交通工具用立體經編材料的研發

范作閩, 陳賢川，朱祎俊

(1.三明職業技術學院,福建 三明365000; 2.三明瑞峰針織有限公司，福建 三明365000)

交通工具用立體經編材料的研發

范作閩1, 陳賢川2，朱祎俊1

(1.三明職業技術學院,福建 三明365000; 2.三明瑞峰針織有限公司，福建 三明365000)

文章探索了一種新型交通工具立體經編材料的生產方法，采用穩定的“X”交錯工藝，上中下三層立體編織而成，成品與傳統海綿類的填空材料相比，具有可水洗、彈性好、透氣性好、不容易滋生細菌、使用壽命長、可循環利用等優點，是一種新型環保材料，具有廣泛的應用前景。

交通工具；立體；經編；海綿替代

1 前言

國家發改委、科技部和國家環保總局聯合制訂了《汽車產品回收利用技術政策》，提出了嚴格的回收比例指標與時間限制：要求2012年起，所有國產及進口汽車的可回收利用率要達到90%左右，其中材料的再利用率不低于80%。《紡織工業調整和振興規劃》指出國家重點扶持“汽車面料低毒、低味技術”、“汽車裝飾材料再循環可回收技術”等。因此，盡快開發對人體無刺激、無異味、無毒、無害，舒適、美觀、環保、安全、回彈性好的立體經編織物替代海綿類材料迫在眉睫。據此，三明職業技術學院和瑞峰針織有限公司展開合作，主要圍繞著交通工具用海綿替代材料的方向研發經編立體材料，重點研究材料成型的穩定性、壓縮彈性、透氣性、透濕性、耐久性等指標，滿足交通工具用紡織品需要。

2 經編雙針床工藝基礎研究

本課題開發的產品是在經編雙針床上研發的一種三維立體織物，由3個系統的紗(絲)一起編織而成，即兩個系統的表層紗(絲)和一個系統的間隔紗(絲)所織成。織物的兩個表面分別在兩個針床上編織，其可根據設備、穿經和工藝的不同編織平紋、提花、網眼等組織。間隔絲(紗)貫穿于兩個表層之間，在其間形成一個間隔層，它是由眾多單絲(紗)在沿垂直織物的方向上按一定規律支撐起來的大空間，間隔層距離可以根據不同型號的經編機在2～30 mm之間變化[1]，如圖1所示。

圖1 間隔織物生產方法示意圖

兩個面層編織是在雙針床經編機上用機前和機后的1～2把梳櫛分別在前、后兩個針床上編織兩片單面織物，其組織可根據間隔織物的表面結構而定，若表面為平素密實結構，可用兩把滿穿的梳櫛編織編鏈襯緯組織或雙經平、經平絨等組織，也可用一把滿穿梳櫛編織經絨或經斜組織；若表面為網孔結構，可利用空穿來實現；如果表面要產生花紋效應，則用一把滿穿賈卡梳編織地組織，另一把帶空穿的梳櫛作復雜的墊紗運動以形成花紋。開發出的經編立體織物的綜合性能均能夠達到甚至優于海綿的各項使用性能指標，使經編三維立體織物完全能夠替代海綿。

2.1 織物的厚度研究

德國卡爾邁耶RD6-DPLM經編機織成的織物厚度小于10 mm,而海綿的厚度一般大于20 mm,針對這一問題對進口設備進行改造及織造工藝進行改進，通過對梳櫛系統改造和織造工藝的改進，織成的織物厚度可達20～30 mm。 目前，國內五洋紡機廠GE298經編雙針床可編織厚度達25～30 mm的間隔織物，這為三維立體間隔織物提供了設備研發基礎[2]。該產品采用GE298經編機編織。

2.2 織物耐久性研究

人們需要織物在小形變時有足夠大的回彈模量，以滿足舒適性和經濟性，特別是織物一定量內的形變具有比較低的模量和快速回復的特性，以便織物可以重復承受額定負荷的壓迫而不會塑性變形。氨綸織成的織物因其在大形變時沒有足夠大的回彈模量，不能承受較大的外力，因此，織物使用壽命短、耐久性差，不適合做車用面料，而滌綸材質的立體織物是交通工具用海綿替代的首選材料。

2.3 透氣透濕性能研究

目前交通工具用的紡織品均采用平面織物與海綿貼合的材料，海綿透氣、透濕性能比較差，這與海綿發泡成型后內部空間比較密實有關。立體經編織物采用交叉一次成型編織技術，其立體交織工藝形成的孔洞比較大且富有回彈力，所以透氣、透濕性非常良好。

3 產品設計

3.1 材料的選擇

交通工具用立體經編材料要達到替代海綿的物質特性，在原材料上的選擇是最基礎又非常關鍵的工作，它將直接影響到編織產品最基本的物理指標。本課題主要是通過研究滌綸低彈絲、滌綸長絲對三維立體經編材料性能的影響來確定三維立體經編織物選用的材料。

經過比較分析，得到各種不同紡織材料對三維立體經編坐墊織物相關技術指標的最佳工藝，得出結論是：三維立體經編坐墊織物穩定性取決于底部原料紗線粗細，特數越低，穩定性越好。選用不小于3.63 tex滌綸單絲既有足夠強力和支撐力，又能使布面富有彈性。面層和底層選用33tex滌綸低彈絲，中間層單絲原料細度3.63 tex，布面顆粒立體性強，耐磨性、彈性、舒適性好。

3.2 三維立體經編織物的結構設計

間隔紗在織物中的排列通常有單斜、交叉和直立等三種形式，分別如圖2中 (a)、(b)、(c)所示，圖中A、B分別為間隔織物的兩獨立編織的表層，C為間隔紗。

圖2 間隔紗排列示意圖

通過對排列紗的優選，確定采用交叉排列紗的工藝，實現三維立體經編坐墊織物的立體、透氣、支撐功能。

三維立體經編坐墊織物由上下表層和間隔層組成，通過間隔層將經編織物的上下兩表層連接起來，并分隔成一定的間隔距離。在經編機上分別由機前和機后各兩把梳櫛在前后兩個針床上編織分離的兩片單面織物，間隔層通過“X”交錯工藝組織將中間兩把間隔紗梳在前后兩個針床上輪流成圈，把上述編織的上下兩表層連接起來，并起到支撐作用，達到交通工具用海綿要求的一定的厚度及優于海綿的抗壓彈性。

3.3 經編立體織物組織工藝的選擇

三維立體經編坐墊織物的正面通常采用成圈型的三針經編間隔技術在后針床進行編織，基本組織走1-1-1-2/1—1-1-0//，配合地梳的0-0-0-1/1-1-1-0//編鏈組織，在偏移信息的控制下編織出薄組織、網孔組織、厚組織完美結合的結構與花紋；反面(前針床編織面)一般采用變化經平形成平素的密實結構，或編鏈加襯緯形成網眼或網孔結構，并通過改變單針襯緯的橫列數來使網眼或網孔的大小自由變化。

間隔層通常采用三針經平加編鏈或五針經平加編鏈的組合形式，基本組織為2-1-1-0/1-2-2-3//或3-2-1-0/2-3-4-5//。間隔絲(紗)與表層織物成交叉排列，獨特的三角形結構賦予間隔織物良好的穩定性和優越的抗壓彈性。

三維立體經編坐墊織物面部顆粒編織穿紗方式不變， 以確保面部顆粒效果。經編織物穩定性

取決于底部穿紗方式[3]，滿穿比空穿穩定。底面過于緊密，整個立體織物失去了部分彈性，達不到應有的效果。底面過于稀疏，顆粒沒有突出來，起不到支撐作用。中間層穿紗根數太少不能強有力支撐顆粒布面，穿紗根數太多布面顆粒變硬無彈性。3.4 交通工具用立體織物關鍵技術要點

經編立體經編材料生產主要包括底層、表面及間隔層的編織[4]：首先，兩個表層(即底層和面層)的編織：在雙針床經編機上用機前和機后的1～2把梳櫛分別在前、后兩個針床上編織分離的兩片單面織物，其組織可根據間隔織物的表面結構而定，若表面為平素密實結構，可用兩把滿穿的梳櫛編織編鏈襯緯組織或雙經平、經平絨等組織，也可用一把滿穿梳櫛編織經絨或經斜組織；若表面為網孔結構，可利用空穿來達到；如果表面要產生花紋效應，則用一把滿穿梳編織地組織，另一把帶空穿的梳櫛作復雜的墊紗運動以形成花紋。其次，間隔層的編織：經編間隔織物間隔系統的單絲參與兩個表層的編織，輪流在兩個針床上作針前墊紗，由一把梳櫛編織或由兩把梳櫛反向編織，在一個針床上形成一個線圈后并轉移到另一個針床上形成線圈。為使間隔層更加穩定，可在間隔層中引入襯經紗和襯緯紗，充實間隔層中的空隙，引入的襯經紗和襯緯紗還可與間隔紗互相交織，使結構更加穩定。兩個面的間距(即間隔層厚度)，可通過調節前、后針床脫圈槽板之間的距離來達到要求。

4 結語

交通工具用立體經編織物的研制，其創新點[5]主要體現在以下幾個方面：

(1)將共聚聚酯制得的長絲在經編雙針床上一起織成復合經編面料，無需貼合就具有三維立體結構，具有抗沖擊性好、回彈力高的特點。該組織結構即使織物受到橫向載荷時也能保持良好的穩定性和抗壓彈性。

(2)經編立體織物組織采用“X”結構，雙面網孔的設計，呈現六面透氣中空立體的結構，空氣、水可自由流通，形成濕熱的微循環空氣層。

(3)該織物采用統一的滌綸材質，有利于回收再利用，避免海綿貼合的材料回收時，織物和海綿不易分離，從而大大影響回收利用效果的弊端。

(4)這種材料解決了長期以來海綿材質存在的如下問題：①不環保，化學性穩定差；②透氣性能差；③尺寸穩定性差，容易變形、變脆和老化；④強度低，易分層，是國內外新材料發展的新動向。

[1] 葉曉華, 胡紅, 馮勛偉. 經編間隔織物的應用與開發前景[J]. 針織工業，2005， (2)：1—2.

[2] 吳春紅，夏風林. 經編間隔織物的應用[J].紡織導報，2007，(7)：75—78.

[3] 賀慶玉. 針織工藝學[M].北京：中國紡織出版社，2009.

[4] 周羅慶. 立體織物在雙針床經編機上編織的探討[J].針織工業，1997， (1)：40—41.

[5] 郭海洋，喻愛芳,陳居茂．一種立體織物．中國， ZL200820058204.0[P].2009—10—28.

Research and Development of Three-dimensional Warp Knitted Material Applied in Vehicles

FanZuomin1,ChenXianchuan2,ZhuYijun1

(1. Sanming Vocational Technical College， Sanming 365000，China;2.Sanming Peak Knitting Co., Ltd., Sanming 365000，China )

This paper discussed the method of producing a new three-dimensional warp material for vehicles. By the use of stable “X” interlacing process,three layers of fabric were braided synthetically. The finished products compared with traditional sponge filling materials which are washable, with good elasticity, good air permeability, is not easy to breed bracteria. The materials is lifelong and recyclable,etc. It is a new environmental protection material, and has a wide prospect.

vehicle; three dimensional; warp knitting； replace sponge

2016-01-25

范作閩(1963—)，男，山東鄒平人，助理研究員。

TS186.1

B

1009-3028(2016)02-0019-03