局部纬向管状机织物的创新设计与试织

林洪芹，郭岭岭，吴焕岭，李何玥，王 升

(盐城工学院 纺织服装学院，江苏 盐城 224051)

随着经济的发展，人们对生活质量的追求越来越高，对产品的需求以健康化、功能性、美观化和享受型为主。产品的创新设计可以加大市场产品的多样性，为大众提供更多的选择。管状织物有机织物、针织物和编织物等[1]，其作为一种具有三维结构的织物，不仅用于服用纺织品，还应用于装饰、工业、医学等领域[2]。目前，对管状机织物的研究早突破了传统利用表、里层织物交替织造的管状机织物，现主要表现在机织物经向或纬向局部区域形成类似于管状的织物[3]。近期已有学者介绍纬向管子长度的控制及主要生产工艺[4]，对渐变纬向管状小提花织物进行设计与开发[5]、探讨了纬向管状织物的设计与生产要点[6]。

本文针对纬向管状织物形成条件进行独特的结构设计，创新开发和试织新颖的局部纬向管状系列机织物，制织的织物配色和谐并显现不同大小、高低的纬管凸起。

1 局部纬向管状机织物形成条件

传统管状机织物的常用织造方法为“压扁—织造—还原”。其方法主要是利用多层织物织造原理织制织物还原凸起管状形状[2]。在半自动织样机上织制局部纬向管状织物需要满足2组经纱、双轴织造2个条件[5]。经纱有里经、起管表经(或称起管经纱)。在纬向起管时，起管经纱与纬纱交织成平纹凸出布面，并因设计的纬管的纬纱根数、经纱张力的大小等，决定纬管的形态和饱满程度等，而另外一组里经纱不与纬纱交织；双织轴的作用[7]是用于控制里经纱和起管经纱的张力和送经量的调整变换，纬向不起管时，所有经纱张力尽可能保持一致；而起管时，起管经纱张力较小，送经量大，根据情况进行人工改进的双轴织造开发出局部纬向管状织物。本文设计尝试结合在半自动织样机上纬向管状形成的条件，利用纬向管状部分的平纹基础组织与双层组织、平纹等配合开发新颖的局部纬向管状系列机织物，拓宽纬向管状机织物开发思路。

2 产品设计

2.1 创作思路

当连续的水滴不紧不慢地滴落到水面上形成一圈一圈的涟漪，连绵不绝、起伏变化，是多么的美好而精妙！本设计灵感来源于此。选用涤纶纱线，通过组织结构的精心设计和巧妙的色彩搭配，结合半自动织样机，改造双轴进行织造控制经纱张力、送经量以及打纬力等，制成管状稍有起伏变化的局部纬向管状系列机织物。

2.2 结构设计

开发的4种方案局部纬向管状织物的结构设计示意图见图1。设计的纬管大小即起管纬纱的根数为12根，有利于制成的管状凸起且成形好。其中方案1纬向管状处A的高度H和宽度W、纬管间距a(注：不起管处)一致，剪头J表示织造时所有经纱走向，剪头J1表示起管表经走向，剪头J2表示里经走向。因起管纬纱根数、经纱张力及织物原料等影响，起管经纱与纬纱交织形成纬向管状，且涤纶纱线挺括保形好，而里经纱不与纬纱交织，以经浮长线的形态沉伏在织物纬管下面，通过调整加大里经纱的张力，最终形成的局部纬向管状呈现略扁的椭圆形立于布面上(见图1(a))；方案2与方案1相比，开发的是渐变纬管织物，开发的纬管为渐变纬管A1、A、A2，起管纬纱从原来大小一致的12根纬管A改变成根数为8根纬管A1、16根纬管A2，纬管顺序为A1、A、A2，依次循环，见图1(b)；方案3在原有的方案1基础上将原有的1处起管处变换成双层组织B，最终由表层B1和里层B2形成嵌入式管状，类似于原有方案1纬管压扁贴伏于地布上，且二者交替排列，形成一高一低起伏变化的纬向管状织物见图1(c)；方案4则是大胆创新地将双层组织B分别连接在起管两边，双层组织部分表层B1与纬向管状的表层共同构成纬管表层，双层组织2部分的里层B2与纬管里经纱以经浮长线的形态沉伏在织物纬管下面为纬管里层，从而使纬向管状形态因双层组织从原来立于布面上的椭圆形而变成接近圆形，高度H和宽度W差异减小，制成的管状更加饱满有形(见图1(d))。

图1 局部纬向管状织物的结构设计示意图Fig.1 Structural design diagram of local zonal tubular fabric. (a) Scheme 1; (b) Scheme 2; (c) Scheme 3; (d) Scheme 4

2.3 纱线设计

2.3.1 纱线原料选择

本产品主要用于对生活环境起美化装饰作用的家纺装饰纺织品，主要通过织物的色彩、图案、款式、风格、质感等来体现其装饰作用。涤纶纤维有着强力高、耐磨性强、颜色鲜艳且经久不褪色、坚牢耐用、抗皱保形、褶裥持久、易洗快干、耐光耐腐蚀等特点[8]，所以选用涤纶纱线作为原料。

2.3.2 纱线色彩配置

由4种方案开发的产品1、产品2、产品3和产品4，配色和谐，色彩清新，更显清丽脱俗。产品选用经纱为乳白色，纬纱配色为渐变色或深浅配色等，其中局部纬向管状部分采用乳白色纬纱与乳白色起管经纱交织，在织物表面都呈现乳白色的管状。另外，产品4起管开始和结束处(即双层组织部分)，纬纱采用草绿色纱线，使得起管根部色彩较艳丽，更加衬托出的乳白色纬管(主体部分)立体饱满。

2.4 织物组织设计

以产品4为例，经纱分起管表层经纱与里经纱按照1∶1的比例排列，织物组织设计采用纬向管状部分的平纹基础组织与双层组织、平纹组织组合，纬向管状起管表层经纱与纬纱以平纹组织交织，有利于使形成的纬管结构紧密、布面平整[9]。产品4组织图如图2所示。A区为双层组织，共有2个部分。双层组织的纬纱为第1、2根表纬，第Ⅰ、Ⅱ根里纬，第3、4根表纬，第Ⅲ、Ⅳ根里纬。双层组织之间B区为纬向管状部分的平纹基础组织，经组织用“○”表示。C区为平纹组织。图2(b)为第1、2根表经、第Ⅰ、Ⅱ根里经的经向剖面图(除去平纹部分)。从剖面图可以看出，双层组织与纬向管状部分共同作用，从而形成凸起纬管。在双层组织两端不起管处部分，第1、2根表经和第Ⅰ、Ⅱ根里经与纬纱交织时表里交换，开始平纹组织部分织造。因织物纬向起管平纹基础组织、双层组织、平纹组织处的纬密不一致，为了避免荷叶边，布边采用2/2经重平组织。

图2 产品4组织图Fig.2 Product 4 organization chart. (a) Organization chart; (b) Warp direction sectional drawing

3 织造工艺参数

仍以产品4为例，依据大众需求和市场上流行产品，纱线选用29.5 tex×2涤纶线，经纱为乳白色，纬向管状部分纬纱采用乳白色纱线，平纹部分纬纱采用紫红色纱线，二者相连的双层组织处纬纱采用草绿色，此纬纱配色循环为4草绿8乳白4草绿8紫红；因纬管部分只有起管经纱与纬纱交织，此处经密为不起管部分经密的一半。穿综方法采用顺穿法，筘号100齿/(10 cm)，每筘2入。

4 上机试织关键措施

4.1 经纱上机张力和送经量控制

控制织造过程中的经纱上机张力是在半自动织样机上形成纬向管状的关键[5]。试织仪器为SL820型半自动织样机，采用人工改造的双轴进行织造，里经按正常情况在机后绑把，而将起管表层经纱悬挂水瓶(增减水量可改变质量)，并用编织带吊在机上最后1页综框悬挂处(这里是第16页)。因穿综时采用顺穿法，纹板图与组织图相同，见图4(a)。试织时，将纹板图上B区纵向长度上的第16列填涂上，表示织造时最后一页综框引纬时被提起，瓶子也相应地被提起，这时起管经送经量大于里经，而第16列没有标记处，则最后一页综框不被提起，这时起管经纱在瓶子的重力经纱张力的作用下正常织造(里经和起管经纱送经量一样)。起管部分织造时，起管经纱的张力要小于里经纱的张力(注意起管经纱的张力不能太小，以防开口不清)[10]，不起管时里经纱与起管经纱张力尽可能保持一致，使纬向管状织物的平纹地布保持平整。

4.2 打纬力的控制

试织过程中除了注意控制经纱张力外，也要控制好打纬力，织制不起管部分打纬力正常，而试织纬管部分需加大打纬力且保持一致，织物的正面形成纬管，反面的经向浮长被压缩，纬管成形好。以产品3为例，产品3打纬力调整前后的局部正反面实物图见图3。纬向管状部分的平纹基础组织的起管经纱与纬纱交织见图3(a)(b)；里经纱不与纬纱交织以长浮长线显示在纬管下面(见图3(c))，此时纬管因打纬力偏小，纬管松散塌陷(见图3(a))，将打纬力加大后，在织物反面形成的经浮长线逐渐消失(见图3(d))，而制织的纬管也能正常凸起且成形好(见图3(b))。

图3 产品3打纬力调整前、后局部正反面实物图Fig.3 Partial front and back physical drawing of product 3 before and after weft beating force adjustment. (a) Front (before adjustment); (b) Front (after adjustment); (c) Reverse side (before adjustment); (d) Reverse side (after adjustment)

5 织物风格及用途

所开发的系列产品主要通过表经悬挂物体、吊综框、旋转送经手轮等特殊方式共同作用来调整经纱上机张力，控制织造时的送经量，注意调整打纬力，并利用纬向管状部分的平纹基础组织与双层组织、平纹组织组合创新设计开发的局部纬向管状织物。织制的织物配色和谐、外观新颖独特，不同大小、高低凸起管状立体饱满成形良好，具有一定的视觉冲击感，同时涤纶原料坚牢耐用，凸起纬向管状挺拔不易变形。开发的产品主要用于家纺装饰用纺织品，运用PS软件将开发试织的4个产品(试织小样实物照片)制作应用于女包、帽子、抱枕、车内窗帘的效果模拟图，织物应用效果模拟图见图4，此产品也可应用于服装用纺织品。另外，局部的纬向管状织物在此基础上可以进一步拓宽开发设计思路，扩大产品用途，提升产品的附加值。如一个个凸起管状如同窗帘的褶皱，在原有的基础上再加上遮光材料织制的局部纬向管状机织物，直接制成窗帘效果更佳；纬向管状部分或与其配合的双层组织的纬纱根数适当调整变大，在加大的纬管内填充功能保健材料开发保健织物等。还可根据组织的花型设计、纱线的粗细和色彩的搭配等开发出外观美观新颖、健康舒适的功能性纬管机织物。

图4 织物应用效果模拟图Fig.4 Simulation diagram of fabric application effect. (a) Women′s bag; (b) Hat; (c) Cushion; (d) Car curtains

6 结束语

通过调整变换经纬色纱、组织结构、经纱上机张力和送经量、打纬力等方法在半自动织样机上试织了具有鲜明个性的纬向管状织物。此织物迎合了新消费时代人们对自身品位的追求，其色泽柔和，立体感强，具有较好的市场应用前景，并可以进一步研发扩大其功能和用途。