结子线的纺制及其针织物图案研究

杜霞 任学勤 陈少兰

摘要：为探究结子线的针织物图案效果，利用自主研发的高精度多段数电脑控制器和空心锭花式捻线机，生产平线段和结子段都能根据设计要求变化的结子线，采用纬编针织的方式织造。结果表明：结子线在针织物表面形成图案受幅宽用纱量以及循环纱长影响；循环纱长越接近幅宽用纱量，形成图案越清晰。当循环纱长无限接近幅宽用纱量时，可以通过设计结子线的纺纱工艺，织造出任意设计的针织物图案。

关键词：结子线；纬编；幅宽用纱量；循环纱长；针织物图案

中图分类号：TS104.7文献标志码：A文章编号：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结子线是花式纱线中比较常见的一种纱线。它的基本组成部分是芯纱、固结纱，可用于服装及各种装饰织物[12]。将图案展现在织物上可以通过多种形式来实现比如提花织造、印染工艺、刺绣、钩编以及3D打印等[35]。直接通过花式纱线的特殊结构来展示织物的设计图案效果是一种创新[68]。

本文主要研究了自固结子线的纺制及其针织物图案的效果。与普通结子线不同的是，它的结子稳定、不滑移，且大小和结距可以根据针织物图案和织物的结构进行设计，经过针织织造的方式将图案呈现在织物表面，形成特定的图案效果。

1自固结子线的纺制

结子线主要在空心锭花式捻线纺纱机上纺制而成[910]。自固型结子线也是利用空心锭花式捻线机纺制而成。结子线的结子分布与纺纱工艺参数之间存在一定的对应关系，本文通过实验的方式探究两者之间的关系。

1.1实验原料和设备

原料：芯纱选用26.4 tex×2棉纱，饰纱选用11.5 tex涤纶长丝（东莞联达毛纺有限公司）。

设备：空心锭花式捻线机、多功能电脑控制器（苏州市华飞纺织科技有限公司）。

1.2自固结子线纺制原理

本实验设计的是自固结子线，其纺制原理如图1所示，首先，前罗拉快速输出芯纱，饰纱在空心锭回转的同时也旋转，包缠芯纱，由于芯纱喂入速度较快，所以饰纱包缠的稀疏，捻度较小，形成结子线的平线段；接着，前罗拉速度减慢，芯纱喂入速度相对很小，在单位时间内芯纱喂入长度很短，于是饰纱包缠长度较短，包缠紧密；随后，前罗拉反转，芯纱退回，使得饰纱反向包缠，形成自固结构；最后，前罗拉又正转，饰纱又相对于前一步反向包缠，相当于包缠3次，形成了一个自固结子段。如此往复进行，就形成了自固结子线。

图1自固结子线纺纱原理

表1为单一自固结子线纺纱工艺参数，工艺分为4段，空心锭速度保持不变。第1段生产平线段，前罗拉速度较快，饰纱包缠稀疏；第2段～第4段工艺形成自固结子，前罗拉先正转，再反转，最后正转，经过3次包缠形成自固结子。因为前罗拉和空心锭的运行数据均为控制器可识别的信号数据，因此均为无量纲单位数据。

图2中，矩形为芯纱部分，圆A代表平线部分包裹的饰纱，圆B为自固结子的第1次包裹的饰纱，圆C为第2次包裹的饰纱，圆D为第3次包裹的饰纱，当前罗拉工艺参数与空心锭工艺参数满足一定比例关系时，3次包裹的饰纱如图2所示均匀包裹芯纱，使得结子的粗细一致。

1.3影响自固结子线的主要因素

a）饰纱退绕张力：饰纱退绕张力偏小时纺制出来的结子线饰纱极易松动，结子不固定；饰纱退绕张力过大时纺制结子线过程中饰纱容易断。

b）捻度：纺制出来的结子线捻度过大，下机后退捻严重，结子线极易纠缠，造成织造困难。

c）罗拉正反转速度差：前罗拉正反转速度差过大，由于惯性容易导致结子成型不良。

1.4前罗拉线速度与前罗拉工艺参数之间

的关系纱线输出长度与前罗拉的线速度有关。利用电脑控制器输入相关前罗拉工艺参数控制前罗拉运行，控制器发出的数据为信号数据而非速度数据，因此前罗拉速度与前罗拉工艺参数存在一定关系。发送几组工艺参数，测量相应前罗拉线速度，如表2所示。

计算得到前罗拉线速度与前罗拉工艺参数之间的关系式：

Vq=0.010 9×Mq（1）

式中：Vq为前罗拉线速度，cm/s；Mq为前罗拉所对应控制器输入工艺参数，为无量纲单位数据。

已知结子线的输出长度与芯纱喂入时间及前罗拉参数之间的关系之后，可以根据设计要求控制结子线各段的长度，即可以控制结子的分布位置。

1.5空心锭工艺参数及前罗拉工艺参数的

关系采用自固结子线的方式生产结子段，为保证在实验过程中改变结子段的长度时，结子的粗细大小不发生变化，经过多次实验发现，前罗拉对应参数与空心锭对应参数在满足某种条件下可以使饰纱均匀包缠一层，保证结子粗细不改变，测得数据如表3所示。

当满足式（2）时，结子段的包缠效果如图2所示，结子的直径不会因为结子段长度变化而变化，保证了针织织造过程中结子段的线圈长度不变。

2采用结子线针织形成菱形图案机理

利用7针慈星GE252S型电脑横机，在编织速度和给纱张力不变的条件下，将设计好的循环纱长为86.0 cm（结子段长度为6.0 cm，平线段长度为80.0 cm）的结子线编织成纬平针小样，织物幅宽针数为100针。此时，平线段针织物的线圈平均长度约为0.903 8 cm，结子段的线圈平均长度约为1.00 cm。幅宽用纱量=0.903 8 cm×94针+1.0 cm×6针=90.96 cm。

2.1不同循环纱长结子线织造图案效果

2.1.1工艺1

工艺1设计的循环纱长为87.0 cm，结子段长度为6.0 cm，平线段长度为81.0 cm。表4所示为单结子纺纱工艺，第1段工艺生产平线段，此时前罗拉速度较快，空心锭包绕捻度较低。第2段～第4段工艺生产自固结子段，这三段工艺中前罗拉输出芯纱长度相同，在固定相同的位置包绕捻度增加，形成自固结子。

织造效果图如图4所示，由于纱线中结子位置的错位循环，结子在织物表面分布形成一定规律的菱形图案。

2.1.2工艺2

结子段长度和粗细不发生变化，将平线段长度增加1.5 cm，即平线段长度为82.5 cm。织造效果图见图5，菱形图案效果变清晰，且高度增大。

2.1.3工艺3

结子段长度和粗细仍然不发生变化，增加平线段长度至84.0 cm。织造效果图见图6，菱形效果更加清晰，菱形高度继续增大。图5循环纱长88.5 cm模拟图和织造图案效果

2.1.4工艺4

循环纱长为91.0 cm时，根据设计图案设计结子线的结子段长度，可在布面织造设计图案，图案模拟图和效果图如图7所示。

对3个不同结子线循环纱长L分别为87.0、88.5、89.0 cm的图案效果进行对比分析。当结子段粗细不变，织物幅宽用纱量也不变，只增加平线段的长度时，织物循环纱长增加。当结子线循环纱长越接近纬编针织幅宽用纱量时，形成的菱形图案越清晰，菱形图案高度越高。当循环纱长无限接近幅宽用纱量时，可以在布面形成任意设计的图案。同理，当循环纱长超过幅宽用纱量时，菱形图案效果越模糊，图案错位严重。

2.2循环纱长不变，改变幅宽针数为原来的1/2在循环纱长为89.0 cm不变的情况下，当幅宽针数为原单菱形针数1/2倍时，出现的菱形图案规律相似，幅宽内菱形个数为原菱形个数的1/2，如图8所示。

100针（下图）效果对比

2.3幅宽针数不变，循环纱长变为原来的1/2

当幅宽针数不变，循环纱长减为工艺4的1/2时，即44.5 cm，针织物布面形成有规律的双菱形效果，如图9所示。

2.4在循环纱长中增加1个结子

在89.0 cm循环纱长中增加1个结子，形成双自固结子线。此时，针织物布面形成叠加的菱形图案效果，菱形高度不变，如图10所示。

3结论

a）单一循环结子线在纬编针织物表面可形成规律明显的菱形图案。循环纱长越接近幅宽用纱量，菱形图案越高，图案越清晰。

b）当循环纱长无限接近幅宽用纱量时，可以根据设计图案设计结子线纺纱工艺，使设计图案呈现在针织物表面。但是，由于纺纱和织造过程中张力不稳定，会有一定的误差存在，因此图案与设计图案存在一定差异，这是无法避免的。

c）当循环纱长不变时，改变幅宽针数为原来1/2时，幅宽内菱形个数也减少1/2。当幅宽针数不变，循环纱长减为原来1/2时，幅宽内菱形个数增加1倍。

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