張 萌， 周 赳

(浙江理工大學(xué) 浙江省絲綢與時(shí)尚文化研究中心， 浙江 杭州 310018)

雙層結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)提花織物正反面均呈現(xiàn)織紋和色彩效果的一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，附加線接結(jié)方法是通過添加一組紗線分別和表、里層交織實(shí)現(xiàn)連接表里層的作用[1]，相較自身接結(jié)和表里換層2種方法，附加線接結(jié)方法的工藝復(fù)雜度更高，但所呈現(xiàn)的織物正反面效果沒有提升，導(dǎo)致其應(yīng)用率不高。由于附加線的添加為雙層結(jié)構(gòu)增加了更多可能性，并且可作為織物品種開發(fā)的一種設(shè)計(jì)手段[2-3]，因此，針對附加線接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究對于紡織類產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有一定的理論和實(shí)踐指導(dǎo)意義。附加線接結(jié)方法中的附加線有附加經(jīng)線和附加緯線之分，前者為了保證經(jīng)紗張力均勻順利織造，多數(shù)情況下需要雙經(jīng)軸的支持[4]，而后者可避免經(jīng)軸浪費(fèi)和織機(jī)占用，在操作性和經(jīng)濟(jì)性上都優(yōu)于前者。

本文主要以附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)為研究對象，研究其結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，提升織物表面呈現(xiàn)效果，降低工藝復(fù)雜度，提高其在紡織品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用率，利用雙層結(jié)構(gòu)中附加紗線的結(jié)構(gòu)層次性為紡織類產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供參考。

1 設(shè)計(jì)原理

傳統(tǒng)的雙層結(jié)構(gòu)是通過單一平面設(shè)計(jì)模式完成的，其設(shè)計(jì)本質(zhì)是：正面和反面圖案通過與單一組織替換分別形成表層結(jié)構(gòu)和里層結(jié)構(gòu)[5]，為兩面色彩重疊部分的表組織和里組織設(shè)計(jì)接結(jié)組織，形成由雙層組織組成的雙層結(jié)構(gòu)，其中雙層組織的數(shù)量少于或等于正反面圖案顏色數(shù)的乘積。附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)本質(zhì)同理：是由不多于正反面圖案顏色數(shù)乘積的附加緯接結(jié)雙層組織組合而成[6-7]，如圖1所示?？椢镎疵鎴D案精細(xì)度的提高無疑會(huì)增加附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作量，并且由于組織配合以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素影響，不僅會(huì)拉長附加緯接結(jié)雙面提花織物的設(shè)計(jì)周期，還會(huì)使設(shè)計(jì)出錯(cuò)率升高，增加返修次數(shù)，提高設(shè)計(jì)和織造成本。

圖1 附加緯接結(jié)雙層組織Fig.1 Double-layer weave with central weft stitching.(a) Weave diagram with central weft stitching; (b) Upper layer weave; (c) Lower layer weave; (d) Weft profile

分層組合設(shè)計(jì)模式是根據(jù)印刷原理形成的提花織物設(shè)計(jì)方法，其特點(diǎn)是組織具有系統(tǒng)性，即具有相同的組織循環(huán)、組織飛數(shù)等性質(zhì)的一系列變化組織，能夠從結(jié)構(gòu)本質(zhì)上解決組織間的配合以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題。在分層組合式的設(shè)計(jì)模式干預(yù)下，雙層提花結(jié)構(gòu)的表層結(jié)構(gòu)和里層結(jié)構(gòu)脫離了互相作用和影響的設(shè)計(jì)機(jī)制，二者的設(shè)計(jì)保持相互獨(dú)立[8-9]。應(yīng)用全顯色組織的雙層結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)織物正反面的織紋和色彩呈現(xiàn)多彩暈紋的效果，自身接結(jié)組織的通用性使雙面提花織物的設(shè)計(jì)效率得到有效提高[10]。本文將在分層組合式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式下，研究附加緯接結(jié)的雙面效果提花織物設(shè)計(jì)原理和方法，使附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)在雙面提花織物設(shè)計(jì)應(yīng)用中能夠提升織紋色彩效果和設(shè)計(jì)效率，充分發(fā)揮其結(jié)構(gòu)優(yōu)勢,為雙面提花織物新品種的開發(fā)提供更多的設(shè)計(jì)思路和方法。

提升附加緯接結(jié)雙面提花織物織紋色彩效果和設(shè)計(jì)效率的關(guān)鍵均在于附加緯接結(jié)雙層提花結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，參考自身接結(jié)雙面提花織物設(shè)計(jì)，分層組合設(shè)計(jì)和影光組織能夠有效提升織物正反面的織紋和色彩效果，接結(jié)組織的通用性可以降低雙層結(jié)構(gòu)的工藝難度、提升設(shè)計(jì)效率，因此,對于附加緯接結(jié)雙面提花織物而言，在分層組合的設(shè)計(jì)模式中，用于附加緯接結(jié)雙層提花織物結(jié)構(gòu)的影光組織設(shè)計(jì)以及具有通用性的附加緯接結(jié)組織設(shè)計(jì)是本文研究的關(guān)鍵所在。

影光組織和接結(jié)組織不是相互獨(dú)立設(shè)計(jì)完成的，二者之間相互關(guān)聯(lián)、相互影響，影光組織的系統(tǒng)性是通用型接結(jié)組織的設(shè)計(jì)前提，而雙層結(jié)構(gòu)對于接結(jié)組織的不同需求會(huì)對影光組織產(chǎn)生相應(yīng)的影響。全顯色組織作為影光組織的一種，能夠使所有紗線相互不遮蓋，全部顯露于織物表面，隨著組織的影光變化能夠有效提升織物表面的織紋和色彩效果，因此本文延續(xù)將全顯色組織應(yīng)用在附加緯接結(jié)雙面提花織物設(shè)計(jì)中，保持其具有相同組織循環(huán)、組織飛數(shù)等特點(diǎn)，為附加緯接結(jié)組織的設(shè)計(jì)建立好前提條件。通用型附加緯接結(jié)組織是提升附加緯接結(jié)雙面提花織物設(shè)計(jì)效率的關(guān)鍵，不管表里層組織為了表現(xiàn)不同色彩效果而如何變化，附加緯接結(jié)組織均需滿足表里層結(jié)構(gòu)的接結(jié)作用。

附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)的表里層全顯色組織和附加緯接結(jié)組織間的關(guān)系是：表里層結(jié)構(gòu)的經(jīng)緯浮長在不斷變化的情況下保持有固定的浮長用于遮蓋附加緯紗在織物正反面的接結(jié)組織點(diǎn)。固定浮長是為了兼顧后續(xù)的附加緯接結(jié)組織設(shè)計(jì)，使其滿足1組設(shè)計(jì)即可通用于雙層結(jié)構(gòu)全部接結(jié)的原則，保證雙面效果提花織物的設(shè)計(jì)效率。同時(shí)，表里層結(jié)構(gòu)上固定浮長的存在，即該定量組織點(diǎn)不能變化，不能成為全顯色組織影光變化中的一部分，會(huì)對全顯色組織的影光級(jí)別產(chǎn)生一定影響。

在全顯色組織基礎(chǔ)上設(shè)置固定浮長組織點(diǎn)需遵循2個(gè)原則：一是不可與全顯色組織中的關(guān)鍵組織點(diǎn)設(shè)計(jì)相悖，因?yàn)殛P(guān)鍵組織點(diǎn)是其滿足全顯色結(jié)構(gòu)特征的條件；二是固定浮長組織點(diǎn)應(yīng)為緯向連續(xù)的組織點(diǎn)集合，因?yàn)楦郊泳暭喸诳椢镎疵娴慕豢楛c(diǎn)均為緯組織點(diǎn)，經(jīng)向固定浮長沒有實(shí)際意義。

總之，基于分層組合設(shè)計(jì)模式和全顯色組織的附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需同時(shí)滿足以下3個(gè)條件：1)表層和里層均呈現(xiàn)全顯色結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，織物正反面能夠表現(xiàn)多彩暈紋的圖案和色彩效果；2)附加緯接結(jié)組織具有規(guī)則性和統(tǒng)一性，在保證設(shè)計(jì)效率的同時(shí)滿足大批量生產(chǎn)技術(shù)要求；3)在織物兩面影光變化的情況下，能夠遮蓋附加緯紗在正反面的交織接結(jié)點(diǎn)，所有經(jīng)紗和緯紗的顏色選擇無限制。

2 設(shè)計(jì)方法

為了區(qū)別于自身接結(jié)雙層提花結(jié)構(gòu)的組合全顯色組織，將本文中用于附加緯接結(jié)雙面效果提花織物設(shè)計(jì)的全顯色組織稱為可遮蓋全顯色組織，此處的可遮蓋是指可以遮蓋附加緯紗。可遮蓋全顯色組織設(shè)計(jì)流程如圖2所示。結(jié)合全顯色組織的基本特征設(shè)置固定浮長組織點(diǎn)，該固定浮長組織點(diǎn)的集合稱為可遮蓋組織，分別是用于表層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可遮蓋組織A和用于里層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可遮蓋組織B；基本組織和可遮蓋組織A形成可遮蓋基本組織，全顯色技術(shù)點(diǎn)和可遮蓋組織B形成可遮蓋全顯色技術(shù)點(diǎn)，在基本組織、可遮蓋基本組織、全顯色技術(shù)點(diǎn)和可遮蓋全顯色技術(shù)點(diǎn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)用于附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)的可遮蓋全顯色組織；2個(gè)附加緯接結(jié)組織分別在可遮蓋組織A和可遮蓋組織B的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖2 可遮蓋全顯色組織設(shè)計(jì)流程Fig.2 Design process of covered full-color weave

2.1 可遮蓋組織設(shè)置

由于全顯色組織的基本特性一致，因此基本組織和全顯色技術(shù)點(diǎn)的設(shè)置原則和設(shè)計(jì)方法與組合全顯色組織中的相同[9]。本文提出的設(shè)計(jì)方法以16枚5飛緯緞為例進(jìn)行說明，基本組織和全顯色技術(shù)點(diǎn)如圖3所示。全顯色技術(shù)點(diǎn)B的設(shè)計(jì)方法是將基本組織A經(jīng)緯組織點(diǎn)反轉(zhuǎn)，將新緯組織點(diǎn)沿經(jīng)向上下分別加強(qiáng)1個(gè)點(diǎn)，再將新緯組織點(diǎn)還原為經(jīng)組織點(diǎn)，全顯色技術(shù)點(diǎn)A的設(shè)計(jì)在基本組織B上以相同的方法進(jìn)行。

圖3 基本組織和全顯色技術(shù)點(diǎn)Fig.3 Primary weave and full-color technical points.(a) Primary weave; (b) Full-color technical points

為使織物正反面能夠有效遮蓋附加緯接結(jié)交織點(diǎn)的2個(gè)可遮蓋組織，可遮蓋組織A作用于里層結(jié)構(gòu)，可遮蓋組織B作用于表層結(jié)構(gòu)。由于在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的正面視角關(guān)系，織物反面的固定緯浮長組織點(diǎn)在可遮蓋組織設(shè)計(jì)時(shí)為固定經(jīng)組織點(diǎn)，設(shè)計(jì)方法如下：確定全顯色技術(shù)點(diǎn)A和全顯色技術(shù)點(diǎn)B的共有經(jīng)組織點(diǎn)位置，在該位置的每一緯上設(shè)計(jì)2個(gè)連續(xù)經(jīng)組織點(diǎn)，除此之外均為緯組織點(diǎn)，該加強(qiáng)緞紋組織即為可遮蓋組織A；在相同組織循環(huán)上除去可遮蓋組織A經(jīng)組織點(diǎn)的剩余位置處，在每一緯上設(shè)計(jì)2個(gè)連續(xù)緯組織點(diǎn)，除此之外均為經(jīng)組織點(diǎn)，該加強(qiáng)緞紋組織即為可遮蓋組織。

圖4 可遮蓋組織A的設(shè)計(jì)Fig.4 Design of covered weave A

在可遮蓋組織A和可遮蓋組織B的設(shè)計(jì)過程中，存在多種設(shè)計(jì)可能情況，圖4所示可遮蓋組織A為其中的2種可能情況，分別命名為可遮蓋組織A1和可遮蓋組織A2。圖5所示的2種可遮蓋組織B是與圖4中2種可遮蓋組織A分別相對應(yīng)的一種設(shè)計(jì)情況示例，分別命名為可遮蓋組織B1和可遮蓋組織B2。

圖5 可遮蓋組織B的設(shè)計(jì)Fig.5 Design of covered weave B

可遮蓋組織的可設(shè)置數(shù)量與基本組織的起始點(diǎn)位置有關(guān)，歸納起始點(diǎn)為(1,1)的基本組織A和起始點(diǎn)為(1,n)的基本組織B的可遮蓋組織設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，其中3≤n≤16(n=1和n=2時(shí)基本組織A和B的組合不符合全顯色結(jié)構(gòu)特點(diǎn))，如表1所示。可知,當(dāng)基本組織的起始點(diǎn)不同時(shí)，可遮蓋組織的設(shè)置數(shù)量總共存在R-4，R-6，R-7和R-8這4種情況，R為組織循環(huán)數(shù)。基本組織的起始點(diǎn)會(huì)影響可遮蓋組織的設(shè)計(jì)，繼而影響后續(xù)可遮蓋全顯色組織的設(shè)計(jì)。

2.2 可遮蓋全顯色組織設(shè)計(jì)

圖6、7分別示出基于可遮蓋組織A1、B1和可遮蓋組織A2、B2設(shè)計(jì)的結(jié)果。在2個(gè)基本組織(見圖3(a))上添加可遮蓋組織A(見圖4)的經(jīng)組織點(diǎn)，即為2個(gè)可遮蓋基本組織(見圖6(a)和圖7(a))；在2個(gè)全顯色技術(shù)點(diǎn)(見圖3(b))上添加可遮蓋組織B(見圖5)的緯組織點(diǎn)，即為2個(gè)可遮蓋全顯色技術(shù)點(diǎn)(見圖6(b)和圖7(b))。

表1 16枚基本組織的可遮蓋組織設(shè)置數(shù)量Tab.1 Number of covered weave based on 16-thread primary weave

圖6 第1組可遮蓋基礎(chǔ)組織和可遮蓋全顯色技術(shù)點(diǎn)Fig.6 First group of covered primary weaves and covered full-color technical points.(a) Covered primary weaves; (b) Covered full-color technical points

圖7 第2組可遮蓋基礎(chǔ)組織和可遮蓋全顯色技術(shù)點(diǎn)Fig.7 Second group of covered primary weaves and covered full-color technical points.(a) Covered primary weaves; (b) Covered full-color technical points

可遮蓋組織的不同設(shè)置會(huì)產(chǎn)出不同的可遮蓋全顯色組織；而不同組的組織間存在的結(jié)構(gòu)差異可對上機(jī)織造帶來不同的影響，因此，在設(shè)計(jì)初期篩選出結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的可遮蓋基本組織(CPW)和可遮蓋全顯色技術(shù)點(diǎn)(CFTW)尤為關(guān)鍵。對比圖6、7所示2組的組織交織次數(shù)，如表2所示。第1組各自保持經(jīng)向和緯向的交織次數(shù)相同，能夠在后續(xù)的設(shè)計(jì)中保證雙層結(jié)構(gòu)的交織平衡，而第2組則不能。本文的后續(xù)設(shè)計(jì)以第1組為例。

表2 2組CPW和CFTW的交織次數(shù)Tab.2 Interweave times of CPW and CFTW

由于可遮蓋組織的固定緯浮長使可遮蓋全顯色技術(shù)點(diǎn)的緯浮長占比更大，作為影光組織的最后1個(gè)組織，可遮蓋全顯色組織則缺少若干個(gè)緯組織點(diǎn)占比更大的組織(少的數(shù)量取決于設(shè)計(jì)過程中的組織加強(qiáng)點(diǎn)數(shù)量，組織加強(qiáng)點(diǎn)數(shù)與少的組織數(shù)量成反比)，對應(yīng)到表層結(jié)構(gòu)和里層結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)方法如下：以基本組織的組織點(diǎn)為起始、可遮蓋全顯色技術(shù)點(diǎn)為結(jié)尾設(shè)計(jì)2組經(jīng)面到緯面過渡的影光組織，即為用于表層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可遮蓋全顯色組織；同樣以可遮蓋基本組織的組織點(diǎn)為起始、全顯色技術(shù)點(diǎn)為結(jié)尾設(shè)計(jì)2組經(jīng)面到緯面過渡的影光組織，即為用于里層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可遮蓋全顯色組織。

圖8示出通過上述方法獲得的2組16枚可遮蓋全顯色組織。2組組織中的灰色部分相同，均為從可遮蓋基本組織經(jīng)面效果過渡到可遮蓋全顯色技術(shù)點(diǎn)緯面效果的影光組織。該區(qū)間的影光組織具有相同的固定經(jīng)浮長和緯浮長用于遮蓋附加緯紗在織物兩面的接結(jié)交織點(diǎn)，因此，當(dāng)應(yīng)用該區(qū)間的影光組織進(jìn)行附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，表層結(jié)構(gòu)和里層結(jié)構(gòu)無組織差別。

圖8 16枚可遮蓋全顯色組織(組織加強(qiáng)點(diǎn)為16)Fig.8 16-thread covered full-color weave (enhancement number is 16).(a) Covered full-color weave for surface layer; (b) Covered full-color weave for inner layer

2.3 附加緯接結(jié)組織設(shè)計(jì)

可遮蓋組織的組織特點(diǎn)即其固定浮長決定了附加緯接結(jié)組織的規(guī)則性和通用性，設(shè)計(jì)方法如圖9所示。將可遮蓋組織A和B縱向擴(kuò)大2倍，分別去除偶數(shù)緯上的經(jīng)組織點(diǎn)和緯組織點(diǎn)，然后保證每一經(jīng)上有且只有1個(gè)經(jīng)交織點(diǎn)和緯交織點(diǎn)，該2個(gè)接結(jié)組織分別稱為附加緯接結(jié)組織JA和JB。附加緯接結(jié)組織JA是附加緯紗和里組織的交織點(diǎn)集合；附加緯接結(jié)組織JB是附加緯紗和表組織的交織點(diǎn)集合。

3 設(shè)計(jì)實(shí)踐

為說明本文附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)在雙面效果提花織物設(shè)計(jì)中的有效性，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，其主要參數(shù)設(shè)置如表3所示。表經(jīng)和里經(jīng)均為黑色桑蠶絲，緯紗為藍(lán)、紅、綠、淡藍(lán)、黃和綠的棉紗以1∶1∶1∶1∶1∶1的形式排列，其中藍(lán)色和淡藍(lán)色紗為表緯，紅色和黃色為里緯，綠色棉紗為附加緯紗用于正反兩面的接結(jié)，與正反面紗線顏色色差較大是為了更好地表現(xiàn)附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)在實(shí)踐中的效果，如圖10所示。其在正反面的接結(jié)交織點(diǎn)分別被兩面的緯浮長所遮蓋，不顯露于織物的表面。

在此設(shè)計(jì)過程中正反面圖案的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是獨(dú)立完成的，最后通過附加緯接結(jié)組織將2個(gè)單層提花結(jié)構(gòu)合成雙層結(jié)構(gòu)，并且由于組織結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性和統(tǒng)一性，設(shè)計(jì)師可自由組合不同雙面提花織物設(shè)計(jì)中的任意2個(gè)面，而無須考慮傳統(tǒng)方法中表里層結(jié)構(gòu)是兼顧彼此組織搭配的專屬設(shè)計(jì)，在工藝層面實(shí)現(xiàn)了附加緯接結(jié)雙面提花織物的模塊化設(shè)計(jì)，一定程度上提升了設(shè)計(jì)的靈活性，利于其在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

圖9 附加緯接結(jié)組織的設(shè)計(jì)Fig.9 Design of central weft stitch weaves

表3 附加緯接結(jié)雙面提花織物的技術(shù)參數(shù)Tab.3 Technical specification of double-face jacquard fabric with central weft stitching

圖10 附加緯接結(jié)雙面提花織物Fig.10 Double-face jacquard fabric with central weft stitching.(a) Fabric effect; (b) Profile detail

4 結(jié) 論

本文分析了單一平面設(shè)計(jì)模式的附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)織物效果和設(shè)計(jì)效率不理想的原因，利用分層組合設(shè)計(jì)模式的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，結(jié)合具有良好織物表面效果的全顯色結(jié)構(gòu)，研究附加緯接結(jié)雙層全顯色結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理和方法。該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法彌補(bǔ)了單一平面設(shè)計(jì)模式中由于工藝限制造成的接結(jié)效果差、正反面圖案和色彩表現(xiàn)受限等不足，使其織物表面能表現(xiàn)豐富的圖案變化和細(xì)膩的色彩過渡效果；另外，實(shí)現(xiàn)了雙面提花織物工藝層面上的模塊化設(shè)計(jì)，提升其設(shè)計(jì)自由度；并且組織結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性和附加緯接結(jié)組織的通用性在保證織物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和接結(jié)效果的前提下有效地提高了設(shè)計(jì)效率，為附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)在雙面提花織物設(shè)計(jì)中的應(yīng)用奠定了工藝基礎(chǔ)，且附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)層次性為紡織類產(chǎn)品開發(fā)提供了新思路和方法。