雙色段彩紗針織物圖案的形成機(jī)制

史晶晶，陳偉雄，易洪雷，薛 元，楊恩龍

(嘉興學(xué)院材料與紡織工程學(xué)院，浙江 嘉興 314001)

段彩紗是一種新型的花式紗線，其成紗色彩不僅在紗線同一橫截面內(nèi)由多種彩色纖維組合，而且在紗線縱向長(zhǎng)度上，有色纖維呈規(guī)律分段變化分布［1－2］。現(xiàn)有生產(chǎn)段彩紗比較常用的方法有3類:第1類是采用對(duì)紗線染色的方法使紗線在縱向上呈現(xiàn)出顏色分段的效果［3］，但色段之間的分界不夠明顯，有較長(zhǎng)的過(guò)渡色，色段的循環(huán)固定;第2類是通過(guò)紡紗工藝的改進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)段彩的效果，主要有三羅拉法［4－6］和四羅拉法［7］，但這 2 種方法都有成紗條干均勻度較差的缺點(diǎn);第3類是同軸羅拉牽伸法，早期開發(fā)的同軸后羅拉牽伸細(xì)紗機(jī)［8－9］可紡制等線密度段彩紗，但色彩過(guò)渡段較長(zhǎng)，達(dá)6 cm以上，用這種紗線編織緯編針織物可獲得邊界模糊的菱形圖案［10］。用新研發(fā)的同軸中羅拉牽伸機(jī)構(gòu)結(jié)合氣流集聚紡紗技術(shù)可紡制過(guò)渡段在6 cm以內(nèi)的新型等線密度段彩紗［11］，用這種紗線編織的緯編針織物通過(guò)色段錯(cuò)位循環(huán)形成邊界清晰的圖案。因段彩紗色段錯(cuò)位循環(huán)圖案形成的規(guī)律鮮見深入研究，本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)試紡試織，并通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，揭示雙色段彩紗針織物圖案隨紗線總色段循環(huán)長(zhǎng)度、色段段長(zhǎng)比及針織物幅寬用紗長(zhǎng)度變化規(guī)律。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 紗線原料

采用自制HFX-A4T型等線密度環(huán)錠紡段彩細(xì)紗機(jī)紡制35 tex紅藍(lán)雙色段彩紗及白色紗，捻度為600捻/m，捻向?yàn)閆，用i表示紡紗時(shí)段彩紗紅藍(lán)段長(zhǎng)設(shè)定比。將上述2種紗線采用HFX-06型小樣電子并紗機(jī)合股，捻度為300捻/m，捻向?yàn)镾。對(duì)合股后股線紅藍(lán)色段及過(guò)渡段［9］的段長(zhǎng)測(cè)試5次，取平均值，結(jié)果見表1。

表1 紅藍(lán)色段及過(guò)渡段段長(zhǎng)實(shí)測(cè)值Tab.1 Test value of red，blue and transitional segment length

1.2 針織工藝

采用14針的CMS530型電腦橫機(jī)將段彩股線編織成緯平針織物，設(shè)定線圈長(zhǎng)度為12 cm/100針。所得織物拆散成1200個(gè)線圈測(cè)得單個(gè)線圈平均長(zhǎng)度為0.63 cm。根據(jù)線圈長(zhǎng)度實(shí)測(cè)結(jié)果計(jì)算可得1/2倍紗線總循環(huán)段長(zhǎng)可織約83針，1倍約織167針，2倍約織334針。以緯平針織物幅寬用紗分別為1/2倍、1倍、2倍紗線總循環(huán)段長(zhǎng)開始織，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)收放針改變織物幅寬，觀察織物表面圖案變化。

2 編織結(jié)果及分析

2.1 1倍紗線總循環(huán)段長(zhǎng)時(shí)編織圖案

當(dāng)i為1∶1時(shí)，織物幅寬用紗量約為1倍紗線總循環(huán)段長(zhǎng)時(shí)的照片見圖1(圖中的白色為紅色紗，黑色為藍(lán)色紗)?？煽闯?，本文采用同軸中羅拉技術(shù)因紡出紗線過(guò)渡段較短，編織的圖案相對(duì)同軸后羅拉技術(shù)織出的清晰［10］。當(dāng)幅寬用紗量與紗線總循環(huán)段長(zhǎng)相等時(shí)，理論上會(huì)織出縱條紋，但由于紗線色段段長(zhǎng)及編織過(guò)程紗線張力不勻，會(huì)出現(xiàn)近似弧形的豎向色塊圖案，如圖1(a)所示。從圖1(b)～(d)可看出，當(dāng)幅寬用紗量接近紗線總循環(huán)段長(zhǎng)時(shí)，會(huì)因兩色段錯(cuò)位循環(huán)，形成規(guī)則的純色菱形及混色菱形圖案。而且幅寬用紗量越接近紗線總循環(huán)段長(zhǎng)，純色菱形越高，反之越低。

圖1 織物幅寬用紗量約為1倍紗線總循環(huán)段長(zhǎng)時(shí)的圖案Fig.1 Fabric pattern under yarn length of fabric width of equal yarn cyclic segment length(i=1∶1).(a)167 needles;(b)166 needles;(c)165 needles;(d)164 needles

2.2 n/2倍紗線總循環(huán)段長(zhǎng)時(shí)編織圖案

當(dāng)i為3∶2時(shí)，織物幅寬用紗量約為n/2倍紗線總循環(huán)段長(zhǎng)時(shí)的照片見圖2(其中n為正整數(shù)，下同)。

圖2 織物幅寬用紗量約為n/2倍紗線總循環(huán)段長(zhǎng)時(shí)的圖案(i=3∶2)Fig.2 Fabric pattern under yarn length of fabric width of n/2 times yarn cyclic segment length(i=3∶2).(a)82 needles;(b)164 needles;(c)328 needles

從圖2可看出，當(dāng)幅寬用紗量以紗線總循環(huán)段長(zhǎng)1/2的整數(shù)倍增加時(shí)，出現(xiàn)的菱形圖案的規(guī)律相似，只是幅寬內(nèi)菱形個(gè)數(shù)成1/2整倍數(shù)增加。從這個(gè)規(guī)律可看出，段彩紗可用于實(shí)際生產(chǎn)帶有菱形圖案的緯編針織物。

2.3 色段長(zhǎng)度變化時(shí)編織圖案

當(dāng)i為1∶4時(shí)，織物幅寬用紗量約為1倍紗線總循環(huán)段長(zhǎng)時(shí)的照片見圖3。從圖1～3可看出，當(dāng)紗線總循環(huán)段長(zhǎng)和幅寬用紗量不變時(shí)，色段段長(zhǎng)比的變化會(huì)影響2種菱形色塊圖案的大小。色段段長(zhǎng)越長(zhǎng)，該純色菱形邊長(zhǎng)也越長(zhǎng)，反之則越小。從圖1(a)、2(b)及3(a)可看出，色塊圖案開始聚集的顏色與紗線起頭位置有關(guān)，但同種紗線及針織工藝織出的圖案大致相同。

圖3 織物幅寬用紗量約為1倍紗線總循環(huán)段長(zhǎng)時(shí)的圖案(i=1∶4)Fig.3 Fabric pattern under yarn length of fabric width of yarn cyclic segment length(i=1∶4).(a)167 needles;(b)166 needles;(c)165 needles;(d)164 needles

3 圖案形成規(guī)律研究

由試紡試織結(jié)果可知，雙色段彩紗的總循環(huán)段長(zhǎng)一定時(shí)，影響其菱形圖案變化規(guī)律的主要因素就是幅寬用紗量和色段段長(zhǎng)比。為深入探究段彩紗緯平針織物圖案形成規(guī)律，在計(jì)算機(jī)繪圖軟件小方格中填入不同的顏色以模擬雙色段彩紗的編織及織物圖案。本文使用的等線密度段彩紗過(guò)渡段短且分布均勻，可忽略過(guò)渡段對(duì)圖案整體效果的影響。設(shè)3種紗線總循環(huán)段長(zhǎng)相等且可織緯平針60針，紗線白黑段長(zhǎng)比 i分別為 1∶1、1∶2、5∶1。

i為1∶1時(shí)，織物幅寬變化時(shí)方格填色圖片見圖4，其中織30針用紗量為1/2紗線總循環(huán)段長(zhǎng)。從圖4(a)、(b)可看出，織物幅寬針數(shù)為30±1時(shí)，2張圖片的圖案左右對(duì)稱。從圖4(b)、(e)及(f)可看出，當(dāng)幅寬用紗量約成n/2倍紗線總循環(huán)段長(zhǎng)增加時(shí)，幅寬內(nèi)純色塊菱形個(gè)數(shù)成1/2整倍數(shù)增加，與圖2所示規(guī)律相同。從圖4(b)、(c)可看出，幅寬針數(shù)在n/2±(0～1/8)倍紗線總循環(huán)段長(zhǎng)針數(shù)內(nèi)時(shí)，菱形寬的變化較小可忽略，高隨著加針或減針針數(shù)的增加而減小，與圖1及圖3所示規(guī)律相同。從圖4(d)可看出，當(dāng)幅寬針數(shù)為 n/2倍 ±(1/8～1/4)紗線總循環(huán)段長(zhǎng)時(shí)，出現(xiàn)模糊菱形圖案。

圖4 織物幅寬變化時(shí)的圖案(i=1∶1)Fig.4 Patterns of different fabric widths(i=1∶1).(a)29 needles;(b)31 needles;(c)37 needles;(d)44 needles;(d)61 needles;(f)89 needles

織物幅寬針數(shù)及色段段長(zhǎng)比變化時(shí)的圖案見圖5。可看出，當(dāng)段彩紗紡紗工藝參數(shù)確定，也即總循環(huán)段長(zhǎng)及色段段長(zhǎng)比固定時(shí)，織物上菱形圖案的變化只與幅寬針數(shù)變化有關(guān)。設(shè)雙色段彩紗所織線圈圈寬為A，圈高為B，圈長(zhǎng)為l，純色菱形塊高為H，菱形邊長(zhǎng)為K，菱形寬為W。忽略過(guò)渡段對(duì)圖案整體效果的影響。設(shè)一種色段可編織針數(shù)為L(zhǎng)1，則段長(zhǎng)為L(zhǎng)1l，另一種色段可編織針數(shù)為L(zhǎng)2，則段長(zhǎng)為L(zhǎng)2l;總循環(huán)段長(zhǎng)可編織針數(shù)等于兩色段可編織針數(shù)之和，即為L(zhǎng)1+L2。另設(shè)緯平針?lè)鶎掅様?shù)為m，相對(duì)于半個(gè)總循環(huán)針數(shù)(L+L)加針或減針針數(shù)12為x，n為正整數(shù)。則有:

圖5 織物幅寬針數(shù)及色段段長(zhǎng)比變化時(shí)的圖案Fig.5 Patterns of different fabric widths and red blue segment ratios.(a)i=1∶2，59 needles;(b)i=1∶2，57 needles;(c)i=5∶1，59 needles;(d)i=5∶1，57 needles

4 結(jié)論

1)采用過(guò)渡段在6 cm以內(nèi)的新型等線密度段彩紗編織緯編針織物時(shí)，因色段錯(cuò)位循環(huán)可在織物表面形成清晰的或模糊的菱形圖案。

2)織物上菱形圖案的清晰度、數(shù)量及大小主要受段彩紗總循環(huán)段長(zhǎng)、色段段長(zhǎng)比及織物幅寬用紗量3個(gè)因素的影響。

3)當(dāng)織物幅寬針數(shù)接近n/2倍紗線總循環(huán)段長(zhǎng)針數(shù)時(shí)，會(huì)因兩色段錯(cuò)位循環(huán)形成規(guī)則清晰的菱形圖案;當(dāng)幅寬針數(shù)在n/2±(1/8～1/4)倍紗線總循環(huán)段長(zhǎng)針數(shù)內(nèi)時(shí)，形成模糊菱形圖案。當(dāng)幅寬用紗量以紗線總循環(huán)段長(zhǎng)1/2的整數(shù)倍增加時(shí)，幅寬內(nèi)菱形個(gè)數(shù)成1/2整倍數(shù)增加。當(dāng)紗線總循環(huán)段長(zhǎng)固定時(shí)，菱形的大小取決于分段時(shí)間比和幅寬針數(shù)的變化，并給出幅寬針數(shù)在n/2±(0～1/8)倍紗線總循環(huán)段長(zhǎng)針數(shù)內(nèi)時(shí)純色菱形塊長(zhǎng)寬高計(jì)算公式。

致謝感謝嘉興學(xué)院材料與紡織工程學(xué)院盧宏明和胡佳超等在實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析過(guò)程中給予的幫助。

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