织造参数对经编PBT和PET交织织物弹性的影响

陈 晴，马丕波，冒海文，缪旭红，蒋高明，薛 斌

（1.江南大学a.纺织服装学院；b.教育部针织技术工程研究中心，江苏无锡214122；2.中国石化仪征化纤股份有限公司，江苏仪征211400）

织造参数对经编PBT和PET交织织物弹性的影响

陈 晴1，马丕波1，冒海文1，缪旭红1，蒋高明1，薛 斌2

（1.江南大学a.纺织服装学院；b.教育部针织技术工程研究中心，江苏无锡214122；2.中国石化仪征化纤股份有限公司，江苏仪征211400）

采用PBT和PET长丝交织获得弹性经编针织物，讨论织物组织、牵拉密度、送经量对经编交织面料定负荷伸长的影响，并测试经编交织织物的定负荷伸长值。实验结果表明：使用经绒平组织在E28机号上织造，牵拉密度宜控制在18～20线圈/cm。当牵拉密度从16线圈/cm增加到26线圈/cm时，横向定负荷拉伸长值逐渐减小。当前梳GB1的PET纱线送经量保持恒定时，纵向定负荷拉伸长度随着后梳GB2的PBT纱线送经量的增大而增大。当后梳GB2的PBT纱线送经量保持一致时，增加前梳GB1的PET纱线送经量会使得纵向定负荷拉伸长增大，横向定负荷拉伸长降低。实验揭示了织造参数对织物定负荷伸长影响的规律，对PET/PBT经编针织物的生产提供参考。

针织；经编织物：送经量；牵拉密度；弹性

随着生活水平的日益提高，人们对于穿着越来越讲究，更加追求服装的健康、舒适、时尚及个性化体现，特别是在休闲服装方面，舒适性已成为人们追求的主要目标。现在的弹性纤维是指通过不同方法将特殊分子结构或经分子改性组合得到的高聚物纺制而成的具有弹性回复功能的纤维［1］。弹力针织面料广泛应用于运动服、内衣或无缝服装。一般来说，氨纶包芯纱、聚氨酯（PU）/聚酰胺（PA）、聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）是用于添纱结构的纬编针织物，氨纶裸丝由于其光滑的纱线结构主要用于生产经编弹力织物。但也有一些缺点，如氨纶的染色性、吸水/芯吸性、干燥能力能差［2］。此外，阳光对氨纶的耐久性和强度都有影响。氨纶织物使用过高温度热定形时，容易泛黄影响手感，并且氨纶织物的耐氯性较差［3］，这使得氨纶纤维在某些应用领域里使用受限。PBT纤维色彩艳丽，手感柔软，保形性优良，弹性佳，面料富有层次感和顺滑感。采用PBT长丝织造的泳衣面料，舒适性和弹性更佳、印花染色图案更加鲜艳亮丽［4］。

目前，Chattopadhyay等［5］研究了编织纬编添纱结构时弹性纱线的预牵伸对弹性织物产生的服装压力的影响。结果表明，改变弹力纱线的预牵伸值可以改变织物结构但是拉伸长度不会改变。Das等［6］研究了包芯纱中弹性纤维和捻系数对弹力机织物的拉伸影响。Herath等［7］研究了线圈长度、后整理松弛时间对棉氨单面纬平、双罗文和罗文织物的弹性影响。Wang等［8］研究了弹力纬编添纱织物中添纱纱线的比例对织物弹性的影响。Kumar［9］对棉型包芯纱对单面纬平针组织尺寸和物理性能的影响进行了研究。PTT/PET双组分长丝编织的添纱纬平针无缝服装比使用PU/PA包芯纱具有更好的延伸性和弹性回复性能［10］。23.3 dtex锦纶和22.2 dtex氨纶包芯纱用来编织添纱纬平针压力服装［11］。但是，对经编弹性织物的研究还很少，特别是对织造参数对弹性的影响。不同PBT纤维截面对织物弹性的影响已在其他文章中讨论［12］。因此，本文从牵拉密度、送经量、织物组织等方面进行了研究，考察了以上参数对织物弹性的影响，进而对此面料的生产和使用提供参考。

1　实 验

1.1材料与仪器

材料：55.5 dtex/24 f涤纶低弹丝（DTY）PBT纱线、55.5 dtex/24 f（FDY）涤纶纱线（仪征化纤股份有限公司）。

仪器：YG063T全自动单纱强力仪（陕西长岭纺织机电科技有限公司），E28特里科经编机（卡尔迈耶中国有限公司），HD026N多功能电子强力仪（常州第二纺织机械厂）。

使用全自动单纱强力仪测量PET和PBT纱线的物理规格如表1所示。PBT纱线断裂伸长率（26.9%）比涤纶长丝稍大（11.2%）。当PBT在湿热处理后，具有20.5%的高收缩。因此，织物经过湿热整理收缩后，获得较高的弹性，然而普通涤纶的沸水收缩率只有3%。

表1　PBT和PET长丝物理指标Tab.1 The physical index of PBT and PET filament

1.2实验方案

由于牵拉密度决定着经编织物的平方米质量，织物结构决定着经编织物的物理特性和外观风格，两种原料的前后梳配置决定着原料在织物中的配比和弹性。因此，本文首先安排了关于这3个因素的3水平正交实验（表2）。因素1是牵拉密度，由于在E28单针床经编机上普通无弹经编织物的上机密度为20线圈/cm左右，而氨纶弹性织物织造时牵拉密度一般在20线圈/cm以下，因此3个水平设置为12、16、20线圈/cm。因素2是组织结构，由于目前经编素色弹力织物大多采用两梳平纹组织，因此3个水平设置为双经平、经绒平、经斜平，用以考察织物组织结构对织物弹性的影响。因素3是原料配置，分别在前后梳使用PBT（55.5 dtex/24 f）和PET（55.5 dtex/24 f）两种长丝，与前后梳同时使用PBT长丝，考察前后梳原料配置对织物弹性的影响。在此，使用42英寸E28特里科经编机织造。坯布在100℃沸水中水洗30 min后，使其充分去油收缩后进行定负荷拉伸测试。实验方案如表3所示。

表2　正交实验Tab.2 Orthogonal experiment

表3　正交实验方案Tab.3 Orthogonal experiment scheme

1.3织物弹性的测定

使用HD026N多功能电子强力仪进行定负荷拉伸测试，将试样长度方向的两端平整地紧固在夹持器内，试样宽度为50 mm，隔距100 mm，拉伸速度为100 mm/min。根据ASTM-D 4964《弹力织物弹性及伸长测试》，弹性织物定负荷拉伸使用100 N。因此，本实验采用定负荷拉伸力为100 N，裁剪好的经纬向试样各测3块，记录测试后的定负荷拉伸长度。定负荷拉伸条件如表4所示。

表4　定负荷拉伸测试条件Tab.4 The testing condition of constant elastic elongation test

2　结果与分析

2.1正交实验分析

正交实验定负荷拉伸结果如表5所示，样品1在100 N定负荷下具有横向伸长最大值为303.99 mm，样品2具有纵向定负荷最大值147.93 mm；样品3具有纵向伸长最小值52.22 cm，样品6具有横向定负荷拉伸最小值89.19 cm，说明经斜平组织比其他两种组织的横纵向定负荷伸长小。

表5　正交实验定负荷拉伸结果Tab.5 The results of constant elastic elongation test

由正交分析结果表6中极差R的大小决定了3个因素对定负荷拉伸的影响顺序为A（牵拉密度）＞B（组织结构）＞C（原料配置）。纵向定负荷伸长的最佳组合为A2B2C2。

由正交分析表7中极差R的大小确定，横向定负荷拉伸长度受密度影响最大，其次是组织，最后是原料配置。横向定负荷伸长的最佳组合为A1B1C2。

当PBT长丝使用在前梳时，由于染整后涤纶长丝没有较大的定负荷伸长，会严重影响织物的纵向弹性。因此，PBT与PET交织织物组织应将PBT使用在后梳，才能在经编交织织物中充分发挥PBT的弹性。

表6　纵向拉伸正交实验分析结果Tab.6 The analysis of orthogonal experiment at warp direction

2.2不同牵拉密度对PBT和PET交织织物定负荷伸长的影响

由于目前弹性经编泳衣产品多使用经绒平组织，为了考察织造参数（牵拉密度、送经量）对织物定负荷伸长的影响，故织物结构选定为GB1：1-0/2-3∥GB2：1-2/1-0∥组织结构。

经过正交分析其结果如表7所示，横向定负荷伸长受牵拉密度影响最大，其次是组织结构，最后是梳栉原料配置。因此，接下来要对牵拉密度对织物的定负荷伸长进一步研究。由于牵拉密度会影响PBT弹性织物水洗后收缩的程度，决定了织物平方米质量和纵向横向密度，所以选择6种牵拉密度，分别为16、18、20、22、24、26线圈/cm，考察其对织物定负荷伸长的影响。在织造的过程中，两梳的经纱张力保持在3～6 cN，不会使经纱张力过大或过小而影响高速织造（机器速度为1 000 r/min）。

表7　横向拉伸正交实验分析结果Tab.7 The analysis of orthogonal experiment at weft direction

坯布水洗后平方米质量和横纵向定负荷拉伸见表8。随着牵拉密度从16线圈/cm增加到26线圈/cm，织物平方米质量从175 g/m2逐渐增加到192 g/m2，PBT在织物中的含量从47.62%减小到45.69%。纵向密度在26～35线圈/cm，缩率在34.6～62.5%；横向密度在19～20线圈/cm，缩率为70%左右。由此可见，针织物的密度是影响织物缩率的一个重要因素［13］。

表8　织物参数和不同牵拉密度下定负荷拉伸的伸长实验结果Tab.8 Constant elastic elongation test results of under different fabric parameters and drawing density

随着牵拉密度从16增大到26线圈/cm时（图1），织物横向负荷拉伸伸长显著减小。当牵拉密度从16增加到20线圈/cm时，织物横向定负荷伸长大于纵向定负荷伸长；当牵拉密度从20增加到26线圈/cm时，织物纵向定负荷伸长大于横向定负荷伸长。随着牵拉密度的改变，横向定负荷伸长的变化较纵向定负荷伸长的变化大。

图1　牵拉密度对定负荷伸长的影响Fig.1 The effect of drawing density on constant elastic elongation

当密度为18或20线圈/cm时，织物横纵向的定负荷伸长较平衡，约在112～118 mm。定负荷伸长在112～118 mm，大于密度在22、24、26线圈/cm的织物横纵向定负荷伸长。当密度在16线圈/cm时，横向定负荷伸长达到最大值131.62 mm，但纵向定负荷伸长为102.75 mm，横纵向定负荷伸长不平衡，并且织物较稀松。

织物横向定负荷伸长与牵拉密度具有显著的负相关关系（y=-6.596 7 x+37.97，R2=0.973 7，P= 0.000）。随着牵拉密度的增加，织物横向定负荷伸长会显著地减小。但是织物纵向定负荷伸长与牵拉密度没有线性相关关系，因为相关系数R2= 0.001 8。

2.3送经量对PBT和PET交织织物定负荷伸长的影响

由2.2的实验结果得出，牵拉密度在18～20线圈/cm左右比较适宜。因此，接下来选定考察织物牵拉密度为20线圈/cm时，送经量对织物弹性的影响。当牵拉密度为20线圈/cm时，改变两把梳栉的送经量也会影响织物横纵向的定负荷伸长，织物参数和测试结果见表9。当保持GB1的PET纱线送经量保持在1 320 mm/rack或1 360 mm/rack时，纱线PBT纱线送经量的增加会使得织物重量的减少［14］。当从192 g/m2减少到181 g/m2，而PBT含量从45.90%增加到48.03%。当平方米质量182 g/m2减少到176 g/m2，而PBT含量从45.16%增加到47.29%。当保持GB2的PBT纱线送经量保持在1 120 mm/ rack时，GB1的PET纱线送经量增大导致织物平方米质量从192 g/m2下降到177 g/m2，而PBT含量从45.90%减小到44.44%。

图2为送经量对织物定负荷伸长的影响。

表9　牵拉密度为20线圈/cm时，不同送经量对定负荷拉伸的伸长实验结果Tab.9 Constant elastic elongation test results of different yarn feeding speed when drawing density is 20 loop/cm

图2　送经量对织物定负荷伸长的影响Fig.2 The effect of yarn feeding speed on constant elastic elongation

如图2（a）所示，前梳GB1送经量恒定保持在1 320 mm/rack，改变后梳GB2的送经量（分别为1 120、1 170、1 220 mm/rack），纵向的定负荷伸长从104.16 mm增大到124.97 mm，横向的定负荷伸长从110.34 mm增长到119.25 mm，再减小到98.03 mm。即后梳GB2的送经量增加了100 rack/mm，经向定负荷伸长会增加19.9%，但是横向定负荷伸长没有连续增长趋势。在GB1和GB2送经比为1 320︰1 170时，横纵向定负荷伸长的和达到最大值。

当前梳送经量保持在1320 mm/rack时，织物横向定负荷伸长与后梳送经量具有正线性相关关系（y=0.208 1 x-131.31，R2=0.862 5），但是并不显著（P=0.242＞0.05）。织物纵向定负荷伸长与后梳送经量的大小没有线性相关关系（R2=0.333 7）。

如图2（b）所示，当前梳GB1送经量恒定保持在1 360 mm/rack，改变后梳GB2的送经量，从1 120、1 170、1 220 mm/rack变化，织物纵向的定负荷伸长增大，横向的定负荷伸长减小。由以上实验得出，增加后梳GB2（即PBT）的送经量，横向和纵向弹性先同时增大，然后横向弹性大大减小，纵向弹性略微增加，这说明后梳PBT的送经量决定着织物的横向弹性。

当前梳送经量保持在1 360 mm/rack时，织物横向定负荷伸长和后梳送经量没有显著的相关关系（y=-0.321 9 x+493.46，R2=0.793 4，P=0.300＞0.05）；织物纵向定负荷伸长和后梳送经量也没有显著的相关关系（y=0.053 7 x+51.654，R2=0.831 3，P=0.269＞0.05）。

如图2（c）所示，当后梳GB2送经量恒定保持在1 120 mm/rack，改变前梳GB1的送经量（分别为1 320、1 360、1 400 mm/rack），织物横纵向定负荷伸长在GB2送经量为1 360 mm/rack时同时达到最大值，分别为128.19 mm和111.1 mm。

当后梳GB2送经量保持在1 120 mm/rack时，织物横向和纵向的定负荷伸长与前梳送经量的线性相关关系很弱，相关系数分别为R2=0.303 4和R2= 0.439 9。这说明后梳的PBT送经量决定着PBT和PET交织织物的定负荷伸长，织物横向定负荷伸长受后梳送经量影响大于前梳送经量对其的影响。

3　结 论

弹性针织物由于其良好的弹性而被广泛应用于运动服。为了达到最佳的弹性性能，本文探讨了影响编织参数对定负荷伸长PBT和PET交织经编针织物。研究了组织结构、牵拉密度、送经量对织物定负荷伸长的影响。当前梳GB1的延展线长度增加时，会减少织物横向的定负荷伸长。PBT纱线放置在后梳GB2比PBT放置在前梳GB1时，织物具有更好的延伸性。当牵拉密度从16线圈/cm增加到26线圈/cm时，会导致织物横向定负荷伸长从131.62 mm下降到66.66 mm，而纵向则没有这样的趋势。送经量也会影响织物的定负荷伸长。当牵拉密度为20线圈/cm时，织物横向定负荷伸长在128.19～96 mm变化，织物纵向定负荷伸长在89.62～124.97 mm变化。最优的织造工艺参数为：牵拉密度为20线圈/cm，GB1和GB2的送经量分别为1 360 mm/rack和1 170 mm/rack。横纵向定负荷伸长达到较平衡的状态，横向定负荷伸长为126.32 mm，纵向定负荷伸长为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 引用页码:091104

10.3969/j.issn.1001-7003.2016.09.004

2015-12-22；

2016-08-17

国家自然科学基金青年基金项目（51403080）；江苏省自然科学基金青年基金项目（BK20140161）；江苏省产学研项目（BY2015019-20）

陈晴（1981-），女，讲师，博士，主要从事针织物产品设计与开发。