经编双针床贾卡鞋材的网孔结构研究

孙园园, 张 琦, 张燕婷, 丁宁宇, 左露娇

(江南大学 针织技术教育部工程研究中心, 江苏 无锡 214122)

经编双针床贾卡鞋材是采用贾卡提花技术一体编织成形的三维鞋面材料,其贾卡针受贾卡系统控制可以独立偏移,在幅宽内任意位置形成网孔结构和花型效应,轻薄透气、花型丰富、生产效率高[1]。随着运动健身热潮带来的贾卡鞋材类运动鞋销量的上涨,消费者对贾卡鞋材的透气舒适性、运动支撑缓震性及外观时尚性提出了更高的要求。

在对经编贾卡鞋材工艺的研究中,部分学者集中研究了贾卡鞋材的花型设计方法及三层提花工艺[2-3],对贾卡提花结构较少深入研究;还有学者在“1×4”贾卡偏移信号的基础上研究了鞋材的网孔组织,总结了延展线轨迹和网孔工艺设计[4-5],但未涉及三维网孔结构的研究,且在多样化网孔鞋材的开发上仍有不足。三维贾卡网孔结构由于贾卡技术所具有的定位提花的优势,可以结合脚部的热湿分布情况进行设计,对改善鞋材舒适性能、丰富鞋材外观具有决定性作用,因此,对贾卡鞋材网孔结构进行深入研究与创新是十分必要的。

本文基于双针床三针贾卡技术偏移原理和贾卡延展线结构形态的分析,将双针床贾卡组织分为单针床成圈贾卡组织和双针床连接贾卡组织,在此基础上进而研究贾卡鞋材二维网孔结构和三维网孔结构的变化机制;最后结合原料与工艺设计、贾卡意匠图设计,完成一款具有三维网孔结构的贾卡鞋材的上机编织,以提高贾卡鞋材的透气透湿性能,满足市场对鞋材网孔多样化、立体化及功能化的需求。

1 经编双针床贾卡组织

“1×8”偏移信号的贾卡组织单元共有8个偏移信号,如图1所示。图中a、b、e、f 分别表示贾卡针在前针床的偏移信息,c、d、g、h分别表示贾卡针在后针床的偏移信息[6]。

图1 双针床三针贾卡技术偏移原理

每个信号控制点有偏移(T)和不偏移(H)2种可能,则双针床三针贾卡组织理论上共有256个(即28),其成圈状态主要分为3类:第1类,贾卡梳只在前针床垫纱成圈,通过特定贾卡针于特定编织横列针前或针背偏移形成厚、薄、网孔及浮线效应;第2类,贾卡梳只在后针床垫纱成圈,通过特定贾卡针于特定编织横列针前或针背偏移形成厚、薄、网孔及浮线效应;第3类,贾卡梳在前后针床均垫纱成圈,通过特定贾卡针于特定编织横列与针床,做针前或针背偏移运动形成厚、薄、网孔与芝麻点形成的双面花型效应。

1.1 单针床成圈贾卡组织

单针床成圈贾卡组织对应于第1类和第2类成圈状态所形成的组织,分为前针床成圈贾卡组织与后针床成圈贾卡组织,其提花原理相同,当某针床奇、偶编织横列的针背针前均为相同垫纱数字,即针前横移距离为零时,本横列成圈垫纱失败,延展线顺延到下一个成功垫纱的线圈。以贾卡梳横移基础组织1-0-1-2/1-2-1-0//为例,当后针床的奇数横列与偶数横列无针前横移距离时,贾卡偏移信息c、d、g、h分别为T、H、H、T,垫纱数码为a-b-2-2/e-f-1-1//,后针床无线圈形成,延展线落于前针床形成前针床成圈提花组织。后针床成圈贾卡组织与此原理相同,分别形成厚实效应(THTH HTHT)、稀薄效应(TTTH TTHT)、网孔效应(HTHH THTT )和浮线效应(HTTH THHT)。图2列举了几种常用的单针床成圈贾卡组织的垫纱运动图与线圈结构图以作说明。图2(a)、(b)示出前针床成圈贾卡组织,图2(c)、(d)示出后针床成圈贾卡组织,F表示前针床,B表示后针床。

图2 单针床成圈提花组织垫纱运动与线圈结构图

1.2 双针床连接贾卡组织

双针床连接贾卡组织是指在一个提花单元内,前针床或后针床均至少有一个线圈成功垫纱,延展线处于前针床编织面和后针床编织面之间,并将2个编织面连接形成一个三维立体线圈结构,具有双面花型效应,多应用于双层、三层贾卡鞋材的开发[7]。双针床连接贾卡组织的延展线有2种结构形态:一是延展线位于编织面,连接相邻编织纵行形成厚薄网孔效应;二是延展线位于2个编织面的中间层,起连接和支撑作用,前针床与后针床均有线圈形成,表现为芝麻点效应。由此,根据前/后针床线圈和延展线的结构形态以及结构效应,将双针床连接贾卡组织分为厚薄网孔-芝麻点连接组织和芝麻点-芝麻点连接组织。

1.2.1 厚薄网孔-芝麻点连接组织

在1个提花单元内,当某针床某个编织横列的针前横移距离为零时,延展线随垫纱路径自然落到成圈所在的编织面内,并连接相邻纵行形成整片织物,形成厚薄网孔效应;同时,另一针床只有1个编织横列有线圈形成,在编织面形成1个或2个V形芝麻点,延展线位于中间层,编织面内无延展线连系相邻编织纵行,像这样在1个针床形成厚薄网孔效应,在另一针床形成芝麻点效应的双针床连接组织,称为厚薄网孔-芝麻点连接组织。

图3列举了4种具有代表性的厚薄网孔-芝麻点连接组织,包括贾卡偏移信息、垫纱运动图和线圈结构图。贾卡组织(见图3(a)、(b))的垫纱数码分别为1-0-2-2/2-3-2-1//、2-1-2-2/1-2-2-1//,均在后针床奇数横列处缺垫,延展线落于前针床,分别形成厚实、网孔效应,后针床均形成单个V形芝麻点效应;贾卡组织(见图3(c)、(d))的垫纱数码分别为2-0-1-2/2-2-2-1//、1-0-1-3/2-2-1-0//,均在前针床偶数横列处缺垫,前针床为V形芝麻点效应,后针床为网孔、厚实效应。

图3 厚薄网孔-芝麻点连接组织垫纱运动与线圈结构图

1.2.2 芝麻点-芝麻点连接组织

前后针床均至少1个编织横列垫纱成圈形成芝麻点,延展线处于2个编织面之间的双针床贾卡组织为芝麻点-芝麻点连接组织,如图4所示。列举的4个提花组织的垫纱数码分别为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//,前后针床可以形成单个或多个V型芝麻点经不同排列方式形成的双面芝麻点提花效应,适用于搭配与其它梳栉不同染色性能的原料,以完成贾卡鞋材花纹图案、文字及LOGO的多色编织。

图4 芝麻点-芝麻点连接组织垫纱运动与线圈结构图

2 贾卡鞋材网孔结构变化机制

2.1 二维网孔结构变化

在贾卡鞋材编织过程中,如果相邻编织纵行间无延展线将其连系,便形成网孔结构,网孔的大小、形状和立体结构则可以通过贾卡工艺设计精准控制[7]。二维网孔结构是指圈干及延展线位于同一编织面,依靠延展线横跨编织纵行数及运动轨迹形成不同大小和形状的网孔形态,一般由单把贾卡梳经前针床成圈贾卡组织或后针床成圈贾卡组织形成[8]。贾卡鞋材常用的传统网孔结构一般是以“1×2”贾卡偏移信息形成的经绒、经平与编链组织搭配形成的椭圆形网孔结构,样式单一缺少工艺变化,但可将更多贾卡组织,如重经组织与缺垫组织融入到二维网孔结构的设计中,以实现对网孔的宽度和形状进行改变。图5示出菱形网孔、矩形网孔、六边形网孔、花边网孔、梯形宽网孔及衬线网孔的贾卡意匠图和垫纱效应,均为利用单针床成圈贾卡组织延展线的轨迹变化所形成的多样形态的二维网孔结构。

2.2 三维网孔结构变化

三维网孔结构主要通过贾卡梳或间隔梳的双针床工艺完成,贾卡梳可以1把或多把,经前针床成圈贾卡组织、后针床成圈贾卡组织与厚薄网孔-芝麻点连接组织搭配形成。

2.2.1 单透露底三维网孔结构

三明治贾卡鞋材的一个编织面提有网孔,透过网孔显露出另一编织面的底色或编织工艺的结构为单透露底网孔结构,可由双针床连接贾卡组织连接前后编织面(见图6(a)),也可以配以间隔梳连接前后编织面形成三维结构(见图6(b)),均至少由1把采用经轴积极式送经的贾卡梳完成编织。

以图6(a)所示三维网孔结构为例,贾卡横移机构基础组织为1-0-1-2/1-2-1-0//,当采用厚薄网孔-芝麻点连接组织设计时,则形成一面为网孔、一面为芝麻点、贾卡延展线为中间连接层的三维网孔结构,图7分别示出其贾卡意匠图及贾卡偏移信息。1、4、8号色提花组织为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、薄织物效应,在第3编织纵行与第4编织纵行局部失去延展线连接形成网孔;49、54号色提花组织分别为1-0-2-2/1-2-1-0//、2-1-2-2/2-3-2-1//,前后针床均成圈起连接前后片作用并使网孔结构立体化。

图7 网孔-芝麻点类单透露底三维网孔结构编织原理

直接利用贾卡梳的双针床提花工艺形成网孔的三维结构,适宜应用于轻薄的双层贾卡鞋材,其中间层点对点的贾卡延展线相对较少,且在贾卡纱张力影响下将前后编织面紧紧贴合在一起,厚度更小。利用间隔梳形成的三维网孔结构与之不同,间隔丝通常采用细度小、弹性小、硬度大的涤纶单丝且送经量较大,通过调节双针床的脱圈板距离可以改变间隔层的厚度,相比无间隔梳的三维结构具有更好的缓冲性能,厚度较大,网孔立体性也较强。

2.2.2 双透分离三维网孔结构

前后针床均有网孔形成,但无延展线将其连接所呈现两网孔相分离状态的提花结构称为双透分离三维网孔结构,至少由2把贾卡梳完成编织。令第1贾卡为JB1,第2贾卡为JB2(下文同),JB1与JB2的基础组织分别设计为1-0-1-2/1-2-1-0//、1-1-1-0/1-1-1-2//,均采用经轴积极式送经,前后编织面的网孔设计为相同位置,形成整体通透的三维网孔结构,其第1、2贾卡意匠图相同,如图8(a)所示,贾卡偏移信息与线圈结构图分别如图8(b)、(c)所示。

图8 双透分离三维网孔结构编织原理

采用2把贾卡梳设计的双透分离三维网孔结构不仅具有层次感较强的双面网孔效应,其透气透湿性能较单把贾卡梳形成的三维网孔结构也有改善,在贾卡鞋材的应用范围更广,更适宜于春秋夏季对网孔透气性要求较高的鞋材,经原料穿经设计后产生的花色结构变化可以进一步丰富其网孔结构的多色效应。

2.2.3 双透连接三维网孔结构

双透连接三维网孔结构与双透分离三维网孔结构采用相同的双透孔工艺,此外还具有连接中间层结构。中间层又有2种变化方式:一是采用2把贾卡梳与1把间隔梳的配置方案,利用间隔纱形成厚度相同的间隔层(如图9(a)所示);二是采用3把贾卡梳配置方案,利用贾卡纱形成局部三明治结构间隔层(如图9(b)所示),因此,双透连接三维网孔结构的工艺变化更多,三维结构也更加丰富,由2把或3把贾卡梳均可以完成编织。

图9 2种工艺类型的双透连接三维网孔结构

以图9(b)所示为例,研究采用3把贾卡配合形成的三维网孔结构的提花原理与工艺设计:其前后编织面均采用2.1节的二维衬线网孔结构设计,分别由第1贾卡和第3贾卡提花编织,采取经轴积极式送经方式;中间层区别于普通间隔层,具有层次变化,由第2贾卡提花编织,采用在用纱量较大的双针床变化工艺更具优势的纱架消极式送经方式。其中前针床到后针床的贾卡梳以第1贾卡、第2贾卡、第3贾卡的顺序排列,由于第2贾卡无论相对于第1贾卡还是第3贾卡都处于前梳的位置,所形成的线圈均位于前针床和后针床编织工艺正面的最表面形成芝麻点,具体的覆盖关系为:第2贾卡梳线圈→第1贾卡梳线圈→第1贾卡梳延展线→第2贾卡梳延展线→第3贾卡梳延展线→第3贾卡梳线圈→第2贾卡梳线圈[9]。JB1基础组织:1-0-0-0/1-2-1-1//;JB2基础组织:1-0-1-2/1-2-1-0//;JB3基础组织:1-1-1-0/1-1-1-2//。

图10示出双透连接三维网孔结构编织原理。此提花结构同时具有网孔结构和芝麻点结构,可在2个编织面形成竖条提花效应,局部三明治结构解决了传统同一厚度间隔层的厚重和透气性差的问题,局部镂空更透气且赋予织物凹凸层次感。

图10 双透连接三维网孔结构编织原理

3 三维网孔结构贾卡鞋材开发

3.1 基础工艺设计

贾卡鞋材产品采用RDPJ6/2型贾卡经编机[10]进行编织,设计为具有贾卡纱连接类的双透连接三维网孔结构的3层鞋材,经编CAD设计软件为WKCAD。拆除有6把梳的RDPJ6/2经编机两边最外的2把地梳GB1和GB6,主要通过GB2、JB3、JB4、GB5完成该产品的编织,均采用经轴积极式送经方式,其中贾卡梳为2把分离式的半机号配置。表1示出原料穿经方式与基础工艺参数。GB2与GB5分别在前针床和后针床以编链组织形成底组织,JB3在前针床提花形成具有网孔的前编织面,JB4运用厚薄网孔-芝麻点连接组织在后编织面形成网孔,在前针床形成芝麻点并连接前后编织面,形成双透连接三维网孔结构。

表1 三维网孔结构贾卡鞋材的基础工艺参数

3.2 贾卡工艺设计与成品

鞋材成品花高为33.8 cm,花宽为25.7 cm,纵密为13横列/cm,横密为9.84纵行/cm,贾卡意匠图花高为成品花高×纵密(440横列),花宽为成品花宽×横密(253纵行)。图11(a)和(b)示出第1贾卡和第2贾卡的意匠图工艺设计。采用双透孔的对孔工艺,所应用的贾卡组织包括单针床成圈厚薄组织(1、4、8号色)及双针床薄-芝麻点连接组织(54号色),具体贾卡组织的偏移信息见图11(c)。下机后的贾卡鞋材经染色与定型处理后的实物如图11(d)、(e)所示,对应于前编织面(表层)和后编织面(底层),以及编织成形的双透连接三维网孔结构放大图。

图11 贾卡工艺设计与鞋材成品

4 结 论

本文通过对具备8个偏移信号的双针床三针贾卡技术成圈与延展线形态变化的分析,将双针床贾卡组织分为单针床成圈贾卡组织和双针床连接贾卡组织,并进一步将新三针技术的重经组织与缺垫组织融入到二维和三维网孔结构的设计中,探究了二维网孔与三维网孔结构的变化机制,重点分析了单透露底、双透分离、双透连接三维网孔结构的梳栉配置与贾卡偏移设计,并实现了一款双透连接三维网孔结构贾卡鞋材的开发。

通过研究证实:双针床贾卡织物作为一种三维立体结构柔性材料,使相同厚度的织物产生结构上的不同,多种形态与效应的二维和三维网孔结构的设计,可以极大地丰富贾卡鞋材的各项时尚与功能性应用,满足运动鞋品在不同运动场景下对局部压力的智能调节;可从贾卡织物三维网孔结构的变化创新切入,来推动经编贾卡鞋材时尚与功能性的提升与拓展。