本文以采用手搖橫機(jī)進(jìn)行玻璃纖維緯編針織物的編織為樣本，選擇的原料是河南洛陽(yáng)晶緯玻璃纖維有限公司生產(chǎn)的無(wú)堿玻璃纖維長(zhǎng)絲紗線，其紗線線密度為2×34tex，根據(jù)原料的線密度選擇機(jī)號(hào)為E10的國(guó)產(chǎn)手搖橫機(jī)。

      通過(guò)下表很容易看出，玻璃纖維紗線與普通纖維紗線相比，斷裂強(qiáng)度較高，但斷裂伸長(zhǎng)率比較小，尤其是比毛腈混紡紗和滌綸長(zhǎng)絲小很多，同時(shí)，這也表明玻璃纖維的彈性、延伸性較差，而且玻璃纖維的動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)較大，易摩擦受損。加上玻璃纖維紗線的彎曲剛度很高，這致使玻璃纖維不易彎成圈狀以及在退圈和套圈時(shí)線圈不易擴(kuò)張。綜上所述，玻璃纖維紗線的編織性能是：易損傷，不易成圈，不易編織，作為編織材料局限性很大，對(duì)編織工藝和機(jī)件要求高。

織物組織結(jié)構(gòu)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(jìn)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(jié)構(gòu)中一個(gè)最基本的原組織，也是緯編增強(qiáng)結(jié)構(gòu)常用的組織之一，而且在織物幾何形態(tài)的研究中能夠清晰的觀察到織物的正反面，成為國(guó)內(nèi)外針織學(xué)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，編織的筒狀織物不同，能在橫機(jī)上實(shí)現(xiàn)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(guò)數(shù)層的復(fù)合而制成各種不同型號(hào)的筒狀復(fù)合材料，由于筒子周圍無(wú)接縫，從而具有較高的強(qiáng)度。其耐水壓性比同厚度、同規(guī)格的機(jī)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(fù)合而成，該織物的橫向延伸性比羅紋組織小，尺寸穩(wěn)定性較好，這是因?yàn)樗囊粋€(gè)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(jié)構(gòu)，來(lái)研究不同線圈結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，選擇兩針床上交替集圈的全畦編組織，簡(jiǎn)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(chǔ)上，采用不脫圈法編織。

       實(shí)踐證明，只要在編織時(shí)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(dāng)參數(shù)，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(shí)，彎紗深度、牽拉力以及給紗張力等參數(shù)要求更為嚴(yán)格，編織也較困難；筒狀織物由于要用兩針床進(jìn)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(huì)有凹凸條紋，所以在羅紋空氣層織物編織時(shí)要注意密度的控制，使密度適當(dāng)，否則會(huì)使織物的橫條紋現(xiàn)象很明顯，并使間隔不規(guī)則；編織畦編織物時(shí)要注意根據(jù)集圈時(shí)機(jī)頭的運(yùn)動(dòng)方向，來(lái)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(jié)構(gòu)，除了上述因素外，還有機(jī)件的光滑程度、機(jī)頭速度等因素，它們對(duì)織物的性能和外觀均有很大的影響。

       在橫機(jī)上編織玻璃纖維針織物時(shí)，彎紗深度對(duì)編織的影響很大。彎紗深度過(guò)大，線圈易脫針，編織難度就增加；彎紗深度過(guò)小，線圈與機(jī)件接觸緊密，摩擦大，同樣給編織帶來(lái)困難，甚至損壞織針；通過(guò)反復(fù)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(dāng)時(shí)，編織比較順利，且布面質(zhì)量較好。

      從歐拉公式可以得出，在彎紗深度一定時(shí)，最大彎紗張力與給紗張力、紗線與成圈機(jī)件之間的摩擦系數(shù)和包圍角總和成正比。因此在順利編織的情況下，應(yīng)盡可能的減小給紗張力。手搖橫機(jī)的給紗張力不易定量控制，在本課題的針織物編織過(guò)程中，將紗線從導(dǎo)紗眼中穿入，采用消極送紗方式，通過(guò)調(diào)節(jié)圓盤式張力裝置來(lái)改變給紗張力的大小進(jìn)行試織。經(jīng)反復(fù)試織發(fā)現(xiàn)：在保證挑線彈簧能夠充分吸收機(jī)頭換向時(shí)產(chǎn)生的余線的條件下，將圓盤式張力裝置的張力調(diào)節(jié)到最小時(shí)，編織最順利，且織物效果較好。

       在實(shí)際的橫機(jī)編織針織物的過(guò)程中，牽拉力的值對(duì)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(gè)橫列的編織作好準(zhǔn)備，二是同時(shí)保證織針在退圈時(shí)，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(jìn)行。

      在編織過(guò)程中牽拉力一般不能過(guò)大。且應(yīng)使?fàn)坷Ρ容^均勻。實(shí)際操作過(guò)程中，在保證紗線不會(huì)隨織針上升而上浮的情況下，選擇盡可能小的牽拉力。

       通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，得出各組織在編織過(guò)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(guò)程中，所需的牽拉力依次增加。

        一般情況下，機(jī)器采用慢速或中速都可以使編織順利進(jìn)行，對(duì)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(shí)，機(jī)頭速度應(yīng)依次減緩。在編織時(shí)，采用機(jī)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(jié)構(gòu)不同將會(huì)影響到復(fù)合后材料的性能，也會(huì)影響編織的難易。畦編組織相對(duì)于平針而言，不容易編織。編織時(shí)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(jī)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(guò)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(qiáng)力損傷率與織物組織的關(guān)系

       通過(guò)分析討論玻璃纖維紗線在不同的緯編針織物組織結(jié)構(gòu)中紗線編織后纖維的損傷程度，可以定量評(píng)價(jià)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(yáng)晶緯玻璃纖維有限公司生產(chǎn)的無(wú)堿連續(xù)玻璃纖維長(zhǎng)絲紗線，其規(guī)格為：?jiǎn)谓z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?yàn)镾。

      機(jī)號(hào)：考慮到紗線的細(xì)度與機(jī)號(hào)相適應(yīng)，故選用機(jī)號(hào)為E10的國(guó)產(chǎn)手搖橫機(jī)(不帶壓腳)。

      組織結(jié)構(gòu)：經(jīng)過(guò)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(jié)構(gòu)。

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

定量分析損傷程度

       采用紗線強(qiáng)力損傷法來(lái)定量評(píng)價(jià)玻璃纖維紗的損傷程度，即為未經(jīng)編織的紗線的拉伸斷裂強(qiáng)力和編織后從織物中脫散下來(lái)的紗線的拉伸斷裂強(qiáng)力的百分比來(lái)判定玻璃纖維紗的損傷程度。

       根據(jù)多次實(shí)驗(yàn)觀察得到：脫散時(shí)造成的纖維損傷與織造時(shí)造成的纖維損傷相比非常小，因此對(duì)最后的結(jié)果影響不大。

實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果分析

       實(shí)驗(yàn)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(qiáng)力試驗(yàn)儀，對(duì)玻璃纖維進(jìn)行編織前后的紗線斷裂強(qiáng)力測(cè)試。

試驗(yàn)步驟分為取樣和儀器操作兩步。

       取樣：取未經(jīng)編織的由河南洛陽(yáng)晶緯玻璃纖維有限公司生產(chǎn)的無(wú)堿連續(xù)玻璃纖維長(zhǎng)絲紗線，其規(guī)格為：?jiǎn)谓z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?yàn)镾。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(shí)盡量小心，盡量減小玻璃纖維紗在拆散過(guò)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(cè)試用為最好。

       儀器操作：按照YG061型電子單紗強(qiáng)力試驗(yàn)儀的操作步驟，逐步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中預(yù)加張力選擇纖維強(qiáng)力測(cè)試的常用值，即為10cN~14cN。

       每條曲線的變化趨勢(shì)是一致的，即在一定的線圈長(zhǎng)度范圍內(nèi)，4種織物組織中均有一個(gè)強(qiáng)力損傷最小點(diǎn)，大于或小于此時(shí)的線圈長(zhǎng)度范圍，紗線的強(qiáng)力損傷均有所上升。這就是線圈長(zhǎng)度變化對(duì)紗線強(qiáng)力損傷率影響的整體趨勢(shì)。

       不難發(fā)現(xiàn)，雖然3種組織中纖維損傷隨線圈長(zhǎng)度變化的趨勢(shì)是一致的，但它們強(qiáng)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(jié)構(gòu)的不同緊密相關(guān)。

       總體來(lái)說(shuō)，如果對(duì)織物組織沒(méi)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(nèi)。

彎紗深度直接影響強(qiáng)力損傷率

       一是玻璃纖維紗線的彎曲剛度和摩擦系數(shù)比普通紗線的要高很多。在手搖橫機(jī)上編織玻璃纖維紗線時(shí)，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(dāng)較小的范圍內(nèi)，來(lái)減小彎紗時(shí)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(jī)頭換向時(shí)產(chǎn)生的余線的情況下，最小的給紗張力。同時(shí)，為了能夠順利退圈和不使紗線因牽拉過(guò)大而斷裂，牽拉力必須適當(dāng)增大，但不能過(guò)大。

       四是玻璃纖維紗線編織成不同組織后的紗線強(qiáng)力損傷率的分析顯示，玻璃纖維紗線織造后的強(qiáng)力損傷率與編織時(shí)的彎紗深度（即織物的線圈長(zhǎng)度）有著密切的關(guān)系，并存在一個(gè)最佳的參數(shù)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(nèi)也相對(duì)比較容易實(shí)現(xiàn)，是理想的組織結(jié)構(gòu)。滿針羅紋和羅紋空氣層比平針稍微高一點(diǎn)，畦編組織由于同時(shí)進(jìn)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(yán)重，在對(duì)組織沒(méi)有特殊要求的情況下，常選用平針織物，應(yīng)盡量避免選用滿針羅紋、畦編組織等較復(fù)雜的組織。

       五是通過(guò)對(duì)成圈機(jī)件的觀察發(fā)現(xiàn)，編織玻璃纖維紗線更易造成機(jī)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