玻璃纖維 性能再好也要用著順手

　　織物組織結構和編織性能

　　研究玻璃纖維紗線的編織性能，采用典型的組織進行編織研究，分別選擇:單面的緯平針、雙面的滿針羅紋、筒狀織物以及花色變化組織。

　　單面緯平針組織是針織物結構中一個最基本的原組織，也是緯編增強結構常用的組織之一，而且在織物幾何形態的研究中能夠清晰的觀察到織物的正反面，成為國內外針織學者研究的首選。

　　羅紋組織是雙面緯編針織物的基本組織，它是由正面線圈縱行與反線圈縱行以一定組合相間配置而形成。該組織結構具有良好的橫向延伸性。

　　筒狀織物是三維織物的一種，采用不同的組織結構，編織的筒狀織物不同，能在橫機上實現編織的筒狀織物的類型很多(比如采用平針、襯緯和間隔等組織的筒狀織物)。玻璃纖維筒狀織物可以通過數層的復合而制成各種不同型號的筒狀復合材料，由于筒子周圍無接縫，從而具有較高的強度。其耐水壓性比同厚度、同規格的機織布制作成的有接縫的圓形筒子從理論上講要高。

　　羅紋空氣層和畦編組織屬于花色變化組織。羅紋空氣層組織又稱為“米蘭諾組織”。它是由羅紋組織與單面平針組織復合而成，該織物的橫向延伸性比羅紋組織小，尺寸穩定性較好，這是因為他的一個完全組織需要三路編織形成，兩路平針組織線圈橫列，一路羅紋組織線圈橫列。

　　編織帶有集圈的組織結構，來研究不同線圈結構的性質，選擇兩針床上交替集圈的全畦編組織，簡稱為畦編組織，也稱為雙魚鱗織物和雙元寶織物，它是在羅紋組織的基礎上，采用不脫圈法編織。

　　實踐證明，只要在編織時綜合考慮彎紗深度、牽拉力、給紗張力等條件的影響，選取適當參數，可編織出較理想的玻璃纖維緯平針織物;在滿針羅紋編織時，彎紗深度、牽拉力以及給紗張力等參數要求更為嚴格，編織也較困難;筒狀織物由于要用兩針床進行編織，為了使織物均勻，要盡量使針床的間距與針距保持一致;羅紋與單面平針的線圈不一樣，最終形成的織物表面會有凹凸條紋，所以在羅紋空氣層織物編織時要注意密度的控制，使密度適當，否則會使織物的橫條紋現象很明顯，并使間隔不規則;編織畦編織物時要注意根據集圈時機頭的運動方向，來配置兩針床的織針，以防止邊針脫針而影響編織。

　　影響正常編織的因素控制

　　影響緯編針織物正常編織的因素很多，主要有彎紗深度、牽拉力、給紗張力以及組織結構，除了上述因素外，還有機件的光滑程度、機頭速度等因素，它們對織物的性能和外觀均有很大的影響。

　　在橫機上編織玻璃纖維針織物時，彎紗深度對編織的影響很大。彎紗深度過大，線圈易脫針，編織難度就增加;彎紗深度過小，線圈與機件接觸緊密，摩擦大，同樣給編織帶來困難，甚至損壞織針;通過反復試織得出比較合適的彎紗深度是3.5~4.5之間。在彎紗深度適當時，編織比較順利，且布面質檢較好。

　　從歐拉公式可以得出，在彎紗深度一定時，最大彎紗張力與給紗張力、紗線與成圈機件之間的摩擦系數和包圍角總和成正比。因此在順利編織的情況下，應盡可能的減小給紗張力。手搖橫機的給紗張力不易定量控制，在本課題的針織物編織過程中，將紗線從導紗眼中穿入，采用消極送紗方式，通過調節圓盤式張力裝置來改變給紗張力的大小進行試織。經反復試織發現：在保證挑線彈簧能夠充分吸收機頭換向時產生的余線的條件下，將圓盤式張力裝置的張力調節到最小時，編織最順利，且織物效果較好。

　　在實際的橫機編織針織物的過程中，牽拉力的值對織物的影響也很大。牽拉可以起到兩大重要作用，一是將新形成的線圈拉向針背，為下一個橫列的編織作好準備，二是同時保證織針在退圈時，舊線圈能夠順利滑到針桿上，并且織物不隨著織針一起上升，以使編織正常進行。

　　在編織過程中牽拉力一般不能過大。且應使牽拉力比較均勻。實際操作過程中，在保證紗線不會隨織針上升而上浮的情況下，選擇盡可能小的牽拉力。

　　通過反復試驗，得出各組織在編織過程中較適中的牽拉力。

　　可以看出：一般單層的織物比雙層的織物施加的牽拉力要小，而且在滿針羅紋織物、羅紋空氣層織物、筒狀織物和畦編織物4種織物編織過程中，所需的牽拉力依次增加。

　　一般情況下，機器采用慢速或中速都可以使編織順利進行，對于單面平針、滿針羅紋、筒狀織物、羅紋空氣層、畦編組織5種織物編織時，機頭速度應依次減緩。在編織時，采用機頭速度為中速偏慢，而且盡量均勻，從而減少纖維的損傷和保證織物的均勻。

　　織物的組織結構不同將會影響到復合后材料的性能，也會影響編織的難易。畦編組織相對于平針而言，不容易編織。編織時也要盡可能的使針床的間距與針距相同，從而織出效果更好的織物。

　　針織橫機的元件一般都是由金屬做成的，雖然表面比較平整，但通常不是很光滑。在編織過程中要選擇打磨光滑的元件或者采取墊入陶瓷圈等措施，從而盡量避免紗線與金屬元件直接接觸。

　　強力損傷率與織物組織的關系

　　通過分析討論玻璃纖維紗線在不同的緯編針織物組織結構中紗線編織后纖維的損傷程度，可以定量評價玻璃纖維紗線的可編織性。

　　編織試樣基本情況

　　試樣編織的原料，全部采用河南洛陽晶緯玻璃纖維有限公司生產的無堿連續玻璃纖維長絲紗線，其規格為：單絲直徑為9μm，紗線為兩股，單股紗線線密度為34tex，捻度為60捻/米，捻向為S。

　　機號：考慮到紗線的細度與機號相適應，故選用機號為E10的國產手搖橫機(不帶壓腳)。

　　組織結構：經過試織和前面的分析，選用具有代表性的單面平針組織、滿針羅紋組織、羅紋空氣層組織和畦編組織等4種組織結構。

　　工藝參數：試樣的規格選擇為15cm×15cm，除線圈長度(也就是彎紗深度)外，每片試樣均保持牽拉力、給紗張力、機頭速度等其他的工藝參數不變，而且滿足最合適的工藝條件。線圈長度的選定采用調節成圈三角達到所能編織的最小線圈長度彎紗深度，以此線圈長度進行編織，再不斷連續增加線圈長度，直到不能正常編織，編織出具有不同線圈長度(即彎紗深度)的織物。一般線圈長度的增加以成圈三角刻度盤的3個刻度左右為一檔。

　　定量分析損傷程度

　　采用紗線強力損傷法來定量評價玻璃纖維紗的損傷程度，即為未經編織的紗線的拉伸斷裂強力和編織后從織物中脫散下來的紗線的拉伸斷裂強力的百分比來判定玻璃纖維紗的損傷程度。

　　根據多次實驗觀察得到：脫散時造成的纖維損傷與織造時造成的纖維損傷相比非常小，因此對最后的結果影響不大。

　　實驗及其結果分析

　　實驗儀器采用萊州市電子儀器有限公司制造的YG061型電子單紗強力試驗儀，對玻璃纖維進行編織前后的紗線斷裂強力測試。

　　試驗步驟分為取樣和儀器操作兩步。

　　取樣：取未經編織的由河南洛陽晶緯玻璃纖維有限公司生產的無堿連續玻璃纖維長絲紗線，其規格為：單絲直徑為9μm，原絲線密度為34tex，紗線線密度為34×2tex，捻度為60捻/米，捻向為S。取編織好的試樣(平針、羅紋空氣層、滿針和畦編四組織試樣)，并把他們拆散，注意在拆散時盡量小心，盡量減小玻璃纖維紗在拆散過程中造成的損傷，而且每種組織每次均拆散少量，剛好滿足測試用為最好。

　　儀器操作：按照YG061型電子單紗強力試驗儀的操作步驟，逐步進行實驗，其中預加張力選擇纖維強力測試的常用值，即為10cN~14cN。

　　每條曲線的變化趨勢是一致的，即在一定的線圈長度范圍內，4種織物組織中均有一個強力損傷最小點，大于或小于此時的線圈長度范圍，紗線的強力損傷均有所上升。這就是線圈長度變化對紗線強力損傷率影響的整體趨勢。

　　不難發現，雖然3種組織中纖維損傷隨線圈長度變化的趨勢是一致的，但它們強力損傷率的大小各不不同，平針組織的纖維損傷率要低于滿針羅紋、羅紋空氣層和畦編組織。滿針羅紋、羅紋空氣層和畦編組織的最低損傷率分別為31.61%、33.41%和37.34%左右，而平針為27.38%左右，這與織物組織結構的不同緊密相關。

　　總體來說，如果對織物組織沒有特別要求，那么選取一種較合適的組織(如平針組織)，也能使它的損傷率控制在非常理想的范圍內。

　　彎紗深度直接影響強力損傷率

　　一是玻璃纖維紗線的彎曲剛度和摩擦系數比普通紗線的要高很多。在手搖橫機上編織玻璃纖維紗線時，要盡量使針織元件表面平整光滑，從而降低玻璃纖維紗線與其表面的摩擦，減小玻璃纖維紗線的損傷。

　　二是為了確保順利編織，可以用普通紗線起頭。

　　三是將彎紗深度控制在適當較小的范圍內，來減小彎紗時玻璃纖維紗線的張力，本文中采用保證挑線彈簧能夠充分吸收機頭換向時產生的余線的情況下，最小的給紗張力。同時，為了能夠順利退圈和不使紗線因牽拉過大而斷裂，牽拉力必須適當增大，但不能過大。

　　四是玻璃纖維紗線編織成不同組織后的紗線強力損傷率的分析顯示，玻璃纖維紗線織造后的強力損傷率與編織時的彎紗深度(即織物的線圈長度)有著密切的關系，并存在一個最佳的參數值。平針織物的纖維損傷率最低，將纖維損傷率控制在合理的范圍內也相對比較容易實現，是理想的組織結構。滿針羅紋和羅紋空氣層比平針稍微高一點，畦編組織由于同時進行集圈和成圈，而它們的彎紗要求又不同，所以玻璃纖維纖維紗的損傷比較嚴重，在對組織沒有特殊要求的情況下，常選用平針織物，應盡量避免選用滿針羅紋、畦編組織等較復雜的組織。

　　五是通過對成圈機件的觀察發現，編織玻璃纖維紗線更易造成機件如成圈三角和織針的磨損，這也佐證了玻璃纖維紗線編織比較困難。

　　六是5種針織物的編織中，平針最易編織，以滿針織物、筒狀織物、羅紋空氣層織物、畦編織物的順序編織逐漸困難。