第一节 纬编与纬编针织物
一、纬编与纬编针织物的一般概念
纬编作为针织技术的两大类之一，是指一根或若干根纱线从纱筒上引出，沿着纬向顺序地垫放在纬编针织机各相应的织针上形成线圈，并在纵向相互串套形成纬编针织物（weft knitted fabric）。
图1-1 线圈几何形态图
线圈(loop)是组成针织物的基本结构单元,几何形态呈三维弯曲的空间曲线，如图1-1所示。在图1-2所示的纬编线圈结构图中，线圈由圈干1—2—3—4—5和沉降弧（sinker loop）5—6—7组成，圈干包括直线部段的圈柱（leg）1—2与4—5和针编弧（needle loop）2—3—4。线圈有正面与反面之分，凡线圈圈柱覆盖在前一线圈圈弧之上的一面，称为正面线圈，如图1-3（1）所示；而圈弧覆盖在圈柱之上的一面，称为反面线圈，如图1-3（2）所示。
图1-2 纬编线圈结构图
图1-3 正面线圈与反面线圈
在针织物中，线圈沿织物横向组成的一行称为线圈横列(course)，沿纵向相互串套而成的一列称为线圈纵行(wale)。纬编针织物的特征是：每一根纱线上的线圈一般沿横向配置，一个线圈横列由一根或几根纱线的线圈组成。
在线圈横列方向上，两个相邻线圈对应点之间的距离称圈距，用A表示。在线圈纵行方向上，两个相邻线圈对应点之间距离称圈高，用B表示。
根据编织时针织机采用的针床数量，纬编针织物可分为单面和双面两类。单面针织物采用一个针床编织而成，特点是织物的一面全部为正面线圈，而另一面全部为反面线圈，织物两面具有显著不同的外观。双面针织物采用两个针床编织而成，其特征为针织物的任何一面都显示有正面线圈。
一般说来，纬编针织物的延伸性和弹性较好，多数用作服用面料，还可直接加工成半成形和全成形的服用与产业用产品。
二、纬编针织物的形成
（一）织针
纬编针织物的形成，需要借助针织机中的织针（needle）和其他相关机件来完成。织针在成圈过程起着重要的作用。常用的织针分为舌针(latch needle)、复合针（compound needle，又称槽针）和钩针（bearded needle, 又称弹簧针—spring needle）三种。
1.舌针 纬编针织机的舌针如图1-4（1）所示。它采用钢带或钢丝制成，包括针杆1、针钩2、针舌3、针舌销4和针踵5几部分。针钩用以握住纱线，使之弯曲成圈。针舌可绕针舌销回转，用以开闭针口。针踵在成圈过程中受到其他机件的作用，使织针在针床的针槽内往复运动。舌针各部分的尺寸和形状，随针织机的类型的不同而有差别。由于舌针在成圈中是依靠线圈的移动，使针舌回转来开闭针口，因此成圈机构较为简单。目前，舌针用于绝大多数纬编机和少数经编机。
图1-4 舌针、复合针和钩针
2.复合针 复合针的构型如图1-4（2）所示，由针身1和针芯2两部组成。针身带有针钩，且在针杆侧面铣有针槽。针芯在槽内作相对移动以开闭针口。采用复合针，在成圈过程中可以减小针的运动动程，有利于提高针织机的速度，增加针织机的成圈系统数；而且针口的开闭不是由于旧线圈的作用，因而形成的线圈结构较均匀。目前，复合针广泛应用于经编机。
3.钩针 图1-4（3）显示了钩针的结构。它采用圆形或扁形截面的钢丝制成，端头磨尖后弯成钩状，每根针为一个整体。其中1为针杆，在这一部段上垫纱。5为针踵，使针固定在针床上。2为针头，3为针钩，用于握住新纱线，使其穿过旧线圈。在针尖6的下方针杆上有一凹槽4，称为针槽，供针尖没入用。针尖与凹槽之间的间隙称为针口，它是纱线进入针钩的通道。针钩可借助压板使针尖压入针槽内，以封闭针口。当压板移开后，针钩依靠自身的弹性恢复针口开启，因此钩针又称弹簧针。由于在采用钩针的针织机上，成圈机构比较复杂，生产效率较低；同时在闭口过程中，针钩受到的反复载荷作用易引起疲劳，影响钩针的使用寿命；所以目前钩针只用于少数机型较早的针织机，已趋于淘汰。
（二）成圈过程
1.舌针的成圈过程 舌针的成圈过程（knitting cycle）如图1-5所示，一般可分为以下八个阶段。
图1-5 舌针的成圈过程
（1）退圈（clearing）。舌针从低位置上升至最高点,旧线圈从针钩内移至针杆上，如图1-5中针1～5。
（2）垫纱（yarn feeding）。舌针下降，从导纱器引出的新纱线a垫入针钩下，如图1-5中针6～7。
（3）闭口（latch closing）。随着舌针的下降，针舌在旧线圈的作用下向上翻转关闭针口，如图1-5中针8～9。这样旧线圈和即将形成的新线圈就分隔在针舌两侧，为新纱线穿过旧线圈作准备。
（4）套圈（landing，casting-on）。舌针继续下降，旧线圈沿着针舌上移套在针舌外，如图1-5中针9。
（5）弯纱（sinking）。舌针的下降使针钩接触新纱线开始逐渐弯纱，并一直延续到线圈最终形成，如图1-5中针9～10。
（6）脱圈（knocking-over）。舌针进一步下降使旧线圈从针头上脱下，套到正在进行弯纱的新线圈上，如图1-5中针10。
（7）成圈（loop formation）。舌针下降到最低位置形成一定大小的新线圈，如图1-5中针10。
（8）牵拉（taking-down）。借助牵拉机构产生的牵拉力，将脱下的旧线圈和刚形成的新线圈拉向舌针背后，脱离编织区，防止舌针再次上升时旧线圈回套到针头上，为下一次成圈做准备。
就针织成圈方法而言，按照上述顺序进行成圈的过程称之为编结法成圈。
2.钩针的成圈过程 钩针的成圈过程如图1-6所示，也可分为以下八个阶段。
图1-6 钩针的成圈过程
（1）退圈。借助专用的机件，将旧线圈从针钩中向下移到针杆的一定部位上，使旧线圈b同针槽c之间具有足够的距离，以供垫放纱线用，如图1-6中针1。
（2）垫纱。通过导纱器和针的相对运动，将新纱线a垫放到旧线圈b与针槽c之间的针杆上，如图1-6中针1～2。
（3）弯纱。利用弯纱沉降片，把垫放到针杆上的纱线弯曲成一定大小的未封闭线圈d，并将其带入针钩内，如图1-6中针2～5。
（4）闭口。利用压板将针尖压入针槽，使针口封闭，以便旧线圈套上针钩，如图1-6中针6。
（5）套圈。在针口封闭的情况下，由套圈沉降片将旧线圈上抬，迅速套到针钩上。而后针钩释压，针口即恢复开启状态，如图1-6中针6～7。
（6）脱圈。受脱圈沉降片上抬的旧线圈从针头上脱落到未封闭的新线圈上，如图1-6中针10～11。
（7）成圈。脱圈沉降片继续将旧线圈上抬，使旧线圈的针编弧与新线圈的沉降弧相接触，以形成一定大小的新线圈，如图1-6中针12所示。
（8）牵拉。借助牵拉机构产生的牵拉力，使新形成的线圈离开成圈区域，拉向针背，以免在下一成圈循环进行退圈时，发生旧线圈重套到针上的现象。
按照上述顺序进行成圈的过程称为针织法成圈。通过比较可以看出，编结法和针织法成圈过程都可分为八个相同的阶段，但弯纱的先后有所不同。编结法成圈，弯纱是在套圈之后并伴随着脱圈而继续进行；而针织法成圈，弯纱是在垫纱之后进行。
复合针成圈过程所包含的阶段以及顺序，都与舌针相同。有关内容将在后续章节介绍。
三、针织物的主要参数与性能指标
（一）线圈长度
线圈长度是指组成一只线圈的纱线长度，一般以毫米（mm）作为单位。线圈长度可根据线圈在平面上的投影近似地进行计算而得；或用拆散的方法测得组成一只线圈的实际纱线长度；也可以在编织时用仪器直接测量喂入每只针上的纱线长度。
线圈长度不仅决定针织物的密度，而且对针织物的脱散性、延伸性、耐磨性、弹性、强力、抗起毛起球性、缩率和勾丝性等也有重大影响，故为针织物的一项重要指标。
在生产中若条件许可，在针织机上应采用积极式送纱装置以固定速度进行喂纱，来控制针织物的线圈长度，使其保持恒定，以稳定针织物的质量。
（二）密度
密度用来表示在纱线细度一定的条件下，针织物的稀密程度。密度有横密、纵密和总密度之分。纬编针织物的横密是沿线圈横列方向，以单位长度（一般是5cm）内的线圈纵行数来表示。纵密为沿线圈纵行方向，以单位长度（一般是5cm）内的线圈横列数来表示。总密度是横密与纵密的乘积，等于25cm2内的线圈数。横密、纵密和总密度可以按照下式计算：
式中：PA——针织物横密，纵行/5cm；
PB——针织物纵密，横列/5cm；
A——圈距，mm；
B——圈高，mm；
P——总密度，线圈/25cm2。
需要注意的是，两种或几种针织物所用纱线细度不同，仅根据实测密度大小并不能准确反映织物的实际稀密程度（即空隙率多少）；只有在纱线细度相同的情况下，密度较大的织物显现较稠密，而密度较小的织物则较稀松。
针织物的横密与纵密的比值，称为密度对比系数C。它表示线圈在稳定状态下，纵向与横向尺寸的关系，可用下式计算：
密度对比系数反映了线圈的形态，C值越大，线圈形态越是瘦高；C值越小，则线圈形态越是宽矮。
由于针织物在加工过程中容易受到拉伸而产生变形，因此针织物尺寸（即密度）不是固定不变的，这样就将影响实测密度的正确性。因而在测量针织物密度前，应该将试样进行松弛，使之达到平衡状态（即针织物的尺寸基本上不再发生变化），这样测得的密度才具有实际可比性。
（三）未充满系数和紧度系数
未充满系数为线圈长度与纱线直径的比值，即：
式中：δ——未充满系数；
l——线圈长度，mm；
d——纱线直径，mm，可通过理论计算或实测求得。
未充满系数反映了织物中未被纱线充满的空间多少，可用来比较针织物的实际稀密程度。线圈长度愈长，纱线愈细，则未充满系数值愈大，织物中未被纱线充满的空间愈多，织物愈是稀松，反之则反。
另一种表示和比较针织物的实际稀密程度的参数为紧度系数。紧度系数定义如下：
式中：TF——紧度系数；
Tt——纱线线密度，tex；
l ——线圈长度，mm。
由上式可见，纱线越粗（Tt越大），线圈长度越短，紧度系数越大，织物愈是紧密。也即针织物的实际稀密程度与紧度系数的关系正好与未充满系数相反。
（四）单位面积重量
针织物单位面积重量又称织物面密度，用1m2干燥针织物的重量（g）来表示。当已知了针织物的线圈长度l（mm）、纱线线密度Tt(tex)、横密PA和纵密PB、纱线的回潮率W时，织物的单位面积重量Q(g/m2)可用下式求得：
单位面积重量是考核针织物的质量和成本的一项指标，该值越大，针织物越密实厚重，但是耗用原料越多，织物成本将增加。
（五）厚度
针织物的厚度取决于组织结构、线圈长度和纱线细度等因素，一般可用纱线直径的倍数来表示。
（六）脱散性
指当针织物纱线断裂或线圈失去串套联系后，线圈与线圈的分离现象。当纱线断裂后，线圈沿纵行从断裂纱线处脱散下来，就会使针织物的强力与外观受到影响。针织物的脱散性是与它的组织结构、纱线摩擦系数与抗弯刚度、织物的未充满系数等因素有关。
（七）卷边性
指针织物在自由状态下布边发生包卷的现象。这是由线圈中弯曲线段所具有的内应力试图使线段伸直所引起的。卷边性与针织物的组织结构、纱线弹性、细度、捻度和线圈长度等因素有关。针织物的卷边会对裁剪和缝纫加工造成不利影响。
（八）延伸度
指针织物受到外力拉伸时的伸长程度和特性。延伸度可分为单向延伸度和双向延伸度两种，与针织物的组织结构、线圈长度、纱线细度和性质有关。
（九）弹性
指当引起针织物变形的外力去除后，针织物形状与尺寸回复的能力。它取决于针织物的组织结构与未充满系数，纱线的弹性和摩擦系数。
（十）断裂强力和断裂伸长率
在连续增加的负荷作用下，至断裂时针织物所能承受的最大负荷称断裂强力。断裂时的伸长与原始长度之比，称断裂伸长率，用百分率表示。
（十一）缩率
指针织物在加工或使用过程中长度和宽度的变化。可由下式求得：
式中：Y——针织物缩率；
H1——针织物在加工或使用前的尺寸；
H2——针织物在加工或使用后的尺寸。
针织物的缩率可有正值和负值，如在横向收缩而纵向伸长，则横向缩率为正，纵向缩率为负。缩率又可分为织造下机缩率、染整缩率、水洗缩率以及在给定时间内弛缓回复过程的缩率等。
（十二）勾丝与起毛起球
针织物中的纤维或纱线被外界物体所勾出在表面形成丝环，这就是勾丝。当织物在穿着和洗涤过程中不断经受摩擦而使纤维端露出在表面，称为起毛。若这些纤维端在以后的穿着中不能及时脱落而相互纠缠在一起揉成许多球状小粒，称为起球。针织物的起毛起球与使用的原料性质、纱线与织物结构、染整加工以及成品的服用条件等有关。