三通道數(shù)碼紡漸變紗產品設計

顧燕 薛元 徐志武 于健 陳聯(lián)光

摘?要：針對目前國內外生產漸變紗的技術在精確控制紗線各分段長度內的顏色及長度方面具有較大的局限性等問題，介紹了三通道環(huán)錠數(shù)碼紡紗機紡制漸變紗的數(shù)字化牽伸調控混紡比機理，基于三通道數(shù)碼紡紗系統(tǒng)，分別建立了以品紅、黃、藍為基色的色相漸變體系模型，以白色或者黑色與三原色中任意兩色組合為基色的色彩明度及飽和度與色相漸變體系模型;通過漸變顏色模型的建立，在每種模型中篩選了具有代表性的漸變顏色規(guī)律進行設計與紡制。通過紗線模擬圖與實際紗線效果對比驗證五基色三通道混合顏色模型的正確性，將紗線顏色多變的效果體現(xiàn)到布面上，設計出具有獨特色彩漸變效果的織物。

關鍵詞：數(shù)碼紡紗;漸變紗;漸變模型;織物

中圖分類號：TS104.1

文獻標志碼：A

文章編號：1009-265X（2019）06-0031-06

Abstract：The existing gradient colored yarn production technology at home and abroad has a great limitation in accurate controlling the color and length of yarns in different segments. In this study， the mechanism of the digital drafting regulation blending ratio for producing gradient colored yarn with three-channel digital ring spinning machine is introduced， and a color gradient system model with fuchsine， yellow and blue as primary colors and a color gradient system model of color value and saturability of the colors combining of white or black with two of the three primary colors are built respectively. Based on the gradient color models， the representative gradient color rules are screened out of each model for design and spinning. The correctness of the five-color three-channel mixed color model was verified by comparison between the yarn simulation map and actual yarn effect. The effect of changing yarn color was reflected on the cloth surface， and a fabric with a unique color gradient effect was designed.

Key words：digital spinning; gradient yarn; gradient model; fabric

漸變紗，即在紗線的縱向截面上，紗線的粗細或者顏色發(fā)生連續(xù)自然變化的紗線，表現(xiàn)在織物上即產生顏色柔和自然過渡的效果，目前市面上生產漸變紗及漸變織物主要是通過紗線分段段染技術，四色針梳機電腦控制并條技術或織物漸變色噴液著色技術，但染色工藝中染料的浸染程度，紗線或織物分段長度內染液滲透的長度或者寬度很難精確控制，并且若要達到紗線或者織物表面柔和的過渡效果需多種相近色相的染液，這大大增加了生產難度，降低染色效率，后道工序的水洗固色亦會造成環(huán)境的污染，不符合綠色生產的要求[1]。四色針梳機電腦控制并條技術，通過喂入條子的速度和時間不同，可生產分段顏色沿條子長度方向變化的熟條，但熟條制成紗線還得經過粗紗，細紗牽伸工序，則制成的紗線雖能產生紗線上顏色的變化，但顏色分段長度難以精確控制[2-3]。

環(huán)錠三通道數(shù)碼紡紗機，可通過伺服電機分別控制三個組合后羅拉，使得后羅拉喂入速度的不同而改變三組喂入粗紗的牽伸倍數(shù)，從而實現(xiàn)喂入粗紗混紡比的變化，而通過改變控制面板中各混紡段喂入時間，則可實現(xiàn)分段長度的精確控制，通過改變粗紗的喂入顏色可實現(xiàn)漸變紗顏色的多樣性。最終可實現(xiàn)漸變織物循環(huán)規(guī)律及品種的豐富變化[4-5]。

1?三通道數(shù)碼紡實現(xiàn)色彩漸變的紡紗機理

在三通道數(shù)碼紡紗系統(tǒng)中，粗紗輸入如圖1，設三根不同粗紗1、2、3的線密度分別為ρ1、ρ2、ρ3，在線調控的前、中、后5個羅拉速度分別為Vq、Vz、V1、V2、V3。將色彩不同的3根粗紗ρ1、ρ2、ρ3喂入牽伸系統(tǒng)中，將3種不同顏色的纖維混紡成紗，就能夠數(shù)字化調控各個通道粗紗的牽伸比，進而完成纖維按設計要求比例混合紡紗[6-8]。

2?漸變色彩組合模式設計

本文利用Photoshop軟件在CMYK顏色模式下，在調色板中分別對紅色、黃色、藍色、黑色、白色進行數(shù)字化組分配比，根據(jù)三通道數(shù)碼紡紗系統(tǒng)特性，在顏色總量和為100%的基礎上，分別以單基色，雙基色混色，三基色混色3種情況以10%為梯度對顏色配置進行數(shù)字化控制，具體配色模式方式描述如下：單基色以品紅（M）、黃（Y）、藍（C）為例，在Photoshop軟件中利用矩形工具在白色底板上繪制一矩形色塊，在拾色器（前景色）中調節(jié)CMYK百分比值，分別調節(jié)M、Y、C、K值等于100%則可得品紅，黃，藍，黑純色色塊，而調節(jié)M、Y、C、K值等于0時則可得純白色塊，而雙基色混色則在拾色器中以10%為梯度在M+Y=100%，M+C=100%，Y+C=100%混色模式下調節(jié)兩色色相變化，在M（Y，C）+K=100%混色模式下調節(jié)兩色飽和度變化，最后通過設置k值=0，調節(jié)M、Y、C值分別等于0以10%梯度變化到100則實現(xiàn)單色明度的變化。三基色混色則在M+Y+C=100%，（M、Y、C≠0）混色模式下以10%為梯度調節(jié)色相變化，在M+Y+K=100%，M+C+K=100%，Y+C+K=100%（M、Y、C、K≠0）混色模式下以10%為梯度調節(jié)飽和度的變化，設定k值=0，調節(jié)混色模式為M+Y=90%、M+C=90%、Y+C=90%變化到M+Y=20%、M+C=20%、Y+C=20%（M、Y、C≠0），即此時明度值默認為10%～80%，來實現(xiàn)明度變化。單基色有5種模式即品紅色、黃色、藍色、黑色、白色的顏色，具體顏色效果如圖2。

基于環(huán)錠三通道數(shù)碼紡紗機的三色混色模式的建立如表1，可在5種顏色中隨機挑選3種顏色以10%的梯度進行梯度混色配置，得到10種配色模式圖，其中每種模式圖中可形成66種顏色色塊，其各喂入通道中的三色混色模式的混色配置如表1，3種顏色以A、B、C表示。

根據(jù)表1進行混色配比，則可得到圖3三角色塊所對應的顏色配方圖。其中每一色塊對應一種通道的混色配置模式。

當3種基色為三原色紅、黃、藍時即形成色相調控，當三基色為三原色中任意兩種與白色時，則形成色相調控與明度調控，當三基色為三原色中任意兩種與黑色時，形成色相調控與飽和度調控，當三種基色為黑色和白色與三原色任意一種時，則形成明度調控與飽和度調控，每3種基色混合形成66種顏色。

品紅、黃、藍三原色組成色相變化色塊圖如圖3。

品紅、黃與黑或白組成的色相飽和度與色相明度變化色塊圖如圖4。

品紅、藍與黑或白組成的色相飽和度與色相明度變化色塊圖如圖5。

黃、藍與黑或白組成的色相飽和度與色相明度變化色塊圖如圖6。

三原色中的某一單色（以黃色為例）與黑色及白色組成的飽和度與明度變化的色塊圖如圖7。

通過這5個顏色在三通道模式的基礎上進行組合，可以得到以上各種風格的漸變模式圖，在每個顏色庫中選擇色相或者明度、飽和度相近的顏色色塊進行選擇設計，能夠更加簡單明了的確定漸變紗各分段長度的顏色設置，為漸變紗漸變段顏色的選擇提供了顏色設計基礎。

3?漸變紗顏色模式的選擇與設計

3.1?明度漸變紗

明度是指顏色的明暗程度，漸變紗明度的變化常采用紡紗過程中通過混入一定比例量的白色粗紗來實現(xiàn)。在色相明度的三角色塊圖上選擇明度變化的單邊上的相鄰色塊配置在紗線色段上。以藍色明度變化為例，在色塊圖上選擇斜邊所對應的各色塊配置在明度漸變紗的相鄰色塊，形成明度漸變紗的宏觀示意圖，在環(huán)錠數(shù)碼紡紗機的后羅拉喂入藍、白兩色粗紗，通過不同時段內各通道的牽伸倍數(shù)的變化實現(xiàn)粗紗混紡比的變化，從而紡制出紗線明度色彩的漸變效果，其明度漸變紗的模擬效果及紗線實物如圖8。

3.2?飽和度漸變紗

飽和度是指色彩的鮮艷程度，漸變紗飽和度的改變，主要通過混入一定比例梯度的灰色來實現(xiàn)。在漸變色庫中選擇色相-飽和度的三角色塊圖上選擇飽和度變化的單邊上的相鄰色塊配置在紗線色段上。以紅色飽和度變化為例，在色塊圖上選擇斜邊所對應的各色塊配置在明度漸變紗的相鄰色塊，形成飽和度漸變紗的宏觀示意圖，在后羅拉處喂入紅、黑兩根粗紗，改變不同時段內紅、黑兩根粗紗所在通道的牽伸倍數(shù)實現(xiàn)黑紅兩根粗紗混紡比的變化，從而紡制出飽和度變化的漸變紗，其飽和度漸變紗的模擬效果及紗線實物如圖9。

3.3?色相漸變紗

各色相在配色圓環(huán)上的距離不同，則可形成各顏色色相間的對比，漸變紗的相鄰色段色相的選擇一般在配色圓環(huán)中選擇角度小于60°的相鄰色相圖，色彩的色相比較接近，從而表現(xiàn)出各色相柔和過渡的效果，這類紗一般稱為漸變紗。在色相變化的漸變色塊圖上，選擇色塊圖三條相鄰邊上的各相鄰色塊配置在紗線的相鄰色段，形成紅、黃、蘭漸變的30色彩漸變紗宏觀圖，紅、黃、藍作為三原色，它們兩色之間兩兩組合，色彩效果較為明艷，可呈現(xiàn)出紅橙黃綠青藍紫彩虹狀的外觀效果，紅黃藍色相漸變紗的紡制通過在后羅拉處喂入紅、黃、藍3根粗紗，不同時段內粗紗混紡比不同，則通過混紡比的變化改變各通道的牽伸倍數(shù)，實現(xiàn)漸變紗紗線長度上飽和度的變化。其色相漸變紗的模擬效果及紗線實物如圖10。

3.4?12色暖色漸變紗設計

在色相漸變三角色塊圖上選擇了12種相近色，漸變顏色跨度設計較小，在一個暖色系當中選擇粉紅到淡黃色，在不失活潑的前提下保證了顏色帶給人溫馨的感覺。其紗線顏色模擬微觀圖及紡制的紗線如圖11所示。

3.5?30色活力漸變紗設計

在30色漸變紗設計中，本次品種選擇為色相與明度漸變結合，白色作為一直不變的時尚色與略顯稚嫩的藍色結合，讓藍色不再冰冷，與溫暖的黃色結合，產生生機勃勃的綠色，多種顏色的層次變幻將冬天冰雪尚未消融，寶貴的生命便已發(fā)芽的景象印刻在心中，在色相-明度色塊圖中選擇三條相鄰邊上的各相鄰色塊配置在紗線的相鄰色段。紗線顏色的模擬效果及紡制的紗線實物如圖12。

4?數(shù)碼紡色相漸變紗工藝設計

以紡制12色紅、黃、藍暖色漸變紗為例，介紹了三通道紡制漸變紗的主要工藝參數(shù)設定。其他漸變紗的紡制參數(shù)設置相近，只需在此基礎上改變粗紗的顏色，混紡比的設置及分段時間的變化即可。

4.1?實驗原料

干定量均為4.3 g/10 m的長絨棉粗紗，粗紗顏色有紅、黃、藍。

4.2?實驗設備

江南大學與經緯榆次聯(lián)合研制的JWF1551三通道環(huán)錠數(shù)碼紡紗機。

4.3?12色漸變紗的紗線規(guī)格

紡制等線密度色彩漸變紗，線密度為27.76 tex（21S），捻度為679捻/m。紗線的分段時間為5 s，紡紗錠速為8 000 r/min，前羅拉線速度為11.78 m/min。表2為漸變紗各分段長度內的牽伸倍數(shù)設置。

5?三通道紡色彩漸變紗紡紗產品設計

漸變紗色彩的漸變主要體現(xiàn)在布面效果上，本次設計紡制的漸變紗主要采用HC21K系列染色試驗編織機將設計紗線紡制成緯編織物，觀察不同顏色搭配制成的明度漸變、飽和度漸變、色相漸變紗及設計紡制的12色、30色漸變紗的布面效果，布面如圖13—圖16所示。

從圖13、圖14的各三原色單色明度與飽和度漸變的布面效果圖可知，當單色的明度與白色明度值越接近時，則漸變的效果越自然，如黃色的明度與白色明度較接近，所以布面上呈現(xiàn)出的黃色明度漸變的效果較好，且布面上單色橫杠較為不明顯。而品紅色與白色的明度差異值較大，則布面過渡效果較為生硬，布面上單色紅白橫杠較突出。同理當單色飽和度越接近黑色時，則布面過渡效果越明顯，此時布面呈現(xiàn)出的漸變效果如圖，紅色飽和度較黃，藍色較大，所以布面過渡效果較自然，而黃色明度較大，而飽和度較小，所以布面上過渡過程中黃色與黑色橫杠較為突出。

圖15中三原色紅、黃、藍兩兩組合形成了紅-黃漸變，黃-藍漸變、紅-藍漸變，3個布面漸變的效果上沒有明顯的單色橫杠的出現(xiàn)。從明度、飽和度及色相漸變布面圖上可以看出，純色明度的漸變效果給人輕快淺淡的感覺，讓人如沐春風，而純色飽和度的漸變效果給人沉悶穩(wěn)重的感覺，而色相漸變紗，不同的原色配合給人的感受也不同，如紅-黃色相的變化，紅色給人的感覺很突出，紅-黃配色給人一種前進興奮的感覺，而藍色較淡雅，所以黃-藍漸變給人一種后退沉靜的感覺。而紅-藍漸變，整個布面明度較低，給人一種沉悶的感覺。

圖16分別以溫暖、活力，艷麗為主題，設計了3種布面效果圖，暖色漸變紗選取的幾種紗線的色相、明度、飽和度都很接近，且選取的暖色調配色效果，所以其布面效果較溫馨，而活力漸變紗選取的紅、黃、白三色漸變，給人一種活力淡靜又充滿春天氣息的感覺，而三原色的色相差異較大，所以給人一種艷麗突出的感覺[10]。

6?結?語

利用三通道環(huán)錠數(shù)碼紡紗機可紡制分段長度及顏色精確變化的漸變紗，介紹了三通道數(shù)碼紡紗機紡制漸變紗的主要牽伸機構及紡制原理，并在系統(tǒng)原理基礎上利用Photoshop軟件在CMYK顏色模式下建立了基于五基色3種顏色的混合模擬顏色庫，在顏色色庫中選擇合適的相鄰顏色色塊，對應紡紗中具體的粗紗混紡比設計紡制明度、飽和度及色?相漸變的漸變紗，在紗線外觀顏色模擬基礎上，通過各分段時間內混紡比的設置換算出各通道牽伸倍數(shù)從而紡制出相對應的漸變紗，并將這些漸變紗在小圓機上進行織物打樣織造，通過布面設計使得這些色彩漸變效果更直觀的呈現(xiàn)出來，最后分析了顏色的選擇對布面的色彩效果的影響。

參考文獻：

[1] 張瑞林，曾祥慧，朱寶湘.段染紗線仿真模擬中的顏色漸變實現(xiàn)方法[J].計算機系統(tǒng)應用，2010，19（7）：197-200.

[2] 陸衛(wèi)國.毛精紡漸變針織紗加工初探[J].上海毛麻科技，2016（4）：9-11.

[3] 唐懿蓉.多色漸變織物紡紗工藝設計的研究[D].西安：西安工程大學，2012（6）：8-12.

[4] 薛元，高衛(wèi)東，楊瑞華.三通道數(shù)碼紡紗：紗線的柔性數(shù)字化加工技術[J].紡織導報，2017（8）：46-50.

[5] 薛元，易洪雷，陳偉雄等.數(shù)控耦合式復合紡紗系統(tǒng)構建和三基色混配色紡紗工藝研究[J].嘉興學院學報，2014（6）：15-20.

[6] 薛元，高衛(wèi)東，楊瑞華等.三組份異同步二級牽伸紡制多彩竹節(jié)紗的方法及裝置：中國，CN201510140910.4[P].2015-06-17.

[7] 薛元，高衛(wèi)東，楊瑞華等.雙組份異同步二級牽伸紡制多彩竹節(jié)紗的方法及裝置：中國，CN201510140954.7[P].2015-03-27.

[8] 高衛(wèi)東，郭明瑞，薛元，等.基于環(huán)錠紡的數(shù)碼紡紗方法[J].紡織學報，2016，37（7）：44-48.

[9] 顧燕，薛元，高衛(wèi)東，等.采用三通道數(shù)碼紡的色彩漸變紗性能[J].紡織學報，2018（02）：62-67.

[10] 黃元慶.漸變色彩的視覺審美價值[C].亞洲色彩論壇，北京：中國流行色協(xié)會，2004.