袁新林， 徐艷華

(常州大學 藝術(shù)學院， 江蘇 常州 213164)

段染紗橫編織物花紋預測

袁新林， 徐艷華

(常州大學 藝術(shù)學院， 江蘇 常州 213164)

為方便快捷地預測出給定段染紗編織的橫編織物所形成的花紋形狀，對段染紗色段的分布特征和橫編織物的編織方式進行分析，探討了段染紗色段在橫編織物中的分布規(guī)律，確定其可用三角波函數(shù)來模擬。并用MatLab語言編程模擬出給定段染紗編織的橫編織物花紋，預測結(jié)果與編織實樣有很好的一致性。研究結(jié)果表明：段染紗色段分布特征結(jié)合橫編的往返編織方式，可在織物上形成多變的花紋，花紋形狀與段染紗色段循環(huán)長度和織物橫列用紗長度密切相關；用MatLab程序可簡便地實現(xiàn)花紋的預測，生產(chǎn)中可通過改變編織針數(shù)來獲得所需的花紋，也可根據(jù)花紋的需要來選用或設計段染紗。

段染紗； 橫編織物； 花紋預測；色段分布規(guī)律

一直以來，色織毛衫的生產(chǎn)是先依照提花圖案選用色紗，再根據(jù)花紋結(jié)構(gòu)確定色紗排列等提花工藝，然后上機編織。由于每根色紗均為1種顏色，因此顏色分界清晰，圖案效果明顯，但在色彩變幻方面顯得單調(diào)而無新意，不能滿足消費者日益提高的審美要求[1]。近年來，由于橫編技術(shù)的發(fā)展和新型原料的運用，促進了毛衫的新穎、個性和多元化設計，特別是花式紗線在毛衫中的應用，較好地滿足了人們不斷追求時尚、新穎、別致的需求[2]。

段染紗是在一根紗線上染出多種顏色的色紗，有普通段染和長距離段染2大類。普通段染紗色段長度一般不超過絞紗框長度，長距離段染紗色段長度基本不受限制[3]。用段染紗編織毛衫，可將紗線特點與毛衫肌理效果、時尚款式相結(jié)合，呈現(xiàn)風格獨特、色彩層次豐富，在無規(guī)律中顯規(guī)律性，在平面中顯立體感，最大程度地滿足審美的需要[4-5]。

有關段染紗在毛衫織物上形成花紋規(guī)律的研究以實驗試織和分析得出其規(guī)律性為多。用段染紗編織平針及羅紋織物可形成散狀、條狀、波形或菱形等花紋，花紋形狀與色段循環(huán)長度，段染比例，織物幅寬和組織等參數(shù)密切相關[6-7]，在色段循環(huán)長度、色段長度比及織物幅寬處于某一契合點時，可呈現(xiàn)條紋、菱形、平行四邊形等花紋[8]。史晶晶等[9]用試織結(jié)合計算機方格填色方法研究雙色段彩紗平針織物圖案形成機制，發(fā)現(xiàn)菱形花紋的形成受總循環(huán)段長、色段段長比及織物幅寬用紗量的影響。朱洋等[10]分析了色紡段彩紗在橫編針織物上形成豎條、橫條、斜紋和點紋等圖案形成機制，并開發(fā)出圖案設計仿真軟件，可大致預測緯平針織物圖案，雖對收放針后的圖案不好預測，但仍可作為針織物圖案設計的工具。

因為段染紗橫編織物花紋的多變，使得生產(chǎn)前能較難確定花紋效果。對于給定段染紗，如能簡單快速地預測織物花紋效果，則既減少試織所用時間和材料，又有助于設計師設計出更多更好的產(chǎn)品。本文就普通段染紗在橫編織物上花紋的形成規(guī)律進行研究，根據(jù)段染紗顏色分布特征，分析橫編織物上顏色分布規(guī)律，進行色段分布模擬，并用Matlab語言編程，通過預測出給定段染紗在橫編織物上所形成的花紋，為橫編織物的設計和生產(chǎn)提供了參考。同時，也可根據(jù)此原理來選用特定類型花紋，乃至設計段染紗線。

1 段染紗色段分布特征

普通段染紗是以絞紗的形式、分段染色而成，色段長度依需要而定。圖1示出絞紗分段染色時的狀態(tài)。圖1(a)中一圈長為L的環(huán)狀絞紗拉直后成2根相互平行的紗段，長度為L/2；圖1(b)表示分2段染色，色段長度依次為L1和L2；圖1(c)表示分3段染色，色段長度依次為L1、L3和L2；圖1(d)表示分4段染色，色段長度依次為L1、L3、L4和L2。由圖1可見，同色色段在2根平行紗段的相同位置出現(xiàn)。

圖1 段染分段示意圖Fig.1 Segment color distribution in space dyeing.(a)1 segment; (b)2 segments; (c)3 segments; (d)4 segments

圖2 色段分布循環(huán)示意圖Fig.2 Distribution cycle of segment color. (a)1 segment; (b)2 segments; (c)3 segments; (d)4 segments

2 段染紗橫編織物花紋模擬

2.1 色段在橫編織物中分布規(guī)律

橫編織物生產(chǎn)時一根紗線來回往返編織，紗線在織物中呈S形堆疊分布。用段染紗編織時，各色段呈S形順序依次循環(huán)出現(xiàn)，如圖3所示。外觀上呈現(xiàn)出多種顏色堆疊、交錯的效果。隨著各色段在織物中分布的變化，可形成色彩變幻的花紋，如散狀紋、條狀紋、斜紋、波浪紋或菱形紋等，花紋變幻、豐富多彩[7]。在色段循環(huán)長度、色段長度、色段分布和織物寬度存在一定的關系時，則會在織物上形成特定外觀的花紋[8]。

圖3 橫編織物中色段分布示意圖Fig.3 Segment color distribution in flat knitted fabric

2.2 色段在橫編織物中分布模擬

為分析段染紗編織后形成的花紋，將織物橫列中各色段簡化為線段，分布形式可簡化為鋸齒形分布，則可用三角波來模擬，如圖4所示。振幅為2,對應于織物的寬度比值，波長為2π，對應于2個橫列織物的高度比值。各色段在橫列中的長度為li(i=1，2，3，…)，可按振幅與織物寬度D之比換算成三角波上色段長度為ai，即ai=2li/N。

圖4 色段在三角波中分布示意圖Fig.4 Segment color distribution in triangle wave

第1段的MatLab三角波函數(shù)模擬語句為y1=0∶001∶a1，x1=sawtooth(y1,0.5)+1，plot(x1,y1,′b′,′linewidth′,2)；第2段模擬語句為y2=a1∶0.001∶a1+a2，x2=sawtooth(y2,0.5)+1，plot(x2,y2,′r′,′linewidth′,2)；第3、4段的類推；再用循環(huán)語句將所有色段均模擬在同一三角波中，則可得到該段染紗橫編織物的花紋。對圖3所示橫編織物中色段分布模擬后得到如圖5所示花紋。

圖5 色段在橫編織物中分布模擬Fig.5 Simulation of segment color in flat knitted fabric.(a) 6 courses; (b) 60 courses

2.3 色段在橫編織物中分布驗證

選用4種具有相同線密度、不同分段情況的段染毛紗，依次編號并測量每種毛紗的色段長度，結(jié)果如表1所示。

表1 段染紗明細Tab.1 Specification of section dyed yarn

注：表中順序列數(shù)字表示段染紗色段的順序，兩端的色段為一段，用一個數(shù)字表示；中間的色段為同色色段，分別用無上標和有上標區(qū)分。

在電腦橫機上編織試驗確定平針織物的最佳編織密度，測量計算出線圈長度為6.338 mm。4種段染紗平均循環(huán)長度為1 787.5 mm，則可編織的線圈數(shù)為282個。由圖2可知，如果編織一橫列線圈用紗長度恰好為色段循環(huán)長度的0.5倍，則各色段在每隔一橫列出現(xiàn)的位置相同，最后可形成縱條紋。由此擬定1至4號段染紗分別編織140針、141針、142針和143針寬的平針織物，將色段長度、顏色、線圈長度和編織針數(shù)等參數(shù)帶入模擬程序預測織物花紋，如圖6所示。

圖6 織物花紋與模擬花紋Fig.6 Fabric samples and patterns simulation. (a)Sample of 1; (b) Simulation of 1; (c) Sample of 2; (d) Simulation of 2; (e) Sample of 3; (f) Simulation of 3; (g) Sample of 4; (h) Simulation of 4

由圖6可見，雖然實物花紋的細節(jié)不夠完善，但各個花紋整體效果與預測結(jié)果基本一致，說明了模擬的有效性?？椢锘y輪廓不夠清晰、條紋不夠順直的原因主要是段染紗每一圈的各色段長度及色段循環(huán)長度并不是嚴格一致的，如圖6(a)、(c)所示；織物編織過程中的張力波動引起紗線伸長不一，色段循環(huán)長度發(fā)生變化，實際花紋并不能與理論模擬的完全一致。如圖6(e)所示3號織物菱形網(wǎng)紋中有一段是縱條紋，就是由于在這幾橫列編織時，張力變大導致紗線有所伸長而形成。

3 織物寬度變化對色段分布影響

橫編織物主要用于毛衫的生產(chǎn)，并通過收放針工藝獲得成型衣片，即衣片不同部位編織針數(shù)不同。由色節(jié)長度公式可知，色段的分布隨針數(shù)變化而變化。只改變編織的針數(shù)，并將各參數(shù)帶入模擬程序預測織物花紋，如圖7所示。

圖7 編織針數(shù)變化的模擬花紋Fig.7 Patterns simulation of different knitting needle. (a)141 needles; (b)140 needles; (c)142 needles; (d)139 needles; (e)143 needles; (f)137 needles; (g)145 needles; (h)134 needles; (i)148 needles

為確定花紋的變化情況，將2號段染紗的色段數(shù)、各色段長度和顏色重新設計成表2所示。

表2 段染紗設計Tab.2 Design of section dyed yarn

由圖7可知，編織針數(shù)為141針時，花紋較接近縱條紋，并與圖6(d)基本一致。 而在編織針數(shù)變化后縱條紋逐漸傾斜，并在織物邊緣有如光束的鏡面反射一樣折回；斜紋之間相互交叉成菱形網(wǎng)紋。針數(shù)變化越大，偏斜越大，菱形網(wǎng)紋縱向越密集，花紋越不明晰。

進一步的花紋模擬發(fā)現(xiàn)，隨編織針數(shù)的變化，依次呈現(xiàn)在縱條紋—菱形網(wǎng)紋—不確定花紋—菱形網(wǎng)紋—縱條紋；不確定的花紋有波紋、點紋、散花紋等。對于長距離段染紗，將會在花紋中穿插入橫條紋。

4 結(jié) 論

本文在分析普通段染紗色段分布特征及其在橫編織物上的分布規(guī)律，并給出其橫編織物花紋的模擬方法，得出如下結(jié)論。

1)段染紗色段分布特征結(jié)合橫編的往返編織方式，可在織物上形成多變的花紋，對于給定的段染紗可通過三角波函數(shù)來模擬預測織物花紋。

2)花紋形狀主要與段染紗循環(huán)長度和織物寬度相關，實際應用中可改變織物寬度來獲得所需的花紋，也可根據(jù)花紋需要來選用或設計段染紗。

3)花紋模擬時要輸入色段長度，可見該模擬方法也適用于長距離段染紗橫編織物花紋的預測。

4)用MatLab程序也可實現(xiàn)段染紗橫編織物多變花紋的預測，方法簡單且容易實現(xiàn)。

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Patternpredictionofflat-knittedfabricwithsectiondyedyarn

YUAN Xinlin， XU Yanhua

(CollegeofArts,ChangzhouUniversity,Changzhou,Jiangsu213164,China)

In order to simply predict the pattern shape of flat-knitted fabric with a given section dyed yarn, the characteristics of segment color distribution and the knitting way of the fabric were analyzed. The distribution regularity of segment color in the fabric was defined and could be simulated using the triangle wave. A simulation program for pattern of the flat knitted fabric with the given section dyed yarn was developed by using a MatLab program. The predicted results are in good agreement with the fabric samples. The result shows that changeable patterns can be formed as the characteristics of segment color distribution combined with the knitting way of the fabric. The pattern shape is closely related to the length of color segment cycle and yarn used in a course of the fabric. The prediction of pattern can be easily realized by the MatLab program. The required pattern can be obtained by changing the number of knitting needles and by selecting or designing the section dyed yarn.

section dyed yarn; flat-knitted fabric; pattern prediction; segment color distribution regularity

TS 186.3； TS 184.6

A

10.13475/j.fzxb.20161203505

2016-12-21

2017-07-06

江蘇省基礎研究計劃(自然科學基金)面上研究項目(BK20151258);江蘇省“六大人才高峰”資助項目(2015-XCL-033);常州大學?；鹳Y助項目(ZMF16020064，ZMF16020065)

袁新林(1971—)，男，副教授，碩士。主要研究方向為針織技術(shù)及針織服裝工藝。徐艷華，通信作者，E-mail：xyh@mail.dhu.edu.cn。