3D弹性机织物的织造工艺.doc

3D弹性机织物的织造工艺摘要:文章通过对现有3D立体机织物织造方法的分析,讨论了3D弹性机织物的织造工艺及注意的问题,并对该织物进行了小样试织.对3D弹性机织物的试织,充分表明了利用中间层纱线数量的增多,结构的变化以及组织的配合来实现织物较好弹性性能要求的方法是可行的,而且对工艺,设备稍加改进,就可以实现工业化生产.关键词:三维机织物;弹性机织物;织造工艺中图分类号:TS105,47文献标识码:A文章编号:10033025(2006)11005803天津工业大学纺织学院王荣荣黄故马崇启3D弹性机织物是一种三维立体结构的纺织产品,具有良好的成型性,无层问剥离性,压缩回复性,湿热舒适性以及卫生,环保性等.它可以用作各种座椅织物,既满足了舒适性的要求,又克N7聚氨酯泡沫材料回收困难的问题;可以用作地毯织物,既结实松软,又易清洁还可以用作床垫,既有弹性,又有透湿排汗等优良性能.但由于该类织物的结构比较复杂.织造的难度也相对加大.13D机织物织造方法的发展3D机织物的织造方法和生产设备主要有:传统织机织造,改进型织机织造和立体织机织造.这些设备主要生产具有等截面的板材,型材等织物.随着净尺寸复合材料的发展,又出现了其它形式的织造技术和方法,如全自动织造,仿形织造,圆织机等.这些织造方法有的利用传统机织技术的原理,对织造技术进行改进和发展;有的与传统机织技术差异很大,形成一种新的成型技术.1.1传统织机织造传统3D机织织造方法是目前使用最多,设备投资较少的一种方法.在不改变织物形成所需的三大主要机构(开El,引纬和打纬机构)的基础上,采用梭子或剑杆引纬为提高织物厚度,主要采用多臂或提花开El机构.它可以制织出各种预型件,如工程上经常用到的I型梁,T型梁,管状织物,蜂窝芯材,各种箱状结构等.由于所生产的织物厚度较大.经纱消耗量可能存在差异,需要对织机的卷作者简介:王荣荣,女,1980年生,硕士在读,天津,300160嚣纺织导报ChinaTextileLeader,2006No.11取与送经机构进行改造.1.2改造型织机织造为提高开口机构控纱能力.提高入纬率,出现了对开口,弓1纬等机构的改进.即用多梭口,多剑杆弓1纬生产方法.刘健等研制开发的三维多剑杆织机,其工作原理如图1所示,采用特有的多眼综丝与多剑杆配合织造,在织造过程中经纱由筒子架上引出.按一定规律穿过综框上的多眼综丝,再穿过钢筘后.织物由夹具夹持,综框升降时形成多层梭口.图1三维多剑杆织机工作示意图1.3立体织机织造随着复合材料工业对立体增强织物的需要,以Fukuta和King分别发明的三维柱体织造设备为代表,出现了多种立体机织物的织造方法和设备.Fukuta和King的立体织机都将经纱预先排列成所需要的柱形结构,然后再相互垂直地引入纬纱和垂纱,3组纱线呈正交结构.Emerson等人将多个(5个)提花龙头组合在一起.围成一个圆周状.生产圆筒状织物.王跃存等对环形变直径,变厚度机织物的织造方法进行了研究.其织造原理如图2所示,主要由环形筘,锁子,举生机,控制等装置构成.提综机芯模及若干台提综机,送经和张力齿图2三维立体机织物的织造原理23D弹性机织物的结构要实现3D弹性机织物的织造,可以将中间层假设为与上下层相同的平面织物.将全部经纱分为上,中,下3层(图3):a1a2为上层经纱,b1b2,c1c2为中间层经纱,d1d2为下层经纱.在整个织造过程中,只有中间层经纱与上,下层经纱按照一定的规律进行交织,起到纱线层间连接托撑的作用.由于交织点位置的改变,使得经纱b1,b2c1,c2在不同的位置产生不同的方向分布,起连接作用的沿长度方向x方向)分布,起托撑作用的沿厚度方向(z方向)分布.上,下层经纱只以平纹规律进行自身交织:经纱a1,a2d1d2沿长度方向cx方向)分布,所有的纬纱按固定的引纬规律与各经纱相互交织,沿横向(1,方向)分布.a1a2blb2图3织物结构纵问截面图33D弹性机织物的织造工艺3.1开口机构开El机构的技术水平是影响织物质量,织机生产效率等的重要因素.开口机构在满足顺利引纬的条件下.必须尽量减小开口过程中经纱所受的各种负荷.在3D弹性机织物的织制过程中,对开口机构进行了选择和调整.1)采用全开梭El:在每次开El运动中,经纱没有不必要的运动,经纱磨损较少,消耗于开口运动的动力较少且梭口稳定,有利于织造.2)吊综高度的调整:由于织物本身具有一定的厚度,与每层织物相连的经纱在织造过程中自然分层再加上后梁处分层定位装置的作用,机后的经纱可实现正确分层.为了进一步提高梭口的清晰度,需要对开口和综平时综片的高度作统一考虑,这样才能保证分层经纱在机前,机后彼此协调.所采用的技术措施如下:各页综的吊综高度按其所控制经纱的序号的增大而降低.综平时,分层的经纱顺次与分层的织物相连开口时,由于等高提综,经纱依然保持分层状态.3)采用分层定位装置:由于经纱层数较多,在实际织造过程中织物经密很大,经纱在机后重叠,交缠和粘结现象比较严重,以致开El不清,给引纬过程带来了很大的困难.为此在织机后方加装了分层定位装置,提前对经纱进行分层,这样在很大程度上减少了上述现象发生.3.2引纬机构由于织物为多层立体结构,边部各层相互独立,这就需采用多只梭子织造,梭子个数与织物的层数相同,每只梭子负责织造一层.在中间两层的结合处可以任选只梭子来织造,但一旦选定便不好再更改,这样有利于织造过程的顺利进行.3.3送经与卷取3.31送经机构的改进送经机构由经纱张力调节和经纱送出两部分机构组成,改造送经机构的目的,一是控制经纱的张力,减少经纱在织造过程的磨损和断头;二是根据各层经纱消耗量的差异.满足不同的经纱需要.由于该织物主要是利用中间层纱线数量的增减结构的变化来实现织物弹性性能的要求.所以要实现织物的顺利织造,必须采用不同的经轴进行送经.在织造的过程中,重锤的高低位置随经纱张力的变化而变化:综平时,经纱张力小,重锤位置较低:梭口满开时经纱张力大,重锤微量上升以补偿开口需要的额外经纱.纱轴退绕送出经纱的运动是间歇的,视重锤的高低位置而定,且由一光电探测器检测重锤的高低位置,这样可以适应不同经纱消耗率的要求.3.3-2卷取机构的改进纺织导报ChinaTextileLeader.2006No.11警黪对于传统织机而言,每引入一根纬纱,打纬,卷曲和送经机构分别完成各自的一次动作,但对于本研究所制织的三维弹性织物则不然.由于多层经纬纱的存在且中间层要形成拱形,经纱卷在不同的织轴上,打纬运动可正常进行,但卷曲与送经则必须在完成了同一纬向截面的数根纬纱的引入以后才能进行.因此,卷取运动是间歇的,即一个纬纱列得纱线发生一次卷取,而不是每纬都发生卷取,这样才能保证同一截面内的纬纱不错位.4实验结果与分析在研究过程中,选择两种不同的情况对该类结构进行了分析与试验:一是上,下表层所用纱线与中间层不同,如图4(a)所示;二是上,下表层所用纱线与中间层相同.如图4(b)所示.同时,根据中间层所用纬纱根数的不同,每一种情况又选择了3种不同的结构进行试织.(a)表层与中间层纱线不同(b)各层纱线相同图4织物的外观通过对所织造织物的分析可以看出:1)第一种情况所制织的织物,能从某种程度上满足织物的性能要求.但由于表层纱线与中间层纱线之间的差异,在引入第33纬时,容易产生纬纱回退现象,不但给织造过程带来困难,而且织物表面会在第16纬与第33纬之间形成一道缝隙,使织物表面不够平整.另外,随着中间层多出纬纱根数的增加,织造会变得更加困难.2)第二种情况所制织的织物,织物表面平整,整体性很好,织造也相对容易.3)对于两种情况的织物,有一个共同的特点:中间层所织入的纬纱根数越多,织物结构越厚实,织物弹性性能越能凸显出来.当中间层所织入的纬纱比上,下层多出一定根数时,中间层几乎将上下层之间的空隙填满,此时的压缩回复弹性性能很好.但中间层的纬纱根数不能无限度增加.5结语对3D弹性机织物的试织,充分表明了利用中间层纱线数量的增多,结构的变化以及组织的配合来实现织物较好弹性性能的要求的方法是可行的,而且通过对工艺,设备稍加改进,就可以实现工业化生产.因此,该类织物具有很大的研究空间和广阔的发展前景.跚参考文献【1张立泉.三维机织结构设计和织连技术的研究.玻璃纤维,2002(2):36.【2刘健,黄故.多剑杆织机三维织造研究J.上海纺织科技,2005,33(2):810.3王跃存,徐跃,郭文平.电子送纬在三维立体机织物织造中的应用J.天津_x-,3k大学,2005,24(4):8586.4黄晓梅.管状三维织物的组织结构与织遣工艺J.纺织,2002.23(4):299300.(上接P53)处于受力中心的间隔纱承受的力最大,弯曲挠度也大,它周围的间隔纱的弯曲挠度依次递减.因此能完全贴紧人体形状,形成一个光滑的弧面,增大了受力面积,极好地分散了压力.又因为力的作用面是一个圆弧面,所以竖直向下的压力随作用点的变化而变为向侧面作用,于是向下的压力也得到了减弱.4结论在纬编间隔织物编织过程中,上针盘与下针筒之间的筒口垂直距离,弯纱深度,给纱张力,牵拉张力的调节是织物能否正常编织的关键,要根据实际情况进行适当地调节这些工艺参数.压缩性能表征了纬编间隔织物抵抗外力压缩的性能优劣程度,主要取决于间隔纱的规格与性能,织物密度,厚度,织物组织结构等因素.一般来说,要提O纺织导报ChinaTextileLeader,2006No.11高纬编间隔织物的抗压回复弹性,应采用弹性模量较高的原料作间隔纱,选用较密的表层组织结构,并配以适当的后整理工艺来保证间隔纱不倒伏.衄参考文献1WilkensC.AutostoDriveKnittedFabricUseJ.KnittingInternational,2004,111(1321):4042.2】李大俊,蒋高明.经编间隔织物在医疗和保健领域的应用.产业用纺织品,2003(10):202