外衣用棉經編織物結構設計與生產工藝

萬愛蘭， 繆旭紅， 張靈婕， 王委委(1. 江南大學 教育部針織技術工程研究中心, 江蘇 無錫 214122; 2. 生態紡織教育部重點實驗室(江南大學)， 江蘇 無錫 214122)

外衣用棉經編織物結構設計與生產工藝

萬愛蘭1,2， 繆旭紅1,2， 張靈婕1,2， 王委委1,2
(1. 江南大學 教育部針織技術工程研究中心, 江蘇 無錫 214122; 2. 生態紡織教育部重點實驗室(江南大學)， 江蘇 無錫 214122)

利用棉紗和經編技術的特性，針對棉紗的斷裂強力和毛羽難以滿足經編用紗要求的問題，提出了棉紗在經編中應用的關鍵技術；給出了從紡紗方法、整經及織造工藝過程中嘗試采用的解決措施，選用集聚紡棉紗，在整經時加白油使棉紗毛羽貼伏以減小與成圈機件的摩擦，在分紗筘上將棉紗分為2層以減少紗線間摩擦，降低表觀毛羽間的糾纏，最后從經編結構和工藝設計角度出發開發了2款棉經編外衣面料，利用棉紗作襯緯組織與前梳紗線形成閃避效應獲得一面棉一面滌的雙面效應，棉紗作成圈組織配合空穿形成斜紋效應。

棉紗； 經編； 結構設計； 閃避墊紗； 雙面效應； 斜紋

隨著人們追求舒適和自然理念的回歸，棉紗作為主要的天然紡織材料之一，因具有柔軟、吸濕[1]、舒適等優點而受到人們的青睞。然而目前棉紗除在機織中的應用外，在針織中主要應用于緯編領域，而在經編中極少運用。與機織和緯編技術相比，經編技術具有高速、闊幅、高產能的特點，比機織和緯編更高效，機器幅寬對機速影響不大，可同時生產2～4幅面料[2]。經編面料的服用性能介于機織和緯編之間，具有獨特的風格和手感，介于機織物和緯編針織物之間的縱橫向彈性。比機織物柔軟，延伸性好，穿著無束縛感；比緯編針織物身骨好，尺寸穩定性好，不易變形，不易脫散，抗勾絲性較好。但經編生產對原料的適應性相對較差，一般采用強度較高、彈性較好的合成纖維長絲，相同機號的情況下，經編機比緯編大圓機的原料要細30%～40%。此外，經編生產投入成本較大，技術難度較高，市場競爭相對小。

因經編織造前需要整經，需承受較大的整經張力及經過多道分紗筘造成的摩擦，且經編機速普遍較高，所以經編對紗線的毛羽[3]、拉伸斷裂強力和伸長要求高，且經編的整經和織造時平行排列的紗線之間毛羽及飛花不能太多，否則會造成紗線纏結、斷經等，阻礙整經和織造的順利進行，降低生產效率。而短纖紗一般強力較低[4]，經編織造時因需承受成圈過程中的導紗梳櫛針前、針背橫移的張力波動[5]，短纖紗易斷；其次短纖紗毛羽較多，平行排列的紗線之間容易黏連，整經和織造時經過多道分紗筘及成圈機件的摩擦形成的飛花多；故棉、羊毛及人造纖維素纖維等短纖紗在經編中應用較少。隨著新型紡紗技術和整理技術的出現，精梳高支棉紗、燒毛絲光棉紗、集聚紡棉紗、各種包纏棉紗等高品質棉紗得以規?；a，可選擇用于經編的棉紗品種越來越豐富，這為在高機號經編機上開發生產棉經編產品提供了更多可能[6]。

本文基于目前棉紗在經編上的應用情況，提出了棉紗在經編生產中的技術要求，給出了從紡紗方法、整經及織造工藝過程中嘗試采用的解決措施。

1 棉紗在經編針織物上的應用

因為強伸性和毛羽的限制，所以棉紗在經編針織物中的應用較少。目前棉紗在經編上應用的情況可分為5類。

1)棉毛巾。在E24經編毛巾機上生產，原料線密度為18.2、27.7 tex，棉紗作為毛圈紗，機速為500～600 r/min，因棉毛巾生產效率不高，已逐漸被滌、錦超細纖維清潔巾替代。

2)棉毯。在E18或E16雙針床經編機上生產，原料線密度為27.7～58.3 tex，棉紗作為毛絨紗，機速為300～400 r/min，已逐漸被滌綸絨毯替代。

3)棉蕾絲。在E18、E24多梳經編機上生產的蕾絲面料，棉紗線密度一般為18.2 tex，常使用多股線，用作襯緯組織，機速為200～350 r/min，是曾經極度流行的面料。

4)彈性內衣面料。在E28機號RSE4N-4型和RSE4型拉舍爾經編機上生產，棉紗用作襯緯紗[7]。

5)棉T恤或襯衫面料。在E28或E32高速經編機上生產，原料常為8.3 tex、9.7 tex、5.8 tex×2、7.3 tex×2和燒毛絲光棉紗，機速為700～1 000 r/min，屬于高檔面料。

棉短纖紗在經編中主要作襯緯紗使用，這是因為襯緯組織張力波動最小[8]，而如果能將棉紗廣泛應用在高速經編生產中發揮棉紗的以上優點，不僅能夠豐富經編面料的種類，還能改善服用經編織物的手感和舒適性，開發出高檔經編外衣、內衣面料。

2 經編生產對棉紗的技術要求

若要充分發揮棉在經編中的優勢，首先必須解決棉紗在經編使用中可能出現的不足。例如原料方面可以使用斷裂強度較高、毛羽較少的精梳棉紗，改善紡紗方法以提高紗線強伸性及減少毛羽。其次，在織造過程中采取有效措施控制棉紗張力及飛花產生，可減少經紗斷頭；安裝輔助裝置減少停車次數從而減少停車橫條等。棉經編織物開發的關鍵技術主要包括以下5個方面。

1)經編用棉紗定制化紡紗技術：為適應經編機號及產品面密度要求，經編用棉紗需要定制化紡紗，棉紗線密度為9.7～18.5 tex，紗線的斷裂強度、斷裂伸長、彎曲剛度以及毛羽量配置合理，同時注重長絨棉在配棉中的比例，并且價格適中；2)棉紗前處理技術：使毛羽貼伏，提高紗線的耐磨性及光潔度；3)勻張力織造技術：降低經編生產對紗線強力的要求；4)低摩擦導紗技術：降低紗線與分紗筘及成圈機件間摩擦因數，減少毛羽的產生；5)清潔化生產：減少飛花的產生及對成圈機件的損傷。

2.1 經編用定制化棉紗特點

2.1.1 精梳棉紗

通過附加精梳工序生產的精梳棉紗，在紡紗過程中除去了生條中一定長度以下的短纖維，同時除去了生條中殘留的棉結、雜質、疵點等；精梳棉紗中纖維平行伸直度高，條干均勻、光潔，毛羽更少，斷裂強度大于其同等規格的優等單紗的斷裂強度。

2.1.2 集聚紡紗技術

傳統的環錠紡雖然技術成熟，但是紗線中纖維呈圓錐形螺旋線，細度不勻率高，對于經編用紗要求強力更高、毛羽更少，可采用新型環錠紡紗方法，如集聚紡。圖1示出利用傳統環錠紡和集聚紡的紗線外觀形態對比圖[9]?？梢?，集聚紡成紗緊密，紗線外觀光潔，毛羽少，強力較高，在編織過程中不易產生紗線被磨毛的現象。

圖1 傳統棉環錠紡紗線和集聚紡紗線Fig.1 Conventional ring spun and compact spun cotton yarns

2.2 整經工序對棉紗的要求

整經中需要注意整經張力的控制和整經油劑的使用。經編織造過程中的經紗張力是重要的工藝參數，過小的整經張力會導致盤頭松軟、容易變形，在編織過程中容易引起漏墊和斷頭；過大的整經張力使得紗線發生蠕變，也會引起織造過程中因承受的張力波動造成頻繁斷紗，降低生產效率和成品率。

此外，由于棉紗在整經過程中會產生飛花積聚在分紗筘后面平行排列的紗線上，因此，在整經時可考慮加白油或液蠟，同時及時將積聚的飛花去除。

2.3 經編織造對棉紗的要求

棉紗即使通過集聚紡，其強力和紗體表面遠不能與化纖長絲相提并論，仍然很難適應在高速經編機上編織。而實際織造過程表明，引起棉紗斷頭的主要原因是飛花積聚、紗線間相互摩擦引起的毛羽糾纏以及經紗張力波動，因此，增加除塵裝置及時去除分紗筘后面的飛花積聚，降低紗線表觀毛羽，增加經編機彈性張力桿的張力補償作用就顯得尤為重要。

2.3.1 張力補償

在經編機的成圈過程中，經紗頻繁從成圈區域引入和引出。為使經紗在任何成圈階段均能與成圈機件有正確的相對位置，減少紗線的振動和確保墊紗準確，經紗在任何時刻都必須有一定的張力。彈性張力桿能在經紗張力作用下變形，并能在自身的彈性作用下恢復原狀，因此，具有一定的經紗張力補償作用。

此外，棉紗線密度越大，毛羽越多。目前實踐中有采用纏繞導紗針穿紗，這種方法有利于保證黏合在一起的經紗在進入導紗針針孔之前及早地分開，且經紗緊貼導紗針針桿，緩和經紗張力，適合高速生產，大大減少織疵[10]；也可采用在分紗筘上穿2根鐵絲，使棉紗分成上下2層，減少紗線間的摩擦，從而降低表觀毛羽糾纏。

2.3.2 針前與針背橫移量

產品設計和實際生產前應充分考慮到棉紗強力和毛羽，若棉紗作襯緯紗使用時對其強力要求可適當降低；而當棉紗參與成圈時，其承受的張力不能過大，故應合理設計棉紗在成圈墊紗時的一次性針背橫移量。

2.3.3 輔助裝置

棉紗在編織過程中極易產生飛花集聚現象，積累的飛花形成棉絮，會滯留在編織機件的有限間隙中，隨時都有可能織入織物中，產生污棉等疵點，嚴重時甚至損壞編織機件。安裝輔助裝置，如加油裝置、吸風裝置、斷紗自停裝置等，可定時在棉紗經過的器件上加油以貼伏毛羽，分紗筘等處的吸風裝置可將產生的飛花吸走等，同時斷紗自停裝置可檢測棉紗送經是否正常[11]。通過合理設置輔助裝置的結構和安裝位置，可幫助實現生產過程的連續、高效。

3 外衣用棉經編織物結構設計

為拓寬經編棉織物在外衣面料中的應用，設計了2款經編棉織物結構，棉紗分別作襯緯紗和成圈紗使用，作襯緯紗時利用經編襯緯結構的閃避墊紗的特點形成雙面效應的“兩面派”；作成圈編織時，利用前面2把梳櫛對底布的壓陷形成凹凸有致的斜紋效應。生產過程包括以下步驟。

1)選料：83.3 dtex吸濕排汗滌綸DTY，14.5 tex集聚紡棉紗，44.4 dtex氨綸。

2)整經：將吸濕排汗滌綸DTY、棉筒子紗在電腦拷貝整經機上按一定頭份數進行整經，溫度為(25±1)℃，相對濕度為(65±5)%，較高和穩定的溫濕度有助于棉紗捻回穩定和表面柔軟，避免棉紗相互間發生糾纏，有利于棉紗經編產品的生產，按常規整經操作流程，棉紗在整經時利用金屬棒進行一隔一上下分成2層，關閉靜電消除裝置和光電毛羽檢測裝置，采用加油裝置將液體蠟涂覆于靛藍紗表層，減少毛羽和整經及織造時飛花，提高棉紗柔軟性；按常規整經操作流程，將滌綸長絲進行整經；將氨綸按幅寬和橫密要求在氨綸整經機上整經，牽伸比為180%。

3)織造：采用Karl Mayer HKS4-1、機號E28高速經編機，棉紗開一定時間后會產生飛花積聚，生產8 h后安排1次機臺清潔，將每把梳櫛分紗針后和針床上的飛花吸除；棉紗的毛羽會隨著梳櫛的前后擺動和左右橫移掉落在針床的針槽和織針的針芯槽內，生產30 d后安排1次清洗針槽和針芯槽。

4)染色后整理：坯布經預定形后單染棉，然后經二次定形形成成品。定形機烘箱溫度為180 ℃，注意控制幅寬及面密度。

3.1 雙面效應滌/棉彈性經編織物

雙面效應滌/棉彈性經編織物的服用正面顯露棉紗，服用反面顯露吸濕排汗滌綸絲。服用反面與皮膚直接接觸，夏季出汗后，由吸濕排汗滌綸絲迅速將汗液排除體表，避免織物吸濕后沾身產生不適；服用正面顯露棉紗，柔軟舒適。

每把梳櫛的原料及穿紗方式為：GB1梳，83.3 dtex吸濕排汗滌綸DTY，滿穿；GB2梳，14.5 tex棉紗，滿穿；GB3梳，44.4 dtex 氨綸，滿穿。

該面料共3把梳櫛，每把梳櫛的組織結構為：GB1梳，1- 0/ 1-2/ 2-3/2-1//；GB2梳，0- 0/2-2/4-4/2-2//；GB3梳，2-3/2-1/1- 0/1-2//。

在常規三梳經編結構中，GB1的紗線在工藝正面和反面的最表面顯露，GB2在中間的第2層，GB3在最里層。如圖2所示，雙面效應的形成原理是，GB1和GB3均以成圈組織進行對稱墊紗，GB2穿棉紗采用變化襯緯組織，利用閃避墊紗原理，即GB2中穿的棉紗在P1和P2處，襯緯紗的折彎弧因GB1無延展線壓住而從本應處于的第2層跑到GB1的表面，形成如圖2所示的虛弧線，從而形成工藝正面吸濕排汗滌綸絲顯露，作為服用反面；工藝反面顯露棉紗，作為服用正面，雙面效應結構線圈圖見圖3。

圖2 雙面效應結構形成原理Fig.2 Two-sided effect formation principle of warp structure

圖3 雙面效應經編結構線圈圖Fig.3 Two-sided effect loops sketch of warp structure

圖4為雙面效應經編滌/棉織物實物圖，面密度為280 g/m2。

圖4 滌/棉經編雙面效應織物Fig.4 T/C two-sided effect warp knitted fabrics

3.2 斜紋雙向彈性經編滌/棉織物

前面2把梳櫛GB1、GB2的穿紗方式為1穿2空，穿棉紗，穿棉紗處利用變化經平組織在工藝反面形成斜紋凸條，而空穿處形成斜紋凹條，從而形成斜紋效應；第3把梳櫛滿穿滌綸長絲與第4把梳櫛滿穿氨綸走對稱經平組織形成底布，滌綸使布面具有身骨，氨綸走成圈結構使布面縱橫向均產生彈性；工藝反面作為該面料的服用正面。斜紋雙向彈性棉紗經編面料每把梳櫛的組織結構和穿紗方式為：GB1梳，3-2/4-5/2-1/3- 4/1-0/2-3//；GB2梳，1-0/2-3/3-2/4-5/2-1/3- 4//；GB3梳，1-2/1-0/1-2/1-0/1-2/1-0//；GB4梳，1-2/1-0/1-2/1-0/1-2/1-0//。

每把梳櫛所用的原料及穿紗方式為：GB1梳和GB2梳，14.5 tex棉紗，1穿2空；GB3梳，83.3 dtex吸濕排汗滌綸DTY，1穿2空；GB4梳，44.4 dtex氨綸，滿穿。

斜紋雙向彈性經編棉織物成品如圖5所示，面密度為340 g/m2。

圖5 斜紋雙向彈性經編棉織物(工藝反面)Fig.5 Bi-directional elastic twill cotton warp knitted fabric (technical back)

4 結 論

1)棉紗在經編整經過程中通過添加適當的助劑以減少毛羽提高強力，在織造過程中一般8 h左右進行1次飛花清理，30 d左右應對成圈機件進行清理，以免堵塞針槽或對成圈機件造成損傷；棉紗梳櫛的針前針背橫移不宜過多；加裝吸風裝置、斷紗自停裝置等使織造連續、順利。通過對緊密紡純棉紗的編織可以看出，由于其紗體結構緊密，強力較高，毛羽較少，織造可適性較好。

2)利用中間梳滿穿的棉紗以襯緯組織與前梳滿穿的滌淪長絲同向墊紗形成閃避效應顯露在工藝反面，從而形成一面滌/氨一面棉的雙面效應，利用棉紗在前梳帶空穿的方式以變化經平組織在滌/氨底布上形成斜紋，設計了2款彈性經編含棉外衣用面料，為高檔舒適的經編外衣、內衣面料等產品的開發提供了參考。

FZXB

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Design and production method of cotton warp outerwear knitted fabrics

WAN Ailan1,2, MIAO Xuhong1,2, ZHANG Lingjie1,2， WANG Weiwei1,2
(1.EngineeringResearchCenterforKnittingTechnology,MinistryofEducation,JiangnanUniversity,Wuxi,Jiangsu214122,China； 2.KeyLaboratoryofEco-Textiles(JiangnanUniversity),MinistryofEducation,Wuxi,Jiangsu214122,China)

On the basis of cotton yarn and warp knitting, aiming at the problem that the mechanical properties such as cotton yarn strength at break and hairs were difficult to meet with the technical requirements of warp knitting, the solution to solve the technical problems of cotton yarns in warp knitting at high speed were proposed. It presented the key technologies of cotton yarns used in the warp knitting and provided the technical solutions among yarn spinning method, beaming and knitting processes. The compact yarns were selected, and the white oil was added when beaming-warping that can make the yarn hairs lodging to decrease the friction between the yarn and the loop formation elements. The cotton yarns were divided into two layers which could cut down the hairs′ tangling. Finally, two warp knitted outwear products using cotton yarns were developed from the perspective of the warp structure and process design. The two-sided effect is obtained with cotton yarn as the partial weft insertion. The reason is that the front knitting guide bar and the back laying-in guide bar with cotton yarn underlap in the same direction, and the inlay evaded the knitting bar underlaps and slipped through onto the technical back of the structure. Warp twill is designed with cotton yarn as looping structure, whose guide bar is part-threaded.

cotton yarn; warp knitting; structure design; evasive yarn laying; two-sided effect; twill

2016-06-23

2017-02-07

江蘇省產學研聯合創新資金-前瞻性聯合研究項目(BY2015019-01)

萬愛蘭(1976—)，女，副教授，博士。研究方向為針織物結構與性能。E-mail：ailan.wan@jiangnan.edu.cn。

10.13475/j.fzxb.20160606505

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