單梳經(jīng)編織物編織過程對(duì)棉紗毛羽和力學(xué)性能的影響

王聰聰 夏風(fēng)林

摘?要：為促進(jìn)棉紗在經(jīng)編中的推廣應(yīng)用，測(cè)試了18.2tex純棉精梳緊密紡棉紗在經(jīng)編編織過程中經(jīng)分紗筘、導(dǎo)紗針和編織后的經(jīng)紗毛羽指數(shù)和斷裂強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率等。結(jié)果表明：經(jīng)分紗筘、導(dǎo)紗針和經(jīng)編織后的經(jīng)紗毛羽指數(shù)先降后升;而斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率均一直下降，且織物中的棉紗力學(xué)性能顯著下降，尤其是斷裂伸長(zhǎng)率下降35.80%，是影響經(jīng)編順利編織的主要因素。

關(guān)鍵詞：棉紗;經(jīng)編;毛羽;斷裂強(qiáng)度

中圖分類號(hào)：TS182

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1009-265X（2019）02-0093-04

Abstract：For promoting the application of cotton yarn in warp knitting， the yarn hairiness index， breaking strength and elongation at break of 18.2 tex combed cotton compact spun cotton yarn in warp knitting weaving process were tested after raddle， guide needle and knitting. The results showed that the yarn hairiness index decreased first and then increased after raddle， guide needle and knitting， while the breaking strength and elongation at break decreasing all the time. The mechanical properties of the cotton yarn in the fabric decreased significantly， and especially the elongation at break decreased by 35.80%， which was the main factor affecting the knitting of the warp knitted fabric successfully.

Key words：cotton yarn; warp knitting; hairiness; breaking strength

經(jīng)編機(jī)生產(chǎn)效率高、機(jī)速高，所以經(jīng)編織造往往采用滌綸、錦綸、氨綸等化學(xué)長(zhǎng)絲[1]。棉紗等短纖紗由于毛羽多、延伸性較小等，不利于經(jīng)編過程的順利進(jìn)行，限制了其在經(jīng)編生產(chǎn)中的應(yīng)用。而棉織物吸濕性與透氣性好、舒適柔軟，深受人們的青睞[2]，棉紗在經(jīng)編生產(chǎn)中的應(yīng)用開發(fā)也一直受到重視。蔣高明等[3]對(duì)經(jīng)編棉產(chǎn)品的開發(fā)做了研究，夏風(fēng)林等[4]對(duì)經(jīng)編棉蓋絲面料的編織工藝進(jìn)行了探討，繆旭紅等[5]對(duì)滌棉混紡紗在經(jīng)編過程中的力學(xué)性能變化進(jìn)行了研究。

目前在經(jīng)編生產(chǎn)中常采用緊密紡、賽絡(luò)紡、緊密賽絡(luò)紡等紡制的紗線。這里采用18.2tex純棉精梳緊密紡棉紗，測(cè)試紗線在經(jīng)過特里科經(jīng)編機(jī)（機(jī)號(hào)E28）各送經(jīng)導(dǎo)紗部件后，其前向毛羽、后向毛羽、斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等參數(shù)的變化情況，以分析緊密紡棉紗在經(jīng)編生產(chǎn)過程中的結(jié)構(gòu)變化，促進(jìn)棉紗在經(jīng)編生產(chǎn)中的推廣應(yīng)用。

1?實(shí)?驗(yàn)

棉紗在特里科經(jīng)編機(jī)上編織時(shí)所經(jīng)過的路徑，如圖1所示。經(jīng)紗首先由盤頭A送出，經(jīng)導(dǎo)紗桿B、分紗筘C引到張力桿D上，再引入導(dǎo)紗針眼E，進(jìn)入成圈區(qū)域后在槽針G、針芯H與沉降片F(xiàn)等成圈機(jī)件相互配合下形成織物。在整個(gè)經(jīng)紗路徑上導(dǎo)紗桿B表面光滑、摩擦因數(shù)小，對(duì)紗線損傷小，可忽略不計(jì)[6]。紗線在經(jīng)過分紗筘C、張力桿D、導(dǎo)紗針E和墊入槽針G的針鉤內(nèi)成圈時(shí)會(huì)收到較大的拉伸、摩擦和彎曲作用[7]，因而在這里主要研究棉紗在經(jīng)過分紗筘、導(dǎo)紗針后以及成圈后的前向毛羽、后向毛羽、斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長(zhǎng)率的變化情況。

1.1?實(shí)驗(yàn)原料與儀器

測(cè)試選用HKS4-EL型電子橫移經(jīng)編機(jī)（機(jī)號(hào)E28），將棉紗穿紗于前梳GB1上進(jìn)行收集;18.2 tex純棉精梳緊密紡棉紗（吳江鷹翔集團(tuán)公司）;YG020B電子單紗強(qiáng)力機(jī)（常州市第二紡織機(jī)械廠）;YG172A紗線毛羽測(cè)試儀（陜西長(zhǎng)嶺紡織機(jī)電科技有限公司）;絡(luò)筒機(jī);電子繞紗器;棉紗紗管若干。

1.2?實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1?獲取測(cè)試紗線

由毛羽的形成可知，毛羽有先天加捻形成的前向毛羽和后向毛羽，且前向毛羽和后向毛羽都是端毛羽[8]。為了研究棉紗在經(jīng)過分紗筘、張力桿和導(dǎo)紗針之后以及經(jīng)過編織后的強(qiáng)力和毛羽等變化情況，在紗線經(jīng)過這些機(jī)件后由電子繞紗器直接卷繞到紗管上。這里選用的電子繞紗器采用力矩電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)紗管，可實(shí)現(xiàn)恒張力卷繞，避免對(duì)測(cè)試樣紗的二次損傷，減少實(shí)驗(yàn)誤差。

圖1所示的1和2為經(jīng)分紗筘C后的測(cè)試紗線與收集;而1和2為經(jīng)導(dǎo)紗針E后的測(cè)試紗線與收集，為了收集2測(cè)試紗線，在實(shí)驗(yàn)前需預(yù)先拆除取紗部位的織針G，以免經(jīng)紗1織入織物。

由于經(jīng)編織物難以脫散，為了獲得編織后的紗線，設(shè)計(jì)了在經(jīng)編機(jī)上編織單梳編鏈組織，且只穿一根編織紗，這樣紗線經(jīng)成圈過程后、但又沒有成布，以便拆散成紗后進(jìn)行測(cè)試。

這樣，在經(jīng)紗經(jīng)分紗筘、張力桿和導(dǎo)紗針之后以及經(jīng)過編織之后，分別采集棉紗試樣進(jìn)行測(cè)試，每個(gè)試樣單紗卷繞長(zhǎng)度400 m。

1.2.2?測(cè)試方法

用陜西長(zhǎng)嶺紡織機(jī)電廠生產(chǎn)YG172A紗線毛羽測(cè)試儀，在溫度22 ℃，相對(duì)濕度65%的條件下對(duì)紗線的毛羽進(jìn)行測(cè)試。依據(jù)GB/T 3916—1997《單根紗線斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)的測(cè)定》使用YG020B電子單紗強(qiáng)力儀對(duì)紗線進(jìn)行強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率的測(cè)試。實(shí)驗(yàn)速度為25 mm/min，定伸長(zhǎng)為500 mm，測(cè)試溫度為22 ℃，相對(duì)濕度為65%。

2?結(jié)果與討論

2.1?實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與處理

對(duì)經(jīng)分紗筘、導(dǎo)紗針和編織之后的棉紗試樣，分別測(cè)試棉紗的毛羽指數(shù)、斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率等各25組數(shù)據(jù)，并取其平均值。為便于對(duì)比分析，同時(shí)測(cè)試了經(jīng)軸上的原紗相關(guān)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理求均值并作圖，如表1、表2和圖2所示。

2.2?經(jīng)編機(jī)導(dǎo)紗機(jī)件對(duì)棉紗毛羽指數(shù)的影響

由表1、表2和圖2可見，總體上看，經(jīng)編送經(jīng)過程中的精梳緊密紡棉紗的后向毛羽指數(shù)小于前向毛羽指數(shù)。

經(jīng)紗經(jīng)分紗筘后紗線的前向毛羽指數(shù)和后向毛羽指數(shù)與原紗相比均大大減小，即經(jīng)分紗筘后的經(jīng)紗可編織性能提高，分析認(rèn)為這是因經(jīng)紗通過經(jīng)編機(jī)分紗筘組件時(shí)得到梳理而致。經(jīng)編機(jī)分紗筘組件通常由一光滑的導(dǎo)紗桿和均勻排列的分紗梳針組成，經(jīng)紗總是單方向、平直地通過。經(jīng)紗平順地通過分紗筘側(cè)面、導(dǎo)紗桿表面，使得經(jīng)紗表面毛羽得到梳理，且由于受到分紗筘側(cè)面導(dǎo)角的摩擦，向后毛羽被刮起，部分毛羽開始脫落，少量浮游毛羽集結(jié)，毛羽集結(jié)到一定程度附著在紗表面或粘附在端毛羽上面。雖然紗線的可編織性能有所提高，但脫落的毛羽會(huì)形成飛花，或集聚在分紗筘上，影響經(jīng)紗的順利通過，對(duì)織造造成不良的影響。

經(jīng)紗經(jīng)導(dǎo)紗針后，前向毛羽和后向毛羽均大大增加，這是因?yàn)閷?dǎo)紗針一直在引導(dǎo)經(jīng)紗做高速的前后擺動(dòng)和橫移運(yùn)動(dòng)，紗線與導(dǎo)紗針孔壁之間反復(fù)摩擦，很大程度上破壞了紗線的結(jié)構(gòu)，紗線毛羽會(huì)大大增加。經(jīng)紗經(jīng)導(dǎo)紗針后，1～2 mm的后向毛羽變化量比前向毛羽變化量大，且已大于未編織時(shí)的毛羽指數(shù)，表明了導(dǎo)紗針與紗線摩擦后產(chǎn)生的后向毛羽較多，且在這過程中刮起的毛羽多于刮落的毛羽，此時(shí)，紗線的可編織性能下降。

經(jīng)紗經(jīng)編織后，與經(jīng)導(dǎo)紗針后的經(jīng)紗相比，前向毛羽指數(shù)和后向毛羽指數(shù)都大大增加。由經(jīng)編成圈運(yùn)動(dòng)分析可知，編織時(shí)線圈沿著織針針桿作相對(duì)滑動(dòng)，并與舊線圈作用，相互的摩擦?xí)饔眉嗴w、引起毛羽變化，部分毛羽被刮落、也有新被刮起的毛羽。由編織動(dòng)作刮起的前向毛羽大于刮落的前向毛羽，刮落的后向毛羽大于刮起的后向毛羽。

總體而言，經(jīng)編織后的紗線和原紗相比，兩者的前向毛羽指數(shù)和后向毛羽指數(shù)相差不多，其中前向毛羽指數(shù)有所減小、而后向毛羽指數(shù)則稍有提高。經(jīng)編送經(jīng)與編織過程使得紗線的毛羽減少又增加，導(dǎo)致一些毛羽從紗路上飛揚(yáng)起來，這些毛羽如落入成圈區(qū)域內(nèi)則會(huì)影響成圈機(jī)件的運(yùn)動(dòng)和配合，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致針床、針芯床等的損壞[9]，如織入織物也影響布面的品質(zhì)。

2.3?經(jīng)編機(jī)導(dǎo)紗機(jī)件對(duì)棉紗力學(xué)性能的影響

經(jīng)編編織對(duì)紗線的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率均有一定的要求。斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率較大則表明紗線耐損傷性能好且在編織過程中不易斷紗，有利于經(jīng)編編織的順利進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的經(jīng)紗力學(xué)性能數(shù)據(jù)如表3所示。

由表3可知，經(jīng)紗斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率在經(jīng)各導(dǎo)紗機(jī)件后均下降，為比較分紗筘和導(dǎo)紗針對(duì)紗線損傷程度的大小，在這里引出斷裂強(qiáng)度減小率和斷裂伸長(zhǎng)率減小率的概念：

由式（1）、式（2）計(jì)算可知，經(jīng)紗經(jīng)分紗筘后斷裂強(qiáng)度減小率為0.30%、斷裂伸長(zhǎng)率減小率為9.36%;而經(jīng)紗經(jīng)導(dǎo)紗針后斷裂強(qiáng)度減小率13.34%、斷裂伸長(zhǎng)率減小率為19.20%。這表明分紗筘對(duì)紗線的損傷較小、而導(dǎo)紗針對(duì)紗線的損傷則較大，這與經(jīng)紗在導(dǎo)紗針處受到往復(fù)摩擦而產(chǎn)生較大的損傷相符。

通過對(duì)比經(jīng)編織后（即織物內(nèi)）的紗線與原紗，其斷裂強(qiáng)度減小率為26.98%、斷裂伸長(zhǎng)率減小率為35.80%，即整個(gè)送經(jīng)與編織過程中，紗線的力學(xué)性能下降很大。特別是對(duì)棉紗而言，其斷裂伸長(zhǎng)率原本就大大低于經(jīng)編生產(chǎn)中常用的滌綸、錦綸等原料，這種損傷將嚴(yán)重影響經(jīng)編編織過程的順利進(jìn)行。

3?結(jié)?論

通過對(duì)經(jīng)編生產(chǎn)中經(jīng)過經(jīng)編機(jī)的分紗筘、導(dǎo)紗針和經(jīng)編織后的18.2 tex純棉精梳緊密紡棉紗的毛羽指數(shù)和力學(xué)性能指標(biāo)的測(cè)試表明：經(jīng)紗經(jīng)分紗筘后的毛羽指數(shù)減少，紗線的可編織性能有所提高且分紗筘與紗線摩擦后產(chǎn)生的前向毛羽較多;而經(jīng)導(dǎo)紗針后和經(jīng)編織后的經(jīng)紗毛羽指數(shù)均上升，紗線的可編織性下降且導(dǎo)紗針與紗線摩擦后產(chǎn)生的后向毛羽較多。

經(jīng)紗經(jīng)分紗筘和導(dǎo)紗針后，其斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率均下降，且其中導(dǎo)紗針對(duì)紗線的損傷作用明顯;此外經(jīng)紗經(jīng)正常編織后，織物內(nèi)紗線的力學(xué)性能顯著下降，特別是其斷裂伸長(zhǎng)率下降了35.80%，將嚴(yán)重影響經(jīng)編編織過程的順利進(jìn)行。

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