针织技术在产业用纺织品领域的应用

祁 飞

（河南省王牌砂布制造有限公司，河南漯河 462300）

针织技术经历了飞速的发展，从过去的手工、棒针、钩针等编织技术到如今的针织技术，体现了时代的进步。针织技术按照生产工艺可分为经编与纬编，其中，纬编可细分为圆纬编与横编[1]。针织技术凭借工艺流程时间短、产品应用范围广、材料消耗少等优势在产业用纺织品领域得到了广泛应用。得益于信息技术、机械技术的进步，针织技术得到了迅猛发展。从全球范围来看，针织技术在纺织工业中的应用比例逐年上升，因此，对针织技术在产业用纺织品领域中的应用展开研究，有着极为重要的现实意义。

1 针织技术的主要类型

织物生产中常用到的产品类型主要有针织、机织以及非织造三种，其中，针织在纺织产业中的比重正逐渐提高。随着原料与技术、装备的研发，也促进了针织面料的开发，再加上大量针织企业的合力，助推针织产业向规模化、品牌化方向发展。目前，针织关键技术主要有以下几个类型。

1.1 结构增强技术

针织技术的代表便是结构增强技术，由于针织结构中的线圈结构在遭受负荷时会出现极大变形，能够制作出形状更为复杂的构件。虽然针织物线圈弯曲能够提升整体可变形性，但其刚度与强度跟不上需求，所以加工中纱线会出现损伤，直接弱化复合材料的力学性能，也就导致针织结构复合材料的应用并未得到推广。随着经编多轴向针织结构的出现并在航空航天等领域应用，该结构的复合材料才被大众认可并且得以重视。针织增强结构主要分为经编与纬编两种，其中横机通过衬经、衬纬能够织造出双轴向平面增强材料，而圆纬机则能够通过衬经、衬纬对管状结构材料予以加强[2]。

1.2 轴向技术

如果按照生产装备的差异进行区分，针织轴向织物可分为经编轴向与纬编轴向。轴向经编织物拥有生产成本低、良好的结构整体性、设计灵活性、抗撕裂性等优点，在产业用纺织品领域中有着极大的发展潜力，特别是树脂复合材料的骨架被广泛应用。将树脂与轴向经编织物的骨架进行复合之后，能够制作成纤维增强复合材料，在汽车、飞机、船艇中都能得到应用。随着碳纤维多轴向经编技术的发展成熟，我国对于碳纤维多轴向经编机的研究也加大了力度，轴向经编复合材料的应用领域也愈发广泛。

1.3 成形技术

针织物在做复杂形状与高能量吸收复合材料的增强结构时会表现出良好的适用性，能够以衬垫纱去织造出更加稳定的结构材料，形成大小各异的网格。经编织物相比纬编织物幅宽会更大，生产效率也就更高。针织物的线圈结构在负荷过程中会出现极大的变形，可进行更多形状复杂的构件制造。线圈在复合材料中能够形成孔或是编成孔，可替代过去的钻孔工艺，而且四周都有纤维相连，其强度与承载力并不会受到影响，所以在多通管件、三维结构体等异形结构的成形方面有着良好应用[3]。

2 针织技术在产业用纺织品领域的具体应用

产业用纺织品在医疗卫生、交通运输、建筑工程、航空航天等领域有着广泛应用，其中针织物在产业用纺织品中的使用比例为16%，并呈现稳步上升的趋势。所应用的针织物约有85%为经编，其余则多为圆纬编和平编针织物。

2.1 医疗卫生领域

医疗卫生用品主要划分为直接接触、不直接接触以及进入生物体三个类型，利用横机成形技术能够对义肢等针织结构材料进行加工。此外，经编技术在医疗卫生领域中的应用包括包扎纱布、绷带、医疗床垫衬底织物，外科手术需要穿着的服装、鞋子等。很多高科技产品，如经编疝气修补网、软组织修补材料、人造血管、人造心脏瓣膜等也使用了针织品。[4]

2.2 交通运输领域

2.2.1 车船外体

多轴向经编复合材料凭借质量轻、强度高的特性，被应用在车辆外壳、发动机引擎盖、保险杠等的制造，并且还能够制作成高铁轨道的充填式垫板以及地铁的电缆支架与逃生平台。此外，经编复合材料有着良好的稳固性，被应用在船艇的船身、甲板、桅杆、船帆上，在造船业中有着广阔的应用前景。

2.2.2 车船内饰

间隔织物凭借质量轻、易弯曲、压缩强度高等优点，在游艇制造中能够进一步缩减重叠，更易于加工，防腐性能更佳。此外，间隔织物还有着良好的隔音效果，属于优良的隔音材料[5]。针织物在汽车的内装饰中大量运用，比如座椅套、敞篷车顶盖、侧面板、脚垫、轮胎等。纬编产品的成形性与延展性更好，更适合进行复杂结构产品的加工，多用于需要大变形的柔性产业用材料，比如汽车的座椅套、车门衬里等。经编针织物能更好地定形，因此多用于经编网眼类、短毛高绒类的产品，适用于不同季节座椅面料的需要。

2.3 建筑工程领域

2.3.1 增强混凝土

在增强混凝土方面，常常会用到经编复合材料，将其应用在建筑物的重新建设与修复方面。比如，德累斯顿工业大学曾提出，为了能够让混凝土立柱经过修复之后承载力得到提升，可将混凝土立柱利用多轴向经编材料进行包裹，从而起到增固混凝土的效果，提升稳定性同时还可提高弯曲应力与抗扭转应力。经编间隔材料有着优良的抗剪切效果，同传统的泡沫、蜂窝等结构的材料相比，不会出现面芯剥离的情况，受力也属于渐变失效过程，能长时间维持整体结构的完整，具备良好的保暖、隔音等优点。将经编间隔织物应用在混凝土当中，两面均有双轴向覆盖加固面，主要利用AR玻璃纤维做成，之后便在两面各自涂抹4 mm厚的混凝土薄层。针织网眼织物凭借密度小、孔率大且结构稳固的特性，在外墙保温材料中有着广泛应用。

2.3.2 土工布

建筑工程中对土工布的使用极为常见，而针织物可凭借良好的防护性能，在道路、堤坝等施工中得到应用。土工用经编针织物包含土工布、土工格栅、土工膜以及土工管材等，主要是采取经编穿纱工艺中的满穿、空穿以及轴向垫纱制作成网状、轴向等结构，当然可能利用双针床织造为复合、双层的结构，能够在建筑工程中发挥增强防护的效果。而网状结构有着较小的密度与更大的孔隙率，结构更加稳定，成为土工格栅的首选材料。经编土工布不仅强度高、延伸性低而且有着优良的过滤性能，在加筋、隔离、排水等工程领域得到广泛应用。

2.4 航空航天领域

经编复合材料很早便用在航空航天领域。20世纪80年代，美国便有大型航空航天企业开始对这一材料进行开发应用，时至今日，已将这一高性能、高可靠性的材料作为该领域的首选材料。实验表明，质量轻且强度高的多轴向经编复合材料能够让飞行器的质量下降20%～25%，带来节省燃料与增大有效荷载的效果，同时，这种材料还具备良好的适应性与力学性能。由于织物纤维呈现平行伸直的排列，其强度和刚度都有明显优势。

纵观大量的高性能纤维复合材料，碳纤维在航空航天领域中的应用最为成熟。相较于钢材料，碳纤维在质量方面缩减了75%，但强度却提升了4倍，在大型客机，如“波音787”和“空客A380”中都有着广泛的应用。此外，民用飞机为了减轻机身重量，增强力学性能，也会大量采用碳钎维材料。

3 结语

针织技术凭借其结构多样性、原料适用性以及技术灵活性等特点，让更多针织产品能够在产业用纺织品领域得到应用，随着针织技术的不断发展创新，今后将迎来更为广阔的发展机遇。因此，针织企业也应紧握发展机遇，将针织技术更多地应用于产业用纺织品当中，推动我国产业用纺织品的稳健发展。