多眼綜絲織造的上機圖設計

2015-01-15 10:03:58柳寶琴李毓陵陳旭煒杜衛平

產業用紡織品 2015年2期

柳寶琴李毓陵陳旭煒杜衛平

(1.東華大學紡織面料技術教育部重點實驗室，上海，201620;2.上海紡織控股〔集團〕公司技術中心，上海，200336)

以三維紡織品作為增強相的復合材料具有二維紡織增強復合材料無可比擬的優勢，如比強度高，比模量大，特殊力學耦合性好，可設計性強，生產成本低，易于實現等，同時克服了層狀結構復合材料層間強度低、易沖擊損傷等缺點［1］。三維機織物由于可在專用設備或稍加改造的普通設備上生產，且生產效率較高，因此是所有三維紡織品中應用最廣泛的一種［2］。

普通織機一般采用單眼綜絲，織物組織的經紗循環數受綜框數限制，目前綜框數最多的多臂織機為32頁［3］，可織造的三維機織物厚度有限。此外，在單眼綜絲織機上，織物組織層數多，緯紗循環數大，綜框需要開口次數多，當使用高強度、高模量纖維時，會使紗線與紗線、紗線與鋼筘、紗線與綜絲之間的摩擦加劇，造成紗線起毛或斷頭，嚴重時將使織造無法進行［4］。

國內學者采用多眼綜絲與多劍桿同時引緯技術，研制出了多劍桿織機［5］。采用多眼綜絲織造時，一根多眼綜絲可以穿入多根經紗，多根經紗在豎直方向排列，減少了所需綜框數，降低了經紗層間密度，適宜織造高性能纖維材料的高厚織物以及工字型等異型截面織物。多眼綜絲織造技術的基本原理如圖1所示。

圖1 多眼綜絲織造技術的基本原理圖

已有學者［6-9］對多眼綜絲織造的織造方法、織邊、工藝以及實際應用等問題進行了研究。楊彩云［10］設計了適于多眼綜絲織造的多種角聯鎖組織結構;劉健等［11］研究了多眼綜絲織造的簡單織物組織上機和織造工藝;薛進等［12］探討了多層織物上機的紋板圖設計。但對于多眼綜絲織造的復雜多層織物組織的上機圖設計，目前還沒有人進行系統而深入的研究。

圖2所示的幾種較典型的三維機織物結構，十分適宜采用多眼綜絲織造技術織造［10］。

在經紗循環數相同的情況下，圖2(d)所示的疏松正交角聯鎖結構的織物層數最多。本文以該組織為例，根據傳統織機單眼綜絲織造的上機基本原理，闡述多眼綜絲織造技術上機設計的基本方法，為多眼綜絲織造技術的實際應用提供支持。

圖2 幾種典型的三維機織物結構(經向截面圖)

1 單眼綜絲織造

本文選用經紗循環數為24的疏松正交角聯鎖組織，采用24頁綜織造，其截面圖如圖3所示。采用順穿法，并將相同豎直截面的經紗穿在同一個筘齒，得到單眼綜絲織造的上機圖［13］，如圖4所示。

圖3 疏松正交角聯鎖組織的截面圖

2 雙眼綜絲織造

對于雙眼綜絲織造，將多層織物分為上下兩部分，分別由上下兩層綜眼織造。綜眼層內的經紗可按照單眼綜絲織造的方法各自織造一定層數的織物，再將某頁綜提起兩個或兩個以上高度，上下綜眼內經紗交錯形成梭口，把上下綜眼層內織物接結起來而成為一個整體的多層接結織物。

2.1 穿綜設計

將圖3所示織物的一個組織循環內的經紗按上下位置平均分為兩部分。上半部分的截面結構見圖5(a)，其中的經紗1～6和13～18，依次穿入綜片一～十二的上層綜眼;下半部分的經紗7～12和19～24，依次穿入下層綜眼。

上層綜眼層內的穿綜圖見圖5(c)，所有經紗在多眼綜絲中的穿入情況見圖6。

2.2 穿筘圖

將一個豎直截面的經紗穿在同一個筘齒。經紗1～12穿入一個筘齒，經紗13～24穿入相鄰筘齒。其穿筘圖與單眼綜絲織造的穿筘圖相同，此處從略。

2.3 紋板圖

單眼綜絲織造的上機紋板圖是根據組織圖中的經組織點和穿綜次序繪出的。多眼綜絲織造的綜眼層內織物組織可參照單眼綜絲織造，由圖5(b)和圖5(c)繪出圖7所示紋板圖。由于該紋板圖所有綜框只有一個提起高度，綜眼層之間沒有形成接結，所織成的是兩塊相互獨立的織物，見圖8(a)。

由圖3可知，上下綜眼層織造的兩部分織物是在經紗7和18處產生接結的。接結部分如圖8(b)所示，上層綜眼內織物的底層經紗18和下層綜眼內織物的表層經紗7通過緯紗L、l接結。緯紗L、l為連接上下綜眼層織物而添入的接結緯紗。因此，在各自綜眼層織物的一個豎直截面的緯紗引入完畢后，再追加單獨的開口，以便引入接結緯紗層 L、l，最終得到整體織物的紋板圖，見圖9(a)。

圖4 單眼綜絲織造的上機圖

圖5 雙眼綜絲織造的綜眼層內織物組織圖和穿綜圖(以上層綜眼內織物為例)

圖6 雙眼綜絲織造的穿綜示意圖

圖7 綜眼層內織物的紋板圖

圖8 綜眼層間接結過程

2.4 選緯圖

對于單眼綜絲織造，繪出穿綜圖、穿筘圖和紋板圖后即完成上機設計，而對于多眼綜絲織造則不然。多眼綜絲織造是多層梭口織造，每次開口形成多個梭口。每一次開口并非所形成的所有梭口都需要引緯，各層梭口的引緯情況不完全相同，必須有選緯過程。

在織綜眼層內織物時，下上層綜眼內所成的雙梭口同時引入一根緯紗;但在織接結緯紗L、l時，僅對一個梭口引緯。本文采用選緯圖對此進行表達。選緯圖的縱向表示開口序列，與紋板圖相對應;橫向從左至右表示織機由上至下的引緯器序列。有記號的方格表示對應的引緯器引入一根緯紗;空白方格表示對應的引緯器不引入緯紗，如圖9(b)所示。