半立體構(gòu)成折皺效果提花織物設(shè)計(jì)與研發(fā)

侍康妮 呂智寧 張魯燕 孫藝博 田偉 祝成炎

摘要： 折皺織物具有獨(dú)特的視覺美感和物理機(jī)械性能，針對(duì)市場(chǎng)上織物折皺效果單一的問題，文章提出了采用幾何紋樣設(shè)計(jì)配合緯二重組織，直接織造成型實(shí)現(xiàn)半立體構(gòu)成折皺效果提花織物的方法，以及通過計(jì)算織物理論與實(shí)際起皺高度的差值ΔH、觀察非折皺區(qū)平整度進(jìn)行織物成型性評(píng)價(jià)的方法。研究結(jié)果表明，隨著織物緯密的增大，差值ΔH先減小后增大;折皺區(qū)寬度的變化會(huì)引起非折皺區(qū)布面不平整;氨綸芯絲規(guī)格過大會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的非彈性紗浮線，影響織物平整度。氨綸芯絲規(guī)格為22.2dtex、緯密為900根/10cm且折皺區(qū)寬度為2mm時(shí)，ΔH值最小僅為3.8mm，非折皺區(qū)無浮線且十分平整，織物成型效果較好。

關(guān)鍵詞： 半立體構(gòu)成;折皺效果;折皺區(qū)寬度;緯二重組織;成型性;非折皺區(qū)

中圖分類號(hào)： TS105.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)： 1001-7003（2019）03-0063-07

引用頁碼： 031201

Design and development of jacquard fabric with semi-stereoscopic wrinkle effect

SHI Kangnia， L Zhininga， ZHANG Luyana， SUN Yiboa， TIAN Weia，b， ZHU Chengyana，b

（a.College of Materials and Textiles; b.Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology， Ministry of Education，

Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China）

Abstract： The wrinkle fabric has unique visual beauty， physical and mechanical properties. In view of the single wrinkle effect on the market， the paper proposed a method of directly weaving semi-stereoscopic wrinkle effect jacquard fabric with geometric pattern design and weft double structure. Besides， the method of evaluating the fabric formability by calculating the difference ΔH between theoretical and the actual wrinkle height of the fabric and observing the flatness of the non-wrinkle area. The research indicated that， as the weft density of the fabric increased， the difference ΔH first decreased and then increased; the width change of the wrinkle area would cause the non-wrinkle area to be uneven; too large size of spandex core wire would produce the corresponding non-elastic yarn floating line， which affects the fabric flatness. When the spandex core wire size was 22.2dtex， the weft density was 900 pieces/10cm， and the wrinkle area width was 2mm， the ΔH value was the minimum， only 3.8mm. The non-wrinkle area had no floating line and was very flat， and the fabric forming effect was good.

Key words： semi-stereoscopic; wrinkle effect; wrinkle area width; weft double tissue; formability; non-wrinkle area

收稿日期： 2018-09-26;

修回日期： 2019-01-09

基金項(xiàng)目： 浙江理工大學(xué)紡織科學(xué)與工程一流學(xué)科研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目（11110131201709）

作者簡介： 侍康妮（1992），女，碩士研究生，研究方向?yàn)楝F(xiàn)代紡織技術(shù)、新產(chǎn)品研究與開發(fā)。通信作者：祝成炎，教授，cyzhu@zstu.edu.cn。

半立體構(gòu)成是指將平面材料進(jìn)行立體化加工，使平面的狀態(tài)被打破，產(chǎn)生出一定的厚度，進(jìn)而向三維空間過渡，產(chǎn)生一種介于平面與立體之間的造型形式[1]，使平面材料在視覺和觸覺上有立體感，因此又叫二點(diǎn)五維構(gòu)成[2]。半立體構(gòu)成具有獨(dú)特的創(chuàng)新性、獨(dú)特性和類似浮雕的視覺效果，在機(jī)織物中加入半立體構(gòu)成，可使織物更具立體感，形態(tài)更豐富。

目前半立體構(gòu)成折皺效果機(jī)織物的成型方法可大致分為兩類：一類是通過對(duì)面料進(jìn)行二次加工的方法成型，主要包括壓褶法[3]和縫制法[4];另一類是機(jī)織成型法，它通過組織結(jié)構(gòu)和紗線原料的設(shè)計(jì)[5]，直接成型產(chǎn)生半立體構(gòu)成折皺效果織物。壓褶法工藝復(fù)雜，不能耐久定型;縫制法效率低，一般出現(xiàn)在高級(jí)服裝定制中，相對(duì)于面料進(jìn)行二次加工的方法，機(jī)織法可簡化成型工藝，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率。

國內(nèi)對(duì)于機(jī)織法的研究主要基于局部管狀組織，是以“壓扁—織造—還原”的過程制織的，屬于雙層織物的一種特殊形式[6];在國外主要有韓國和日本提出的通過交叉多組經(jīng)緯紗線，在引緯過程中利用緯紗的張力配合緯紗的收縮功能，拉動(dòng)多根經(jīng)線織造成折皺面料的方法[7-8]，這種方法去除了熱處理工藝和化學(xué)處理過程，簡化了生產(chǎn)過程并降低了制造成本。目前國內(nèi)外均缺乏通過幾何紋樣設(shè)計(jì)及織物組織規(guī)格設(shè)計(jì)為核心的半立體構(gòu)成折皺效果研究。本文通過幾何紋樣設(shè)計(jì)配合緯二重組織，緯紗采用氨綸包覆紗與滌綸為原料，設(shè)計(jì)了一款成型性較好的緯向半立體構(gòu)成折皺效果提花織物，首次提出了一種成型性評(píng)價(jià)方法，并探討了折皺區(qū)寬度、包覆紗規(guī)格及經(jīng)緯紗密度對(duì)織物成型性的影響，為面料設(shè)計(jì)提供新的思路和方向。

1織物設(shè)計(jì)

1.1紋樣設(shè)計(jì)

為了在織物上呈現(xiàn)明顯的半立體構(gòu)成折皺效果，上凸和下凹折皺區(qū)域的邊緣采用線形設(shè)計(jì)，相應(yīng)命名為峰線折皺區(qū)、谷線折皺區(qū)，以平行四邊形為一個(gè)幾何單元通過重復(fù)、變化排列為四方連續(xù)的圖案。半立體由于在深度造型上有所限制，所以在表現(xiàn)效果時(shí)，只需做較淺的凹凸起伏處理[2]，因此設(shè)計(jì)相鄰峰谷點(diǎn)間距L為30mm。

織物幾何紋樣平面設(shè)計(jì)如圖1所示，

黑色實(shí)線表示峰線折皺區(qū)，黑色虛線表示谷線折皺區(qū)，白色區(qū)域表示非折皺區(qū)。圖2為半立體構(gòu)成折皺效果紙制模型。

1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.2.1組織設(shè)計(jì)

為實(shí)現(xiàn)織物半立體構(gòu)成折皺效果，基于彈性紗與非彈性紗收縮率的不同，在折皺區(qū)域選定重緯組織中的緯二重組織，使非彈性紗、彈性紗與經(jīng)線分別交織形成上、下兩層，且增加非彈性紗與經(jīng)線的交織次數(shù)，減少彈性紗與經(jīng)線的交織次數(shù)，使兩者的收縮率在結(jié)合組織后表現(xiàn)較大差異化。因此，峰線折皺區(qū)域正面設(shè)置為非彈性紗線與經(jīng)線交織的斜紋組織，反面為彈性紗線全浮長，谷線折皺區(qū)域與峰線折皺區(qū)域組織配置完全相反。折皺形成原理剖面示意如圖3所示。

在非折皺區(qū)域，為使布面平整需選用交織次數(shù)適中的組織，減弱彈性紗與非彈性紗結(jié)合組織后收縮率的差異。因交織次數(shù)過多會(huì)增加織造難度，交織次數(shù)過少會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)過于松散，在彈性紗的作用下過于起皺，因此非折皺區(qū)域設(shè)置為八枚緯緞背稱四枚斜紋。對(duì)應(yīng)組織如圖4所示，□●表示甲緯與經(jīng)紗交織的經(jīng)組織點(diǎn)，□▲表示乙緯與經(jīng)紗交織的經(jīng)組織點(diǎn)，□表示緯組織點(diǎn)。

1.2.2紗線原料設(shè)計(jì)

基于組織設(shè)計(jì)，要達(dá)到良好的折皺效果，就要選擇具有潛在收縮性的紗線與普通紗線，通過不同比例搭配使用。由于設(shè)計(jì)為緯向折皺效果織物，經(jīng)紗對(duì)成型效果影響不大，所以本文中經(jīng)紗采用白色932dtex桑蠶絲，甲緯采用黑色83.3dtex滌綸長絲，乙緯選用彈性較好的白色氨綸包覆紗。氨綸包覆紗外包紗線規(guī)格相同條件下，氨綸絲越細(xì)，彈性伸長和回縮力就越小[9]，因此采用可以滿足要求的三種機(jī)織物常用規(guī)格的氨綸絲進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，分別為22.2、44.4、77.7dtex，外包83.3dtex滌綸長絲，甲乙緯以1︰1比例配置試驗(yàn)。

1.2.3經(jīng)緯密度設(shè)計(jì)

經(jīng)緯向密度的配合變化關(guān)系到織物的輕重、厚薄與結(jié)構(gòu)相，也會(huì)引起織物外觀風(fēng)格和性能的較大變化[10]，且影響織物整體的收縮率。經(jīng)打樣試織，為得到平整挺括的折皺效果，選擇容易改變的緯紗配置進(jìn)行多組設(shè)計(jì)。在本試驗(yàn)中，經(jīng)紗密度采用550根/10cm;緯紗密度設(shè)計(jì)五組進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，分別為600、700、800、900、1000根/10cm。

1.3折皺區(qū)寬度設(shè)計(jì)

在折皺區(qū)域?qū)挾炔煌那闆r下，上層緊密部分得以凸起的程度將會(huì)不同，折皺區(qū)寬度過小，上層緊密部分無法明顯凸起;但折皺區(qū)寬度過大，上層緊密部分帶動(dòng)非折皺區(qū)域過于起皺，會(huì)影響布面平整效果。因此設(shè)計(jì)三組不同寬度進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，分別為2、4、6mm。

1.4織物成品效果

在電子龍頭提花機(jī)上進(jìn)行織造并對(duì)織物進(jìn)行實(shí)拍，部分上機(jī)織造過程中的織物如圖5所示，部分下機(jī)織物如圖6所示。

2評(píng)價(jià)方法

織物的成型性是指織物無褶皺形成某種特定形狀的能力[11]。為評(píng)價(jià)織物的半立體構(gòu)成折皺效果，引用成型性的概念，即下機(jī)后織物的幾何造型所達(dá)到的效果，并提出一種成型性評(píng)價(jià)方法。主要從兩個(gè)方面用以表征：一是通過測(cè)量并計(jì)算織物理論起皺高度與實(shí)際起皺高度的差值ΔH;二是觀察非折皺區(qū)宏觀及微觀平整度。

2.1評(píng)價(jià)原理

根據(jù)立體剖面作紙制評(píng)價(jià)模型（圖7），兩相鄰谷點(diǎn)間距確定，必對(duì)應(yīng)一確定峰點(diǎn)高度值，即理論起皺高度，如圖8所示。根據(jù)織造成型后的織物與理論意義上的織物空間上的差異，作如圖9所示差值示意圖，a′b′是指自然狀態(tài)下織物橫向兩相鄰峰谷點(diǎn)間距，OO′是指織物理論起皺高度值，OO″是指織物實(shí)際起皺高度值。

織物理論起皺高度與實(shí)際起皺高度間差值的計(jì)算方式如下式所示，其中此次設(shè)計(jì)幾何紋樣相鄰峰谷點(diǎn)間距L為30mm。

H=L2-m24（1）

ΔH=H-H′（2）

式中：L為幾何紋樣相鄰峰谷點(diǎn)間距，mm;m為織物橫向相鄰谷點(diǎn)間距，mm;H為織物起皺高度理論值，mm;H′為織物起皺高度實(shí)際值，mm;ΔH為織物理論起皺高度與實(shí)際起皺高度的差值，mm。

2.2測(cè)試方法

采用游標(biāo)卡尺及固定針進(jìn)行測(cè)試。在織物處于自然狀態(tài)下，測(cè)量每種織物橫向相鄰谷點(diǎn)間距10組，取平均值;并選取10組如圖10（a）所示為峰點(diǎn)，用固定針將各峰點(diǎn)6個(gè)相鄰谷點(diǎn)固定，測(cè)量峰點(diǎn)的高度值，取其平均值作為織物實(shí)際起皺高度值。紋樣起皺高度測(cè)量取點(diǎn)示意如圖10（b）所示。

3結(jié)果與分析

3.1織物表面形貌分析

利用GAOSUO顯微鏡（深圳浩特爾科技有限公司）觀察織物非折皺區(qū)，布面主要呈現(xiàn)三種狀態(tài)：一是非常平整，說明彈性紗與非彈性紗結(jié)合組織后收縮率差異較小，如圖11（a）所示;二是表面有輕微非彈性紗浮線，說明彈性紗與非彈性紗結(jié)合組織后收縮率有一定差異，導(dǎo)致部分非彈性紗被擠出產(chǎn)生輕微浮線，如圖11（b）所示;三是表面非彈性紗雜亂無章，說明彈性紗與非彈性紗結(jié)合組織后收縮率產(chǎn)生很大差異，導(dǎo)致布面顯現(xiàn)大量浮線，影響織物外觀，如圖11（c）所示。

3.2緯密對(duì)織物成型性影響

緯紗密度的改變會(huì)影響織物整體的收縮率和織物表面手感與風(fēng)格，氨綸包覆紗規(guī)格、織物折皺區(qū)寬度相同的條件下，緯密設(shè)計(jì)不同達(dá)到的折皺效果不同。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，織物起皺高度的數(shù)值分析如圖12所示。

由圖12可見，當(dāng)氨綸包覆紗規(guī)格、織物折皺區(qū)寬度一定時(shí)，隨著緯密的增大，織物理論與實(shí)際起皺高度的差值ΔH總體上呈先減小后增大的趨勢(shì)，但變化幅度不大，穩(wěn)定在4mm以內(nèi)。當(dāng)氨綸絲規(guī)格為44.4dtex時(shí)，ΔH值在緯密為800根/10cm時(shí)最小;當(dāng)氨綸芯絲規(guī)格分別為22.2、77.7dtex時(shí)，ΔH值均是在緯密為900根/10cm時(shí)最小，且當(dāng)折皺區(qū)寬度為2mm時(shí)，ΔH值最小僅為3.8mm，觀察非折皺區(qū)非常平整，說明此條件下織物的成型效果較好。

3.3不同規(guī)格氨綸芯絲對(duì)織物成型性影響

織物折皺區(qū)寬度、緯密相同的條件下，氨綸包覆紗規(guī)格設(shè)計(jì)不同達(dá)到的折皺效果不同。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，織物起皺高度的數(shù)值分析如圖13所示。圖13中，A、B、C、D、E分別為600、700、800、900、1000根/10cm。

由圖13可見，當(dāng)織物折皺區(qū)寬度、緯密一定時(shí)，不同氨綸芯絲規(guī)格對(duì)織物半立體構(gòu)成折皺效果有明顯影響。氨綸芯絲規(guī)格分別為22.2、44.4dtex時(shí)，ΔH值相差不大，但后者非折皺區(qū)有輕微非彈性紗

浮線;氨綸包覆紗規(guī)格為22.2/83.3dtex時(shí)，織物理論與實(shí)際起皺高度的差值ΔH最小，且折皺區(qū)寬度為2mm時(shí)，ΔH值皆在6.5mm以內(nèi)，觀察非折皺區(qū)無非彈性紗浮線且布面平整，說明此條件下織物成型效果相對(duì)較好;氨綸包覆紗規(guī)格為77.7/83.3dtex時(shí)，總體上ΔH值最大，且非折皺區(qū)表面存在大量非彈性紗浮線，織物近乎平面狀態(tài)，織物成型效果較差。

3.4折皺區(qū)寬度對(duì)織物成型性影響

織物緯密、氨綸包覆紗規(guī)格相同的條件下，折皺區(qū)寬度設(shè)計(jì)不同達(dá)到的折皺效果不同。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，織物起皺高度的數(shù)值分析如圖14所示。圖14中，A、B、C、D、E分別是600、700、800、900、1000根/10cm。

由圖14可見，當(dāng)織物氨綸包覆紗規(guī)格、緯密一定時(shí)，ΔH值隨折皺區(qū)寬度增大，并有增大的趨勢(shì)。在氨綸包覆紗規(guī)格22.2/83.3dtex條件下，折皺區(qū)寬度在2mm時(shí)，ΔH值皆在6.5mm以內(nèi)，觀察非折皺區(qū)布面非常平整，成型效果較好;然而同條件下折皺區(qū)寬度為6mm時(shí)，ΔH值皆大于10mm，且非折皺區(qū)布面非常不平整，說明折皺區(qū)寬度增大，峰谷線折皺部分帶動(dòng)非折皺區(qū)域起皺程度增大，導(dǎo)致布面不平整，進(jìn)而成型效果變差。

4結(jié)論

本文對(duì)具有半立體構(gòu)成折皺效果的織物進(jìn)行了深入的研究，通過幾何紋樣設(shè)計(jì)配合織物組織規(guī)格設(shè)計(jì)直接織造成型一款具有半立體構(gòu)成折皺效果的提花織物，首次提出了以織物理論與實(shí)際起皺高度的差值及非折皺區(qū)平整度來表征織物成型性的評(píng)價(jià)方法，并探討了折皺區(qū)寬度、氨綸包覆紗規(guī)格及經(jīng)緯紗密度對(duì)織物成型性的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：

1）當(dāng)氨綸包覆紗規(guī)格為22.2/83.3dtex時(shí)，在緯密為900根/10cm且折皺區(qū)寬度為2mm時(shí)差值ΔH最小僅為3.8mm，非折皺區(qū)非常平整，無非彈性紗浮線，織物成型效果較好。

2）氨綸芯絲規(guī)格增大，非折皺區(qū)彈性紗與非彈性紗結(jié)合組織后收縮率差異變大，織物表面產(chǎn)生非彈性紗浮線，芯絲規(guī)格為44.4dtex時(shí)有輕微浮線，芯絲規(guī)格為77.7dtex時(shí)有大量非彈性紗浮線且雜亂無章，影響織物成型外觀。

圖14不同規(guī)格氨綸包覆紗的差值比較

Fig.14Comparison of differences in wrap yarn with different spandex specifications

3）折皺區(qū)寬度過大，峰谷線折皺部分帶動(dòng)非折皺區(qū)域起皺程度增大，導(dǎo)致布面不平整，織物成型效果變差。

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