王 盼， 吳志明

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

隨著我國(guó)勞動(dòng)力成本不斷提高，全成形編織技術(shù)已成為襪業(yè)未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。全成形襪子由于一體成形，減少了襪子生產(chǎn)中的人工套口縫頭工序，節(jié)約了勞動(dòng)力成本。文獻(xiàn)[1-3]探究了雙針床電腦橫機(jī)生產(chǎn)全成形毛衫、帽子的成形工藝，但未對(duì)全成形襪子進(jìn)行研究。文獻(xiàn)[4]介紹了五趾有跟電腦提花襪生產(chǎn)工藝，但要五趾襪機(jī)與圓襪機(jī)結(jié)合才可實(shí)現(xiàn)編織。文獻(xiàn)[5]介紹了電腦提花襪的設(shè)計(jì)原理與編織方法，但未實(shí)現(xiàn)全成形編織?？傮w來(lái)說(shuō)，目前對(duì)于雙針床電腦橫機(jī)生產(chǎn)全成形襪子編織方法的研究還較少。

本文從日本島精SWG061N2 15G全成形電腦橫機(jī)及配套的SDS-ONE APPEX3設(shè)計(jì)系統(tǒng)入手，對(duì)全成形襪子的工藝設(shè)計(jì)和編織原理進(jìn)行探討，以期為全成形襪子編織技術(shù)的發(fā)展提供理論參考。

1 全成形電腦橫機(jī)

1.1 結(jié)構(gòu)組成

日本島精SWG系列全成形電腦橫機(jī)專(zhuān)為生產(chǎn)襪子、手套、帽子等時(shí)尚配飾而設(shè)計(jì)[6]，配有2個(gè)針床，其中后針床可移動(dòng)；織針為全成形復(fù)合針，由針鉤和滑片2部分組成[1]，在滿(mǎn)針編織時(shí)翻針在滑片上進(jìn)行，不需要原來(lái)的翻針片；配有R2CARRIAGE急速回轉(zhuǎn)機(jī)頭，中央為編織系統(tǒng)，兩側(cè)為翻針系統(tǒng)[2]；新設(shè)計(jì)的插紗裝置可插入手套、襪子指(趾)尖和指(趾)縫間線(xiàn)頭，如圖1(a)所示。依靠電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的插線(xiàn)鉤與紗剪，可準(zhǔn)確將線(xiàn)頭插入織物內(nèi)部；使用彈簧式可動(dòng)沉降片不會(huì)給紗環(huán)多余壓力,使其可在理想狀態(tài)下保持紗環(huán)形狀；新設(shè)置的各自獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的自跑式紗嘴，并配備了能排列更多紗筒的獨(dú)立型紗筒座，如圖1(b)所示。以往編織嵌花時(shí),需要借助空車(chē)處理將不用的紗嘴帶出編織范圍外，而有了自跑式紗嘴，便可節(jié)省空車(chē)行。此外，還配有后備電源裝置，若突然停電，電源恢復(fù)后可繼續(xù)編織，可防止因停電而產(chǎn)生廢品。

圖1 編織機(jī)部件

Fig.1 Components of knitting machine. (a) Inserted yarn device; (b) Self-running yarn carriers

1.2 織針動(dòng)作

全成形電腦橫機(jī)織針動(dòng)作主要包括：編織、吊目和翻針。襪子編織過(guò)程通過(guò)收放針實(shí)現(xiàn)橫向尺寸變化。通過(guò)翻針動(dòng)作將線(xiàn)圈翻到對(duì)面針床的織針上，然后后針床向左或右橫移之后再將線(xiàn)圈返還回原針床。執(zhí)行翻針動(dòng)作時(shí)，使用編織系統(tǒng)將線(xiàn)圈從針鉤處移動(dòng)到滑片上，然后使用后行翻針度目三角，將滑片上的線(xiàn)圈向?qū)γ驷槾矆?zhí)行翻針。翻針有3種方式：一是從針鉤到針鉤的翻針?lè)Q為普通翻針。二是從針鉤到滑片的翻針，如圖2(a)、(b)所示；將線(xiàn)圈保持在接受翻針織針的滑片上的狀態(tài)稱(chēng)為保持，如圖2(c)所示；通過(guò)保持，在進(jìn)行滿(mǎn)針編織時(shí)，可將單邊針床的線(xiàn)圈執(zhí)行移針。三是從滑片到針鉤的翻針?lè)Q為返還，如圖2(d)所示。

圖2 翻針動(dòng)作

Fig.2 Action of needle transfer. (a) Before needle transfer; (b) Needle transfer happening; (c) Maintaining; (d) Returning

2 全成形襪子工藝設(shè)計(jì)

2.1 襪子結(jié)構(gòu)與分類(lèi)

襪子組成結(jié)構(gòu)主要包括：襪頭、襪面、襪底、襪跟、襪筒以及襪口等[7]。襪頭通常類(lèi)似于圓弧狀，可通過(guò)局部編織工藝實(shí)現(xiàn)圓弧狀編織；襪腳由襪面和襪底組成。襪腳長(zhǎng)度決定了襪子尺寸即襪號(hào)[8]；襪跟編織時(shí)要使用局部編織工藝形成凸起，以適應(yīng)腳跟形狀；襪筒多采用平針、羅紋組織，可通過(guò)嵌花或提花組織等來(lái)提高外觀(guān)效應(yīng)；襪口的作用是使襪邊緊貼腿部、穿脫方便，防止發(fā)生脫散、下滑現(xiàn)象。

根據(jù)襪頭結(jié)構(gòu)，可將襪子分為普通包趾襪、五趾襪以及內(nèi)五趾襪，如圖3所示。普通包趾襪比較常見(jiàn)，5個(gè)趾頭包覆在一起，編織工藝較為簡(jiǎn)單。五趾襪的每根趾頭都是分開(kāi)編織的，不僅能滿(mǎn)足保溫、舒適的需求，還具有保健功能。內(nèi)五趾襪雖外觀(guān)看似普通包趾襪，但實(shí)際內(nèi)部每個(gè)腳趾都是隔開(kāi)的，要以適當(dāng)?shù)谋嚷收{(diào)整5個(gè)腳趾的寬度和隔趾高度，保證隔趾高度小于最小腳趾的寬度。

圖3 襪子種類(lèi)

Fig.3 Types of socks. (a) Common socks; (b) Toe socks; (c)Inner toe socks

2.2 襪子花型設(shè)計(jì)

采用SDS-ONE APPEX3設(shè)計(jì)系統(tǒng)，按照如圖4所示的流程進(jìn)行設(shè)計(jì)?；A(chǔ)設(shè)定的內(nèi)容主要包括：選擇滿(mǎn)針或隔針編織[9]，襪子的種類(lèi)，編織方向以及左、右腳，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定內(nèi)容生成基礎(chǔ)花樣。趾尖設(shè)定內(nèi)容為選擇趾尖類(lèi)型、起頭的寬度及編織方式，系統(tǒng)按設(shè)定描繪趾尖花樣。輸入尺寸內(nèi)除了設(shè)定各個(gè)部位尺寸及橫縱密外，還有趾胯、腳腕部位有無(wú)成形和襪跟部設(shè)定，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)定繪制出襪子整體輪廓。襪口描繪內(nèi)容為選擇襪口組織，彈性紗插入方式以及襪口最后處理類(lèi)型，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)定來(lái)描繪襪口組織花樣。描繪配色花樣指定是使用不同色號(hào)在襪筒上描繪嵌花、提花等編織花樣，但通常在襪口和趾尖部位不可描繪花樣。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)描繪的配色來(lái)分配編織時(shí)要使用的紗嘴號(hào)碼?；ㄐ驼归_(kāi)與工藝處理是指系統(tǒng)根據(jù)描繪的組織花樣圖自動(dòng)在數(shù)據(jù)庫(kù)中找到其對(duì)應(yīng)代表編織動(dòng)作的小圖，把小圖帶入展開(kāi)，最后將組織花樣圖轉(zhuǎn)化為編織工藝圖[9]。通過(guò)模擬編織進(jìn)行工藝檢查，若發(fā)現(xiàn)存在工藝錯(cuò)誤要根據(jù)系統(tǒng)提示進(jìn)行修改，若未發(fā)現(xiàn)任何錯(cuò)誤則可直接上機(jī)編織。

圖4 花型設(shè)計(jì)流程

Fig.4 Pattern design flow

2.3 編織工藝參數(shù)

在上機(jī)編織前需要調(diào)整的工藝參數(shù)主要包括：度目值、紗嘴初期設(shè)定、紗嘴間微調(diào)、卷布拉力、編織速度等。

度目值會(huì)影響到機(jī)頭的編織狀態(tài)以及織物密度，故一定要輸入正確的數(shù)值。通常平針組織度目值參考范圍為40～60，羅紋組織為25～40，要根據(jù)紗線(xiàn)參數(shù)和織物密度調(diào)整度目值。

紗嘴初期設(shè)定用于檢查參與編織紗嘴號(hào)碼與花型設(shè)計(jì)時(shí)指定紗嘴是否相對(duì)應(yīng)。由于自跑式紗嘴無(wú)需機(jī)頭帶動(dòng)就可自行編織，故當(dāng)設(shè)定紗嘴與機(jī)頭同時(shí)移動(dòng)時(shí)，需要將紗嘴停放位置到紗嘴自動(dòng)停放點(diǎn)之間紗嘴的移動(dòng)設(shè)置為與機(jī)頭同時(shí)進(jìn)行。

紗嘴間微調(diào)參數(shù)用于調(diào)整襪子采用疊紗編織時(shí)主紗與添紗用紗嘴的延遲量，其設(shè)定值范圍為0.0～3.0 mm，通常編織時(shí)主紗先行添紗在后。

卷布拉力通過(guò)設(shè)定副羅拉面壓值來(lái)改變，面壓值設(shè)定參數(shù)范圍為0～10 N/cm2之間。由于面壓設(shè)定值與織物編織寬度、機(jī)器寬度相關(guān)，故在編織寬度相同而機(jī)器寬度不同時(shí)，面壓值也會(huì)有所不同。表1示出不同機(jī)器寬度、編織寬度下的面壓設(shè)定參考值。

表1 面壓設(shè)定參數(shù)表

Tab.1 Surface pressure setting parameters

編織寬度/cm面壓值/(N·cm-2)SWG061N2SWG091N260104～5407～93～4307～91～220111011<1011

注：SWG061N2機(jī)型針床寬度為60 cm；SWG091N2機(jī)型針床寬度為90 cm。

編織速度分為高、中、低3檔，主要根據(jù)編織段數(shù)來(lái)設(shè)定速度，其設(shè)定范圍為0.3～1.3 m/s。

3 全成形襪子編織原理

全成形雙針床電腦橫機(jī)編織類(lèi)型分為滿(mǎn)針編織和隔針編織。當(dāng)采用滿(mǎn)針編織時(shí)，不能編織羅紋組織或正面有反針花樣的組織[2]。橫機(jī)編織襪子時(shí)有2個(gè)編織方向可供選擇：一種是從襪頭到襪口進(jìn)行編織；另一種則是從襪口向襪頭方向編織。通常認(rèn)為前者是正常方向，后者為反方向，選用反方向編織時(shí)襪口起底要采用隔針編織。襪子在整個(gè)編織過(guò)程通常會(huì)插入彈力絲(如氨綸)以使襪子更加貼合腳部且富有彈性，故紗嘴類(lèi)型要選用疊紗紗嘴，在進(jìn)行疊紗編織時(shí)，要分別指定主紗和添紗紗嘴號(hào)碼。編織襪口時(shí)，還要插入彈力紗(如橡筋線(xiàn))以防止襪子穿著時(shí)滑落。

純色襪子編織過(guò)程中至少要采用3把紗嘴，分別穿主紗、氨綸絲和橡筋線(xiàn)。若要編織花襪，則需另外指定其他花色紗線(xiàn)用紗嘴來(lái)完成編織。

3.1 襪頭編織工藝

通常襪頭結(jié)構(gòu)為平針組織，采用局部編織工藝來(lái)實(shí)現(xiàn)襪頭圓弧狀編織。

3.1.1 普通包趾襪

采用滿(mǎn)針編織方式，按照正常方向進(jìn)行普通包趾襪的編織。襪頭使用2把紗嘴進(jìn)行圓筒編織，1把主紗和1把氨綸絲。襪頭編織工藝圖如圖5(a)所示，在編織開(kāi)始前，插紗裝置的剪刀將紗線(xiàn)剪斷，并用自帶的夾子夾住紗線(xiàn)跟隨疊紗紗嘴帶到針床左端，起底采用滿(mǎn)針羅紋組織來(lái)實(shí)現(xiàn)襪頭閉口[10]，先進(jìn)行全出針圓筒編織，然后采用兩邊暫停、中間編織的局部編織工藝，通過(guò)僅在中間保留幾針進(jìn)行編織，兩邊織針全部暫停編織，再使用按規(guī)律左右逐漸加針引返編織的方法將之前休止織針重新帶入編織，直至休止織針全部恢復(fù)編織，最后形成圓弧狀襪頭。襪頭部位編織完成后，位于針床左端的插紗裝置夾子向右移動(dòng)，將編織起頭的線(xiàn)端插入到織物內(nèi)側(cè)。如圖5(b)為其對(duì)應(yīng)的編織效果圖。

圖5 普通包趾襪襪頭編織

Fig.5 Sox head knitting of common socks. (a) Knitting process; (b) Knitting appearance

3.1.2 五趾襪

根據(jù)趾胯連接方式不同，可分為普通胯和立體胯。編織方向只能從襪頭開(kāi)始編織，不支持反方向編織。普通胯通過(guò)重疊目方式實(shí)現(xiàn)趾間連接，而立體胯通過(guò)立體拼角來(lái)實(shí)現(xiàn)連接。襪頭的5個(gè)趾頭部位均采用局部編織工藝進(jìn)行編織，編織順序?yàn)榇竽粗?、二趾、三趾、次小趾、四趾掌和小趾?/p>

普通胯編織時(shí)，編織工藝圖如圖6(a)所示。大拇趾起底編織通過(guò)四平組織實(shí)現(xiàn)趾尖閉口，采用局部編織工藝實(shí)現(xiàn)趾尖圓弧狀編織，再執(zhí)行寬度不變的圓筒編織，完成大拇趾編織后，依次進(jìn)行其他趾頭的編織，編織方法相同但長(zhǎng)度各不相同。當(dāng)二趾編織完成后，通過(guò)翻針、后針床移動(dòng)等動(dòng)作，將二趾向大拇趾移針重疊，實(shí)現(xiàn)趾間連接，其連接效果如圖6(b)所示。通常重疊目數(shù)不宜過(guò)多，否則會(huì)使入口太窄，滿(mǎn)針編織時(shí)多采用3針，隔針編織為2針。完成三趾和次小趾編織后，將之前休止織針再重新帶入編織，進(jìn)行四趾掌部位編織，最后再進(jìn)行小趾編織。圖6(c)為其對(duì)應(yīng)的編織效果圖。

圖6 普通胯五趾襪襪頭編織

Fig.6 Sox head knitting of ordinary crotch toe socks. (a) Knitting process; (b) Connection between toes; (c) Knitting appearance

立體胯只在滿(mǎn)針編織時(shí)才可實(shí)現(xiàn)，編織時(shí)間比普通胯要長(zhǎng)且腳趾部分無(wú)法描繪提花和條紋花樣。5個(gè)趾頭的編織順序與普通胯相同，不同之處在于趾頭編織方式和趾間連接方式。

趾頭編織從襪底趾頭根處開(kāi)始編織，編織工藝如圖7(a)所示。起底編織為四平組織，然后紗嘴在前后針床各編織1行后，接下來(lái)只在前針床上進(jìn)行編織，為實(shí)現(xiàn)趾頭襪底與襪面的連接，在襪底編織過(guò)程兩端不斷執(zhí)行編入時(shí)前吊目1針、編出時(shí)前床編織后吊目1針并伴隨著向右移針動(dòng)作；在襪面編織過(guò)程兩端不斷執(zhí)行編入時(shí)不織1針、將之前的后吊目依次向前翻針每次1針并伴隨向左移針動(dòng)作，最后形成下端閉口管狀。按照以上方法依次完成其他趾頭編織，并通過(guò)拼角方式實(shí)現(xiàn)趾間連接。因?yàn)槊總€(gè)趾頭的拼接是切斷紗線(xiàn)編織，所以趾尖和指胯部位會(huì)出現(xiàn)線(xiàn)頭，插紗裝置可將線(xiàn)頭直接插入到織物內(nèi)側(cè)，減少了線(xiàn)頭處理工序。圖7(b)為其對(duì)應(yīng)的編織效果圖，因指胯為立體的拼角，故易于穿著，通過(guò)指胯設(shè)定可更改拼角A的寬度，拼角目數(shù)多設(shè)置為4針，若拼角目數(shù)過(guò)多，不僅使入口變窄，還會(huì)增加拼角高度或厚度。圖7(c)、(d)分別為水平、立體狀態(tài)下的拼角外觀(guān)效果圖。

Fig.7 Sox head knitting of three-dimensional crotch toe socks. (a) Knitting process; (b) Knitting appearance; (c) Level spell angle; (d) Three-dimensional spell angle

3.1.3 內(nèi)五趾襪

襪頭內(nèi)部由隔片將每個(gè)腳趾分開(kāi)，為實(shí)現(xiàn)隔片編織,如圖8(a)所示,隔片高度h要小于小趾寬度d。內(nèi)五趾襪由于結(jié)構(gòu)特殊，要采用隔針編織且編織方向?yàn)閺囊m口向襪頭編織。

圖8 內(nèi)五趾襪襪頭編織

Fig.8 Sox head knitting of inner toe socks. (a) Cross section of sox head; (b) Knitting process; (c) Knitting appearance

編織工藝圖如圖8(b)所示,起底部分為廢紗編織，采用緯平針組織進(jìn)行圓筒編織，編織完設(shè)定的廢紗編織工藝行數(shù)后再編織抽紗，抽紗規(guī)程數(shù)多為2行，完成廢紗和抽紗編織后才開(kāi)始編織襪口、襪筒、襪跟、襪腳等部位。待編織到襪頭部位時(shí)，在編織腳底和腳面的同時(shí)，采用局部編織工藝在小趾間隔內(nèi)進(jìn)行局部多織，來(lái)編織小趾和次小趾的趾間隔片，按照此方法完成其他隔片編織。襪頭編織完成后，先在襪底即后針床上執(zhí)行引返編織，再通過(guò)平收工藝進(jìn)行襪頭縫合，平收處理類(lèi)型可選擇重視效率編織來(lái)減少殘次品數(shù)量，最后平收形成的縫合線(xiàn)在腳面一側(cè)。圖8(c)為其對(duì)應(yīng)的編織效果圖。

3.2 襪腳編織工藝

襪腳部段采用圓筒編織，在編織過(guò)程中伴隨著收放針動(dòng)作來(lái)改變襪腳的寬度。編織工藝圖如圖9所示，先采用暗收針?lè)绞皆谇昂筢槾策M(jìn)行寬度逐漸減小的圓筒編織，待編織到腳心位置時(shí)保持編織寬度不變，然后再采用暗放針?lè)绞绞咕幙棇挾戎饾u增加來(lái)適應(yīng)人體的腳部結(jié)構(gòu)。通常大拇趾側(cè)與小趾側(cè)減針?lè)秶鶠?～1.5 cm，加針?lè)秶鸀?.5～1.0 cm。

圖9 襪腳編織工藝

Fig.9 Knitting process of sox foot

3.3 襪跟編織工藝

襪跟要織成袋形，通常采用平針組織，并需要加固，以增加耐磨性。圖10示出襪跟編織。如圖10(a)、(b)所示，襪跟有2種造型：普通襪跟和直角襪跟。相比而言，后者穩(wěn)定性更高，不易滑腳掉跟，穿著更加舒適。有研究表明，亞洲人的腳型普遍偏小，同時(shí)腳后跟弧度偏小，依據(jù)人體工學(xué)原理，直角襪跟更符合亞洲人腳型。

編織工藝圖如圖10(c)、(d)所示，普通襪跟采用局部編織原理，使前針床織針暫停編織，只在后針床上進(jìn)行引返編織，同時(shí)按要求進(jìn)行收放針，以形成梯形的袋狀結(jié)構(gòu)。而直角襪跟編織時(shí)則需在前后針床上同時(shí)進(jìn)行引返編織來(lái)形成直角形狀，且前針床引返量數(shù)值越大，襪跟形成的直角越標(biāo)準(zhǔn)，能避免腳踝部分出現(xiàn)多余織片的現(xiàn)象而增加其貼身感。通常襪跟減針量不要設(shè)置太大，否則會(huì)加大編織難度，一般設(shè)定在2.6 cm左右。

圖10 襪跟編織

Fig.10 Knitting of sox heel. (a) Common sox heel; (b) Square sox heel; (c) Knitting process of common sox heel; (d) Knitting process of square sox heel

3.4 襪筒編織工藝

襪筒呈圓筒形，編織原理與襪腳相似，在襪筒編織過(guò)程中，通過(guò)收放針工藝來(lái)改變襪筒的橫向尺寸。通常腳腕部位要執(zhí)行減針處理來(lái)適應(yīng)腿部形狀，減針量為0.7～0.9 cm之間。為增加襪子外觀(guān)多樣性，可另外指定紗嘴在襪筒上編織各種花色組織。

3.5 襪口編織工藝

襪口結(jié)構(gòu)通常采用羅紋組織，可采用特殊1×1羅紋組織進(jìn)行襪口圓筒編織，編織方法如圖11(a)所示。①代表編織初始狀態(tài)，前后針床上的線(xiàn)圈均為一針正針、一針?lè)瘁槪虎诖韺?dǎo)紗器從右到左進(jìn)行前片羅紋編織，然后將編織的反針從后針床翻到前針床；③代表完成翻針后的狀態(tài)；④代表導(dǎo)紗器從左到右進(jìn)行后片羅紋編織，然后將編織的正針從前針床翻到后針床。通過(guò)不斷循環(huán)①～④的編織工藝，直至完成襪口羅紋編織。這種編織方法編織的羅紋與使用隔針?lè)椒ň幙椀钠胀?×1羅紋相比，隔針編織的地方減少，不會(huì)使羅紋極度縮短，使得襪口編織效果更接近滿(mǎn)針編織的風(fēng)格。襪口通常要插入彈性紗來(lái)防止襪子穿著時(shí)滑落，可采用每編織2行插入1次彈性紗方式，如圖11(b)所示為其編織效果圖。

圖11 襪口編織

Fig.11 Knitting of sox mouth. (a) 1×1 rib knitting of sox mouth; (b) Knitting appearance of sox mouth

當(dāng)襪口編織完成進(jìn)行最后處理時(shí)，可采用平收方式編織最后部分，通常有1針平收、2針平收以及會(huì)伸縮的平收3種方式。當(dāng)采用滿(mǎn)針編織時(shí)，會(huì)選擇1針平收或2針平收。當(dāng)采用隔針編織時(shí)要選擇會(huì)伸縮的平收。會(huì)伸縮的平收是指在平收線(xiàn)圈上纏繞抽紗的編織，且執(zhí)行平收的紗嘴要使用有彈性紗線(xiàn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文從花型設(shè)計(jì)、工藝參數(shù)以及編織工藝3方面探討了全成形襪子在雙針床電腦橫機(jī)上的成形原理，針對(duì)不同部段外觀(guān)及性能要求，合理設(shè)計(jì)編織工藝，實(shí)現(xiàn)襪子一體成形。

雖然全成形襪子省去人工套口縫頭工序，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了勞動(dòng)力成本，但是由于雙針床電腦橫機(jī)在滿(mǎn)針編織時(shí)不能編織羅紋組織或正面有反針花樣的組織，這對(duì)全成形襪子款式開(kāi)發(fā)造成很大限制，因此橫編全成形技術(shù)未來(lái)會(huì)面臨更大的挑戰(zhàn)，但在全球勞動(dòng)力成本不斷提高的趨勢(shì)下，全成形生產(chǎn)技術(shù)將成為企業(yè)尋求發(fā)展的必由之路。