充棉立體效果裝飾織物的設(shè)計

王鋒榮 楊文 張曉光 于興建

摘要： 為了使家居布藝產(chǎn)品設(shè)計更具時代特點，充分展示新穎別致的外觀效果、舒適實用的用戶體驗、簡捷高效的生產(chǎn)工藝，文章設(shè)計采用傳統(tǒng)材料加特殊工藝的方式，凸顯織物表面呈現(xiàn)立體凹凸的軟雕塑感，打破了傳統(tǒng)家居面料外觀單調(diào)的平面效果，避免采用多種材料疊加與二次充填的復(fù)雜工藝，實現(xiàn)了織造技術(shù)與成品加工的完美結(jié)合。通過反復(fù)的試驗測試數(shù)據(jù)與外觀效果分析，驗證了設(shè)計思路、工藝方法及多設(shè)計方案設(shè)計效果。文章設(shè)計工藝新穎、外觀風(fēng)格獨特、裝飾感強，采用特殊設(shè)計的方法避免了家居布藝產(chǎn)品多材料、多工藝生產(chǎn)的復(fù)雜環(huán)節(jié)，提高了工效，是立體家居布藝產(chǎn)品設(shè)計制作的創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞： 立體凹凸效果;高收縮彈力絲;家居布藝成品面料設(shè)計;組織設(shè)計;紋樣設(shè)計;填充

Design of decorative fabric with cotton?filled stereo effect

WANG Fengrong1， YANG Wen1， ZHANG Xiaoguang2， YU Xingjian2

（1. Department of Textiles and Clothing， Shandong Vocational College of Light Industry， Zibo 255300， China;

2. Zibo Daranfang Silk Group Co.， Ltd.， Zibo 255300， China）

Abstract： In order to make household cloth art product design more fashionable， and fully demonstrate the appearance， comfortable and practical user experience， simple and efficient production process， traditional materials and a special process were applied to highlight the sense of three?dimensional soft sculpture on the fabric surface， which breaks the monotonous plane effect of traditional household fabric appearance， avoids the complex process of a variety of materials and secondary filling， and realizes the perfect combination of weaving technology and product processing. The design idea， process method and design effect of multiple design schemes were verified through repeated test data and appearance effect analysis. This design process is novel， and appearance style is unique， with strong decorative feeling. The method of special design avoids the complex links of the household cloth art products such as multiple materials and processes， improves the work efficiency， and innovates for three?dimensional household cloth art product design and production.

Key words： three?dimensional concave and convex effect; high shrinkage elastic yarn; household cloth art product fabric design; weave design; pattern design; filling

目前國內(nèi)外市場上所見的高花效果的面料，主要是通過經(jīng)緯紗加強捻、熱壓壓花成型及應(yīng)用起皺漿涂層等工藝使織物形成凹凸的立體外觀效果，前二種工藝手段雖然有了因強捻紗收縮及壓皺痕跡形成的立體凹凸裝飾感，但其凹凸效果和耐久性效果較差;而后者雖花型立體感較強，裝飾效果較好，但花型圖案手感僵硬，實用性差[1?2]。在現(xiàn)有的技術(shù)中，具有立體效果的面料花型內(nèi)部多為中空結(jié)構(gòu)，表里層組織的收縮性不同及織物各個局部的經(jīng)緯紗伸縮變形差異，使得織物表面形成凹凸不平的立體效果，此種立體效果的面料持久性差，立體花型極易由于壓力而塌陷，而且在紋樣設(shè)計上要求此類立體面料花型部位面積一般較小，若花型部位面積較大，中間部位容易因重力作用而向下塌陷，從而失去立體凹凸效果[3];還有一種類型的立體凹凸面料設(shè)計是用較粗的經(jīng)紗或緯紗填芯形成，填芯為較粗、較硬且紗線收縮性小的紗線，并且一般經(jīng)過修剪和收縮，形成面料局部類似充棉效果，但立體效果及手感、彈性不理想（外觀厚實硬板）[4]。本文利用高收縮彈力絲經(jīng)過修剪和收縮（外觀及手感類似彈性充棉）形成的凹凸立體圖案，不但花型凹凸立體感強，凸起部分圓潤飽滿，視覺效果和耐久性較好，不會由于外界壓力和重力的作用出現(xiàn)塌陷，單個凹凸立體花型面積可以設(shè)計得比較大，而且手感舒適，不僵硬，彈性好、織物厚實（凸起部分飽滿，類似布藝家居面包塊坐墊的外觀效果），實用性強。突破了采用后期局部填絮、手工縫制的傳統(tǒng)家居墊類布藝產(chǎn)品復(fù)雜的加工工藝，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了家居布藝產(chǎn)品的加工成本。實現(xiàn)了在織造過程一氣呵成家居布藝成品，產(chǎn)品效果實現(xiàn)了預(yù)期設(shè)計目的，是目前國內(nèi)外市場立體家居布藝產(chǎn)品設(shè)計制作的創(chuàng)新。

1?面料設(shè)計效果構(gòu)思及過程說明

1.1?本設(shè)計需要解決的技術(shù)問題

本文研究目的為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有充棉立體凹凸效果的家居布藝成品面料及其織造方法，使該面料具有立體凹凸感強，耐久性好，抗壓性強，彈性好、舒適、耐用，且直接加工成家居布藝產(chǎn)品，減少成品加工中間環(huán)節(jié)，從而降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本。

1.2?解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案

1.2.1?面料凸起部分設(shè)計說明

該面料由多個凸起部分和多個凹下部分組成，環(huán)繞每個凸起部分的側(cè)部均設(shè)有凹下部分，所述凸起部分是由表組織和里組織組成的雙層組織，表組織和里組織中間設(shè)有高收縮彈力絲;所述凹下部分為單層組織或雙層組織。

1.2.2?凸起部分原理

凸起部分由高收縮彈力絲來實現(xiàn)。原理是高收縮纖維在高溫?zé)岫ㄐ颓闆r下，能夠發(fā)生很強的卷曲收縮，使凸起部分形成充棉的特殊外觀效果。

1.2.3?凸起部分效果形成分析

面料充棉立體凸起外觀效果是將高收縮紗線置于表組織和里組織的中間形成的。由于高收縮彈力絲回彈性很好，使織物達到了較好的填充效果，與目前國內(nèi)外市場上的高花織物形成的凹凸立體感相比，凹凸立體效果更強，持久性更好，不會因為折疊擠壓而發(fā)生變形。而且，還可以使面料正反兩面都具有相同的立體效果，優(yōu)于普通高花織物或大提花織物形成的凹凸立體效果，使得該面料具有獨特的實際應(yīng)用效果，能夠直接作為坐墊或保健按摩等特殊功能用面料。同時，應(yīng)用高收縮彈力絲作為填充物制得的面料手感舒適，彈性回復(fù)性好，織物手感不僵硬。

1.2.4?凹下部分設(shè)計

凹下部分設(shè)計是將周圍凸起部分的表經(jīng)、表緯與里經(jīng)、里緯換層設(shè)計，并通過接結(jié)點連接上下層組織，使凹下部分的雙層組織成為一體效果，綢面更平整，并能夠更加襯托凸起部分的立體效果。

1.2.5?后處理

為了使面料立體效果達到預(yù)期效果，采用的高收縮彈力絲的干熱收縮率大于25%，線密度為333.3～657.2dtex（300～600D）。干熱收縮率較小的高收縮彈力絲受熱收縮長度較小，難以實現(xiàn)預(yù)想的填充效果。同時，若高收縮彈力絲的線密度小于333.3dtex，收縮力較弱，則凸起部分的效果較差。

1.2.6?組織設(shè)計

面料凸起部分和凹下部分的組織設(shè)計可以是多元化的，可以采用平紋、斜紋、緞紋三原組織、變化組織或聯(lián)合組織，結(jié)合不同的組織設(shè)計可以實現(xiàn)面料花色品種多樣化。

1.2.7?原料選擇

面料凸起部分和凹下部分的上下層組織由經(jīng)線和緯線交織而成，所用經(jīng)紗和緯紗可選多種材質(zhì)，如棉紗股線、滌綸短纖紗股線、滌棉混紡紗股線或精紡毛紗股線等[5]。

1.2.8?織造步驟

該充棉立體凹凸效果面料的設(shè)計織造步驟如下：

1）設(shè)計紋樣效果，選擇紗線種類。

2）設(shè)計繪制組織圖：組織設(shè)計以高收縮彈力絲作為一組緯線，與凸起部分和凹下部分的經(jīng)線和緯線交織成半成品，半成品凸起部分的高收縮彈力絲設(shè)計在雙層組織中間，凹下部分的高收縮彈力絲設(shè)計在雙層組織下面，并將凹下部分的雙層組織添加接結(jié)點。

3）上機圖設(shè)計：根據(jù)組織圖進行穿綜設(shè)計，穿筘設(shè)計，紋板設(shè)計。

4）修整：將下機后的半成品織物進行修剪。修剪凹下部分的高收縮彈力絲，使得凸起部分左右兩側(cè)裸露的高收縮彈力絲的絲纓長度控制在0～3mm內(nèi)，經(jīng)100～150℃高溫處理使得裸露的高收縮彈力絲的絲纓較好的收縮進凸起部分，使面料成品外觀較好地達到預(yù)期設(shè)想的效果。

2?產(chǎn)品上機工藝設(shè)計

本文對其中研究的一個該設(shè)計類型產(chǎn)品的具體上機工藝設(shè)計[6]為例進行說明。

2.1?經(jīng)緯線組合

經(jīng)紗：14.8tex×2×2（40S/2滌棉紗×2）;8色：橙，黑，米黃，咖啡，白，綠，淺藍，紫。

緯紗：1）甲緯：14.8tex×2×2（40S/2滌棉紗×2）;8色：橙，黑，米黃，咖啡，白，綠，淺藍，紫。

2）乙緯：333.3dtex×3（300D高彈絲×3）;色：無要求，為降低成本，最好選擇白色。

2.2?上機工藝設(shè)計

筘號11.5齒/cm，筘2穿入，上機經(jīng)密23根/cm，上機緯密21根/cm。

2.3?經(jīng)緯線排列

2.3.1?經(jīng)線排列

（橙1，黑1）×2;（橙1，米黃1）×2;（橙1，咖啡1）×2（橙1，白1）×2;（橙1，咖啡1）×2;（橙1，米黃1）×2;（橙1，黑1）×2;（綠1，黑1）×2;（綠1，淺藍1）×2;（綠1，紫1）×2;（綠1，白1）×2;（綠1，紫1）×2;（綠1，淺藍1）×2;（綠1，黑1）×2。

2.3.2?緯線排列

（橙1，乙1，黑1，乙1）×4;（橙1，乙1，淺藍1，乙1）×4;（橙1，乙1，紫1，乙1）×4;（橙1，乙1，白1，乙1）×4;（橙1，乙1，紫1，乙1）×4;（橙1，乙1，淺藍1，乙1）×4;（橙1，乙1，黑1，乙1）×4;（綠1，乙1，黑1，乙1）×4;（綠1，乙1，米黃1，乙1）×4;（綠1，乙1，咖啡1，乙1）×4;（綠1，乙1，白1，乙1）×4;（綠1，乙1，咖啡1，乙1）×4;（綠1，乙1，米黃1，乙1）×4;（綠1，乙1，黑1，乙1）×4。

2.4?正身組織設(shè)計

織物正身組織設(shè)計[7]的上機圖如圖1所示。

2.5?穿綜設(shè)計

11、12，（1、2）×8，[（3、4、5、6、）×14，（7、8、9、10）×14]×n（據(jù)織物幅寬設(shè)計確定循環(huán)數(shù)n），（3、4、5、6、）×14，（1、2）×8，11、12。其中：1、2穿邊經(jīng)紗;11、12穿絞邊經(jīng)紗;3、4、5、6、7、8、9、10穿正身經(jīng)紗。

為了保證乙緯高彈絲在后整理過程中，既能較好地收縮進凸起部分內(nèi)，又能保證面料邊部平整細膩，采用絞邊壓住緯高彈絲，使其雖然不與邊部經(jīng)線交織，但是仍然能夠順利往返投緯織造。

2.6?紋板設(shè)計

紋板設(shè)計據(jù)組織及穿綜設(shè)計而定，每一部分的重復(fù)次數(shù)據(jù)紋樣設(shè)計確定。該設(shè)計實例的紋板是第1塊紋板到第8塊紋板重復(fù)14次;第113塊紋板到第120塊紋板重復(fù)14次。

2.7?面料實物效果

面料的主視、后視、立體效果如圖2所示。

3?面料測試數(shù)據(jù)分析

為了進一步研究使該面料凸起效果達到最佳，對其進行了不同方案的規(guī)劃設(shè)計，并對各方案面料進行實測數(shù)據(jù)比較分析。本文對不同實施方案設(shè)計的面料進行實施說明和實驗測試結(jié)果，并做進一步分析說明。該面料設(shè)計開發(fā)中使用的高收縮彈力絲分別為：100%滌綸彈力絲，100%錦綸彈力絲，100%丙綸彈力絲[5]。

3.1?實施案例1

本方案制備的面料正反兩面凸起部分1和凹下部分2均呈棋盤狀排列，凸起部分1和凹下部分2為邊長2cm左右的正方形，每個凸起部分1的側(cè)部為凹下部分2，凸起部分1是由表組織和里組織組成的雙層組織，表組織和里組織之間設(shè)有高收縮紗3。

1）首先設(shè)計紋樣效果[8]，選擇紗線種類：如圖3、圖4所示。

由圖4可見，凸起部分1和凹下部分2表面組織均為平紋組織，經(jīng)緯都用A、B、C、D、E、F、G、H八種不同顏色的滌棉紗股線，織物表面呈現(xiàn)普通紗線色織格子效果，純色格和色織格子交錯，純色格部分凸起，色織格子部分凹下，凹下部分2為表組織和里組織由接結(jié)點織接在一起的雙層組織。本方案選擇333.3dtex×3（300D×3）高收縮彈力絲為熱收縮高彈滌綸長絲，其與A、B、C、D、E、F、G、H八種不同顏色的滌棉股線一起做緯紗，通過表里換層及填芯織得半成品面料，高收縮緯彈力絲3和其他緯線的排列比為3︰1，考慮提高織造效率，高收縮緯線3可以一次拉3根投緯。

2）繪制組織圖：根據(jù)紋樣效果的設(shè)計，確定各個塊面的組織結(jié)構(gòu)繪制組織圖。

3）上機織造設(shè)計：按照各部分組織圖進行穿綜、穿筘設(shè)計，并繪制紋板圖。根據(jù)上機設(shè)計，在多臂機上制織面料半成品。織物正面純色格子的部分為凸起部分，高收縮彈力絲3位于表組織和里組織形成的空間袋子里;色織格子為凹下部分，高收縮彈力絲3位于表組織和里組織的外側(cè)，半成品剖視圖如圖5所示。

4）修整：修剪凹下部分高收縮彈力絲3浮長，使得凸起部分周圍的高收縮彈力絲3裸露絲纓長度a為0～3mm，修剪后織物剖視圖如圖6、圖7所示。

調(diào)節(jié)熱處理溫度為120～130℃，經(jīng)熱處理使得裸露絲纓收縮進凸起部分，制得成品面料。面料上機經(jīng)緯密度設(shè)計同上述規(guī)格設(shè)計。

3.2?實施案例2

本方案制備面料正反兩面呈現(xiàn)同樣的凹凸效果，但面料紋樣設(shè)計如圖8所示[8]。

由圖8可見，凸起部分1呈“凸”字形，多個凸起部分1呈現(xiàn)平行多行均勻排列，其余部分為凹下部分2。

1）首先設(shè)計紋樣效果，選擇紗線種類：凸起部分1和凹下部分2表面組織均為斜紋組織，經(jīng)緯都用A、B兩種不同顏色、不同材質(zhì)的紗線，凸起部分1表面顯示淺粉色A紗線，凹下部分2表面顯示深藍色B紗線，A紗線為滌綸短纖紗股線，B紗線為滌棉混紡紗股線，凹下部分2為表組織和里組織形成的中空雙層組織。本方案選444.4dtex（400D）高收縮彈力絲3為熱收縮高彈錦綸長絲，其與A、B兩紗線一起作為緯線，通過表里換層及填芯織得半成品面料，高收縮彈力絲3和其他緯線的排列比為2︰1，同樣，為考慮提高織造效率，高收縮緯彈力絲3可以一次拉2根投緯。

2）繪制組織圖：方法同案例1。

3）上機織造設(shè)計：方法同案例1。

4）修整：方法同案例1。

3.3?實施案例3

本方案制備面料正反兩面呈現(xiàn)同樣的凹凸效果，但面料紋樣設(shè)計如圖9所示[8]。

由圖11可見，凸起部分1呈現(xiàn)“口”字形，“口”字的各邊為凸起部分1，“口”字的中部和四周為凹下部分2，多個“口”字形的凸起部分1呈橫向和豎向平行均勻排列。

1）首先設(shè)計紋樣效果，選擇紗線種類：凸起部分1表層鏤空，凹下部分2為單層平紋，經(jīng)緯都用A、B、C、D四種不同顏色、不同材質(zhì)的紗線，凸起部分1表面顯示純色A效果，凹下部分2表面顯示A、B、C、D混紡格子效果，A、C紗線為精紡毛紗股線，B、D紗線為棉紗股線。本案例選555.6dtex（500D）高收縮彈力絲3為熱收縮高彈丙綸長絲，其與A、B、C、D四種紗線一起作緯線，通過里換層及填芯織得半成品面料，高收縮彈力絲3和其他緯線的排列比為4︰1，同樣，為考慮提高織造效率，高收縮緯線3可以一次拉4根投緯。

2）繪制組織圖：方法同案例1。

3）上機織造設(shè)計：方法同案例1。

4）修整：方法同案例1。

將實施案例1～3所述的織物按GB/T3820—1997《紡織品和紡織制品厚度的測定方法》測定其凸起部分和凹下部分的厚度，選用儀器為YG141織物厚度儀。

測試方法：分別選用面積為100mm2的壓腳，在同一測試處，先后施加壓力為（0.5±0.001）kPa和（0.1±0.001）kPa，加壓時間為（10±2）s，每塊織物隨機選擇5個凸起部分和5個凹下部分進行測量，每個凸起部分或凹下部分重復(fù)測量次數(shù)為5次，凸起部分和凹下部分的厚度值見表1、表2。

由表1可知，實施案例1～3織得的面料凸起部分1平均厚度為7.996～9.921mm，凹下部分2的平均厚度為0.895～1.067mm，凸起部分1與凹下部分2的厚度差為6.929～9.011mm，因此面料的立體效果明顯。

由表3可看出，當施加壓力由（0.1±0.001）kPa增大至（0.5±0.001）kPa時，面料凸起部分1的厚度和壓縮率為9.49%～13.63%，可證明面料的抗壓性較好[9?11]。

通過三種不同紋樣、不同滌綸彈力絲緯線的配置測試結(jié)果可以證明：方案1的紋樣凹凸效果最好，即紋樣塊面面積越大凸起效果越好;但在同樣的壓力作用下，紋樣塊面面積越大壓縮變形越大。

3.4?設(shè)計、織造要點

通過試驗測試數(shù)據(jù)分析，該類凹凸立體效果織物設(shè)計、織造應(yīng)掌握以下要點：

1）充棉凹凸立體效果面料的織造工藝，應(yīng)采用高收縮彈力絲作為附加緯線。在織造的過程中，通過控制綜框提升規(guī)律，使得凸起部分高收縮彈力絲位于表組織和里組織的中間;凹下部分位于單層組織或雙層組織的最下面，形成浮長線的形式，得到半成品面料;然后通過修剪浮長部分，使得凸起部分周圍裸露的高收縮紗絲纓長度為0～3mm;最后通過高溫處理操作使得裸露浮長收縮進入凸起部分，增加凸起部分的膨脹感，形成填充效果。

2）在修剪浮長時，凸起部分周圍剩余裸露絲纓長度控制在0～3mm，是為了保證裸露部分的浮長全部收縮進入凸起部分，若裸露的高收縮紗絲纓太長則無法完全收縮進凸起部分，熱處理后仍然有部分裸露的絲纓，需要重新修剪，增加工作量。

3）選擇合適的熱處理溫度也是保證高收縮彈力紗收縮效果的一個主要因素。熱處理溫度過高會損傷表層組織，降低其強度;若熱處理溫度太低則高收縮彈力紗的收縮效果較差，從而導(dǎo)致填充效果較差或裸露絲纓不能完全收縮進凸起部分。

4）高收縮彈力絲與凸起部分和凹下部分的緯線排列比為1︰1～4︰1。通過調(diào)節(jié)高收縮紗和表里層組織緯線的排列比能夠調(diào)節(jié)凸起部分的厚度和填充效果。高收縮紗的用量越多凸起部分的立體效果越好，但高收縮紗過多不但會給織造過程帶來較大的難度而且會使得凸起部分填充過于緊實，從而導(dǎo)致凸起部分硬度增大，舒適感下降。

5）設(shè)計不同色彩的股線和紋樣圖案，可獲得不同凹凸立體造型的外觀效果。為保證面料的凹凸立體效果，紋樣造型設(shè)計要求以較大塊面形式為好，以充分展現(xiàn)面料的凹凸立體裝飾效果。

4?結(jié)?論

該面料的設(shè)計具有充棉凹凸立體效果，面料立體感強，面料凸起部分的平均厚度為7.996～9.921mm，凹下部分的平均厚度為0.895～1.067mm，凸起部分與凹下部分的厚度差為6.929～9.011mm，因此面料的凹凸立體效果明顯;當施加壓力由（0.1±0.001）kPa增大至（0.5±0.001）kPa時，凸起部分的壓縮率為9.49%～13.63%，說明該面料凸起部分抗壓性強，具有較好的彈性;同時，該面料正反兩面還具有相同的立體效果，通過調(diào)節(jié)高收縮彈力絲的用量即可改善凸起的飽滿圓潤效果;采用高收縮彈力絲作為填充物，制得的面料手感舒適，不僵硬，實用性強，能夠直接作為家居產(chǎn)品坐墊或按摩作用用面料，采用的高收縮彈力絲回彈性較好，因此延長了成品使用時間。

通過修剪控制凸起部分左右兩側(cè)裸露的高收縮紗絲纓的長度和采用適宜的熱處理溫度，能夠保證高收縮彈力絲完全收縮進凸起部分，確保了高收縮彈力絲的填充效果，而且不會對表層組織造成損傷，也保證了織物的強度。綜上所述，該產(chǎn)品的織造方法簡單，容易操作，避免了常見填充面料需要的縫制、填充、封口的復(fù)雜工藝，利用此方法織造只需要面料在織機上織完后經(jīng)簡單的修剪，熱定型即可，從而降低了生產(chǎn)家居布藝產(chǎn)品的加工成本。

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