氨綸經(jīng)編平紋布送經(jīng)量的影響因素

王 楠，繆旭紅，徐 巧，高偉超

(1.江南大學(xué)教育部針織技術(shù)工程研究中心，江蘇 無(wú)錫 214122;2.廣州新生紡織實(shí)業(yè)有限公司，廣東 廣州 510550)

氨綸經(jīng)編平紋布是氨綸經(jīng)編彈力織物中最典型的一類(lèi)產(chǎn)品，通常是在兩梳特里科經(jīng)編機(jī)上前梳采用錦綸或滌綸，后梳采用氨綸交織而成的雙向彈性織物。對(duì)此類(lèi)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，牽拉密度及送經(jīng)量的設(shè)置是關(guān)鍵生產(chǎn)工藝參數(shù)。氨綸彈力織物的生產(chǎn)及工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)一直是研究的熱點(diǎn)。郭明等［1－3］探討了氨綸彈力織物生產(chǎn)中原料選用、織造工藝、機(jī)器調(diào)試以及織造中遇到的技術(shù)問(wèn)題的解決方法，但并沒(méi)有對(duì)送經(jīng)量等織造工藝參數(shù)的設(shè)置進(jìn)行深入研究。陳燕［4］總結(jié)了卡爾邁耶建立的各種線(xiàn)圈模型的送經(jīng)量計(jì)算方法。許期頤［5］提出，送經(jīng)量的大小是經(jīng)編織物品質(zhì)的決定性參數(shù)，它取決于原料的粗細(xì)、機(jī)器的針距、機(jī)上牽拉密度和織物組織等，同時(shí)影響織物的彈性、織物面密度、布面光潔度和手感等;并針對(duì)氨綸彈力織物，建立了幾何模型，應(yīng)用于機(jī)號(hào)為E32的經(jīng)編機(jī)的送經(jīng)量計(jì)算。而對(duì)于E36以及更高機(jī)號(hào)的機(jī)臺(tái)上錦綸以及滌綸原料的送經(jīng)量的影響因素及其計(jì)算方法還需要進(jìn)一步研究。

為此，結(jié)合氨綸經(jīng)編彈力織物的實(shí)際生產(chǎn)，本文分析了最具代表性的氨綸經(jīng)編平紋布生產(chǎn)中牽拉密度、機(jī)型、機(jī)號(hào)、原料線(xiàn)密度、原料種類(lèi)等因素對(duì)前梳非彈性原料送經(jīng)量的影響，并采用回歸分析研究各因素與前梳送紗量之間的關(guān)系。同時(shí)，還探討了影響氨綸梳櫛送經(jīng)量設(shè)置的因素，為開(kāi)發(fā)符合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品提供理論參考［6］。

1 實(shí)驗(yàn)部分

本文實(shí)驗(yàn)選用德國(guó)利巴公司COP2KE和卡爾邁耶公司HKS2-3 E這2種代表性的經(jīng)編機(jī)，機(jī)器幅寬均為330.2 cm，選取E28、E32、E36以及E40這4種機(jī)號(hào)，前梳分別采用 33 dtex×24 f、44 dtex ×24 f、55 dtex×24 f的錦綸和滌綸長(zhǎng)絲(由江蘇盛虹科技股份有限公司和江蘇恒力化纖股份有限公司提供)，后梳采用泰光氨綸(規(guī)格為44 dtex，整經(jīng)時(shí)的牽伸率為60%)，采用的組織為:GB1，1－0/2－3//;GB2，1 －2/1 －0//。

經(jīng)過(guò)上機(jī)反復(fù)測(cè)試后，得到24種規(guī)格的氨綸平紋布的上機(jī)工藝參數(shù)(送經(jīng)量)，其測(cè)試結(jié)果具體見(jiàn)表1。

表1 機(jī)上參數(shù)設(shè)置Tab.1 Machine parameters setting

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 牽拉密度對(duì)前梳送經(jīng)量的影響

在機(jī)號(hào)為E36的利巴COP2KE型機(jī)器上，分別采用44 dtex錦綸和44 dtex滌綸 2種原料，對(duì)這2種原料的送經(jīng)量進(jìn)行比較，結(jié)果如圖1所示。

采用Origin軟件對(duì)上機(jī)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，得到44 dtex錦綸和44 dtex滌綸2種原料的送經(jīng)量Y1、Y2與牽拉密度x的線(xiàn)性方程和相關(guān)系數(shù):

圖1 滌綸和錦綸機(jī)上送經(jīng)量的對(duì)比Fig.1 Let-off amount curve of polyester and polyamide

由于R2非常接近1，說(shuō)明送經(jīng)量與牽拉密度的線(xiàn)性關(guān)系極好，即牽拉密度是影響送經(jīng)量的高度顯著性因素，這與已了解的理論事實(shí)是相符的。通過(guò)圖1曲線(xiàn)發(fā)現(xiàn)，44 dtex錦綸和44 dtex滌綸的送經(jīng)量都隨著牽拉密度的增加而減小，并最終趨于穩(wěn)定值，并且滌綸的下降速率更快。牽拉密度在15～25橫列/cm之間時(shí)，送經(jīng)量的變化幅度較大，而大于25橫列/cm時(shí)，送經(jīng)量的變化幅度很小。經(jīng)過(guò)分析可知，當(dāng)織物密度達(dá)到一定極限值后，單位長(zhǎng)度內(nèi)的線(xiàn)圈個(gè)數(shù)以及線(xiàn)圈長(zhǎng)度已達(dá)到較大值，此時(shí)增加線(xiàn)圈長(zhǎng)度是非常困難的。若在機(jī)上增大送經(jīng)量，則會(huì)導(dǎo)致紗線(xiàn)張力過(guò)松，彎紗角度過(guò)大，織針因墊紗不牢而無(wú)法成圈，因此，達(dá)到一定密度時(shí)，其送經(jīng)量可變化范圍很?。?］。

2.2 原料對(duì)前梳送經(jīng)量的影響

2.2.1 原料線(xiàn)密度

在機(jī)號(hào)為E36的利巴COP2KE型機(jī)器上，分別采用33 dtex×24 f、44 dtex×24 f、55 dtex×24 f錦綸和滌綸長(zhǎng)絲等6種不同規(guī)格的紗線(xiàn)，在牽拉密度為24橫列/cm下，根據(jù)布面效果調(diào)整送經(jīng)量，得到送經(jīng)量與原料線(xiàn)密度的關(guān)系，結(jié)果見(jiàn)圖2。從圖中可觀(guān)察到，在氨綸線(xiàn)密度不變的情況下，非彈性紗線(xiàn)如錦綸、滌綸送經(jīng)量都隨著線(xiàn)密度的增大而增加，且增加趨勢(shì)幾乎相同。這是因?yàn)樵谕粻坷芏认?，單位長(zhǎng)度內(nèi)線(xiàn)圈的個(gè)數(shù)是相同的。當(dāng)原料線(xiàn)密度增加時(shí)，每個(gè)線(xiàn)圈的圈弧長(zhǎng)度會(huì)增大，因此需要增加其對(duì)應(yīng)的總長(zhǎng)度。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般原料線(xiàn)密度每增加11dtex，其送經(jīng)量需要增加10～20mm［8］。

圖2 不同原料線(xiàn)密度下的送經(jīng)量Fig.2 Let-off amount of yarns at different linear densities

2.2.2 原料種類(lèi)

由圖2可發(fā)現(xiàn)，在相同的線(xiàn)密度下，滌綸和錦綸的送經(jīng)量是不同的，滌綸的送經(jīng)量略大于錦綸的送經(jīng)量。這種現(xiàn)象與錦綸和滌綸的結(jié)構(gòu)差異是緊密相關(guān)的?？傮w來(lái)說(shuō)，滌綸的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)均小于錦綸。滌綸和錦綸的這種差異與它們的組成結(jié)構(gòu)有關(guān)，滌綸的斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)、初始模量和斷裂比功均較小，所以滌綸顯得硬挺而堅(jiān)韌。而錦綸的斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和斷裂比功均較大，但初始模量較低，所以它表現(xiàn)為軟而強(qiáng)韌，且耐疲勞性和耐磨性?xún)?yōu)良［9］。

滌綸與錦綸的斷裂性能差異對(duì)整經(jīng)、織造時(shí)的斷紗率以及送經(jīng)量的設(shè)置產(chǎn)生了一定的影響。例如，在同一牽拉密度下，原料由錦綸轉(zhuǎn)為滌綸時(shí)，要適當(dāng)?shù)卦黾铀徒?jīng)量。這是因?yàn)闇炀]的回彈性較差，若采用和錦綸相同的送經(jīng)量，滌綸紗線(xiàn)張力會(huì)緊，容易斷紗，而且在局部會(huì)出現(xiàn)一些橫檔。

2.3 機(jī)器參數(shù)對(duì)前梳送經(jīng)量的影響

2.3.1 機(jī)號(hào)的影響

采用44 dtex錦綸和55 dtex滌綸2種紗線(xiàn)，分別在E28、E32、E36、E40這4種機(jī)號(hào)的經(jīng)編機(jī)上進(jìn)行試織，當(dāng)牽拉密度為24橫列/cm時(shí)，機(jī)上實(shí)測(cè)的送經(jīng)量結(jié)果如圖3所示。從圖中可發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用44 dtex錦綸或55 dtex滌綸原料時(shí)，隨著機(jī)號(hào)的升高，滌綸和錦綸的送經(jīng)量呈減小的趨勢(shì)。

圖3 不同機(jī)號(hào)下的送經(jīng)量Fig.3 Let-off amount under different machine gauges

2.3.2 機(jī)型的影響

不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的不同機(jī)型對(duì)送經(jīng)量的設(shè)置也有一定的影響。如表1所示，同樣規(guī)格原料、同一牽拉密度的前提下，卡爾邁耶經(jīng)編機(jī)和利巴經(jīng)編機(jī)的送經(jīng)量在實(shí)際中有所不同。這是因?yàn)楹笳叩拿撊C(jī)構(gòu)較軟，需要的送經(jīng)量要偏松一些(大)，而前者的針芯較硬，需要的送紗量要偏緊一些(小)。

2.3.3 機(jī)器狀態(tài)的影響

機(jī)器的使用時(shí)間以及保養(yǎng)狀態(tài)對(duì)氨綸經(jīng)編彈力織物送經(jīng)量的設(shè)置也有一定的影響。如果機(jī)臺(tái)的針件(織針和沉降片)磨損程度較重，會(huì)使其能承受的紗線(xiàn)張力變小。上機(jī)時(shí)，若采用較小的送經(jīng)量，則會(huì)導(dǎo)致針件磨損加劇，甚至造成斷紗率增加。尤其是在錦綸或者滌綸復(fù)絲的孔數(shù)較多的時(shí)，其單絲被拉斷的概率越高，甚至?xí)?dǎo)致后梳的氨綸發(fā)生斷紗，因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，會(huì)著重考慮針件的磨損程度，并結(jié)合客戶(hù)的要求和生產(chǎn)計(jì)劃安排的需要，在合理的范圍之內(nèi)，適當(dāng)增加各梳櫛的送經(jīng)量，尤其是氨綸梳櫛。這樣既能夠減輕對(duì)針件的磨損，也在一定程度上增加了產(chǎn)量。同時(shí)，該機(jī)臺(tái)所織造的氨綸織物的氨綸含量一般也不能過(guò)低。

2.4 氨綸送經(jīng)量的影響因素

在實(shí)際生產(chǎn)中，氨綸含量一般會(huì)根據(jù)客戶(hù)要求，并結(jié)合織物需要達(dá)到的彈性性能等要求進(jìn)行設(shè)置［10］，目前常用的氨綸含量有18%和20%。首先，前梳調(diào)試好正常開(kāi)機(jī)的錦綸或滌綸送經(jīng)量大小后，后梳氨綸絲的送經(jīng)量根據(jù)氨綸含量要求，結(jié)合氨綸、錦綸或滌綸的實(shí)際線(xiàn)密度，對(duì)氨綸送經(jīng)量進(jìn)行計(jì)算。影響氨綸送經(jīng)量設(shè)置的因素主要包括:氨綸含量、氨綸線(xiàn)密度、非彈性原料的線(xiàn)密度，其中氨綸線(xiàn)密度與出廠(chǎng)時(shí)氨綸實(shí)際線(xiàn)密度以及氨綸整經(jīng)牽伸比有關(guān)。整經(jīng)時(shí)采用60%～80%等不同牽伸率。

3 理論計(jì)算與實(shí)際值之間的差異

卡爾邁耶機(jī)型的送經(jīng)量計(jì)算公式［7］以及許期頤送經(jīng)量計(jì)算公式［11－12］分別為

式中:H為送經(jīng)量，即為480個(gè)橫列的線(xiàn)圈的總長(zhǎng)度;P為機(jī)上牽拉密度;l為槽針針頭厚度;E為機(jī)號(hào);d為紗線(xiàn)直徑;R為圈弧半徑;T為針距;δ為槽針針桿厚度;C為修正系數(shù)，一般取4% ～5%。

從式(3)、(4)中可以發(fā)現(xiàn)，卡爾邁耶機(jī)型的送經(jīng)量計(jì)算方法只考慮了牽拉密度、槽針針頭厚度以及機(jī)號(hào)(針距)3個(gè)參數(shù)，而許期頤送經(jīng)量計(jì)算公式中除了考慮上述參數(shù)之外，還考慮了紗線(xiàn)直徑等與原料本身相關(guān)的參數(shù)以及修正系數(shù)，涉及的參數(shù)更為全面。

根據(jù)式(1)～(4)得到錦綸的送經(jīng)量對(duì)比曲線(xiàn)，見(jiàn)圖4(a);根據(jù)式(2)～(4)得到滌綸的送經(jīng)量曲線(xiàn)，見(jiàn)圖4(b)。對(duì)圖4中各條曲線(xiàn)對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，對(duì)于錦綸的機(jī)上送經(jīng)量，卡爾邁耶和許期頤方法的送經(jīng)量曲線(xiàn)數(shù)值及變化趨勢(shì)較為接近，且計(jì)算值整體偏小，尤其是當(dāng)牽拉密度大于26橫列/cm時(shí)，其與機(jī)上實(shí)際值之間的差距加大，平均偏差值約為40mm/臘克。而采用式(1)曲線(xiàn)與機(jī)上實(shí)際值的擬合程度最高，當(dāng)牽拉密度在20～25橫列/cm范圍內(nèi)時(shí)，比實(shí)際值差值略大，當(dāng)牽拉密度在26橫列/cm以上時(shí)，其與機(jī)上實(shí)際值很接近，所以總體來(lái)說(shuō)，式(1)計(jì)算值曲線(xiàn)與機(jī)上實(shí)際值的接近程度最高。

圖4 錦綸與滌綸送經(jīng)量對(duì)比值Fig.4 Comparison of let-off amount curves of nylon and polyester

對(duì)比圖4(b)中4條滌綸送經(jīng)量曲線(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，卡爾邁耶和許期頤方法的送經(jīng)量數(shù)值與機(jī)上實(shí)際值對(duì)比，較錦綸送經(jīng)量相比，偏差更大，平均差值為100mm/臘克左右。而采用式(1)曲線(xiàn)與機(jī)上實(shí)際值吻合程度最高。綜上所述，式(1)計(jì)算值曲線(xiàn)與機(jī)上實(shí)際值的接近程度最高。

4 結(jié)論

1)氨綸經(jīng)編彈力織物送經(jīng)量設(shè)置時(shí)，受機(jī)型、機(jī)號(hào)、牽拉密度、原料線(xiàn)密度、原料種類(lèi)等多種因素的影響，并且與牽拉密度、原料線(xiàn)密度等因素都具有較高的線(xiàn)性相關(guān)關(guān)系。

2)氨綸經(jīng)編彈力織物在生產(chǎn)時(shí)，由于非彈性原料性質(zhì)存在差異，同樣線(xiàn)密度的錦綸絲和滌綸絲的送經(jīng)量設(shè)置也需要差別對(duì)待。同一牽拉密度下，原料由錦綸轉(zhuǎn)為滌綸時(shí)，要適當(dāng)加大送經(jīng)量，一般為20～30mm/臘克。此外，在送經(jīng)量的設(shè)置時(shí)，還應(yīng)考慮機(jī)器使用時(shí)間以及保養(yǎng)狀態(tài)等因素的影響。

3)由于所采用的簡(jiǎn)化模型不同，需考慮的影響因素也不同，因而導(dǎo)致無(wú)論采用何種計(jì)算方式，其計(jì)算值都會(huì)與實(shí)際值之間存在一定的差異。在實(shí)際上機(jī)時(shí)，還需要進(jìn)行調(diào)整，但通過(guò)對(duì)44 dtex錦綸和44 dtex滌綸采用各種計(jì)算方法得到的機(jī)上送經(jīng)量進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，卡爾邁耶計(jì)算值與許期頤計(jì)算值的送經(jīng)量數(shù)值及曲線(xiàn)變化規(guī)律都很接近，但整體上小于機(jī)上實(shí)際送經(jīng)量值。而采用送經(jīng)量與牽拉密度擬合曲線(xiàn)與實(shí)際上機(jī)送經(jīng)量曲線(xiàn)整體較為接近。由于將所有影響因素考慮在內(nèi)，所以參照送經(jīng)量與牽拉密度擬合公式實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，送經(jīng)量的設(shè)置還是具有一定的參考價(jià)值。

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