针织结构在产业用纺织品上的应用

缪旭红+韩玉梅+赵帅权

摘要：文章主要介绍了网眼结构、间隔结构、取向结构和成形结构的特点及其在产业用纺织品上的应用。对于每种类型针织结构，分别从结构特点、性能、生产方式及在产业用纺织品领域的应用情况进行详细论述，指出产业用纺织品是未来针织工业发展方向，有很大发展前景。

关键词：针织；产业用；网眼；间隔织物；取向织物；成形织物

中图分类号：TS186.5 文献标志码：A

The Application of Knitted Structures in Technical Textiles

Abstract： The article describes the characteristics of the most typical knitted structures including mesh structure， spacer structure， oriented structure and molding structure and their applications in industrial textiles. Each type of the knitted structures was elaborated from structure features， performance， production methods and applications in industrial textiles field. Finally the article points out the key for the future development of industrial textiles.

Key words： knitting； technical textiles； mesh fabric； spacer fabric； oriented fabric； molding fabric

针织可以形成一些独特的结构，在产业用领域最具代表性的 4 种结构为：网眼结构、间隔结构、成形结构、取向结构。根据纱线喂入的方向，针织分为纬编和经编，纬编又分为横编和圆编，由于生产方式的不同，形成的各类针织物的结构和性能也有较大的差别。总体而言，经编针织物的力学性能介于纬编和机织之间，在以上 4 种结构的形成上具有优势，加上生产速度快，可以形成大幅宽，适合批量需求，是目前产业领域应用最广泛的一种针织结构。横编在全成形方面具有显著的优势，适合制作异形结构的构件，而圆编在圆筒形织物的生产方面最为擅长。下面将就 4种典型结构的特征以及在产业用领域的应用进行介绍。

1 产业用针织典型结构

1.1 网眼结构

经编和纬编均能形成网孔。纬编可以利用集圈组织形成小孔，或是通过一些特殊机构造成脱圈或移圈使线圈纵行中断形成网孔，纬编网眼的形成方法以及形状有限，主要用于增加面料的透气性或是增强花式效果。在所有形成网眼结构的织造方式中，经编最擅长形成网眼，无需特殊装置，任何一种类型的经编机均可形成各种形状和尺寸的网眼，网眼形状有三角形、正方形（图1（a））、长方形、椭圆形（图1（b））、菱形、六角形（图1（c））、柱形等。经编网眼类织物具有结构稳定、强度高、可设计性好等优点，广泛应用于蚊帐、窗帘、包装网（图2（a））、农业用防护网（图2（b））和捆扎网、渔网、土建用防护网（图2（c））、体育用网、医疗用包扎网和修补网（图2（d））等，还可以用于一些高科技领域，如航空航天的玻璃纤维半刚性电池基板材料、星载天线金属网眼材料和人体内补片材料等。网眼织物由于有着较大的孔隙率，气体、液体和泡沫能很容易通过织物和网口，是一种理想的树脂、橡胶、混凝土等为基体的复合材料的增强材料。

经编网眼织物一般在机号为E5 ～ E32的单针床特里科经编机或单、双针床的拉舍尔经编机上编织而成。采用的原料有涤纶、锦纶、乙纶、丙纶、玻璃纤维、芳纶、金属丝等。在实际生产过程中，根据产品用途，选择不同机型和原料进行生产。

1.2 间隔结构

间隔织物是在双针床针织机器上编织的一类具有三维立体结构的织物，由 2 个表层和 1 个纱线层构成。织物2 个表层可以是密实结构或网眼状结构，也可以为提花结构。根据生产方式，可分为纬编间隔织物和经编间隔织物。纬编间隔织物可以在针织圆机上编织，也可以在针织横机上编织。纬编间隔织物的间隔纱以集圈方式与表层连接，织物的厚度有限，通常在2.5 mm以内，以服用材料为主。经编间隔织物的间隔纱以成圈方式与表层连接，织物厚度范围为1.6 ～ 60 mm，一般在机号为E12 ～ E28的双针床拉舍尔经编机上生产，是针织间隔织物生产的主要方式。

根据中间纱线层使用的纱线种类，间隔织物可以分为2 种类型（图 3、图 4）：一类采用具有一定抗弯刚度的单丝或复丝进行上下层连接，形成具有大体积空间的纱线层（图3）。这类间隔织物具有较好的力学特性，如抗压弹性、缓冲性、能量吸收性和可设计性等，并且具有优良的热湿舒适性，如透气、导湿性、散热性等，还具有吸音性、隔音性、可回收利用性、结构整体性和可成形性等其它特性。目前，这种材料在服装、鞋子、箱包、家具包覆等领域有着大量的应用。在产业用领域，可作为海绵的替代材料用于床垫、坐垫等衬垫材料上，也可作为防护材料、医疗材料（图5（a））、过滤材料、包装材料等使用；还可以细沙粒、纤维或者塑料泡沫等物质填充间隔层，用作织物培养基（图5（b））、果蔬防碰撞缓冲包装材料、建筑材料等。

另外一类采用柔性的复丝连接上下层（图 4），三维结构需通过复合、填充泡沫塑料或空气等物质后形成，中间的连接纱起到固定加强的作用，可形成轻质的中空复合材料。如可用于帆船板材、隔音板材（图5（c）），也可经过涂层、压延之后充气形成气垫做橡皮艇用充气材料。

1.3 取向结构

取向织物是由带有纬纱衬入系统的织机生产的一类独特的织物。在织物的纵向、横向以及斜向都可以衬入纱线，并且这些纱线能够按照要求平行伸直地衬在需要的方向上，最大限度地发挥纱线的力学性能。按纱线的衬入方向，轴向织物可分为单轴向织物、双轴向织物和多轴向织物（图6）。轴向织物进行编织时，一般采用经编或纬编线圈结构将衬经和衬纬纱连接起来。纬编可以形成单轴向或双轴向织物，受设备的限制，一般幅宽较窄，且结构稳定性不如经编好，采用的比较少。经编轴向织物不仅可以含有 1 ～ 7 层纱线，而且可以加入短切毡、纤维网、泡沫等其他材料层形成复合的整体结构。

取向织物一般采用高性能纤维编织而成，如碳纤维、芳纶等，具有质轻、强度高等优点，并具有优良的力学性能，广泛应用于不同领域。轴向织物中纤维平行且伸直排列，机织物中经纬纱呈波浪形排列，同等材料的轴向织物拉伸强度是机织物的 2 倍左右，如在平纹布中碳纤维拉伸强度仅为1 100 N/mm2，同样材料在双轴向经编织物中拉伸强度为2 200 N/mm2。多轴向碳纤维复合材料与钢材相比，其质量减轻75%，而强度却提高 4 倍，采用轻质高强的多轴向复合材料能使飞行器的重量降低20% ～ 25%，从而节约燃料，增加有效载荷。

多轴向织物在航空航天领域主要作为预成形复合材料部件和夹芯结构件的增强材料，应用于舱门、翼梁、减速板、尾翼结构、油箱、舱内壁板、直升机螺旋桨、高压气体容器等；在运输领域，取向复合材料可用于制造车辆壳体（图7（a））、发动机引擎盖、保险杠等，还可以在高铁无砟轨道上用作填充式垫板，地铁中作为第三轨保护罩、电缆支架、逃生平台等；在建筑工程领域，经编复合材料越来越多地用在增强混凝土上（图7（b）），用于重建和修复建筑物。取向复合材料还可以应用于其它领域，如风力发电叶片（图7（c））、体育用品、能源和医疗等。

1.4 成形结构

针织成形产品是利用机器上工作针数的增减、织物组织结构的改变或线圈密度的调节形成具有所需外形的产品。与编织技术相比，针织技术在大型构件成形和生产效率方面具有更大优势，针织物的线圈结构受负荷时能产生较大变形，可制成复杂形状构件；线圈可在复合材料中形成孔或编成孔，以代替钻孔，孔边有连续纤维，使强度和承载能力不会降低，因此越来越多的产业用材料可以用针织技术来提供解决方案。

针织成形编织技术与预定向纱线衬入技术相结合为获取更好力学性能的各种形状复合材料提供了更多的可能性。目前国内已成功研制特殊的筒形针织设备，可以形成多轴向多层管状针织结构，可以生产工业用加强筋、间隔织物等功能性纺织品。在针织横机上通过增加针床，控制选针与运动来改变针织结构织出全成形针织产品，利用这种针织技术可制作T型接头、锥体等。

针织成形产品可分为纬编成形产品和经编成形产品。纬编成形产品是利用收针、放针、移圈等技术形成单通管、多通管、直角折管、T型管、Y型管、梯形结构、锥形结构、箱体结构、球形结构等（图 8）。由于受纱线应用范围限制，和纬编成形产品相比，经编成形产品种类较少，主要有应用于人造血管的管状织物和多轴向成形织物。目前，生产人造血管的机器设备主要为多梳栉双针床机器，如HCR16-EX型和RD16型人造血管经编编织机等。利用双针床多轴向经编技术可生产三维预成形轮廓结构，编织设备是由GWM1200经编机经多次改造而成的，通过织物边缘和幅宽方向分割技术，形成T形、H形、管状或直角轮廓产品。

在针织成形产品中，管状织物是工程中应用最广泛的织物，具有质量轻、比强度高、耐疲劳性好等优点；与缠绕法管状复合材料相比，可节省增强织物的线材消耗，生产效率高，与基体的粘合力强。管状织物用于各种异型管道的增强材料，可以避免管道弯曲时周围骨架层受力不匀而影响使用质量，又可以提高材料抗爆破张力，应用于建筑（图9（a））、汽车（图9（b））、医疗（图9（c））等领域。

2.1 高性能纤维的编织性能

高性能纤维如碳纤维、芳纶具有高强高模量的特点，但由于刚性较大，缺乏延伸性，在针织成圈中承受弯曲、拉伸时，容易造成应力集中而导致纤维的脆性断裂。输纱过程中的纱线磨损、纱线张力、成圈编织时的弯曲，造成玻璃纤维、碳纤维等高性能纤维的编织性能差。目前，改善高性能纤维编织性的方法主要从两方面着手，一是纤维方面的改进，二是编织机器的改进。纤维方面改进可通过减少纤维细度和捻度，改善编织过程中弯曲变形对纤维的影响，也可对纱线表面进行处理，如加入润滑剂等，降低纤维与机件的摩擦系数。编织机器改进方面，可通过选用编织张力较小的织针和导纱针，优化喂纱张力、弯纱深度、牵拉张力等方面，减少机上张力对纱线编织性能的影响。

2.2 复杂结构的成形工艺

成形产品主要分为圆纬机编织的筒形织物、经编机编织的成形织物和电脑横机编织的三维织物。圆纬机编织的筒形织物结构相对简单，一般用于管道、桥梁、建筑基材等领域。经编成形产品结构相对复杂，主要应用于医学领域，如心脏瓣膜、支架和人造血管以及血管形成的细胞载体结构等。横机编织的三维织物复杂程度最高，如多通道管、锥形结构等复杂形状的织物，主要应用于军事、航空、交通等领域。成形产品具有原料损耗少、结构完整性好、可自动化生产等优点，可制成不同形状、结构复杂的产品，如锥体、球体、盒体、多通管等，其结构复杂化程度不断提高。

2.3 织物结构与性能的仿真

针织产业用纺织品具有生产效率高和织物结构多变等特点，针织结构一般以线圈串套进行连接。进行产品设计时，传统手工设计花型工作量大且效率不高，不能适应多品种市场的要求。现有的花型设计系统，对于传统平面织物，如网眼平布，可以进行快速的设计和仿真，生产效率比较高，但是对于复杂结构的三维织物和成形织物，花型设计和仿真存在功能缺陷。因此，需要对针织产业用纺织品的生产原理和结构特征进一步研究，建立该类织物结构模型，创建一种方便快捷的织物设计和仿真方法。

3 结束语

产业用纺织品是具有高技术、高附加值的产业，它反映了一个国家的工业化水平。近年来，中国纺织工业联合会将发展产业用纺织品作为纺织工业结构调整的方向和新的经济增长点。很多针织企业抓住此次机遇，将针织结构越来越多的应用到产业用纺织品中，引领针织行业的发展方向。随着针织技术地不断发展，针织结构会越来越多地应用于产业用领域，并促进我国产业用纺织品快速发展。

参考文献

[1] 白榕.产业用纺织品[J].产业用纺织品，1998（12）：1-7.

[2] 陈南梁.经编网眼织物在高科技纺织品中的应用[J].纺织导报，2013（9）：69-70.

[3] 邱冠雄.间隔织物在纺织复合材料中的应用[J].针织工业，1998（4）：28-32.

[4] 丛洪莲，李秀丽.经编产业用纺织品的生产与开发[J].纺织导报，2011（7）：29-33.

[5] 曹清林.经编人造血管编织设备的研究现状[J].纺织导报，2014（2）：57-59.

[6] H Illing-Gunther，R Helbig，R Arnold，等.预成型纺织材料用于纤维增强复合材料[J].国际纺织导报，2009（7）：46-47.

[7] 龙海如.玻璃纤维横机针织物编织工艺探讨[J].针织工业，2001（6）：37-39.

[8] 朱梅，胡红，周荣星.高性能纤维可编织性的研究[J].上海纺织科技，2003（12）：30-32.

1.3 取向结构

取向织物是由带有纬纱衬入系统的织机生产的一类独特的织物。在织物的纵向、横向以及斜向都可以衬入纱线，并且这些纱线能够按照要求平行伸直地衬在需要的方向上，最大限度地发挥纱线的力学性能。按纱线的衬入方向，轴向织物可分为单轴向织物、双轴向织物和多轴向织物（图6）。轴向织物进行编织时，一般采用经编或纬编线圈结构将衬经和衬纬纱连接起来。纬编可以形成单轴向或双轴向织物，受设备的限制，一般幅宽较窄，且结构稳定性不如经编好，采用的比较少。经编轴向织物不仅可以含有 1 ～ 7 层纱线，而且可以加入短切毡、纤维网、泡沫等其他材料层形成复合的整体结构。

取向织物一般采用高性能纤维编织而成，如碳纤维、芳纶等，具有质轻、强度高等优点，并具有优良的力学性能，广泛应用于不同领域。轴向织物中纤维平行且伸直排列，机织物中经纬纱呈波浪形排列，同等材料的轴向织物拉伸强度是机织物的 2 倍左右，如在平纹布中碳纤维拉伸强度仅为1 100 N/mm2，同样材料在双轴向经编织物中拉伸强度为2 200 N/mm2。多轴向碳纤维复合材料与钢材相比，其质量减轻75%，而强度却提高 4 倍，采用轻质高强的多轴向复合材料能使飞行器的重量降低20% ～ 25%，从而节约燃料，增加有效载荷。

多轴向织物在航空航天领域主要作为预成形复合材料部件和夹芯结构件的增强材料，应用于舱门、翼梁、减速板、尾翼结构、油箱、舱内壁板、直升机螺旋桨、高压气体容器等；在运输领域，取向复合材料可用于制造车辆壳体（图7（a））、发动机引擎盖、保险杠等，还可以在高铁无砟轨道上用作填充式垫板，地铁中作为第三轨保护罩、电缆支架、逃生平台等；在建筑工程领域，经编复合材料越来越多地用在增强混凝土上（图7（b）），用于重建和修复建筑物。取向复合材料还可以应用于其它领域，如风力发电叶片（图7（c））、体育用品、能源和医疗等。

1.4 成形结构

针织成形产品是利用机器上工作针数的增减、织物组织结构的改变或线圈密度的调节形成具有所需外形的产品。与编织技术相比，针织技术在大型构件成形和生产效率方面具有更大优势，针织物的线圈结构受负荷时能产生较大变形，可制成复杂形状构件；线圈可在复合材料中形成孔或编成孔，以代替钻孔，孔边有连续纤维，使强度和承载能力不会降低，因此越来越多的产业用材料可以用针织技术来提供解决方案。

针织成形编织技术与预定向纱线衬入技术相结合为获取更好力学性能的各种形状复合材料提供了更多的可能性。目前国内已成功研制特殊的筒形针织设备，可以形成多轴向多层管状针织结构，可以生产工业用加强筋、间隔织物等功能性纺织品。在针织横机上通过增加针床，控制选针与运动来改变针织结构织出全成形针织产品，利用这种针织技术可制作T型接头、锥体等。

针织成形产品可分为纬编成形产品和经编成形产品。纬编成形产品是利用收针、放针、移圈等技术形成单通管、多通管、直角折管、T型管、Y型管、梯形结构、锥形结构、箱体结构、球形结构等（图 8）。由于受纱线应用范围限制，和纬编成形产品相比，经编成形产品种类较少，主要有应用于人造血管的管状织物和多轴向成形织物。目前，生产人造血管的机器设备主要为多梳栉双针床机器，如HCR16-EX型和RD16型人造血管经编编织机等。利用双针床多轴向经编技术可生产三维预成形轮廓结构，编织设备是由GWM1200经编机经多次改造而成的，通过织物边缘和幅宽方向分割技术，形成T形、H形、管状或直角轮廓产品。

在针织成形产品中，管状织物是工程中应用最广泛的织物，具有质量轻、比强度高、耐疲劳性好等优点；与缠绕法管状复合材料相比，可节省增强织物的线材消耗，生产效率高，与基体的粘合力强。管状织物用于各种异型管道的增强材料，可以避免管道弯曲时周围骨架层受力不匀而影响使用质量，又可以提高材料抗爆破张力，应用于建筑（图9（a））、汽车（图9（b））、医疗（图9（c））等领域。

2.1 高性能纤维的编织性能

高性能纤维如碳纤维、芳纶具有高强高模量的特点，但由于刚性较大，缺乏延伸性，在针织成圈中承受弯曲、拉伸时，容易造成应力集中而导致纤维的脆性断裂。输纱过程中的纱线磨损、纱线张力、成圈编织时的弯曲，造成玻璃纤维、碳纤维等高性能纤维的编织性能差。目前，改善高性能纤维编织性的方法主要从两方面着手，一是纤维方面的改进，二是编织机器的改进。纤维方面改进可通过减少纤维细度和捻度，改善编织过程中弯曲变形对纤维的影响，也可对纱线表面进行处理，如加入润滑剂等，降低纤维与机件的摩擦系数。编织机器改进方面，可通过选用编织张力较小的织针和导纱针，优化喂纱张力、弯纱深度、牵拉张力等方面，减少机上张力对纱线编织性能的影响。

2.2 复杂结构的成形工艺

成形产品主要分为圆纬机编织的筒形织物、经编机编织的成形织物和电脑横机编织的三维织物。圆纬机编织的筒形织物结构相对简单，一般用于管道、桥梁、建筑基材等领域。经编成形产品结构相对复杂，主要应用于医学领域，如心脏瓣膜、支架和人造血管以及血管形成的细胞载体结构等。横机编织的三维织物复杂程度最高，如多通道管、锥形结构等复杂形状的织物，主要应用于军事、航空、交通等领域。成形产品具有原料损耗少、结构完整性好、可自动化生产等优点，可制成不同形状、结构复杂的产品，如锥体、球体、盒体、多通管等，其结构复杂化程度不断提高。

2.3 织物结构与性能的仿真

针织产业用纺织品具有生产效率高和织物结构多变等特点，针织结构一般以线圈串套进行连接。进行产品设计时，传统手工设计花型工作量大且效率不高，不能适应多品种市场的要求。现有的花型设计系统，对于传统平面织物，如网眼平布，可以进行快速的设计和仿真，生产效率比较高，但是对于复杂结构的三维织物和成形织物，花型设计和仿真存在功能缺陷。因此，需要对针织产业用纺织品的生产原理和结构特征进一步研究，建立该类织物结构模型，创建一种方便快捷的织物设计和仿真方法。

3 结束语

产业用纺织品是具有高技术、高附加值的产业，它反映了一个国家的工业化水平。近年来，中国纺织工业联合会将发展产业用纺织品作为纺织工业结构调整的方向和新的经济增长点。很多针织企业抓住此次机遇，将针织结构越来越多的应用到产业用纺织品中，引领针织行业的发展方向。随着针织技术地不断发展，针织结构会越来越多地应用于产业用领域，并促进我国产业用纺织品快速发展。

参考文献

[1] 白榕.产业用纺织品[J].产业用纺织品，1998（12）：1-7.

[2] 陈南梁.经编网眼织物在高科技纺织品中的应用[J].纺织导报，2013（9）：69-70.

[3] 邱冠雄.间隔织物在纺织复合材料中的应用[J].针织工业，1998（4）：28-32.

[4] 丛洪莲，李秀丽.经编产业用纺织品的生产与开发[J].纺织导报，2011（7）：29-33.

[5] 曹清林.经编人造血管编织设备的研究现状[J].纺织导报，2014（2）：57-59.

[6] H Illing-Gunther，R Helbig，R Arnold，等.预成型纺织材料用于纤维增强复合材料[J].国际纺织导报，2009（7）：46-47.

[7] 龙海如.玻璃纤维横机针织物编织工艺探讨[J].针织工业，2001（6）：37-39.

[8] 朱梅，胡红，周荣星.高性能纤维可编织性的研究[J].上海纺织科技，2003（12）：30-32.

1.3 取向结构

取向织物是由带有纬纱衬入系统的织机生产的一类独特的织物。在织物的纵向、横向以及斜向都可以衬入纱线，并且这些纱线能够按照要求平行伸直地衬在需要的方向上，最大限度地发挥纱线的力学性能。按纱线的衬入方向，轴向织物可分为单轴向织物、双轴向织物和多轴向织物（图6）。轴向织物进行编织时，一般采用经编或纬编线圈结构将衬经和衬纬纱连接起来。纬编可以形成单轴向或双轴向织物，受设备的限制，一般幅宽较窄，且结构稳定性不如经编好，采用的比较少。经编轴向织物不仅可以含有 1 ～ 7 层纱线，而且可以加入短切毡、纤维网、泡沫等其他材料层形成复合的整体结构。

取向织物一般采用高性能纤维编织而成，如碳纤维、芳纶等，具有质轻、强度高等优点，并具有优良的力学性能，广泛应用于不同领域。轴向织物中纤维平行且伸直排列，机织物中经纬纱呈波浪形排列，同等材料的轴向织物拉伸强度是机织物的 2 倍左右，如在平纹布中碳纤维拉伸强度仅为1 100 N/mm2，同样材料在双轴向经编织物中拉伸强度为2 200 N/mm2。多轴向碳纤维复合材料与钢材相比，其质量减轻75%，而强度却提高 4 倍，采用轻质高强的多轴向复合材料能使飞行器的重量降低20% ～ 25%，从而节约燃料，增加有效载荷。

多轴向织物在航空航天领域主要作为预成形复合材料部件和夹芯结构件的增强材料，应用于舱门、翼梁、减速板、尾翼结构、油箱、舱内壁板、直升机螺旋桨、高压气体容器等；在运输领域，取向复合材料可用于制造车辆壳体（图7（a））、发动机引擎盖、保险杠等，还可以在高铁无砟轨道上用作填充式垫板，地铁中作为第三轨保护罩、电缆支架、逃生平台等；在建筑工程领域，经编复合材料越来越多地用在增强混凝土上（图7（b）），用于重建和修复建筑物。取向复合材料还可以应用于其它领域，如风力发电叶片（图7（c））、体育用品、能源和医疗等。

1.4 成形结构

针织成形产品是利用机器上工作针数的增减、织物组织结构的改变或线圈密度的调节形成具有所需外形的产品。与编织技术相比，针织技术在大型构件成形和生产效率方面具有更大优势，针织物的线圈结构受负荷时能产生较大变形，可制成复杂形状构件；线圈可在复合材料中形成孔或编成孔，以代替钻孔，孔边有连续纤维，使强度和承载能力不会降低，因此越来越多的产业用材料可以用针织技术来提供解决方案。

针织成形编织技术与预定向纱线衬入技术相结合为获取更好力学性能的各种形状复合材料提供了更多的可能性。目前国内已成功研制特殊的筒形针织设备，可以形成多轴向多层管状针织结构，可以生产工业用加强筋、间隔织物等功能性纺织品。在针织横机上通过增加针床，控制选针与运动来改变针织结构织出全成形针织产品，利用这种针织技术可制作T型接头、锥体等。

针织成形产品可分为纬编成形产品和经编成形产品。纬编成形产品是利用收针、放针、移圈等技术形成单通管、多通管、直角折管、T型管、Y型管、梯形结构、锥形结构、箱体结构、球形结构等（图 8）。由于受纱线应用范围限制，和纬编成形产品相比，经编成形产品种类较少，主要有应用于人造血管的管状织物和多轴向成形织物。目前，生产人造血管的机器设备主要为多梳栉双针床机器，如HCR16-EX型和RD16型人造血管经编编织机等。利用双针床多轴向经编技术可生产三维预成形轮廓结构，编织设备是由GWM1200经编机经多次改造而成的，通过织物边缘和幅宽方向分割技术，形成T形、H形、管状或直角轮廓产品。

在针织成形产品中，管状织物是工程中应用最广泛的织物，具有质量轻、比强度高、耐疲劳性好等优点；与缠绕法管状复合材料相比，可节省增强织物的线材消耗，生产效率高，与基体的粘合力强。管状织物用于各种异型管道的增强材料，可以避免管道弯曲时周围骨架层受力不匀而影响使用质量，又可以提高材料抗爆破张力，应用于建筑（图9（a））、汽车（图9（b））、医疗（图9（c））等领域。

2.1 高性能纤维的编织性能

高性能纤维如碳纤维、芳纶具有高强高模量的特点，但由于刚性较大，缺乏延伸性，在针织成圈中承受弯曲、拉伸时，容易造成应力集中而导致纤维的脆性断裂。输纱过程中的纱线磨损、纱线张力、成圈编织时的弯曲，造成玻璃纤维、碳纤维等高性能纤维的编织性能差。目前，改善高性能纤维编织性的方法主要从两方面着手，一是纤维方面的改进，二是编织机器的改进。纤维方面改进可通过减少纤维细度和捻度，改善编织过程中弯曲变形对纤维的影响，也可对纱线表面进行处理，如加入润滑剂等，降低纤维与机件的摩擦系数。编织机器改进方面，可通过选用编织张力较小的织针和导纱针，优化喂纱张力、弯纱深度、牵拉张力等方面，减少机上张力对纱线编织性能的影响。

2.2 复杂结构的成形工艺

成形产品主要分为圆纬机编织的筒形织物、经编机编织的成形织物和电脑横机编织的三维织物。圆纬机编织的筒形织物结构相对简单，一般用于管道、桥梁、建筑基材等领域。经编成形产品结构相对复杂，主要应用于医学领域，如心脏瓣膜、支架和人造血管以及血管形成的细胞载体结构等。横机编织的三维织物复杂程度最高，如多通道管、锥形结构等复杂形状的织物，主要应用于军事、航空、交通等领域。成形产品具有原料损耗少、结构完整性好、可自动化生产等优点，可制成不同形状、结构复杂的产品，如锥体、球体、盒体、多通管等，其结构复杂化程度不断提高。

2.3 织物结构与性能的仿真

针织产业用纺织品具有生产效率高和织物结构多变等特点，针织结构一般以线圈串套进行连接。进行产品设计时，传统手工设计花型工作量大且效率不高，不能适应多品种市场的要求。现有的花型设计系统，对于传统平面织物，如网眼平布，可以进行快速的设计和仿真，生产效率比较高，但是对于复杂结构的三维织物和成形织物，花型设计和仿真存在功能缺陷。因此，需要对针织产业用纺织品的生产原理和结构特征进一步研究，建立该类织物结构模型，创建一种方便快捷的织物设计和仿真方法。

3 结束语

产业用纺织品是具有高技术、高附加值的产业，它反映了一个国家的工业化水平。近年来，中国纺织工业联合会将发展产业用纺织品作为纺织工业结构调整的方向和新的经济增长点。很多针织企业抓住此次机遇，将针织结构越来越多的应用到产业用纺织品中，引领针织行业的发展方向。随着针织技术地不断发展，针织结构会越来越多地应用于产业用领域，并促进我国产业用纺织品快速发展。

参考文献

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