基于后梁高度差異的機(jī)織物緯紗行為研究

張志穎，唐宇辰，眭建華,2

(1.蘇州大學(xué) 紡織與服裝工程學(xué)院，江蘇 蘇州 215006； 2.南通紡織絲綢產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，江蘇 南通 226000)

緯斜是一種較為嚴(yán)重的疵病，指機(jī)織物緯紗相互不平行、與布邊不垂直的情況，但是通過經(jīng)紗差異張力的方法使緯紗在布面上呈現(xiàn)更為夸張的屈曲形態(tài)，可在一定程度上覆蓋緯斜現(xiàn)象，并且使織物具有波瀾起伏和視覺動(dòng)感的特殊紋理效果[1-2]?？椩旒庸r(shí)，在打緯運(yùn)動(dòng)過程中，經(jīng)紗存在一定張力，經(jīng)紗與緯紗之間的交織關(guān)系加劇了織物內(nèi)部張力。平綜時(shí)刻，平衡力的作用使緯紗產(chǎn)生一定程度由織口向梭口移動(dòng)的反駁現(xiàn)象。經(jīng)紗張力越大、經(jīng)緯交織頻次越高，緯紗反駁程度越大[3-4]。因此，如果使不同區(qū)段的經(jīng)紗處于不同張力狀態(tài)，緯紗就會(huì)產(chǎn)生不同程度的反駁，從而使緯紗在織物中呈現(xiàn)屈曲形態(tài)[5-7]。本文以滌綸/羊毛55/45混紡紗作經(jīng)緯紗，試織時(shí)在后梁上用硬質(zhì)抬桿對經(jīng)紗分段扦插，使不同區(qū)段經(jīng)紗經(jīng)過后梁后因高度差異產(chǎn)生張力差異，通過測試研究織物中緯紗的屈曲軌跡[8-10]。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試 樣

試樣選用250 dtex×2滌綸/羊毛55/45混紡紗作經(jīng)緯紗，采用SGA598型電子多臂全自動(dòng)劍桿織樣機(jī)(江陰市通源紡機(jī)有限公司)，8片綜順穿， 選用10齒/cm規(guī)格鋼筘，每筘穿入數(shù)為2，織物組織為平紋組織。

抬桿扦插試樣見圖1，將經(jīng)紗按奇偶數(shù)等分成若干區(qū)段，用一根截面長方形的硬質(zhì)長條桿(抬桿)穿套在經(jīng)紗中，再將抬桿固定在織機(jī)后梁上方兩側(cè)的支腳上。設(shè)定繞過后梁的經(jīng)紗為Jx，繞過抬桿的經(jīng)紗為Jy。

圖1 抬桿扦插試樣

支腳高度0.5 cm，抬桿截面高0.5 cm寬1.5 cm，長度與織機(jī)寬度匹配。試驗(yàn)通過扦插抬桿的根數(shù)設(shè)置1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 cm 5種不同扦插高度H值；為了方便測試，設(shè)置1 cm寬(連續(xù)20根經(jīng)紗)為1個(gè)區(qū)段分格。配置19根淺色紗線和1根深色紗線間隔排列，深色紗為標(biāo)記經(jīng)紗，淺色紗為基礎(chǔ)經(jīng)紗。以區(qū)段分格數(shù)計(jì)，試驗(yàn)設(shè)置2、4、6格3種扦插寬度K值；試驗(yàn)設(shè)置200、250、300根/(10 cm)3種不同試樣緯向密度Pw值[11]。

1.2 測 試

1.2.1 可織性

②梭口高度。梭口高度測試示意圖見圖2，在經(jīng)紗開口、鋼筘打緯前，沿鋼筘平面測取下層經(jīng)紗至上層經(jīng)紗之間距離的最大值hmax、最小值hmin以及其差值Δh(Δh=hmax-hmin)(mm)，測試5次，取平均值。預(yù)置梭口高度25 mm，設(shè)定梭口高度下限20 mm[12]。

圖2 梭口高度測試示意圖

1.2.2 緯紗屈曲形態(tài)特征

設(shè)置不同扦插高度H、扦插寬度K及緯紗密度Pw制成試樣。試樣織造時(shí)在插入抬桿后先持續(xù)織入19根淺色緯紗(基礎(chǔ)緯紗)，再織入1根深色緯紗(示蹤緯紗)，之后按19根基礎(chǔ)緯紗、1根示蹤緯紗持續(xù)織造[13]。

2 結(jié)果與討論

2.1 織造可行性

不同扦插高度抬桿前后的經(jīng)紗張力測試結(jié)果見表1，對應(yīng)折線圖見圖3。不同扦插高度抬桿打緯前梭口高度的測試結(jié)果見表1。

圖3 不同扦插高度抬桿前后的經(jīng)紗張力F值折線圖

表1 不同高度扦插抬桿前后的經(jīng)紗張力、梭口高度測試結(jié)果

①平綜時(shí)刻。繞過后梁的經(jīng)紗Jx在不同扦插高度H值下的張力值Fx均相等，F(xiàn)x的偏差也相等。繞過抬桿的經(jīng)紗Jy的張力Fy值及其偏差、張力差值ΔF均隨著扦插高度H值增加而明顯增大。

④隨著抬桿扦插高度H值的增大，梭口高度hmax值基本不變，hmin逐漸減小，Δh值逐漸增大。H值在3.0 cm時(shí)，hmin為20.1 mm，接近梭口高度下限。

2.2 緯紗形態(tài)特征

不同扦插高度H、扦插寬度K、緯紗密度Pw下的示蹤緯M值測試結(jié)果見表2，示蹤緯M1值測試結(jié)果折線圖見圖4，部分試樣織物形態(tài)如圖5、表3所示。

表2 示蹤緯M值測試結(jié)果

圖4 示蹤緯M1值測試結(jié)果折線圖

表3 部分試樣織物參數(shù)

由圖4可以更直觀地看出，在相同扦插高度H值、緯向密度Pw值下，隨著扦插寬度K值的增大，示蹤緯M值逐漸減小。相同扦插寬度下，當(dāng)扦插高度H值為1.0 cm時(shí)，隨著緯向密度Pw值的增大，示蹤緯M值逐步增大；隨H值的增大，緯向密度Pw值較大的織物示蹤緯M值的增大趨勢趨于平緩。當(dāng)H值為2.5 cm時(shí)，隨著緯向密度Pw值的增大，示蹤緯M值反而逐步減小。

示蹤緯最小M值為0.9 mm，可見試驗(yàn)采用的最小扦插高度H為1.0 cm時(shí)，緯紗就有較為明顯的屈曲。隨著H值增大，示蹤緯的M值也增大。H值在1.0～2.0 cm范圍時(shí)，M值增大較為平穩(wěn)。H值由2.0 cm加大至2.5 cm，M值急速增大。

由圖5可以看出，同一織物的3根示蹤緯的屈曲形態(tài)和程度基本相同。對比表2中M1、M2、M3值也可以看出，緯紗的持續(xù)織入，對緯紗屈曲的影響并不明顯。對比M值和M′值，示蹤緯M值有較小程度的減小，織物下機(jī)松弛后緯紗屈曲程度變化不大。

圖5 部分試樣織物形態(tài)

由圖5可以看出，扦插高度H值為1.0、1.5、2.0 cm的試樣，標(biāo)記經(jīng)紗均基本呈縱向直線狀態(tài)，H值為2.5 cm的試樣，標(biāo)記經(jīng)紗有小幅度左右偏斜、呈不平直狀。所有試樣面料基本保持平整穩(wěn)定，無明顯凹凸起拱現(xiàn)象。

3 可電子控制升降的后梁裝置設(shè)計(jì)

理論上，利用現(xiàn)代電子技術(shù)可以開發(fā)一種數(shù)字化控制經(jīng)紗分區(qū)段升降的后梁裝置?？呻娮涌刂粕档暮罅貉b置設(shè)計(jì)如圖6所示，該裝置主要工作部分為電子單元件，其由經(jīng)紗托持平臺、平臺電子擴(kuò)約器和平臺電子升降器組成。在織機(jī)的后梁上根據(jù)經(jīng)紗幅面寬度配置若干個(gè)電子單元件，織機(jī)邊上安裝電子控制箱，用數(shù)據(jù)線將每個(gè)單元件的平臺電子擴(kuò)約器“2”和平臺電子升降器“3”分別連接到控制箱上的擴(kuò)約信號輸出點(diǎn)“5”和升降信號輸出點(diǎn)“6”。通過控制箱輸入擴(kuò)約和升降信號，對每個(gè)單元件的托持經(jīng)紗數(shù)量、升降高度進(jìn)行數(shù)字控制。

1—經(jīng)紗托持平臺；2—平臺電子擴(kuò)約器；3—平臺電子升降器；4—后梁；5—擴(kuò)約信號輸出點(diǎn)；6—升降信號輸出點(diǎn)。圖6 可電子控制升降的后梁裝置設(shè)計(jì)

4 結(jié)束語

通過采用后梁扦插抬桿的方法使經(jīng)紗張力產(chǎn)生明顯差異，能夠較輕松地實(shí)現(xiàn)緯紗在織物中呈屈曲形態(tài)，使織物具有特殊的水波紋理效應(yīng)，拓展了紡織面料的外觀設(shè)計(jì)思路。在可織造抬桿扦插高度范圍內(nèi)，抬桿扦插高度越大、扦插寬度越小，可以加劇緯紗在織物中的屈曲程度。增大或減小緯向密度，緯紗的屈曲變化趨勢與扦插高度有關(guān)。緯紗的持續(xù)織入、織物下機(jī)松弛，對織物中緯紗的屈曲程度影響不大。加大抬桿高度，對經(jīng)紗的直線分布有一定影響。