針織技術在產業用紡織品領域的應用

祁 飛

（河南省王牌砂布制造有限公司，河南漯河 462300）

針織技術經歷了飛速的發展，從過去的手工、棒針、鉤針等編織技術到如今的針織技術，體現了時代的進步。針織技術按照生產工藝可分為經編與緯編，其中，緯編可細分為圓緯編與橫編[1]。針織技術憑借工藝流程時間短、產品應用范圍廣、材料消耗少等優勢在產業用紡織品領域得到了廣泛應用。得益于信息技術、機械技術的進步，針織技術得到了迅猛發展。從全球范圍來看，針織技術在紡織工業中的應用比例逐年上升，因此，對針織技術在產業用紡織品領域中的應用展開研究，有著極為重要的現實意義。

1 針織技術的主要類型

織物生產中常用到的產品類型主要有針織、機織以及非織造三種，其中，針織在紡織產業中的比重正逐漸提高。隨著原料與技術、裝備的研發，也促進了針織面料的開發，再加上大量針織企業的合力，助推針織產業向規模化、品牌化方向發展。目前，針織關鍵技術主要有以下幾個類型。

1.1 結構增強技術

針織技術的代表便是結構增強技術，由于針織結構中的線圈結構在遭受負荷時會出現極大變形，能夠制作出形狀更為復雜的構件。雖然針織物線圈彎曲能夠提升整體可變形性，但其剛度與強度跟不上需求，所以加工中紗線會出現損傷，直接弱化復合材料的力學性能，也就導致針織結構復合材料的應用并未得到推廣。隨著經編多軸向針織結構的出現并在航空航天等領域應用，該結構的復合材料才被大眾認可并且得以重視。針織增強結構主要分為經編與緯編兩種，其中橫機通過襯經、襯緯能夠織造出雙軸向平面增強材料，而圓緯機則能夠通過襯經、襯緯對管狀結構材料予以加強[2]。

1.2 軸向技術

如果按照生產裝備的差異進行區分，針織軸向織物可分為經編軸向與緯編軸向。軸向經編織物擁有生產成本低、良好的結構整體性、設計靈活性、抗撕裂性等優點，在產業用紡織品領域中有著極大的發展潛力，特別是樹脂復合材料的骨架被廣泛應用。將樹脂與軸向經編織物的骨架進行復合之后，能夠制作成纖維增強復合材料，在汽車、飛機、船艇中都能得到應用。隨著碳纖維多軸向經編技術的發展成熟，我國對于碳纖維多軸向經編機的研究也加大了力度，軸向經編復合材料的應用領域也愈發廣泛。

1.3 成形技術

針織物在做復雜形狀與高能量吸收復合材料的增強結構時會表現出良好的適用性，能夠以襯墊紗去織造出更加穩定的結構材料，形成大小各異的網格。經編織物相比緯編織物幅寬會更大，生產效率也就更高。針織物的線圈結構在負荷過程中會出現極大的變形，可進行更多形狀復雜的構件制造。線圈在復合材料中能夠形成孔或是編成孔，可替代過去的鉆孔工藝，而且四周都有纖維相連，其強度與承載力并不會受到影響，所以在多通管件、三維結構體等異形結構的成形方面有著良好應用[3]。

2 針織技術在產業用紡織品領域的具體應用

產業用紡織品在醫療衛生、交通運輸、建筑工程、航空航天等領域有著廣泛應用，其中針織物在產業用紡織品中的使用比例為16%，并呈現穩步上升的趨勢。所應用的針織物約有85%為經編，其余則多為圓緯編和平編針織物。

2.1 醫療衛生領域

醫療衛生用品主要劃分為直接接觸、不直接接觸以及進入生物體三個類型，利用橫機成形技術能夠對義肢等針織結構材料進行加工。此外，經編技術在醫療衛生領域中的應用包括包扎紗布、繃帶、醫療床墊襯底織物，外科手術需要穿著的服裝、鞋子等。很多高科技產品，如經編疝氣修補網、軟組織修補材料、人造血管、人造心臟瓣膜等也使用了針織品。[4]

2.2 交通運輸領域

2.2.1 車船外體

多軸向經編復合材料憑借質量輕、強度高的特性，被應用在車輛外殼、發動機引擎蓋、保險杠等的制造，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。此外，經編復合材料有著良好的穩固性，被應用在船艇的船身、甲板、桅桿、船帆上，在造船業中有著廣闊的應用前景。

2.2.2 車船內飾

間隔織物憑借質量輕、易彎曲、壓縮強度高等優點，在游艇制造中能夠進一步縮減重疊，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，屬于優良的隔音材料[5]。針織物在汽車的內裝飾中大量運用，比如座椅套、敞篷車頂蓋、側面板、腳墊、輪胎等。緯編產品的成形性與延展性更好，更適合進行復雜結構產品的加工，多用于需要大變形的柔性產業用材料，比如汽車的座椅套、車門襯里等。經編針織物能更好地定形，因此多用于經編網眼類、短毛高絨類的產品，適用于不同季節座椅面料的需要。

2.3 建筑工程領域

2.3.1 增強混凝土

在增強混凝土方面，常常會用到經編復合材料，將其應用在建筑物的重新建設與修復方面。比如，德累斯頓工業大學曾提出，為了能夠讓混凝土立柱經過修復之后承載力得到提升，可將混凝土立柱利用多軸向經編材料進行包裹，從而起到增固混凝土的效果，提升穩定性同時還可提高彎曲應力與抗扭轉應力。經編間隔材料有著優良的抗剪切效果，同傳統的泡沫、蜂窩等結構的材料相比，不會出現面芯剝離的情況，受力也屬于漸變失效過程，能長時間維持整體結構的完整，具備良好的保暖、隔音等優點。將經編間隔織物應用在混凝土當中，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。針織網眼織物憑借密度小、孔率大且結構穩固的特性，在外墻保溫材料中有著廣泛應用。

2.3.2 土工布

建筑工程中對土工布的使用極為常見，而針織物可憑借良好的防護性能，在道路、堤壩等施工中得到應用。土工用經編針織物包含土工布、土工格柵、土工膜以及土工管材等，主要是采取經編穿紗工藝中的滿穿、空穿以及軸向墊紗制作成網狀、軸向等結構，當然可能利用雙針床織造為復合、雙層的結構，能夠在建筑工程中發揮增強防護的效果。而網狀結構有著較小的密度與更大的孔隙率，結構更加穩定，成為土工格柵的首選材料。經編土工布不僅強度高、延伸性低而且有著優良的過濾性能，在加筋、隔離、排水等工程領域得到廣泛應用。

2.4 航空航天領域

經編復合材料很早便用在航空航天領域。20世紀80年代，美國便有大型航空航天企業開始對這一材料進行開發應用，時至今日，已將這一高性能、高可靠性的材料作為該領域的首選材料。實驗表明，質量輕且強度高的多軸向經編復合材料能夠讓飛行器的質量下降20%～25%，帶來節省燃料與增大有效荷載的效果，同時，這種材料還具備良好的適應性與力學性能。由于織物纖維呈現平行伸直的排列，其強度和剛度都有明顯優勢。

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

3 結語

針織技術憑借其結構多樣性、原料適用性以及技術靈活性等特點，讓更多針織產品能夠在產業用紡織品領域得到應用，隨著針織技術的不斷發展創新，今后將迎來更為廣闊的發展機遇。因此，針織企業也應緊握發展機遇，將針織技術更多地應用于產業用紡織品當中，推動我國產業用紡織品的穩健發展。