全顯技術組織對三緯組合織物結構混色規律的影響

張愛丹， 周 赳

(浙江理工大學 材料與紡織學院、絲綢學院， 浙江 杭州 310018)

組合全顯織物結構是指由2組或2組以上具有相同組織結構特征，但組織起始點位置不同的影光組織構成的復合結構，并具有組合非遮蓋的交織特點。組合全顯結構通過結合織物紗線的原色混合理論，在單層織物結構條件下，充分滿足了提花織物的色彩仿真設計需求，在降低色彩仿真類提花織物紋制工藝設計難度的同時，為織物效果創新提供了廣闊的設計空間[1-2]。

根據提花機織物組織結構的構成原理，同向紗線之間存在遮蓋、部分遮蓋和非遮蓋3種結構關系，而其中只有非遮蓋關系符合組合全顯提花織物結構的設計需求[3]。為避免產生遮蓋和部分遮蓋2種組織關系，在組合結構中設計了全顯色技術點，可將一般的組合組織轉化為具有非遮蓋結構特性的組合組織[4]。由于全顯色技術點在形式上類似一種織物組織，因此本文中將其命名為全顯技術組織。全顯技術組織在為多組影光組織的組合全顯色創造一種相對穩固的結構關系的同時，對組合結構的顯色規律造成一定影響。

目前，已有文獻驗證了二緯組合全顯織物結構中的全顯技術組織，具有避免因隨機遮蓋造成的織物偏色與防止織物色過渡斷檔的作用[5]；以及在單層黑白仿真提花織物設計中，具有調節織物結構緊密度的效用[6]。而在研究組合全顯結構的織物顯色特征的文獻中[7-8]，全顯技術組織只是作為一種組合全顯結構模式的構成要素，并未成為研究對象。既然全顯技術組織本身就是一種特殊的織物組織，其存在必然對組合組織結構的織物混色規律產生影響，因此，為了解全顯技術組織在組合全顯結構織物顯色方面的作用機制，本文對采用不同全顯技術組織的三緯組合織物結構的織物顯色效果進行比較研究，為三緯組合全顯織物結構中全顯技術組織的優選設計提供參考。

1 三緯組合全顯織物結構設計

三緯組合全顯織物結構由3組具有相同組織結構特征，但組織起始點位置不同的影光組織構成，適用于由1組經和3組緯交織的數碼提花織物設計。三緯組合全顯織物結構的基礎組織一般以緞紋為主，組織點的過渡方向為緯向，組織循環數為10～32枚之間[9]。基礎組織起始點位置以均勻分布為設計原則，同時兼顧經向浮長。以10枚3飛緞紋組織為例，首先將起始點位置為(1，1)的3個基礎組織，沿經向按1∶1∶1的排列比逐緯一一組合，第1個組織保持不動，其他2個向右逐點平移，直至3組基礎組織分布相對均勻，且經向最長浮長最短，結果如圖1所示。

圖1 3組基礎組織起始點設計方法Fig.1 Design method of three basic weaves with different starting weave point. (a) Combination with repetition; (b) Combination with different starting points

利用組織點的正反配置設計三緯組合織物結構的全顯技術組織，在實際設計應用中，三緯組合組織結構產生了多種全顯色技術點的設計方法。因在設計組合全顯組織庫時，全顯色技術點需是緯組織點[10]，所以全顯技術組織不同不僅會直接影響組織庫的組織數量，同時會造成組合組織結構交織次數的輕微波動，從而影響組合組織結構的織物顯色效果。

2 三緯組合全顯織物混色實驗

2.1 實驗設計

根據前期對一緯全顯織物顯色規律的研究發現，16枚緞紋組織具有最平穩的織物顯色效果[11]，因此本文實驗以16枚5飛緞紋為基礎組織，進行三緯組合織物結構設計。

首先，根據組合組織點均勻分布的原則，設計 3種起始點位置分別為(1，1)、(1，13)、(1，9)的基礎組織W1,1、W1,13和W1,9，如圖2所示。

圖2 基礎組織Fig.2 Basic weaves

其次，根據成正反對比配置組織點數量的多少，設計3種全顯技術組織：1)一緯一點，每相鄰兩緯都有1對組織點成正反配置，具體設計方法是取各自基礎組織的經面組織(見圖3)；2)一緯二點，每相鄰兩緯都有2對組織點成正反配置，其設計方法是每一橫行從相鄰的上、下行各取一個經組織點作為全顯技術點(見圖4)；3)一緯四點，在一緯二點基礎上進行加強設計，形成每一橫行有4個全顯技術點(見圖5)。

圖3 一緯一點全顯技術組織Fig.3 Full-color weaves with a weft interlacing point in one weft

全顯技術組織中經組織點部分為設計組織庫時增加組織點的區域，而緯組織點為全顯技術點；每個基礎組織分別對應一個全顯技術組織。

分別采用一緯一點、一緯二點和一緯四點全顯技術組織，建立3組三緯組合全顯組織庫，組織點過渡方向為緯向，每次增加的組織點數(M)為基礎組織的循環數(R)，即M=16。一緯一點、二點和四點

圖4 一緯二點全顯技術組織Fig.4 Full-color weaves with 2 weft interlacing points in one weft

圖5 一緯四點全顯色技術組織Fig.5 Full-color weaves with 4 weft interlacing points in one weft

全顯技術組織庫分別由15、14和12個漸變組織構成，如圖6所示。從一緯一點到一緯四點全顯技術組織的組織庫數量(Z)的計算公式分別為Z=R- 1、Z=R-2和Z=R-4。

上述3種組織庫在實際應用中，可分別產生153、143和123種組合組織。由于組合組織數量龐大，本文僅從中選取3種最典型的組合組織形式，分別為一緯漸變、二緯組合和三緯組合漸變。一緯漸變指同一組織庫內一組基礎組織從緯面組織漸變為經面組織，其他2組基礎組織保持為經面組織，如圖7 所示。二緯組合漸變指2組基礎組織同時從緯面組織過渡為經面組織，一組保持為經面組織；三緯組合漸變指3組基礎組織同時從緯面組織漸變過渡為經面組織。本文實驗的3組組織庫的組合組織數量和組數見表1。

圖6 一緯二點全顯技術組織的組織庫Fig.6 Shaded-weave database with full-color weave having two weft interlacing points in one weft

圖7 基于三緯組合全顯結構的一緯漸變示意圖Fig.7 Combination of three basic weaves with one weft gradual change

全顯技術組織類別組合組織數量/組數G1G2G3一緯顯色(R)15/142/336/3二緯組合顯色(RB)15/142/336/3三緯組合顯色(RBY)15/114/112/1共計45/398/784/7

注：G1、G2、 G3分別表示采用一緯一點、一緯二點和一緯四點全顯技術組織的組合組織庫； R表示紅色， B表示藍色，Y表示黃色。

2.2 織物工藝規格

以上述3種組合組織庫設計織物色卡并織造。織物由1組白經和3組色緯交織而成，經組合為23.3 dtex×2桑蠶絲，緯組合為23.3 dtex×3桑蠶絲；經密為 1 100根/(10 cm)，緯密為 840根/(10 cm)。結合織物色彩的原色混合理論，甲、乙、丙3組緯紗分別為紅色(R)、藍色(B)和黃色(Y)，組合排列比為1∶1∶1。一緯漸變均為紅緯色漸變為經紗色，二緯組合漸變均為紅、藍2色組合漸變為經紗色，三緯組合漸變為紅、藍、黃3色組合漸變為經紗色。

2.3 織物測色

實驗織造織物17組共227塊，與表1所示的組合組織數量及組數一一對應。其中一緯一點全顯技術組織織物3組，分別為一緯漸變、二緯組合漸變、三緯組合漸變各1組，如圖8所示。一緯二點織物7組，分別為一緯漸變、二緯組合漸變各3組和三緯組合漸變1組。一緯四點織物的數量與組數構成情況與一緯二點相同。所有織物均采用美國X-rite愛色麗 Color i7 臺式分光測色儀進行測色和數據采集。數據采集條件：顏色系統為CIEL*a*b*，光源為脈沖氙燈D65，觀測角度為10o，測量孔徑為25 mm。每塊織物測2次，取其平均值。

圖8 一緯一點組織庫的織物顯色效果Fig.8 Fabric color mixing effect of shaded-weave database with a weft interlacing points in one weft.(a) Fabric color gradual change with red weft; (b) Fabric color gradual change with red and blue wefts;(c)Fabric color gradual change with red, blue and yellow wefts

3 結果與討論

3.1 織物明度變化結果與分析

經測色獲得織物的L*、a*、b*值，其中L*為織物色的明度值、a*為紅綠色相值、b*為黃藍色相值。通過比較織物色明度值發現，一緯一點組的織物，在三者中具有最大的明度區間值，其次是一緯二點和一緯四點，結果見表2。結果表明全顯色技術點數量越少，則組織庫內緯面組織與經面組織的織物色的明度差別越大，如用于提花織物設計，則織物圖像的明度對比相對強烈。由于全顯色技術點為緯組織點，所以其數量越多，組織庫內經面組織的經組織點則變少，影響到組織庫對圖像色彩的明度表現。

表2 織物的最高與最低明度值Tab.2 Max and Min L* value of fabric groups

表3 一緯漸變織物明度差Tab.3 L* differences of fabric groups with one weft color gradual change

注：“—”表示沒有對應的組織。

表4 織物明度差均值Tab.4 Averages of L* difference of fabric groups

3.2 織物色差及其方差比較

實驗結果表明，在3組全顯技術組織織物中，采用一緯二點技術組織的相對最為理想，可見全顯技術點的過量增加不利于織物漸變色彩效果的穩定。由于本文實驗對象僅為最小值組織庫，即從緯面組織到經面組織的過渡級別數最低，所以上述表中具體的織物明度差和色差值，將隨著組織庫數量的增加而降低，但3組組織庫的織物顯色規律是不變的。

表5 織物色差及其方差均值Tab.5 Averages of fabric groups' color difference and mean of variance

4 結 論

從組織結構圖上看，全顯技術組織在強化同向紗線之間的非遮蓋關系的同時，對組織影光過渡的連續性造成干擾，從而影響織物色彩的均勻混合和漸變過渡。經實驗證明，全顯色技術點的數量不僅與組織庫中經、緯面組織之間的織物明度差成反比，且與織物色差的離散性成正比，因此全顯色技術點的數量應權衡考慮各方面的因素，進行合理設置。在設計三緯組合全顯組織結構時：基礎組織循環數小于16時，可考慮選擇一緯一點或一緯二點組織；大于或等于16時，可考慮選擇一緯二點，最多不超過一緯四點組織。