織造參數對經編PBT和PET交織織物彈性的影響

陳 晴，馬丕波，冒海文，繆旭紅，蔣高明，薛 斌

（1.江南大學a.紡織服裝學院；b.教育部針織技術工程研究中心，江蘇無錫214122；2.中國石化儀征化纖股份有限公司，江蘇儀征211400）

織造參數對經編PBT和PET交織織物彈性的影響

陳 晴1，馬丕波1，冒海文1，繆旭紅1，蔣高明1，薛 斌2

（1.江南大學a.紡織服裝學院；b.教育部針織技術工程研究中心，江蘇無錫214122；2.中國石化儀征化纖股份有限公司，江蘇儀征211400）

采用PBT和PET長絲交織獲得彈性經編針織物，討論織物組織、牽拉密度、送經量對經編交織面料定負荷伸長的影響，并測試經編交織織物的定負荷伸長值。實驗結果表明：使用經絨平組織在E28機號上織造，牽拉密度宜控制在18～20線圈/cm。當牽拉密度從16線圈/cm增加到26線圈/cm時，橫向定負荷拉伸長值逐漸減小。當前梳GB1的PET紗線送經量保持恒定時，縱向定負荷拉伸長度隨著后梳GB2的PBT紗線送經量的增大而增大。當后梳GB2的PBT紗線送經量保持一致時，增加前梳GB1的PET紗線送經量會使得縱向定負荷拉伸長增大，橫向定負荷拉伸長降低。實驗揭示了織造參數對織物定負荷伸長影響的規律，對PET/PBT經編針織物的生產提供參考。

針織；經編織物：送經量；牽拉密度；彈性

隨著生活水平的日益提高，人們對于穿著越來越講究，更加追求服裝的健康、舒適、時尚及個性化體現，特別是在休閑服裝方面，舒適性已成為人們追求的主要目標。現在的彈性纖維是指通過不同方法將特殊分子結構或經分子改性組合得到的高聚物紡制而成的具有彈性回復功能的纖維［1］。彈力針織面料廣泛應用于運動服、內衣或無縫服裝。一般來說，氨綸包芯紗、聚氨酯（PU）/聚酰胺（PA）、聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT）是用于添紗結構的緯編針織物，氨綸裸絲由于其光滑的紗線結構主要用于生產經編彈力織物。但也有一些缺點，如氨綸的染色性、吸水/芯吸性、干燥能力能差［2］。此外，陽光對氨綸的耐久性和強度都有影響。氨綸織物使用過高溫度熱定形時，容易泛黃影響手感，并且氨綸織物的耐氯性較差［3］，這使得氨綸纖維在某些應用領域里使用受限。PBT纖維色彩艷麗，手感柔軟，保形性優良，彈性佳，面料富有層次感和順滑感。采用PBT長絲織造的泳衣面料，舒適性和彈性更佳、印花染色圖案更加鮮艷亮麗［4］。

目前，Chattopadhyay等［5］研究了編織緯編添紗結構時彈性紗線的預牽伸對彈性織物產生的服裝壓力的影響。結果表明，改變彈力紗線的預牽伸值可以改變織物結構但是拉伸長度不會改變。Das等［6］研究了包芯紗中彈性纖維和捻系數對彈力機織物的拉伸影響。Herath等［7］研究了線圈長度、后整理松弛時間對棉氨單面緯平、雙羅文和羅文織物的彈性影響。Wang等［8］研究了彈力緯編添紗織物中添紗紗線的比例對織物彈性的影響。Kumar［9］對棉型包芯紗對單面緯平針組織尺寸和物理性能的影響進行了研究。PTT/PET雙組分長絲編織的添紗緯平針無縫服裝比使用PU/PA包芯紗具有更好的延伸性和彈性回復性能［10］。23.3 dtex錦綸和22.2 dtex氨綸包芯紗用來編織添紗緯平針壓力服裝［11］。但是，對經編彈性織物的研究還很少，特別是對織造參數對彈性的影響。不同PBT纖維截面對織物彈性的影響已在其他文章中討論［12］。因此，本文從牽拉密度、送經量、織物組織等方面進行了研究，考察了以上參數對織物彈性的影響，進而對此面料的生產和使用提供參考。

1　實 驗

1.1材料與儀器

材料：55.5 dtex/24 f滌綸低彈絲（DTY）PBT紗線、55.5 dtex/24 f（FDY）滌綸紗線（儀征化纖股份有限公司）。

儀器：YG063T全自動單紗強力儀（陜西長嶺紡織機電科技有限公司），E28特里科經編機（卡爾邁耶中國有限公司），HD026N多功能電子強力儀（常州第二紡織機械廠）。

使用全自動單紗強力儀測量PET和PBT紗線的物理規格如表1所示。PBT紗線斷裂伸長率（26.9%）比滌綸長絲稍大（11.2%）。當PBT在濕熱處理后，具有20.5%的高收縮。因此，織物經過濕熱整理收縮后，獲得較高的彈性，然而普通滌綸的沸水收縮率只有3%。

表1　PBT和PET長絲物理指標Tab.1 The physical index of PBT and PET filament

1.2實驗方案

由于牽拉密度決定著經編織物的平方米質量，織物結構決定著經編織物的物理特性和外觀風格，兩種原料的前后梳配置決定著原料在織物中的配比和彈性。因此，本文首先安排了關于這3個因素的3水平正交實驗（表2）。因素1是牽拉密度，由于在E28單針床經編機上普通無彈經編織物的上機密度為20線圈/cm左右，而氨綸彈性織物織造時牽拉密度一般在20線圈/cm以下，因此3個水平設置為12、16、20線圈/cm。因素2是組織結構，由于目前經編素色彈力織物大多采用兩梳平紋組織，因此3個水平設置為雙經平、經絨平、經斜平，用以考察織物組織結構對織物彈性的影響。因素3是原料配置，分別在前后梳使用PBT（55.5 dtex/24 f）和PET（55.5 dtex/24 f）兩種長絲，與前后梳同時使用PBT長絲，考察前后梳原料配置對織物彈性的影響。在此，使用42英寸E28特里科經編機織造。坯布在100℃沸水中水洗30 min后，使其充分去油收縮后進行定負荷拉伸測試。實驗方案如表3所示。

表2　正交實驗Tab.2 Orthogonal experiment

表3　正交實驗方案Tab.3 Orthogonal experiment scheme

1.3織物彈性的測定

使用HD026N多功能電子強力儀進行定負荷拉伸測試，將試樣長度方向的兩端平整地緊固在夾持器內，試樣寬度為50 mm，隔距100 mm，拉伸速度為100 mm/min。根據ASTM-D 4964《彈力織物彈性及伸長測試》，彈性織物定負荷拉伸使用100 N。因此，本實驗采用定負荷拉伸力為100 N，裁剪好的經緯向試樣各測3塊，記錄測試后的定負荷拉伸長度。定負荷拉伸條件如表4所示。

表4　定負荷拉伸測試條件Tab.4 The testing condition of constant elastic elongation test

2　結果與分析

2.1正交實驗分析

正交實驗定負荷拉伸結果如表5所示，樣品1在100 N定負荷下具有橫向伸長最大值為303.99 mm，樣品2具有縱向定負荷最大值147.93 mm；樣品3具有縱向伸長最小值52.22 cm，樣品6具有橫向定負荷拉伸最小值89.19 cm，說明經斜平組織比其他兩種組織的橫縱向定負荷伸長小。

表5　正交實驗定負荷拉伸結果Tab.5 The results of constant elastic elongation test

由正交分析結果表6中極差R的大小決定了3個因素對定負荷拉伸的影響順序為A（牽拉密度）＞B（組織結構）＞C（原料配置）。縱向定負荷伸長的最佳組合為A2B2C2。

由正交分析表7中極差R的大小確定，橫向定負荷拉伸長度受密度影響最大，其次是組織，最后是原料配置。橫向定負荷伸長的最佳組合為A1B1C2。

當PBT長絲使用在前梳時，由于染整后滌綸長絲沒有較大的定負荷伸長，會嚴重影響織物的縱向彈性。因此，PBT與PET交織織物組織應將PBT使用在后梳，才能在經編交織織物中充分發揮PBT的彈性。

表6　縱向拉伸正交實驗分析結果Tab.6 The analysis of orthogonal experiment at warp direction

2.2不同牽拉密度對PBT和PET交織織物定負荷伸長的影響

由于目前彈性經編泳衣產品多使用經絨平組織，為了考察織造參數（牽拉密度、送經量）對織物定負荷伸長的影響，故織物結構選定為GB1：1-0/2-3∥GB2：1-2/1-0∥組織結構。

經過正交分析其結果如表7所示，橫向定負荷伸長受牽拉密度影響最大，其次是組織結構，最后是梳櫛原料配置。因此，接下來要對牽拉密度對織物的定負荷伸長進一步研究。由于牽拉密度會影響PBT彈性織物水洗后收縮的程度，決定了織物平方米質量和縱向橫向密度，所以選擇6種牽拉密度，分別為16、18、20、22、24、26線圈/cm，考察其對織物定負荷伸長的影響。在織造的過程中，兩梳的經紗張力保持在3～6 cN，不會使經紗張力過大或過小而影響高速織造（機器速度為1 000 r/min）。

表7　橫向拉伸正交實驗分析結果Tab.7 The analysis of orthogonal experiment at weft direction

坯布水洗后平方米質量和橫縱向定負荷拉伸見表8。隨著牽拉密度從16線圈/cm增加到26線圈/cm，織物平方米質量從175 g/m2逐漸增加到192 g/m2，PBT在織物中的含量從47.62%減小到45.69%。縱向密度在26～35線圈/cm，縮率在34.6～62.5%；橫向密度在19～20線圈/cm，縮率為70%左右。由此可見，針織物的密度是影響織物縮率的一個重要因素［13］。

表8　織物參數和不同牽拉密度下定負荷拉伸的伸長實驗結果Tab.8 Constant elastic elongation test results of under different fabric parameters and drawing density

隨著牽拉密度從16增大到26線圈/cm時（圖1），織物橫向負荷拉伸伸長顯著減小。當牽拉密度從16增加到20線圈/cm時，織物橫向定負荷伸長大于縱向定負荷伸長；當牽拉密度從20增加到26線圈/cm時，織物縱向定負荷伸長大于橫向定負荷伸長。隨著牽拉密度的改變，橫向定負荷伸長的變化較縱向定負荷伸長的變化大。

圖1　牽拉密度對定負荷伸長的影響Fig.1 The effect of drawing density on constant elastic elongation

當密度為18或20線圈/cm時，織物橫縱向的定負荷伸長較平衡，約在112～118 mm。定負荷伸長在112～118 mm，大于密度在22、24、26線圈/cm的織物橫縱向定負荷伸長。當密度在16線圈/cm時，橫向定負荷伸長達到最大值131.62 mm，但縱向定負荷伸長為102.75 mm，橫縱向定負荷伸長不平衡，并且織物較稀松。

織物橫向定負荷伸長與牽拉密度具有顯著的負相關關系（y=-6.596 7 x+37.97，R2=0.973 7，P= 0.000）。隨著牽拉密度的增加，織物橫向定負荷伸長會顯著地減小。但是織物縱向定負荷伸長與牽拉密度沒有線性相關關系，因為相關系數R2= 0.001 8。

2.3送經量對PBT和PET交織織物定負荷伸長的影響

由2.2的實驗結果得出，牽拉密度在18～20線圈/cm左右比較適宜。因此，接下來選定考察織物牽拉密度為20線圈/cm時，送經量對織物彈性的影響。當牽拉密度為20線圈/cm時，改變兩把梳櫛的送經量也會影響織物橫縱向的定負荷伸長，織物參數和測試結果見表9。當保持GB1的PET紗線送經量保持在1 320 mm/rack或1 360 mm/rack時，紗線PBT紗線送經量的增加會使得織物重量的減少［14］。當從192 g/m2減少到181 g/m2，而PBT含量從45.90%增加到48.03%。當平方米質量182 g/m2減少到176 g/m2，而PBT含量從45.16%增加到47.29%。當保持GB2的PBT紗線送經量保持在1 120 mm/ rack時，GB1的PET紗線送經量增大導致織物平方米質量從192 g/m2下降到177 g/m2，而PBT含量從45.90%減小到44.44%。

圖2為送經量對織物定負荷伸長的影響。

表9　牽拉密度為20線圈/cm時，不同送經量對定負荷拉伸的伸長實驗結果Tab.9 Constant elastic elongation test results of different yarn feeding speed when drawing density is 20 loop/cm

圖2　送經量對織物定負荷伸長的影響Fig.2 The effect of yarn feeding speed on constant elastic elongation

如圖2（a）所示，前梳GB1送經量恒定保持在1 320 mm/rack，改變后梳GB2的送經量（分別為1 120、1 170、1 220 mm/rack），縱向的定負荷伸長從104.16 mm增大到124.97 mm，橫向的定負荷伸長從110.34 mm增長到119.25 mm，再減小到98.03 mm。即后梳GB2的送經量增加了100 rack/mm，經向定負荷伸長會增加19.9%，但是橫向定負荷伸長沒有連續增長趨勢。在GB1和GB2送經比為1 320︰1 170時，橫縱向定負荷伸長的和達到最大值。

當前梳送經量保持在1320 mm/rack時，織物橫向定負荷伸長與后梳送經量具有正線性相關關系（y=0.208 1 x-131.31，R2=0.862 5），但是并不顯著（P=0.242＞0.05）。織物縱向定負荷伸長與后梳送經量的大小沒有線性相關關系（R2=0.333 7）。

如圖2（b）所示，當前梳GB1送經量恒定保持在1 360 mm/rack，改變后梳GB2的送經量，從1 120、1 170、1 220 mm/rack變化，織物縱向的定負荷伸長增大，橫向的定負荷伸長減小。由以上實驗得出，增加后梳GB2（即PBT）的送經量，橫向和縱向彈性先同時增大，然后橫向彈性大大減小，縱向彈性略微增加，這說明后梳PBT的送經量決定著織物的橫向彈性。

當前梳送經量保持在1 360 mm/rack時，織物橫向定負荷伸長和后梳送經量沒有顯著的相關關系（y=-0.321 9 x+493.46，R2=0.793 4，P=0.300＞0.05）；織物縱向定負荷伸長和后梳送經量也沒有顯著的相關關系（y=0.053 7 x+51.654，R2=0.831 3，P=0.269＞0.05）。

如圖2（c）所示，當后梳GB2送經量恒定保持在1 120 mm/rack，改變前梳GB1的送經量（分別為1 320、1 360、1 400 mm/rack），織物橫縱向定負荷伸長在GB2送經量為1 360 mm/rack時同時達到最大值，分別為128.19 mm和111.1 mm。

當后梳GB2送經量保持在1 120 mm/rack時，織物橫向和縱向的定負荷伸長與前梳送經量的線性相關關系很弱，相關系數分別為R2=0.303 4和R2= 0.439 9。這說明后梳的PBT送經量決定著PBT和PET交織織物的定負荷伸長，織物橫向定負荷伸長受后梳送經量影響大于前梳送經量對其的影響。

3　結 論

彈性針織物由于其良好的彈性而被廣泛應用于運動服。為了達到最佳的彈性性能，本文探討了影響編織參數對定負荷伸長PBT和PET交織經編針織物。研究了組織結構、牽拉密度、送經量對織物定負荷伸長的影響。當前梳GB1的延展線長度增加時，會減少織物橫向的定負荷伸長。PBT紗線放置在后梳GB2比PBT放置在前梳GB1時，織物具有更好的延伸性。當牽拉密度從16線圈/cm增加到26線圈/cm時，會導致織物橫向定負荷伸長從131.62 mm下降到66.66 mm，而縱向則沒有這樣的趨勢。送經量也會影響織物的定負荷伸長。當牽拉密度為20線圈/cm時，織物橫向定負荷伸長在128.19～96 mm變化，織物縱向定負荷伸長在89.62～124.97 mm變化。最優的織造工藝參數為：牽拉密度為20線圈/cm，GB1和GB2的送經量分別為1 360 mm/rack和1 170 mm/rack。橫縱向定負荷伸長達到較平衡的狀態，橫向定負荷伸長為126.32 mm，縱向定負荷伸長為115.88 mm。

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Effect of knitting parameter on the elasticity of polyethylene terephthalate/polybutylene terephthalate warp knitted fabrics

CHEN Qing1，MA Pibo1，MAO Haiwen1，MIAO Xuhong1，JIANG Gaoming1，XUE Bin2
（1a.College of Textiles and Clothing；1b.Engineering Research Center of Knitting Technology，Ministry of Education，Jiangnan University，Wuxi 214122，China；2.Sinopec Yizheng Chemical Fiber Co.，Ltd.，Yizheng 211400，China）

This study investigated the influence of fabric weave，drawing density and yarn feeding speed on elastic elongation and elastic elongation value of the elastic warp knitted fabric made of polyethylene terephthalate（PET）and polybutylene terephthalate（PBT）filament.The experimental result shows that：the drawing density of locknit knitted on E28 machine is 18～20 loops per centimeter.When drawing density increases to 26 loops/cm from 16 loops/cm，transverse elastic elongation value decreases gradually.When yarn feeding speed of GB1 keeps constant，lengthways elastic elongation value increases with the increases in PBT yarn feeding speed of GB2.When yarn feeding speed of GB2 keeps constant，the increase in GB1 yarn feeding speed of GB1 will make lengthways elastic elongation value rise and make transverse elastic elongation value reduce.This experiment shows the influencer rules of knitting parameters on elastic elongation of fabrics under certain load，and provides a reference to the PET/PBT warp knitted fabric production.

knitting；warp knitted fabric；yarn feeding speed；drawing density；elasticity

TS184.3

A

1001-7003（2016）09-0021-07 引用頁碼:091104

10.3969/j.issn.1001-7003.2016.09.004

2015-12-22；

2016-08-17

國家自然科學基金青年基金項目（51403080）；江蘇省自然科學基金青年基金項目（BK20140161）；江蘇省產學研項目（BY2015019-20）

陳晴（1981-），女，講師，博士，主要從事針織物產品設計與開發。