resistance and wider pathways have lower resistance. The substrate used is monofilament polyester, plain weave. The work resulted in an LED-lamp sign to demonstrate the conductive pathways and the possibilities for a flexible electronic device and the potential to solve t / Program: Textilingenjörsutbildningen

Ledningsbanor syftar till att föra ström eller digitala signaler mellan elektroniska komponenter. Traditionellt brukar ledare av solid metall användas, då metall har låg resistans och lämpar sig bra som strömledare. I denna studie utforskas möjlig-heten för olika material att fungera som textila ledningsbanor. Textila ledningsba-nor behövs bland annat i medicinska plagg med sensorer. En ledningsbana som ska vara i ett plagg måste både vara tvättbar och flexibel. I denna studie har tre konduktiva garner testats; Bekinox VN 12/2*275 /175S, Shi-eldex 235/34 och Highflex 3981 7*1 Silver. Ett textilt band med fyra ledningsba-nor i, OHM-e-12-L-1, från företaget Ohmatex har också utvärderats samt har det undersökts om det är möjligt att använda konduktiv silikon, Elastosil LR 3162 A/B, som en ledningsbana. För att ta reda på hur de konduktiva materialen tål tvätt har tvättester utförts där resistansen efter tvätt har mätts. En metod har utvecklats som går ut på att undersöka om konduktiviteten försämras när materialet utsätts för mekaniskt deformation vid en böjrörelse. Det har även testats om en silikonbe-läggning med Dow Corning 3140 RTV Coating kan förhindra en eventuell höjning av resistansen efter testerna och resultaten har jämförts med de prover som inte varit belagda. Beläggningen isolerar även garnerna och därför har även det testats att använda Elastosil som kontaktpunkter för de belagda garnerna. Bekinox klarar både tvätt och böjningstest bra. Shieldex resistans höjs efter tvätt men silikonbeläggningen har en skyddande effekt. Shieldex klarar böjningstestet bra och resistansen ändras knappt. Highflex klarar tvättesterna och har väldigt låg resistans men är känslig mot mekanisk deformation och skadas i böjningstesterna. Där har inte beläggningen en skyddande effekt. Elastosil är inte lämplig som led-ningsbana och fungerar inte som kontaktpunkter. Elastosil visar sig däremot ha god härdighet mot både tvätt och böjning. Bandet från Ohmatex fungerar bra både efter tvätt och böjningstester och är lämplig som ledningsbana. / Interconnections are electrical conductive tracks that aim to transport electricity or digital signals between components in a circuit. The conventional way of doing this is to use connections of solid metal, since they have low electrical resistance and are thereby suitable conductors. In this study, different materials have been investigated for their suitability to be used as textile interconnections. Textile in-terconnections are needed in for instance medical measuring equipment garments. A textile interconnection in a garment needs to withstand washing and bending. In this study three conductive yarns are tested; Bekinox VN 12/2*275/175S, Shieldex 235/34 and Highflex 3981 7*1 Silver. A textile interconnection narrow fabric with four copper wires within, OHM-e-12-L-1, by the company Ohmatex has also been investigated. The conductive silicon Elastosil LR 3162 A/B has also been investigated for its suitability to fit as textile interconnection and as electrical contact with conductive yarns. Washing tests have been made to investigate how the materials electrical resistance is affected by washing. To measure and under-stand the materials flexibility and how the resistance is affected by bending of the material, the materials have been bended in a bending apparatus that has been developed in this study. It has also been investigated whether or not a silicon coat-ing, Dow Corning 3140 RTV Coating, of the yarns may protect them from the chemical and mechanical wearing of washing and bending. The change in re-sistance has then been compared to values of the uncoated yarns. Since the coat-ing is electrically isolating the yarns, screen printed contact points of Elastosil has been added and investigated. Bekinox withstands both washing and bending well. The electrical resistance of Shieldex increases by washing, but the silicon coated yarns increase less than the uncoated yarns. Shieldex withstands the bending test well and the change in re-sistance is low. Highflex passes the washing test well and has very low resistance. But the Highflex yarn is sensitive to mechanical deformation and gets damaged by the bending test. The silicon coating has no protecting effect here. Elastosil is not suitable as an interconnection and the contact points by Elastosil are neither working well together with the conductive yarns. But Elastosil do withstands both the washing and bending test well. The conductive narrow fabric by Ohmatex withstands both the washing and bending test well and it is suitable as an inter-connection.

Husqvarna är ett företag som bland annat tillverkar skyddskläder avsedda för arbete i skogen. På uppdrag av Husqvarna skall möjligheten att integrera elektronik i skyddskläder undersökas, vilket ligger till grund för följande arbete. Genom en litteraturstudie har möjliga tekniker studerats. Baserat på det faktum att skyddskläder oftast är vävda valdes vävning som teknik. Olika typer av ledande material i form av garner undersöktes genom att resistansen hos dessa uppmättes. Därefter gjordes ett urval utav de konduktiva materialen där de med lägst resistans togs vidare för testning och prototypframtagning. Prover med kanaler som det konduktiva materialet lades in i vävdes fram. Dessutom laminerades vissa provkroppar som innehöll icke-isolerat konduktivt garn. Lamineringens syfte var att isolera det ledande garnet och därmed skydda arbetaren från stötar och systemet från att kortslutas. Det utfördes sedan tester på de tillverkade provkropparna som undersökte tåligheten mot tvätt och svett. Tvättestet gjordes i enlighet med SS- EN ISO 6330:2012 och för svettestet konstruerades en egen metod eftersom det i nuläget inte finns en standard som involverar svettlösning och konduktiva material i textil. Efter tvättestet visade det sig att det laminat som användes inte är att rekommendera då det lossnade på majoriteten av provkropparna. Däremot påverkades inte resistansen i garnen nämnvärt av tvättningen. Det resultat som erhölls av svettestet visade på att laminatet bidrog till att ingen kontakt mellan de ledande banorna uppstod. Laminatet är trots det inte att föredra på grund av dess påverkan i tvättestet. Utöver det var det endast de prov som innehöll endast FISK-kabel som klarade sig från att få kontakt mellan de ledande banorna. Då elektronik och textil inte vanligtvis används tillsammans är möjligheten att separera de olika systemen vid återvinning av plagget nödvändig. Ur miljösynpunkt är det därför fördelaktigt att integrera elektroniken så lite som möjligt, eftersom den då blir lättare att separera från tyget. Dessutom möjliggör det för eventuella reparationer av de olika komponenterna, vilket i sin tur kan förlänga hela produktens livslängd. För komfortens och säkerhetens skull måste dock elektroniken och ledningsbanorna integreras betydligt mer. Det bästa alternativet för att integrera elektronik i ett plagg för det här ändamålet är antagligen att placera ledningsbanorna i förslagsvis ett fodertyg. Rekommendationen är en tunn isolerad kabel som läggs i kanaler i tyget. Eftersom den här studien gjorts som en undersökning till om det skulle vara möjligt att integrera elektronik i skyddskläder krävs vidare produktutveckling och designarbete för att ett skyddsplagg med smarta funktioner ska bli verklighet. / Husqvarna is a company that manufactures workwear intended for work in the forest. On behalf of Husqvarna, the possibility of integrating electronics into workwear will be investigated, which is the basis for this work. Through a literature study possible techniques have been studied. Due to the fact that workwear usually is of woven structure, weaving was chosen as the technique. Different types of conductive materials were examined by measuring the electrical resistance. A selection was made of the conductive materials with the lowest resistance for further testing and prototype development. Specimens were woven with canals, into which the conductive material was inserted. In addition, specimens containing non-insulated conductive yarn were laminated. The purpose of the lamination was to insulate the conductive yarn and thereby protect the worker from electrical shocks and cause a short curcuit. Tests were then performed on the manufactured specimens which examined the resistance to washing and sweat. The washing test was done on the basis of SS-EN ISO 6330: 2012 and for the sweat test an own method was constructed, because there is currently no standard that involves sweat and conductive materials in textiles. After washing tests it turned out that the laminate is not to recommend as it came loose on the majority of the specimens. However, the electrical resistance was not significantly affected by the washing. The results obtained from the sweat test showed that the laminate prevented contact between the conductive lines. Nevertheless, the laminate is not to be preferred in this case due to how it was affected in the washing test. In addition, only those specimens that contained only FISK-cable managed to not create contact between the conductive paths. As electronics and textiles are not usually used together, the possibility of separating the different systems when recycling the garment is necessary. From an environmental point of view, it is therefore advantageous to integrate the electronics as little as possible, as it will then be easier to separate from the fabric. In addition, it allows for possible repairs of the various components, which can extend the life of the entire product. For the sake of comfort, however, the electronics and wiring must be integrated much more. The best option for integrating electronics into a garment for this purpose is probably to place the conduits in a lining fabric with a thin insulated cable lying in canals in the fabric. This study´s purpose was to determine whether it would be possible to integrate electronics into workwear, further product development and designwork is neccessary in order to create garments with smart features.

In the realm of neuroelectronics, the challenge lies in achieving finer observations of physiological processes to comprehend neuronal interactions and computations. This necessitates the development of more compliant and biomimetic interfaces for improved integration with biological tissues, enabling finer physiological process observations. Commonly used flat and static electrode interfaces contrast sharply with the dynamic, complex, and three dimensional (3D) extracellular matrix (ECM) in which cells reside. Introducing 3D patterns on electrode surfaces enhances cell-chip coupling, improving the signal recording. Moreover, inorganic electrodes are stiff and rigid, creating mechanical mismatches with softer biological tissues, and they fail to fully capture ionic conduction.This thesis addresses these challenges by focusing on designing and engineering a multi-layer dynamic and stimuli-responsive bioelectronic interface. The system combines light-responsive, deformable polymers like Poly(Disperse Red 1-methacrylate) (pDR1m) with conductive polymers such as Poly(3,4-ethylenedioxythiophene): poly(stirensulfonate) (PEDOT:PSS). pDR1m responds to light, exhibiting 3D surface topography deformation, while PEDOT:PSS facilitates electrical recording and stimulation of cells, offering mixed electronic and ionic conduction as well as good mechanical properties. The potential use of an intermediate Polydimethylsiloxane (PDMS) film to improve layer adhesion is also explored. The individual and multi-layer samples were first optimized for spin coating manufacturing, and then thoroughly characterized to investigate their thickness, morphology, optical and electrochemical properties. Patterning of pDR1m-based samples was carried out using laser scanning confocal microscopy and a Lloyd’s mirror interferometer.The pDR1m\PEDOT:PSS sample demonstrates promising morphological and conductive properties, and the presence of PEDOT:PSS does not alter the absorption spectra of pDR1m. The multi-layer approach also supports efficient inscription of 3D surface reliefs without damaging the conductive layer. In conclusion, this work successfully designs conductive and dynamic light-driven films, which showcase good potential for bioelectronics and neuroelectronic interfaces. These interfaces could lead to enhanced investigations into combined electromechanical stimulation on cells and provide a more biomimetic coupling with biological tissues. / Inom neuroelektronikens område ligger utmaningen i att uppnå finare observationer av fysiologiska processer för att förstå neuronala interaktioner och beräkningar. Detta kräver utveckling av mer följsamma och biomimetiska gränssnitt för förbättrad integration med biologiska vävnader, vilket möjliggör finare fysiologiska processobservationer. Vanligt använda platta och statiska elektrodgränssnitt står i skarp kontrast till den dynamiska, komplexa och tredimensionella (3D) extracellulära matrisen (ECM) i vilken celler finns. Att introducera 3D-mönster på elektrodytor förbättrar cell-chip-kopplingen, vilket förbättrar signalinspelningen. Dessutom är oorganiska elektroder styva och stela, vilket skapar mekaniska felmatchningar med mjukare biologiska vävnader, och de lyckas inte helt fånga jonledning.Den här avhandlingen tar upp dessa utmaningar genom att fokusera på att designa och konstruera ett flerlagers dynamiskt och stimuli-responsivt bioelektroniskt gränssnitt. Systemet kombinerar ljuskänsliga, deformerbara polymerer som Poly(Disperse Red 1-methacrylate) (pDR1m) med ledande polymerer som Poly(3,4-etylendioxitiofen): poly(stirensulfonat) (PEDOT:PSS). pDR1m reagerar på ljus och uppvisar 3D-yttopografideformation, medan PEDOT:PSS underlättar elektrisk inspelning och stimulering av celler, erbjuder blandad elektronisk och jonledning samt goda mekaniska egenskaper. Den potentiella användningen av en mellanliggande polydimetylsiloxan (PDMS) film för att förbättra skiktvidhäftningen undersöks också. De individuella och flerskiktiga proverna optimerades först för spinnbeläggningstillverkning och karakteriserades sedan grundligt för att undersöka deras tjocklek, morfologi, optiska och elektrokemiska egenskaper. Mönster av pDR1m-baserade prover utfördes med laserskanning konfokalmikroskopi och en Lloyds spegelinterferometer.pDR1m\PEDOT:PSS-provet visar lovande morfologiska och ledande egenskaper, och närvaron av PEDOT:PSS förändrar inte absorptionsspektra för pDR1m. Flerskiktsmetoden stöder också effektiv inskription av 3D-ytreliefer utan att skada det ledande lagret. Sammanfattningsvis designar detta arbete framgångsrikt ledande och dynamiska ljusdrivna filmer, som visar upp god potential för bioelektronik och neuroelektroniska gränssnitt. Dessa gränssnitt kan leda till förbättrade undersökningar av kombinerad elektromekanisk stimulering på celler och ge en mer biomimetisk koppling med biologiska vävnader.