第一节 纬编针织物的设计要素

纬编针织产品可以分成匹布类（fabric）和成形衣坯类（garment）。主要设计要素包括原料、色彩和图案、织物结构、编织工艺、染整工艺和成衣工艺等。这里不讨论染整工艺和成衣工艺。

一、原料选择

原料是生产优质产品的最基本要素，也是产品设计首先要考虑的问题。产品原料决定了产品的风格、品质、用途和市场定位，也决定了产品的成本和效益。产品原料的选择包括纤维和纱线的种类、纱线的线密度等。

（一）纤维的种类

针织产品所用纤维种类很多，通常可分为天然纤维、再生纤维和合成纤维三大类。

1.天然纤维 天然纤维一直是我国针织工业的主要原料。在充分利用好常规天然纤维原料的基础上，人们也在不断挖掘和开发利用一些新型的天然纤维原料。

（1）棉纤维。在针织工业中，应用最多的天然纤维是棉纤维。棉纤维为天然纤维素纤维，其纤维柔软、吸湿性好、保暖性好，可纺制较细的纱线，对皮肤不会产生不适的感觉，因而主要用于针织内衣，如汗布、棉毛布、绒布、毛圈织物等各种贴身服用的针织产品。棉纱可分为普梳纱和精梳纱，由于精梳纱具有条干均匀、强度高、毛羽少等优点，所制成的产品档次较高，是棉针织用纱的发展方向。为了改善棉纤维的性能，人们还通过对它进行丝光和烧毛处理，生产高档的T恤衫面料。针织用棉纱和机织用棉纱在要求上有所不同，一般在有条件的情况下应该用专纺纱。不同用途的棉针织产品对棉纱品质指标的要求也不尽相同。

（2）毛纤维。天然动物毛发纤维用于针织的主要有绵羊毛、山羊绒、驼绒、牦牛绒和兔毛等。除了少量在圆机上生产匹布产品外，大部分用于在横机上生产成形毛衫类产品，一般统称为羊毛衫。

绵羊毛是主要的羊毛衫原料。绵羊毛纤维弹性好，吸湿性强，保暖性好，不易沾污，光泽柔和。精梳毛纱短纤维含量少，毛纤维长度较长，纤维的平行伸直度好，纱线条干均匀、强力高，可编织质地紧密、布面平整光滑、纹路清晰的羊毛衫产品。

山羊绒是一种贵重的纺织原料。羊绒纤维因其没有髓质层，鳞片边缘光滑，线密度低，所以具有细、轻、软、糯的特点，保暖性好，成为毛针织行业的高档原料。

其他如牦牛绒、驼绒等虽然不及山羊绒贵重，但也具有优良的外观效果和服用性能，也是毛针织行业的高档原料。

（3）丝纤维。天然蚕丝纤维是高档纺织原料，也是我国的特产之一。其制品具有轻薄柔软、光泽柔和、手感丰满、吸湿透气和飘逸华丽的风格，穿着舒适。蚕丝织物在相互摩擦时所产生的“丝鸣”效果也是丝针织品的一大特色。针织品使用的蚕丝按品种分主要有桑蚕丝和柞蚕丝。桑蚕丝比柞蚕丝纤细、柔软、色白，而柞蚕丝则更坚牢和耐酸碱等腐蚀。在针织生产中所用的蚕丝原料现在主要以混纺为主。

（4）麻纤维。麻纤维是一种韧皮纤维，其种类较多，在针织中应用较多的主要是苎麻和亚麻。麻纤维吸湿好，放湿快，热传导大，不易产生静电，散热迅速，穿着凉爽，出汗后不粘身，较耐水洗，耐热性好。但麻纤维的柔软性差、抗皱性差、穿着有刺痒感。另外，麻纤维由于抱合力差、毛羽长、纤维取向度高、结晶度高、刚性大、断裂伸长小、拉伸初始模量大，使纱线不易弯曲，可编织性差，故其在针织中的应用受到限制。因此，在针织生产时必须对其进行必要的变性和柔软处理，在编织时上蜡或用其他软化剂，以降低其摩擦因数和抗弯刚度，以利编织。

2.再生纤维 再生纤维是采用天然聚合物为原料，经加工而再生制得的。近年来发展很快，种类很多，这里仅举几例。

（1）天丝纤维。天丝具有棉纤维的吸湿和舒适性，真丝的滑爽、悬垂、光泽、手感和透气性。它具有比黏胶纤维更高的湿强度。天丝纤维具有柔和的触感和适中的弹性，吸湿快干、透气，悬垂性好，是一种结合了天然纤维和化学纤维优点的环保型纤维素纤维。

（2）莫代尔（Modal）纤维。莫代尔纤维是由山毛榉木浆粕制成。莫代尔纤维的强力和吸湿溶胀性能介于黏胶纤维与棉纤维之间，强力要好于黏胶纤维，吸湿溶胀性能要低于黏胶纤维，但远远高于棉，比棉纤维高出50%。

（3）竹纤维。竹纤维有竹浆纤维和竹原纤维两种类型。目前应用较多的是竹浆纤维，它是一种利用竹浆粕纺制成的纤维素纤维。竹纤维具有较高的强度，良好的耐磨性、褶皱恢复性和尺寸稳定性；面料手感好、柔软、悬垂性好、舒适性好，具有优良的吸湿、放湿性和透气性，穿着凉爽舒适；具有良好的抗菌防臭性以及抗紫外性能。竹纤维染色性能优良，光泽亮丽。

3.合成纤维 用于服用和装饰用产品的合成纤维主要有常规的涤纶、锦纶、腈纶、维纶、丙纶、氨纶等，另外还有一些用于产业用纺织品的高性能纤维，如碳纤维、芳纶等。

（二）纱线的种类

针织纱线按其形态或加工方法可分为短纤维纱线和长丝。短纤维纱线包括天然纤维、再生纤维、合成纤维及其混纺纱，根据纤维长度不同，混纺纱可分为棉型纤维混纺纱、毛型纤维混纺纱和中长型纤维混纺纱。长丝有直丝和变形丝两大类，变形丝比直丝有更好的编织性能和服用性能。因此，在针织中大量使用的是变形丝，如高弹锦纶变形丝、低弹涤纶变形丝和腈纶膨体纱等。

（三）纱线的线密度

纱线的线密度（Tt）是表示纱线粗细的指标，法定计量单位为特克斯（tex）。但在针织生产中，棉及其混纺纱传统上用英制支数（N_e）表示，毛及其混纺纱传统上用公制支数（N_m）表示，而各种长丝用旦数（D）表示。线密度与其他表示方法之间的关系是：

针织用纱线的线密度要求较为严格，因为它不仅影响到产品的品质、用途和成本，而且还直接影响到编织的可靠性。一定机号的针织机所能加工的最粗纱线线密度取决于针钩的大小和针与针槽的间隙，所能加工的最细纱线在机器上不受限制，而取决于织物的品质。

1.用加工系数估算机号和所能加工的纱线线密度 根据推导，针织机所能加工的纱线线密度与机号之间的关系通常可表示为：

式中：Tt——纱线线密度，tex；

K_t——加工系数；

G——机号，针/25.4mm。

一般纬平针织物的加工系数K_t可取7000～11000。如无特殊说明，本书中的机号都是指25.4mm（1英寸）中的针数，用Ex表示，如机号为12针/25.4mm，则用E12表示。

2.用织物密度估算针织机机号 在实际生产中，也可以通过布样来确定加工它所采用的针织机机号。对于常规产品可以用下面的经验公式来估算：

式中：G——机号，针/25.4mm；

P_A——织物横密，纵行/5cm。

（四）纱线的捻度和捻向

纱线单位长度内的捻回数称为捻度。特数制捻度以10cm纱线长度内的捻回数表示；英制支数制捻度以1英寸纱线长度内的捻回数表示；公制支数制捻度以1m纱线长度内的捻回数表示。我国棉型纱线采用特数制捻度，精梳毛纱和化纤长丝采用公制支数制捻度。

捻度对针织生产加工和织物性能及风格都有很大影响。对于短纤纱，加捻可以使纱线强度增加，毛羽减少，不易断头和产生破洞。但过高的捻度会使纱线变硬，在加工时容易扭结，不易弯曲成圈，所形成的织物手感发硬，单面织物线圈歪斜严重，卷边加剧。除特殊产品外，一般针织用棉纱最大以不超过100捻/10cm为宜。化纤混纺纱因纤维强度较棉高，捻度可低些。不同产品对捻度的要求也不尽相同。棉毛布要求柔软蓬松、保暖性好，捻度要小一些；起绒织物的绒纱为了起绒顺利，捻度还可再小些。变形长丝理论上可以不用加捻，但没有捻度时，织物容易起毛起球和勾丝，因此，最好稍加捻度。

纱线的捻向影响到单面织物的线圈歪斜方向。在某些产品中，线圈向一个方向的歪斜会造成成形衣坯的扭曲和变形。因此，在袜子和无缝内衣等产品中，有时要采用两种不同捻向的纱线隔路交替进行编织。

二、织物结构设计

针织物的结构设计，就是根据产品用途选择相应的组织结构，以满足不同的性能要求，如保暖性、透气性、强度、弹性和美观等。并应在此前提下，使生产成本降低，编织效率提高，具有较好的经济效益。

针织物可分为纬编织物和经编织物。纬编织物和经编织物的形成方法不同，织物结构与性能也有所不同。纬编针织物的纱线是沿纬向喂入织针形成织物，因此易于形成横向条纹状外观效果。此外，纬编针织物可以形成平面、凹凸、网眼、毛圈和绒类等外观效应，还可以形成三维和成形结构。

三、色彩和图案设计

对于色织物，在设计时还要考虑织物的色彩和图案。

色彩是服装的灵魂。色彩给人的印象最直接、最深刻，它是最重要的第一服饰语言。人们欣赏或选择一件服饰用品，首先观察到的是其色彩，正所谓“远看色彩近看花”“七分颜色三分花”，这充分说明了色彩在服饰用品中的重要性。

针织物图案的形成主要有三种方式：在编织过程中形成，在染整过程中形成，在缝制过程中形成。这里主要介绍在编织过程中所形成的图案。

编织形成的图案分为结构类图案和色彩类图案。所谓结构类图案，就是通过不同组织结构变化产生诸如网眼、凹凸、褶裥、波纹等花型效果，所形成的织物可以是单色的，也可以是多色的。色彩类图案则是通过不同颜色的色纱按照某种图案要求进行编织，产生花型效应。当然，也可以将两者结合在一起形成图案。

在编织过程中所形成的花型受编织条件和用途的制约，因此，在考虑外观效果的同时，还要考虑其工艺可能性和使用要求。针织物所编织的图案主要有如下三种形式。

1.独幅图案 独幅图案具有很强的装饰性，一般由电脑提花圆机、电脑提花横机和电脑提花袜机等编织而成。主要用于窗纱、窗帘、坐垫、头巾、床罩和汽车坐套等。

2.散点排列图案 散点排列图案是在针织品生产中常用的连续图案的构图方法，即把花形的配置以定点的方式排列，发展成四方连续的图案。在图案设计中，要求一个完全组织图案的边缘设计合理，从而产生整体花形效果。

3.点缀型图案 点缀型图案多用于无缝内衣、羊毛衫、袜品的编织。这类图案一般以各种动物、人物及生活场景作为图案，给人以生动、活泼、新鲜的感觉。

四、工艺设计

（一）线圈长度和密度

1.线圈长度 针织物的线圈长度指组成一个线圈所用纱线的长度，一般以毫米（mm）为单位，是影响织物编织、性能和品质的最重要因素，从织物品质角度考虑，线圈长度的大小取决于纱线的线密度，通常通过织物的未充满系数和编织密度系数反映出来。

针织物的未充满系数f用线圈长度与纱线直径的比值来表示，即：

式中：l——线圈长度，mm；

d——纱线直径，mm。

未充满系数越大，织物越稀松；未充满系数越小，织物越密实。一般纬平针织物的未充满系数为20～21。

针织物的编织密度系数CF（cover factor）又称覆盖系数、紧度系数，它反映了纱线线密度与线圈长度之间的关系，用公式表示为：

在国际羊毛局的纯羊毛标志标准中，纯羊毛纬平针织物的编织密度系数应≥1。编织密度系数因原料和织物结构不同而不同，但一般都在1.5左右。织物的编织密度系数越大，织物越密实；编织密度系数越小，织物越稀松。

2.密度 在实际生产中常用横密和纵密来反映织物的稀密程度，它们分别用沿线圈横列方向和纵行方向规定长度内的线圈数表示。圆机产品一般织物比较轻薄，密度较大，用每5cm内的线圈数表示；横机产品一般机号较低，织物密度较稀，常用每10cm内的线圈数表示。由于针织物在生产加工中受到各种拉伸极易变形，织物处于不稳定状态，因此，下机后的密度和成品密度往往是不一致的。成品密度和下机密度之间的差异称为密度缩率，可用公式表示为：

式中：μ——密度缩率；

P_c——成品密度（线圈数/规定长度）；

P_x——下机密度（线圈数/规定长度）。

线圈圈高和线圈圈距的比例反映了线圈的形态，它们之间的比例关系用密度对比系数C表示，即：

式中：A——线圈圈距，mm；

B——线圈圈高，mm；

P_A——线圈横密（纵行/规定长度）；

P_B——线圈纵密（横列/规定长度）。

对某种特定原料和组织结构的织物，在平衡状态下，织物中的线圈都有一个稳定的形态和密度对比系数，此时织物的变形最小。一般汗布织物的C取0.76～0.85，棉毛织物的C取0.80～0.95；衬垫织物的C取0.77～0.89，单面羊毛衫织物的C取0.6～0.8。

有些地方和企业，也用表示密度对比系数，记作，实际上R是C的倒数，它大于1，便于记忆，有的称R为线圈形态系数。

（二）织物单位面积质量

针织物单位面积质量既是反映针织物织造成本的一个重要指标，也是影响织物性能和品质的重要指标。它与线圈长度、纱线线密度和织物的密度有关，在公定回潮率下，织物的单位面积质量可以用下式得出：

Q=4×10^-4lP_AP_BTt

式中：Q——单位面积质量，g/m²；

P_A——横密（纵行/5cm）；

P_B——纵密（横列/5cm）；

l——线圈长度，mm。

织物的单位面积干燥质量由下式得出：

式中：Q′——单位面积干燥质量，g/m²；

W——公定回潮率。

在羊毛衫等计件产品生产中，常使用衣服的单件质量而不是单位面积质量。

（三）织物幅宽

针织物的幅宽取决于参加编织的针数和织物的横密。对于针织圆机织物，其幅宽可由下式计算：

式中：W——成品布幅宽，cm；

N——针筒针数；

P_A——成品横密，纵行/5cm；

G——机号，针/25.4mm；

D——针筒直径，英寸。