多眼综丝织造的上机图设计

2015-01-15柳宝琴李毓陵陈旭炜杜卫平

产业用纺织品 2015年2期

柳宝琴李毓陵陈旭炜杜卫平

(1.东华大学纺织面料技术教育部重点实验室，上海，201620;2.上海纺织控股〔集团〕公司技术中心，上海，200336)

以三维纺织品作为增强相的复合材料具有二维纺织增强复合材料无可比拟的优势，如比强度高，比模量大，特殊力学耦合性好，可设计性强，生产成本低，易于实现等，同时克服了层状结构复合材料层间强度低、易冲击损伤等缺点［1］。三维机织物由于可在专用设备或稍加改造的普通设备上生产，且生产效率较高，因此是所有三维纺织品中应用最广泛的一种［2］。

普通织机一般采用单眼综丝，织物组织的经纱循环数受综框数限制，目前综框数最多的多臂织机为32页［3］，可织造的三维机织物厚度有限。此外，在单眼综丝织机上，织物组织层数多，纬纱循环数大，综框需要开口次数多，当使用高强度、高模量纤维时，会使纱线与纱线、纱线与钢筘、纱线与综丝之间的摩擦加剧，造成纱线起毛或断头，严重时将使织造无法进行［4］。

国内学者采用多眼综丝与多剑杆同时引纬技术，研制出了多剑杆织机［5］。采用多眼综丝织造时，一根多眼综丝可以穿入多根经纱，多根经纱在竖直方向排列，减少了所需综框数，降低了经纱层间密度，适宜织造高性能纤维材料的高厚织物以及工字型等异型截面织物。多眼综丝织造技术的基本原理如图1所示。

图1 多眼综丝织造技术的基本原理图

已有学者［6-9］对多眼综丝织造的织造方法、织边、工艺以及实际应用等问题进行了研究。杨彩云［10］设计了适于多眼综丝织造的多种角联锁组织结构;刘健等［11］研究了多眼综丝织造的简单织物组织上机和织造工艺;薛进等［12］探讨了多层织物上机的纹板图设计。但对于多眼综丝织造的复杂多层织物组织的上机图设计，目前还没有人进行系统而深入的研究。

图2所示的几种较典型的三维机织物结构，十分适宜采用多眼综丝织造技术织造［10］。

在经纱循环数相同的情况下，图2(d)所示的疏松正交角联锁结构的织物层数最多。本文以该组织为例，根据传统织机单眼综丝织造的上机基本原理，阐述多眼综丝织造技术上机设计的基本方法，为多眼综丝织造技术的实际应用提供支持。

图2 几种典型的三维机织物结构(经向截面图)

1 单眼综丝织造

本文选用经纱循环数为24的疏松正交角联锁组织，采用24页综织造，其截面图如图3所示。采用顺穿法，并将相同竖直截面的经纱穿在同一个筘齿，得到单眼综丝织造的上机图［13］，如图4所示。

图3 疏松正交角联锁组织的截面图

2 双眼综丝织造

对于双眼综丝织造，将多层织物分为上下两部分，分别由上下两层综眼织造。综眼层内的经纱可按照单眼综丝织造的方法各自织造一定层数的织物，再将某页综提起两个或两个以上高度，上下综眼内经纱交错形成梭口，把上下综眼层内织物接结起来而成为一个整体的多层接结织物。

2.1 穿综设计

将图3所示织物的一个组织循环内的经纱按上下位置平均分为两部分。上半部分的截面结构见图5(a)，其中的经纱1～6和13～18，依次穿入综片一～十二的上层综眼;下半部分的经纱7～12和19～24，依次穿入下层综眼。

上层综眼层内的穿综图见图5(c)，所有经纱在多眼综丝中的穿入情况见图6。

2.2 穿筘图

将一个竖直截面的经纱穿在同一个筘齿。经纱1～12穿入一个筘齿，经纱13～24穿入相邻筘齿。其穿筘图与单眼综丝织造的穿筘图相同，此处从略。

2.3 纹板图

单眼综丝织造的上机纹板图是根据组织图中的经组织点和穿综次序绘出的。多眼综丝织造的综眼层内织物组织可参照单眼综丝织造，由图5(b)和图5(c)绘出图7所示纹板图。由于该纹板图所有综框只有一个提起高度，综眼层之间没有形成接结，所织成的是两块相互独立的织物，见图8(a)。

由图3可知，上下综眼层织造的两部分织物是在经纱7和18处产生接结的。接结部分如图8(b)所示，上层综眼内织物的底层经纱18和下层综眼内织物的表层经纱7通过纬纱L、l接结。纬纱L、l为连接上下综眼层织物而添入的接结纬纱。因此，在各自综眼层织物的一个竖直截面的纬纱引入完毕后，再追加单独的开口，以便引入接结纬纱层 L、l，最终得到整体织物的纹板图，见图9(a)。

图4 单眼综丝织造的上机图

图5 双眼综丝织造的综眼层内织物组织图和穿综图(以上层综眼内织物为例)

图6 双眼综丝织造的穿综示意图

图7 综眼层内织物的纹板图

图8 综眼层间接结过程

2.4 选纬图

对于单眼综丝织造，绘出穿综图、穿筘图和纹板图后即完成上机设计，而对于多眼综丝织造则不然。多眼综丝织造是多层梭口织造，每次开口形成多个梭口。每一次开口并非所形成的所有梭口都需要引纬，各层梭口的引纬情况不完全相同，必须有选纬过程。

在织综眼层内织物时，下上层综眼内所成的双梭口同时引入一根纬纱;但在织接结纬纱L、l时，仅对一个梭口引纬。本文采用选纬图对此进行表达。选纬图的纵向表示开口序列，与纹板图相对应;横向从左至右表示织机由上至下的引纬器序列。有记号的方格表示对应的引纬器引入一根纬纱;空白方格表示对应的引纬器不引入纬纱，如图9(b)所示。