Как машины делают кромку тканого материала?

Что такое край кромки на самом деле и почему это важно

Край кромки (также называемый кромкой) — это самообработанный продольный край тканого материала, идущий параллельно нитям основы. Когда ткацкий станок ткет ткань, уточная пряжа должна поворачиваться с каждого края, чтобы начать следующий проход. Этот поворотный момент — усиленный, связанный или заблокированный машиной — становится кромкой. Он не изнашивается, не распутывается и обеспечивает структурно стабильную основу для раскроя, шитья и контроля качества на протяжении всей цепочки производства текстиля.

Кромка не является косметической — это механический результат того, как ткацкий станок распоряжается пряжей на своих границах. Чтобы понять, как машины производят его, необходимо рассмотреть тип ткацкого станка, метод введения утка и технологию укрепления кромок, которые существенно различаются между традиционными челночными ткацкими станками и современными бесчелночными системами.

В коммерческом тканая ткань Сегодня в производстве кромка тщательно спроектирована. Фабрики определяют ширину кромки (обычно от 1 до 2,5 см), конструкцию кромки (полотняное переплетение, имитация перевивочного переплетения, лента) и плотность кромки отдельно от основной ткани. Эти характеристики напрямую влияют на отходы резки, наклеивание этикеток и качество отделки.

Основной механический принцип: разворот уточной нити на краю ткани.

На каждом ткацком станке, независимо от используемой технологии, ткань получается путем переплетения двух наборов пряжи: основы (продольной, неподвижной) и утка (поперечной, вставленной киркой за киркой). Машина открывает зев в основе, пропускает через него уток, затем прибивает уток на место с помощью трости. В тот момент, когда уток достигает дальнего края ткани, что-то должно остановить его вытягивание и закрепить, чтобы край сохранял свою форму.

Это закрепление является механическим актом создания кромки. То, как происходит это крепление, полностью зависит от системы введения утка, которую использует машина. Тремя доминирующими системами на современных текстильных фабриках являются челночные ткацкие станки, рапирные ткацкие станки и пневматические ткацкие станки, каждая из которых производит структурно разные кромки.

Роль плотности деформации в зоне кромки

В большинстве конструкций тканых материалов в кромочной зоне используется более высокая плотность нитей основы, чем в основной части ткани. Если основная ткань может иметь 40 концов на сантиметр, то кромочная лента может иметь 60 или более концов той же ширины. Это более плотное переплетение более прочно удерживает виток утка и распределяет натяжение по большему количеству нитей, уменьшая вероятность деформации краев во время плетения или отделки. Для достижения этой цели бердо ткацкого станка имеет более плотные вмятины в кромочной зоне.

Челночные ткацкие станки: оригинальная машина для изготовления кромки

Челночный ткацкий станок — старейший промышленный ткацкий станок, который большинство людей представляет себе, когда думает о традиционном тканом материале. Челнок – это носитель торпедообразной формы, внутри которого удерживается бобина с уточной пряжей. Ткацкий станок перебрасывает челнок с одной стороны основы на другую через открытый сарай. Когда челнок достигает противоположной стороны, он не обрезает нить — вместо этого он физически меняет направление и отбрасывается назад. Непрерывная петля пряжи, созданная в результате этого движения вперед и назад, оборачивается вокруг крайних нитей основы с обоих краев, образуя настоящую тканую кромку.

Челночный ткацкий станок производит то, что в отрасли называют «настоящей кромкой» или «настоящей кромкой» — закрытый, петлеобразный край без обрезанных концов пряжи и без необходимости в дополнительных фиксирующих механизмах. Вот почему джинсовая ткань челночного плетения требует премиальных цен; край плотный, узкий и по своей сути устойчивый, без какой-либо вторичной обработки.

Челночные ткацкие станки работают на относительно низких скоростях — обычно от 150 до 300 прокидок в минуту — по сравнению с современными пневматическими ткацкими станками, скорость которых превышает 1000 прокидок в минуту. Механическая сложность ускорения и замедления тяжелого шаттла существенно ограничивает производительность. Для производства тканей массового производства челночные ткацкие станки в основном устарели. Для производства селвидж-джинса премиум-класса японские фабрики до сих пор используют старинные челночные ткацкие станки, и ткань продается в два-пять раз дороже, чем эквивалентный современный деним именно из-за конструкции края.

Почему челночный кромка конструктивно отличается

Когда вы разрезаете ткань челночного плетения, вы обнажаете концы основы, которые, если их не обработать, будут растрепаться, но продольные кромки никогда не растрепаются вообще, потому что там нет обрезанных концов. Каждая уточная нить представляет собой одну непрерывную петлю, которая меняется с обоих концов. Это принципиально отличается от того, что производят бесчелночные машины, и объясняет, почему портные исторически использовали кромку в качестве готового припуска на шов без каких-либо дополнительных стежков.

Ткацкие станки с рапирой: формация заправленной и перевивочной кромки

Рапирные ткацкие станки заменили челнок парой металлических или углеволоконных стержней (рапир), которые переносят уток через сарай. Одна рапира переносит пряжу из стационарной паковки в центр основы; вторая рапира подхватывает его и уносит в дальнюю сторону. Поскольку пряжа поступает из фиксированной паковки, а не из шпульки, движущейся внутри сарая, уток обрезается по краю после каждой подборки, а иногда и после каждых двух подборок. Это приводит к образованию свободных концов пряжи на каждом крае, которые необходимо механически закрепить, чтобы образовалась пригодная к использованию кромка на тканом материале.

В ткацких станках Rapier для этого используются два основных метода:

• Заправленная кромка: Отдельное механическое устройство, называемое устройством для заправки кромки или перевивочным устройством, складывает отрезанный конец утка обратно в зев следующего захвата, прежде чем трость забивает его. В результате получается петлевой край, имитирующий внешний вид челночной кромки. Глубина заправки обычно составляет от 10 до 25 мм и должна быть точно рассчитана в зависимости от типа пряжи и ее натяжения. Если вытачка слишком мелкая, конец вырвется; слишком глубоко, и образуется выступ, видимый с лицевой стороны ткани.
• Лено кромка: Две дополнительные нити основы вне основной структуры ткани скручиваются вокруг каждого конца утка с помощью механизма перевивочного переплетения (дуп) сразу после вставки. Скручивание механически фиксирует отрезанный конец. Кромки перевивочного переплетения прочнее, чем заправленные, при высоком боковом напряжении, но требуют специальных нитей основы и вторичного зевообразующего устройства на каждом крае.

Рапирные ткацкие станки работают со скоростью от 400 до 700 прохватов в минуту в зависимости от веса и ширины ткани. Они очень универсальны и могут ткать широкий спектр типов тканей — от тонких костюмных тканей до тяжелого промышленного текстиля, что делает их наиболее часто используемым типом ткацких станков на ткацких фабриках премиум-класса в Европе и Северной Америке.

Сравнение производительности Tuck-In и Лено Сельваж

Пневматические ткацкие станки: проблемы и решения высокоскоростной кромки

Ткацкие станки Airjet вводят уточную нить, продвигая ее через зев с помощью серии струй сжатого воздуха. Основное сопло выпускает струю воздуха, несущую кончик нити; релейные сопла, расположенные поперек основы, поддерживают полет пряжи до тех пор, пока она не выйдет на дальнюю сторону. Ткацкие станки Airjet — самые быстрые ткацкие станки, имеющиеся в продаже, способные От 1000 до 1500 выборок в минуту , что делает их доминирующими в крупномасштабном производстве тканых тканей, особенно хлопка, полиэстера, а также смесовых тканей для рубашек, простыней и платьев.

Поскольку уток достигает дальнего края под действием воздуха, а не механического носителя, его необходимо немедленно натянуть и захватить, чтобы предотвратить отскок или смещение. Каждый медиатор обрезается после вставки. Таким образом, проблема с кромкой на пневматическом ткацком станке является одновременно механической и аэродинамической: отрезанный конец необходимо зафиксировать до того, как следующий поток воздуха разрушит его.

Лено Селваж на принимающей стороне

Стандартным решением на пневматических ткацких станках является перевивочная кромка на дальнем (приемном) крае. Пара специальных перевивочных нитей продевается через небольшую отдельную ремизную рамку, которая работает независимо от основного зевообразующего механизма. После получения каждого захвата утка и до того, как трость войдет в него, нити перевивочного переплетения перекрещиваются друг с другом и захватывают обрезанный конец утка. Это запирающее действие происходит за долю секунды между отмычками и должно быть механически синхронизировано с коленчатым валом ткацкого станка или электронным кулачком.

На стороне подачи (вставки) пряжа вытягивается из накопителя утка, который предварительно измеряет точную длину, необходимую для одного захвата. Когда срабатывает струя воздуха, пряжа разматывается на определенную величину, а тормоз пряжи или захват зажимает ее у основания сопла в момент обрезки. Затем этот зажатый конец прижимают к крайней нити основы до тех пор, пока не откроется следующий зев, после чего заправочное устройство — если оно установлено — складывает его назад, чтобы край стал более чистым. Многие пневматические ткацкие станки в массовом производстве не выполняют заправку на стороне подачи и вместо этого обрезают бахрому во время отделки.

Мусорная кромка: жертвенная кромка

Многие бесчелночные ткацкие станки, как пневматические, так и гидроабразивные, ткут так называемую ненужную кромку (также называемую кромкой или фиктивной кромкой) за пределами фактического края ткани. Это узкая полоска нитей основы, обычно шириной от 1 до 3 см, сотканная при низком натяжении, чтобы улавливать свободные концы утка, выступающие из каждого захвата. Ненужная кромка удерживает все ровно и устойчиво во время плетения, затем ее обрезают и выбрасывают во время отделки. Настоящий край ткани под ним, удерживаемый перевивочными нитями или подвернутый, чистый и презентабельный.

При высокоскоростном пневмоструйном производстве обрезки кромок могут составлять от 2 до 5% от общего потребления основной пряжи. , фактор стоимости, который инженеры заводов должны сопоставить с механической сложностью полностью встраиваемых систем.

Водоструйные и метательные ткацкие станки: их отличительные подходы к кромке

В водоструйных ткацких станках используется струя воды под давлением, которая переносит уток через сарай. Они используются исключительно для гидрофобных синтетических тканей — в основном из полиэстера и нейлона — поскольку натуральные волокна впитывают воду и теряют контроль над натяжением. Скорость достигает 600-800 подборов в минуту. Проблема с кромкой при использовании водоструйных ткацких станков заключается в том, что поток воды сам по себе может повредить свободные концы пряжи; Механизмы перевивочного переплетения являются стандартными, ткань сушится и подвергается термофиксации сразу после плетения, чтобы зафиксировать структуру до того, как произойдет какое-либо механическое повреждение.

В ткацких станках со снарядом (также называемых челночными ткацкими станками с захватами, исторически связанных с оборудованием Sulzer) используется небольшой металлический зажим, который захватывает кончик уточной нити и переносит его через навес, а затем возвращается пустым на рельс под машиной. Нить обрезается после каждой вставки. Ткацкие станки работают с очень тяжелыми тканями — обивкой, техническим текстилем, широкими промышленными тканями — и в стандартной комплектации используют заправленные кромки с обоих краев. Ткацкие станки могут ткать ткань шириной до 5,4 метра. , что намного превосходит возможности любого другого типа ткацкого станка, и поддержание чистой кромки при такой ширине требует особенно надежной механики фиксации кромок.

Заправленный сельведгер: механическая анатомия ключевого устройства

Подвернутая кромочная машина — это устройство, которое в наибольшей степени отвечает за создание аккуратной, петлеобразной кромки на бесчелночных ткацких станках. Понимание этого механизма проясняет, почему качество кромки различается на разных фабриках и машинах.

Устройство работает в следующей последовательности для каждого захвата ткани:

1. После того, как уточная нить вставлена и зев начинает закрываться, всасывающая насадка или механический зажим захватывает выступающий отрезанный конец нити у края ткани.
2. Игла или пневматический заправщик толкает или выдувает отрезанный конец обратно в зев, который формируется для следующего захвата — зев в этот момент все еще частично открыт из-за синхронизации ремизных рамок.
3. Сарай полностью закрывается, захватывая заправленный конец между нитями основы.
4. Трость одновременно ударяет и по основному уточному захвату, и по заправленному концу в ткань.
5. В результате на краю ткани получается небольшая петля, механически идентичная по функциям натуральной петле, которую создает челнок, хотя и немного менее однородная по внешнему виду.

Временное окно для этой последовательности чрезвычайно узкое. При скорости 600 прохватов в минуту ткацкий станок выполняет один полный цикл ткачества за 100 миллисекунд. Вставное устройство должно завершить свою работу — захватить, вставить, отпустить — примерно в течение 20–30 миллисекунд этого цикла. В механических устройствах заправки используются кулачки, приводимые в движение от главного вала ткацкого станка; В электронных версиях используются серводвигатели с программируемой синхронизацией, что позволяет быстрее регулировать тип пряжи или структуру ткани.

Факторы, влияющие на качество заправленной кромки

• Волосистость пряжи: Пряжа с высокой ворсистостью (шерсть, некоторые виды хлопка) может цепляться за иглу и смещать соседние нити. Гладкая нить складывается более аккуратно.
• Натяжение утка: Если натяжение утка слишком низкое, пряжа скручивается по краю прежде, чем подхватчик успевает ее ухватить. Для стабилизации используются уточные аккумуляторы с активным контролем натяжения.
• Время сарая: Навес должен быть все еще достаточно открытым, когда такер вставит конец. Если ткацкий станок работает слишком быстро для скорости реакции ремизной рамки, зев закрывается раньше, и конец не зафиксируется должным образом.
• Длина обрезки выступающего конца: В идеале конец пряжи выступает на 8–15 мм за край, чтобы его можно было захватить. Слишком короткий, и присоска не сможет его удержать; слишком длинный, и складка создает видимую выпуклость на кромке.
• Вмятина камыша по краю: Если крайние вмятины тростника расположены слишком плотно, заправленный конец не сможет войти в сарай; слишком рыхлый, и нити основы плохо зажимают конец после биения.

Вариации конструкции кромки в разных типах тканых тканей

Конструкция кромочной кромки не универсальна — она адаптируется к конкретной производимой ткани. Заводы определяют тип кромки в зависимости от конечного использования, процесса отделки и требований к последующей обработке.

Обычная кромка плетения

Самый простой тип кромки. Нити краевой основы переплетаются в полотняном переплетении 1 на 1, независимо от основной структуры ткани. Это обеспечивает прочный плоский край, который надежно удерживает заправленные концы. Используется для большинства хлопчатобумажных рубашечных, плательных и простынных тканей. Ширина кромки часто составляет от 1 до 1,5 см.

Mock Leno Selvage

Используется на более легких тканях, где кромка полотняного переплетения тяжелее основной ткани, что приводит к закручиванию краев во время отделки. В ложном перевивочном переплетении используется открытое переплетение, напоминающее кружево, которое уменьшает вес и жесткость кромки, не требуя специального оборудования для перевивочного переплетения. Обычно встречается на легких вуалях и тонких муслиновых тканях.

Лента кромки

Усиленная кромка, в которой узкая тканая ленточная структура — иногда совершенно другая конструкция переплетения — интегрирована по краю основной ткани. Ленточные кромки предназначены для технического текстиля, ткани для подушек безопасности, ткани для конвейерных лент и любых тканых материалов, которые будут испытывать высокие боковые растягивающие усилия. Зона ленты может иметь ширину от 2 до 5 см и соткана из более прочной пряжи, чем основная часть.

Цветная кромка для идентификации

Многие фабрики вплетают в кромку отличительную полосу или цвет нити для идентификации ткани — с указанием фабрики, номера артикула ткани или класса качества. Это делается путем продевания цветных нитей основы специально в кромочной зоне. В производстве одежды цвет кромки используется инспекторами по качеству для проверки правильности использования рулона ткани, поскольку маркировка кромки записывается в спецификации ткани.

Как ткацкая электроника изменила точность кромки

Современные ткацкие станки таких производителей, как Picanol, Toyota Industries, Tsudakoma и Dornier, оснащены электронными системами управления, которые контролируют и корректируют параметры формирования кромки в режиме реального времени. Это представляет собой значительный отход от чисто механических устройств для кромки, которые требовали ручной регулировки каждый раз, когда монтировалась новая тканевая конструкция.

Ключевые электронные системы, влияющие на качество кромки в современном производстве тканых материалов:

• Электронные уточные резаки: Режущие лезвия с сервоприводом, которые можно расположить для обрезки уточной пряжи на точном расстоянии от края ткани — с точностью до миллиметра — обеспечивают постоянную длину заправленного конца независимо от типа пряжи.
• Активные натяжители утка: Контроль натяжения с замкнутым контуром на уточном аккумуляторе, который регулирует давление тормоза нити при подборе, компенсируя изменения в структуре паковки пряжи и предотвращая падение натяжения, которое приводит к ослаблению кромок.
• Программируемое время перевивочного переплетения: Механизмы перевивочного переплетения с сервоприводом позволяют регулировать время пересечения перевивочного переплетения в цифровом виде, а не путем изменения механических кулачков. Техник-ткач может изменить фазу перевивочного переплетения с сенсорной панели машины за считанные секунды, по сравнению с 20–30 минутами механической регулировки, которые ранее требовались.
• Визуальный контроль кромок: Некоторые высококлассные ткацкие станки оснащены системой камер на краю ткани, которая отслеживает внешний вид кромок на скорости производства и предупреждает оператора об отклонениях (незакрепленные защипы, отсутствие перевивочных переплетений, скручивание кромок) в режиме реального времени, а не после проверки в отделочном цехе.

Эти электронные системы позволили сократить время, необходимое для обработки кромки ткани, примерно на 30–50 % на фабриках, которые их внедрили. , согласно отраслевым отчетам крупнейших производителей ткацких станков. Сокращение отходов особенно важно для дорогих технических и специальных тканей, где полная отбраковка рулона из-за дефектов кромок представляет собой большие финансовые потери.

Распространенные дефекты кромки: что идет не так и почему

Даже при использовании современного оборудования дефекты кромок остаются одной из наиболее распространенных проблем качества при производстве тканых материалов. Идентификация типа дефекта обычно позволяет выявить механическую причину.

Устройство храма заслуживает здесь особого упоминания. Дужка — это механический компонент, который захватывает ткань по краям и удерживает ее на всей ширине плетения, когда она выходит из нити — точки, где была прибита последняя кирка. Без дужки ткань сужается, поскольку натяжение утка заставляет края втягиваться внутрь. Штифты или кольца захвата дужки прижимаются к зоне кромки, и если их глубина проникновения или сила зажима установлены неправильно, они могут истирать или протыкать кромочную нить, создавая дефекты кромки, которые проходят по всей длине рулона.

Стандарты ширины кромки и их определение

Не существует единого универсального стандарта ширины кромки тканых материалов. Ширина определяется типом ткани, конечным использованием и требованиями последующих процессов. Следующие диапазоны отражают общепринятую отраслевую практику:

• Ткань для одежды (рубашечная, костюмная, плательная): Кромка по 10–15 мм с каждого края. Достаточно узкий, чтобы свести к минимуму потери ткани, и достаточно широкий, чтобы надежно удерживать его во время крашения и отделки.
• Ткани для домашнего текстиля (простыни, драпировки, обивка): 12-20 мм. Более широкая кромка обеспечивает проникновение стентового штифта во время термофиксации, не повреждая пригодную к использованию ткань.
• Технические и промышленные ткани: 20-50 мм и более. Тяжелые ленточные кромки должны выдерживать растягивающие и срезающие усилия в таких устройствах конечного использования, как конвейерные ленты или защитная одежда.
• Селвидж-джинс (челночное плетение): Обычно от 5 до 10 мм, часто окрашены красной, желтой или зеленой полосой для идентификации бренда или завода. Узкая плотная кромка является ключевой эстетической и структурной особенностью продукта.

Когда покупатель ткани указывает тканый материал для одежды или изделия, в листе спецификации ткани будет указана ширина кромки, конструкция кромки и любые идентификационные маркировки кромки как отдельные позиции от основных параметров ткани (количество нитей, структура переплетения, количество пряжи, вес). Это связано с тем, что поведение кромки во время раскроя — скатывается ли она, растягивается или держится ровно — напрямую влияет на производительность раскройной комнаты и сложность шитья.

Обработка кромки после плетения: что происходит после ткацкого станка

Обрезки, образовавшиеся на ткацком станке, — это только часть истории. Во многих процессах отделки тканых материалов кромка подвергается дальнейшей обработке, которая влияет на ее конечные свойства.

Стентер Обработка

Стентер (также называемый ширильным устройством) — это машина, которая захватывает ткань за кромки с помощью штифтов или зажимов и растягивает ее до точной конечной ширины, одновременно нагревая для закрепления. Край должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать полное натяжение растянутой ткани по ширине, не разрываясь. — для ткани шириной 1,5 метра при натяжении стентера 100 Н/см кромка воспринимает значительную механическую нагрузку. Слабые или плохо сформированные кромки на этом этапе выходят из строя, что требует обрезания рулона до последней хорошей кромки или его полной утилизации.

Обрезка кромок

На линиях отделки товарных тканей ненужная кромочная лента, если она была соткана, отрезается дисковыми ножевыми ножами, расположенными на краю диапазона отделки. Разрез делается точно на границе между ненужной лентой и настоящей кромкой ткани. На полиэфирной ткани, сотканной методом пневматической печати, эта операция выполняется непрерывно со скоростью линии от 60 до 120 метров в минуту.

Сплавление или склеивание кромок синтетических тканей

Для тканей, изготовленных из термопластичных нитей — полиэстера, нейлона, полипропилена — в некоторых процессах отделки кромочная зона подвергается локальному нагреву с использованием горячего ножа или ультразвукового герметика для кромок. При этом кромочная нить плавится и сплавляется в прочную склеенную полосу. Скрепленная кромка полностью устойчива к истиранию, даже если перевивочная или подвернутая кромка, образовавшаяся во время плетения, несовершенна. Этот метод распространен в автомобильных тканях, фильтрующих тканях и текстильных изделиях для наружного применения, где целостность кромок при вибрации или механическом воздействии имеет решающее значение.

Практическое значение для закройщиков одежды и покупателей тканей

Понимание того, как машины делают кромку, имеет прямую практическую ценность для всех, кто работает с ткаными материалами после фабрики.

• Расчет доходности резки: В макетах выкроек одежды необходимо учитывать ширину кромок, поскольку ткань непригодна для использования. Если ткань имеет кромку шириной 15 мм с каждого края и полезная ширина указана как 150 см, общая ширина рулона должна быть не менее 153 см. Ошибки в припуске на ширину кромки напрямую приводят к недостатку ткани на единицу изделия.
• Направленность ткани: Край кромки определяет направление основы. Все тканые ткани имеют разные механические свойства по основе и утку; правильное расположение рисунков кроя по кромке гарантирует, что одежда будет держаться и растягиваться так, как задумано.
• Завиток кромки как сигнал о дефекте: Кромка, которая закручивается на лицевую сторону ткани, часто указывает на то, что ткань соткана с неравномерным натяжением или что конструкция переплетения кромки не соответствует телу. Тот же дисбаланс натяжения часто влияет на основную часть ткани и может вызвать проблемы во время кройки или шитья, даже если в рулоне ткань выглядит плоской.
• Селвидж-деним как премиум-маркер: Поскольку джинсовая ткань челночной селвидж требует более медленного производства, более высокой квалификации и более старого оборудования, она требует значительно более высоких цен. При выборе или покупке джинсовой ткани покупатели могут подтвердить подлинность, исследуя край: настоящая кромка демонстрирует чистый, узкий, петлеобразный край без какой-либо бахромы, перевивочного переплетения или клейкой обработки.
• Печать на кромке для отслеживания: Многие фабрики по производству тканей печатают номер артикула ткани, номер цвета, а иногда и дату производства непосредственно на кромке, используя струйную печать во время отделки. Эта информация о прослеживаемости сохраняется после стирки и позволяет аудиторам швейной промышленности отслеживать ткань до конкретной фабрики и партии — требование многих глобальных социальных стандартов и стандартов отслеживания материалов.

Короче говоря, кромка тканой ткани — это сжатая запись о ткацком станке, на котором она была изготовлена, пряже, из которой она была изготовлена, и процессах отделки, через которые она прошла. Внимательное чтение кромки расскажет технически информированному покупателю или производителю гораздо больше о ткани, чем одна этикетка на рулоне.