基于花樣小圖技術的飛織3D針織鞋舌設計與開發(fā)

張澤軍，馬燕紅，蔡軍南，姚思明，王鑠娜

(1.惠州經(jīng)濟職業(yè)技術學院 建筑與藝術設計學院，廣東 惠州 516057； 2.廣東科技學院 藝術設計學院，廣東 東莞 523083)

隨著人們生活水平的提高，人們對運動健康的關注度和對運動鞋產(chǎn)品的要求也越來越高[1-2]。而飛織3D針織鞋面編織技術的發(fā)展豐富了鞋面外觀的多樣性，增強了輕便性和透氣性[3-4]。目前，飛織3D針織鞋面可分為兩大類：鞋舌鞋身分體成型款和鞋舌鞋身一體成型款。受編織成本及編織難度限制，市場上銷售更多的產(chǎn)品為鞋舌鞋身分體款針織運動鞋。因此，飛織3D針織鞋舌的設計對運動鞋整體外觀及服用性也尤為重要。

本文結合鞋舌的服用性能，采用功能分區(qū)設計，選擇4種功能性組織，基于琪利Knit CAD制版系統(tǒng)花樣小圖技術，介紹了功能性組織運用花樣小圖技術的模塊化工藝設計方法，并將其應用到飛織3D針織鞋舌的設計中，開發(fā)出舒適透氣的飛織3D針織鞋舌產(chǎn)品，為飛織3D針織鞋舌的設計與開發(fā)提供參考依據(jù)。

1 花樣小圖

KDS2019琪利Knit CAD制版系統(tǒng)(福州琪利軟件有限公司)中花樣小圖是指運用已定義的色碼定義無動作色碼，是將織針編織時的編織狀態(tài)以及動作進行打包，做成一個集合體[5]。花樣小圖在制版中的應用主要是壓縮制版的有效動作行數(shù)，模塊化應用以保證制版構圖的完整性，提高制版效率。

1.1 花樣小圖的結構

以平收針為例，花樣小圖的主要構成見圖1。由圖示出琪利Knit CAD制版系統(tǒng)的花樣小圖是由開始行、編織動作、模塊色數(shù)、模塊標識4項構成。其中開始行在主繪區(qū)上方任選一行。編織動作為花樣小圖中需要被無定義色碼表示的編織動作集合。模塊色數(shù)為小圖特征標識，其中包含色碼數(shù)目、循環(huán)標記、縱向平移數(shù)目，在非特殊組織中只運用小圖特征標識，其他均為系統(tǒng)默認。模塊標識在功能線作圖區(qū)是用來描繪花樣圖層的輔助信息，其中包含模塊標識的范圍、頁碼和循環(huán)時左右的偏移。

圖1 花樣小圖主要構成

1.2 花樣小圖的制作規(guī)則

花樣小圖的制作是在主體花樣結束行上方任選一行開始填入代表色碼即無定義色碼。在第3行開始設定具體的動作集合，動作集合設置完成向上空出2行，填寫色碼數(shù)目。在色碼數(shù)目中不同類型的組織，需要填入不同色碼段數(shù)，如填色碼1為普通小圖；填色碼101為提花小圖；填入色碼201為復合提花小圖[6]。再向上一行填入循環(huán)方向，色碼1為左向右循環(huán)，色碼2為右向左循環(huán)；再上一行填入循環(huán)時高度偏移，一般偏移針數(shù)不可超過所用機型的號數(shù)。在功能線節(jié)約中第3列為模塊標識，第4列為設定模塊頁碼，第5列為設定左右平移，均為花樣小圖的輔助信息，花樣小圖中動作信息均為編織動作時不涉及移針可省略平移設定。模塊標識里填入色碼1代表花樣行必須用到小圖所有色碼，填入色碼2代表花樣行可用小圖的部分色碼；花樣小圖頁數(shù)控制主繪區(qū)對應頁數(shù)的行展開；循環(huán)中左右偏移時色碼1～9代表左向右，色碼11～19代表右向左。(小圖制作中同一色碼會被多次運用，色碼只在編織動作區(qū)域運用具有實際動作定義，其他區(qū)域的應用只起到區(qū)分作用不具備動作定義。)

2 飛織3D針織鞋舌花樣小圖制作

2.1 飛織3D針織鞋舌的定義

鞋舌一般指鞋帶下面與腳背上面間的部件，因其形狀像舌頭，故稱之為鞋舌[7]。飛織3D針織鞋舌運用飛線(一種高強度錦綸纖維，有很高的強度質(zhì)量比，具有強度高、質(zhì)量輕的特點)直接編織成型[8]。其特點是通過不同組織結構實現(xiàn)鞋舌的透氣性、舒適性、抗偏移性、保護腳背等方面的作用。

2.2 基本組織的花樣小圖制作

花樣小圖為組織最小循環(huán)單元，依據(jù)飛織3D針織鞋舌的服用性能，制作空氣層提花組織、全通透孔洞組織、鞋帶穿孔組織和加厚組織4個基本組織花樣小圖。本文采用的琪利Knit CAD制版系統(tǒng)中部分色碼編號及含義如表1所示。

表1 琪利Knit CAD制版系統(tǒng)中部分色碼編號及含義

2.2.1 空氣層提花組織小圖

空氣層提花也叫圓筒提花，只應用于兩色提花組織，前后針床編織圖案相同只是顏色互換。鞋舌大身采用空氣層提花作為基本組織，這樣既能保證整個鞋舌的舒適性又能起到一定的保型性作用。

空氣層提花組織花樣小圖結構及編織原理見圖2?？諝鈱犹峄ㄐD制作代表色碼選擇無定義色碼120，向上空2行繪制編織動作。編織動作分為2行，第1行采用8號色碼前針床編織(無翻針動作)，第2行采用9號色碼后針床編織(無翻針動作)，采用無翻針動作色碼，使織物中間形成空氣層。完成編織動作向上空2行繪制色碼數(shù)目。色碼數(shù)目用不同色碼段數(shù)表示小圖種類，色碼1代表該小圖為普通小圖(由于空氣層提花組織花樣小圖編織動作與圓筒組織花樣小圖編織動作一樣因此可視為普通小圖由色碼1代表色碼數(shù)目)。功能線節(jié)約中第3列模塊標識范圍填入色碼2，代表花樣行中可運用部分小圖色碼；由于空氣層提花組織不涉及分頁與偏移可省略第4列頁數(shù)與第5列偏移的設定。

圖2 空氣層提花組織花樣小圖結構及編織原理

2.2.2 全通透孔洞組織小圖

基于空氣層提花的基礎上，全通透孔洞組織花樣小圖采用全通透孔洞組織作為透氣性功能區(qū)的基本組織，以保證透氣性的同時具有美觀性。

全通透孔洞組織花樣小圖結構及編織原理見圖3。全通透孔洞組織花樣小圖制作代表色碼選擇無定義色碼136，向上空2行繪制編織動作。編織動作分為4行，第1行第1針位采用9號色碼后針床編織(無翻針動作)、第2針位采用8號色碼前針床編織(無翻針動作)，第2行2針位動作互換，前2行為成圈動作形成前后針床交互吃紗的棉毛組織。第3行第1針位采用41號色碼后針床編織左移1針，使后針床第1針位線圈移至前針床對應針位的左側；第3行第2針位采用31號色碼前針床編織右移1針，使前針床第2針位線圈移至后針床對應針位的右側；第4行第1針位采用21號色碼前針床編織左移1針，使前針床第1針位線圈移至后針床對應針位的左側；第4行第2針位采用51號色碼后針床編織右移1針，使后針床第2針位線圈移至前針床對應針位的右側；后2行為移針動作，所有移針色碼均取消編織動作。在此過程中使得針床上2個對應針位的4枚織針成為空針得到1個全通透孔洞。全通透孔洞組織花樣小圖中色碼數(shù)目與功能條節(jié)約的設置同空氣層提花組織花樣小圖。

圖3 全通透孔洞組織花樣小圖結構及編織原理

2.2.3 鞋帶穿孔組織小圖

基于空氣層提花的基礎上，鞋帶穿孔組織花樣小圖是采用拆行編織使前針床編織橫列多于后針床編織橫列形成凸起的鞋帶穿孔，以保證鞋舌的抗偏移性。

鞋帶穿孔組織花樣小圖結構及編織原理見圖4。鞋帶穿孔組織花樣小圖制作代表色碼選擇無定義色碼131，向上空2行繪制編織動作。編織動作分為6行，第1行第1、3針位采用前針床編織，第2、4針位采用前針床吊目；第2行第1、3針位采用前針床吊目，第2、4針位采用前針床編織；前2行為前針床編織的橫列，前編織與前吊目1隔1排列2個編織橫列相加為1個滿針編織有效橫列。第3行第1針位采用后針床編織，其他3個針位空針；第4行第2 針位采用后針床編織，其他3個針位空針；第5行第3 針位采用后針床編織，其他3個針位空針；第6行第4 針位采用后針床編織，其他3個針位空針；后4行為后針床編織橫列，后針床編織與空針1隔3排列4個編織橫列相加為1個滿針編織有效橫列。前針床與后針床的有效編織橫列之比為2∶1。這樣使得前針床織物凸起形成穿帶孔。鞋帶穿孔組織花樣小圖中色碼數(shù)目與功能條節(jié)約的設置同空氣層提花組織花樣小圖一致。

圖4 鞋帶穿孔組織花樣小圖結構及編織原理

2.2.4 加厚組織小圖

基于空氣層提花的基礎上，加厚組織花樣小圖的前后針床采用1隔1拆行編織使織物中間形成浮線，使其增加厚度以達到保護腳背的作用。

加厚組織花樣小圖結構及編織原理見圖5。加厚組織花樣小圖制作代表色碼選擇無定義色碼120，向上空2行繪制編織動作。編織動作是在空氣層提花組織的基礎上對前針床和后針床的線圈進行1隔1的拆分，使2個編織橫列相加為1個滿針編織有效橫列。同時，線圈間形成浮線增加織物厚度。加厚組織花樣小圖中色碼數(shù)目與功能條節(jié)約的設置同空氣層提花組織花樣小圖。

圖5 加厚組織花樣小圖結構及編織原理

3 飛織3D針織鞋舌的設計與實現(xiàn)

3.1 原料選擇

飛織3D針織鞋舌運用的原料為滌綸/氨綸97/3混紡的滌綸包覆紗。滌綸低彈紗硬度較好起到主體支撐作用，使織物具有一定的保型性；氨綸具有較大的彈性使織物具有較好的緊束性[9]。本文運用6根11 tex滌綸低彈絲與2.2 tex氨綸絲復合的滌綸包覆紗進行編織。

3.2 設備參數(shù)

LCX-252S龍星電腦橫機參數(shù)見表2。

3.3 編織工藝設計

編織工藝設計見圖6。經(jīng)小樣試片確定編織橫向密度為7.5針/cm，編織縱向密度為5.5轉/cm。編織時為66針滿針起口；起口后運用圓筒一轉使起口緊密整齊；向上運用局部編織進行急加針，使其形成鞋舌上部位置的坡度；向上編織33轉，為鞋舌中部位置；向上3.5轉收1針進行4次循環(huán)，2.5轉收1針進行3次循環(huán)，2轉收1針進行3次循環(huán)，1.5轉收1針進行4次循環(huán)，1轉收1針進行3次循環(huán)，0.5轉收1針進行4次循環(huán)，運用組合收針方式完成鞋舌下部輪廓，編織1轉，形成整個鞋舌的編織工藝，最后以24針結束編織。

圖6 編織工藝設計

3.4 功能區(qū)域劃分

依據(jù)鞋舌的功能性作用與裝飾性設計將飛織3D針織鞋面鞋舌分為品牌標志區(qū)L(logo)、鞋帶穿孔區(qū)P(perforate)、填充區(qū)F(fill)、透氣區(qū)V(ventilate)和基礎結構區(qū)B(base)5大區(qū)域，其鞋舌區(qū)域劃分示意圖見圖7。

圖7 鞋舌區(qū)域劃分示意圖

整體區(qū)域為鞋舌的廓形，能滿足鞋舌的使用功能。根據(jù)鞋舌所承載品牌標志和尺碼信息的作用，在鞋舌上方設計品牌標志區(qū)域L。鞋舌兩側設計透氣區(qū)域V，增加鞋舌的透氣性和美觀性。鞋舌的中部設計了鞋帶穿孔區(qū)域P，通過將鞋帶穿過其中使鞋舌具有抗偏移性。鞋舌整體的中部設計填充區(qū)域F，提高運動中腳感舒適性。

3.5 組織結構

組織結構設計在琪利Knit CAD制版系統(tǒng)中完成。設計區(qū)通過組織結構變化改變織物肌理，使之實現(xiàn)相應的服用功能。鞋舌整體采用空氣層提花組織為基本組織。依據(jù)功能區(qū)域劃分，鞋舌品牌標志區(qū)域L運用編織加吊目的組織結構，增加硬度。鞋舌兩側透氣區(qū)域V運用全通透孔洞組織，增加透氣性。鞋舌鞋帶穿孔區(qū)域P在空氣層提花組織的基礎上，前針床編織拆分成2行，其中1行為1個前編織加1個前吊目，另1行為1個前吊目加1個前編織，2行相加為1個有效前編織橫列；后針床編織拆分為4行，為1隔3的4個編織橫列，相加為1個有效后編織橫列；使得前后針床有效編織橫列為2∶1形成凸起穿帶孔。鞋舌填充區(qū)域F在空氣層提花的基礎上前后針床編織都進行1隔1 拆分，增加中間層的浮線以達到增厚的效果。

3.6 制版設計

飛織3D針織鞋舌制版與實物見圖8。

圖8 飛織3D針織鞋舌制版與實物

新建文檔確定繪圖區(qū)的針數(shù)與行數(shù)，保證繪制時有足夠的空間[10]。主繪區(qū)首先運用普通色碼繪制廢紗起底和起口，起口采用滿針編織，之后編織圓筒1轉。鞋舌大身區(qū)域的繪制全部運用無定義色碼進行區(qū)域劃分。首先按照編織工藝畫出鞋舌大身區(qū)域輪廓，再根據(jù)功能區(qū)域劃分進行分塊，區(qū)域分好后填入不同的無定義色碼進行區(qū)分，對特殊組織區(qū)域做好標記。鞋舌大身繪制完成后運用普通色碼繪制封口紗。在主繪區(qū)上方任意一行開始繪制所需花型的花樣小圖。在對應的功能條中繪制導紗器、度目、搖床、速度、結束行等輔助信息。繪制好后可以運用小圖展開功能進行檢查，確認無誤后解譯，拷貝文件上機編織，編織完成下機得到直接成型的飛織3D針織鞋舌。

4 結束語

本文詳細介紹了花樣小圖結構與制作規(guī)則，并設計了4種功能組織的小圖模塊。飛織3D針織鞋舌通過組織變化來實現(xiàn)服用功能。采用空氣層提花組織作為基礎組織，雙層的結構起到一定程度的保型作用；鞋舌兩側采用前后針床移針的全通透孔洞組織，即起到透氣作用又使鞋舌織紋肌理變化多樣；鞋舌中間部位采用拆行編織方式，使前針床與后針床有效編織行數(shù)之比為2∶1，形成凸起的鞋帶穿孔，起到固定作用；鞋舌中部采用前后針床1隔1拆分在織物中形成浮線，增加織物厚度使織物柔軟起到保護腳背的作用。在實踐過程中，根據(jù)編織工藝與功能區(qū)域的劃分，直接填入功能組織小圖模塊，完成制版設計，選擇滌綸包覆絲編織，編織出的飛織3D針織鞋舌一體成型且兼具透氣性、舒適性、抗偏移性、保護腳背等服用功能。這種設計方法能提高生產(chǎn)的效率，減少生產(chǎn)損耗，從而降低人工成本的投入。