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        緯二重漸變?nèi)谏w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究與實(shí)踐

        2018-01-29 06:30:03白琳琳
        紡織學(xué)報(bào) 2018年1期
        關(guān)鍵詞:正反面異色雙面

        周 赳, 白琳琳

        (浙江理工大學(xué) 先進(jìn)紡織材料與制備技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 浙江 杭州 310018)

        緯二重提花織物是傳統(tǒng)經(jīng)典提花織物品種之一,由1組經(jīng)線與2組緯線交織而成。它主要有一梭地上紋、組合地上紋、共口地上紋3種地紋結(jié)構(gòu),其中:一梭地上紋結(jié)構(gòu)的緯二重提花織物,其地部由甲緯與經(jīng)線交織成表組織,乙緯背襯,花部以甲、乙兩色緯起花為主,每色緯花下背襯另一色緯;組合地上紋結(jié)構(gòu)的緯二重提花織物的地部由甲乙緯組合與經(jīng)線交織,地部沒有背襯緯;共口地上紋結(jié)構(gòu)的緯二重提花織物的地部由相同組織的甲乙緯與經(jīng)線交織,地部也沒有背襯緯[1-5]。

        緯二重提花織物設(shè)計(jì)以經(jīng)一色、緯三色(甲緯色、乙緯色、甲乙混色)為基準(zhǔn),通過單一的緯二重組織設(shè)計(jì)來表現(xiàn)織物色彩,緯二重組織數(shù)一般小于10,只能表現(xiàn)色彩數(shù)少于10套色的紋樣。緯二重提花織物通常只注重織物正面的紋飾和色彩效果,因此,大多為單面紋飾效果,其背面浮長往往較長,織紋粗糙,且結(jié)構(gòu)及色彩較單一,紋飾效果差;雙面緯二重織物大多為平素效果,也僅限于色彩和組織紋理的變化。

        傳統(tǒng)緯二重提花織物通過意匠色與組織一一對應(yīng)進(jìn)行緯二重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[6],設(shè)計(jì)過程煩瑣復(fù)雜,效率低。數(shù)碼提花設(shè)計(jì)技術(shù)的提出和應(yīng)用,為緯二重提花織物的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了可能。目前,采用數(shù)碼提花設(shè)計(jì)技術(shù)的條件下緯二重提花織物可實(shí)現(xiàn)單面花紋、雙面同形異色、雙面異形異色3種織物效果。單面緯二重提花織物通常采用變化投梭的方法進(jìn)行緯向變化設(shè)計(jì)來豐富織紋效果;雙面同形異色緯二重提花織物正反面采用緯面效應(yīng)的組織進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);雙面異形異色緯二重提花織物則先對正反面圖案進(jìn)行透疊處理后再進(jìn)行紋制工藝設(shè)計(jì),且只適合相對概括的圖案[7]。上述緯二重提花織物設(shè)計(jì)方法雖然提高了設(shè)計(jì)效率,但其變化的色彩數(shù)目有限,圖案選擇受限,沒有真正體現(xiàn)數(shù)碼技術(shù)的創(chuàng)新優(yōu)勢,其關(guān)鍵問題在于組織結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)創(chuàng)新。

        本文基于緯二重結(jié)構(gòu)提出2種設(shè)計(jì)方法,可實(shí)現(xiàn)緯二重提花織物單面影光、雙面影光變化效果,且保證全遮蓋結(jié)構(gòu)不被破壞,以豐富緯二重提花織物的組織結(jié)構(gòu)及色彩表現(xiàn)形式。

        1 緯二重漸變?nèi)谏w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

        緯二重結(jié)構(gòu)由表組織和里組織組合交織而成,其主要的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是表緯對里緯的完全遮蓋(稱之為全遮蓋)效果,即任何1組緯可遮蓋其相鄰的2組緯線,織物表面只顯示長浮長緯紗的色彩信息。

        要在緯二重全遮蓋結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)影光變化效果,以傳統(tǒng)的影光組織設(shè)計(jì)方法進(jìn)行組織變化時(shí),全遮蓋效果不易掌控,組織點(diǎn)之間會出現(xiàn)遮蓋和不遮蓋共存的現(xiàn)象,織物綢面的覆蓋程度及顯色效果存在隨機(jī)性。要解決影光變化和全遮蓋共存的問題,設(shè)計(jì)的緯二重結(jié)構(gòu)要在2組緯紗任意變化組合后,仍有1組紗線全遮蓋另外1組紗線,這樣的結(jié)構(gòu)才可稱為緯二重漸變?nèi)谏w結(jié)構(gòu)。

        1.1 單面緯二重漸變?nèi)谏w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

        單面緯二重提花織物只考慮正面的紋飾效果,通過對表組織進(jìn)行影光變化設(shè)計(jì)并建立組織庫,來滿足不同影光級別的緯二重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要。根據(jù)表、里組織的相互遮蓋關(guān)系設(shè)計(jì)一種全遮蓋技術(shù)點(diǎn)來保證全遮蓋效果的實(shí)現(xiàn),在全遮蓋技術(shù)點(diǎn)存在的前提下對表組織進(jìn)行設(shè)計(jì)變化,與里組織組合后都能滿足全遮蓋的技術(shù)要求。其中,全遮蓋技術(shù)點(diǎn)是指使組合結(jié)構(gòu)中1組緯全遮蓋,另外1組緯的組織點(diǎn)集合。

        基于數(shù)碼提花設(shè)計(jì)技術(shù)的單面緯二重提花織物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理為:先選定表組織、里組織;根據(jù)組織特征及遮蓋原理對表組織進(jìn)行全遮蓋技術(shù)點(diǎn)的設(shè)計(jì);在不破壞全遮蓋技術(shù)點(diǎn)的情況,以表組織為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1組影光組織完成全息組織的設(shè)計(jì),并建立相應(yīng)的表層組織庫;將表層組織庫中的組織和里組織按特定的組合方法組合,完成緯二重提花織物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);配以合適的紗線和經(jīng)緯密度完成單面緯二重提花織物的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)流程如圖1所示。由于全遮蓋技術(shù)點(diǎn)的存在,在織物組合結(jié)構(gòu)中,不管組織點(diǎn)如何變化,緯向長浮長始終遮蓋短浮長,實(shí)現(xiàn)緯二重漸變?nèi)谏w的效果。

        圖1 單面緯二重提花織物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程Fig.1 Structure design process of single face weft-backed jacquard fabric

        1.2 雙面緯二重漸變?nèi)谏w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理

        雙面緯二重提花織物只有1組經(jīng)線,對于異形異色雙面緯二重提花織物,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要對正反面圖案進(jìn)行透疊處理以確保兩面同時(shí)兼顧,這就限制了圖案的選擇。色彩數(shù)目大時(shí),設(shè)計(jì)過程復(fù)雜且易混淆,限制了圖案細(xì)膩色彩效果的表達(dá)。雙面緯二重提花織物沒有表、里層的概念,但其遮蓋原理不變,在此稱表組織、里組織為基本組織。

        采用數(shù)碼提花設(shè)計(jì)技術(shù),雙面緯二重提花織物可將任意2幅數(shù)碼圖像設(shè)計(jì)成圖案完整、色彩豐富、層次細(xì)膩的雙面緯二重提花織物。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)無需對基本組織設(shè)計(jì)全遮蓋技術(shù)點(diǎn),可直接進(jìn)行影光組織變化設(shè)計(jì);但是組合后會出現(xiàn)全遮蓋與不遮蓋共存的情況,因此,需要從中篩選出符合全遮蓋結(jié)構(gòu)的組織構(gòu)建組織庫。

        基于數(shù)碼提花設(shè)計(jì)技術(shù)的雙面緯二重提花織物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理為:先選定2組基本組織;以2組基本組織為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)各自的影光組織構(gòu)建全息組織庫;從2組全息組織庫中按照特定的方法進(jìn)行組合,并從中篩選出符合全遮蓋結(jié)構(gòu)的組織組合,建立相應(yīng)的組織庫;用組織庫中的組織組合完成正反面圖案的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);配合合適的紗線和經(jīng)緯密度完成雙面緯二重提花織物的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)流程如圖2所示。

        圖2 雙面緯二重提花織物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程Fig.2 Structure design process of double face weft-backed jacquard fabric

        2 緯二重漸變?nèi)谏w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

        2.1 單面緯二重

        根據(jù)上述原理,先選定表組織、里組織,二者的配置要滿足組織點(diǎn)相互遮蓋不露底[8]的重緯組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則,20枚緯緞(黑)和20枚經(jīng)緞(灰)沿緯向1∶1交替排列組合,固定20枚經(jīng)緞(起始點(diǎn)為(1,4))保持不變,20枚緯緞逐點(diǎn)向右位移,產(chǎn)生20種組合,有全遮蓋和并列不遮蓋2種效果[9]。其中起始點(diǎn)為(1,n)的20枚緯緞與20枚經(jīng)緞組合后滿足全遮蓋效果,n表示起始點(diǎn)所在經(jīng)線的位置,n=1、2、3、5、6、8、9、10、11、12、13、14、15、16、18、19、20。當(dāng)n=1、10、20時(shí),組織點(diǎn)分布比較均勻合理,遮蓋效果好,可提高織紋細(xì)膩度,如圖3所示。本文選用起始點(diǎn)為(1,1)的20枚緯緞為緯二重漸變?nèi)谏w結(jié)構(gòu)的表組織A,里組織B的起始點(diǎn)為(1,4),如圖4(a)、(b)所示。組織圖中,白點(diǎn)表示緯組織點(diǎn),黑點(diǎn)或灰點(diǎn)表示經(jīng)組織點(diǎn)。

        圖3 遮蓋效果好的緯二重全遮蓋結(jié)構(gòu)Fig.3 Cover effect of weft-full-backed structure.(a) Starting point (1,1); (b) Starting point (1,10);(c) Starting point (1,20)

        圖4 表組織、里組織和全遮蓋技術(shù)點(diǎn)Fig.4 Surface weave and inner weave and full-backed points.(a)Surface wave A; (b)Inner weave B;(c)Full-backed points of A

        為使組合結(jié)構(gòu)的表緯遮蓋相鄰的上下2根緯,需要對表組織進(jìn)行全遮蓋技術(shù)點(diǎn)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)方法為:將里組織的緯點(diǎn)向上沿經(jīng)向加強(qiáng)1,圖4(c)中的緯點(diǎn)即為表組織A的全遮蓋技術(shù)點(diǎn)。其中,1個(gè)組織循環(huán)內(nèi)1根緯紗上的全遮蓋技術(shù)點(diǎn)數(shù)為J,此處J=2。

        以圖4中表組織的組織點(diǎn)為起始點(diǎn)設(shè)計(jì)1組影光組織,稱之為表層基礎(chǔ)組織庫。在規(guī)避全遮蓋技術(shù)點(diǎn)的前提下,按照一定的加強(qiáng)方向和加強(qiáng)點(diǎn)數(shù)設(shè)計(jì)全息組織,建立從緯面逐步過渡到經(jīng)面的系列組織。采用橫向過渡增加組織點(diǎn),使緯浮點(diǎn)盡可能連續(xù)。1次組織點(diǎn)的增加數(shù)N決定了組織庫中組織的數(shù)量[10-13],即色彩過渡的細(xì)膩程度。當(dāng)N=R時(shí),基礎(chǔ)組織的數(shù)量最小為R-J;當(dāng)N=1時(shí),基礎(chǔ)組織的數(shù)量最大為(R-J)+(R-3)(R-1),可建立表組織的全息組織庫,其中R為組織循環(huán)數(shù),J為1個(gè)組織循環(huán)內(nèi)1根緯線上的全遮蓋技術(shù)點(diǎn)數(shù)。表組織A的基礎(chǔ)組織數(shù)量最小值為R-J=20-2=18。圖5示出表組織A的最小基礎(chǔ)組織設(shè)計(jì)。

        圖5 緯二重最小表層基礎(chǔ)組織庫(緯向加強(qiáng),N=R)Fig.5 Minimum database of surface weaves of weft-backed structure (weft-reinforcing, N=R)

        為確保影光變化時(shí)緯二重全遮蓋效果的有效性,需要對遮蓋效果進(jìn)行檢驗(yàn)。用表層基礎(chǔ)組織庫中的第1個(gè)組織和最后1個(gè)組織分別與里組織組合[10],組合時(shí)要固定2個(gè)組織的起始點(diǎn),對圖6中的組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行判斷,全部符合全遮蓋的技術(shù)要求,據(jù)此,表層基礎(chǔ)組織庫中的所有組織與里組織按上述實(shí)施方法組合后完全滿足全遮蓋的技術(shù)要求。

        圖6 表層基礎(chǔ)組織與里組織組合后全遮蓋效果圖Fig.6 Full-backed effect of surface weaves and inner weaves.(a) Compound structure of first basic weave and inner weave;(b) Compound structure of last basic weave and inner weave

        2.2 雙面緯二重

        雙面緯二重提花織物的基本組織也要符合組織點(diǎn)相互遮蓋不露底的重緯組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則。和單面緯二重提花織物組織設(shè)計(jì)相似,以20枚3飛緯面緞紋為基本組織Ⅰ(黑),起始點(diǎn)為(1,1),通過起始點(diǎn)的逐點(diǎn)位移,獲得具有相同組織規(guī)律的基本組織Ⅱ(灰)。將2組相同的組織1∶1組合,1組不變,另外1組向右逐點(diǎn)位移,產(chǎn)生20種不同的組合,其中起始點(diǎn)為(1,1)、(1,4)的組織與基本組織Ⅰ組合后產(chǎn)生遮蓋效果,如圖7所示。

        圖7 20枚緞紋起始點(diǎn)位移示意圖Fig.7 Starting point displacement diagram of 20-thread stains.(a) Starting point (1,1); (b) Starting point (1,4)

        由圖7可知,基本組織Ⅰ和基本組織Ⅱ相同或基本組織Ⅱ?yàn)榛窘M織Ⅰ下移一緯的組織,這樣才能保證遮蓋效果的產(chǎn)生。本文中基本組織Ⅰ、Ⅱ相同。

        基本組織確定后,按照一定的加強(qiáng)方向和加強(qiáng)點(diǎn)數(shù)建立組織庫。為保證全遮蓋效果的有效性,基本組織組織點(diǎn)加強(qiáng)時(shí)必須保持加強(qiáng)方向的一致性。圖8中,以基本組織Ⅰ、Ⅱ?yàn)榛A(chǔ)設(shè)計(jì)一系列影光組織,1次增加的組織點(diǎn)數(shù)N為組織循環(huán)數(shù)R=20,向右逐點(diǎn)加強(qiáng),有19個(gè)影光級別?;窘M織Ⅰ影光組織分別命名為1a,2a,3a,……,19a,如圖8(a)所示;基本組織Ⅱ影光組織分別命名為1b,2b,3b,……,19b,如圖8(b)所示。

        圖8 基本組織Ⅰ、Ⅱ最小值組織庫(向右加強(qiáng),N=R)Fig.8 Minimum database of primary weaves Ⅰ and Ⅱ(right-reinforcing, N=R). (a) Database of primary weaveⅠ; (b) Database of primary weave Ⅱ; (c) Derivative database of primary weave Ⅱ

        緯二重結(jié)構(gòu)兩色緯交替在織物正反面:基本組織Ⅰ在織物正面甲緯顯色時(shí),基本組織Ⅱ背襯在織物反面乙緯顯色;基本組織Ⅰ在織物正面乙緯顯色時(shí),基本組織Ⅱ背襯在織物反面甲緯顯色,此時(shí)基本組織Ⅱ需上移1緯才能保證全遮蓋的效果,其影光組織庫內(nèi)的組織也要上移1緯,如圖8(c)所示,分別命名為1c,2c,3c,……,19c。

        圖9示出圖8(a)中基本組織Ⅰ、Ⅱ 2組影光組織沿緯向1∶1組合后的局部示意圖。圖9(a)中固定基本組織Ⅰ,基本組織Ⅱ向右逐點(diǎn)增加3個(gè)組織點(diǎn)達(dá)到全遮蓋結(jié)構(gòu);圖9(b)中固定基本組織Ⅱ,基本組織Ⅰ向右逐點(diǎn)增加17個(gè)組織點(diǎn)達(dá)到全遮蓋結(jié)構(gòu)。

        圖9 組合結(jié)構(gòu)圖Fig.9 Compound structure. (a) Fix primary weave Ⅰ;(b) Fix primary weave Ⅱ

        觀察圖9可知,以2組基本組織為基礎(chǔ)的變化組織組合時(shí)會產(chǎn)生不遮蓋的情況且無法避免,所以要從中篩選出符合全遮蓋結(jié)構(gòu)的變化組織構(gòu)成緯二重雙面全遮蓋結(jié)構(gòu)組織庫。由于緯二重結(jié)構(gòu)是由2組緯紗交替在織物正反面,只需其中1組緯紗在滿足全遮蓋結(jié)構(gòu)的前提下影光組織數(shù)目最大即可,因此,以1a-4b為組織庫的起始位置,此時(shí)有1個(gè)過渡層次。接著,基本組織Ⅱ增加至5個(gè)組織點(diǎn)時(shí),基本組織Ⅰ有2個(gè)過渡層次(即1a-5b,2a-5b);基本組織Ⅱ增加至6個(gè)組織點(diǎn)時(shí),基本組織Ⅰ有3個(gè)過渡層次(即1a-6b,2a-6b,3a-6b),如圖10示。以此類推,組織庫呈階梯狀排列,如圖11所示。

        圖10 全遮蓋結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)圖Fig.10 Compound structure diagram of full-backed structure

        圖11中,斜線兩側(cè)為1組色緯全遮蓋另外1組色緯的漸變?nèi)谏w結(jié)構(gòu)組織庫,斜線兩側(cè)特征相同,在布面上顏色不同。其特征為:1)斜線兩側(cè)同一列的顯色組織相同,同一行的背襯組織相同,可實(shí)現(xiàn)一面影光變化,另一面不變的織紋效果;2)正反面的最小影光級別均為16,在進(jìn)行紋制工藝設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)需要進(jìn)行靈活選擇。

        圖11 雙面緯二重漸變?nèi)谏w結(jié)構(gòu)組織庫Fig.11 Database of double face jacquard fabric with gradient weft-full-backed structure

        3 設(shè)計(jì)實(shí)例

        緯二重提花織物常用花草、動物等圖案,紋樣題材相對單一,而采用數(shù)碼設(shè)計(jì)技術(shù)后其紋樣題材不受限制且能表現(xiàn)色彩過渡效果。根據(jù)單面、雙面緯二重漸變?nèi)谏w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理,同形異色雙面緯二重提花織物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)不需要對正反面圖案分開單獨(dú)處理,其設(shè)計(jì)流程和單面緯二重提花織物相同,可直接對數(shù)碼圖案進(jìn)行紋制工藝處理;異形異色雙面緯二重提花織物則是分別完成正反面織物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),再將正反面結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合設(shè)計(jì),流程圖見圖12。

        圖12 異形異色雙面緯二重提花織物設(shè)計(jì)流程Fig.12 Design process of double face jacquard fabric with pattern effect based on weft-backed structure

        圖13示出同形異色雙面緯二重提花織物設(shè)計(jì)圖及織物效果圖。圖13(a)為同形異色雙面緯二重提花織物正面設(shè)計(jì)圖,將設(shè)計(jì)圖2種漸變色分別處理成16級及以下的色彩模式,并與圖11中的組織進(jìn)行替換,配合1組白色經(jīng)線,綠、橙2組緯線并設(shè)置合適的密度進(jìn)行織造。圖13(b)、(c)分別示出同形異色雙面緯二重提花織物的正面、反面織物效果??梢钥闯觯椢锷守S富艷麗,漸變效果細(xì)膩?zhàn)匀唬胰我唤M緯在顯色時(shí),另一組緯被完全遮蓋,滿足全遮蓋的技術(shù)要求。

        圖14(a)、(b)分別為異形異色雙面緯二重提花織物正面、反面設(shè)計(jì)圖,同樣將正反面設(shè)計(jì)圖處理成16級及以下的色彩模式后與圖11中的組織進(jìn)行替換,配合1組白色經(jīng)線,綠、橙2組緯線并設(shè)置合適的經(jīng)緯密度進(jìn)行織造。在進(jìn)行影光組織結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),由于正反兩面圖像任意疊加,組織設(shè)計(jì)時(shí)只能從圖11斜線的一側(cè)選擇組織才能保證組合結(jié)構(gòu)的全遮蓋效果。本例中,正面圖選擇1a~8a共8個(gè)影光級別,要保證正反面完全遮蓋,反面圖的影光級別只能從9a~16a所對應(yīng)的背襯組織11b~19b中選擇;因此,織物效果不如設(shè)計(jì)圖色彩對比強(qiáng)烈,但突破了雙面緯二重提花織物不能進(jìn)行影光變化的限制。

        圖13 同形異色雙面緯二重提花織物設(shè)計(jì)圖及織物效果圖Fig.13 Design pattern of double face fabric with weft-backed structure. (a) Design pattern; (b) Fabric effect of face; (c) Fabric effect of back

        圖14 異形異色雙面緯二重提花織物設(shè)計(jì)圖Fig.14 Design patterns of double face fabric with pattern effect based on weft-backed structure. (a) Face pattern; (b) Back pattern; (c) Fabric effect of face; (d) Fabric effect of back

        4 結(jié) 論

        采用數(shù)碼提花設(shè)計(jì)技術(shù)的條件下,緯二重漸變?nèi)谏w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了全遮蓋結(jié)構(gòu)和影光變化的有效結(jié)合,突破了傳統(tǒng)緯二重提花織物的設(shè)計(jì)局限,二者相比:1)依托結(jié)構(gòu)創(chuàng)新拓展了織紋圖案色彩創(chuàng)新的空間;2)全遮蓋結(jié)構(gòu)與影光組織巧妙結(jié)合,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以全息組織為基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)緯二重提花織物無法實(shí)現(xiàn)的漸變?nèi)谏w效果;3)紋樣設(shè)計(jì)題材不受限制,滿足了設(shè)計(jì)師對織物藝術(shù)創(chuàng)新效果的追求;4)設(shè)計(jì)的提花織物既有傳統(tǒng)風(fēng)格又有數(shù)碼化細(xì)節(jié),提升了產(chǎn)品的趣味性。本文提出的創(chuàng)新設(shè)計(jì)原理和方法是基于數(shù)碼提花設(shè)計(jì)技術(shù)對傳統(tǒng)提花技藝的傳承和創(chuàng)新,為傳統(tǒng)緯重提花織物創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供了思路和借鑒。

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