經(jīng)編網(wǎng)眼織物工藝參數(shù)對(duì)力學(xué)性能的影響*

肖偉發(fā) 張 磊 蔣金華，3 陳南梁，3

(1.上海經(jīng)緯〔集團(tuán)〕有限公司，上海，200021;2.東華大學(xué)紡織學(xué)院，上海，201620;3.東華大學(xué)產(chǎn)業(yè)用紡織品教育部工程研究中心，上海，201620)

隨著經(jīng)濟(jì)及技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)編產(chǎn)品在產(chǎn)業(yè)方面的優(yōu)勢越來越被人們所重視，經(jīng)編網(wǎng)眼織物便是其中之一。經(jīng)編網(wǎng)眼織物具有網(wǎng)眼大小可控、無結(jié)頭、表面光滑、耐磨損、質(zhì)輕、形狀穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)［1］，目前被廣泛用作建筑、運(yùn)輸及娛樂設(shè)施的防護(hù)網(wǎng)［2］，農(nóng)業(yè)用捆扎網(wǎng)、遮蔭網(wǎng)［3］、防風(fēng)網(wǎng)以及漁業(yè)用漁網(wǎng)［4-7］等，甚至在航天航空領(lǐng)域，網(wǎng)眼織物也得到了很好的應(yīng)用［8］。近年來，隨著產(chǎn)業(yè)用網(wǎng)需求的增加，網(wǎng)眼織物的力學(xué)性能受到越來越多的關(guān)注［9］。本文從經(jīng)編拉舍爾網(wǎng)眼織物編織過程中的牽拉密度和送經(jīng)量兩個(gè)工藝參數(shù)方面，對(duì)網(wǎng)眼織物的力學(xué)性能加以探討。

1 材料及試驗(yàn)

1.1 試樣材料

本文采用一種兩梳櫛一穿一空的四列開口經(jīng)緞編織的菱形網(wǎng)眼織物為試樣，其線圈結(jié)構(gòu)［10］見圖1。原料為江蘇恒力化纖股份有限公司提供的75D/36f的滌綸低彈絲，在E16的拉舍爾經(jīng)編機(jī)上通過改變不同的牽拉密度和送經(jīng)量織出不同網(wǎng)眼大小的5塊織物。這5塊織物的編號(hào)和結(jié)構(gòu)參數(shù)如表1所示。

圖1 經(jīng)編網(wǎng)眼織物線圈結(jié)構(gòu)

1.2 試驗(yàn)儀器及方法

本文主要對(duì)由不同工藝參數(shù)織制的經(jīng)編網(wǎng)眼織物進(jìn)行縱向和橫向拉伸試驗(yàn)。目前，我國還沒有相關(guān)的經(jīng)編網(wǎng)眼織物的測試標(biāo)準(zhǔn)，因此，為了取得相對(duì)規(guī)范的測試結(jié)果，現(xiàn)參照GB/T 4925—1985《合成纖維漁網(wǎng)片斷裂強(qiáng)力與斷裂伸長率試驗(yàn)方法》。測試儀器為上海華龍測試儀器有限公司W(wǎng)DW-20型微機(jī)控制電液伺服萬能實(shí)驗(yàn)機(jī)，其最大載荷為20 kN，最大量程為1 200 mm，拉伸速度為0.5～500 mm/min，試樣在夾具間的有效長度為100 mm，寬度為10目(見圖2)。試驗(yàn)時(shí)，將網(wǎng)片試樣平整地夾入上夾具，并使目腳互相靠緊，夾入下夾具內(nèi)，然后進(jìn)行試驗(yàn)，測得斷裂強(qiáng)力與斷裂伸長。

表1 不同密度經(jīng)編網(wǎng)眼織物編號(hào)和結(jié)構(gòu)參數(shù)

圖2 單向拉伸示意圖

1.3 試驗(yàn)結(jié)果

將 A、B、C、D、E 5 塊試樣自由松弛3 d，然后分別對(duì)它們進(jìn)行縱向和橫向的拉伸試驗(yàn)。所得測試數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 不同織物的拉伸測試結(jié)果

2 結(jié)果與討論

2.1 牽拉密度對(duì)網(wǎng)眼織物力學(xué)性能的影響

2.1.1 牽拉密度與斷裂強(qiáng)力的關(guān)系

圖3為牽拉密度與網(wǎng)眼織物縱、橫向強(qiáng)力之間的關(guān)系。從圖3中可以看出，縱向強(qiáng)力始終比橫向強(qiáng)力大，而且它們兩者與牽拉密度都呈二次函數(shù)的關(guān)系，只是牽拉密度與縱向強(qiáng)力的關(guān)系曲線為一凹曲線，而牽拉密度與橫向強(qiáng)力的關(guān)系曲線為一凸曲線。因此，必然存在一種牽拉密度使得網(wǎng)眼織物的縱向和橫向強(qiáng)力的差距最小，使織物的各向同性性能得到改善。經(jīng)過分析計(jì)算，得到兩條曲線的擬合方程。

圖3 牽拉密度與網(wǎng)眼織物縱、橫向強(qiáng)力之間的關(guān)系

牽拉密度與網(wǎng)眼織物縱向強(qiáng)力的關(guān)系方程:

牽拉密度與網(wǎng)眼織物橫向強(qiáng)力的關(guān)系方程:

2.1.2 牽拉密度與斷裂伸長的關(guān)系

圖4為牽拉密度與網(wǎng)眼織物縱、橫向斷裂伸長之間的關(guān)系曲線。由圖4可知，織物的縱、橫向伸長與牽拉密度成一次函數(shù)的關(guān)系，并且隨著牽拉密度的增大，斷裂伸長減小。這主要是因?yàn)闋坷芏仍黾樱椢锞€圈長度減小，網(wǎng)孔變小，織物受拉伸后，線圈轉(zhuǎn)移長度也變小，從而使得織物的拉伸斷裂伸長減小。此外，織物的橫向伸長始終大于縱向伸長，而且隨著牽拉密度的增加，它們兩者之間的差距會(huì)越來越大。

2.2 送經(jīng)量對(duì)網(wǎng)眼織物力學(xué)性能的影響

2.2.1 送經(jīng)量與斷裂強(qiáng)力的關(guān)系

圖5為送經(jīng)量與網(wǎng)眼織物縱、橫向斷裂強(qiáng)力之間的關(guān)系曲線。由圖5可知，送經(jīng)量與網(wǎng)眼織物縱、橫向強(qiáng)力之間的關(guān)系同牽拉密度與縱、橫向強(qiáng)力之間的關(guān)系類似。它們的關(guān)系曲線都是二次函數(shù)曲線，而且也存在某一種送經(jīng)量能使網(wǎng)眼織物的各向同性性能提高。只是兩種擬合曲線的方程式存在差異。經(jīng)過分析計(jì)算，得到兩條曲線的擬合方程。

圖4 牽拉密度與網(wǎng)眼織物縱、橫向伸長的關(guān)系

圖5 送經(jīng)量與網(wǎng)眼織物縱、橫向強(qiáng)力的關(guān)系

送經(jīng)量與網(wǎng)眼織物縱向強(qiáng)力的關(guān)系方程:

送經(jīng)量與網(wǎng)眼織物橫向強(qiáng)力的關(guān)系方程:

2.2.2 送經(jīng)量與斷裂伸長的關(guān)系

圖6為送經(jīng)量與網(wǎng)眼織物縱、橫向斷裂伸長之間的關(guān)系曲線。由圖6可知，織物的縱、橫向伸長與送經(jīng)量成一次函數(shù)的關(guān)系，并且隨著送經(jīng)量的增大，斷裂伸長逐漸增大。這是因?yàn)樗徒?jīng)量增加，織物每個(gè)線圈的長度也隨之增大，織物受拉伸時(shí)，線圈的圈弧和圈柱之間的轉(zhuǎn)移長度也增大，從而使得織物的拉伸斷裂伸長變大。

2.3 經(jīng)編網(wǎng)眼織物的力學(xué)各向同性的優(yōu)化工藝

通過對(duì)不同牽拉密度和送經(jīng)量與網(wǎng)眼織物縱、橫向力學(xué)性能的探討，得出了它們之間關(guān)系的擬合方程。從這些方程出發(fā)，經(jīng)過計(jì)算和實(shí)際的比較發(fā)現(xiàn)，當(dāng)牽拉密度為9.4橫列/cm，送經(jīng)量為2 722 mm/480橫列時(shí)，所織出的網(wǎng)眼織物的縱、橫向力學(xué)性能的差異最小，極大地提高了經(jīng)編網(wǎng)眼織物的各向同性性能。

圖6 送經(jīng)量與網(wǎng)眼織物縱、橫向伸長的關(guān)系

3 結(jié)語

(1)通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)編網(wǎng)眼織物的縱向強(qiáng)力始終比橫向強(qiáng)力大，而且它們兩者與牽拉密度都呈二次函數(shù)的關(guān)系?？椢锏目v、橫向伸長與牽拉密度則成一次函數(shù)的關(guān)系，并且隨著牽拉密度的增大，斷裂伸長減小。

(2)送經(jīng)量與網(wǎng)眼織物縱、橫向強(qiáng)力之間的關(guān)系也是二次函數(shù)曲線?？椢锏目v、橫向伸長與送經(jīng)量也呈一次函數(shù)的關(guān)系，隨著牽拉密度的增大，斷裂伸長逐漸增大。

(3)經(jīng)過優(yōu)化計(jì)算得出，牽拉密度為9.4橫列/cm，送經(jīng)量為2 722 mm/480橫列時(shí)，網(wǎng)眼織物的縱、橫向力學(xué)性能的差異最小，經(jīng)編網(wǎng)眼織物的各向同性也最好。

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