董智佳，蔣高明，吳志明，叢洪蓮，張愛軍

(江南大學(xué)教育部針織技術(shù)工程研究中心，江蘇無錫 214122)

經(jīng)編無底無縫織物是指在雙針床賈卡拉舍爾經(jīng)編機(jī)上生產(chǎn)的一次成形無底網(wǎng)薄型提花無縫成形針織物。該類織物不使用成圈梳櫛編織底網(wǎng)，僅用雙針床經(jīng)編機(jī)上的成圈型賈卡編織，也可根據(jù)需要增加氨綸襯緯梳櫛。無底無縫織物質(zhì)地輕薄，組織穩(wěn)定性好，牢度佳，彈性優(yōu)越，透氣性佳，穿著貼體舒適，提花效應(yīng)豐富，產(chǎn)品新穎，更新快捷。目前，國內(nèi)外市場(chǎng)的經(jīng)編無縫產(chǎn)品以常規(guī)有底網(wǎng)提花品種居多，此類無底無縫織物的產(chǎn)品研發(fā)處于起步階段，缺少有效的成形原理分析與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法。

目前國內(nèi)外已對(duì)有底無縫織物成形結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論和方法［1－2］、壓力舒適性［3］、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)［4－5］等方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，對(duì)無底無縫織物的研究體現(xiàn)在無底提花連褲襪編織工藝原理方面［6］，但針對(duì)無底無縫織物成形原理、設(shè)計(jì)模型與設(shè)計(jì)方法的研究尚屬空白。本文在分析無底經(jīng)編無底無縫織物分類與結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，針對(duì)其成形編織原理進(jìn)行系統(tǒng)分析，建立墊紗數(shù)碼、穿經(jīng)設(shè)計(jì)、賈卡意匠以及墊紗效應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，并以經(jīng)編無底薄型連褲襪產(chǎn)品為例，研究無底無縫織物的原型模板制定的方法，根據(jù)人體下肢結(jié)構(gòu)與脂肪分布進(jìn)行原型模板功能分區(qū)，指導(dǎo)賈卡提花圖案的設(shè)計(jì)，促使設(shè)計(jì)與工藝的即時(shí)銜接，實(shí)現(xiàn)高效開發(fā)薄型經(jīng)編無縫織物新產(chǎn)品的目標(biāo)。

1 經(jīng)編無底無縫織物分類

經(jīng)編無底無縫織物是在兩梳或四梳的雙針床經(jīng)編機(jī)上生產(chǎn)的無底網(wǎng)織物。常用機(jī)型為RDPJ2/2和RDPJ4/2，機(jī)號(hào)為28針/25.4 mm、30針/25.4 mm或32針/25.4 mm任選［7］。主要用于生產(chǎn)服裝服飾類產(chǎn)品，目前產(chǎn)品開發(fā)以輕薄型連褲襪為主。

經(jīng)編無底無縫織物按使用功能可分為實(shí)用類、塑型類和裝飾類服飾品3類;按款式造型可分為上衣類、褲裝類、連體類和襪類等［2］。此外，從無底無縫織物直筒管的成形編織結(jié)構(gòu)出發(fā)，又可將其分為單筒管結(jié)構(gòu)、分支筒管結(jié)構(gòu)和組合筒管結(jié)構(gòu)3類，見圖1。

圖1 直筒管結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Straight tube structure.(a)Single tube;(b)Branch tube;(c)Combination of tube

經(jīng)編無底無縫織物區(qū)別于緯編無縫織物的特點(diǎn):1)經(jīng)編機(jī)器一次可生產(chǎn)多件全成形織物，緯編機(jī)器一次僅生產(chǎn)單只筒形織物;2)經(jīng)編機(jī)器生產(chǎn)織物筒徑可根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要求調(diào)節(jié)，可生產(chǎn)多條相同或不同筒徑的無縫織物(見圖2)，緯編機(jī)器筒徑不可調(diào)節(jié);3)經(jīng)編組織變化豐富，既可生產(chǎn)細(xì)膩光滑的無縫無圖案織物，也可生產(chǎn)圖案變化豐富的無縫透氣織物，緯編以密實(shí)結(jié)構(gòu)為主;4)經(jīng)編無底無縫織物線圈組織結(jié)構(gòu)比緯編的線圈結(jié)構(gòu)更加牢固，不易勾絲，勾絲不易脫散。

圖2 機(jī)上織造示意圖Fig.2 Knitting structure.(a)Same cylinder diameter;(b)Different cylinder diameter

2 經(jīng)編無底無縫織物成形原理

經(jīng)編無底無縫織物成形原理是指雙針床經(jīng)編機(jī)配置賈卡梳櫛所編織線圈結(jié)構(gòu)的基本組織定義與提花編織原理。成形原理按編織結(jié)構(gòu)的不同可分為同向成形結(jié)構(gòu)和反向成形結(jié)構(gòu)，這2類又可具體分為普通無提花成形方法和提花成形方法。

2.1 同向成形原理

在用于編織經(jīng)編無底無縫織物的雙針床賈卡經(jīng)編機(jī)上，前后針床均配置1把賈卡梳櫛［8］，結(jié)構(gòu)見圖3。通常經(jīng)編機(jī)中梳櫛每把均為滿機(jī)號(hào)配置，1把梳櫛使用1條橫移機(jī)構(gòu)控制，賈卡梳櫛與普通梳櫛不同，每把滿機(jī)號(hào)賈卡梳櫛由2把半機(jī)號(hào)梳櫛組合構(gòu)成并使用2條橫移機(jī)構(gòu)控制，因此每把賈卡梳櫛的橫移運(yùn)動(dòng)方向有相同方向運(yùn)動(dòng)即同向，以及相反方向運(yùn)動(dòng)即反向2種情況。

圖3 成圈機(jī)構(gòu)示意圖Fig.3 Loop formation mechanisms

同向成形編織時(shí)，2把賈卡梳櫛的基本橫移信息均定義為:前針床賈卡(JB1.1、JB1.2)1-0-1-1/1-2-1-1//，后針床賈卡 (JB2.1、JB2.2)1-1-1-2/1-1-1-0//。

2.1.1 普通同向成形方法

普通無圖案同向無底編織與有底無縫織物的基本組織定義和機(jī)器配置方式相同，區(qū)別在于不使用成圈底梳，使織物更加薄透平滑。

普通同向無圖案成形方法包括:主體層次、前后連接層次、前后縫合層次以及分離標(biāo)記層次，具體定義見表1。

表1 賈卡墊紗運(yùn)動(dòng)定義表Tab.1 Jacquard lapping diagram

2.1.2 提花同向成形方法

提花同向成形方法包括:主體提花層次、主體層次、前后連接層次、前后縫合層次和分離標(biāo)記層次，主體提花層次的具體定義見表2。其余層次與普通同向成形方法相同。

表2 主體提花墊紗運(yùn)動(dòng)定義表Tab.2 Main jacquard lapping diagram

2.2 反向成形原理

反向成形編織時(shí)，每把賈卡梳的2條梳櫛橫移運(yùn)動(dòng)方向相反，因此每條橫移線均需定義基本橫移運(yùn)動(dòng)信息，具體定義為 JB1.1:1-0-1-1/1-2-1-1//，JB1.2:1-2-1-1/1-0-1-1//，JB2.1:1-1-1-0/1-1-1-2//，JB2.2:1-1-1-2/1-1-1-0//。

2.2.1 普通反向成形方法

普通反向無提花圖案成形方法包括:主體層次、前后連接層次、前后縫合層次以及分離標(biāo)記層次，具體定義見表3。

表3 賈卡墊紗運(yùn)動(dòng)定義表Tab.3 Jacquard lapping diagram

2.2.2 提花反向成形方法

提花反向成形方法包括:提花層次、主體層次、前后連接層次、前后縫合層次和分離標(biāo)記層次，與提花層次相關(guān)的具體定義見表4。其余層次與普通反向成形方法相同。

表4 賈卡墊紗運(yùn)動(dòng)定義表Tab.4 Jacquard lapping diagram

3 無底無縫織物設(shè)計(jì)模型的建立

經(jīng)編無底無縫織物的工藝設(shè)計(jì)與表示是由賈卡梳櫛的墊紗數(shù)碼、紗線穿經(jīng)循環(huán)、工藝意匠圖以及墊紗設(shè)計(jì)圖4個(gè)基本要素構(gòu)成，因此，無底無縫織物的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是指針對(duì)以上四要素進(jìn)行理論建模并編程實(shí)現(xiàn)其工藝設(shè)計(jì)功能的過程。

3.1 墊紗數(shù)碼數(shù)學(xué)模型

無底雙針床賈卡經(jīng)編機(jī)橫移機(jī)構(gòu)通常在機(jī)器右側(cè)，使用右起自然數(shù)0，1，2，3…順序標(biāo)注針間間隙表示墊紗數(shù)碼，并按線圈成圈編織自下而上順序標(biāo)記每把橫移線導(dǎo)紗針的針前運(yùn)動(dòng)情況［9］。

無底無縫織物同向編織時(shí)，每個(gè)針床的2把賈卡梳櫛橫移運(yùn)動(dòng)方向相同，每編織1個(gè)橫列需要在前后針床分別完成墊紗運(yùn)動(dòng)，因此同向墊紗設(shè)計(jì)模型使用矩陣S(n，m，4)來表示賈卡梳櫛的四行程墊紗運(yùn)動(dòng)［10］。其中n表示梳櫛數(shù)，m表示完全組織橫列數(shù)，j為完全組織中的第j橫列。則對(duì)于第i把梳櫛，其墊紗數(shù)碼表示為:

無底無縫織物反向編織時(shí)，每個(gè)針床的2把賈卡梳櫛橫移運(yùn)動(dòng)方向相反，每編織1個(gè)橫列需要2把梳櫛相鄰的2個(gè)導(dǎo)紗針相互配合在前后針床分別完成墊紗運(yùn)動(dòng)，因此反向墊紗設(shè)計(jì)模型使用矩陣DS(n，m，8)來表示2把半機(jī)號(hào)賈卡梳櫛組成的1把滿機(jī)號(hào)梳櫛的2個(gè)導(dǎo)紗針的四行程墊紗運(yùn)動(dòng)。其中n表示梳櫛數(shù)，m表示完全組織橫列數(shù)，j為完全組織中的第j橫列。則對(duì)于第i把梳櫛，其墊紗數(shù)碼表示為:

3.2 穿經(jīng)設(shè)計(jì)模型

穿經(jīng)是指導(dǎo)紗梳櫛使用紗線的排列規(guī)則，穿經(jīng)的方式不同，使織物布面產(chǎn)生不同的效果［11］?？捎镁仃嘫i表示第i把梳櫛的穿經(jīng)循環(huán)。

式中:u為完全組織的縱行數(shù);k為完全組織中的第k縱行。經(jīng)編無底無縫織物的所有賈卡梳櫛均為半機(jī)號(hào)配置，其穿經(jīng)循環(huán)均為1穿1空，因此其對(duì)應(yīng)的穿經(jīng)循環(huán)為Yi=［1A1*］，A表示紗線規(guī)格，*表示空穿。

3.3 賈卡意匠模型

賈卡花型一般使用意匠圖來表示，在意匠圖中用不同顏色表示織物的賈卡提花效應(yīng)。由于意匠圖是二維平面圖形，因此可用矩陣Pmu來表示［12］。

式中:m表示意匠橫格(1個(gè)橫格表示2個(gè)線圈橫列，等于完全組織花紋橫列數(shù)的一半);u表示意匠縱格，對(duì)應(yīng)完全組織的花紋寬度;pij=1，2，…，R，R表示織物的賈卡效應(yīng)顏色數(shù)量。

3.4 墊紗效應(yīng)模型

通過將賈卡梳櫛的墊紗數(shù)碼、穿經(jīng)循環(huán)及賈卡意匠進(jìn)行結(jié)合，可獲取每枚賈卡梳櫛的墊紗運(yùn)動(dòng)情況。無底無縫織物是三維一次成形編織，其主體、側(cè)縫、縫合和分離部位的賈卡意匠繪制信息均不相同。

同向無底無縫織物的賈卡控制信息為拉舍爾技術(shù)參數(shù)設(shè)置為1時(shí)的賈卡墊紗效應(yīng)定義，其賈卡具體意匠圖顏色定義和組織對(duì)應(yīng)關(guān)系如表5所示。

反向無底無縫織物的賈卡控制信息為拉舍爾技術(shù)參數(shù)設(shè)置為0時(shí)的賈卡墊紗效應(yīng)定義，具體意匠圖顏色定義和組織對(duì)應(yīng)關(guān)系如表6所示。

綜上所述，用Ei表示1把半機(jī)號(hào)賈卡梳櫛的墊紗效應(yīng)，則同向無底無縫織物的墊紗效應(yīng)E為所使用的4把半機(jī)號(hào)賈卡梳櫛偏移運(yùn)動(dòng)的疊加:

表5 同向賈卡顏色定義與墊紗效應(yīng)關(guān)系表Tab.5 Relationship of jacquard color and lapping effect

表6 反向賈卡顏色定義與墊紗效應(yīng)關(guān)系表Tab.6 Relationship of jacquard color and lapping effect

用Fi表示1把滿機(jī)號(hào)賈卡梳櫛的墊紗效應(yīng)，則反向無底無縫織物的墊紗效應(yīng)F為4把半機(jī)號(hào)賈卡梳櫛組成的2把滿機(jī)號(hào)梳櫛偏移運(yùn)動(dòng)的疊加。

依據(jù)上述理論進(jìn)行編程，可在WKCAD軟件中實(shí)現(xiàn)無底無縫織物設(shè)計(jì)與工藝輸出功能。

4 無底無縫織物設(shè)計(jì)方法

經(jīng)編無底無縫織物設(shè)計(jì)方法是指依據(jù)人體結(jié)構(gòu)特征制定原型模板的基礎(chǔ)上，應(yīng)用設(shè)計(jì)與工藝軟件進(jìn)行的一系列花型圖案與組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方案。以連褲襪款式為例，闡述具體設(shè)計(jì)方法。

4.1 原型模板建立

連褲襪原型結(jié)構(gòu)由腰臀部、腿部和腳部組成。連褲襪原型紙樣需要臀圍H、立襠長C、腿長L和前腳掌長P 4個(gè)基本尺寸，結(jié)合經(jīng)編無縫直筒管編織結(jié)構(gòu)特征，得出連褲襪平面紙樣，見圖4。底襠部即大腿根部是人體活動(dòng)量較大部位［12］，因此可根據(jù)腿部活動(dòng)量的要求選擇使用適合大活動(dòng)量的有襠原型或普通活動(dòng)量的無襠原型。在Photoshop軟件中，分別建立連褲襪有襠紙樣和無襠原型的.bmp格式模板，如圖5所示。

圖4 連褲襪原型Fig.4 Pantyhose prototype.(a)Human lower limb;(b)Crotch prototype;(c)No crotch prototype

4.2 設(shè)計(jì)功能分區(qū)

依據(jù)成人女性下肢脂肪中心帶主要位于腹部 A、上下臀部 B、大腿內(nèi)側(cè) C 等［12］(見圖 6)以及人體結(jié)構(gòu)的特征，將經(jīng)編無縫連褲襪原型模板的設(shè)計(jì)區(qū)域劃分為功能區(qū)FA、設(shè)計(jì)區(qū)DA和自由區(qū)RA，如圖7所示。功能區(qū)注重人體下肢部位穿用功能的匹配;設(shè)計(jì)區(qū)重點(diǎn)體現(xiàn)圖案的裝飾美感;自由區(qū)是工藝組織相對(duì)穩(wěn)定的規(guī)則區(qū)域，可不多加修飾。

4.3 設(shè)計(jì)實(shí)例

應(yīng)用Photoshop軟件對(duì)連褲襪原型模板的功能分區(qū)進(jìn)行圖案設(shè)計(jì)，深色表示厚組織，淺色表示薄組織，如圖8所示。設(shè)計(jì)完成的花型文件直接導(dǎo)入WKCAD工藝軟件中填充賈卡組織生成.wkp格式工藝文件，并最終轉(zhuǎn)換成機(jī)器格式文件用于上機(jī)織造。

圖5 .bmp格式模板圖Fig.5 Format template of.bmp.(a)Crotch template;(b)No crotchtemplate

圖6 下肢脂肪中心帶示意圖Fig.6 Center with lower limb fat.(a)Backview and view;(b)Side view

圖7 連褲襪模板功能分區(qū)示意圖Fig.7 Features district templates of pantyhose.(a)Crotch pantyhose template;(b)No crotch pantyhose template

圖8 .bmp格式設(shè)計(jì)圖Fig.8 .bmp format pattern design of pantyhose.(a)Crotch template;(b)No crotch template

5 結(jié)論

1)按梳櫛配置的運(yùn)動(dòng)方向?qū)⒔?jīng)編無底無縫織物的成形原理分為同向成形與反向成形2大類，在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)總結(jié)了賈卡梳櫛的橫移運(yùn)動(dòng)信息定義與賈卡墊紗運(yùn)動(dòng)信息定義。

2)在深入研究經(jīng)編無底無縫織物工藝結(jié)構(gòu)與成形原理的基礎(chǔ)上，從理論上系統(tǒng)建立了用于經(jīng)編無底無縫織物的墊紗數(shù)碼、穿經(jīng)設(shè)計(jì)、賈卡意匠以及墊紗效應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，為WKCAD軟件無縫無底功能模塊的編程完善提供了理論依據(jù)。

3)結(jié)合人體原型原理，建立了薄型經(jīng)編無縫連褲襪直筒型二維原型紙樣，應(yīng)用Photoshop設(shè)計(jì)軟件，得出.bmp格式連褲襪的二維原型模板，基于人體結(jié)構(gòu)與脂肪分布特征對(duì)原型模板進(jìn)行功能區(qū)域劃分，縮短和規(guī)范了該類織物的設(shè)計(jì)與工藝流程，為經(jīng)編無底無縫織物的新產(chǎn)品開發(fā)提供了一條高效的途徑。

［1］ 董智佳，蔣高明.經(jīng)編提花無縫服裝的成形結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)方法［J］.紡織學(xué)報(bào).2012，33(1):102－106.DONG Zhijia，JIANG Gaoming.Shaping structure and design method ofwarp knitted jacquard seamless garment［J］. Journal ofTextile Research， 2012，33(1):102－106.

［2］ 張吉生，吳志明.經(jīng)編無縫女束身上衣成形方法研究［J］.紡織學(xué)報(bào)，2012，33(12):107－111.ZHANG Jisheng，WU Zhiming.Research on forming method of warp knitted seamless tunic blouse［J］.Journal of Textile Research，2012，33(12):107 －111.

［3］ 吳志明，趙敏.基于壓力舒適性的經(jīng)編無縫上衣賈卡分區(qū)設(shè)計(jì)［J］.紡織學(xué)報(bào).2012，33(2):89－93.WU Zhiming，ZHAO Min.Jacquard partition design of warp knitted seamless upper outer garment based on pressure comfort［J］.Journal of Textile Research，2012，33(2):89 －93.

［4］ 張燕婷，蔣高明，叢洪蓮，等.經(jīng)編提花無縫成形織物的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與仿真［J］.紡織學(xué)報(bào).2013，34(1):138－142.ZHANG Yanting，JIANG Gaoming，CONG Honglian，et al.Computer-aided design and simulation of warp knitted jacquard seamless shaping fabric［J］.Journal of Textile Research，2013，34(1):138 －142.

［5］ 蔣高明，顧璐英，董智佳，等.經(jīng)編無縫筒形織物的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)［J］.紡織學(xué)報(bào)，2011，32(1):140－144.JIANG Gaoming，GU Luying，DONG Zhijia，et al.Computer-aided design for warp-knitted seamless tubular fabrics［J］.Journal of Textile Research，2011，32(1):140－144.

［6］ 張燕婷，蔣高明，張愛軍.經(jīng)編無縫無底提花連褲襪工藝設(shè)計(jì)［J］.針織工業(yè)，2013(9):5－9.ZHANG Yanting，JIANG Gaoming，ZHANG Aijun.Technological design of seamless and bottomless warp knitting jacquard pantyhose［J］.Knitting Industries，2013(9):5－9.

［7］ 蔣高明.經(jīng)編針織物生產(chǎn)技術(shù)［M］.北京:中國紡織出版社，2010:711－713.JIANG Gaoming.Production Technology of Warpknitted Fabric［M］.Beijing:China Textile＆ Apparel Press，2010:711 －713.

［8］ MAYER K.The miraculous sport suit on the RDPJ 2/2［J］.Kettenwirk Praxis，2012(4):2 －4.

［9］ JIANG G M，F(xiàn)ENG X W.A Simulation model of lace made on a multibar raschel machine［J］.Fibers ＆Textiles in Eastern Europe，2008，16(2):58－60.

［10］ JIANG G M，MIAOX H，LEE D.Process of warp knitting mesh for hernia repair and its mechanical properties［J］.Fibres ＆ Textiles in Eastern Europe，2005，13(3):44－46.

［11］ 蔣高明.賈卡經(jīng)編針織物CAD理論研究［J］.針織工業(yè)，2002(6):27－29.JIANG Gaoming.A theoretical study on the CAD technique for jacquard warp-knitted fabric［J］.Knitting Industries，2002(6):27 －29.

［12］ 中澤愈.人體與服裝［M］.袁觀洛，譯.北京:中國紡織出版社，2000:77－78，213－214.NAKAZAWA Yu.Human and Garment［M］.YUAN Guanluo，Tuanslating.Beijing:China Textile＆ Apparel Press，2000:77 －78，213 －214.