经编间隔织物是由双针床拉舍尔经编机生产的一种三维立体织物，由3个系统的纱线或单丝编织而成，即两个系统的表层纱线或单丝和一个系统的间隔纱线或单丝。间隔系统通常使用合成纤维单丝（单孔长丝或综丝），也可以使用纱线（长丝纱或短纤纱），称为间隔丝（纱）。间隔丝（纱）贯穿于两个表层之间，在两个表层之间形成一个间隔层。因此，该织物具有两种不同的结构，即表层结构和间隔层结构。间隔层结构是该织物的特殊之处。与泡沫材料中的微小孔隙不同，经编间隔织物的间隔空间是由众多单丝或纱线在沿垂直织物的方向上按一定规律支撑起来的大空间。经编间隔织物的多层结构也不同于普通的用粘合剂粘合在一起的层合织物，经编间隔织物的层与层是用单丝或纱线连接在一起的。这种特殊的空间结构赋予了该织物很多特殊的性能，从而使得该织物可以应用于很多领域。国外，在制鞋、汽车内装饰、功能服装、衬垫材料、医疗保健和过滤等方面已得到广泛应用，并正在开发新的应用领域。而国内，该织物的很多独特性能目前尚未得到人们的重视。本文系统地介绍了经编间隔织物的结构和性能，并分析了结构与性能之间的关系，以及影响织物性能的因素，为开发新产品提供理论依据。
 

 

1. 纱线和单丝的选用
 

        经编间隔织物可以用长丝纱编织，也可以用单丝编织，短纤纱较少使用。在纱线形式的选用上，通常有以下三种方式：
 

        1.1 表层和间隔层都采用纱线编织
 

        间隔纱采用柔性好的纱线，纱线主要起连接两表层的作用，不能在两表层之间支撑起一个稳定的间隔层。织物手感柔软，柔顺感很好，而且具有较大的织物厚度，具有双面效应。这类织物通常用于装饰或用作床上用品等家用纺织品。
 

        1.2 表层采用长丝纱编织，而间隔层采用单丝编织
 

        间隔丝能在两表层之间支撑起一个较为稳定的间隔层， 织物既具有一定的柔性又具有一定的稳定性和弹性。这类织物通常用作罩杯材料、功能服装衬里或面料以及运动鞋面料等。
 

        ​1.3 表层和间隔层都采用单丝编织
 

        间隔系统的单丝通常比表层系统的单丝粗得多，较硬，支撑的间隔层非常稳定。织物稳定性和抗压弹性非常好。这类织物通常用作衬垫材料。
通常的经编间隔织物都处在非常柔软与非常稳定之间，即采用上面第二种方式编织。织成的织物具有一定的柔性以及与泡沫材料类似的可压缩性。

 

 

2. 经编间隔织物的结构
 

        2.1 表层结构
 

        经编间隔织物的两个表层分别在双针床拉舍尔经编机的前后两个针床上编织而成，同时由间隔纱丝（纱）连接在一起。上下两个表层的组织可以相同，也可不同。可以双面都是致密结构，也可以一面是致密结构，而另一面是平素结构、小花纹、贾卡提花、网眼或网孔结构；或双面都是网眼或网孔结构，网眼或网孔的大小可以变化。随着技术的发展，几乎所有的经编组织都可用于该织物表层的编织。
除了使用常规纤维外，还可在经编间隔织物的表层织入弹性纤维，以提高织物面内的弹性和织物的可模压性。另外，经编间隔织物的表层还可与其它材料复合以形成复合经编间隔织物。
 

        根据用途的不同，经编间隔织物的表层结构大致可分为以下几种：
 

        1） 两个表面均为平素密实结构；
 

        2） 两个表面均为网眼或网孔结构；
 

        3） 一面为平素密实结构，另一面为网眼或网孔结构；
 

        4） 一面是花纹结构（通过EL电子梳栉横移形成），作为织物的效应面，另一面是平素结构作为底布；
 

        5） 一面是匹艾州贾卡提花结构，作为织物的效应面，另一面是平素密实结构作为底布；
 

        6） 一面是起绒的三维密实结构，另一面是密实或半密实的栅状结构；
 

        7） 两面都含有弹性纤维的弹性间隔织物；
 

        8） 一面或两面与其它材料复合的复合间隔织物。

 

        ​2.2 间隔层结构

 

        经编间隔织物间隔系统的单丝或纱线参与两个表层的编织，轮流在两个针床上作针前垫纱，由一把梳栉编织或由两把梳栉反向编织，在一个针床上形成一个线圈后并转移到另一个针床上形成线圈。 实际上， 这个贯穿于上下两个表层之间的间隔丝（纱）就是这两个线圈间的延展线，起到连接和支撑作用，如图1所示。从织物的侧面（见图2）看， 由于这些延展线力图伸直而略呈弓形，并与织物表层成一个很小的角度。为使间隔层更加稳定，可在间隔层中引入衬经纱和衬纬纱，充实间隔层中的空隙。引入的衬经纱和衬纬纱还可与间隔纱互相交织，使结构更加稳定

         

        织物间隔层的厚度主要由脱圈板之间的距离决定， 另外也与织物的组织结构及后整理工艺等有关。 由于间隔丝（纱）的弯曲， 织物的成品厚度小于脱圈板间的距离。最初，织物的间隔距离在1.5～5 mm之间，现在不同的机型可以生产出厚度为1.5～60 mm的间隔织物， 如日本生产的一种经编机可生产出3～50 mm的经编间隔织物。有着特殊用途的间隔织物其厚度甚至更大，如德国能够生产出最大厚度为150 mm的经编间隔织物。另外，同一块织物的厚度可以变化，例如，可形成两边高中间低的坐垫材料。
 

 

3. 经编间隔织物的性能
 

        ​3.1 抗压弹性
 

        与泡沫材料或海绵不同，经编间隔织物是一个各向异性的材料， 在沿厚度方向上有与其它两个方向截然不同的力学性能。厚度方向上的载荷主要由间隔丝（纱）承受。织物受到压缩载荷后，受力点的间隔丝（纱）受到压缩，发生弯曲，便将载荷向受力点四周传递。图3为间隔丝交叉垫纱的受压试验，从图中可以看出，织物受到变形的半径是很大的，即说明压力被分散到了一个较大的范围内。因此，该织物在厚度方向上具有较大的抗压弹性。其抗压弹性和稳定性取决于间隔丝（纱）的类型和细度、间隔丝（纱）的面密度、间隔丝（纱）的垫纱角度以及间隔距离等。

        

        3.1.1 间隔丝（纱）的类型和细度
 

        为了使织物具有良好的抗压弹性和稳定性，通常采用涤纶单丝、丙纶单丝和工业用尼龙等编织间隔层。间隔丝的细度对间隔织物的抗压弹性影响非常大。织物间隔距离较小时，通常采用较细的单丝，生产出的织物较柔软；织物间隔距离较大时，通常采用较粗的综丝，生产出的织物则较硬挺。
 

        3.1.2 间隔丝（纱）的面密度
 

        间隔丝（纱）的面密度即为单位面积上间隔丝（纱）的根数。根据织物的组织和用途的差异，间隔系统可以使用一把或两把导纱梳，通常都是满穿。在织物的抗压弹性要求不高的情况下，可以使用一把满穿的导纱梳，这样可降低成本。因此在设计和生产这类织物时要权衡织物的抗压弹性和生产的经济性。
 

        3.1.3 间隔丝（纱）的垫纱角度
 

        间隔丝（纱）的垫纱角度为间隔丝（纱）与织物表面所成的角度。间隔织物的静态稳定性在一定程度上由间隔丝（纱）的垫纱角度决定。间隔丝（纱）除了要能承受正向载荷外，还要能够承受斜向载荷和横向载荷，具有一定的抗剪切能力。
 

        间隔丝（纱）的垫纱角度可以根据产品的用途和织物的间隔距离进行调整， 这样可以改变织物的抗压弹性。间隔丝（纱）可以垂直排列，也可以交叉排列。最初间隔丝（纱）是垂直排列，即间隔丝（纱）几乎与织物的上下表面垂直；现在间隔丝（纱）通常采用交叉排列，即从织物的生产方向看， 间隔丝（纱）与织物的上下表面呈一定的角度。 当间隔丝 （纱） 采用编链组织编织时，间隔丝（纱）与表层织物几乎成90°。 间隔丝 （纱） 的这种排列能够更好地抵抗垂直于织物方向上的压力。但这种结构不稳定，当织物受到斜向或横向载荷（即受到剪切）时，间隔丝（纱）不会弯曲， 而是向一边倒伏（平行四边形的不稳定性），因此不能维持织物的间隔距离，如图4所示。通常间隔丝（纱）的角度约为45°。当只是用一把导纱梳时，这个角度也有利于导纱梳的反向垫纱。这时间隔丝（纱）呈V形排列（所有间隔纱呈X形排列），间隔丝（纱）与织物表层构成一个三角形，由于三角形具有稳定性，因此织物即使受到横向载荷时也能保持良好的稳定性和抗压弹性，保持一定的间隔距离，如图5所示。

        

 

        3.1.4 间隔距离
 

        间隔距离对织物的抗压弹性也有决定性的影响。有学者从理论上研究了间隔织物的抗压弹性，并推导了压应力与织物厚度的二次方倒数成正比的关系[5]。即是间隔距离越大，其抗压弹性越差；织物厚度增加时，为了获得较好的抗压弹性，单位面积上必须使用更多的间隔丝（纱），但这样会增加生产成本；使用较粗的间隔丝（纱）可以增加织物的抗压弹性和间隔层的稳定性，但是这样会使织物的表面变得粗糙，手感发硬。
 

        ​3.2 透气性
 

        经编间隔织物用于绷带、服装衬里、罩杯材料、运动鞋面料以及座椅面料等时，需要具有良好的透气性。在100 Pa的低压下对服用经编间隔织物的测试结果表明：织物的透气性取决于织物的厚度、间隔丝（纱）的面密度，以及织物的结构。相对轻薄的、稀松的或网眼的结构具有良好的透气性，透气量在1 578～2 328 mm3/ mm2·s之间；表面致密、间隔丝（纱）的面密度大的织物其透气量在420～1 360 mm3/ mm2·s之间。
 

        ​3.3 吸湿、导湿性
 

        织物的两个表面采用相同的组织结构，使用同种纤维，则织物的两个表面具有相同的吸湿性能；而一面使用天然纤维，另一面使用化学纤维的织物，使用天然纤维的一面能够很好地吸收水汽，并通过间隔丝的毛细效应将液体传递到织物的另一个表面，并散发到周围的空气中，如图6，因此这种织物具有良好的吸湿、导湿性能[6]。

         

        ​3.4 吸音、隔音性
 

        经编间隔织物还具有吸音、隔音性。如图7所示，织物设计成一面紧密， 一面轻薄。声波从轻薄壁传到紧密壁时，经过中间的消音层而使声强降低，由此起到吸音、隔音的作用。
 

        ​3.5 结构整体性和可成型性
 

        如果从环保的角度观察传统的发泡材料和粘合层合织物，其生产过程会造成环境污染，如采用热粘合方式与织物复合，则会加重污染。间隔织物的生产一步到位，无需复合或化学粘合过程，故可大大节省生产成本。另外，使用同一种材料也有利于废物回收。而且，与普通粘合层合织物不同，经编间隔织物的两个表层是由间隔丝（纱）连接在一起的，因此不会出现分层现象，具有良好的结构整体性。利用新技术可以生产出具有复杂外形的三维织物，如可使用于座椅的间隔织物边缘凸起。在织物的两面分别织入弹力纤维可提高其可模压性。相对来讲，采用该方法生产的立体模压成型产品不会产生折皱，原有的柔顺感也不会受到任何损伤。
 

 

4. 结语
 

        经编间隔织物可选择的间隔距离较大（可达1.5～150 mm）， 以满足不同织物厚度的要求；织物结构设计可能性大，功能性强，可有或多或少的弹性及持久的弹性回复性和抗压弹性、透通性（透气、透汽、透湿等）、隔音性等；合理的加工技术，一次成型，可省去缝合、复合等工序；织物可循环使用，废物处理容易，不易污染环境。由于其特有的透通性、抗震性、过滤性及抗压弹性等机械物理性能和服用性能，使其在纺织的3大领域中应用越来越成熟和完善，再加上经编工艺的高效率，优越的劳动条件及电子计算机的应用， 可以预期目前开发经编间隔织物会进一步完善和发展，新的产品应用会进一步扩展到其它各个领域。