經(jīng)編雙針床賈卡鞋材的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)研究

孫園園, 張 琦, 張燕婷, 丁寧宇, 左露嬌

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

經(jīng)編雙針床賈卡鞋材是采用賈卡提花技術(shù)一體編織成形的三維鞋面材料,其賈卡針受賈卡系統(tǒng)控制可以獨(dú)立偏移,在幅寬內(nèi)任意位置形成網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)和花型效應(yīng),輕薄透氣、花型豐富、生產(chǎn)效率高[1]。隨著運(yùn)動(dòng)健身熱潮帶來(lái)的賈卡鞋材類運(yùn)動(dòng)鞋銷量的上漲,消費(fèi)者對(duì)賈卡鞋材的透氣舒適性、運(yùn)動(dòng)支撐緩震性及外觀時(shí)尚性提出了更高的要求。

在對(duì)經(jīng)編賈卡鞋材工藝的研究中,部分學(xué)者集中研究了賈卡鞋材的花型設(shè)計(jì)方法及三層提花工藝[2-3],對(duì)賈卡提花結(jié)構(gòu)較少深入研究;還有學(xué)者在“1×4”賈卡偏移信號(hào)的基礎(chǔ)上研究了鞋材的網(wǎng)孔組織,總結(jié)了延展線軌跡和網(wǎng)孔工藝設(shè)計(jì)[4-5],但未涉及三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的研究,且在多樣化網(wǎng)孔鞋材的開(kāi)發(fā)上仍有不足。三維賈卡網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)由于賈卡技術(shù)所具有的定位提花的優(yōu)勢(shì),可以結(jié)合腳部的熱濕分布情況進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)改善鞋材舒適性能、豐富鞋材外觀具有決定性作用,因此,對(duì)賈卡鞋材網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行深入研究與創(chuàng)新是十分必要的。

本文基于雙針床三針賈卡技術(shù)偏移原理和賈卡延展線結(jié)構(gòu)形態(tài)的分析,將雙針床賈卡組織分為單針床成圈賈卡組織和雙針床連接賈卡組織,在此基礎(chǔ)上進(jìn)而研究賈卡鞋材二維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)和三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的變化機(jī)制;最后結(jié)合原料與工藝設(shè)計(jì)、賈卡意匠圖設(shè)計(jì),完成一款具有三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的賈卡鞋材的上機(jī)編織,以提高賈卡鞋材的透氣透濕性能,滿足市場(chǎng)對(duì)鞋材網(wǎng)孔多樣化、立體化及功能化的需求。

1 經(jīng)編雙針床賈卡組織

“1×8”偏移信號(hào)的賈卡組織單元共有8個(gè)偏移信號(hào),如圖1所示。圖中a、b、e、f 分別表示賈卡針在前針床的偏移信息,c、d、g、h分別表示賈卡針在后針床的偏移信息[6]。

圖1 雙針床三針賈卡技術(shù)偏移原理

每個(gè)信號(hào)控制點(diǎn)有偏移(T)和不偏移(H)2種可能,則雙針床三針賈卡組織理論上共有256個(gè)(即28),其成圈狀態(tài)主要分為3類:第1類,賈卡梳只在前針床墊紗成圈,通過(guò)特定賈卡針于特定編織橫列針前或針背偏移形成厚、薄、網(wǎng)孔及浮線效應(yīng);第2類,賈卡梳只在后針床墊紗成圈,通過(guò)特定賈卡針于特定編織橫列針前或針背偏移形成厚、薄、網(wǎng)孔及浮線效應(yīng);第3類,賈卡梳在前后針床均墊紗成圈,通過(guò)特定賈卡針于特定編織橫列與針床,做針前或針背偏移運(yùn)動(dòng)形成厚、薄、網(wǎng)孔與芝麻點(diǎn)形成的雙面花型效應(yīng)。

1.1 單針床成圈賈卡組織

單針床成圈賈卡組織對(duì)應(yīng)于第1類和第2類成圈狀態(tài)所形成的組織,分為前針床成圈賈卡組織與后針床成圈賈卡組織,其提花原理相同,當(dāng)某針床奇、偶編織橫列的針背針前均為相同墊紗數(shù)字,即針前橫移距離為零時(shí),本橫列成圈墊紗失敗,延展線順延到下一個(gè)成功墊紗的線圈。以賈卡梳橫移基礎(chǔ)組織1-0-1-2/1-2-1-0//為例,當(dāng)后針床的奇數(shù)橫列與偶數(shù)橫列無(wú)針前橫移距離時(shí),賈卡偏移信息c、d、g、h分別為T、H、H、T,墊紗數(shù)碼為a-b-2-2/e-f-1-1//,后針床無(wú)線圈形成,延展線落于前針床形成前針床成圈提花組織。后針床成圈賈卡組織與此原理相同,分別形成厚實(shí)效應(yīng)(THTH HTHT)、稀薄效應(yīng)(TTTH TTHT)、網(wǎng)孔效應(yīng)(HTHH THTT )和浮線效應(yīng)(HTTH THHT)。圖2列舉了幾種常用的單針床成圈賈卡組織的墊紗運(yùn)動(dòng)圖與線圈結(jié)構(gòu)圖以作說(shuō)明。圖2(a)、(b)示出前針床成圈賈卡組織,圖2(c)、(d)示出后針床成圈賈卡組織,F表示前針床,B表示后針床。

圖2 單針床成圈提花組織墊紗運(yùn)動(dòng)與線圈結(jié)構(gòu)圖

1.2 雙針床連接賈卡組織

雙針床連接賈卡組織是指在一個(gè)提花單元內(nèi),前針床或后針床均至少有一個(gè)線圈成功墊紗,延展線處于前針床編織面和后針床編織面之間,并將2個(gè)編織面連接形成一個(gè)三維立體線圈結(jié)構(gòu),具有雙面花型效應(yīng),多應(yīng)用于雙層、三層賈卡鞋材的開(kāi)發(fā)[7]。雙針床連接賈卡組織的延展線有2種結(jié)構(gòu)形態(tài):一是延展線位于編織面,連接相鄰編織縱行形成厚薄網(wǎng)孔效應(yīng);二是延展線位于2個(gè)編織面的中間層,起連接和支撐作用,前針床與后針床均有線圈形成,表現(xiàn)為芝麻點(diǎn)效應(yīng)。由此,根據(jù)前/后針床線圈和延展線的結(jié)構(gòu)形態(tài)以及結(jié)構(gòu)效應(yīng),將雙針床連接賈卡組織分為厚薄網(wǎng)孔-芝麻點(diǎn)連接組織和芝麻點(diǎn)-芝麻點(diǎn)連接組織。

1.2.1 厚薄網(wǎng)孔-芝麻點(diǎn)連接組織

在1個(gè)提花單元內(nèi),當(dāng)某針床某個(gè)編織橫列的針前橫移距離為零時(shí),延展線隨墊紗路徑自然落到成圈所在的編織面內(nèi),并連接相鄰縱行形成整片織物,形成厚薄網(wǎng)孔效應(yīng);同時(shí),另一針床只有1個(gè)編織橫列有線圈形成,在編織面形成1個(gè)或2個(gè)V形芝麻點(diǎn),延展線位于中間層,編織面內(nèi)無(wú)延展線連系相鄰編織縱行,像這樣在1個(gè)針床形成厚薄網(wǎng)孔效應(yīng),在另一針床形成芝麻點(diǎn)效應(yīng)的雙針床連接組織,稱為厚薄網(wǎng)孔-芝麻點(diǎn)連接組織。

圖3列舉了4種具有代表性的厚薄網(wǎng)孔-芝麻點(diǎn)連接組織,包括賈卡偏移信息、墊紗運(yùn)動(dòng)圖和線圈結(jié)構(gòu)圖。賈卡組織(見(jiàn)圖3(a)、(b))的墊紗數(shù)碼分別為1-0-2-2/2-3-2-1//、2-1-2-2/1-2-2-1//,均在后針床奇數(shù)橫列處缺墊,延展線落于前針床,分別形成厚實(shí)、網(wǎng)孔效應(yīng),后針床均形成單個(gè)V形芝麻點(diǎn)效應(yīng);賈卡組織(見(jiàn)圖3(c)、(d))的墊紗數(shù)碼分別為2-0-1-2/2-2-2-1//、1-0-1-3/2-2-1-0//,均在前針床偶數(shù)橫列處缺墊,前針床為V形芝麻點(diǎn)效應(yīng),后針床為網(wǎng)孔、厚實(shí)效應(yīng)。

圖3 厚薄網(wǎng)孔-芝麻點(diǎn)連接組織墊紗運(yùn)動(dòng)與線圈結(jié)構(gòu)圖

1.2.2 芝麻點(diǎn)-芝麻點(diǎn)連接組織

前后針床均至少1個(gè)編織橫列墊紗成圈形成芝麻點(diǎn),延展線處于2個(gè)編織面之間的雙針床賈卡組織為芝麻點(diǎn)-芝麻點(diǎn)連接組織,如圖4所示。列舉的4個(gè)提花組織的墊紗數(shù)碼分別為2-1-1-2/1-2-2-1//、2-1-1-2/1-2-1-0//、1-0-1-3/1-2-1-1//、2-1-2-2/2-2-2-1//,前后針床可以形成單個(gè)或多個(gè)V型芝麻點(diǎn)經(jīng)不同排列方式形成的雙面芝麻點(diǎn)提花效應(yīng),適用于搭配與其它梳櫛不同染色性能的原料,以完成賈卡鞋材花紋圖案、文字及LOGO的多色編織。

圖4 芝麻點(diǎn)-芝麻點(diǎn)連接組織墊紗運(yùn)動(dòng)與線圈結(jié)構(gòu)圖

2 賈卡鞋材網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)變化機(jī)制

2.1 二維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)變化

在賈卡鞋材編織過(guò)程中,如果相鄰編織縱行間無(wú)延展線將其連系,便形成網(wǎng)孔結(jié)構(gòu),網(wǎng)孔的大小、形狀和立體結(jié)構(gòu)則可以通過(guò)賈卡工藝設(shè)計(jì)精準(zhǔn)控制[7]。二維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)是指圈干及延展線位于同一編織面,依靠延展線橫跨編織縱行數(shù)及運(yùn)動(dòng)軌跡形成不同大小和形狀的網(wǎng)孔形態(tài),一般由單把賈卡梳經(jīng)前針床成圈賈卡組織或后針床成圈賈卡組織形成[8]。賈卡鞋材常用的傳統(tǒng)網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)一般是以“1×2”賈卡偏移信息形成的經(jīng)絨、經(jīng)平與編鏈組織搭配形成的橢圓形網(wǎng)孔結(jié)構(gòu),樣式單一缺少工藝變化,但可將更多賈卡組織,如重經(jīng)組織與缺墊組織融入到二維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)孔的寬度和形狀進(jìn)行改變。圖5示出菱形網(wǎng)孔、矩形網(wǎng)孔、六邊形網(wǎng)孔、花邊網(wǎng)孔、梯形寬網(wǎng)孔及襯線網(wǎng)孔的賈卡意匠圖和墊紗效應(yīng),均為利用單針床成圈賈卡組織延展線的軌跡變化所形成的多樣形態(tài)的二維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)。

2.2 三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)變化

三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)主要通過(guò)賈卡梳或間隔梳的雙針床工藝完成,賈卡梳可以1把或多把,經(jīng)前針床成圈賈卡組織、后針床成圈賈卡組織與厚薄網(wǎng)孔-芝麻點(diǎn)連接組織搭配形成。

2.2.1 單透露底三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)

三明治賈卡鞋材的一個(gè)編織面提有網(wǎng)孔,透過(guò)網(wǎng)孔顯露出另一編織面的底色或編織工藝的結(jié)構(gòu)為單透露底網(wǎng)孔結(jié)構(gòu),可由雙針床連接賈卡組織連接前后編織面(見(jiàn)圖6(a)),也可以配以間隔梳連接前后編織面形成三維結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖6(b)),均至少由1把采用經(jīng)軸積極式送經(jīng)的賈卡梳完成編織。

以圖6(a)所示三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)為例,賈卡橫移機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)組織為1-0-1-2/1-2-1-0//,當(dāng)采用厚薄網(wǎng)孔-芝麻點(diǎn)連接組織設(shè)計(jì)時(shí),則形成一面為網(wǎng)孔、一面為芝麻點(diǎn)、賈卡延展線為中間連接層的三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu),圖7分別示出其賈卡意匠圖及賈卡偏移信息。1、4、8號(hào)色提花組織為1-0-2-2/2-3-1-1//、1-0-2-2/1-2-1-1//、2-1-2-2/2-3-1-1//,形成厚、薄織物效應(yīng),在第3編織縱行與第4編織縱行局部失去延展線連接形成網(wǎng)孔;49、54號(hào)色提花組織分別為1-0-2-2/1-2-1-0//、2-1-2-2/2-3-2-1//,前后針床均成圈起連接前后片作用并使網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)立體化。

圖7 網(wǎng)孔-芝麻點(diǎn)類單透露底三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)編織原理

直接利用賈卡梳的雙針床提花工藝形成網(wǎng)孔的三維結(jié)構(gòu),適宜應(yīng)用于輕薄的雙層賈卡鞋材,其中間層點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的賈卡延展線相對(duì)較少,且在賈卡紗張力影響下將前后編織面緊緊貼合在一起,厚度更小。利用間隔梳形成的三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)與之不同,間隔絲通常采用細(xì)度小、彈性小、硬度大的滌綸單絲且送經(jīng)量較大,通過(guò)調(diào)節(jié)雙針床的脫圈板距離可以改變間隔層的厚度,相比無(wú)間隔梳的三維結(jié)構(gòu)具有更好的緩沖性能,厚度較大,網(wǎng)孔立體性也較強(qiáng)。

2.2.2 雙透分離三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)

前后針床均有網(wǎng)孔形成,但無(wú)延展線將其連接所呈現(xiàn)兩網(wǎng)孔相分離狀態(tài)的提花結(jié)構(gòu)稱為雙透分離三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu),至少由2把賈卡梳完成編織。令第1賈卡為JB1,第2賈卡為JB2(下文同),JB1與JB2的基礎(chǔ)組織分別設(shè)計(jì)為1-0-1-2/1-2-1-0//、1-1-1-0/1-1-1-2//,均采用經(jīng)軸積極式送經(jīng),前后編織面的網(wǎng)孔設(shè)計(jì)為相同位置,形成整體通透的三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu),其第1、2賈卡意匠圖相同,如圖8(a)所示,賈卡偏移信息與線圈結(jié)構(gòu)圖分別如圖8(b)、(c)所示。

圖8 雙透分離三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)編織原理

采用2把賈卡梳設(shè)計(jì)的雙透分離三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)不僅具有層次感較強(qiáng)的雙面網(wǎng)孔效應(yīng),其透氣透濕性能較單把賈卡梳形成的三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)也有改善,在賈卡鞋材的應(yīng)用范圍更廣,更適宜于春秋夏季對(duì)網(wǎng)孔透氣性要求較高的鞋材,經(jīng)原料穿經(jīng)設(shè)計(jì)后產(chǎn)生的花色結(jié)構(gòu)變化可以進(jìn)一步豐富其網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的多色效應(yīng)。

2.2.3 雙透連接三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)

雙透連接三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)與雙透分離三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)采用相同的雙透孔工藝,此外還具有連接中間層結(jié)構(gòu)。中間層又有2種變化方式:一是采用2把賈卡梳與1把間隔梳的配置方案,利用間隔紗形成厚度相同的間隔層(如圖9(a)所示);二是采用3把賈卡梳配置方案,利用賈卡紗形成局部三明治結(jié)構(gòu)間隔層(如圖9(b)所示),因此,雙透連接三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的工藝變化更多,三維結(jié)構(gòu)也更加豐富,由2把或3把賈卡梳均可以完成編織。

圖9 2種工藝類型的雙透連接三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)

以圖9(b)所示為例,研究采用3把賈卡配合形成的三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的提花原理與工藝設(shè)計(jì):其前后編織面均采用2.1節(jié)的二維襯線網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),分別由第1賈卡和第3賈卡提花編織,采取經(jīng)軸積極式送經(jīng)方式;中間層區(qū)別于普通間隔層,具有層次變化,由第2賈卡提花編織,采用在用紗量較大的雙針床變化工藝更具優(yōu)勢(shì)的紗架消極式送經(jīng)方式。其中前針床到后針床的賈卡梳以第1賈卡、第2賈卡、第3賈卡的順序排列,由于第2賈卡無(wú)論相對(duì)于第1賈卡還是第3賈卡都處于前梳的位置,所形成的線圈均位于前針床和后針床編織工藝正面的最表面形成芝麻點(diǎn),具體的覆蓋關(guān)系為:第2賈卡梳線圈→第1賈卡梳線圈→第1賈卡梳延展線→第2賈卡梳延展線→第3賈卡梳延展線→第3賈卡梳線圈→第2賈卡梳線圈[9]。JB1基礎(chǔ)組織:1-0-0-0/1-2-1-1//;JB2基礎(chǔ)組織:1-0-1-2/1-2-1-0//;JB3基礎(chǔ)組織:1-1-1-0/1-1-1-2//。

圖10示出雙透連接三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)編織原理。此提花結(jié)構(gòu)同時(shí)具有網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)和芝麻點(diǎn)結(jié)構(gòu),可在2個(gè)編織面形成豎條提花效應(yīng),局部三明治結(jié)構(gòu)解決了傳統(tǒng)同一厚度間隔層的厚重和透氣性差的問(wèn)題,局部鏤空更透氣且賦予織物凹凸層次感。

圖10 雙透連接三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)編織原理

3 三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)賈卡鞋材開(kāi)發(fā)

3.1 基礎(chǔ)工藝設(shè)計(jì)

賈卡鞋材產(chǎn)品采用RDPJ6/2型賈卡經(jīng)編機(jī)[10]進(jìn)行編織,設(shè)計(jì)為具有賈卡紗連接類的雙透連接三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的3層鞋材,經(jīng)編CAD設(shè)計(jì)軟件為WKCAD。拆除有6把梳的RDPJ6/2經(jīng)編機(jī)兩邊最外的2把地梳GB1和GB6,主要通過(guò)GB2、JB3、JB4、GB5完成該產(chǎn)品的編織,均采用經(jīng)軸積極式送經(jīng)方式,其中賈卡梳為2把分離式的半機(jī)號(hào)配置。表1示出原料穿經(jīng)方式與基礎(chǔ)工藝參數(shù)。GB2與GB5分別在前針床和后針床以編鏈組織形成底組織,JB3在前針床提花形成具有網(wǎng)孔的前編織面,JB4運(yùn)用厚薄網(wǎng)孔-芝麻點(diǎn)連接組織在后編織面形成網(wǎng)孔,在前針床形成芝麻點(diǎn)并連接前后編織面,形成雙透連接三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)。

表1 三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)賈卡鞋材的基礎(chǔ)工藝參數(shù)

3.2 賈卡工藝設(shè)計(jì)與成品

鞋材成品花高為33.8 cm,花寬為25.7 cm,縱密為13橫列/cm,橫密為9.84縱行/cm,賈卡意匠圖花高為成品花高×縱密(440橫列),花寬為成品花寬×橫密(253縱行)。圖11(a)和(b)示出第1賈卡和第2賈卡的意匠圖工藝設(shè)計(jì)。采用雙透孔的對(duì)孔工藝,所應(yīng)用的賈卡組織包括單針床成圈厚薄組織(1、4、8號(hào)色)及雙針床薄-芝麻點(diǎn)連接組織(54號(hào)色),具體賈卡組織的偏移信息見(jiàn)圖11(c)。下機(jī)后的賈卡鞋材經(jīng)染色與定型處理后的實(shí)物如圖11(d)、(e)所示,對(duì)應(yīng)于前編織面(表層)和后編織面(底層),以及編織成形的雙透連接三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)放大圖。

圖11 賈卡工藝設(shè)計(jì)與鞋材成品

4 結(jié) 論

本文通過(guò)對(duì)具備8個(gè)偏移信號(hào)的雙針床三針賈卡技術(shù)成圈與延展線形態(tài)變化的分析,將雙針床賈卡組織分為單針床成圈賈卡組織和雙針床連接賈卡組織,并進(jìn)一步將新三針技術(shù)的重經(jīng)組織與缺墊組織融入到二維和三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,探究了二維網(wǎng)孔與三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的變化機(jī)制,重點(diǎn)分析了單透露底、雙透分離、雙透連接三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的梳櫛配置與賈卡偏移設(shè)計(jì),并實(shí)現(xiàn)了一款雙透連接三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)賈卡鞋材的開(kāi)發(fā)。

通過(guò)研究證實(shí):雙針床賈卡織物作為一種三維立體結(jié)構(gòu)柔性材料,使相同厚度的織物產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的不同,多種形態(tài)與效應(yīng)的二維和三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),可以極大地豐富賈卡鞋材的各項(xiàng)時(shí)尚與功能性應(yīng)用,滿足運(yùn)動(dòng)鞋品在不同運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景下對(duì)局部壓力的智能調(diào)節(jié);可從賈卡織物三維網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)的變化創(chuàng)新切入,來(lái)推動(dòng)經(jīng)編賈卡鞋材時(shí)尚與功能性的提升與拓展。