結子線的紡制及其針織物圖案研究

杜霞 任學勤 陳少蘭

摘要：為探究結子線的針織物圖案效果，利用自主研發的高精度多段數電腦控制器和空心錠花式捻線機，生產平線段和結子段都能根據設計要求變化的結子線，采用緯編針織的方式織造。結果表明：結子線在針織物表面形成圖案受幅寬用紗量以及循環紗長影響；循環紗長越接近幅寬用紗量，形成圖案越清晰。當循環紗長無限接近幅寬用紗量時，可以通過設計結子線的紡紗工藝，織造出任意設計的針織物圖案。

關鍵詞：結子線；緯編；幅寬用紗量；循環紗長；針織物圖案

中圖分類號：TS104.7文獻標志碼：A文章編號：1009-265X（2018）03-0034-04Study on Spinning of Knotted Yarn and Pattern of Knitted Fabric

DU Xia， REN Xueqin ， CHEN Shaolan

（Xian Polytechnic University， Textile and Material College， Xian 710048， China）Abstract：In order to investigate the knitted fabric pattern effect of knotted yarn， the selfdeveloped highprecision multisection computer controller and hollow spindle fancy twisting machine were used to produce the knotted yarn whose line and flat knot section can be changed according to the design requirements. Then， the yarn was woven by the weft knitting weaving method. It was found that the pattern formed on the surface of knitting fabric was affected by the width of yarn quantity and loop yarn length. The closer the loop yarn length was to the width of yarn quantity， the clearer the pattern was. When the length of the loop yarn was infinitely close to the width of yarn quantity， the knitting pattern of any design can be knitted by designing the spinning process of the knotted yarn.

Key words：knotted yarn； weft knitting； width of yarn quantity； loop yarn length； knitted fabric pattern

通信作者：任學勤，Email：578970295@qq.com結子線是花式紗線中比較常見的一種紗線。它的基本組成部分是芯紗、固結紗，可用于服裝及各種裝飾織物[12]。將圖案展現在織物上可以通過多種形式來實現比如提花織造、印染工藝、刺繡、鉤編以及3D打印等[35]。直接通過花式紗線的特殊結構來展示織物的設計圖案效果是一種創新[68]。

本文主要研究了自固結子線的紡制及其針織物圖案的效果。與普通結子線不同的是，它的結子穩定、不滑移，且大小和結距可以根據針織物圖案和織物的結構進行設計，經過針織織造的方式將圖案呈現在織物表面，形成特定的圖案效果。

1自固結子線的紡制

結子線主要在空心錠花式捻線紡紗機上紡制而成[910]。自固型結子線也是利用空心錠花式捻線機紡制而成。結子線的結子分布與紡紗工藝參數之間存在一定的對應關系，本文通過實驗的方式探究兩者之間的關系。

1.1實驗原料和設備

原料：芯紗選用26.4 tex×2棉紗，飾紗選用11.5 tex滌綸長絲（東莞聯達毛紡有限公司）。

設備：空心錠花式捻線機、多功能電腦控制器（蘇州市華飛紡織科技有限公司）。

1.2自固結子線紡制原理

本實驗設計的是自固結子線，其紡制原理如圖1所示，首先，前羅拉快速輸出芯紗，飾紗在空心錠回轉的同時也旋轉，包纏芯紗，由于芯紗喂入速度較快，所以飾紗包纏的稀疏，捻度較小，形成結子線的平線段；接著，前羅拉速度減慢，芯紗喂入速度相對很小，在單位時間內芯紗喂入長度很短，于是飾紗包纏長度較短，包纏緊密；隨后，前羅拉反轉，芯紗退回，使得飾紗反向包纏，形成自固結構；最后，前羅拉又正轉，飾紗又相對于前一步反向包纏，相當于包纏3次，形成了一個自固結子段。如此往復進行，就形成了自固結子線。

圖1自固結子線紡紗原理

表1為單一自固結子線紡紗工藝參數，工藝分為4段，空心錠速度保持不變。第1段生產平線段，前羅拉速度較快，飾紗包纏稀疏；第2段～第4段工藝形成自固結子，前羅拉先正轉，再反轉，最后正轉，經過3次包纏形成自固結子。因為前羅拉和空心錠的運行數據均為控制器可識別的信號數據，因此均為無量綱單位數據。

圖2中，矩形為芯紗部分，圓A代表平線部分包裹的飾紗，圓B為自固結子的第1次包裹的飾紗，圓C為第2次包裹的飾紗，圓D為第3次包裹的飾紗，當前羅拉工藝參數與空心錠工藝參數滿足一定比例關系時，3次包裹的飾紗如圖2所示均勻包裹芯紗，使得結子的粗細一致。

1.3影響自固結子線的主要因素

a）飾紗退繞張力：飾紗退繞張力偏小時紡制出來的結子線飾紗極易松動，結子不固定；飾紗退繞張力過大時紡制結子線過程中飾紗容易斷。

b）捻度：紡制出來的結子線捻度過大，下機后退捻嚴重，結子線極易糾纏，造成織造困難。

c）羅拉正反轉速度差：前羅拉正反轉速度差過大，由于慣性容易導致結子成型不良。

1.4前羅拉線速度與前羅拉工藝參數之間

的關系紗線輸出長度與前羅拉的線速度有關。利用電腦控制器輸入相關前羅拉工藝參數控制前羅拉運行，控制器發出的數據為信號數據而非速度數據，因此前羅拉速度與前羅拉工藝參數存在一定關系。發送幾組工藝參數，測量相應前羅拉線速度，如表2所示。

計算得到前羅拉線速度與前羅拉工藝參數之間的關系式：

Vq=0.010 9×Mq（1）

式中：Vq為前羅拉線速度，cm/s；Mq為前羅拉所對應控制器輸入工藝參數，為無量綱單位數據。

已知結子線的輸出長度與芯紗喂入時間及前羅拉參數之間的關系之后，可以根據設計要求控制結子線各段的長度，即可以控制結子的分布位置。

1.5空心錠工藝參數及前羅拉工藝參數的

關系采用自固結子線的方式生產結子段，為保證在實驗過程中改變結子段的長度時，結子的粗細大小不發生變化，經過多次實驗發現，前羅拉對應參數與空心錠對應參數在滿足某種條件下可以使飾紗均勻包纏一層，保證結子粗細不改變，測得數據如表3所示。

當滿足式（2）時，結子段的包纏效果如圖2所示，結子的直徑不會因為結子段長度變化而變化，保證了針織織造過程中結子段的線圈長度不變。

2采用結子線針織形成菱形圖案機理

利用7針慈星GE252S型電腦橫機，在編織速度和給紗張力不變的條件下，將設計好的循環紗長為86.0 cm（結子段長度為6.0 cm，平線段長度為80.0 cm）的結子線編織成緯平針小樣，織物幅寬針數為100針。此時，平線段針織物的線圈平均長度約為0.903 8 cm，結子段的線圈平均長度約為1.00 cm。幅寬用紗量=0.903 8 cm×94針+1.0 cm×6針=90.96 cm。

2.1不同循環紗長結子線織造圖案效果

2.1.1工藝1

工藝1設計的循環紗長為87.0 cm，結子段長度為6.0 cm，平線段長度為81.0 cm。表4所示為單結子紡紗工藝，第1段工藝生產平線段，此時前羅拉速度較快，空心錠包繞捻度較低。第2段～第4段工藝生產自固結子段，這三段工藝中前羅拉輸出芯紗長度相同，在固定相同的位置包繞捻度增加，形成自固結子。

織造效果圖如圖4所示，由于紗線中結子位置的錯位循環，結子在織物表面分布形成一定規律的菱形圖案。

2.1.2工藝2

結子段長度和粗細不發生變化，將平線段長度增加1.5 cm，即平線段長度為82.5 cm?？椩煨Ч麍D見圖5，菱形圖案效果變清晰，且高度增大。

2.1.3工藝3

結子段長度和粗細仍然不發生變化，增加平線段長度至84.0 cm。織造效果圖見圖6，菱形效果更加清晰，菱形高度繼續增大。圖5循環紗長88.5 cm模擬圖和織造圖案效果

2.1.4工藝4

循環紗長為91.0 cm時，根據設計圖案設計結子線的結子段長度，可在布面織造設計圖案，圖案模擬圖和效果圖如圖7所示。

對3個不同結子線循環紗長L分別為87.0、88.5、89.0 cm的圖案效果進行對比分析。當結子段粗細不變，織物幅寬用紗量也不變，只增加平線段的長度時，織物循環紗長增加。當結子線循環紗長越接近緯編針織幅寬用紗量時，形成的菱形圖案越清晰，菱形圖案高度越高。當循環紗長無限接近幅寬用紗量時，可以在布面形成任意設計的圖案。同理，當循環紗長超過幅寬用紗量時，菱形圖案效果越模糊，圖案錯位嚴重。

2.2循環紗長不變，改變幅寬針數為原來的1/2在循環紗長為89.0 cm不變的情況下，當幅寬針數為原單菱形針數1/2倍時，出現的菱形圖案規律相似，幅寬內菱形個數為原菱形個數的1/2，如圖8所示。

100針（下圖）效果對比

2.3幅寬針數不變，循環紗長變為原來的1/2

當幅寬針數不變，循環紗長減為工藝4的1/2時，即44.5 cm，針織物布面形成有規律的雙菱形效果，如圖9所示。

2.4在循環紗長中增加1個結子

在89.0 cm循環紗長中增加1個結子，形成雙自固結子線。此時，針織物布面形成疊加的菱形圖案效果，菱形高度不變，如圖10所示。

3結論

a）單一循環結子線在緯編針織物表面可形成規律明顯的菱形圖案。循環紗長越接近幅寬用紗量，菱形圖案越高，圖案越清晰。

b）當循環紗長無限接近幅寬用紗量時，可以根據設計圖案設計結子線紡紗工藝，使設計圖案呈現在針織物表面。但是，由于紡紗和織造過程中張力不穩定，會有一定的誤差存在，因此圖案與設計圖案存在一定差異，這是無法避免的。

c）當循環紗長不變時，改變幅寬針數為原來1/2時，幅寬內菱形個數也減少1/2。當幅寬針數不變，循環紗長減為原來1/2時，幅寬內菱形個數增加1倍。

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