織造參數(shù)對(duì)經(jīng)編PBT和PET交織織物彈性的影響

陳 晴，馬丕波，冒海文，繆旭紅，蔣高明，薛 斌

（1.江南大學(xué)a.紡織服裝學(xué)院；b.教育部針織技術(shù)工程研究中心，江蘇無錫214122；2.中國石化儀征化纖股份有限公司，江蘇儀征211400）

織造參數(shù)對(duì)經(jīng)編PBT和PET交織織物彈性的影響

陳 晴1，馬丕波1，冒海文1，繆旭紅1，蔣高明1，薛 斌2

（1.江南大學(xué)a.紡織服裝學(xué)院；b.教育部針織技術(shù)工程研究中心，江蘇無錫214122；2.中國石化儀征化纖股份有限公司，江蘇儀征211400）

采用PBT和PET長絲交織獲得彈性經(jīng)編針織物，討論織物組織、牽拉密度、送經(jīng)量對(duì)經(jīng)編交織面料定負(fù)荷伸長的影響，并測試經(jīng)編交織織物的定負(fù)荷伸長值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：使用經(jīng)絨平組織在E28機(jī)號(hào)上織造，牽拉密度宜控制在18～20線圈/cm。當(dāng)牽拉密度從16線圈/cm增加到26線圈/cm時(shí)，橫向定負(fù)荷拉伸長值逐漸減小。當(dāng)前梳GB1的PET紗線送經(jīng)量保持恒定時(shí)，縱向定負(fù)荷拉伸長度隨著后梳GB2的PBT紗線送經(jīng)量的增大而增大。當(dāng)后梳GB2的PBT紗線送經(jīng)量保持一致時(shí)，增加前梳GB1的PET紗線送經(jīng)量會(huì)使得縱向定負(fù)荷拉伸長增大，橫向定負(fù)荷拉伸長降低。實(shí)驗(yàn)揭示了織造參數(shù)對(duì)織物定負(fù)荷伸長影響的規(guī)律，對(duì)PET/PBT經(jīng)編針織物的生產(chǎn)提供參考。

針織；經(jīng)編織物：送經(jīng)量；牽拉密度；彈性

隨著生活水平的日益提高，人們對(duì)于穿著越來越講究，更加追求服裝的健康、舒適、時(shí)尚及個(gè)性化體現(xiàn)，特別是在休閑服裝方面，舒適性已成為人們追求的主要目標(biāo)?，F(xiàn)在的彈性纖維是指通過不同方法將特殊分子結(jié)構(gòu)或經(jīng)分子改性組合得到的高聚物紡制而成的具有彈性回復(fù)功能的纖維［1］。彈力針織面料廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)服、內(nèi)衣或無縫服裝。一般來說，氨綸包芯紗、聚氨酯（PU）/聚酰胺（PA）、聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯（PTT）是用于添紗結(jié)構(gòu)的緯編針織物，氨綸裸絲由于其光滑的紗線結(jié)構(gòu)主要用于生產(chǎn)經(jīng)編彈力織物。但也有一些缺點(diǎn)，如氨綸的染色性、吸水/芯吸性、干燥能力能差［2］。此外，陽光對(duì)氨綸的耐久性和強(qiáng)度都有影響。氨綸織物使用過高溫度熱定形時(shí)，容易泛黃影響手感，并且氨綸織物的耐氯性較差［3］，這使得氨綸纖維在某些應(yīng)用領(lǐng)域里使用受限。PBT纖維色彩艷麗，手感柔軟，保形性優(yōu)良，彈性佳，面料富有層次感和順滑感。采用PBT長絲織造的泳衣面料，舒適性和彈性更佳、印花染色圖案更加鮮艷亮麗［4］。

目前，Chattopadhyay等［5］研究了編織緯編添紗結(jié)構(gòu)時(shí)彈性紗線的預(yù)牽伸對(duì)彈性織物產(chǎn)生的服裝壓力的影響。結(jié)果表明，改變彈力紗線的預(yù)牽伸值可以改變織物結(jié)構(gòu)但是拉伸長度不會(huì)改變。Das等［6］研究了包芯紗中彈性纖維和捻系數(shù)對(duì)彈力機(jī)織物的拉伸影響。Herath等［7］研究了線圈長度、后整理松弛時(shí)間對(duì)棉氨單面緯平、雙羅文和羅文織物的彈性影響。Wang等［8］研究了彈力緯編添紗織物中添紗紗線的比例對(duì)織物彈性的影響。Kumar［9］對(duì)棉型包芯紗對(duì)單面緯平針組織尺寸和物理性能的影響進(jìn)行了研究。PTT/PET雙組分長絲編織的添紗緯平針無縫服裝比使用PU/PA包芯紗具有更好的延伸性和彈性回復(fù)性能［10］。23.3 dtex錦綸和22.2 dtex氨綸包芯紗用來編織添紗緯平針壓力服裝［11］。但是，對(duì)經(jīng)編彈性織物的研究還很少，特別是對(duì)織造參數(shù)對(duì)彈性的影響。不同PBT纖維截面對(duì)織物彈性的影響已在其他文章中討論［12］。因此，本文從牽拉密度、送經(jīng)量、織物組織等方面進(jìn)行了研究，考察了以上參數(shù)對(duì)織物彈性的影響，進(jìn)而對(duì)此面料的生產(chǎn)和使用提供參考。

1　實(shí) 驗(yàn)

1.1材料與儀器

材料：55.5 dtex/24 f滌綸低彈絲（DTY）PBT紗線、55.5 dtex/24 f（FDY）滌綸紗線（儀征化纖股份有限公司）。

儀器：YG063T全自動(dòng)單紗強(qiáng)力儀（陜西長嶺紡織機(jī)電科技有限公司），E28特里科經(jīng)編機(jī)（卡爾邁耶中國有限公司），HD026N多功能電子強(qiáng)力儀（常州第二紡織機(jī)械廠）。

使用全自動(dòng)單紗強(qiáng)力儀測量PET和PBT紗線的物理規(guī)格如表1所示。PBT紗線斷裂伸長率（26.9%）比滌綸長絲稍大（11.2%）。當(dāng)PBT在濕熱處理后，具有20.5%的高收縮。因此，織物經(jīng)過濕熱整理收縮后，獲得較高的彈性，然而普通滌綸的沸水收縮率只有3%。

表1　PBT和PET長絲物理指標(biāo)Tab.1 The physical index of PBT and PET filament

1.2實(shí)驗(yàn)方案

由于牽拉密度決定著經(jīng)編織物的平方米質(zhì)量，織物結(jié)構(gòu)決定著經(jīng)編織物的物理特性和外觀風(fēng)格，兩種原料的前后梳配置決定著原料在織物中的配比和彈性。因此，本文首先安排了關(guān)于這3個(gè)因素的3水平正交實(shí)驗(yàn)（表2）。因素1是牽拉密度，由于在E28單針床經(jīng)編機(jī)上普通無彈經(jīng)編織物的上機(jī)密度為20線圈/cm左右，而氨綸彈性織物織造時(shí)牽拉密度一般在20線圈/cm以下，因此3個(gè)水平設(shè)置為12、16、20線圈/cm。因素2是組織結(jié)構(gòu)，由于目前經(jīng)編素色彈力織物大多采用兩梳平紋組織，因此3個(gè)水平設(shè)置為雙經(jīng)平、經(jīng)絨平、經(jīng)斜平，用以考察織物組織結(jié)構(gòu)對(duì)織物彈性的影響。因素3是原料配置，分別在前后梳使用PBT（55.5 dtex/24 f）和PET（55.5 dtex/24 f）兩種長絲，與前后梳同時(shí)使用PBT長絲，考察前后梳原料配置對(duì)織物彈性的影響。在此，使用42英寸E28特里科經(jīng)編機(jī)織造。坯布在100℃沸水中水洗30 min后，使其充分去油收縮后進(jìn)行定負(fù)荷拉伸測試。實(shí)驗(yàn)方案如表3所示。

表2　正交實(shí)驗(yàn)Tab.2 Orthogonal experiment

表3　正交實(shí)驗(yàn)方案Tab.3 Orthogonal experiment scheme

1.3織物彈性的測定

使用HD026N多功能電子強(qiáng)力儀進(jìn)行定負(fù)荷拉伸測試，將試樣長度方向的兩端平整地緊固在夾持器內(nèi)，試樣寬度為50 mm，隔距100 mm，拉伸速度為100 mm/min。根據(jù)ASTM-D 4964《彈力織物彈性及伸長測試》，彈性織物定負(fù)荷拉伸使用100 N。因此，本實(shí)驗(yàn)采用定負(fù)荷拉伸力為100 N，裁剪好的經(jīng)緯向試樣各測3塊，記錄測試后的定負(fù)荷拉伸長度。定負(fù)荷拉伸條件如表4所示。

表4　定負(fù)荷拉伸測試條件Tab.4 The testing condition of constant elastic elongation test

2　結(jié)果與分析

2.1正交實(shí)驗(yàn)分析

正交實(shí)驗(yàn)定負(fù)荷拉伸結(jié)果如表5所示，樣品1在100 N定負(fù)荷下具有橫向伸長最大值為303.99 mm，樣品2具有縱向定負(fù)荷最大值147.93 mm；樣品3具有縱向伸長最小值52.22 cm，樣品6具有橫向定負(fù)荷拉伸最小值89.19 cm，說明經(jīng)斜平組織比其他兩種組織的橫縱向定負(fù)荷伸長小。

表5　正交實(shí)驗(yàn)定負(fù)荷拉伸結(jié)果Tab.5 The results of constant elastic elongation test

由正交分析結(jié)果表6中極差R的大小決定了3個(gè)因素對(duì)定負(fù)荷拉伸的影響順序?yàn)锳（牽拉密度）＞B（組織結(jié)構(gòu)）＞C（原料配置）?？v向定負(fù)荷伸長的最佳組合為A2B2C2。

由正交分析表7中極差R的大小確定，橫向定負(fù)荷拉伸長度受密度影響最大，其次是組織，最后是原料配置。橫向定負(fù)荷伸長的最佳組合為A1B1C2。

當(dāng)PBT長絲使用在前梳時(shí)，由于染整后滌綸長絲沒有較大的定負(fù)荷伸長，會(huì)嚴(yán)重影響織物的縱向彈性。因此，PBT與PET交織織物組織應(yīng)將PBT使用在后梳，才能在經(jīng)編交織織物中充分發(fā)揮PBT的彈性。

表6　縱向拉伸正交實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果Tab.6 The analysis of orthogonal experiment at warp direction

2.2不同牽拉密度對(duì)PBT和PET交織織物定負(fù)荷伸長的影響

由于目前彈性經(jīng)編泳衣產(chǎn)品多使用經(jīng)絨平組織，為了考察織造參數(shù)（牽拉密度、送經(jīng)量）對(duì)織物定負(fù)荷伸長的影響，故織物結(jié)構(gòu)選定為GB1：1-0/2-3∥GB2：1-2/1-0∥組織結(jié)構(gòu)。

經(jīng)過正交分析其結(jié)果如表7所示，橫向定負(fù)荷伸長受牽拉密度影響最大，其次是組織結(jié)構(gòu)，最后是梳櫛原料配置。因此，接下來要對(duì)牽拉密度對(duì)織物的定負(fù)荷伸長進(jìn)一步研究。由于牽拉密度會(huì)影響PBT彈性織物水洗后收縮的程度，決定了織物平方米質(zhì)量和縱向橫向密度，所以選擇6種牽拉密度，分別為16、18、20、22、24、26線圈/cm，考察其對(duì)織物定負(fù)荷伸長的影響。在織造的過程中，兩梳的經(jīng)紗張力保持在3～6 cN，不會(huì)使經(jīng)紗張力過大或過小而影響高速織造（機(jī)器速度為1 000 r/min）。

表7　橫向拉伸正交實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果Tab.7 The analysis of orthogonal experiment at weft direction

坯布水洗后平方米質(zhì)量和橫縱向定負(fù)荷拉伸見表8。隨著牽拉密度從16線圈/cm增加到26線圈/cm，織物平方米質(zhì)量從175 g/m2逐漸增加到192 g/m2，PBT在織物中的含量從47.62%減小到45.69%。縱向密度在26～35線圈/cm，縮率在34.6～62.5%；橫向密度在19～20線圈/cm，縮率為70%左右。由此可見，針織物的密度是影響織物縮率的一個(gè)重要因素［13］。

表8　織物參數(shù)和不同牽拉密度下定負(fù)荷拉伸的伸長實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.8 Constant elastic elongation test results of under different fabric parameters and drawing density

隨著牽拉密度從16增大到26線圈/cm時(shí)（圖1），織物橫向負(fù)荷拉伸伸長顯著減小。當(dāng)牽拉密度從16增加到20線圈/cm時(shí)，織物橫向定負(fù)荷伸長大于縱向定負(fù)荷伸長；當(dāng)牽拉密度從20增加到26線圈/cm時(shí)，織物縱向定負(fù)荷伸長大于橫向定負(fù)荷伸長。隨著牽拉密度的改變，橫向定負(fù)荷伸長的變化較縱向定負(fù)荷伸長的變化大。

圖1　牽拉密度對(duì)定負(fù)荷伸長的影響Fig.1 The effect of drawing density on constant elastic elongation

當(dāng)密度為18或20線圈/cm時(shí)，織物橫縱向的定負(fù)荷伸長較平衡，約在112～118 mm。定負(fù)荷伸長在112～118 mm，大于密度在22、24、26線圈/cm的織物橫縱向定負(fù)荷伸長。當(dāng)密度在16線圈/cm時(shí)，橫向定負(fù)荷伸長達(dá)到最大值131.62 mm，但縱向定負(fù)荷伸長為102.75 mm，橫縱向定負(fù)荷伸長不平衡，并且織物較稀松。

織物橫向定負(fù)荷伸長與牽拉密度具有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系（y=-6.596 7 x+37.97，R2=0.973 7，P= 0.000）。隨著牽拉密度的增加，織物橫向定負(fù)荷伸長會(huì)顯著地減小。但是織物縱向定負(fù)荷伸長與牽拉密度沒有線性相關(guān)關(guān)系，因?yàn)橄嚓P(guān)系數(shù)R2= 0.001 8。

2.3送經(jīng)量對(duì)PBT和PET交織織物定負(fù)荷伸長的影響

由2.2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，牽拉密度在18～20線圈/cm左右比較適宜。因此，接下來選定考察織物牽拉密度為20線圈/cm時(shí)，送經(jīng)量對(duì)織物彈性的影響。當(dāng)牽拉密度為20線圈/cm時(shí)，改變兩把梳櫛的送經(jīng)量也會(huì)影響織物橫縱向的定負(fù)荷伸長，織物參數(shù)和測試結(jié)果見表9。當(dāng)保持GB1的PET紗線送經(jīng)量保持在1 320 mm/rack或1 360 mm/rack時(shí)，紗線PBT紗線送經(jīng)量的增加會(huì)使得織物重量的減少［14］。當(dāng)從192 g/m2減少到181 g/m2，而PBT含量從45.90%增加到48.03%。當(dāng)平方米質(zhì)量182 g/m2減少到176 g/m2，而PBT含量從45.16%增加到47.29%。當(dāng)保持GB2的PBT紗線送經(jīng)量保持在1 120 mm/ rack時(shí)，GB1的PET紗線送經(jīng)量增大導(dǎo)致織物平方米質(zhì)量從192 g/m2下降到177 g/m2，而PBT含量從45.90%減小到44.44%。

圖2為送經(jīng)量對(duì)織物定負(fù)荷伸長的影響。

表9　牽拉密度為20線圈/cm時(shí)，不同送經(jīng)量對(duì)定負(fù)荷拉伸的伸長實(shí)驗(yàn)結(jié)果Tab.9 Constant elastic elongation test results of different yarn feeding speed when drawing density is 20 loop/cm

圖2　送經(jīng)量對(duì)織物定負(fù)荷伸長的影響Fig.2 The effect of yarn feeding speed on constant elastic elongation

如圖2（a）所示，前梳GB1送經(jīng)量恒定保持在1 320 mm/rack，改變后梳GB2的送經(jīng)量（分別為1 120、1 170、1 220 mm/rack），縱向的定負(fù)荷伸長從104.16 mm增大到124.97 mm，橫向的定負(fù)荷伸長從110.34 mm增長到119.25 mm，再減小到98.03 mm。即后梳GB2的送經(jīng)量增加了100 rack/mm，經(jīng)向定負(fù)荷伸長會(huì)增加19.9%，但是橫向定負(fù)荷伸長沒有連續(xù)增長趨勢。在GB1和GB2送經(jīng)比為1 320︰1 170時(shí)，橫縱向定負(fù)荷伸長的和達(dá)到最大值。

當(dāng)前梳送經(jīng)量保持在1320 mm/rack時(shí)，織物橫向定負(fù)荷伸長與后梳送經(jīng)量具有正線性相關(guān)關(guān)系（y=0.208 1 x-131.31，R2=0.862 5），但是并不顯著（P=0.242＞0.05）。織物縱向定負(fù)荷伸長與后梳送經(jīng)量的大小沒有線性相關(guān)關(guān)系（R2=0.333 7）。

如圖2（b）所示，當(dāng)前梳GB1送經(jīng)量恒定保持在1 360 mm/rack，改變后梳GB2的送經(jīng)量，從1 120、1 170、1 220 mm/rack變化，織物縱向的定負(fù)荷伸長增大，橫向的定負(fù)荷伸長減小。由以上實(shí)驗(yàn)得出，增加后梳GB2（即PBT）的送經(jīng)量，橫向和縱向彈性先同時(shí)增大，然后橫向彈性大大減小，縱向彈性略微增加，這說明后梳PBT的送經(jīng)量決定著織物的橫向彈性。

當(dāng)前梳送經(jīng)量保持在1 360 mm/rack時(shí)，織物橫向定負(fù)荷伸長和后梳送經(jīng)量沒有顯著的相關(guān)關(guān)系（y=-0.321 9 x+493.46，R2=0.793 4，P=0.300＞0.05）；織物縱向定負(fù)荷伸長和后梳送經(jīng)量也沒有顯著的相關(guān)關(guān)系（y=0.053 7 x+51.654，R2=0.831 3，P=0.269＞0.05）。

如圖2（c）所示，當(dāng)后梳GB2送經(jīng)量恒定保持在1 120 mm/rack，改變前梳GB1的送經(jīng)量（分別為1 320、1 360、1 400 mm/rack），織物橫縱向定負(fù)荷伸長在GB2送經(jīng)量為1 360 mm/rack時(shí)同時(shí)達(dá)到最大值，分別為128.19 mm和111.1 mm。

當(dāng)后梳GB2送經(jīng)量保持在1 120 mm/rack時(shí)，織物橫向和縱向的定負(fù)荷伸長與前梳送經(jīng)量的線性相關(guān)關(guān)系很弱，相關(guān)系數(shù)分別為R2=0.303 4和R2= 0.439 9。這說明后梳的PBT送經(jīng)量決定著PBT和PET交織織物的定負(fù)荷伸長，織物橫向定負(fù)荷伸長受后梳送經(jīng)量影響大于前梳送經(jīng)量對(duì)其的影響。

3　結(jié) 論

彈性針織物由于其良好的彈性而被廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)服。為了達(dá)到最佳的彈性性能，本文探討了影響編織參數(shù)對(duì)定負(fù)荷伸長PBT和PET交織經(jīng)編針織物。研究了組織結(jié)構(gòu)、牽拉密度、送經(jīng)量對(duì)織物定負(fù)荷伸長的影響。當(dāng)前梳GB1的延展線長度增加時(shí)，會(huì)減少織物橫向的定負(fù)荷伸長。PBT紗線放置在后梳GB2比PBT放置在前梳GB1時(shí)，織物具有更好的延伸性。當(dāng)牽拉密度從16線圈/cm增加到26線圈/cm時(shí)，會(huì)導(dǎo)致織物橫向定負(fù)荷伸長從131.62 mm下降到66.66 mm，而縱向則沒有這樣的趨勢。送經(jīng)量也會(huì)影響織物的定負(fù)荷伸長。當(dāng)牽拉密度為20線圈/cm時(shí)，織物橫向定負(fù)荷伸長在128.19～96 mm變化，織物縱向定負(fù)荷伸長在89.62～124.97 mm變化。最優(yōu)的織造工藝參數(shù)為：牽拉密度為20線圈/cm，GB1和GB2的送經(jīng)量分別為1 360 mm/rack和1 170 mm/rack。橫縱向定負(fù)荷伸長達(dá)到較平衡的狀態(tài)，橫向定負(fù)荷伸長為126.32 mm，縱向定負(fù)荷伸長為115.88 mm。

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Effect of knitting parameter on the elasticity of polyethylene terephthalate/polybutylene terephthalate warp knitted fabrics

CHEN Qing1，MA Pibo1，MAO Haiwen1，MIAO Xuhong1，JIANG Gaoming1，XUE Bin2
（1a.College of Textiles and Clothing；1b.Engineering Research Center of Knitting Technology，Ministry of Education，Jiangnan University，Wuxi 214122，China；2.Sinopec Yizheng Chemical Fiber Co.，Ltd.，Yizheng 211400，China）

This study investigated the influence of fabric weave，drawing density and yarn feeding speed on elastic elongation and elastic elongation value of the elastic warp knitted fabric made of polyethylene terephthalate（PET）and polybutylene terephthalate（PBT）filament.The experimental result shows that：the drawing density of locknit knitted on E28 machine is 18～20 loops per centimeter.When drawing density increases to 26 loops/cm from 16 loops/cm，transverse elastic elongation value decreases gradually.When yarn feeding speed of GB1 keeps constant，lengthways elastic elongation value increases with the increases in PBT yarn feeding speed of GB2.When yarn feeding speed of GB2 keeps constant，the increase in GB1 yarn feeding speed of GB1 will make lengthways elastic elongation value rise and make transverse elastic elongation value reduce.This experiment shows the influencer rules of knitting parameters on elastic elongation of fabrics under certain load，and provides a reference to the PET/PBT warp knitted fabric production.

knitting；warp knitted fabric；yarn feeding speed；drawing density；elasticity

TS184.3

A

1001-7003（2016）09-0021-07 引用頁碼:091104

10.3969/j.issn.1001-7003.2016.09.004

2015-12-22；

2016-08-17

國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目（51403080）；江蘇省自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目（BK20140161）；江蘇省產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目（BY2015019-20）

陳晴（1981-），女，講師，博士，主要從事針織物產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)。