針織技術(shù)在產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域的應(yīng)用

祁 飛

（河南省王牌砂布制造有限公司，河南漯河 462300）

針織技術(shù)經(jīng)歷了飛速的發(fā)展，從過(guò)去的手工、棒針、鉤針等編織技術(shù)到如今的針織技術(shù)，體現(xiàn)了時(shí)代的進(jìn)步。針織技術(shù)按照生產(chǎn)工藝可分為經(jīng)編與緯編，其中，緯編可細(xì)分為圓緯編與橫編[1]。針織技術(shù)憑借工藝流程時(shí)間短、產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣、材料消耗少等優(yōu)勢(shì)在產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。得益于信息技術(shù)、機(jī)械技術(shù)的進(jìn)步，針織技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。從全球范圍來(lái)看，針織技術(shù)在紡織工業(yè)中的應(yīng)用比例逐年上升，因此，對(duì)針織技術(shù)在產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域中的應(yīng)用展開(kāi)研究，有著極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 針織技術(shù)的主要類(lèi)型

織物生產(chǎn)中常用到的產(chǎn)品類(lèi)型主要有針織、機(jī)織以及非織造三種，其中，針織在紡織產(chǎn)業(yè)中的比重正逐漸提高。隨著原料與技術(shù)、裝備的研發(fā)，也促進(jìn)了針織面料的開(kāi)發(fā)，再加上大量針織企業(yè)的合力，助推針織產(chǎn)業(yè)向規(guī)模化、品牌化方向發(fā)展。目前，針織關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾個(gè)類(lèi)型。

1.1 結(jié)構(gòu)增強(qiáng)技術(shù)

針織技術(shù)的代表便是結(jié)構(gòu)增強(qiáng)技術(shù)，由于針織結(jié)構(gòu)中的線圈結(jié)構(gòu)在遭受負(fù)荷時(shí)會(huì)出現(xiàn)極大變形，能夠制作出形狀更為復(fù)雜的構(gòu)件。雖然針織物線圈彎曲能夠提升整體可變形性，但其剛度與強(qiáng)度跟不上需求，所以加工中紗線會(huì)出現(xiàn)損傷，直接弱化復(fù)合材料的力學(xué)性能，也就導(dǎo)致針織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的應(yīng)用并未得到推廣。隨著經(jīng)編多軸向針織結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)并在航空航天等領(lǐng)域應(yīng)用，該結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料才被大眾認(rèn)可并且得以重視。針織增強(qiáng)結(jié)構(gòu)主要分為經(jīng)編與緯編兩種，其中橫機(jī)通過(guò)襯經(jīng)、襯緯能夠織造出雙軸向平面增強(qiáng)材料，而圓緯機(jī)則能夠通過(guò)襯經(jīng)、襯緯對(duì)管狀結(jié)構(gòu)材料予以加強(qiáng)[2]。

1.2 軸向技術(shù)

如果按照生產(chǎn)裝備的差異進(jìn)行區(qū)分，針織軸向織物可分為經(jīng)編軸向與緯編軸向。軸向經(jīng)編織物擁有生產(chǎn)成本低、良好的結(jié)構(gòu)整體性、設(shè)計(jì)靈活性、抗撕裂性等優(yōu)點(diǎn)，在產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域中有著極大的發(fā)展?jié)摿?，特別是樹(shù)脂復(fù)合材料的骨架被廣泛應(yīng)用。將樹(shù)脂與軸向經(jīng)編織物的骨架進(jìn)行復(fù)合之后，能夠制作成纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，在汽車(chē)、飛機(jī)、船艇中都能得到應(yīng)用。隨著碳纖維多軸向經(jīng)編技術(shù)的發(fā)展成熟，我國(guó)對(duì)于碳纖維多軸向經(jīng)編機(jī)的研究也加大了力度，軸向經(jīng)編復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域也愈發(fā)廣泛。

1.3 成形技術(shù)

針織物在做復(fù)雜形狀與高能量吸收復(fù)合材料的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)表現(xiàn)出良好的適用性，能夠以襯墊紗去織造出更加穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)材料，形成大小各異的網(wǎng)格。經(jīng)編織物相比緯編織物幅寬會(huì)更大，生產(chǎn)效率也就更高。針織物的線圈結(jié)構(gòu)在負(fù)荷過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)極大的變形，可進(jìn)行更多形狀復(fù)雜的構(gòu)件制造。線圈在復(fù)合材料中能夠形成孔或是編成孔，可替代過(guò)去的鉆孔工藝，而且四周都有纖維相連，其強(qiáng)度與承載力并不會(huì)受到影響，所以在多通管件、三維結(jié)構(gòu)體等異形結(jié)構(gòu)的成形方面有著良好應(yīng)用[3]。

2 針織技術(shù)在產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域的具體應(yīng)用

產(chǎn)業(yè)用紡織品在醫(yī)療衛(wèi)生、交通運(yùn)輸、建筑工程、航空航天等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，其中針織物在產(chǎn)業(yè)用紡織品中的使用比例為16%，并呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢(shì)。所應(yīng)用的針織物約有85%為經(jīng)編，其余則多為圓緯編和平編針織物。

2.1 醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域

醫(yī)療衛(wèi)生用品主要?jiǎng)澐譃橹苯咏佑|、不直接接觸以及進(jìn)入生物體三個(gè)類(lèi)型，利用橫機(jī)成形技術(shù)能夠?qū)αx肢等針織結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行加工。此外，經(jīng)編技術(shù)在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域中的應(yīng)用包括包扎紗布、繃帶、醫(yī)療床墊襯底織物，外科手術(shù)需要穿著的服裝、鞋子等。很多高科技產(chǎn)品，如經(jīng)編疝氣修補(bǔ)網(wǎng)、軟組織修補(bǔ)材料、人造血管、人造心臟瓣膜等也使用了針織品。[4]

2.2 交通運(yùn)輸領(lǐng)域

2.2.1 車(chē)船外體

多軸向經(jīng)編復(fù)合材料憑借質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的特性，被應(yīng)用在車(chē)輛外殼、發(fā)動(dòng)機(jī)引擎蓋、保險(xiǎn)杠等的制造，并且還能夠制作成高鐵軌道的充填式墊板以及地鐵的電纜支架與逃生平臺(tái)。此外，經(jīng)編復(fù)合材料有著良好的穩(wěn)固性，被應(yīng)用在船艇的船身、甲板、桅桿、船帆上，在造船業(yè)中有著廣闊的應(yīng)用前景。

2.2.2 車(chē)船內(nèi)飾

間隔織物憑借質(zhì)量輕、易彎曲、壓縮強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，在游艇制造中能夠進(jìn)一步縮減重疊，更易于加工，防腐性能更佳。此外，間隔織物還有著良好的隔音效果，屬于優(yōu)良的隔音材料[5]。針織物在汽車(chē)的內(nèi)裝飾中大量運(yùn)用，比如座椅套、敞篷車(chē)頂蓋、側(cè)面板、腳墊、輪胎等。緯編產(chǎn)品的成形性與延展性更好，更適合進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的加工，多用于需要大變形的柔性產(chǎn)業(yè)用材料，比如汽車(chē)的座椅套、車(chē)門(mén)襯里等。經(jīng)編針織物能更好地定形，因此多用于經(jīng)編網(wǎng)眼類(lèi)、短毛高絨類(lèi)的產(chǎn)品，適用于不同季節(jié)座椅面料的需要。

2.3 建筑工程領(lǐng)域

2.3.1 增強(qiáng)混凝土

在增強(qiáng)混凝土方面，常常會(huì)用到經(jīng)編復(fù)合材料，將其應(yīng)用在建筑物的重新建設(shè)與修復(fù)方面。比如，德累斯頓工業(yè)大學(xué)曾提出，為了能夠讓混凝土立柱經(jīng)過(guò)修復(fù)之后承載力得到提升，可將混凝土立柱利用多軸向經(jīng)編材料進(jìn)行包裹，從而起到增固混凝土的效果，提升穩(wěn)定性同時(shí)還可提高彎曲應(yīng)力與抗扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。經(jīng)編間隔材料有著優(yōu)良的抗剪切效果，同傳統(tǒng)的泡沫、蜂窩等結(jié)構(gòu)的材料相比，不會(huì)出現(xiàn)面芯剝離的情況，受力也屬于漸變失效過(guò)程，能長(zhǎng)時(shí)間維持整體結(jié)構(gòu)的完整，具備良好的保暖、隔音等優(yōu)點(diǎn)。將經(jīng)編間隔織物應(yīng)用在混凝土當(dāng)中，兩面均有雙軸向覆蓋加固面，主要利用AR玻璃纖維做成，之后便在兩面各自涂抹4 mm厚的混凝土薄層。針織網(wǎng)眼織物憑借密度小、孔率大且結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的特性，在外墻保溫材料中有著廣泛應(yīng)用。

2.3.2 土工布

建筑工程中對(duì)土工布的使用極為常見(jiàn)，而針織物可憑借良好的防護(hù)性能，在道路、堤壩等施工中得到應(yīng)用。土工用經(jīng)編針織物包含土工布、土工格柵、土工膜以及土工管材等，主要是采取經(jīng)編穿紗工藝中的滿(mǎn)穿、空穿以及軸向墊紗制作成網(wǎng)狀、軸向等結(jié)構(gòu)，當(dāng)然可能利用雙針床織造為復(fù)合、雙層的結(jié)構(gòu)，能夠在建筑工程中發(fā)揮增強(qiáng)防護(hù)的效果。而網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有著較小的密度與更大的孔隙率，結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，成為土工格柵的首選材料。經(jīng)編土工布不僅強(qiáng)度高、延伸性低而且有著優(yōu)良的過(guò)濾性能，在加筋、隔離、排水等工程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2.4 航空航天領(lǐng)域

經(jīng)編復(fù)合材料很早便用在航空航天領(lǐng)域。20世紀(jì)80年代，美國(guó)便有大型航空航天企業(yè)開(kāi)始對(duì)這一材料進(jìn)行開(kāi)發(fā)應(yīng)用，時(shí)至今日，已將這一高性能、高可靠性的材料作為該領(lǐng)域的首選材料。實(shí)驗(yàn)表明，質(zhì)量輕且強(qiáng)度高的多軸向經(jīng)編復(fù)合材料能夠讓飛行器的質(zhì)量下降20%～25%，帶來(lái)節(jié)省燃料與增大有效荷載的效果，同時(shí)，這種材料還具備良好的適應(yīng)性與力學(xué)性能。由于織物纖維呈現(xiàn)平行伸直的排列，其強(qiáng)度和剛度都有明顯優(yōu)勢(shì)。

縱觀大量的高性能纖維復(fù)合材料，碳纖維在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用最為成熟。相較于鋼材料，碳纖維在質(zhì)量方面縮減了75%，但強(qiáng)度卻提升了4倍，在大型客機(jī)，如“波音787”和“空客A380”中都有著廣泛的應(yīng)用。此外，民用飛機(jī)為了減輕機(jī)身重量，增強(qiáng)力學(xué)性能，也會(huì)大量采用碳釬維材料。

3 結(jié)語(yǔ)

針織技術(shù)憑借其結(jié)構(gòu)多樣性、原料適用性以及技術(shù)靈活性等特點(diǎn)，讓更多針織產(chǎn)品能夠在產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域得到應(yīng)用，隨著針織技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新，今后將迎來(lái)更為廣闊的發(fā)展機(jī)遇。因此，針織企業(yè)也應(yīng)緊握發(fā)展機(jī)遇，將針織技術(shù)更多地應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)用紡織品當(dāng)中，推動(dòng)我國(guó)產(chǎn)業(yè)用紡織品的穩(wěn)健發(fā)展。