附加緯接結(jié)的雙層全顯色結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理和方法

張 萌， 周 赳

(浙江理工大學(xué) 浙江省絲綢與時(shí)尚文化研究中心， 浙江 杭州 310018)

雙層結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)提花織物正反面均呈現(xiàn)織紋和色彩效果的一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，附加線接結(jié)方法是通過(guò)添加一組紗線分別和表、里層交織實(shí)現(xiàn)連接表里層的作用[1]，相較自身接結(jié)和表里換層2種方法，附加線接結(jié)方法的工藝復(fù)雜度更高，但所呈現(xiàn)的織物正反面效果沒(méi)有提升，導(dǎo)致其應(yīng)用率不高。由于附加線的添加為雙層結(jié)構(gòu)增加了更多可能性，并且可作為織物品種開(kāi)發(fā)的一種設(shè)計(jì)手段[2-3]，因此，針對(duì)附加線接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究對(duì)于紡織類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有一定的理論和實(shí)踐指導(dǎo)意義。附加線接結(jié)方法中的附加線有附加經(jīng)線和附加緯線之分，前者為了保證經(jīng)紗張力均勻順利織造，多數(shù)情況下需要雙經(jīng)軸的支持[4]，而后者可避免經(jīng)軸浪費(fèi)和織機(jī)占用，在操作性和經(jīng)濟(jì)性上都優(yōu)于前者。

本文主要以附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，研究其結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，提升織物表面呈現(xiàn)效果，降低工藝復(fù)雜度，提高其在紡織品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用率，利用雙層結(jié)構(gòu)中附加紗線的結(jié)構(gòu)層次性為紡織類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供參考。

1 設(shè)計(jì)原理

傳統(tǒng)的雙層結(jié)構(gòu)是通過(guò)單一平面設(shè)計(jì)模式完成的，其設(shè)計(jì)本質(zhì)是：正面和反面圖案通過(guò)與單一組織替換分別形成表層結(jié)構(gòu)和里層結(jié)構(gòu)[5]，為兩面色彩重疊部分的表組織和里組織設(shè)計(jì)接結(jié)組織，形成由雙層組織組成的雙層結(jié)構(gòu)，其中雙層組織的數(shù)量少于或等于正反面圖案顏色數(shù)的乘積。附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)本質(zhì)同理：是由不多于正反面圖案顏色數(shù)乘積的附加緯接結(jié)雙層組織組合而成[6-7]，如圖1所示。織物正反面圖案精細(xì)度的提高無(wú)疑會(huì)增加附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作量，并且由于組織配合以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素影響，不僅會(huì)拉長(zhǎng)附加緯接結(jié)雙面提花織物的設(shè)計(jì)周期，還會(huì)使設(shè)計(jì)出錯(cuò)率升高，增加返修次數(shù)，提高設(shè)計(jì)和織造成本。

圖1 附加緯接結(jié)雙層組織Fig.1 Double-layer weave with central weft stitching.(a) Weave diagram with central weft stitching; (b) Upper layer weave; (c) Lower layer weave; (d) Weft profile

分層組合設(shè)計(jì)模式是根據(jù)印刷原理形成的提花織物設(shè)計(jì)方法，其特點(diǎn)是組織具有系統(tǒng)性，即具有相同的組織循環(huán)、組織飛數(shù)等性質(zhì)的一系列變化組織，能夠從結(jié)構(gòu)本質(zhì)上解決組織間的配合以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問(wèn)題。在分層組合式的設(shè)計(jì)模式干預(yù)下，雙層提花結(jié)構(gòu)的表層結(jié)構(gòu)和里層結(jié)構(gòu)脫離了互相作用和影響的設(shè)計(jì)機(jī)制，二者的設(shè)計(jì)保持相互獨(dú)立[8-9]。應(yīng)用全顯色組織的雙層結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)織物正反面的織紋和色彩呈現(xiàn)多彩暈紋的效果，自身接結(jié)組織的通用性使雙面提花織物的設(shè)計(jì)效率得到有效提高[10]。本文將在分層組合式的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式下，研究附加緯接結(jié)的雙面效果提花織物設(shè)計(jì)原理和方法，使附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)在雙面提花織物設(shè)計(jì)應(yīng)用中能夠提升織紋色彩效果和設(shè)計(jì)效率，充分發(fā)揮其結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì),為雙面提花織物新品種的開(kāi)發(fā)提供更多的設(shè)計(jì)思路和方法。

提升附加緯接結(jié)雙面提花織物織紋色彩效果和設(shè)計(jì)效率的關(guān)鍵均在于附加緯接結(jié)雙層提花結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，參考自身接結(jié)雙面提花織物設(shè)計(jì)，分層組合設(shè)計(jì)和影光組織能夠有效提升織物正反面的織紋和色彩效果，接結(jié)組織的通用性可以降低雙層結(jié)構(gòu)的工藝難度、提升設(shè)計(jì)效率，因此,對(duì)于附加緯接結(jié)雙面提花織物而言，在分層組合的設(shè)計(jì)模式中，用于附加緯接結(jié)雙層提花織物結(jié)構(gòu)的影光組織設(shè)計(jì)以及具有通用性的附加緯接結(jié)組織設(shè)計(jì)是本文研究的關(guān)鍵所在。

影光組織和接結(jié)組織不是相互獨(dú)立設(shè)計(jì)完成的，二者之間相互關(guān)聯(lián)、相互影響，影光組織的系統(tǒng)性是通用型接結(jié)組織的設(shè)計(jì)前提，而雙層結(jié)構(gòu)對(duì)于接結(jié)組織的不同需求會(huì)對(duì)影光組織產(chǎn)生相應(yīng)的影響。全顯色組織作為影光組織的一種，能夠使所有紗線相互不遮蓋，全部顯露于織物表面，隨著組織的影光變化能夠有效提升織物表面的織紋和色彩效果，因此本文延續(xù)將全顯色組織應(yīng)用在附加緯接結(jié)雙面提花織物設(shè)計(jì)中，保持其具有相同組織循環(huán)、組織飛數(shù)等特點(diǎn)，為附加緯接結(jié)組織的設(shè)計(jì)建立好前提條件。通用型附加緯接結(jié)組織是提升附加緯接結(jié)雙面提花織物設(shè)計(jì)效率的關(guān)鍵，不管表里層組織為了表現(xiàn)不同色彩效果而如何變化，附加緯接結(jié)組織均需滿足表里層結(jié)構(gòu)的接結(jié)作用。

附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)的表里層全顯色組織和附加緯接結(jié)組織間的關(guān)系是：表里層結(jié)構(gòu)的經(jīng)緯浮長(zhǎng)在不斷變化的情況下保持有固定的浮長(zhǎng)用于遮蓋附加緯紗在織物正反面的接結(jié)組織點(diǎn)。固定浮長(zhǎng)是為了兼顧后續(xù)的附加緯接結(jié)組織設(shè)計(jì)，使其滿足1組設(shè)計(jì)即可通用于雙層結(jié)構(gòu)全部接結(jié)的原則，保證雙面效果提花織物的設(shè)計(jì)效率。同時(shí)，表里層結(jié)構(gòu)上固定浮長(zhǎng)的存在，即該定量組織點(diǎn)不能變化，不能成為全顯色組織影光變化中的一部分，會(huì)對(duì)全顯色組織的影光級(jí)別產(chǎn)生一定影響。

在全顯色組織基礎(chǔ)上設(shè)置固定浮長(zhǎng)組織點(diǎn)需遵循2個(gè)原則：一是不可與全顯色組織中的關(guān)鍵組織點(diǎn)設(shè)計(jì)相悖，因?yàn)殛P(guān)鍵組織點(diǎn)是其滿足全顯色結(jié)構(gòu)特征的條件；二是固定浮長(zhǎng)組織點(diǎn)應(yīng)為緯向連續(xù)的組織點(diǎn)集合，因?yàn)楦郊泳暭喸诳椢镎疵娴慕豢楛c(diǎn)均為緯組織點(diǎn)，經(jīng)向固定浮長(zhǎng)沒(méi)有實(shí)際意義。

總之，基于分層組合設(shè)計(jì)模式和全顯色組織的附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需同時(shí)滿足以下3個(gè)條件：1)表層和里層均呈現(xiàn)全顯色結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，織物正反面能夠表現(xiàn)多彩暈紋的圖案和色彩效果；2)附加緯接結(jié)組織具有規(guī)則性和統(tǒng)一性，在保證設(shè)計(jì)效率的同時(shí)滿足大批量生產(chǎn)技術(shù)要求；3)在織物兩面影光變化的情況下，能夠遮蓋附加緯紗在正反面的交織接結(jié)點(diǎn)，所有經(jīng)紗和緯紗的顏色選擇無(wú)限制。

2 設(shè)計(jì)方法

為了區(qū)別于自身接結(jié)雙層提花結(jié)構(gòu)的組合全顯色組織，將本文中用于附加緯接結(jié)雙面效果提花織物設(shè)計(jì)的全顯色組織稱為可遮蓋全顯色組織，此處的可遮蓋是指可以遮蓋附加緯紗?？烧谏w全顯色組織設(shè)計(jì)流程如圖2所示。結(jié)合全顯色組織的基本特征設(shè)置固定浮長(zhǎng)組織點(diǎn)，該固定浮長(zhǎng)組織點(diǎn)的集合稱為可遮蓋組織，分別是用于表層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可遮蓋組織A和用于里層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可遮蓋組織B；基本組織和可遮蓋組織A形成可遮蓋基本組織，全顯色技術(shù)點(diǎn)和可遮蓋組織B形成可遮蓋全顯色技術(shù)點(diǎn)，在基本組織、可遮蓋基本組織、全顯色技術(shù)點(diǎn)和可遮蓋全顯色技術(shù)點(diǎn)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)用于附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)的可遮蓋全顯色組織；2個(gè)附加緯接結(jié)組織分別在可遮蓋組織A和可遮蓋組織B的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖2 可遮蓋全顯色組織設(shè)計(jì)流程Fig.2 Design process of covered full-color weave

2.1 可遮蓋組織設(shè)置

由于全顯色組織的基本特性一致，因此基本組織和全顯色技術(shù)點(diǎn)的設(shè)置原則和設(shè)計(jì)方法與組合全顯色組織中的相同[9]。本文提出的設(shè)計(jì)方法以16枚5飛緯緞為例進(jìn)行說(shuō)明，基本組織和全顯色技術(shù)點(diǎn)如圖3所示。全顯色技術(shù)點(diǎn)B的設(shè)計(jì)方法是將基本組織A經(jīng)緯組織點(diǎn)反轉(zhuǎn)，將新緯組織點(diǎn)沿經(jīng)向上下分別加強(qiáng)1個(gè)點(diǎn)，再將新緯組織點(diǎn)還原為經(jīng)組織點(diǎn)，全顯色技術(shù)點(diǎn)A的設(shè)計(jì)在基本組織B上以相同的方法進(jìn)行。

圖3 基本組織和全顯色技術(shù)點(diǎn)Fig.3 Primary weave and full-color technical points.(a) Primary weave; (b) Full-color technical points

為使織物正反面能夠有效遮蓋附加緯接結(jié)交織點(diǎn)的2個(gè)可遮蓋組織，可遮蓋組織A作用于里層結(jié)構(gòu)，可遮蓋組織B作用于表層結(jié)構(gòu)。由于在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的正面視角關(guān)系，織物反面的固定緯浮長(zhǎng)組織點(diǎn)在可遮蓋組織設(shè)計(jì)時(shí)為固定經(jīng)組織點(diǎn)，設(shè)計(jì)方法如下：確定全顯色技術(shù)點(diǎn)A和全顯色技術(shù)點(diǎn)B的共有經(jīng)組織點(diǎn)位置，在該位置的每一緯上設(shè)計(jì)2個(gè)連續(xù)經(jīng)組織點(diǎn)，除此之外均為緯組織點(diǎn)，該加強(qiáng)緞紋組織即為可遮蓋組織A；在相同組織循環(huán)上除去可遮蓋組織A經(jīng)組織點(diǎn)的剩余位置處，在每一緯上設(shè)計(jì)2個(gè)連續(xù)緯組織點(diǎn)，除此之外均為經(jīng)組織點(diǎn)，該加強(qiáng)緞紋組織即為可遮蓋組織。

圖4 可遮蓋組織A的設(shè)計(jì)Fig.4 Design of covered weave A

在可遮蓋組織A和可遮蓋組織B的設(shè)計(jì)過(guò)程中，存在多種設(shè)計(jì)可能情況，圖4所示可遮蓋組織A為其中的2種可能情況，分別命名為可遮蓋組織A1和可遮蓋組織A2。圖5所示的2種可遮蓋組織B是與圖4中2種可遮蓋組織A分別相對(duì)應(yīng)的一種設(shè)計(jì)情況示例，分別命名為可遮蓋組織B1和可遮蓋組織B2。

圖5 可遮蓋組織B的設(shè)計(jì)Fig.5 Design of covered weave B

可遮蓋組織的可設(shè)置數(shù)量與基本組織的起始點(diǎn)位置有關(guān)，歸納起始點(diǎn)為(1,1)的基本組織A和起始點(diǎn)為(1,n)的基本組織B的可遮蓋組織設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，其中3≤n≤16(n=1和n=2時(shí)基本組織A和B的組合不符合全顯色結(jié)構(gòu)特點(diǎn))，如表1所示?？芍?當(dāng)基本組織的起始點(diǎn)不同時(shí)，可遮蓋組織的設(shè)置數(shù)量總共存在R-4，R-6，R-7和R-8這4種情況，R為組織循環(huán)數(shù)?；窘M織的起始點(diǎn)會(huì)影響可遮蓋組織的設(shè)計(jì)，繼而影響后續(xù)可遮蓋全顯色組織的設(shè)計(jì)。

2.2 可遮蓋全顯色組織設(shè)計(jì)

圖6、7分別示出基于可遮蓋組織A1、B1和可遮蓋組織A2、B2設(shè)計(jì)的結(jié)果。在2個(gè)基本組織(見(jiàn)圖3(a))上添加可遮蓋組織A(見(jiàn)圖4)的經(jīng)組織點(diǎn)，即為2個(gè)可遮蓋基本組織(見(jiàn)圖6(a)和圖7(a))；在2個(gè)全顯色技術(shù)點(diǎn)(見(jiàn)圖3(b))上添加可遮蓋組織B(見(jiàn)圖5)的緯組織點(diǎn)，即為2個(gè)可遮蓋全顯色技術(shù)點(diǎn)(見(jiàn)圖6(b)和圖7(b))。

表1 16枚基本組織的可遮蓋組織設(shè)置數(shù)量Tab.1 Number of covered weave based on 16-thread primary weave

圖6 第1組可遮蓋基礎(chǔ)組織和可遮蓋全顯色技術(shù)點(diǎn)Fig.6 First group of covered primary weaves and covered full-color technical points.(a) Covered primary weaves; (b) Covered full-color technical points

圖7 第2組可遮蓋基礎(chǔ)組織和可遮蓋全顯色技術(shù)點(diǎn)Fig.7 Second group of covered primary weaves and covered full-color technical points.(a) Covered primary weaves; (b) Covered full-color technical points

可遮蓋組織的不同設(shè)置會(huì)產(chǎn)出不同的可遮蓋全顯色組織；而不同組的組織間存在的結(jié)構(gòu)差異可對(duì)上機(jī)織造帶來(lái)不同的影響，因此，在設(shè)計(jì)初期篩選出結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的可遮蓋基本組織(CPW)和可遮蓋全顯色技術(shù)點(diǎn)(CFTW)尤為關(guān)鍵。對(duì)比圖6、7所示2組的組織交織次數(shù)，如表2所示。第1組各自保持經(jīng)向和緯向的交織次數(shù)相同，能夠在后續(xù)的設(shè)計(jì)中保證雙層結(jié)構(gòu)的交織平衡，而第2組則不能。本文的后續(xù)設(shè)計(jì)以第1組為例。

表2 2組CPW和CFTW的交織次數(shù)Tab.2 Interweave times of CPW and CFTW

由于可遮蓋組織的固定緯浮長(zhǎng)使可遮蓋全顯色技術(shù)點(diǎn)的緯浮長(zhǎng)占比更大，作為影光組織的最后1個(gè)組織，可遮蓋全顯色組織則缺少若干個(gè)緯組織點(diǎn)占比更大的組織(少的數(shù)量取決于設(shè)計(jì)過(guò)程中的組織加強(qiáng)點(diǎn)數(shù)量，組織加強(qiáng)點(diǎn)數(shù)與少的組織數(shù)量成反比)，對(duì)應(yīng)到表層結(jié)構(gòu)和里層結(jié)構(gòu)，其設(shè)計(jì)方法如下：以基本組織的組織點(diǎn)為起始、可遮蓋全顯色技術(shù)點(diǎn)為結(jié)尾設(shè)計(jì)2組經(jīng)面到緯面過(guò)渡的影光組織，即為用于表層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可遮蓋全顯色組織；同樣以可遮蓋基本組織的組織點(diǎn)為起始、全顯色技術(shù)點(diǎn)為結(jié)尾設(shè)計(jì)2組經(jīng)面到緯面過(guò)渡的影光組織，即為用于里層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可遮蓋全顯色組織。

圖8示出通過(guò)上述方法獲得的2組16枚可遮蓋全顯色組織。2組組織中的灰色部分相同，均為從可遮蓋基本組織經(jīng)面效果過(guò)渡到可遮蓋全顯色技術(shù)點(diǎn)緯面效果的影光組織。該區(qū)間的影光組織具有相同的固定經(jīng)浮長(zhǎng)和緯浮長(zhǎng)用于遮蓋附加緯紗在織物兩面的接結(jié)交織點(diǎn)，因此，當(dāng)應(yīng)用該區(qū)間的影光組織進(jìn)行附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，表層結(jié)構(gòu)和里層結(jié)構(gòu)無(wú)組織差別。

圖8 16枚可遮蓋全顯色組織(組織加強(qiáng)點(diǎn)為16)Fig.8 16-thread covered full-color weave (enhancement number is 16).(a) Covered full-color weave for surface layer; (b) Covered full-color weave for inner layer

2.3 附加緯接結(jié)組織設(shè)計(jì)

可遮蓋組織的組織特點(diǎn)即其固定浮長(zhǎng)決定了附加緯接結(jié)組織的規(guī)則性和通用性，設(shè)計(jì)方法如圖9所示。將可遮蓋組織A和B縱向擴(kuò)大2倍，分別去除偶數(shù)緯上的經(jīng)組織點(diǎn)和緯組織點(diǎn)，然后保證每一經(jīng)上有且只有1個(gè)經(jīng)交織點(diǎn)和緯交織點(diǎn)，該2個(gè)接結(jié)組織分別稱為附加緯接結(jié)組織JA和JB。附加緯接結(jié)組織JA是附加緯紗和里組織的交織點(diǎn)集合；附加緯接結(jié)組織JB是附加緯紗和表組織的交織點(diǎn)集合。

3 設(shè)計(jì)實(shí)踐

為說(shuō)明本文附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)在雙面效果提花織物設(shè)計(jì)中的有效性，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，其主要參數(shù)設(shè)置如表3所示。表經(jīng)和里經(jīng)均為黑色桑蠶絲，緯紗為藍(lán)、紅、綠、淡藍(lán)、黃和綠的棉紗以1∶1∶1∶1∶1∶1的形式排列，其中藍(lán)色和淡藍(lán)色紗為表緯，紅色和黃色為里緯，綠色棉紗為附加緯紗用于正反兩面的接結(jié)，與正反面紗線顏色色差較大是為了更好地表現(xiàn)附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)在實(shí)踐中的效果，如圖10所示。其在正反面的接結(jié)交織點(diǎn)分別被兩面的緯浮長(zhǎng)所遮蓋，不顯露于織物的表面。

在此設(shè)計(jì)過(guò)程中正反面圖案的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是獨(dú)立完成的，最后通過(guò)附加緯接結(jié)組織將2個(gè)單層提花結(jié)構(gòu)合成雙層結(jié)構(gòu)，并且由于組織結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性和統(tǒng)一性，設(shè)計(jì)師可自由組合不同雙面提花織物設(shè)計(jì)中的任意2個(gè)面，而無(wú)須考慮傳統(tǒng)方法中表里層結(jié)構(gòu)是兼顧彼此組織搭配的專(zhuān)屬設(shè)計(jì)，在工藝層面實(shí)現(xiàn)了附加緯接結(jié)雙面提花織物的模塊化設(shè)計(jì)，一定程度上提升了設(shè)計(jì)的靈活性，利于其在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

圖9 附加緯接結(jié)組織的設(shè)計(jì)Fig.9 Design of central weft stitch weaves

表3 附加緯接結(jié)雙面提花織物的技術(shù)參數(shù)Tab.3 Technical specification of double-face jacquard fabric with central weft stitching

圖10 附加緯接結(jié)雙面提花織物Fig.10 Double-face jacquard fabric with central weft stitching.(a) Fabric effect; (b) Profile detail

4 結(jié) 論

本文分析了單一平面設(shè)計(jì)模式的附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)織物效果和設(shè)計(jì)效率不理想的原因，利用分層組合設(shè)計(jì)模式的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，結(jié)合具有良好織物表面效果的全顯色結(jié)構(gòu)，研究附加緯接結(jié)雙層全顯色結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理和方法。該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法彌補(bǔ)了單一平面設(shè)計(jì)模式中由于工藝限制造成的接結(jié)效果差、正反面圖案和色彩表現(xiàn)受限等不足，使其織物表面能表現(xiàn)豐富的圖案變化和細(xì)膩的色彩過(guò)渡效果；另外，實(shí)現(xiàn)了雙面提花織物工藝層面上的模塊化設(shè)計(jì)，提升其設(shè)計(jì)自由度；并且組織結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性和附加緯接結(jié)組織的通用性在保證織物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和接結(jié)效果的前提下有效地提高了設(shè)計(jì)效率，為附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)在雙面提花織物設(shè)計(jì)中的應(yīng)用奠定了工藝基礎(chǔ)，且附加緯接結(jié)雙層結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)層次性為紡織類(lèi)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供了新思路和方法。