單梳經編織物編織過程對棉紗毛羽和力學性能的影響

王聰聰 夏風林

摘?要：為促進棉紗在經編中的推廣應用，測試了18.2tex純棉精梳緊密紡棉紗在經編編織過程中經分紗筘、導紗針和編織后的經紗毛羽指數和斷裂強度與斷裂伸長率等。結果表明：經分紗筘、導紗針和經編織后的經紗毛羽指數先降后升;而斷裂強度和斷裂伸長率均一直下降，且織物中的棉紗力學性能顯著下降，尤其是斷裂伸長率下降35.80%，是影響經編順利編織的主要因素。

關鍵詞：棉紗;經編;毛羽;斷裂強度

中圖分類號：TS182

文獻標志碼：A

文章編號：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

經編機生產效率高、機速高，所以經編織造往往采用滌綸、錦綸、氨綸等化學長絲[1]。棉紗等短纖紗由于毛羽多、延伸性較小等，不利于經編過程的順利進行，限制了其在經編生產中的應用。而棉織物吸濕性與透氣性好、舒適柔軟，深受人們的青睞[2]，棉紗在經編生產中的應用開發也一直受到重視。蔣高明等[3]對經編棉產品的開發做了研究，夏風林等[4]對經編棉蓋絲面料的編織工藝進行了探討，繆旭紅等[5]對滌棉混紡紗在經編過程中的力學性能變化進行了研究。

目前在經編生產中常采用緊密紡、賽絡紡、緊密賽絡紡等紡制的紗線。這里采用18.2tex純棉精梳緊密紡棉紗，測試紗線在經過特里科經編機（機號E28）各送經導紗部件后，其前向毛羽、后向毛羽、斷裂強度、斷裂伸長率等參數的變化情況，以分析緊密紡棉紗在經編生產過程中的結構變化，促進棉紗在經編生產中的推廣應用。

1?實?驗

棉紗在特里科經編機上編織時所經過的路徑，如圖1所示。經紗首先由盤頭A送出，經導紗桿B、分紗筘C引到張力桿D上，再引入導紗針眼E，進入成圈區域后在槽針G、針芯H與沉降片F等成圈機件相互配合下形成織物。在整個經紗路徑上導紗桿B表面光滑、摩擦因數小，對紗線損傷小，可忽略不計[6]。紗線在經過分紗筘C、張力桿D、導紗針E和墊入槽針G的針鉤內成圈時會收到較大的拉伸、摩擦和彎曲作用[7]，因而在這里主要研究棉紗在經過分紗筘、導紗針后以及成圈后的前向毛羽、后向毛羽、斷裂強力、斷裂伸長率的變化情況。

1.1?實驗原料與儀器

測試選用HKS4-EL型電子橫移經編機（機號E28），將棉紗穿紗于前梳GB1上進行收集;18.2 tex純棉精梳緊密紡棉紗（吳江鷹翔集團公司）;YG020B電子單紗強力機（常州市第二紡織機械廠）;YG172A紗線毛羽測試儀（陜西長嶺紡織機電科技有限公司）;絡筒機;電子繞紗器;棉紗紗管若干。

1.2?實驗方法

1.2.1?獲取測試紗線

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]。為了研究棉紗在經過分紗筘、張力桿和導紗針之后以及經過編織后的強力和毛羽等變化情況，在紗線經過這些機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機傳動紗管，可實現恒張力卷繞，避免對測試樣紗的二次損傷，減少實驗誤差。

圖1所示的1和2為經分紗筘C后的測試紗線與收集;而1和2為經導紗針E后的測試紗線與收集，為了收集2測試紗線，在實驗前需預先拆除取紗部位的織針G，以免經紗1織入織物。

由于經編織物難以脫散，為了獲得編織后的紗線，設計了在經編機上編織單梳編鏈組織，且只穿一根編織紗，這樣紗線經成圈過程后、但又沒有成布，以便拆散成紗后進行測試。

這樣，在經紗經分紗筘、張力桿和導紗針之后以及經過編織之后，分別采集棉紗試樣進行測試，每個試樣單紗卷繞長度400 m。

1.2.2?測試方法

用陜西長嶺紡織機電廠生產YG172A紗線毛羽測試儀，在溫度22 ℃，相對濕度65%的條件下對紗線的毛羽進行測試。依據GB/T 3916—1997《單根紗線斷裂強力和斷裂伸長的測定》使用YG020B電子單紗強力儀對紗線進行強度和伸長率的測試。實驗速度為25 mm/min，定伸長為500 mm，測試溫度為22 ℃，相對濕度為65%。

2?結果與討論

2.1?實驗數據與處理

對經分紗筘、導紗針和編織之后的棉紗試樣，分別測試棉紗的毛羽指數、斷裂強度和斷裂伸長率等各25組數據，并取其平均值。為便于對比分析，同時測試了經軸上的原紗相關數據。實驗測得的數據進行處理求均值并作圖，如表1、表2和圖2所示。

2.2?經編機導紗機件對棉紗毛羽指數的影響

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

經紗經分紗筘后紗線的前向毛羽指數和后向毛羽指數與原紗相比均大大減小，即經分紗筘后的經紗可編織性能提高，分析認為這是因經紗通過經編機分紗筘組件時得到梳理而致。經編機分紗筘組件通常由一光滑的導紗桿和均勻排列的分紗梳針組成，經紗總是單方向、平直地通過。經紗平順地通過分紗筘側面、導紗桿表面，使得經紗表面毛羽得到梳理，且由于受到分紗筘側面導角的摩擦，向后毛羽被刮起，部分毛羽開始脫落，少量浮游毛羽集結，毛羽集結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，但脫落的毛羽會形成飛花，或集聚在分紗筘上，影響經紗的順利通過，對織造造成不良的影響。

經紗經導紗針后，前向毛羽和后向毛羽均大大增加，這是因為導紗針一直在引導經紗做高速的前后擺動和橫移運動，紗線與導紗針孔壁之間反復摩擦，很大程度上破壞了紗線的結構，紗線毛羽會大大增加。經紗經導紗針后，1～2 mm的后向毛羽變化量比前向毛羽變化量大，且已大于未編織時的毛羽指數，表明了導紗針與紗線摩擦后產生的后向毛羽較多，且在這過程中刮起的毛羽多于刮落的毛羽，此時，紗線的可編織性能下降。

經紗經編織后，與經導紗針后的經紗相比，前向毛羽指數和后向毛羽指數都大大增加。由經編成圈運動分析可知，編織時線圈沿著織針針桿作相對滑動，并與舊線圈作用，相互的摩擦會作用紗體、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，經編織后的紗線和原紗相比，兩者的前向毛羽指數和后向毛羽指數相差不多，其中前向毛羽指數有所減小、而后向毛羽指數則稍有提高。經編送經與編織過程使得紗線的毛羽減少又增加，導致一些毛羽從紗路上飛揚起來，這些毛羽如落入成圈區域內則會影響成圈機件的運動和配合，嚴重時甚至導致針床、針芯床等的損壞[9]，如織入織物也影響布面的品質。

2.3?經編機導紗機件對棉紗力學性能的影響

經編編織對紗線的斷裂強度和斷裂伸長率均有一定的要求。斷裂強度和斷裂伸長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，有利于經編編織的順利進行。實驗測得的經紗力學性能數據如表3所示。

由表3可知，經紗斷裂強度和斷裂伸長率在經各導紗機件后均下降，為比較分紗筘和導紗針對紗線損傷程度的大小，在這里引出斷裂強度減小率和斷裂伸長率減小率的概念：

由式（1）、式（2）計算可知，經紗經分紗筘后斷裂強度減小率為0.30%、斷裂伸長率減小率為9.36%;而經紗經導紗針后斷裂強度減小率13.34%、斷裂伸長率減小率為19.20%。這表明分紗筘對紗線的損傷較小、而導紗針對紗線的損傷則較大，這與經紗在導紗針處受到往復摩擦而產生較大的損傷相符。

通過對比經編織后（即織物內）的紗線與原紗，其斷裂強度減小率為26.98%、斷裂伸長率減小率為35.80%，即整個送經與編織過程中，紗線的力學性能下降很大。特別是對棉紗而言，其斷裂伸長率原本就大大低于經編生產中常用的滌綸、錦綸等原料，這種損傷將嚴重影響經編編織過程的順利進行。

3?結?論

通過對經編生產中經過經編機的分紗筘、導紗針和經編織后的18.2 tex純棉精梳緊密紡棉紗的毛羽指數和力學性能指標的測試表明：經紗經分紗筘后的毛羽指數減少，紗線的可編織性能有所提高且分紗筘與紗線摩擦后產生的前向毛羽較多;而經導紗針后和經編織后的經紗毛羽指數均上升，紗線的可編織性下降且導紗針與紗線摩擦后產生的后向毛羽較多。

經紗經分紗筘和導紗針后，其斷裂強度和斷裂伸長率均下降，且其中導紗針對紗線的損傷作用明顯;此外經紗經正常編織后，織物內紗線的力學性能顯著下降，特別是其斷裂伸長率下降了35.80%，將嚴重影響經編編織過程的順利進行。

參考文獻：

[1] 蔣高明.經編針織物生產技術[M].北京：中國紡織出版社，2010.

[2] 朱新卯，劉云霞.氨棉經編內衣面料的開發[J].針織工業，2007（1）：23-25.

[3] 蔣高明，李欣欣.短纖紗經編產品開發與應用[J].紡織導報，2016（9）：88-92.

[4] 夏風林，蔣高明，張帥，等.經編棉蓋絲面料生產工藝探討[J].針織工業，2006（12）：11-13，70.

[5] 胡瑜，繆旭紅.經編織造過程對短纖紗力學性能的影響[J].紡織學報，2016，37（7）：55-60.

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