（纺织工程专业论文）精梳纯棉弹性绷带的研制.pdf

摘要 本文主要介绍了用超强捻棉股线试织医用弹性绷带的方法。 首先确定了精梳纯棉弹性绷带所采用的股线的捻度，接着就强捻 纱的分条整经与织造、整经肘经纱的排列与织物外观的关系、绷带绞 边的织造作了详细的介绍。最后我们选择了合适的工艺：路线进行了坯 布的试织。 本文还将试织的三种纬密织物运用数理统计的方法进行了分析， 找出了最佳弹性伸长率和弹性恢复率的织物，并将其进行了煮练、漂 白后选出了最佳后整理工艺条件。 本文在对纯棉弹性绷带的弹性大小进行理论分析的基础上，推导 出了它的数学模型。1 由平纹织物的上机j l 艺和纱线的几何特征可预先 确定织物的弹性。在己知纱线特性的情况下，也可根据织造的要求来 选择经密，再根据织物的弹性要求从公式中求出纬密来指导上机。经 过理论计算得出的弹性伸长率与实验得出的结果能很好的吻合0 关键词：精梳纯棉纱、医用弹性绷带、强捻股线、织物整理、理 论预测 a b s t r a c t 馨t ) 3 c ，3 如 t h i s p a p e rm a i n l y r e l a t e st ot h ew e a v i n go fm e d i c i n a l e l a s t i c b a n d a g e ，w h i c h i sm a d eo fi n t e n s i v e l ys u p e r - t w i s t e d c o m b e dc o t t o n t h r e a d a tf i r s tw es e l e c tt h et w i s to ft h r e a dt h a ti su s e di nt h ec o m b e dc o t t o n e l a s t i cw o v e n b a n d a g e ，t h e n a ts o m e l e n g t he x p l a i n t h ep i e c e b e a m i n ga n d w e a v i n g o ft h et w i n e dw a r p ，t h er e l a t i o n s h i p b e t w e e nt h ef a b r i c a p p e a r a n c e a n dt h er a n k i n go fw a r p i n ga n dt h ew e a v i n go fb a n d a g e t w i s t e r sa tl a s tw es e l e c ta p p r o p r i a t ep r o c e s s i n gt ow e a v eg r e i g ec l o t h t h em a t h e m a t i c a lm e t h o di su s e dt o a n a l y z e t h ef a b r i co ft h r e e d i f f e r e n tw e f td e n s i t ya n dt h ef a b r i ct h a th a st h em o s to p t i m u me l a s t i c e l o n g a t i o na n dr e c o v e r yr a t ei sp i c k e du p o nt h eb a s i so f a n a l y z i n gt h ee l a s t i c i t yp r o p e r t yo f t h ec o t t o ne l a s t i c b a n d a g e ，t h em a t h e m a t i c a lm o d e li s d i s c u s s e di nt h ep a p e ri fw ea r e f a m i l i a rw i t ht h es t a t i cp r o c e s s i n go f p l a i nw e a v e f a b r i ca n dy a r np r o p e n y t h e e l a s t i c i t y o ff a b r i c m a yb ed e c i d e di n a d v a n c e w h e nt h es p e c i f i c p r o p e r t yo fy a r ni sk n o w n t oa l l ，w ec a ns e l e c tw a r pd e n s i t ya c c o r d i n gt o t h ew e a v i n gr e q u i r e m e n ta n dw o r ko u tw e f td e n s i t yf r o mt h ef o r m u l as o a st og u i d el o o m i n g t h er e s u l t so ft h e o r ya r ea c c o r d a n c ew i t ht h er e s u l t s o f e x p e r i m e n t k e y w o r d s ：c o m b e dc o t t o ny a r n ，m e d i c i n a le l a s t i cb a n d a g e ，t w i s t e d t h r e a d ，w e a v i n gt r e a t m e n t ，t h e o r e t i c a lf o r e c a s t 2 日u 舌 第一节课题的来源及主要技术难题 一、医用纺织品的应用和发展 随着人类文明和物质生活的进步，在纺织和医学交叉的这一领 域内，医用纺织品得到了前所未有的发展，其品种不断创新，医用新 材料不断涌现，应用领域不断拓宽，概念不断延伸。医用纺织品作为 大纺织中的一个小分支已表现出一种蓬勃发展的势头。 生物医用纺织品既属于产业用纺织品领域，又属于医疗器材范 畴，它是生命科学和材料科学交叉的产物，目前已成为各国研究的热 点。它不仅在科学意义上与常规医用纺织品有不同规律和特点，而且 在实际应用中已展示着非常可观的市场前景。 生物医用纺织品所用的材料，包括短纤维、单丝、复丝和机织 物、针织物及复合材料。 医用弹性绷带是国际上八十年代初开始流行于发达国家的具有 一定弹性的医用包扎材料。由于它具有包扎使用方便，包扎后不易松 脱，患者敷用舒适等优点，已被经济发达国家广泛应用。但很长时间 以来所使用的弹性绷带多为氨纶包芯纱织物，而近年来少数发达国家 和地区，如日本、韩国、美国、德国和香港、台湾等地都有了纯棉弹 性绷带的生产和使用。我们国内纯棉弹性绷带尚处于研究探索阶段。 二、绷带的种类及特点 非移植材料在体外使用，可与皮肤接触或不接触。绷带属于其 中的种，它的种类如表l 所示： h u 鬲 表1绷带的种类 产品应用材料类型织造方法 棉、粘胶人造丝、聚酰胺机织、针织 简单绷带 纤维 非弹性弹性绷带弹力纱非织造法 棉、粘胶人造丝、弹力纱机织、针织、非织造 轻支撑绷带法 应力绷带棉、聚酰胺纤维、弹力纱机织、针织 棉、粘胶人造丝、聚酯纤机织、针织、非织造 矫形绷带 维、聚丙烯纤维、聚氨基法 甲酸酯泡沫 绷带作为医用纺织品的典型产品，它能对伤口的温度和湿度进 行妥善的保护，并能减少并发症和防止自然愈合过程的感染现象，并 使受伤者感觉舒适。创伤生理学家的研究表明【2 1 ，伤口保持定的湿 度有利于皮肤细胞的扩散，加速伤1 3 的愈合。伤e l 愈合过程中，湿环 境可防止收缩过速而结疤，伤口最初渗出的大量体液易使细菌繁殖和 导致感染，因此有效的吸收这些体液，在伤口处保持一个无菌环境是 十分必要的。所以，理想的绷带应具备以下几个作用： 1 在伤口处保持一个湿环境以加速伤口的愈合。 2 吸收体液。 3 必须具有一定的弹性。 4 保持伤口处不受感染。 5 无毒、无粘性，以便绷带在拆掉时不产生新的创伤。 三、纯棉弹性绷带的优点 过去，人们只顾追求绷带的高弹性，而忽略了缀带还必须具有 吸湿性及不使伤1 ：3 过敏，因此采用高弹性的氨纶与棉纤维混纺制成包 芯纱再织造弹性绷带。事实上，这种绷带只能防止伤口不再受伤害， 不利于伤1 ：3 的愈合。随着纺织技术的不断进步，目前已有无毒副作用 的纯棉弹性绷带逐渐取代氨棉弹性绷带。由于纯棉弹性绷带具有透气 前言 性好，吸湿性强，松紧适当，使用方便，且对人体无不良刺激等特点， 将其作为包扎材料用于外科、骨科等领域，不但可以减轻伤员的痛苦， 防止肌肉收缩，又可促进体静脉淋巴回流，改善肿胀，便于伤处骨骼 运动，有利于功能的恢复，是一种理想的医用包扎材料”】。 四、纯棉弹性绷带需解决的技术难题 1 普通棉纱并没有多少弹性，如何使由纯棉纱构成的织物 具有弹性是一个问题，再使它具有很大的弹性并达到 1 0 0 ，这又是一个问题。为了解决这一问题，我们考虑 借用钢丝绕成弹簧的原理，通过对纱线加捻可使其具有 基础弹性，但这一弹性通过实验得知，充其量也不过 2 0 ，如何使弹性更大呢? 借用压缩弹簧会使弹簧产生 潜伏弹性原理，可通过织物组织结构设计和后处理，达 到增加织物潜伏弹性的目的，从而使纯棉织物具有更大 的弹性，并达到1 0 0 的伸长。 2 织物的外观质量由于后处理可能会产生收缩不匀，布面凹 凸不平，为了保持外观的平整，弹性分布的均匀，也必 须考虑织物组织的采用、纱线的捻向及其排列，保证后 处理时纱线的收缩均匀屈曲有一定的几何状态和规律。 3 在织物的后处理过程中如何选择合理的工艺使其布面达 到要求的弹性、外观是所研究的又一问题。 第二节国内外研究现状及应用 过去，我国的绷带主要有纯棉无弹绷带和氨棉弹性绷带。我 国的纯棉无弹绷带的主要产品规格和技术条件i s l 见表2 所示： 表2我国纯棉无弹性绷带的主要产品规格和技术条件 品种绷带 原料棉 原纱条件 经纱( t e x ) 1 8 纬纱( t e x ) 2 8 捻向 z 织物组织平纹 经向( ) 1 6 6 织物紧度 纬向( ) 1 3 9 总紧度( ) 2 8 3 经向( 根c m ) 1 06 织物密度 纬向( 根c m ) 71 无浆干重( g m 2 ) 3 6 4 氨棉弹性绷带的产品规格和技术条件仅举一例作为介绍，如表3 所示： 表3 氨棉弹性绷带的产品规格和技术条件 品种 绷带 原料氨棉 原纱的条件 经纱 z 捻单纱( r e x l 1 9 纬纱( z s ) ( t e x ) 1 2 ，2 织物组织 2 2 变化经重平 织物上机密度 经向( 根l o o m ) 1 3 5 8 纬向( 根1 0 c h r e ) 1 4 6 3 弹性伸长率( ) 7 9 3 纯棉弹性绷带在我国曾由西安医科大学第二附属医院和三原县 棉织厂进行过研制并于1 9 9 1 年1 1 月9 日在西安通过省级技术鉴定， 其型号是q m a 型全棉弹性绷带。与会代表认为：q m a 型全棉 弹性绷带，由于本身具有弹性、伸长及回弹范围大，使用在临床上有 利于肢体的远端血液的运输及伤口的愈合。绷带本身的弹性压力，包 扎时对关节的制动作用增强，因此对于各种原因引起的关节疼痛，肢 体肿胀具有很高的疗效。改变了目前使用的纱布、绷带缺乏弹性，薄 4 前言 而无力，加压包扎作用差，对关节的制动作用小等缺点。但文章中没 有介绍其工艺及弹性大小【4 】。 再有上海棉纺织研究所也曾作过小样试制川，基本上达到国外 同类产品的水平。其组织结构是平纹组织，经纱由英制1 0 。( z ) 、 1 8 5 2 ( z z ) 、1 0 5 ( s ) 、1 8 3 2 ( s s ) 顺序排列组成，可以看出经纱的粗细不同， 间隔排列。1 8 2 均为同向超强捻股线，因此织物具有良好的弹力和 回缩性能。由于s s 捻和z z 捻交替配置，织物经向受力均衡，无歪 斜趋向，纬纱用l l3 纱。1 8 3 2 的捻度据介绍为5 6 捻时，经密为2 8 5 根时：纬密收缩后为3 5 根，时，伸长时为1 8 5 根时，机上纬密为1 7 5 根时。织物织造时每条带间空两筘，钢筘号数为2 6 2 7 号，绷带的 两边均有纱罗织边( 绞边) ，绞边纱也由1 8 3 2 ( z z ) 与1 8 2 ( s s ) 组成，在绞边之外留有2 m m 的毛边，布边整齐美观。其中，经纱1 0 5 、 纬纱1 1 5 均可用转杯纺纱生产，捻系数可按一般配置，无特别要求。 1 8 2 的单纱需用环锭纺分别生产s 捻和z 捻两种捻向。由于股线同 向加捻且为超强捻，捻系数高达1 7 8 2 ，为一般捻系数的4 5 倍，因 此一般捻线机难于适应且产量太低，宜用倍捻机生产。因此，整经织 造需一些特殊的工艺，采用这种工艺生产的绷带伸长率达到1 5 0 。 在国外特别是日本纯棉弹性绷带应用广泛，需求量大，但这一方面的 报道不多见。由于我国弹性绷带尚处于市场开发阶段，再加上设备不 完善，技术跟不上，所以在我国仍未投入大范围内使用，部分医疗单 位采用进口纯棉弹性绷带。 第三节本课题的目的和意义 国际上，医用弹性绷带采用结构疏松、透气性好的平纹机织物 制作，并且这种产品一直垄断着医用绷带市场。因为平纹织物的经纬 纱每间隔一根纱线就交织一次，因此纱线在织物中的交织最频繁，屈 曲最多，能使织物挺括、坚牢。因此设计时织物组织也采用平纹组织， 由于国内尚无应用实例，所以产品的设计和生产还缺乏可靠的工艺参 前言 数，如织物弹性的大小、纱线捻度和织物密度及整理条件的关系等， 所以本课题的目的就是探索影响弹性大小的因素，为该产品的设计和 生产提供理论依据和技术参数。 作为该课题的纯棉弹性绷带的研制成功，不但可以使传统的医用 包扎材料提高到国际水平，提高绷带的附加值，而且还可以降低弹性 绷带使用昂贵氨纶的织造成本，获得可观的经济效益。 兰= 兰丝塑堂竺塑堂堕堡生塑墨 第一章纯棉弹性绷带的设计概要 本次实验所织织物为平纹组织的经向弹性织物，由间隔排列的 s 向与z 向强捻股线与普通捻度的纬纱交织而成。为了防止整经及织 造过程中强捻经纱的扭结及弯曲，需预先对经纱进行蒸纱定捻，并在 织造后经碱缩、漂白处理，恢复纱线及织物的弹性且因特殊的经纱排 列，碱缩后的织物表面呈美观的菱形。此外，绷带的边缘呈整齐的牢 固的绞边状态。 第一节纱线的选择 本实验的纱线均为天津天一纺织集团有限公司提供的。经纱为 3 0 v 2 精梳棉纱，捻向分别为d s 向和z z 向两种；纬纱为2 & 2 的精梳 棉纱，普通捻( z s ) ，捻度为3 0 0 捻米。 一、纱线捻度的选择 在国外纯棉弹性绷带所采用的纱线一般选用z z 、s i s 同向超强 捻股线，我们学校由于条件所限没有倍捻机，我们只能选用z z 、z t s 向的超强捻股线。特别当纱线单纱为z 捻，股线为s 捻时，当股线的 捻向与单纱的捻向相反时，在开始加捻的一段范围内，单纱解捻而产 生的伸长大于股线因加捻而产生的缩短，因而股线发生负捻缩或捻 伸。当股线的捻系数与单纱的捻系数相同时，股线的捻度小于单纱的 捻度。随着捻度的继续增加，股线的捻缩转变为正值，并随捻度的增 加而增大。 设单纱的纱体为圆柱体，长1 ( m m ) 、重为g ( r a g ) 、截面积为 s ( m m ) 、直径为d ( m m ) ，体积重量为6 ( g c m ) 即m g m m ，则 g = 孚协 d = j 篙= 0 0 3 5 6 8 j 等c m f ， 第一章纯棉弹性绷带的设计概要 设t 一单纱的捻度( 捻1 0 c m ) n t 。一纱的特数 b 捻角 图1纱的表层纤维螺旋线展开图 郡= 器= 罟= 矗厚 丁 t = s 蛇印赝 口= 8 9 2 够拈口= ，扣= 设单纱的捻系数为q 。，股线的捻系数为n 。，理论上假定股线的 直径近似于2 倍的单纱的直径。当o ，= n 。时，则 正扣i = 正扣=昙：蟾：压 t 2 0 n l 。? 本试验所用3 0 5 单纱的捻度的测量在y 3 3 i a 型捻度机上进行， 采用1 5 0 0 转分的转速，测量时的预加张力为7 9 ，数据如表1 1 所示 阻斟i 第一章纯棉弹性绷带的设计概要 表43 0 3 单纱的捻度值 次数 12345678 捻度 4 1 94 1 14 2 34 4 74 2 l4 1 44 3 54 2 0 次数 91 01 l1 21 31 41 51 6 捻度 4 2 74 7 04 1 94 5 54 3 54 4 74 3 04 4 4 次数 1 71 81 92 02 l2 22 32 4 捻度 4 1 24 5 14 5 4 4 2 54 3 74 2 84 4 l4 2 1 次数 2 52 62 72 8 2 93 0 u 捻度 4 4 04 6 04 3 54 4 84 3 2 4 5 04 3 5 平均捻度t = 5 = 4 3 5 5 = 8 7 捻1 0 c m 由上推导知，若单纱的捻度为8 7 0 捻米，则股线只有6 1 5 捻米， 相差8 7 0 6 15 = 2 5 5 ( 捻，米) ，所以当z s 向股线加捻时，为了达到与z z 向股线的捻度相同，必须多加( 托1 ) t ，捻度。由于本试验所用的 纱线为强捻纱，所以选择z z 向的捻度为1 7 0 0 捻米，z ，s 向的捻度为 1 9 0 0 捻米。 二、 纱线的定捻 采用精梳纱是由于其原料好，纱疵少，条干均，强力高，弹性 好。采用股线是因为合股过程使其内部结构紧密，抱合力大，组成的 单纱并不是直线配置而是由于捻度迫使它成为螺旋形 6 1 ，因此它与单 纱相比具有更高的强力和断裂伸长率。在相同特数的条件下，在织造 过程中，股线的断头比单纱少，布面很少产生稀纬现象，所以说选用 精梳股线彳i 仅可以减少织疵和经纱断头，提高生产效率，达到布面整 洁，而且可以使织物有一定的弹性。 经纱的强捻是使织物产生良好弹性的关键，这里的3 0 s 2 纱的 捻度高达1 9 0 0 捻米，为普通捻度的4 6 倍。因为强捻纱使纱内部 保持着一种强烈的内应力和与捻向同向的退捻力矩，由此可引起纱线 在松弛状态下的打结和扭曲，这种效应使织物在张力状态与在松弛状 态下的经纱长度有很大的差异，且在一定的张力和时间条件下，织物 第一章纯棉弹性绷带的设计概要 一一 中经纱仍可恢复原扭曲状态，即织物有了“弹性”。这种“弹性”主 要是因为纱线外形的扭结，仅有一小部分来自于棉纱本身的弹性，而 氨纶类织物的弹性则纯粹是纤维本身的弹性，二者的弹性产生的机理 是截然不同的。 因强捻纱的结辫现象十分严重，会给整经与织造增加难度，甚 至使其无法进行，所以对强捻经纱需进行蒸纱定捻，然后通过对织物 进行碱缩处理，恢复其弹性。不过经过高温定捻会对其弹性产生定 的影响。 纬纱采用2 0 v 2 的普通捻，因为纬纱的弹性不要求，故采用普 通捻；而且纬纱捻度低也有利于弥补织物的柔软度与手感：纬纱2 0 v 2 比经纱稍粗，可适当提高织物的紧度与厚度。 第二节织物组织的选择及经纱的排列 织物组织采用最简单的平纹组织，异捻向经纱间隔排列 ( s z z s s z z s s z z s ) 或( z s s z z s s z z s s z ) 。又因经纬密度较小，织 物中纱线间有很大的空隙。故强捻经纱松弛扭结后，因内应力和退捻 力矩的作用，纱线会有与原捻向相同的扭结趋势，即松弛状态下经纱 自由收缩和扭曲，s 捻纱一律呈左斜，z 捻纱一律呈右斜，如果再与 合适的密度配合，织物表面会出现美观的菱形( 如图2 所示) ： -糕j_-k_j十- 图2织物的表面结构 第一章纯棉弹性绷带的设计概要 一、绞边的形式与织制 纯棉弹性绷带根据织造时采用的不同的布边【7 】，绷带一般分为 机织边绷带、切割式绷带和纱罗边绷带。而机织边绷带是在狭幅有梭 织机上织出的绷带外观最好，单位面积重量相同，但机器速度较慢， 生产成本较高。切割式绷带是首先作为宽幅织物在1 2 0 c m 和1 6 0 c m 甚至更宽的织机上织成，然后经过切割而形成，因此无坚固的布边。 纱罗边绷带在绷带的两边均有纱罗织边( 绞边) ，绞边纱也由3 0 2 ( z z 捻) 与3 0 5 2 ( z s 捻) 组成，这种情况下，一定宽度的织物则在两个 相邻绞经之间留有切割的缝隙，不相邻两对绞经之间的距离即为绷带 宽度。 图3绷带的布边形式 我们所织织物采用纱罗边，因织物密度尤其经密较小，故纱边 易脱纱，应用绞边固定。又因整幅分八根条带( 且条带有5 r a m 的阅 隔，以便剪开) 每条带2 个绞边，故加在整幅两侧小边的内侧( 如图 4 ) ，共有8 * 2 + 2 + 1 = 18 个绞边。 1 2 目图蕊对目 第一章纯棉弹性绷带的设计概要 图4 织机上的排列状态 绞边即纱罗边，织造时地经纱位置不动，而绞经纱有时往右， 有时往左。为了达到理想的固边效果，这里地经纱定为两根( 而绞经 纱一根即可) ：且为与平纹地组织的综框相符，假定绞经每改边一次 位置，仅织入一纬。故初定绞边形式为图( a ) 形式的织造过程中开 口时上层经纱总是同层，而下层经纱有时绞经与地经分层，不利于梭 子稳定飞行，且增大了对经纱的摩擦从而增大了绞经的断头。故后来 改为图( b ) 形式，虽上层经纱有时分层，但下层却始终同层，即弥 补了图( a ) 形式的不足，又达到了同样的固边效果( 如图5 ) 。 广 l 、 j r l ， ， ( a ) ( b ) 图5绞边的形式 此平纹织物经密较小，织造时综丝对纱线的摩擦并不大，本可 采用两页综顺穿法，但为了绞综线对绞经的顺序牵引，就采用了两页 双列飞穿法，因各列前后位置差而使相邻纱线分散，从而便于绞经在 改变位置时被绞综线拉出和牵引。 具体织造方法如图6 ( a 、b ) 所示，a 为绞线综，一端活套着 绞经，另一端系在后页综框的“3 ”列综综条上。其综框规律为“1 ”、 2 同( 同在前页综框) ，37 、4 同( 同在后列综框) 。所以当起 始状态为经1 ( 在上“1 ”) 与绞经( 在上“2 ”) 同在上时，绞线综随 下“3 ”松弛，不拉绞经( 在下“3 ”) 。织入一纬后，经2 由下向上， 经l 由上向下，绞经本也随经1 由下向上，但由于系在3 列综条 睾 经l 第一章纯棉弹性绷带的设计概要 上的综线综a 被由下向上的“3 ”牵上并拉紧，故被a 活套着的绞经 不能在自由向f ，而是绕过经l 、经2 被拉高，成为上层经纱( 但稍 低于地经2 ) ，然后“1 2 ”与“3 4 ”换位，如此循环下去。 经2 ( a )( b ) 图6绞经的穿法 其中绞线综长度可由手动慢开车时测出其大致范围。本实验是 在l5 l l 织机上进行，定出的线综长为2 0 c m 。且因绞综线所受的拉力 较大，摩擦次数也较多，故接头要牢固，材料应选用强力大且不易因 摩擦生热而熔断的。由于采用纱罗组织，其中根固结另外两根，因 此，用一根2 0 c m 左右的涤纶长丝将其中一根经纱套住，然后再拴在 第三片综框上，这样可达到理想的绞边效果。 又因绞经大跨度的左右扭转，使得绞经在正常的上下届曲外， 又增加左右屈曲，因此使织造时所需的绞经送经量大大高于地经送经 量，故需把绞经从地经织轴上分出，而另外采用绞经架。且因强捻经 纱虽经过蒸纱定捻，但在张力小时仍有打结现象，故还应注意在纱管 上方适当高处增加弹簧张力盘，并经导纱棒引入停经片，以减少自由 纱段。绞经的固定装置如图7 所示： 一一 苎二皇丝塑塑丝塑堂! 壁i ! 塑墨 i 图7绞经的固定 第三节织物后处理原理 如仅从织物弹性考虑，则纬密越小，经纱屈曲越自由，弹性越 佳；但纬密太小时会影响织物的美观，不再呈现菱形。为找n - 者的 最佳结合点，拟以三种纬密作比较，且对于每种纬密下各自最适合的 弹性恢复的碱缩条件( 浓度、温度、时间) ，都作了正交实验，并考 虑强力保存方面，定出最优工艺。根据最优工艺选出织物各方面较好 时的纬密织物。将此纬密织物再从碱缩、漂白、有机硅整理方面作实 验，定出适合于此种弹性绷带的最优工艺。因为棉织物经过膨润处理， 可获得伸长率为3 0 忙】左右。说明经烧碱处理后织物弹性已获得绝大 部分，所以再经漂白、柔软整理外观不会有太大的改变，所以可根据 碱缩选择试样，然后再确定最优工艺。 碱缩即为使织物以松弛状态经一定浓度的烧碱溶液处理，使织 物变得紧密并富有弹性。 棉纤维的基本组成物质是纤维素，纤维索的葡萄糖剩基上有大 量羧酸及少量醛基。羧基的存在使其具有亲水性，并具有醇与n a o h 反应的化学性质，而醛基的存在则使棉纤维可在定的条件下被氧 化，从而使葡萄糖环破裂。 由于有亲水性的羧基，故在纤维素结构松散的无定形区和结品 第一章纯棉弹性绷带的设计概要 区表面，可以发生吸湿过程，使其体积增大，且截面积可增大4 旺 5 0 ，长度约增l 一2 ( 即具有各向溶胀异性) ，此即为缩水。 碱液中的n a + 水化程度很强，其周围固有大量水分子。棉纤维 处在烧碱溶液中时，因其具有羟基故可与n a + 结合从而n a + 周围大 量水分子也被带入纤维内部，而引起纤维的剧烈溶胀，使得棉纤维晶 格参数改变，部分结晶区转变为无定形区，虽经水洗去碱仍不能恢复 原状( 即溶胀不可逆) ，所以棉织物碱缩率比缩水率大得多。 随着碱液浓度的提高，纤维素结合的烧碱量增多，溶胀也相应 增大。但当烧碱溶液浓度达到一定程度时，水己全部以水化状态存在， 若再提高烧碱溶液浓度，烧碱溶液中n r 会与纤维素结合的n a + 争水 分，反而使纤维溶胀减小，故碱液浓度一般为1 0 一1 1 。 烧碱处理时，若烧碱浓度太高，不仅会使溶胀减小，而且会使 空气中氧对纤维的氧化加剧，并且经烧碱溶液处理后，因结晶度下降， 主价键有了一定角度的旋转，使得纤维素分子中有更多的羧基外露， 因而化学活泼性大为提高，故也极易在漂白处理时氧化、降解( 葡萄 糖环破裂) ，强力大大受到破坏。 所以出于对碱缩效率与成本的考虑，尤其对纱线弹性及强力免 受损伤的考虑，应选择合适的浓度、温度和时间，从而选出一种合适 的纬密织物。 碱缩后，纱线的弹性有所增加，而且纱线在织造过程中受到的 应力被消除，尤其定捻纱有了所谓的“捻度恢复”，定捻效果失去， 而能在织物中扭曲收缩，使织物产生良好的弹性。 漂白的目的就是去除色素，赋予织物必要和稳定的白度，而纤 维本身则不遭受显著的损害。棉织物经过煮练以后，由于纤维上还有 色素存在，其外观尚不够洁白，所以有必要进行漂白。由于漂白是在 碱性条件下进行的，而且温度也比较高，所以对织物的精练要求可以 低一些，甚至将练漂两个工序合并进行。 若将漂白后的织物进行柔软整理，能显著地提高织物的物理性 能，如撕破强力、柔软性( 弯曲刚度) ，折皱恢复性和拉伸恢复性。 这是因为织物经柔软整理后，织物问的摩擦系数减小，从而使拉伸恢 第一章纯棉弹性绷带的设计概要 复性提高。所以根据碱缩、漂白和有机硅柔软整理，选择合适的工艺 条件，为进一步的抗菌整理作准备。 笙三里生主塑三三量 第二章生产加工工艺 第一节工艺路线 我们选用了有梭织机，其工艺流程如下： 经纱：原纱( 管纱) 一络筒一并捻一络筒一热定型一分条整经 纬纱：原纱( 管纱) 一络筒一并捻一络简一卷纬 一织造一检验一整理一割条一消毒灭菌一卷装 纯棉弹性绷带常用的产品规格：宽度5 1 m m ( 2 寸) 、7 6 r a m ( 3 寸) 、1 0 1 m m ( 4 寸) 、1 7 6 r a m ( 7 寸) 四种。每卷长度为1 6 米，每 平方米重量为2 5 0 一2 8 0 克。弹性要求：未伸长长度为1 6 米，伸长 后为4 米，伸长率达1 5 0 ；恢复长度( 一小时后) 一般要求不大于2l 米。此外要求织物清洁，无疵点、接头少。 第二节分条整经工艺 一、工艺计算 因为经纱要严格依照z 捻和s 捻的问隔排列，且强力足够大无 需上浆，故采用分条整经；又因经纱虽已定捻，但仍有结辫现象，故 需适当加大整经张力，这样同时也防止了层纱间的相互缠绕；整经速 度要慢，以防过多断头和停车时惯性造成的纱线松弛扭结。 1 每条带地经根数= 条带布身的经纱根数+ 绞经地经根数= 1 9 2 + 2 2 = 1 9 6 ( 根) 2 条带数= 8 ( 条) 3 总地经根数= 每条带的地经根数条带数+ ( 整幅小边布身地经根 数) x 2 = 1 9 6 8 + ( 2 0 + 2 ) 2 = 1 6 1 2 ( 根) 4 绞经根数= 整幅小边绞经数+ 每条带绞经数条带数= l 2 + 2 l7 、ll厂 第二章生产加工工艺 8 = 1 8 ( 根) 5 总经根数= 总地经根数+ 绞经根数= 1 6 1 2 + 1 8 = 1 6 3 0 ( 根) 6 每绞的根数= 上筒的列数x 每列的筒子数= 6 x3 4 = 2 0 4 ( 根) 7 绞数= 总经根数每绞的根数= 1 6 3 0 2 0 4 = 8 ( 绞) 8 筒子排法：1 ，3 ，5 列为s z z s ，s z z s ，s z z s ，s z 4 ，6 列为z s s z ，z s s z ，z s s z ，z s 9 筒子架参数如表5 所示： 表5筒子架参数 机型经纱 张力圈配置( g ) 圆锥停经 支数层排前排中排后排角度片重 1 4 5 1 b 上层 】81 61 4 整经机 3 0 3 2 中层 1 61 41 2 = 1 6 4 25 3 下层 1 81 61 4 ( g ) 注：( 1 ) 1 4 5 1 b 型分条整经机为光电自停筒子架。 ( 2 ) 张力圈分层分排配制 1 0 每条带宽：1 l c m ；定幅筘参数：6 齿c m ； 每条带定幅筘齿数：6 6 ( 齿) 1 1 每齿穿入数：2 0 4 6 6 = 3 余6 ( 根1 故每隔l o 齿穿一个4 根，其余穿3 根， 即：( 1 3 x3 + 4 ) x6 = 2 0 4 ( 根) 1 2 织轴边盘间距( 即轴宽) ：8 8 c m 1 3 因每管2 0 s 2 纱净重1 2 0 9 以上，即每纱应在4 1 1 7 m 以上、故可定 整经长为3 0 0 m ，每管纱需要量为 3 0 0 x8 = 2 4 0 0 m ；滚筒转数 = 3 0 0 d = 3 3 2 5 = 1 2 0 ( 转1 1 4 整轴时加分绞线：倒轴完了加夹板以防乱纱 15 织物规格如表6 所示 第= 章生产加上j _ 艺 表6织物规格 织物总经根数筘幅筘号每绞根数 名称( 根)( m m )( # 1 0 c m )( 根绞) 弹力 绷带 1 6 3 09 4 ，99 0 62 0 4 l 绞数经纱号数纬纱号数每条带的宽度备注 ( 英制)( 英制)( r a m ) l 8 1 9 x 22 9 x 2 平纹组织 f 3 0 2 )( 2 0 3 2 ) 1 1 0 纱罗绞边 二、整经时注意的事项 1 筒子纱先经热湿定型，时间约3 0 分钟。 2 引纱由下向上一层一层引过张力装置及瓷眼，然后再穿过伸缩筘、 停经片和定幅筘。 3 注意均匀慢速拉出使其不起小辫，然后在筒子架上加前后涤长丝 线，呈平纹交织状引出。 4 加分绞线操作时，注意不要过于松弛而造成扭结。 5 倒轴时，选用浆糊粘纸条( 开始和结束都粘) ，使经纱排列均匀 张力一致。 6 穿经上轴时，把倒轴时加的纸条和夹板一起上穿经架上。 7 穿经时，一人在后头抽头，一人在前穿，穿入后小把结好，不使 穿后纱头扭结成团。 8 穿轴完后，注意停经片不要插乱经纱。 三、低速工艺 整经车速以低速为宜，否则，由于停车惯性会引起经纱松弛和 扭结，影响经纱分条顺利进行，经轴还会出现软硬不一，给织机带来 困难。 此外，经纱通道及定幅筘齿除应保证十分光洁及无锈外，还应保 证经常清洁，以防止精梳纯棉双股线起毛起球造成开口不清而影响梭 子高速引纬，难以织造。 第二章生产加工工艺 第三节上机工艺 一、工艺的选取 1 筘号： 9 0 6 # 1 0 c m 每齿穿入数：2 ( 同时相应绞经也与相应地经同时穿入相应 筘齿) ；条带间空齿数：6 2 机上纬密：p w = 1 4 1 3 0 一a ) ( z 标z 变) 其中z 标为标准牙z 变为变换牙 若估计a ( 经纱织缩率) 为5 ，并定z 杯为3 7 齿 则有p w = 8 3 4 时，z = 6 6 ( 齿) p w = 9 02 时，z 。= 6 1 ( 齿) p w = 7 8 6 时，z 。= 7 0 ( 齿) 3 1 5 1 1 型有梭织机配有凸轮踏盘开口装置，根据其运行规律， 结合弹力绷带经纬向的相同纤维不同纱支组成和织物结构， 选参数如表7 所示： 表71 5 1 1 型有梭织机的参数 主轴投梭开口上机张力投梭力后梁 速度时间时间位置 1 9 02 2 02 3 0 开关侧换梭侧 7 0 r ，m l nm mm m1 35 k g x 22 3 82 5 0m m m mm m 筘帽；后下沿刨成圆弧状以防碰第一页上的线综。 绞线：使用涤纶线，线环长i9 0 - - 2 0 0 m m 。 边撑盒：用双排刺木辊。 “ 旺 。 附 第二章生产自i z t _ 艺 4 上机图 i x 1 i 织物上机图 二、试织过程简述： 试织过程应注意的事项多为防止纱线打结及排错。整经是在 4 5 l b 上进行，简子架上不同捻向经纱严格按设定的间隔排列；为防 止纱线松动应将纱线管尽量固定以防脱落；经纱从导纱器上引出时为 防止自由纱段过长而打结，可在不妨碍顺利抽纱的前提下，尽量缩小 导纱器与纱管间的间距( 如有条件最好加气圈控制环) ：且导纱器张 力盘应适当加大，以保证导纱器至伸缩筘间有一定紧张程度，防止打 结及层纱间相互缠绕；从导纱器向伸缩筘引纱时宜分层引纱以防错引 及相互纠缠；整轴时应加分绞线，且加分绞线时勿太松以防纱线扭结； 倒轴完了加夹板以防乱纱。 穿综按飞穿法，即综列为1 、3 、2 、4 ；停经片则按1 、2 、3 、4 ， 同时注意勿在停经片下部插进相邻纱线，否则纱线绕在一起难以分 开；且穿箱时不要忘记将绞经穿入相应的筘齿中。 调好上机张力、综平时间、后粱高度系好绞线综，并分别按 设定的纬密齿轮进行调换，织出三种纬密的织物；同时开车时车速不 易太高以防扭结断头，断经接头时注意张力均匀适当，不要接错。 从有梭织机上得到的织物( 经漂白处理) 与日本的同类产品( 漂 第二章生产加工工艺 白) 进行比较，如图9 所示： ( a ) 日本样品 、 ( b ) 本研究的织物 图9织物外观的比较 再将经过漂白的织物抽取经向的纱线进行比较，如图l o 所示： ( a ) 日本样品( b ) 本研究的织物 图1 0 螺旋线的比较 从图1 0 中我们可以看出，松弛状态下经向纱线的螺旋线的螺旋 程度日本的明显好于我们所织造的，而且可以看出纱线的捻度大于我 们的，这是因为我们条件所限制没有倍捻机，只好采用普通的细纱机 进行两次加捻。这样将影响纱的拉伸性质，因为纱的拉伸性质除了 受捻度多少影响以外，还受加捻的方法和型式以及加捻张力的影响， 加捻方法的型式和性质影响纤维在纱中的排列。 第三章实验数据与处理 第三章实验数据与处理 1 密度如表8 所示： 第一节实验数据 表8织物密度的选择 纬密牙( 纬密)下机经密( 根l o c m ) 3 7 6 6( 约8 34 根l o c m ) 1 8 3 3 7 6 1( 约9 0 2 根1 0 c m ) 1 8 4 3 7 7 0( 约7 86 根1 0 c m ) 1 8 2 2 织缩率如表9 、1 0 、1 1 所示 表9纬向织缩率 i上机筘幄下机布幅纬向织缩率 8 8 0 ( m m )8 7 0 ( m m )( 8 8 0 8 7 0 ) 8 8 0 = 】 表1 0地经织缩率 纬密牙下机长度( c m ) 机上长度( c m ) 3 7 6 64 8 3 7 6 14 7 55 o 3 7 7 04 7 均值 4 7 地经织缩率( 5 0 47 5 ) 50 = 5 表1 1绞经织缩率 绞经长度各实测值 2 0 02 2 51 9 0 1 9 5 ( m m ) 均值( 2 0 0 + 2 2 5 + 1 9 0 + 1 9 5 ) 4 = 2 0 2 5 织物长 ( m m ) l o o 绞经织缩率 ( 2 0 25 1 0 0 ) 2 0 2 5 1 0 0 = 5 06 2 3 纱线性能测定的结果如表1 2 所示 第三章实验数据与处理 表1 2纱线性能测定结果 机型：y 3 6 1 3下降速度5 5 m r r d 2 0 s标长5 0 0 ( m m ) 捻向纱支量程 纱线强力( g f ) 断裂伸长率( ) ( s ) ( k g f ) 3 6 03 6 21 4 o1 60 4 7 03 6 41 6 41 62 4 5 44 5 81 9 o1 84 z3 0 5 ，25 0 0 4 4 03 9 01 8 o】64 4 3 04 1 01 8 01 8 2 4 7 43 4 61 7 81 7 4 均值4 1 31 7均值1 7 15 6 4 06 4 09 0 84 6 6 06 l o8 68 o 6 7 05 9 08 4 7 9 s3 0 v 25 0 0 6 0 06 6 0 8388 6 2 06 6 08 8 80 6 2 06 2 08 2 84 均值6 3 2 5均值84 纺织材料的强力伸长试验与其它物理性能试验有以下共同的特点 ( 1 ) 对纺织材料如纤维、纱线、织物等进行强力伸长试验， 如同对其它物理性能测试一样，只能从中抽取一定数量的 试验样品而不可能对全部纺织材料逐一进行测试。 ( 2 ) 在相同试验条件下，对同一批纺织材料反复抽样试验，得 到的每个结果往往是不完全相同的。 ( 3 ) 经强力伸长试验后的纺织材料均己被破坏，不可能使用 同一纺织材料进行重复试验。 当纱线受到的拉力大于其本身断裂强力时，纱线断裂。对于短纤 维纺制的纱线，造成纱线断裂一般有两个原因：一是由于部分纤维断 开；二是由于部分纤维滑脱。因此纤维特性对短纤维纺制的纱线的强 力及伸长特性有直接的影响。 当股线的捻向与单纱的捻向相同时，股线加捻同单纱加捻相似 1 0 1 。当股线捻向与单纱捻向相反时，开始时股线强力下降，但继续 加捻时，纱线结构又扭紧而且由于纤维在股线中的方向与股线轴线疗 2 4 第三章实验数据与处埋 一一 向的夹角变小，提高了纤维张力在拉伸方向的有效分力，股线反向加 捻后，单纱内外层张力差异减小，外层纤维的预应力下降，使承担外 力的纤维根数增加。同时，单纱中的纤维，甚至是最外层的纤维，在 股线中单纱之问被夹持，使纱线外层纤维也不易滑脱而解体。因而股 线强度增加，比合股单纱之和还大，达到临界值时，甚至为单纱强度 之和的1 ，4 倍左右，如图1 l 所示： o 图1 l合股反向加捻对股线强度的影响 从表3 - 5 中可以看出z ，z 与z ，s 向的纱线的强力相差很多，z f z 向 的纱线断裂强度低。伸长率高；z s 向的纱线断裂强度高，伸长率低。 当织物中纱线以z g $ $ z z s s 排列时，势必给织物的拉伸长度造成损失。 这是因为当织物中的纱线受到拉伸对，因为碱缩首先是织物中的纱线 受力，当纱线拉直时，纤维本身的皱曲减小，伸直度提高，表现出初 始阶段的伸长变形。这时，纱线截面开始收缩，增加了纱中外层纤维 对内层纤维的压力。在传统纺纱方法纺成的细纱中，任一小段都是外 层纤维的圆柱螺旋线长，内层纤维螺旋线短，中心纤维呈直线。因而 外层纤维伸长多，张力大；内层纤维伸长小，张力小；中心纡维可能 并未伸长，还被压缩着。所以，各层纤维受力是不均匀的。而且细纱 外层螺旋角大，内层螺旋角小，因而纤维张力在纱线轴向有效分力， 也是外层小于内层。所以，细纱在拉伸中，最容易断裂的是最外层的 纤维。这样我们在做织物的拉伸实验时，假定最大长度出现在最外层 纤维伸直时，可在织物的拉伸实验时反复测定，找出合适的力。 4 纱布的性能测定结果如表1 3 所示： 第三章实验数据与处理 表1 3纱布性能测定结果 机型：量程：下降速度：1 0 0 m m m y g 5 2 6 1 0 0 k g f 纱布强力 3 253 173 8 23 5 83 4 43 66 均值：3 49 ( k g f ) 断裂伸长 l o81 07885 均值：8 6 率( ) 5 纱布整理后的性能如表1 4 、1 5 所示： 注：碱缩率= ( 原长现长) 原长1 0 0 表1 4纱布经向水、碱缩率 序号 123456 均纱布经向水、碱缩 值率( ) 纱布原经 向长 2 0 0 ( m l n ) 水煮2 0 分 1 6 51 5 01 4 81 4 9 1 5 11 5 01 5 2 2 ( 2 0 0 后长( m m )】5 22 ) 2 0 0 x 1 0 0 = 2 39 再经5 碱 9 69 79 59 69 7 9 59 6 ( 2 0 0 9 6 ) 液煮2 0 分 2 0 0 钟后1 0 0 = 5 22 ( m m ) 表1 5 纱布纬向最终缩率 指标下机条带幅宽 下机条带幅筘幅宽纱布纬向最终缩 序号实测值( m m ) 宽均值( m m )率( ) ( m m ) l9 77 5 ( 1 1 0 9 77 5 ) 29 8o o 9 7 7 5 1 1 0 ，l l o = 1 l1 6 三种纬密织物正