第二节 针织物与其他织物的比较
一、针织物的基本结构
针织物的基本结构单元为线圈，它是一条三度弯曲的空间曲线。线圈模型的几何形状如图1-10所示。
图1-10 线圈模型
图1-11所示是纬编织物中最简单的纬平针组织的线圈结构图，纬编针织物的线圈由圈干1-2-3-4-5和延展线5-6-7组成。圈干的直线部段1-2与4-5称为圈柱，弧线部段2-3-4称为针编弧，延展线5-6-7又称为沉降弧，由它来连接横向两个相邻的线圈。图1-12所示是经编织物中最简单的经平组织的线圈结构图。经编织物的线圈也由圈干1-2-3-4-5和延展线5-6组成，圈干中1-2和4-5称为圈柱，弧线2-3-4称为针编弧。线圈在横向的组合称为横列，如图1-11和图1-12中的a-a横列；线圈在纵向的组合称为纵行，如图1-11和图1-12中的b-b纵行。同一横列中相邻两线圈对应点之间的距离称为圈距，一般以A表示；同一纵行中相邻两线圈对应点之间的距离称为圈高，一般以B表示。
图1-11 纬平针组织线圈结构图
图1-12 经平组织线圈结构图
单面针织物的外观，有正面和反面之分。线圈圈柱覆盖于线圈圈弧上的一面称正面，线圈圈弧覆盖于线圈圈柱上的一面称为反面。线圈圈柱或线圈圈弧集中分布在针织物的一个面上称为单面针织物；如分布在针织物的两面时则称为双面针织物。
二、机织物及其形成
机织物是利用两组互相垂直的纱线纵横交错来形成的织物。机织物中最简单的平纹织物组织如图1-13所示，纵向为经纱，横向为纬纱，经纬纱之间的每一个相交点称为组织点，在上称上浮，在下称下沉。组织点是机织物的最小结构单元。平纹组织是经纬纱1隔1地上浮下沉；其他组织如斜纹、缎纹等的成布原理相同，只是经纬纱上浮下沉的数量与排列规律不同。
图1-13 平纹织物
图1-14所示是最简单的平纹织物的形成方法。经纱1隔1地穿入两页综框的棕眼中，纬纱由梭子中的纬纱管提供。为了形成图1-13所示的平纹织物，两页综框需不停地做升降运动，把经纱分成两片，形成一个菱形梭口，这在织布运动中称为开口。在经纱开口后，梭子从一侧的梭箱中投出，横穿菱形梭口，进入另一侧的梭箱，这样就横铺入一根纬纱，纬纱在梭口内达到和经纱交织目的，这个过程称为投梭。每次投梭后需用筘座上的钢筘把梭口内的纬纱平行打紧，否则纱线会因结构松散而打滑，造成坯布损坏，这称为打纬。在传统的有梭织机上，整个织布过程中综框不断地交替上升下降，梭子不断地往复投梭铺纬，筘座不断地前后运动打纬。为了使各机构周期地往复运动，必须使用强大的开口力、投梭力、制梭力和筘座打纬力，使整个工艺周期地处于强大的冲击负荷状态中。这种机器织布的发明时间比针织机早很多年，称为织机。传统的织机有梭，现在已有很多种无梭织机，习惯称这种形成织物的方式为机织（梭织），形成的织物称为机织物。
图1-14 平纹织物的形成
三、非织造织物及其形成
非织造织物又称无纺布、不织布、非织造物，它是定向或随机排列的纤维，通过摩擦、抱合或黏合，或者这些方法的组合而相互结合制成的片状物、纤网或絮垫，不包括纸、机织物、针织物、簇绒织物、带有缠编纱线的续编织物以及湿法缩绒的毡制品。所用纤维可以是天然纤维或化学纤维，可以是短纤维、长丝或当场形成的纤维状物。其形态如图1-15所示。
非织造织物与传统的机织物和针织物有较大的差异。非织造织物工艺的基本要求是力求避免或减少将纤维形成纱线这样的纤维集合体，再将纱线组合成一定的几何结构，而是让纤维呈单纤维分布状态后形成纤维网的集合体。典型的非织造织物都是由纤维组成的网络状结构形成的，如图1-15所示。同时为了进一步增加其强力，达到结构的稳定性，所形成的纤网还必须通过施加黏合剂、热黏合、纤维与纤维的缠结、外加纱线缠结等方法予以加固。因此，大多数非织造织物的结构就是由纤维网与加固系统所共同组成的基本结构。
图1-15 非织造织物
针刺法是生产非织造织物的一种机械加工方法。在针刺机生产非织造织物的过程中，纤网需要经过预针刺加固，其工艺过程如图1-16所示。针刺机主传动通过曲柄连杆机构驱动针梁、针板和刺针一起作上下往复运动。蓬松的纤网在喂给帘夹持下送入针刺区。当针板向下运动时，刺针刺入纤网，纤网紧靠托网板。当针板向上运动时，纤网与刺针之间的摩擦使纤网和刺针一起向上运动，纤网紧靠剥网板。喂入和输出速度相配合，可以间歇步进，也可连续运动。纤网通过针刺区后，具备一定的强力、密度和厚度，然后再送至主针刺或花纹针刺加工。
图1-16 预针刺加固工艺过程
针刺法非织造工艺原理如图1-17所示，它是利用三角截面（或其他截面）棱边带倒钩的刺针对纤网进行反复穿刺。倒钩穿过纤网时，将纤网表面和局部里层纤维强迫刺入纤网内部。由于纤维之间的摩擦作用，原来蓬松的纤网被压缩。刺针退出纤网时，刺入的纤维束脱离倒钩而留在纤网中，这样，许多纤维束纠缠住纤网使其不能再恢复原来的蓬松状态。经过许多次的针刺，相当多的纤维束被刺入纤网，使纤网中纤维互相缠结，从而形成具有一定强力和厚度的针刺法非织造材料。
图1-17 针刺非织造织物工艺原理
四、针织生产的特点
与机织和非织造生产方式相比较，针织生产方式具有许多明显的特点。
1.针织机的产量高 编织针织坯布的主要机器是圆纬机和经编机。针织圆纬机的产量决定于机器转速的高低、进线路数的多少和针筒直径的大小。圆纬机的针筒为等速回转运动，由于没有不合理的往复运动、笨重机件及强大冲击负荷等因素的影响，车速轻快且平稳。一般大圆机的针筒直径都达762mm（30英寸）以上，坯布幅宽可达150cm以上，加上多路成圈，机器每一转可喂入几十根甚至一百多根纬纱，形成几十到一百多个线圈横列。目前筒径为838mm（33英寸）、864mm（34英寸）、965mm（38英寸）的圆纬机也逐渐增多，甚至出现了1524mm（60英寸）的大筒径圆纬机，每分钟可编织4000多个横列，成品幅宽可达3.8m。经编机的产量取决于主轴转速和成品幅宽，但主轴一转是织出一个线圈横列，而不是仅仅铺入一根纬纱，一个线圈横列的布长相当于一根纬纱布长的2〜2.5倍。同时各个成圈机件的质量轻、动程小（只有10〜20mm）、机构简单，机速可高达800〜3300r/min；现代经编机的幅宽达4267mm（168英寸），最宽可达5334mm（210英寸），加上大卷装、停台时间少，故产量十分可观。一台直径为762mm（30英寸）的单面圆纬机或一台幅宽为4267mm（168英寸）的单针床经编机，其编织速度为440万〜800万个线圈/min，其产量一般经编机可达100m2/h，圆纬机可达100〜250m2/h，而一般有梭织机的最高产量仅为10m2/h。
2.针织生产方式对纱线的损伤软少，对纱线的适应范围广 针织物在形成过程中要求送纱机构、坯布牵拉卷取装置给予纱线一定的张力，以使编织顺利进行；织针将纱线弯曲成线圈时有一定的工艺阻力；线圈与线圈相互串套时也有一定的摩擦力。与针织相比，现有梭织机的成布方式对纱线质量的影响就比较大，打纬运动中每段经纱与筘齿要接触几百次，开口过程中经纱相互摩擦一千多次，加上络纱、整经、浆纱等织前准备工程的疲劳及织机上各种不利因素的影口向，使经纱损伤较大，因而常常断头；而铺纬时纬纱退绕受梭子飞行速度和梭子在织口中位置、换梭箱等多种因素的影响，张力波动范围很大，使得纬纱也是在不利的条件下工作。为了抵抗钢筘的强力摩擦、开口时的强大张力和投梭时的拖拽张力，经、纬纱必须要有一定的线密度和强力，经纱还必须上浆。而针织编织过程中纱线所受张力较小，不需要浆纱，而且可以根据使用目的的不同，选用一些低强度的或较小线密度的纱线。
3.针织生户工艺流程比敕短，经济故益比敕高 机织生产的织前准备工序较多，经纱要络纱、整经、浆纱、穿经；纬纱要卷纬、给湿或热定形。而针织纬编生产织前只需络纱，经编生产则只需整经、穿纱，而且一般说来针织生产有纬纱则无需经纱，有经纱则无需纬纱。可见针织的准备工序比机织简单得多。准备工序的减少，可大量节省人力、物力和浆料等物料消耗，减少准备工序设备的购置，减少厂房占地面积。在节能方面，据计算以生产相同重量的14tex（40英支）府绸与18tex（32英支）汗布做比较，后者比前者节能达30多倍。这在倡导低碳环保，减少能源消耗的今天具有重要意义。厂房面积的减小也意味着投资、厂房保养、运输、清扫、空调、照明费用的减少。由于投资少（针织的单位投资仅为棉纺织的1/2左右）、产量高（单位面积产量比装备自动织机的织布厂高9〜11倍）、日常生产消耗少、成本低，因此针织厂的经济效益比机织布厂高。
4.针织机可以织制许多成形户品 针织机可以织袜子、手套、羊毛衫等成形产品。羊毛衫等成形衣片不仅可以在横机上编织，还可以在半成形大圆机上编织。近年来甚至可以在计件圆纬机上编织棉毛衫、棉毛裤、裙子、婴儿衣服等，下机后不需裁剪或只需少量裁剪即可缝制成衣。这是十分优越的。因为用坯布裁剪、缝制的过程劳动繁重、用工多，裁剪边角余料多达25%〜27%，而半成形衣片的裁剪边角余料只有2%〜4%，大大节省了原料，降低了产品成本。对贵重的羊毛、真丝等原料更是如此。
5.各种现代科学技术成就能迅速、广泛地应用于针织机上 如前面已提及的气流、光电和微电子技术，这对针织产品的升级换代，适应多品种、小批量的要求提供了良好条件。例如，提花机构方面，针织机的提花机构早已突破了贾卡纹板的局限，发展成多种类型的机械式或电子式提花选针装置，直接或间接地选取织针，并且结构简单精巧，花型变换容易。还可以建立由中心室进行电子群控的自动针织车间，对多台针织机进行遥控，使每台机器编织不同的花纹，并能自动进行花纹校正。
此外，针织生产的劳动条件也比较好，车间噪声小，生产的连续性和自动化程度较高，工人的劳动强度较小。
鉴于针织生产具有以上所述的特点，所以针织工业得以迅速发展。
五、针织物与其他织物基本性能的比较
针织物和机织物成布方式的不同，使其具有各自不同的特点。
从图1-11和图1-12所示针织物的线圈结构图上可以看出，针织物是由孔状线圈形成的，结构比较松散，因而针织物具有透气性好、蓬松、柔软、轻便的特点。而且线圈是三度弯曲的空间曲线，当针织物受力时，弯曲的纱线会变直，圈柱和圈弧部段的纱线可以互相转移。因此，针织物的延伸性大、弹性好，这是针织物区别于机织物最显著的特点。这一特点使得针织衣物穿着时既合体又能随着人体各部位的运动而自行扩张或收缩，给人体以舒适的感觉。根据不同的用途，可以用不同的原料和组织结构形成不同伸缩性的针织物，以满足不同的需要。例如，对于衬衣、内衣、夹克衫、运动服等，一般提供25%〜30%的延伸度，回复时拉力损失不超过2%〜5%，称为织物的舒服伸缩度；而对于长筒袜、游泳衣、舞衣、紧身衣等高弹性服用织物，则可提供30%～50%的延伸度，回复时拉力损失不超过5%～6%，称为织物的强力伸缩度。
同时，针织物还具有抗皱性好、抗撕裂强力高等特点，并且纬编针织物还具有良好的悬垂性。
机织物结构中经纬纱必须紧密排列，否则就会因纱线之间抱合不牢而发生滑丝现象，破坏织物的外观和性能。观察图1-13中平纹织物的横截面图，可以看到机织物中只是在经纱与纬纱交织的地方纱线有少许弯曲，而且只在垂直于织物平面的方向内弯曲。当织物受力时，纱线仅有的一点弯曲减少，织物在受力方向略微伸长，而对应方向略微缩短，延伸性很小。机织的成布方式使织物具有质地硬挺、结构紧密、布面稳定、平整光滑、坚牢耐磨的特点，但透气性、弹性和延伸性差，易撕裂、易折皱。
在非织造织物中，纤网的组成及形成方法决定了非织造织物的结构，而不同结构的非织造织物具有不同的性能。黏合剂黏合的非织造织物具有较好的透气性，但手感较硬，多用于墙布和用即弃产品中。热熔黏结非织造织物具有较好的过滤性能、弹性和蓬松度，以及较好的透气性、吸湿性，适于制作冬季服装的絮填料、被褥料、过滤布、汽车用布及簇绒地毯基布。射流喷网法非织造织物具有较高的强力、丰满的手感和良好的透通性，适用于服装的衬里、垫肩等。纺粘法非织造织物具有通气性、透水性等优点，大量用于农业和畜牧业的保温材料。
根据以上对织物特性的分析，可知针织物最适合用于要求松软、轻薄质地的产品，例如服装中的内衣、T恤衫、运动衣、羊毛衫、袜子、手套、围巾等，而且由于针织物的适体、舒服、抗折皱、花色与款式轻松活泼、易于翻新、容易适应服饰流行的瞬息变化等特点，特别适合制作各种旅游服、休闲服和时装，还有花边、窗帘、台布等网孔装饰织物。针织物无论是在生产速度、花纹的变化能力方面，还是在外观的精美、华丽、结构的稳定性方面都是得天独厚的。
但是针织物的线圈结构也造成了其尺寸稳定性差，受力后易变形，质地不硬挺，容易脱散，易于起毛、起球等弱点。尽管这些不足之处正设法从原料选用、后整理加工、织物组织结构等各个方面加以克服，如采用衬经、衬纬针织物，加大织物密度，采用树脂整理等，但目前仍难以在大衣、西装等服装方面与机织物竞争，在某些需要质地紧密、硬挺、厚实、坚牢耐磨、稳定性好的特定用途上仍逊色于机织物。
总之，由于成布方式的不同，针织物与机织物和非织造织物具有各自不同的服用性能和风格特征，有着能最好地发挥自己特性的应用领域。