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纬编针织物增强复合材料力学性能研究纬编针织物具有良好的延伸柔顺性和较高的生产率，作为增强体赋予了复合材料优良的成型性、抗冲击性和较低的生产成本。
但是与其它纺织结构复合材料相比，有关纬编针织复合材料的研究还比较少，深度也不够。
本论文研究的目的，旨在为纬编针织复合材料的可设计性、可生产性和所需的力学性能提供理论与实验依据。
通过对玻璃纤维纬编针织物可编织性的实验研究和理论分析，探索出了用横机编织较低未充满系数织物的工艺参数，编织了几种不同结构与密度的纬编针织物。
并在电脑横机上试织了玻璃纤维纱线的三维全成型管道结构，解决了编织的关键技术与参数的优化问题。
还采用手糊成型方法，分别制备了玻璃纤维纬编针织物与不饱和聚酯树脂、环氧树脂的复合材料层板。
对复合材料试样进行了纵横向拉伸与弯曲性能测试，以考察它们的应力应变(或挠度)曲线、弹性模量和强度，比较不同结构针织复合材料力学性能参数的差异与各向异性程度。
分析了增强织物的取向、组织结构、线圈形态、几何与结构参数等因素对拉伸与弯曲性能的影响。
通过研究，作者发现改进织物结构设计和优化结构参数可以提高复合材料横向模量与强度，减少纵横向力学性能的差异。
在实验研究的基础上，采用有限元方法和Algor软件，对两种典型的针织复合材料——平针/环氧和罗纹/环氧的拉伸性能进行了分析与计算。
在假定该材料宏观上是均匀与连续的条件下，选取了织物的一个完全组织及所包含的树脂作为一个代表性体元来建立分析模型。
其方法是先分别对线圈部分和树脂部分建模并划分单元，再将两者合成为一体，从而保证了这两部分界面上的结点完全重合。
线圈模型由三维空间几何H线段组成，建模时要使相邻的纱线外壳靠近但不相交，以免造成两部分纱体内部各个结点不重合。
除了建模外，确定单元的材料属性也很重要。
根据弹塑性力学的基本原理，作者将本构关系呈非线性的树脂定义为各向同性硬化V.Mi Ses曲线。
另将浸渍树脂的加捻玻璃纤维纱线定义为正交各向异性体，并通过正轴模量与偏轴模量之间的转换，计算得到了加捻纱单向复合材料特性参数。
技术纬编针织物纬斜的原因及其解决措施在纬编针织物生产过程中产生纬斜是不可避免的，但是布面纬斜和纵行歪斜的存在会给服装裁剪加工带来一定困难，且对服装外观特别是洗涤后的外观形象带来不良影响；因此要求纬斜只可在一定范围内或一定百分比内。
针织面料的允可纬主要取决于服装的款式，有定位花形或对条对格的面料纬斜一般限制在 5cm 以下，其他如不选花不对条的针织面料纬斜可适当放宽一些。
纬斜的产生主要和纱线捻度、圆机转向及织物定形工艺有关，关键看成品的要求。
如果成品是彩条布纬斜就不能太大，否则在成衣裁剪时就会有很大浪费。
纬斜产生的原因从织物结构上讲纬编针织物最基本的结构单元是线圈，针织物的不同组织是由纱线成圈与否及不同的串套连接方式形成的。
无论在何种织物中，线圈总存在一个最稳定的状态即平衡状态。
由于针织物在生产过程中不断受到各种外力作用会引起不同变形，当织物经洗涤并在自由状态下干燥时织物浸湿后纤维膨润，弛缓过程加速给纱线以充分的回缩，最终使织物接近平衡状态，此时织物的各项性能都会回缩到自然最稳定的状态，布面也达到稳定位置。
因此，如果针织物在生产后残留有应力变形，一旦遇到恢复平衡状态的条件这些变形就会回缩，从而在织物的表面发生扭曲变形。
1．织物设计导致棉平针织物服装扭曲变形的根本原因是棉纱捻度的不稳定，即纱线中有内应力存在，其实质是存在剩余扭力矩。
因此如果针织物设计不合适的话，就会形成纬斜状态。
从织物组织上看，织物越薄纬斜越大；单面织物比双面织物易产生纬斜。
从设备上讲，圆纬机路数越多织物产生纬斜的几率就越大。
对于原料方面转杯纺纱线产生的纬斜要比环锭纺纱线小一些。
因此在做不拉毛的绒布时毛圈纱一般采用转杯纺纱，这样可有效保证毛圈的整齐度。
在这种情况下设计本身必须全部改变才行。
否则织物产生纬斜，在后续浸染、连续染色和印花过程中大部分会成为次品，特别是印花整理时纬斜状态一目了然。
2. 编织过程在针织物编织过程中针织设备的运转方向和所用纱线的捻向有关，设备的运转方向对毛坯布斜纹影响比较大，同样的Z捻和S捻纱在同一转向上会有几倍的差值。
纬编针织物抗撕裂、顶破和穿刺性能研究近几年来,由于柔性防刺服质轻、柔软的特点已成为防刺服的研究重点,并获得了很大的发展。
针织物结构为基础的防护材料具有重量轻、性价比高、可设计性强以及可以实现大面积防护等特点,在防弹头盔、高性能防护头盔、防弹衣、防刺服、防割材料等领域有着广泛的应用,在防刺材料市场的前景十分广阔。
而从服用性能考虑,纬编针织物在柔性防刺服中的应用具有更大的优势。
但纬编针织物用于柔性防刺织物的研究方面尚停留在纬编双轴向织物,目前,未见学者对传统纬编针织物的抗剪切性能、抗穿刺性能进行重点研究。
因此,从理论上研究纬编针织物的抗剪切性能、顶破性能与防刺性能的相关性,对于设计开发高性价比的柔性复合防刺服具有重要现实意义。
本文通过对6种涤纶纬编针织物抗撕裂性能的研究,发现纬编针织物的抗撕裂性能与撕裂方向、织物组织有关,但与线圈长度没有明显关系。
研究指出纬编针织物的横向抗撕裂强力要优于纵向抗撕裂强力；纬平针织物的抗撕裂强力要高于集圈组织的抗撕裂强力。
为了研究纬编针织物的顶破性能,本课题中对在横机上所织得的不同线圈长度的6种纬平针织物和畦编集圈织物进行弹子式顶破测试。
实验结果显示纬编针织物的顶破性能受织物组织、线圈长度的影响明显。
纬平针组织的顶破强力要优于集圈组织。
线圈长度与纬编针织物的顶破性能线性相关,线圈长度越小,顶破强力就越大。
经研究还发现,纬平针织物与集圈组织织物具有不同的顶破形态。
本文采用自制的准静态穿刺仪对纬编针织物进行准静态穿刺实验。
研究发现纬编针织物的准静态抗穿刺强力与穿刺角度有关,其中45°方向的穿刺强力最大,90°方向次之,0°方向为最小。
集圈组织织物的准静态抗穿刺强力要比纬平针织物好。
线圈长度和织物层数都对纬编针织物的准静态抗穿刺强力有影响。
另外,本文还研究了纬编针织物抗撕裂性能与准静态抗穿刺性能,以及顶破性能和准静态抗穿刺性能间的相关性。
提高纬编针织物尺寸稳定性的探讨柳世龙 南通职业大学 226007摘 要 分析了纬编针织物的变形机理,介绍了提高纬编针织物尺寸稳定性的有效途径和具体方法。
关键词:纬编针织物 线圈结构 变形 尺寸稳定性中图分类号:TS181.7231 前 言针织物具有良好的弹性和一定的延伸度,穿着舒适透气,深受广大群众欢迎。
近年来,多种多样的化纤原料和各种花式纱线的出现使针织产品的应用领域从内衣发展到外衣,从服用为主发展到工农业、医疗、土工和航天等。
这无疑对针织物的尺寸稳定性提出了更高要求。
广义上讲,针织物的尺寸稳定性是指针织物在正常使用过程中,按规定条件洗涤、清洁、干燥后保持原来几何尺寸的能力。
2 纬编针织物的变形机理线圈是针织物的最基本的结构单元,也是针织物的主要特征。
全松弛状态下线圈的几何形态、其他结构单元的种类及同线圈的连接情况,直接影响针织物的外观,同时也对针织物的厚度、弹性、延伸度和尺寸稳定性等起重要作用。
有此优化结构参数的针织物则具有良好的尺寸稳定性。
纱线在纺纱和编织过程中受到拉伸、弯曲、扭转、压缩和摩擦等作用,造成纱线的变形。
这些变形一般都可分为急弹性、缓弹性和塑性变形。
在热湿和振动的情况下,能有效促进拉伸缓弹性变形的恢复,这一过程如在适当的整理过程中完成,而不是加大这种变形,成品的缩水率就能大大降低,从而提高了尺寸稳定性。
针织物在使用和洗涤干燥的过程中,会受到不同方向、各种形式的外力作用,这些作用靠纱线和纱线间的摩擦力来承受。
作用于针织物的外力转换成对纱线的作用并不是一一对应的。
例如:对针织物的拉伸作用能转换成对纱线的拉伸、弯曲、压缩和纱线间的摩擦等作用。
针织物在受远小于断裂负荷的外力连续或重复作用下,会产生蠕变现象和疲劳现象,造成针织物几何尺寸的增大,直至被破坏。
由于针织物的线圈结构特点,在拉伸过程中线圈的形状会改变,以纬平针组织为例,横向拉伸时,针织物的沉降弧变直变长、圈柱变短、纱线发生了一定程度转移。
4隶仿屈枚2019年第3期生产实践棉针织物尺寸稳定性研究孙长春(青岛大学，山东青岛266071)摘要：文章从纤维、纱线、织物三方面分析了棉针织物尺寸稳定性差、易缩水的原因，并从设备和生产工艺两方面提出了降低棉针织物缩水率的具体措施，为相关工作提供参考。
关键词：棉针织物；线圈结构；缩水率；尺寸稳定性中图分类号:TS186文献标识码:A文章编号：1009-3028(2019)03-0016-03纯棉针织物由于具有柔软的手感和舒适的穿着体验而受到广大消费者的喜爱，近年来全球的需求量越来越大，然而没有经过尺寸稳定性整理的纯棉针织物在染整加工过程中保形性较差，布面容易产生褶皱［12］。
所以，针织印染企业迫切需要解决的问题就是降低织物的缩水率和提高棉织物干、湿状态下的尺寸稳定性。
以往棉针织物染整加工大多采用松式加工，虽能一定程度上提高尺寸稳定性，但也会导致织物布面效果差，产品 质量不稳定，能耗上升［35］。
近年来，针织印染企业大多采用紧式平幅连续化练漂技术和平幅染色技术，虽然布面平整度得到改善，但织物缩水率增大，影响了产品质量讯。
棉针织物尺寸稳定性差不仅与纤维的溶胀性有关，且与针织物后道加工工艺有关［7］。
本文针对棉针织物尺寸稳定性差的问题进行了讨论并提出了相应的解决方法。
1棉针织物尺寸稳定性差的原因针织物是使用织针使纱线成圈，而后将线圈互相串套和衔接而成的。
由于线圈结构自身的特性，当受到外界拉力作用时，线圈的形状将不可避免地发生一定程度的变化。
因此在洗涤和穿着的过程中，针织服装都容易产生不同程度的变形。
例如，当横向拉伸棉纬平针织物时，针织物线圈的圈柱长度会变短，圈弧会伸长变直，织物中的纱线也会发生不同程度的转移。
这种转移的程度与织物受外界的拉伸力、纱线接触点间的摩擦阻力、纱收稿日期：2019-03-13作者简介：孙长春(1992—),男，河南周口人，硕士研究生。
线自身的物理机械性能以及针织物自身的密度等有关。
合成纤维制印花纬编织物的垂直稳定性分析在纺织品行业中，合成纤维制印花纬编织物是一种常见而重要的纺织品产品。
为了确保其品质和性能，对纬编织物的垂直稳定性进行分析是至关重要的。
本文将对合成纤维制印花纬编织物的垂直稳定性进行详细分析和讨论。
首先，我们需要了解什么是垂直稳定性。
垂直稳定性指的是纺织品在垂直方向上的保持力和形态保持能力。
在实际使用过程中，纺织品面对重力和外力的作用时，需要保持原有的形态和结构。
因此，垂直稳定性的分析与产品的使用寿命和舒适度密切相关。
合成纤维制印花纬编织物的垂直稳定性分析需要考虑以下几个因素。
首先，纬线密度是影响垂直稳定性的重要因素之一。
纬线密度指的是单位长度内纬线的数量。
较高的纬线密度可以增加纬编织物的厚度和密度，提高垂直稳定性。
而较低的纬线密度则可能导致纬编织物松散、容易变形。
因此，在生产过程中，需要根据产品的具体要求选择适当的纬线密度。
其次，纬编织物的组织结构也对垂直稳定性有着重要影响。
组织结构涉及到纬线和经线的交叉方式和密度。
例如，平纹布、斜纹布和缎纹布等常见的组织结构会对垂直稳定性产生不同的影响。
平纹布通常具有较好的垂直稳定性，而斜纹布则相对较差。
因此，在纬编织物的设计和选择过程中，需要综合考虑产品的功能需求和垂直稳定性要求，选择合适的组织结构。
第三，纬编织物的纤维类型和纤维属性也会对垂直稳定性产生影响。
合成纤维在纬编织物中广泛应用，如聚酯纤维、尼龙纤维等。
不同类型的纤维具有不同的物理和化学性质，对垂直稳定性的影响也各不相同。
一般来说，聚酯纤维具有较好的弹性和耐磨性，可以提高纬编织物的垂直稳定性。
而尼龙纤维则具有较好的拉伸强度和抗张强度，对于要求较高强度和耐久性的产品来说是理想的选择。
此外，纬编织物的后整理处理也会对垂直稳定性产生一定影响。
常见的后整理处理方法包括洗涤、漂白、染色、印花、涂覆等。
不同的后整理处理方法会改变纬编织物的物理和化学性质，进而影响垂直稳定性。
利用纬编单面添纱组织开发热湿舒适性针织面料
柳世龙
【期刊名称】《山东纺织科技》
【年(卷),期】2002(043)006
【摘要】根据热湿舒适理论,利用纬编单面添纱组织的特性,开发具有热湿舒适性的针织面料,具有效果显著,成本低的特点.
【总页数】2页(P22-23)
【作者】柳世龙
【作者单位】南通职业大学,江苏,南通,226007
【正文语种】中文
【中图分类】TS186.2
【相关文献】
1.小筒径针织纬编添纱织物的垫纱角度分析 [J], 殷仁萍;冯勋伟
2.用纬编单面添纱组织开发热湿舒适性针织面料的途径 [J], 柳世龙
3.大筒径单面纬编添纱编织原理的研究 [J], 孙锋
4.利用提花组织开发立体感花型纬编面料的研究 [J], 姚永标;郑勇;胡卓;张一平
5.纬编单面均匀提花织物耗纱量预测模型 [J], 李冉冉;柯宝珠
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提高纬编针织物尺寸稳定性的探讨
柳世龙 南通职业大学 226007
摘 要 分析了纬编针织物的变形机理,介绍了提高纬编针织物尺寸稳定性的有效途径和具体方法。
关键词:纬编针织物 线圈结构 变形 尺寸稳定性
中图分类号:TS181.723
1 前 言
针织物具有良好的弹性和一定的延伸度,穿着舒适透气,深受广大群众欢迎。
近年来,多种多样的化纤原料和各种花式纱线的出现使针织产品的应用领域从内衣发展到外衣,从服用为主发展到工农业、医疗、土工和航天等。
这无疑对针织物的尺寸稳定性提出了更高要求。
广义上讲,针织物的尺寸稳定性是指针织物在正常使用过程中,按规定条件洗涤、清洁、干燥后保持原来几何尺寸的能力。
2 纬编针织物的变形机理
线圈是针织物的最基本的结构单元,也是针织物的主要特征。
全松弛状态下线圈的几何形态、其他结构单元的种类及同线圈的连接情况,直接影响针织物的外观,同时也对针织物的厚度、弹性、延伸度和尺寸稳定性等起重要作用。
有此优化结构参数的针织物则具有良好的尺寸稳定性。
纱线在纺纱和编织过程中受到拉伸、弯曲、扭转、压缩和摩擦等作用,造成纱线的变形。
这些变形一般都可分为急弹性、缓弹性和塑性变形。
在热湿和振动的情况下,能有效促进拉伸缓弹性变形的恢复,这一过程如在适当的整理过程中完成,而不是加大这种变形,成品的缩水率就能大大降低,从而提高了尺寸稳定性。
针织物在使用和洗涤干燥的过程中,会受到不同方向、各种形式的外力作用,这些作用靠纱线和纱线间的摩擦力来承受。
作用于针织物的外力转换成对纱线的作用并不是一一对应的。
例如:对针织物的拉伸作用能转换成对纱线的拉伸、弯曲、压缩和纱线间的摩擦等作用。
针织物在受远小于断裂负荷的外力连续或重复作用下,会产生蠕变现象和疲劳现象,造成针织物几何尺寸的增大,直至被破坏。
由于针织物的线圈结构特点,在拉伸过程中线圈的形状会改变,以纬平针组织为例,横向拉伸时,针织物的沉降弧变直变长、圈柱变短、纱线发生了一定程度转移。
这种转移的多少受外力的大小、纱线的弹性和强力、纱线间的摩擦力和织物密度等因素的影响,同样在外力去除后,线圈回复原有形状的过程也要克服纱线间的摩擦力。
摩擦力的大小取决于纱线间的压力和纱线的摩擦系数μ。
在一定的范围内,对于结构紧密的针织物,纱线摩擦系数μ较小时,外力去除后,线圈的形态比较容易恢复,有利于针织物弹性和尺寸稳定性的提高。
3 提高针织物尺寸稳定性的方法
3.1 选用弹性好、强度高、缩水率低的纱线
3.1.1 天然纤维与合成纤维混纺能提高天然纤维纱线的强力,降低其缩水率。
如在棉纱中渗入少量涤纶短纤(0.8dtex×38mm),就能使针织物的实际缩水率下降至4%以下。
采用合纤长丝为芯纱、外层为天然纤维的包芯纱能取得同样良好的效果。
3.1.2 纯棉丝光纱线,由于丝光过程提高了棉纤维大分子的取向度,缩水率降低,表面光滑。
用纯棉丝光纱线加工的针织产品表面光洁、手感好,尺寸稳定性比一般纯棉产品好。
如对针织产品再进行丝光整理,效果则更好。
3.1.3 氨纶纤维具有极高的弹性和回复性,在针织物中能以裸丝、包芯纱或包缠纱等形式参加编织生产,与其他天然纤维或化学纤维结合使用。
少至仅2%含量的氨纶就足以改变织物的品质,制成的服装舒适合身,不易走样,尺寸稳定。
3.1.4 在上机编织前,对纱线进行蒸纱消除纱线的内应力,降低缩水率。
根据不同的纱线控制好蒸纱的温度、时间和相对湿度。
3.2 合理确定上机工艺
根据需要选择针织物的组织结构,合理确定线圈的结构参数和上机工艺。
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2001年8月·第29卷·第4期上海纺织科技针织缝纫
在纬编组织中,如单从尺寸稳定性考虑,衬经衬纬组织较好,但实际需要是多方面的,特别是对针织物外观特征的要求。
因此,常常是在满足总需要的同时,尽可能提高针织物的尺寸稳定性。
通过理论计算和实际试验相结合的方法确定线圈的结构参数,使其与全松弛状态下的结构参数一致,选择适当的上机工艺,可以有效地提高针织物的尺寸稳定性。
例如:点纹组织是广泛使用的外衣用纬编组织,由不完全罗纹组织与平针组织复合而成。
一个完全组织由四个成圈系统编织而成,其中第二路仅在针盘高踵针编织单面变化平针组织,第四路仅在针盘低踵针编织单面变化平针组织。
但瑞士式点纹组织第一路全部针筒针与针盘高踵针编织不完全罗纹组织,第三路全部针筒针与针盘低踵针编织不完全罗纹组织;法式点纹组织则相反,在其他编织条件相同的情况下,第一、三路编织的正面线圈与反面线圈联结的一段沉降弧,法式点组织要比瑞士式点纹组织弯曲得多,纱线力图伸展向两边推开的力大。
因此,法式点纹组织纵向纹路清晰,表面丰满,宽松;而瑞士点纹组织则结构紧密,尺寸稳定,表面平整。
我们可以根据用途或客户要求选用点纹组织。
又如在编织罗纹组织时,常用加大两个针床间距离的方法来调整线圈结构,适当加长沉降弧,减短针编弧,这样做一方面可以使罗纹组织条纹清晰,另一方面可以增加罗纹组织的弹性和尺寸稳定性。
用添纱和交织的方法,加入强度高、弹性好、收缩率低的纱线一起编织,是一种提高牢度、弹性和尺寸稳定性的方法,常在袜类产品中应用。
3.3 合理选用整理工艺
3.3.1 棉类针织物的防缩整理,常常通过减小张力和对针织物强迫回缩的方法来实现,这就需要我们改进整理设备,严格控制工艺过程。
典型的纯棉连续整理加工工艺流程为:坯布接头※(碱缩)※煮练※双氧水连续汽蒸漂白※增白※柔软处理※脱水※烘燥※翻布※堆置※轧光。
汗布类产品要碱缩,棉毛类和绒布类产品不需碱缩。
通过碱缩和煮练可以恢复编织过程中的拉伸变形,但此后的加工又会再拉长。
在烘干前、烘干中和轧光前进行强迫回缩,即三超防缩工艺———超喂湿扩幅、超喂烘干和超喂轧光,如工艺处理得当,可有效防止棉针织物的缩水现象。
3.3.2 棉针织物的双丝光双烧毛工艺,用经烧毛丝光的棉纱编织成的针织物,再次烧毛丝光后,表面有丝绸般的光泽,手感柔软滑爽,尺寸稳定。
3.3.3 天然纤维的生物酶整理,由于对环境污染小,节约成本,效果显著,已被广泛采用。
用纤维素酶对棉针织物进行酶整理,能提高棉针织物的光泽、柔软度、手感和尺寸稳定性;用纤维素酶对苎麻针织物进行酶整理,能有效消除麻针织物对皮肤造成的刺痒感,提高柔软度和尺寸稳定性。
用蛋白质酶对羊毛纤维进行酶整理可纺制出高支毛纱,加工成的毛针织物光泽好,配合树酯整理可达到“机可洗”的良好尺寸稳定性。
3.3.4 合成纤维针织物的热定形,就是利用其热塑性,将针织物在一定张力下加热处理,使之固定于新的稳定状态的工艺过程。
经热定形后的针织物,尺寸稳定性大大提高,再经染整加工或服用、洗涤都不易变形。
合成纤维热定形是合成纤维针织物一个关键的工艺过程。
必须严格控制热定形的温度和加温时间及过程。
热定形温度应在合成纤维的玻璃化温度之上,软化温度之下。
加温时间与合纤种类、纱线的粗细、织物的密度、厚度、含水量以及热定形温度等因素有关。
3.3.5 其他方法,如对棉针织物的抗皱防缩树脂整理,能有效提高棉针织物的尺寸稳定性。
在生产过程中,对纱线和半成品设置必要的停放堆置时间,有利于缓弹性变形的恢复。
在使用针织产品的过程中,按照厂方规定的洗涤、干燥和放置的要求去操作,同样有利于针织产品尺寸稳定性的提高和使用寿命的延长。
4 结 语
通过上述分析和实践可见,针织物的变形是在内部应力和外力作用下引起的。
从针织工艺设计着手,选用适当的纱线,确定合理的线圈结构参数和编织工艺,通过整理工艺使针织物达到稳定的结构状态,能有效地提高针织物的尺寸稳定性。
参考文献
1 孔繁超等.针织物染整.纺织工业出版社,1986
2 姚 穆等.纺织材料学.纺织工业出版社,1980
3 黄康道等.减小全棉针织纱缩水率的构思与实践.上海纺织科技,1998,26(1)
4 天津纺织工学院主编.针织学(第一分册).纺织工业出版社,1980
40
上海纺织科技针织缝纫2001年8月·第29卷·第4期。
