基于花样小图技术的飞织3D针织鞋舌设计与开发

张泽军，马燕红，蔡军南，姚思明，王铄娜

(1.惠州经济职业技术学院 建筑与艺术设计学院，广东 惠州 516057； 2.广东科技学院 艺术设计学院，广东 东莞 523083)

随着人们生活水平的提高，人们对运动健康的关注度和对运动鞋产品的要求也越来越高[1-2]。而飞织3D针织鞋面编织技术的发展丰富了鞋面外观的多样性，增强了轻便性和透气性[3-4]。目前，飞织3D针织鞋面可分为两大类：鞋舌鞋身分体成型款和鞋舌鞋身一体成型款。受编织成本及编织难度限制，市场上销售更多的产品为鞋舌鞋身分体款针织运动鞋。因此，飞织3D针织鞋舌的设计对运动鞋整体外观及服用性也尤为重要。

本文结合鞋舌的服用性能，采用功能分区设计，选择4种功能性组织，基于琪利Knit CAD制版系统花样小图技术，介绍了功能性组织运用花样小图技术的模块化工艺设计方法，并将其应用到飞织3D针织鞋舌的设计中，开发出舒适透气的飞织3D针织鞋舌产品，为飞织3D针织鞋舌的设计与开发提供参考依据。

1 花样小图

KDS2019琪利Knit CAD制版系统(福州琪利软件有限公司)中花样小图是指运用已定义的色码定义无动作色码，是将织针编织时的编织状态以及动作进行打包，做成一个集合体[5]。花样小图在制版中的应用主要是压缩制版的有效动作行数，模块化应用以保证制版构图的完整性，提高制版效率。

1.1 花样小图的结构

以平收针为例，花样小图的主要构成见图1。由图示出琪利Knit CAD制版系统的花样小图是由开始行、编织动作、模块色数、模块标识4项构成。其中开始行在主绘区上方任选一行。编织动作为花样小图中需要被无定义色码表示的编织动作集合。模块色数为小图特征标识，其中包含色码数目、循环标记、纵向平移数目，在非特殊组织中只运用小图特征标识，其他均为系统默认。模块标识在功能线作图区是用来描绘花样图层的辅助信息，其中包含模块标识的范围、页码和循环时左右的偏移。

图1 花样小图主要构成

1.2 花样小图的制作规则

花样小图的制作是在主体花样结束行上方任选一行开始填入代表色码即无定义色码。在第3行开始设定具体的动作集合，动作集合设置完成向上空出2行，填写色码数目。在色码数目中不同类型的组织，需要填入不同色码段数，如填色码1为普通小图；填色码101为提花小图；填入色码201为复合提花小图[6]。再向上一行填入循环方向，色码1为左向右循环，色码2为右向左循环；再上一行填入循环时高度偏移，一般偏移针数不可超过所用机型的号数。在功能线节约中第3列为模块标识，第4列为设定模块页码，第5列为设定左右平移，均为花样小图的辅助信息，花样小图中动作信息均为编织动作时不涉及移针可省略平移设定。模块标识里填入色码1代表花样行必须用到小图所有色码，填入色码2代表花样行可用小图的部分色码；花样小图页数控制主绘区对应页数的行展开；循环中左右偏移时色码1～9代表左向右，色码11～19代表右向左。(小图制作中同一色码会被多次运用，色码只在编织动作区域运用具有实际动作定义，其他区域的应用只起到区分作用不具备动作定义。)

2 飞织3D针织鞋舌花样小图制作

2.1 飞织3D针织鞋舌的定义

鞋舌一般指鞋带下面与脚背上面间的部件，因其形状像舌头，故称之为鞋舌[7]。飞织3D针织鞋舌运用飞线(一种高强度锦纶纤维，有很高的强度质量比，具有强度高、质量轻的特点)直接编织成型[8]。其特点是通过不同组织结构实现鞋舌的透气性、舒适性、抗偏移性、保护脚背等方面的作用。

2.2 基本组织的花样小图制作

花样小图为组织最小循环单元，依据飞织3D针织鞋舌的服用性能，制作空气层提花组织、全通透孔洞组织、鞋带穿孔组织和加厚组织4个基本组织花样小图。本文采用的琪利Knit CAD制版系统中部分色码编号及含义如表1所示。

表1 琪利Knit CAD制版系统中部分色码编号及含义

2.2.1 空气层提花组织小图

空气层提花也叫圆筒提花，只应用于两色提花组织，前后针床编织图案相同只是颜色互换。鞋舌大身采用空气层提花作为基本组织，这样既能保证整个鞋舌的舒适性又能起到一定的保型性作用。

空气层提花组织花样小图结构及编织原理见图2。空气层提花小图制作代表色码选择无定义色码120，向上空2行绘制编织动作。编织动作分为2行，第1行采用8号色码前针床编织(无翻针动作)，第2行采用9号色码后针床编织(无翻针动作)，采用无翻针动作色码，使织物中间形成空气层。完成编织动作向上空2行绘制色码数目。色码数目用不同色码段数表示小图种类，色码1代表该小图为普通小图(由于空气层提花组织花样小图编织动作与圆筒组织花样小图编织动作一样因此可视为普通小图由色码1代表色码数目)。功能线节约中第3列模块标识范围填入色码2，代表花样行中可运用部分小图色码；由于空气层提花组织不涉及分页与偏移可省略第4列页数与第5列偏移的设定。

图2 空气层提花组织花样小图结构及编织原理

2.2.2 全通透孔洞组织小图

基于空气层提花的基础上，全通透孔洞组织花样小图采用全通透孔洞组织作为透气性功能区的基本组织，以保证透气性的同时具有美观性。

全通透孔洞组织花样小图结构及编织原理见图3。全通透孔洞组织花样小图制作代表色码选择无定义色码136，向上空2行绘制编织动作。编织动作分为4行，第1行第1针位采用9号色码后针床编织(无翻针动作)、第2针位采用8号色码前针床编织(无翻针动作)，第2行2针位动作互换，前2行为成圈动作形成前后针床交互吃纱的棉毛组织。第3行第1针位采用41号色码后针床编织左移1针，使后针床第1针位线圈移至前针床对应针位的左侧；第3行第2针位采用31号色码前针床编织右移1针，使前针床第2针位线圈移至后针床对应针位的右侧；第4行第1针位采用21号色码前针床编织左移1针，使前针床第1针位线圈移至后针床对应针位的左侧；第4行第2针位采用51号色码后针床编织右移1针，使后针床第2针位线圈移至前针床对应针位的右侧；后2行为移针动作，所有移针色码均取消编织动作。在此过程中使得针床上2个对应针位的4枚织针成为空针得到1个全通透孔洞。全通透孔洞组织花样小图中色码数目与功能条节约的设置同空气层提花组织花样小图。

图3 全通透孔洞组织花样小图结构及编织原理

2.2.3 鞋带穿孔组织小图

基于空气层提花的基础上，鞋带穿孔组织花样小图是采用拆行编织使前针床编织横列多于后针床编织横列形成凸起的鞋带穿孔，以保证鞋舌的抗偏移性。

鞋带穿孔组织花样小图结构及编织原理见图4。鞋带穿孔组织花样小图制作代表色码选择无定义色码131，向上空2行绘制编织动作。编织动作分为6行，第1行第1、3针位采用前针床编织，第2、4针位采用前针床吊目；第2行第1、3针位采用前针床吊目，第2、4针位采用前针床编织；前2行为前针床编织的横列，前编织与前吊目1隔1排列2个编织横列相加为1个满针编织有效横列。第3行第1针位采用后针床编织，其他3个针位空针；第4行第2 针位采用后针床编织，其他3个针位空针；第5行第3 针位采用后针床编织，其他3个针位空针；第6行第4 针位采用后针床编织，其他3个针位空针；后4行为后针床编织横列，后针床编织与空针1隔3排列4个编织横列相加为1个满针编织有效横列。前针床与后针床的有效编织横列之比为2∶1。这样使得前针床织物凸起形成穿带孔。鞋带穿孔组织花样小图中色码数目与功能条节约的设置同空气层提花组织花样小图一致。

图4 鞋带穿孔组织花样小图结构及编织原理

2.2.4 加厚组织小图

基于空气层提花的基础上，加厚组织花样小图的前后针床采用1隔1拆行编织使织物中间形成浮线，使其增加厚度以达到保护脚背的作用。

加厚组织花样小图结构及编织原理见图5。加厚组织花样小图制作代表色码选择无定义色码120，向上空2行绘制编织动作。编织动作是在空气层提花组织的基础上对前针床和后针床的线圈进行1隔1的拆分，使2个编织横列相加为1个满针编织有效横列。同时，线圈间形成浮线增加织物厚度。加厚组织花样小图中色码数目与功能条节约的设置同空气层提花组织花样小图。

图5 加厚组织花样小图结构及编织原理

3 飞织3D针织鞋舌的设计与实现

3.1 原料选择

飞织3D针织鞋舌运用的原料为涤纶/氨纶97/3混纺的涤纶包覆纱。涤纶低弹纱硬度较好起到主体支撑作用，使织物具有一定的保型性；氨纶具有较大的弹性使织物具有较好的紧束性[9]。本文运用6根11 tex涤纶低弹丝与2.2 tex氨纶丝复合的涤纶包覆纱进行编织。

3.2 设备参数

LCX-252S龙星电脑横机参数见表2。

3.3 编织工艺设计

编织工艺设计见图6。经小样试片确定编织橫向密度为7.5针/cm，编织纵向密度为5.5转/cm。编织时为66针满针起口；起口后运用圆筒一转使起口紧密整齐；向上运用局部编织进行急加针，使其形成鞋舌上部位置的坡度；向上编织33转，为鞋舌中部位置；向上3.5转收1针进行4次循环，2.5转收1针进行3次循环，2转收1针进行3次循环，1.5转收1针进行4次循环，1转收1针进行3次循环，0.5转收1针进行4次循环，运用组合收针方式完成鞋舌下部轮廓，编织1转，形成整个鞋舌的编织工艺，最后以24针结束编织。

图6 编织工艺设计

3.4 功能区域划分

依据鞋舌的功能性作用与装饰性设计将飞织3D针织鞋面鞋舌分为品牌标志区L(logo)、鞋带穿孔区P(perforate)、填充区F(fill)、透气区V(ventilate)和基础结构区B(base)5大区域，其鞋舌区域划分示意图见图7。

图7 鞋舌区域划分示意图

整体区域为鞋舌的廓形，能满足鞋舌的使用功能。根据鞋舌所承载品牌标志和尺码信息的作用，在鞋舌上方设计品牌标志区域L。鞋舌两侧设计透气区域V，增加鞋舌的透气性和美观性。鞋舌的中部设计了鞋带穿孔区域P，通过将鞋带穿过其中使鞋舌具有抗偏移性。鞋舌整体的中部设计填充区域F，提高运动中脚感舒适性。

3.5 组织结构

组织结构设计在琪利Knit CAD制版系统中完成。设计区通过组织结构变化改变织物肌理，使之实现相应的服用功能。鞋舌整体采用空气层提花组织为基本组织。依据功能区域划分，鞋舌品牌标志区域L运用编织加吊目的组织结构，增加硬度。鞋舌两侧透气区域V运用全通透孔洞组织，增加透气性。鞋舌鞋带穿孔区域P在空气层提花组织的基础上，前针床编织拆分成2行，其中1行为1个前编织加1个前吊目，另1行为1个前吊目加1个前编织，2行相加为1个有效前编织横列；后针床编织拆分为4行，为1隔3的4个编织横列，相加为1个有效后编织横列；使得前后针床有效编织横列为2∶1形成凸起穿带孔。鞋舌填充区域F在空气层提花的基础上前后针床编织都进行1隔1 拆分，增加中间层的浮线以达到增厚的效果。

3.6 制版设计

飞织3D针织鞋舌制版与实物见图8。

图8 飞织3D针织鞋舌制版与实物

新建文档确定绘图区的针数与行数，保证绘制时有足够的空间[10]。主绘区首先运用普通色码绘制废纱起底和起口，起口采用满针编织，之后编织圆筒1转。鞋舌大身区域的绘制全部运用无定义色码进行区域划分。首先按照编织工艺画出鞋舌大身区域轮廓，再根据功能区域划分进行分块，区域分好后填入不同的无定义色码进行区分，对特殊组织区域做好标记。鞋舌大身绘制完成后运用普通色码绘制封口纱。在主绘区上方任意一行开始绘制所需花型的花样小图。在对应的功能条中绘制导纱器、度目、摇床、速度、结束行等辅助信息。绘制好后可以运用小图展开功能进行检查，确认无误后解译，拷贝文件上机编织，编织完成下机得到直接成型的飞织3D针织鞋舌。

4 结束语

本文详细介绍了花样小图结构与制作规则，并设计了4种功能组织的小图模块。飞织3D针织鞋舌通过组织变化来实现服用功能。采用空气层提花组织作为基础组织，双层的结构起到一定程度的保型作用；鞋舌两侧采用前后针床移针的全通透孔洞组织，即起到透气作用又使鞋舌织纹肌理变化多样；鞋舌中间部位采用拆行编织方式，使前针床与后针床有效编织行数之比为2∶1，形成凸起的鞋带穿孔，起到固定作用；鞋舌中部采用前后针床1隔1拆分在织物中形成浮线，增加织物厚度使织物柔软起到保护脚背的作用。在实践过程中，根据编织工艺与功能区域的划分，直接填入功能组织小图模块，完成制版设计，选择涤纶包覆丝编织，编织出的飞织3D针织鞋舌一体成型且兼具透气性、舒适性、抗偏移性、保护脚背等服用功能。这种设计方法能提高生产的效率，减少生产损耗，从而降低人工成本的投入。