基于后梁高度差异的机织物纬纱行为研究

张志颖，唐宇辰，眭建华,2

(1.苏州大学 纺织与服装工程学院，江苏 苏州 215006； 2.南通纺织丝绸产业技术研究院，江苏 南通 226000)

纬斜是一种较为严重的疵病，指机织物纬纱相互不平行、与布边不垂直的情况，但是通过经纱差异张力的方法使纬纱在布面上呈现更为夸张的屈曲形态，可在一定程度上覆盖纬斜现象，并且使织物具有波澜起伏和视觉动感的特殊纹理效果[1-2]。织造加工时，在打纬运动过程中，经纱存在一定张力，经纱与纬纱之间的交织关系加剧了织物内部张力。平综时刻，平衡力的作用使纬纱产生一定程度由织口向梭口移动的反驳现象。经纱张力越大、经纬交织频次越高，纬纱反驳程度越大[3-4]。因此，如果使不同区段的经纱处于不同张力状态，纬纱就会产生不同程度的反驳，从而使纬纱在织物中呈现屈曲形态[5-7]。本文以涤纶/羊毛55/45混纺纱作经纬纱，试织时在后梁上用硬质抬杆对经纱分段扦插，使不同区段经纱经过后梁后因高度差异产生张力差异，通过测试研究织物中纬纱的屈曲轨迹[8-10]。

1 试验部分

1.1 试 样

试样选用250 dtex×2涤纶/羊毛55/45混纺纱作经纬纱，采用SGA598型电子多臂全自动剑杆织样机(江阴市通源纺机有限公司)，8片综顺穿， 选用10齿/cm规格钢筘，每筘穿入数为2，织物组织为平纹组织。

抬杆扦插试样见图1，将经纱按奇偶数等分成若干区段，用一根截面长方形的硬质长条杆(抬杆)穿套在经纱中，再将抬杆固定在织机后梁上方两侧的支脚上。设定绕过后梁的经纱为Jx，绕过抬杆的经纱为Jy。

图1 抬杆扦插试样

支脚高度0.5 cm，抬杆截面高0.5 cm宽1.5 cm，长度与织机宽度匹配。试验通过扦插抬杆的根数设置1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 cm 5种不同扦插高度H值；为了方便测试，设置1 cm宽(连续20根经纱)为1个区段分格。配置19根浅色纱线和1根深色纱线间隔排列，深色纱为标记经纱，浅色纱为基础经纱。以区段分格数计，试验设置2、4、6格3种扦插宽度K值；试验设置200、250、300根/(10 cm)3种不同试样纬向密度Pw值[11]。

1.2 测 试

1.2.1 可织性

②梭口高度。梭口高度测试示意图见图2，在经纱开口、钢筘打纬前，沿钢筘平面测取下层经纱至上层经纱之间距离的最大值hmax、最小值hmin以及其差值Δh(Δh=hmax-hmin)(mm)，测试5次，取平均值。预置梭口高度25 mm，设定梭口高度下限20 mm[12]。

图2 梭口高度测试示意图

1.2.2 纬纱屈曲形态特征

设置不同扦插高度H、扦插宽度K及纬纱密度Pw制成试样。试样织造时在插入抬杆后先持续织入19根浅色纬纱(基础纬纱)，再织入1根深色纬纱(示踪纬纱)，之后按19根基础纬纱、1根示踪纬纱持续织造[13]。

2 结果与讨论

2.1 织造可行性

不同扦插高度抬杆前后的经纱张力测试结果见表1，对应折线图见图3。不同扦插高度抬杆打纬前梭口高度的测试结果见表1。

图3 不同扦插高度抬杆前后的经纱张力F值折线图

表1 不同高度扦插抬杆前后的经纱张力、梭口高度测试结果

①平综时刻。绕过后梁的经纱Jx在不同扦插高度H值下的张力值Fx均相等，Fx的偏差也相等。绕过抬杆的经纱Jy的张力Fy值及其偏差、张力差值ΔF均随着扦插高度H值增加而明显增大。

④随着抬杆扦插高度H值的增大，梭口高度hmax值基本不变，hmin逐渐减小，Δh值逐渐增大。H值在3.0 cm时，hmin为20.1 mm，接近梭口高度下限。

2.2 纬纱形态特征

不同扦插高度H、扦插宽度K、纬纱密度Pw下的示踪纬M值测试结果见表2，示踪纬M1值测试结果折线图见图4，部分试样织物形态如图5、表3所示。

表2 示踪纬M值测试结果

图4 示踪纬M1值测试结果折线图

表3 部分试样织物参数

由图4可以更直观地看出，在相同扦插高度H值、纬向密度Pw值下，随着扦插宽度K值的增大，示踪纬M值逐渐减小。相同扦插宽度下，当扦插高度H值为1.0 cm时，随着纬向密度Pw值的增大，示踪纬M值逐步增大；随H值的增大，纬向密度Pw值较大的织物示踪纬M值的增大趋势趋于平缓。当H值为2.5 cm时，随着纬向密度Pw值的增大，示踪纬M值反而逐步减小。

示踪纬最小M值为0.9 mm，可见试验采用的最小扦插高度H为1.0 cm时，纬纱就有较为明显的屈曲。随着H值增大，示踪纬的M值也增大。H值在1.0～2.0 cm范围时，M值增大较为平稳。H值由2.0 cm加大至2.5 cm，M值急速增大。

由图5可以看出，同一织物的3根示踪纬的屈曲形态和程度基本相同。对比表2中M1、M2、M3值也可以看出，纬纱的持续织入，对纬纱屈曲的影响并不明显。对比M值和M′值，示踪纬M值有较小程度的减小，织物下机松弛后纬纱屈曲程度变化不大。

图5 部分试样织物形态

由图5可以看出，扦插高度H值为1.0、1.5、2.0 cm的试样，标记经纱均基本呈纵向直线状态，H值为2.5 cm的试样，标记经纱有小幅度左右偏斜、呈不平直状。所有试样面料基本保持平整稳定，无明显凹凸起拱现象。

3 可电子控制升降的后梁装置设计

理论上，利用现代电子技术可以开发一种数字化控制经纱分区段升降的后梁装置。可电子控制升降的后梁装置设计如图6所示，该装置主要工作部分为电子单元件，其由经纱托持平台、平台电子扩约器和平台电子升降器组成。在织机的后梁上根据经纱幅面宽度配置若干个电子单元件，织机边上安装电子控制箱，用数据线将每个单元件的平台电子扩约器“2”和平台电子升降器“3”分别连接到控制箱上的扩约信号输出点“5”和升降信号输出点“6”。通过控制箱输入扩约和升降信号，对每个单元件的托持经纱数量、升降高度进行数字控制。

1—经纱托持平台；2—平台电子扩约器；3—平台电子升降器；4—后梁；5—扩约信号输出点；6—升降信号输出点。图6 可电子控制升降的后梁装置设计

4 结束语

通过采用后梁扦插抬杆的方法使经纱张力产生明显差异，能够较轻松地实现纬纱在织物中呈屈曲形态，使织物具有特殊的水波纹理效应，拓展了纺织面料的外观设计思路。在可织造抬杆扦插高度范围内，抬杆扦插高度越大、扦插宽度越小，可以加剧纬纱在织物中的屈曲程度。增大或减小纬向密度，纬纱的屈曲变化趋势与扦插高度有关。纬纱的持续织入、织物下机松弛，对织物中纬纱的屈曲程度影响不大。加大抬杆高度，对经纱的直线分布有一定影响。