基于縮率差異的緯向曲線織物優化設計

郁 蘭， 王慧玲

(1. 鹽城工業職業技術學院 紡織服裝學院， 江蘇 鹽城 224005；2. 江蘇省生態紡織工程技術研究開發中心， 江蘇 鹽城 224005)

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基于縮率差異的緯向曲線織物優化設計

郁 蘭1，2， 王慧玲1

(1. 鹽城工業職業技術學院 紡織服裝學院， 江蘇 鹽城 224005；2. 江蘇省生態紡織工程技術研究開發中心， 江蘇 鹽城 224005)

為解決常規曲線織物需要特殊鋼筘和打緯機構的難題，從不同組織、色塊的配合、色紗的排列等方面研究了緯向曲線織物的曲線效應形成的機制，并通過試織小樣，運用正交試驗對緯向曲線織物的基本參數與工藝因素的關系進行了系統的分析和優化設計。試驗證明組織和緯密對彎曲率具有重要影響。 試驗確定優化工藝為A1B1C3，即組織為平紋，筘號為157.5 筘/10 cm、緯密為295 根/10 cm時，可獲得最大的彎曲率，其曲線效果最好，實現了新穎獨特的自然緯向曲線效果，可用于各類棉型、絲型、毛型織物設計。

縮率； 緯向曲線織物； 正交試驗； 曲線效應； 彎曲率

曲線織物改變了織物原有的經直緯平的視覺效果，使得色格面料更富有變化，特色更加鮮明。一般織物的曲線效果表現為經向，是通過特殊的鋼筘和打緯機構而得到[1-2]。而本文研究開發的緯向曲線織物則是通過不同組織的配合、優化后合理的規格參數和不同色紗的排列來實現新穎獨特的自然緯向曲線效果，無需特殊的打緯裝置。由于該曲線織物是自然織造的方式，所形成的曲線效果比較穩定，其形狀和色彩更加富于變化[3]。它的運用豐富了面料的花色種類，不僅可拓展面料的藝術表現力，更可展現色格織物的視覺沖擊力，一定程度上滿足了人們對織物多樣化的需求，可用于各類棉型、絲型、毛型織物設計。

1 常規曲線織物形成原理

曲線織物又稱曲線布，通常曲線方向表現為經向，它的織造原理是利用鋼筘筘齒的特殊排列及織機打緯機構的上下移動，使織物表面呈現一定的波紋效果[4]。在織造過程中，經過正斜齒段檔式疏密組合鋼筘的經紗受不同斜度筘齒的約束，形成不同路徑偏離中心的斜線運動，打緯時由于經紗受到開口和筘斜齒約束的張力，及其自身具有的彈性與塑性變形和經緯紗線之間的摩擦力、伸長度等諸多因素的作用，經紗與緯紗交叉屈曲并形成織物區，又經過多次反復打緯后，逐步由斜線送入的經紗漸變成曲線[5]。常規曲線面料如圖1所示。

圖1 常規曲線織物實物圖Fig.1 Normal curve fabric photo. (a) Photo 1 (b) Photo 2

2 曲線效果的設計

本文以一塊典型的基于縮率差異[6]的緯向曲線織物為例對其設計進行分析。

2.1 基礎色塊的曲線效應

基礎色塊為普通方格布局，對角分別為甲、乙兩大區域，空白處為甲區域，灰色為乙區域，如圖2(a)所示。分別在對角設計為單層和雙層組織，不同方格經緯向都會出現擴張或收縮效果[7]，如圖2(b)所示，但是由于經向縮率差異較大，因此緯向的曲線效果應該更為明顯。為進一步突出橫向曲線效果,可同時在單層甲區域局部運用平紋組織并利用色紗進行配色模紋的設計，達到增強橫向彎曲的視覺效果。

圖2 基礎色塊的曲線效應設計Fig.2 Curve effect design of fundamental area.(a) Pattern before weaving; (b) Curve effect after weaving

2.2 色條的曲線效應

僅有普通色塊的效果，其曲線效應還遠遠不夠，必須有色彩分明的色條形成在織物表面，故設計縱橫向分別4個色條，如圖3所示。由于縮率差異，織成后色條會明顯地彎曲浮在織物表面，形成強烈的曲線效應[8]。

圖3 色條設計Fig.3 Stripe design

由于單層組織和雙層組織不同，即便同一緯向色紗也會在2個區域出現明顯的色差，所以結合緯紗配色，使橫向條紋在2個區域無色差，必須將色條組織設計成同樣顏色經緯紗在表面交織的局部雙層即可達到無色差的效果，如圖3中的縱橫向色條中的丙、丁區域，采用表里交換的雙層組織，色彩效果都為藍紅混色。這樣還避免了因變化過多而導致的用綜數不夠。

為突出跳躍效果，還可將經緯向交織處設計成對比強烈的顏色效果，采用白經白緯在表面的雙層組織。見圖3的戊區域。

3 產品設計

3.1 色紗配置

經紗采用純棉股線，線密度為13.2 tex×2，緯紗采用竹纖維紗，線密度為21 tex，2根一筘，色彩可采用對比強烈的顏色，如紅藍白3色。紅白藍白以1∶1相間排列，既能實現表里交換，同時也能達到局部橫向配色模紋的效果[9]，如圖4、5所示。經緯紗循環為(1紅1白)×8(1藍1白)×2(1紅1白)×8(1藍1白)×2(1紅1白)×8。

圖4 橫向配色模紋設計Fig.4 Horizontal color effect design

3.2 組織圖設計

該組織圖較大，可分區域表示，為防止組織圖過于復雜用綜片數增加而導致上機困難，乙區域采用以平紋為基礎的雙層組織[10]；灰色乙區域以及丙、丁、戊區域組織分別如圖5。

監督是一項要求極高的系統工程，影響監督效力的因素本身也是綜合且復雜的。盡管目前我國的紀檢監察派駐制度成效顯著，然而其不足之處也十分明顯。筆者認為可以通過以下途徑進行改革與探索，以期盡快解決影響我國紀檢監察派駐功能發揮的問題。

圖5 組織設計Fig.5 Weave design. (a) Region B; (b) Region C; (c) Region D; (d) Region E

該織物用綜片數為12片綜，穿綜方法為:{(1,2,3,4)×4, (5,6,7,8)}×2, (1,2,3,4)×4, {(9,10,11,12)×4, (5,6,7,8)}×2,(9,10,11,12)×4。

3.3 不同彎曲效果的試織方案設計

曲線織物的彎曲程度用單位長度上彎曲的波高作為彎曲度指標，可用曲線中波峰和波谷之間的垂直距離(即波高)與相鄰波峰或波谷之間的水平距離(即波長)之比表示。它的大小可較直觀地反映出曲線織物在視覺上的彎曲程度。

為達到理想的曲線效果，對試織方案進行設計。據正交試驗設計原理，采用擬水平法，通過分析確定影響彎曲程度的主要因素：空白區域組織、筘號、緯密等自變量，選取影響曲線效果各因素中有意義的水平做正交試驗，確定三因素三水平正交試驗法,采用L9(34)正交表，對結果進行極差和方差分析，以確定最佳的工藝條件，結果為表1、2所示。

表1 L9(34)試驗因素與水平

表2 試驗方案設計和結果

4 試驗結果分析

4.1 直觀分析(極差分析)

為獲得最佳的工藝條件，對上述試驗結果進行直觀分析，如表3所示。

表3 正交試驗直觀分析

分別計算表2中A、B、C 3個因素3個不同水平彎曲率數據的和與平均值，由各水平平均值的最大值與最小值之差得出各因素的極差值。由表3的極差分析結果看出，對于彎曲率來說，A>C>B，3個因素對彎曲率的影響大小依次為組織(A)>緯密(C)>筘號(B)，3因素中，組織這個因素的水平改變對試驗結果影響最大，是最主要的因素，主次因素依次為ACB。在試驗設計范圍內，A因素K1值、B因素K1值、C因素K3值最高，因此優化得到彎曲率的最佳條件為A1B1C3，即組織為平紋，筘號為157.5筘 /10 cm、緯密為295 根/10 cm，可獲得最大的彎曲率。

極差分析反映了各因素影響試驗指標的主次關系，但不能區分各個因素對彎曲率影響的程度。要想指明這些因素中哪個是影響試驗指標的關鍵因素，各個因素的作用是否顯著，采用方差分析法，結果如表4所示。

表4 方差分析表

注：為使試驗結果會更可靠，保證試驗的結果不是由誤差引起的， 設立空白樣。

由于FA>F0.01(2,2)=99.0,由此可見，大概有99%的把握判斷因素A的水平改變對實驗結果有很顯著影響，FB>F0.05(2,2)=19.0，大概有95%的把握判斷因素B的水平改變對試驗結果有顯著影響，FC

由表4的方差分析、F值檢驗結果看出：組織的改變對彎曲率有很顯著影響，依據K值可知，選取組織因素A1，即平紋為最好；緯密對彎曲率有顯著影響，依據K值可知，取C3為好，即295 根/10 cm；筘號對彎曲率無顯著影響，在最佳試驗條件中取B1水平為好，即157.5 筘/10 cm。

綜合正交試驗直觀分析和方差分析結果，優化工藝確定為A1B1C3，即組織為平紋，筘號為157.5 筘/10 cm、緯密為295 根/10 cm可獲得最大的彎曲率，其曲線效果最好。方案中沒有該水平組合，用A1B1C3水平組合試織2塊試樣，彎曲率分別為8.3%和8.4%，均符合要求，驗證了分析結果。不同試織方案的部分實物圖片如圖6所示。

圖6 緯向曲線織物試織實物圖片Fig 6 Weft-curve fabric photo. (a) Design plan A3B2C1(b) Design plan A2B3C1; (c) Design plan A1B3C3

5 結 語

1)從不同組織、色塊的配合、色紗的排列等方面研究了緯向曲線織物的曲線效應形成的機制，通過試織小樣，運用正交試驗對緯向曲線織物的基本參數與工藝因素的關系進行了系統的分析和優化設計。在緯向曲線織物的制作過程中，組織、筘號和緯密對波高、波長以及彎曲度、整體視覺效果具有重要影響。 試驗證明，組織的改變對彎曲率有很顯著影響，緯密對彎曲率有顯著影響，筘號對彎曲率無顯著影響。綜合正交試驗的直觀分析和方差分析結果，確定優化工藝：組織為平紋，筘號為157.5 筘/10 cm、緯密為295 根/10 cm，可獲得最大的彎曲率，其曲線效果最好，實現了新穎獨特的自然緯向曲線效果。

2)在緯向曲線織物織造過程中，乙區域的組織選擇(譬如3層組織)、經紗張力大小、經緯紗線密度、經緯向循環數色塊縱橫向紗線根數也對彎曲度有著影響，由于緯向縮率較小，理論分析中的經向彎曲并不明顯，緯向采用緯彈紗線應有助于經向彎曲效應的形成等等，這些還需作進一步的研究。

本文研究開發的緯向曲線織物還可通過改變織物組織、增加色紗的變化、擴大組織循環、織物技術參數等方法進一步開發自然緯向曲線面料，滿足人們對織物多樣化的需求。

FZXB

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2016年《山東紡織科技》征訂啟事

《山東紡織科技》是山東省紡織工業綜合性科技期刊(國內統一刊號 CN37-1127/TS,國際標準刊號ISSN1009-3028,郵發代號24-132)大16開本、雙月刊、公開發行。主要刊登紡織、印染及相關專業的紡織新產品、新技術、新工藝、新設備的研究報告、學術論文、生產實踐及管理經驗等文章，并介紹國外紡織科技信息。本刊已被《中國學術期刊(光盤版)》和《中國萬方數字化期刊群》數據庫收入，是《CAJ-CD規范》執行優秀期刊。

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Optimum design of weft-curve fabric based on difference of shrinkage

YU Lan1，2， WANG Huiling1

(1.YanchengInstituteofIndustryTechnology,Yancheng,Jiangsu224005,China2.JiangsuR&DCenteroftheEcologicalTextileEngineering&Technology,Yancheng,Jiangsu224005,China)

In order to solve the problem that weaving normal curve fabric needs special mechanical equipment, the curve effect forming mechanism of weft-curve fabric was studied from the aspects of different weaves, color area matching and the arrangement of color yarn. The relationship of fundamental parameters and process factors was analyzed and optimally designed by orthogonal test and weaving of fabrics. It has been proved that weave and weft density have great influence on the curving rate. The optimum process is A1B1C3, i.e. under conditions of plain weave, reed number of 157.5/10 cm and weft density of 295/10 cm, the maximum curving rate is obtained, and the curve effect is optimized, thereby realizing unique natural weft effect. The result can be used in the design of various cotton, silk and wool fabrics.

shrinkage; weft-curve fabric; orthogonal test; curve effect; curving rate

10.13475/j.fzxb.20140804005

2014-08-19

2015-03-17

郁蘭(1971—)，女，副教授，碩士。主要研究方向為紡織新材料、新工藝研究以及紡織品設計與開發。E-mail: ycfyfqxyl@126.com。

TS 105.3

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