降落傘用單向彈性綢的生產(chǎn)工藝研究

楊 燕 趙 敏 許家驊 張繼紅 (.四川大學(xué)，成都，60065;.成都海蓉特種紡織品有限公司，成都，6006; .杭州市喬司職業(yè)高級(jí)中學(xué)，杭州，0)

降落傘用單向彈性綢的生產(chǎn)工藝研究

楊 燕1趙 敏1許家驊2張繼紅3(1.四川大學(xué)，成都，610065;2.成都海蓉特種紡織品有限公司，成都，610061; 3.杭州市喬司職業(yè)高級(jí)中學(xué)，杭州，311101)

介紹飛機(jī)救生系統(tǒng)降落傘用單向彈性綢織物的設(shè)計(jì)及生產(chǎn)工藝。該織物采用高強(qiáng)錦綸絲為經(jīng)紗，錦/氨雙包絲為緯紗;以平紋組織為地，以重平和方平組織加筋，外觀呈格子狀;織物的緯向彈性良好，具有隨氣流沖擊載荷作用的變化產(chǎn)生變形來調(diào)節(jié)透氣量大小的性能，在130、1 500、3 000 Pa壓差下透氣量分別為289、2 577、5 015 L/(m2·s);織物的其他物理機(jī)械性能也都達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，完全滿足飛機(jī)救生系統(tǒng)用降落傘的需要。

單向彈性綢，降落傘，錦/氨雙包絲，織物設(shè)計(jì)，生產(chǎn)工藝

0 引言

本文研究的單向彈性綢織物用于飛機(jī)救生系統(tǒng)的降落傘，要求其能隨氣流沖擊載荷作用的變化產(chǎn)生變形來調(diào)節(jié)透氣量大小，既能在高空高速環(huán)境下開傘，也能適應(yīng)低空低速的開傘環(huán)境，這要求織物經(jīng)向、緯向斷裂強(qiáng)力分別≥657、356 N，經(jīng)向、緯向斷裂伸長(zhǎng)率分別≥25%、85%，面密度≤83 g/m2。錦綸除有很好的力學(xué)性能外，相對(duì)密度較小(在合成纖維中僅列于丙綸、腈綸之后)，而且有極其優(yōu)良的耐磨性能;氨綸具有高斷裂伸長(zhǎng)和高彈性回復(fù)率。因此，設(shè)計(jì)飛機(jī)救生系統(tǒng)的降落傘織物選用高強(qiáng)錦綸絲為經(jīng)紗，錦/氨雙包絲為緯紗;織制以平紋組織為地，以重平和方平組織加筋，外觀呈格子狀的織物。該織物的緯向彈性及彈性回復(fù)性能良好，亦能很好地滿足降落傘用織物對(duì)斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的要求。

1 紗線原料選定

本文選用兩種規(guī)格的高強(qiáng)錦綸絲和一種氨綸絲作為降落傘用單向彈性綢織物(以下簡(jiǎn)稱為“單向彈性綢”)的紗線原料。其中高強(qiáng)錦綸絲1作經(jīng)紗，高強(qiáng)錦綸絲2作緯紗(錦/氨雙包絲)的外包紗線，氨綸絲作錦/氨雙包絲的芯紗。三種紗線原料的參數(shù)及性能指標(biāo)如表1所示。

表1 三種紗線原料的參數(shù)及性能指標(biāo)

2 經(jīng)緯紗線設(shè)計(jì)

2.1 經(jīng)紗

甲經(jīng):33.3 dtex高強(qiáng)錦綸絲紗;乙經(jīng):2×33.3 dtex高強(qiáng)錦綸絲紗。由甲經(jīng)與甲緯交織形成平紋組織部分;乙經(jīng)與乙緯交織形成格柵組織部分。

2.2 緯紗

甲緯:22.2/44.4 dtex錦/氨雙包絲;乙緯:2 ×22.2/44.4 dtex錦/氨雙包絲。錦/氨雙包絲設(shè)計(jì)時(shí)，需根據(jù)單向彈性綢使用環(huán)境所需要的彈性要求選定所用紗線的彈力指標(biāo)，以此確定錦/氨雙包絲的包覆工藝:以1根44.4 dtex氨綸絲為芯紗，2根22.2 dtex錦綸絲為外包紗在曼尼加圖(MENEGAT-TO)1500包覆機(jī)上進(jìn)行包覆紡紗。

透氣性是單向彈性綢最重要的性能，而錦/氨雙包絲緯紗的彈力是影響透氣性的主要因素。錦/氨雙包絲彈力的大小主要取決于紡紗過程中氨綸芯絲的預(yù)牽伸倍數(shù)、芯絲的線密度、包覆時(shí)的外包捻度三要素。由于氨綸絲的線密度在設(shè)定后不會(huì)產(chǎn)生大的波動(dòng)［1]，所以氨綸芯絲預(yù)牽伸倍數(shù)和包覆時(shí)的外包捻度的選擇十分重要。

本文以實(shí)際應(yīng)用中對(duì)單向彈性綢透氣性能的要求為依據(jù)來確定錦/氨雙包絲的預(yù)牽伸倍數(shù)。預(yù)牽伸倍數(shù)決定了錦/氨雙包絲的伸長(zhǎng)率，從而影響單向彈性綢的面積擴(kuò)張率。控制緯紗的預(yù)牽伸倍數(shù)即達(dá)到了控制單向彈性綢透氣量的目的。單向彈性綢的面積擴(kuò)張率在使用環(huán)境中要求達(dá)到2～3倍，因此選定錦/氨雙包絲的預(yù)牽伸倍數(shù)為3.5 倍。

錦/氨雙包絲的外包捻度對(duì)包芯紗的彈性也有很大的影響。根據(jù)使用要求，本文選用800、1 000、1 200 T/m三種外包捻度的緯紗試織織物，并將三種織物的透氣性進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示當(dāng)錦/氨雙包絲的外包捻度為1 000 T/m時(shí)織物透氣性最佳，故確定錦/氨雙包絲的外包捻度為1 000 T/m。

3 織物規(guī)格及參數(shù)設(shè)計(jì)

根據(jù)單向彈性綢使用要求及其性能指標(biāo)，經(jīng)試織后確定織物規(guī)格及參數(shù)如表2［2-3]。

表2 織物規(guī)格及參數(shù)表

4 織物生產(chǎn)工藝及流程

4.1 生產(chǎn)工藝流程

根據(jù)單向彈性綢所用紗線條件及織物性能要求選擇該織物的生產(chǎn)工藝流程為:

4.2 準(zhǔn)備工序主要工藝

整經(jīng)工序采用GA1633智能分條整經(jīng)機(jī)。具體的整經(jīng)工藝參數(shù)見表3。

表3 整經(jīng)工藝參數(shù)

穿結(jié)經(jīng)工序在自制穿經(jīng)架上進(jìn)行，穿經(jīng)順序?yàn)?前50根1根1綜，按1，2順序穿綜;后4根2根1綜，按1，2順序穿入(見圖1)。

圖1 織物上機(jī)圖

包覆工序采用曼尼加圖1500包覆機(jī)。具體的包覆參數(shù)如表4所示。

表4 包覆工藝參數(shù)

卷緯工序在B101臥式卷緯機(jī)上進(jìn)行，紗線的張力為10 g/根。

4.3 織造工藝

4.3.1 織物組織設(shè)計(jì)

交織點(diǎn)多的組織(如平紋)結(jié)構(gòu)緊密，紗線在織物中不易滑動(dòng)，抗撕強(qiáng)力偏低;交織點(diǎn)少的組織(如重平和方平)結(jié)構(gòu)相對(duì)松散，紗線在織物中容易滑動(dòng)，抗撕強(qiáng)力偏高。單向彈性綢以平紋組織為基本組織，具有結(jié)構(gòu)緊密的優(yōu)點(diǎn)，用重平和方平組織形成的格柵來彌補(bǔ)織物抗撕強(qiáng)力偏低的缺陷［4]。

據(jù)此，本文單向彈性綢以平紋組織為地，經(jīng)向每間隔50根經(jīng)紗織入2根2×33.3 dtex經(jīng)紗形成一個(gè)二上二下緯重平組織;緯向每間隔28根緯紗織入1根2×2/22.2/44.4緯紗形成二分之一個(gè)二上二下經(jīng)重平組織。織物每間隔一定距離在經(jīng)緯各向增加一組紗線以重平或方平組織加筋以增強(qiáng)織物的抗撕強(qiáng)力。其中，由甲經(jīng)甲緯織制平紋組織、由乙經(jīng)乙緯織制格柵組織。其織物組織圖如圖1所示。

4.3.2 織物上機(jī)工藝

本文設(shè)計(jì)織物在K251-160有梭織機(jī)上織制，根據(jù)設(shè)備性能和織物特性試織后，確定織造工藝參數(shù)如表5。

表5 織造上機(jī)工藝表

由于單向彈性綢為緯彈織物，織造時(shí)需加強(qiáng)緯紗張力控制，以防止出現(xiàn)緯縮疵點(diǎn)。緯紗張力控制的措施是利用梭子的磁眼裝置以增加緯紗的曲折次數(shù)來增加其附加張力。

5 成品性能指標(biāo)

單向彈性綢下機(jī)后經(jīng)過精煉、定型工序消除內(nèi)應(yīng)力，參照標(biāo)準(zhǔn)FZ 65001—1995《特種工業(yè)用織物物理機(jī)械性能試驗(yàn)方法》和GB/T 5453—1997《紡織品織物透氣性的測(cè)定》，檢測(cè)成品的幅寬、面密度、經(jīng)向斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)、緯向斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)等各項(xiàng)物理機(jī)械性能以及成品在130、1 500、3 000 Pa三種不同壓差下的透氣性能。對(duì)照降落傘用單向彈性綢使用要求的性能指標(biāo)，本文設(shè)計(jì)開發(fā)的織物全部達(dá)標(biāo)，具體性能指標(biāo)對(duì)比見表6和表7。

表6 物理機(jī)械性能指標(biāo)對(duì)比

表7 透氣性能指標(biāo)對(duì)比

6 結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)織造的飛機(jī)救生系統(tǒng)用降落傘綢采用高強(qiáng)錦綸絲作經(jīng)紗、錦/氨雙包絲作緯紗;織物經(jīng)密和緯密分別為460、409根/10 cm;織物組織為以平紋為地，經(jīng)向每隔50根加重平、緯向每隔28根加重平的格柵組織;幅寬103 cm，面密度77.3 g/m2。該織物在 130、1 500、3 000 Pa 壓差下透氣量分別達(dá)到 289、2 577、5 015 L(m2·s);經(jīng)向和緯向斷裂強(qiáng)力分別為764、428 N，經(jīng)向和緯向斷裂伸長(zhǎng)率分別為35.6%、102.8%;其他各項(xiàng)物理機(jī)械性能也達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，滿足飛機(jī)救生系統(tǒng)用降落傘既能在高空高速環(huán)境下開傘，也適應(yīng)低空低速環(huán)境開傘的需要。

［1]林元宏，瞿才新.提高氨綸包芯紗質(zhì)量的幾項(xiàng)措施［J].廣西紡織科技，2002，31(1):27-28.

［2]劉劍宇，吳堅(jiān).機(jī)織物緊密度與紗線線密度對(duì)織物透氣性的影響［J].大連輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，20(3):218-220.

［3]許家驊，趙敏，張繼紅.PTFE/Kevlar接結(jié)雙層織物的織造研究［J].產(chǎn)業(yè)用紡織品，2008，26(10):9-11.

［4]李婕，鄭天勇，楊俊霞.織物結(jié)構(gòu)對(duì)織物透氣性能影響的研究［J].天津紡織工學(xué)院學(xué)報(bào)，1998，17(4):92-95.

A study on production process of weft elastic fabric used in parachute

Yang Yan1，Zhao Min1，Xu Jiahua2and Zhang Jihong3
(1.Sichuan University; 2.Chengdu Hairong Special Textiles Co.，Ltd.; 3.Hangzhou Qiaosi Vocational School)

The production process of weft elastic fabric used for the parachute of plane rescue system was introduced.The fabric is made up of high-strength nylon and nylon/spandex core-spun yarn.The highstrength nylon is warp and nylon/spandex core-spun yarn is weft.The fabric，plain weave is its base weve，rid weave and basket weave is used to strengthen，has a lattice appearance.It has good elastic elongation in weft.So the size of the fabric changed with the diversification of air blast loading.Its air permeability reached 289、2 577、5 015 L/m2·s，when pressure difference are 130、1 500、3 000 Pa.And other physical and mechanical properties of the fabric also meet relevant standards.It can been seen that weft elastic fabric meets the requirements of the parachute of plane rescue system.

weft elastic fabric，parachute，PA/PE core-spun yarn，fabric design，production process

TS106.69

A

1004－7093(2010)12－0008－04

2010－01－29

楊燕，女，1987年生，在讀碩士研究生。研究方向:紡織材料與紡織品設(shè)計(jì)。