基于經(jīng)紗幾何密度測算的織物筘路研究＊

顧 靜，陳誠，眭建華

（蘇州大學(xué)紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇 蘇州215021）

機織物筘路是織造中使用鋼筘，由于筘片的隔離而形成的經(jīng)紗間隔痕跡［1］。一般將織物透光觀察可以看到筘路，并可以經(jīng)驗判斷織造每筘穿入數(shù)［2］。明顯的筘路是織物外觀病疵之一，嚴(yán)重影響產(chǎn)品品質(zhì)［3］。筘路問題一直為織造企業(yè)生產(chǎn)所關(guān)注，但是筘路病疵的輕重程度判別一般以主觀確認(rèn)為主。因此，研究筘路客觀判定具有非常重要的實用價值［4-6］。

數(shù)碼顯微鏡及其計算機測試軟件為工業(yè)品的精確、精密測試提供了強大的技術(shù)支持，也為織物筘路的客觀分析提供了幫助。以200倍～500倍的數(shù)碼顯微鏡為例，其軟件工具的長度測試精度可達(dá)10-4mm，并具有經(jīng)緯方向校直、紗線居中測試等功能。但是織物以圖像形式引入軟件界面后很難判斷筘路的位置，我們往往只能隨機測定經(jīng)紗間的隔距，測量中的偶發(fā)性誤差容易導(dǎo)致對經(jīng)紗位置性質(zhì)的錯誤判斷。因此，需要探尋一種簡單可行的測算方法。

1 理論分析

1.1 經(jīng)紗幾何密度概念與細(xì)分

機織物紗線幾何密度指相鄰?fù)到y(tǒng)紗線之間的隔距，分經(jīng)紗幾何密度ρj和緯紗幾何密度ρw［7-9］。對于單一緯紗密度PW的織物而言，其緯紗幾何密度也是單一的，即普通鋼筘采用若干相同材料、規(guī)格的筘片等隔距平行排列并固定與筘框而制成，相鄰筘片之間為筘齒（或筘隙、筘羽），鋼筘單位寬度（10mm）內(nèi)的筘齒數(shù)即為筘號K。當(dāng)每筘穿入數(shù)n＝1時，經(jīng)紗就被以等距離間隔開來，經(jīng)紗幾何密度如圖1（a），織物機上、機下的經(jīng)密均勻，不會因為剛性材質(zhì)筘片的間隔造成不勻。

但當(dāng)n為2或2以上（通常生產(chǎn)采用）時，同一筘齒內(nèi)的經(jīng)紗（筘內(nèi)經(jīng)紗）受到剛性筘片的擠壓而相互靠攏，甚至形成上下重疊，而被筘片隔離的相鄰兩根經(jīng)紗（筘間經(jīng)紗）受筘片阻隔而無法靠攏，這樣就存在筘內(nèi)經(jīng)紗幾何密度ρn與筘間經(jīng)紗幾何密度ρ0兩種情況。當(dāng)ρ0＞＞ρn時，筘片間隔形成明顯的縱向痕跡，導(dǎo)致筘路產(chǎn)生。

相同經(jīng)紗不同n數(shù)配置下，筘內(nèi)經(jīng)紗的幾何密度也存在區(qū)別。n＝2或n＝3時，僅有ρ1一種筘內(nèi)經(jīng)紗幾何密度，如圖1（b）、（c）所示；n＝4時，筘內(nèi)經(jīng)紗間的相互作用使其存在、兩種不同經(jīng)紗幾何密度，如圖1（d）所示。顯然，隨著每筘穿入數(shù)值增大，情況更為復(fù)雜。

圖1 不同值經(jīng)紗幾何密度值

1.2 以連續(xù)n根經(jīng)紗為測試跨度的提出

n值較大時，筘內(nèi)經(jīng)紗受到筘片擠壓作用ⅠG、相鄰紗線之間相互擠壓ⅠS，并且隨著經(jīng)紗從與筘片相鄰到內(nèi)部的逐步深入，ⅠG值越來越小，ⅠS越來越大，因 此 經(jīng) 紗 幾 何 密 度 就 存 在ρ0、ρ1、ρ2、ρ3、…、多種可能，如圖2（a）所示。進(jìn)一步分析，由于經(jīng)紗之間的應(yīng)力均衡作用，筘內(nèi)經(jīng)紗中，越是內(nèi)部的經(jīng)紗，其幾何密度差距很小。為此，我們理論假設(shè)僅有ρ0、ρ1兩種幾何密度存在，即ρ1＝ρ2＝…＝ρi，如圖2（b）。

這樣，如果選定連續(xù)n根經(jīng)紗為測試跨度，測取的數(shù)據(jù)X值存在X1、X2兩種情況。

X1為同一筘齒內(nèi)的n根經(jīng)紗之間測試距離，X1＝ （n-1）ρ1。

X2為跨筘片的n根經(jīng)紗之間測試距離，X2＝（n-2）ρ1＋ρ0。

X1＋ρ0＝ρG，即（n-1）ρ1＋ρ0＝ρG。

∴ρ1＝ρG-X2，ρ0＝ρG-（n-1）ρ1。表1為不同n值下的X1、X2理論值及其隨機測取概率ε1、ε2值。

表1 X1、X2、ε1、ε2 與n對應(yīng)關(guān)系表

可見，當(dāng)n較大時，可以將測取的X值均視作X2，從而較為方便的推算出ρ0、ρ1。

圖2 每筘穿入數(shù)下的值測取

2 試驗

2.1 試驗材料制備

試樣選用2／182dtex（32Ne／2）滌／棉混紡紗作經(jīng)緯紗線在劍桿樣機上制成平紋組織織物。選用四種相同材質(zhì)、不同規(guī)格（K值）的鋼筘（鋼筘筘片寬度記作CG，筘隙寬度記作CS）。配置4、6、8三種n值，配置240、280、320、360四種緯紗密度（PW）。簡要規(guī)格配置關(guān)系及其樣號設(shè)定如表2所示。

表2 試樣簡要規(guī)格

2.2 試驗儀器與試驗方法

采用圖像攝取、軟件數(shù)據(jù)測試試驗方法。圖像攝取使用200倍手持式USB數(shù)碼顯微鏡，每個試樣取機上、機下（下機24小時后）兩個圖像。

數(shù)據(jù)測試在配套專用分析軟件進(jìn)行。具體做法如圖3所示，截取圖像片段，根據(jù)每筘穿入數(shù)n值測取連續(xù)的n根經(jīng)紗之間的橫向長度；在原測量位置上下每間隔緯循環(huán)數(shù)RW兩倍以上根緯紗再次測量，共測取10個數(shù)據(jù)；左右間隔大于n值、間隔數(shù)有奇偶不同選取其他測量位置，共選取10個不同位置。取平均值，記作X。

圖3 數(shù)據(jù)測取方法

3 結(jié)果與分析

測試數(shù)據(jù)X、X′平均值及計算數(shù)據(jù)ρ1、ρ0、α、ρ′1、ρ′0、α′如表3所示。

表2 試驗各指標(biāo)測算值

從表3中可以看出：

（1）α、α′值均大于1.00，最大可達(dá)2.09，最小為1.06。說明試樣所選用鋼筘和每筘穿入數(shù)導(dǎo)致織物出現(xiàn)筘路。

（2）同一試樣的α′基本均小于α。說明織物試樣下機一段時間后，經(jīng)緯紗線由張緊狀轉(zhuǎn)為松弛狀，交織關(guān)系形成的內(nèi)應(yīng)力平衡并減弱了筘路的明顯程度。

（3）同一規(guī)格鋼筘、相同穿入數(shù)試樣中，隨著緯紗密度PW增大，α（或α′）值均呈減小趨勢。分析認(rèn)為，現(xiàn)試樣配置下，緯紗密度增大，增大了經(jīng)緯交織形成的內(nèi)應(yīng)力，平衡作用致使緯紗間的排斥力增大，也影響了經(jīng)紗間的相互排斥。

（4）同一規(guī)格鋼筘試樣，穿入數(shù)增大，α（或α′）值均呈增大趨勢，符合一般規(guī)律。

（5）樣號8-6-240與樣號12-4-240的織物規(guī)格完全相同，經(jīng)紗密度均為480根／10cm，其值分別為1.51與1.55，相差不大；樣號8-8-240與樣號16-4-240的織物規(guī)格也完全相同，經(jīng)紗密度均為640根／10cm，但其α值分別為1.87和1.43，相差較大。說明高經(jīng)紗密度織物采用大筘號、小穿入數(shù)可以減弱筘路的明顯程度。

（6）比較樣號10-4-240與比較樣號12-4-240，筘片寬度分別為0.290mm和0.250mm，α值分別為1.78和1.55，說明筘片改薄有利于減弱筘路明顯程度。比較樣號10-4-240與10-6-240，筘號、筘片寬度相同，n值由4增大至6，α值有1.78增大至2.09，其比值為1.17；比較樣號12-4-240與12-6-240，筘號、筘片寬度相同，n值也由4增大至6，α值由1.55增大至1.83，其比值為1.18，分析認(rèn)為也應(yīng)該是筘片寬度不同所致。

4 結(jié)論

（1）選取連續(xù)n根經(jīng)紗為經(jīng)紗幾何密度測試寬度，建立筘路清晰度為筘路客觀判定指標(biāo)，簡單易行，具有一定推廣價值。

（2）織物筘路與鋼筘選用、織物結(jié)構(gòu)配置、每筘穿入數(shù)選定密切相關(guān)?？椢锵聶C對筘路有一定改善作用。

（3）由于條件所限，未能進(jìn)一步擴(kuò)大試樣與測試。分析認(rèn)為，經(jīng)緯紗線材質(zhì)（如長絲線與短纖紗的比較）、織造工藝（如經(jīng)紗張力大小、開口高度、用綜數(shù)多色、經(jīng)紗上漿與否、織機機型選用）、后整理工藝等都會對筘路產(chǎn)生影響［10］，有待以后進(jìn)一步研究。

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