全成形針織毛衫編織工藝與裝備技術(shù)研究進(jìn)展

蔣高明， 鄭培曉

(江南大學(xué) 教育部針織技術(shù)工程研究中心，江蘇 無錫 214122)

毛衫是成形編織中一類典型的針織服裝，其在傳統(tǒng)服裝生產(chǎn)模式中需要由紗線經(jīng)過設(shè)計(jì)、織造、染整、裁剪、縫制和整理制成。隨著生活水平的提高，人們對服裝的要求不再局限于保暖蔽體，更表現(xiàn)出對時(shí)尚細(xì)膩花型圖案的追求，因此針織機(jī)械也逐漸從低機(jī)號向18針、21針等高機(jī)號細(xì)針距發(fā)展，但是這會在毛衫生產(chǎn)過程中造成套口困難、人工成本提高、生產(chǎn)效率降低。全成形毛衫是通過橫機(jī)一體成形編織出3D圓筒形產(chǎn)品，將傳統(tǒng)剛性生產(chǎn)模式的資源進(jìn)行整合變革成柔性生產(chǎn)線，省去了生產(chǎn)鏈上費(fèi)時(shí)、費(fèi)工、費(fèi)力的裁剪，以及套口縫合等后道加工，即可形成集舒適、貼體、時(shí)尚、變化于一體的針織毛衫。因?yàn)槿尚蚊罒o內(nèi)里縫邊，且不會因?yàn)榭p合線對針織品的彈性造成束縛，故能帶給消費(fèi)者更多的穿著舒適感[1-2]。在現(xiàn)代工業(yè)的大時(shí)代背景下，新型全成形毛衫生產(chǎn)模式即將進(jìn)入低成本、大規(guī)模個性化定制新時(shí)代，能夠解決傳統(tǒng)模式中大規(guī)模生產(chǎn)與個性化定制相背離的矛盾，可直接一線成衣，制造商直接面向消費(fèi)者，契合C2M的新制造模式中生產(chǎn)自動化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、定制化和節(jié)能化的特點(diǎn)[3]。

近年來，國內(nèi)外對雙針床電腦橫機(jī)編織全成形毛衫的研究進(jìn)展迅速，但與四針床電腦橫機(jī)相比，在進(jìn)行全成形毛衫編織時(shí)雙針床電腦橫機(jī)有其自身難以彌補(bǔ)的局限，如對復(fù)雜版型或結(jié)構(gòu)的服裝全成形織造時(shí)，編織困難、效率低下等。然而，可行性較好的四針床電腦橫機(jī)的研究在國內(nèi)還沒有起步，空白期長。文中基于四針床電腦橫機(jī)，分析了全成形針織毛衫羅紋起口、平針圓筒、平針收針、開口成形的編織工藝，對全成形毛衫的生產(chǎn)裝備技術(shù)研究進(jìn)展進(jìn)行了深入探討；根據(jù)工藝設(shè)計(jì)要點(diǎn)對全成形毛衫經(jīng)典款式設(shè)計(jì)時(shí)的結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行了分析，最后闡述了新型全成形生產(chǎn)模式的優(yōu)勢與特點(diǎn)。

1 全成形針織毛衫編織工藝的突破

全成形毛衫可以抽象理解為帶有開口的筒狀結(jié)構(gòu)，其成形編織以圓筒編織和開口編織為基礎(chǔ)。圓筒編織用于形成身筒、袖筒、褲筒等，通過開口編織可在筒狀織物上形成V領(lǐng)形狀以及開衫形狀。在全成形毛衫編織中，有橫向編織和縱向編織。在四針床電腦橫機(jī)上全成形針織毛衫主要通過線圈轉(zhuǎn)移、針床橫移、局部編織等實(shí)現(xiàn)圓筒狀織物在編織寬度方向上的尺寸變化，通過控制編織行數(shù)實(shí)現(xiàn)成形毛衫的縱向尺寸[4]。目前，日本島精公司的The Whole Garment和德國斯托爾公司的Knit&Wear的全成形編織工藝處于國際領(lǐng)先地位，均采用多系統(tǒng)，通過快速回轉(zhuǎn)機(jī)頭和利用附加針床、完成只移圈不編織或同時(shí)編織移圈[5]。四針床電腦橫機(jī)的機(jī)頭三角示意如圖1所示。

圖1 機(jī)頭三角示意 Fig.1 Diagram of cam system in carriage

圖1包含3個三角系統(tǒng)，中間的三角系統(tǒng)S2是編織系統(tǒng)，機(jī)頭先作用的系統(tǒng)為S1翻針系統(tǒng)，后作用的為S3翻針系統(tǒng)。機(jī)頭在編織過程中可根據(jù)三角系統(tǒng)的變化在一個動程里完成多種編織動作，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)機(jī)頭單系統(tǒng)只能完成一個動作的缺陷，有利于提高全成形針織毛衫的編織效率。

1.1 起口羅紋編織工藝

全成形針織毛衫中雙面組織是依靠前后配置、上下對位的2個針床實(shí)現(xiàn)正面線圈和反面線圈的排列。以起口羅紋1×1羅紋為例，由前下與后上針床或前上與后下針床協(xié)同完成前片和后片的羅紋編織，其中對位的上針床用于放置從下針床上翻形成的反面線圈，1×1起口羅紋的編織工藝如圖2所示。

圖2 1×1起口羅紋編織工藝Fig.2 Knitting process of 1×1 rib starting

由圖2(a)可以看出，機(jī)頭行進(jìn)方向?yàn)閺淖蟮接?→)，當(dāng)翻針系統(tǒng)S1先到達(dá)編織區(qū)域時(shí)，將后下針床上的線圈以1隔1的方式翻到前上針床，形成1個正面線圈和1個反面線圈的循環(huán)羅紋排列;當(dāng)編織系統(tǒng)S2到達(dá)編織區(qū)域時(shí)，紗嘴在翻針形成1×1羅紋的基礎(chǔ)上鉤取紗線編織1行。由于前后片分開編織，為了避免在分別編織前后片羅紋時(shí)線圈相互交叉，需要在編織前片羅紋前把后片的所有線圈移回后下針床。因此，當(dāng)翻針系統(tǒng)S3到達(dá)編織區(qū)域時(shí)，將前上針床上的單列線圈翻回后下針床。機(jī)頭從左到右的1個動程結(jié)束，即完成了1行后片羅紋編織(包含了3個工藝編織行)。圖2(b)中機(jī)頭經(jīng)過從右到左(←)的動程，完成了一行前片羅紋編織，編織方法與后片相同。

1.2 大身及袖片平針編織工藝

全成形毛衫羅紋起底完成后，對大身和袖身進(jìn)行圓筒平針編織，圓筒平針編織工藝如圖3所示。

圖3 圓筒平針編織工藝Fig.3 Knitting process of tubular plain stitch

平針編織時(shí)只需在機(jī)頭的1個行進(jìn)方向動程內(nèi)編織前片或后片的1行即可(見圖3(a))。機(jī)頭從左到右運(yùn)行時(shí)，在后下針床編織后片1行；機(jī)頭從右向左運(yùn)行時(shí)，在前下針床編織前片一行，如此反復(fù)形成圓筒平針線圈。為了使生產(chǎn)的毛衫更貼合人體，往往需要根據(jù)人體特殊部位的尺寸在機(jī)上對衣片進(jìn)行收放針處理。在四針床上收放針時(shí)，前下針床和后上針床進(jìn)行前片的收放針，后下針床和前上針床結(jié)合進(jìn)行后片的收放針[6]，具體可以通過后上針床和后下針床左右橫移和局部編織來實(shí)現(xiàn)[7]，收針編織工藝如圖4所示。

先將前下針床右側(cè)的3個線圈翻至后上針床，后針床左移1個針距，再將后上針床的線圈翻回至前下針床，則會在一個織針上形成雙線圈，前片收針完成；然后將后下針床右側(cè)的3個線圈翻至前上針床，后針床右移1個針距回到初始位置，再將前上針床的線圈翻回至后下針床，后片收針完成。四針床只有1個編織系統(tǒng)，所以在收針時(shí)編織處于停止?fàn)顟B(tài)，收針動作結(jié)束后，再恢復(fù)編織動作[8]。

1.3 開口成形編織工藝

四針床電腦橫機(jī)上通常采用C形編織方法在圓筒上形成開口[9]，也可以根據(jù)不同款式對領(lǐng)型的特殊要求配合收放針完成領(lǐng)子開口。由于紗嘴帶紗的編織軌跡與順時(shí)針轉(zhuǎn)過90°的“C”字類似，所以開口編織也稱為C形編織。圖5為C形編織工藝。其中：圖5(a)為機(jī)頭從左向右運(yùn)行時(shí)帶著紗嘴在后片編織 1行平針線圈；圖5(b)、圖5(c)為機(jī)頭帶著紗嘴在整個動程的右邊前片V領(lǐng)編織區(qū)域進(jìn)行一次往復(fù)編織，形成2行平針線圈；圖5(d)為機(jī)頭從右向左運(yùn)行編織第2行后片平針線圈；圖5(e)、圖5(f)為機(jī)頭帶著紗嘴在整個動程的左邊前片V領(lǐng)編織區(qū)域進(jìn)行一次往復(fù)編織，形成2行平針線圈。6個工藝編織行為1個循環(huán)，可形成2個C形橫列。

圖5 C形編織工藝Fig.5 Knitting process of C shape

2 全成形針織毛衫生產(chǎn)裝備的進(jìn)展

全成形針織毛衫可用雙針床電腦橫機(jī)或四針床電腦橫機(jī)生產(chǎn)，而采用雙針床電腦橫機(jī)進(jìn)行全成形編織時(shí)，在花型結(jié)構(gòu)、工藝設(shè)計(jì)、款式造型以及設(shè)備等方面受到很大的限制，難以有很大的發(fā)展空間。與雙針床電腦橫機(jī)不同，四針床電腦橫機(jī)借由其增加的兩個針床，能夠高速有效地實(shí)現(xiàn)線圈之間的轉(zhuǎn)移、串套以及針床之間的橫向移動，為全成形毛衫的可行性編織提供真實(shí)有效的解決方案。但是，由于國內(nèi)外企業(yè)或科研機(jī)構(gòu)對全成形研究投入較少，國內(nèi)研究空白期長，且四針床電腦橫機(jī)相較于普通橫機(jī)機(jī)構(gòu)配置及全成形工藝更加復(fù)雜，因此電腦橫機(jī)全成形技術(shù)主要由德國斯托爾(Stoll)和日本島精(Shima Seiki)兩家橫機(jī)生產(chǎn)廠商壟斷[10]，尤其是日本Shima Seiki公司在四針床電腦橫機(jī)全成形技術(shù)方面的研究成果顯著。

日本Shima Seiki公司之所以能搶占橫編全成形市場的半壁江山，是因?yàn)樵摴鹃L期致力于全成形電腦橫機(jī)以及CAD設(shè)計(jì)軟件的研發(fā)。早在1995年，Shima Seiki公司打破橫編市場空白，開發(fā)出世界首臺全成形電腦橫機(jī)SWG[11]；隨后在1997年開發(fā)了世界首臺裝備了自主研發(fā)的SlideNeedle全成形針的電腦橫機(jī)，這種全成形針由織針和針芯兩部分組成，能有效降低織針動程，提高機(jī)器編織效率和穩(wěn)定性，從而達(dá)到高產(chǎn)的目的；而后至2012年，Shima Seiki公司不斷開拓創(chuàng)新，開發(fā)出可大幅度提升生產(chǎn)效率的MACH2X系列全成形機(jī)型、能編織精細(xì)和粗獷型織物的多針距機(jī)型以及充分體現(xiàn)全成形服裝細(xì)膩結(jié)構(gòu)風(fēng)格的高機(jī)號(21針)全成形電腦橫機(jī)。經(jīng)過逐步完善，世界首臺帶可動式沉降片的四針床全成形橫機(jī)MACH2XS在2015年面世。

德國Stoll公司早在1996年便推出“織可穿”(Knit&Wear)機(jī)器，之后逐步推出CMS系列織可穿機(jī)型。該公司研發(fā)的全成形電腦橫機(jī)帶有兩個輔助針床，這兩個輔助針床僅用于暫時(shí)輔助翻針移圈，無法進(jìn)行正常編織，因此編織效率較低。

相較于國外的兩家橫編巨頭公司，中國對全成形研究甚少，值得一提的是慈星斯坦格(Steiger)公司在2016年10月份世界紡織機(jī)械展(ITMA)首次展出Taurus 2.170 XP全成形電腦橫機(jī)，其使用的織針是由針身和針芯組合而成的新型復(fù)合針(Compound Needle)，該機(jī)器本質(zhì)上還是屬于雙針床電腦橫機(jī)，且機(jī)器花型數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)及編織成形原理還未成熟，無法大批量生產(chǎn)和推廣應(yīng)用。

目前國內(nèi)急需投入大量的資金，培養(yǎng)和引進(jìn)高技術(shù)科研人才對全成形工藝原理、機(jī)械制造技術(shù)、控制系統(tǒng)技術(shù)、CAD技術(shù)進(jìn)行深入研究，制定出切實(shí)可行的研究方案，開發(fā)出高速、高效、高端的全成形電腦橫機(jī)。下面以日本Shima Seiki公司開發(fā)的機(jī)器為例，詳細(xì)探討四針床電腦橫機(jī)的針床配置、織針編織方式和送紗裝置的工作原理。

2.1 針床

四針床電腦橫機(jī)上配置了4個編織針床，以及一個紗環(huán)壓腳針板(loop presser，LP)，具體如圖6所示[12]。以人所站立操作機(jī)器的位置作為機(jī)器前端，可以將針床分為前針床和后針床，前后針床均由上下兩個針床組成，每個針床都可進(jìn)行編織和翻針。在四針床電腦橫機(jī)上，編織針床的翻針有6種可能，在編織不同的全成形服裝時(shí)使用不同的指定成對針床參與工作：前下&后下、前下&后上、前上&后下。全成形編織中，利用前下和后上針床形成毛衫的前片，利用后下和前上針床形成毛衫的后片，前后片的編織是分開進(jìn)行的。上針床可形成對應(yīng)衣片的反面線圈或輔助成圈，后上針床和后下針床可根據(jù)需要進(jìn)行左右橫移，提高形成復(fù)雜花型結(jié)構(gòu)的可行性。在MACH2XS機(jī)型中，有一個特殊的機(jī)件是紗環(huán)壓腳針板LP，可以在喂紗時(shí)將紗嘴上的紗線壓低，使織針更易于鉤取紗線，避免漏針等問題。

圖6 四針床結(jié)構(gòu)Fig.6 Structure of four-needle bed

2.2 織針

與以往長期使用的舌針完全不同，四針床電腦橫機(jī)上首次使用全成形針，具體如圖7所示。圖7中全成形針由針身和針芯兩部分組成，以2片靈活性很強(qiáng)的滑桿代替原針舌，滑桿可以上升到比針鉤更高的位置，從而能靈活地處理復(fù)雜的翻針，實(shí)現(xiàn)了前所未有的編織技術(shù)。由于翻針在滑桿上進(jìn)行，所以不需要原織針上的擴(kuò)圈片或翻針夾片，且能夠讓織針位于針槽的中央，因此避免由擴(kuò)圈片錯位0.25針位所帶來的線圈歪斜等問題，使編織出的線圈左右對稱，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量。此外，全成形針在進(jìn)行成圈、集圈、移圈編織時(shí)，針身與針芯之間的協(xié)同作用能夠有效縮短織針動程[13]，以更短的時(shí)間完成編織，從而提高制造效率、提高產(chǎn)量。

圖7 全成形針Fig.7 Slide needle

2.3 送紗裝置

四針床電腦橫機(jī)上的送紗裝置由數(shù)控紗環(huán)控制系統(tǒng)DSCS、智能型數(shù)控紗環(huán)系統(tǒng)、能動張力控制裝置i-DSCS+DTC送紗裝置組成。DSCS可以通過測定不同時(shí)刻紗線使用量，從而實(shí)時(shí)調(diào)整送紗量，形成大小均勻的紗環(huán)并為紗線提供均勻穩(wěn)定的張力；i-DSCS+DTC可以根據(jù)需要以電子自動控制進(jìn)行正向或反向送紗，適合羊絨等脆弱易斷的難編織紗線的送紗，保證整件產(chǎn)品的線圈大小均勻[14]。DSCS屬于被動式送紗系統(tǒng)，而i-DSCS+DTC則是根據(jù)紗線張力變化的多少進(jìn)行主動式送紗，高速運(yùn)行時(shí)可對紗線張力精準(zhǔn)控制，能有效減少織疵。

3 全成形針織毛衫結(jié)構(gòu)變化的創(chuàng)新

3.1 全成形毛衫設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1)四針床的針床配置使得空氣層組織為其優(yōu)勢組織，可用于一次性編織四層織物；提花組織需要隔針才能編織，工藝復(fù)雜且效果不佳；嵌花沒有專門的嵌花紗嘴，不是傳統(tǒng)意義上的嵌花。

2)全成形毛衫圖案的花色效應(yīng)不如普通雙針床毛衫豐富，圖案最大的特點(diǎn)表現(xiàn)為極好的連續(xù)性[15]；然而其編織工藝復(fù)雜，在肩部接肩位置、大身前后片連接處、袖子前后片連接處的圖案難以保持連續(xù)。

3)全成形毛衫圖案設(shè)計(jì)題材就其形態(tài)可分為自然形態(tài)和人工幾何形態(tài)，以人工幾何形態(tài)中幾何圖案為主的抽象圖案操作性更強(qiáng)、運(yùn)用最為廣泛[16]。

4)全成形毛衫圖案的運(yùn)用以四方連續(xù)為主[17]，接版方式包括平接和跳接；色彩設(shè)計(jì)除了考慮色彩本身的搭配與使用，還需考慮圖案色彩實(shí)現(xiàn)的工藝可行性。

5)影響全成形毛衫圖案設(shè)計(jì)的主要因素包括紋樣、色彩、紗線還有工藝設(shè)定中的紗環(huán)長度、二段度目、編織速度、拉力設(shè)定等，除此之外，全成形毛衫廓形的變化、收放針方式的選擇、后整理等都會對全成形毛衫的圖案設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。

3.2 全成形毛衫關(guān)鍵部位的工藝設(shè)計(jì)

全成形編織工藝主要是在編織筒狀織物的基礎(chǔ)上，結(jié)合機(jī)頭的運(yùn)轉(zhuǎn)方向、導(dǎo)紗器的位置、合理的收放針等工藝來實(shí)現(xiàn)的[18]。因此，在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)時(shí)，尤其注意下擺、大身、袖身連接、肩部以及領(lǐng)部等關(guān)鍵部位的編織，具體如圖8所示。身筒和袖身剛開始是在機(jī)器上分開編織的，后期需要在不下機(jī)的情況下直接將其合并，在縫合過程中要特別注意導(dǎo)紗器的位置，將不編織的導(dǎo)紗器帶出編織區(qū)域，以免出現(xiàn)撞針、漏針等問題。肩部收針針數(shù)多，但收針轉(zhuǎn)數(shù)少，為了形成貼合人體的肩部同時(shí)不在各橫列之間產(chǎn)生孔眼，一般采用持圈收針結(jié)合特殊線圈做集圈的方法。領(lǐng)條前片部分隨前片開領(lǐng)編織同時(shí)進(jìn)行，領(lǐng)條后片部分在肩縫合之后單獨(dú)編織，最后再縫合。

圖8 全成形毛衫關(guān)鍵編織部位Fig.8 Key knitting parts of whole garment

3.3 全成形針織毛衫的經(jīng)典款式

全成形毛衫以其線條流暢、穿著舒適貼體、無縫高彈等顯著優(yōu)勢，受到廣大消費(fèi)者的青睞，市場占有率不斷上升。全成形毛衫有背心、V領(lǐng)短袖平肩套頭衫、高領(lǐng)長袖平肩套頭衫、長袖開衫、直筒褲等5種經(jīng)典款式，具體如圖9所示[19]。這5種經(jīng)典款式服裝都是基于三維筒狀結(jié)構(gòu)編織，實(shí)現(xiàn)多個圓筒編織、合并、開口、收邊等結(jié)構(gòu)變化。在此基礎(chǔ)上可以設(shè)計(jì)開發(fā)出帶有嵌花、絞花、挑孔花型等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的全成形時(shí)裝毛衫，產(chǎn)品附加值提高。

圖9 全成形針織毛衫經(jīng)典款式Fig.9 Classic styles of whole knitted garment

3.3.1背心 背心是全成形毛衫款式中相對較簡單的一款(見圖9(a))，它沒有袖筒，只有一個身筒，屬于單筒形結(jié)構(gòu)，袖窿處前后不相連，袖窿一圈可以根據(jù)需要編織羅紋組織。開始正常編織時(shí)，在前下針床和后下針床上開始一個圓筒起底，起底后編織圓筒羅紋A和圓筒平針B；編織掛肩時(shí)，為了得到袖窿D處的開口，需要利用兩把紗嘴分別進(jìn)行前后片C處的編織，使前后片之間無連接；當(dāng)編織到V領(lǐng)的前領(lǐng)深h處時(shí)，需要對前片進(jìn)行開領(lǐng)，這時(shí)還需引入一把紗嘴進(jìn)行分領(lǐng)編織，E處為C形平針編織。若有后領(lǐng)深，也需要進(jìn)行分領(lǐng)編織。

3.3.2V領(lǐng)平肩短袖衫 圖9(b)中V領(lǐng)短袖平肩套頭衫是在背心的基礎(chǔ)上加了兩側(cè)的袖身，因此在編織時(shí)需要編織袖筒與身筒，屬于三筒形結(jié)構(gòu)。其編織時(shí)的結(jié)構(gòu)變化與背心的編織結(jié)構(gòu)變化過程相似，但由于短袖衫的袖筒長度遠(yuǎn)小于身筒長度(h2

3.3.3高領(lǐng)長袖平肩套頭衫 圖9(c)中高領(lǐng)長袖平肩套頭衫也屬于三筒形結(jié)構(gòu)，與V領(lǐng)平肩短袖衫款式的區(qū)別在于袖子的長度和領(lǐng)子的差異，高領(lǐng)并不像V領(lǐng)一樣采用C形編織，而是通過收針減小領(lǐng)子處的尺寸，再經(jīng)過圓筒編織形成。在機(jī)上編織時(shí)，首先使用廢紗起底，接著進(jìn)行身筒羅紋下擺A1、袖筒羅紋下擺A2、身筒B1、袖身B2的編織；當(dāng)身筒和袖筒編織到腋窩點(diǎn)時(shí)，需要利用翻針和針床橫移將袖筒與身筒合并成為一個圓筒繼續(xù)編織；通過身筒C1處和袖山C2處的收放針和連接，可形成袖窿線①；袖筒與身筒合并后，由于款式為平肩，收針轉(zhuǎn)數(shù)少，但是需要收的針數(shù)多，因此還需在肩部進(jìn)行局部編織形成肩斜②；根據(jù)版型尺寸編織成平肩后，再繼續(xù)進(jìn)行圓筒編織形成高領(lǐng)，領(lǐng)部編織一定高度后，通過平收結(jié)束整件全成形毛衫的編織。

3.3.4長袖開衫 圖9(d)中長袖開衫與各種套頭衫最大的區(qū)別在于它的大身編織并不是一個完整的圓筒，屬于C形結(jié)構(gòu)。在上機(jī)織造時(shí)，先對A2處下擺起底后進(jìn)行圓筒羅紋編織，而大身A1處下擺需要直接C形起底并進(jìn)行羅紋編織；下擺編織結(jié)束后，兩側(cè)的袖筒B2為圓筒平針編織，大身B1則為平針C形編織；當(dāng)袖筒和身筒在腋窩點(diǎn)合并之后，袖筒部分編織結(jié)束，只需利用一把紗嘴進(jìn)行大身的C形編織，最后通過開門襟兩側(cè)收針形成開衫領(lǐng)。開衫的門襟可機(jī)上一體成形，例如在門襟處編織正反針組織，或者將其做成袋狀組織，但只能做成隔針的袋子。

3.3.5直筒褲 圖9(e)中褲子的編織結(jié)構(gòu)變化與所有上裝經(jīng)典款式相比，其最大的特點(diǎn)是褲襠以下為兩個圓筒編織，屬于雙筒形結(jié)構(gòu)，褲襠以上只有一個圓筒，且不需要開領(lǐng)。上機(jī)編織時(shí)，對褲腿下擺A處起底后進(jìn)行羅紋編織，之后編織兩個褲腿圓筒B；當(dāng)兩個圓筒編織到褲襠處時(shí)，再將兩圓筒進(jìn)行合并，合并后由雙筒形結(jié)構(gòu)變成單筒形結(jié)構(gòu)，進(jìn)行單個圓筒C編織；編織一定高度至腰帶部位時(shí)，可直接根據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行編織，若后續(xù)需要給褲子安裝松緊帶，可在機(jī)上編織隔針的袋狀腰帶D。

4 全成形針織毛衫生產(chǎn)模式的變革

在新興的全成形毛衫出現(xiàn)之前，普通成形針織毛衫常規(guī)生產(chǎn)模式是由紗線編織成布匹或衣片，經(jīng)過裁剪制成分開的前片、后片和袖片，再通過人工套口縫合制成。這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式有其與生俱來的局限性，例如在縫合時(shí)由于套口不善等問題會造成領(lǐng)口、肩部、腋下、身片等部位錯位、影響穿著舒適性和貼體性；由于紡織行業(yè)迅速發(fā)展，紡織機(jī)械不斷革新，高機(jī)號的針織機(jī)器所編織的細(xì)膩毛衫織物的市場更大，導(dǎo)致普通橫機(jī)織造的衣片線圈小、在套口時(shí)需要更大的勞動力，成本更高；袖片在上機(jī)織造時(shí)往往需要留下針跡以便下機(jī)后能夠正確地與大身縫合，但是隨著機(jī)號提高、織物下機(jī)收縮，針跡很難尋找，一旦找錯容易導(dǎo)致套口錯位，影響合體性、費(fèi)時(shí)費(fèi)力。與普通成形毛衫相比，全成形針織毛衫革新了傳統(tǒng)服裝的生產(chǎn)模式，使上機(jī)紗線一線成衣，在機(jī)上就可以實(shí)現(xiàn)袖片與身片的連接，省去了裁剪、縫合等后道加工工序，既解決了毛衫行業(yè)套口難的問題、提高生產(chǎn)效率，也使服裝整體線條流暢、舒適性好，迎合市場消費(fèi)趨勢，增加消費(fèi)者的購買力。

全成形針織毛衫這種新型生產(chǎn)模式的優(yōu)勢與特點(diǎn)包括以下7個方面。

4.1 減少生產(chǎn)流程

傳統(tǒng)針織毛衫生產(chǎn)模式與新型全成形毛衫生產(chǎn)模式比較如圖10所示。通過對比可以發(fā)現(xiàn)，全成形針織毛衫下機(jī)后無需再經(jīng)過裁剪、套口、縫合、染色等工序，大大縮短了工藝流程，將用工用時(shí)減少了53%，降低了因裁剪、縫合、染色等工序操作或配方不當(dāng)對針織毛衫結(jié)構(gòu)性能的影響，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

圖10 傳統(tǒng)針織毛衫與新型全成形毛衫生產(chǎn)模式比較Fig.10 Comparison of traditional production mode of knitwear and new production mode of whole garment

4.2 縮短生產(chǎn)周期

通過減化生產(chǎn)流程，可以大大縮短從訂單下達(dá)、款式和工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)織造到產(chǎn)品出售的周期。傳統(tǒng)生產(chǎn)模式中的縫合工序如圖11所示[20]。以活性染料染全棉針織衫為例，傳統(tǒng)模式中成衣染色的染整工序如圖12所示。

圖12 傳統(tǒng)染整工序Fig.12 Traditional process of dyeing and finishing

圖11 傳統(tǒng)縫合工序
Fig.11 Traditional process of stitching

一名熟練工每縫合一件普通毛衫工時(shí)一般為20 min，成衣染色階段所需要時(shí)間為45～60 min。而全成形針織毛衫直接采用色紗一線成衣，無需縫合和染色，生產(chǎn)周期縮短了50%。傳統(tǒng)生產(chǎn)模式的生產(chǎn)周期需要一個月，而新的生產(chǎn)模式只需15 d左右。新型生產(chǎn)模式不僅滿足了當(dāng)今快時(shí)尚的消費(fèi)理念和趨勢，而且推動了紡織行業(yè)快速發(fā)展。

4.3 減少原料損耗

傳統(tǒng)的服裝生產(chǎn)模式包括從布匹到服裝或者從衣片到服裝過程。若是以布匹下機(jī)，則需要根據(jù)服裝樣板對織物進(jìn)行裁剪，會造成原料損耗；若是以成形衣片下機(jī)，為了在人工套口時(shí)留有足夠扯開的距離，在進(jìn)行各種部位工藝設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮一定縫耗，這也會在一定程度上消耗原料。而全成形針織毛衫的生產(chǎn)模式既不需要裁剪也不需要縫合，可以最大限度地減少原料損耗，紗線一線成衣的損耗比布匹成衣的損耗降低了近30%，比衣片成形的損耗降低了2%。

4.4 改善產(chǎn)品性能

傳統(tǒng)的服裝生產(chǎn)模式包括裁剪、人工套口縫合、染色等流程，在打板裁剪的過程中可能因疏忽造成裁剪偏移，導(dǎo)致成衣版型欠佳；在人工套口縫合的過程中，由于線圈過小，可能會出現(xiàn)套口錯位、搭針、漏眼等現(xiàn)象，成衣穿著時(shí)則產(chǎn)生隆起或偏移，影響關(guān)鍵部位與人體的貼合度；而在染色的過程中，影響染色效果的因素(紗線原料、染料、染色溫度、染色時(shí)間、浴比大小、水質(zhì)、染色助劑等)太多，若某些化學(xué)試劑添加不當(dāng)，或者烘干、熱定型過程操作不合理，染色不勻，會對織物的物理性能(如強(qiáng)力下降、織物變硬、手感變差、出現(xiàn)色差等)造成影響，從而失去服裝本身的風(fēng)格特點(diǎn)、影響成衣的整體光澤度。

而全成形針織毛衫不存在裁剪、縫合、染色等工藝環(huán)節(jié)，其前身和后身沒有多余的縫合部分，線條流暢；腋下省略了縫合套口部分，提高了舒適性和貼體性；肩部通過三維立體編織可以使肩部線條更符合人體工學(xué)設(shè)計(jì)，穿著自然、舒適；領(lǐng)口鎖邊一體成形。全成形針織服裝具有普通成形服裝無法媲美的優(yōu)勢，因此備受消費(fèi)者青睞。

4.5 符合綠色生產(chǎn)

紡織“十三五”規(guī)劃以“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念為指導(dǎo)思想，提出了基于全成形等的工藝方法，并進(jìn)行智能制造+功能紡織品的產(chǎn)品開發(fā)[21]。一方面，全成形針織毛衫在省去裁剪、縫合工序的同時(shí)也將裁剪縫合過程中的原料損耗降到了最低，削減了因焚燒下腳料帶來的能源損失及空氣污染；另一方面，染色整理過程中需要用到大量水，而染料和整理劑并非完全上染或處理到織物上，剩余部分即產(chǎn)生染液廢水，而大部分的染料為偶氮結(jié)構(gòu)染料，還有氨類物質(zhì)，一些整理劑也含有氨、氮、硫等物質(zhì)，對水質(zhì)乃至環(huán)境造成污染，但全成形毛衫直接大量采用色紗進(jìn)行上機(jī)織造，無需染色整理，幾乎沒有污水排放，符合“十三五”規(guī)劃中的綠色與創(chuàng)新理念，可對社會的資源節(jié)約和環(huán)保起到極大的推動作用。

4.6 類似3D打印

3D打印技術(shù)是一種快速成型技術(shù)，通過數(shù)字技術(shù)材料打印機(jī)將粉末狀金屬或塑料等可粘合材料直接制成產(chǎn)品[22]。全成形編織技術(shù)同樣是一種快速成形技術(shù)，經(jīng)由四針床電腦橫機(jī)將一維紗線原料直接編織成三維服裝。它們都屬于技術(shù)定制，但是全成形編織技術(shù)所制得產(chǎn)品的外觀花色和服用性能皆優(yōu)于3D打印。3D打印技術(shù)因?yàn)樽陨淼木窒扌裕瑹o法應(yīng)用于大量生產(chǎn)，更適合一些小規(guī)模制造，且通過逐層打印制成的產(chǎn)品強(qiáng)度不高、容易損壞；而經(jīng)由全成形編織技術(shù)制成的服裝不僅可以量產(chǎn)，而且可以通過改變紗線原料制得高性能的全成形針織毛衫。

4.7 滿足高端定制

隨著中國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、居民消費(fèi)水平的不斷提高，對毛衫和運(yùn)動鞋等針織產(chǎn)品的需求也越來越趨向于多元化、時(shí)尚化、定制化、品質(zhì)化，因此，終端產(chǎn)品將逐漸呈現(xiàn)定制化、小批量、多批次等特點(diǎn)[23]。與現(xiàn)今社會批量生產(chǎn)的服裝具有S/M/L/XL或均碼等尺寸分類不同，新型全成形生產(chǎn)模式在“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”的背景下，可直接由制造商面向消費(fèi)者，可以根據(jù)用戶選擇的款式、材質(zhì)、顏色和人體尺寸實(shí)現(xiàn)快速定制，制得的服裝符合高端定制的需求[24]，既合體舒適、彰顯品質(zhì)，又能最大限度地滿足消費(fèi)者對個性化的核心需求。

5 結(jié)語

文中通過與傳統(tǒng)服裝生產(chǎn)模式對比，探討了新型全成形生產(chǎn)模式的編織工藝和裝備技術(shù)研究進(jìn)展，進(jìn)一步對全成形毛衫經(jīng)典款式的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行了分析，總結(jié)得出全成形生產(chǎn)模式將傳統(tǒng)剛性生產(chǎn)模式變革成柔性的生產(chǎn)線，為新時(shí)代針織服裝生產(chǎn)制造提供全新方案，打破了傳統(tǒng)模式在設(shè)計(jì)、織造、流通方面的局限性。隨著商業(yè)模式從B2C向C2M轉(zhuǎn)型升級，適應(yīng)C2M核心理念全成形毛衫生產(chǎn)模式順應(yīng)而生，它不僅可以實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者對個性化的追求，還能有效緩解傳統(tǒng)模式下商家盲目生產(chǎn)造成的資源浪費(fèi)。目前，國內(nèi)對全成形編織技術(shù)研究甚少，該技術(shù)比較復(fù)雜，使用的織造機(jī)器四針床電腦橫機(jī)的上機(jī)難點(diǎn)多，國內(nèi)還沒有專門用于全成形的CAD制版軟件，且相關(guān)學(xué)者和研發(fā)技術(shù)人員稀缺，導(dǎo)致全成形編織技術(shù)研究進(jìn)程滯緩。因此，國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)、高校和企業(yè)需要加大研究投入，加強(qiáng)人才培養(yǎng)。由于全球在全成形技術(shù)研究領(lǐng)域領(lǐng)跑的日本Shima Seiki公司具有與其研發(fā)的四針床電腦橫機(jī)相配套的CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)(SDS-ONE APEX系統(tǒng))，該套系統(tǒng)的毛衫工藝設(shè)計(jì)難度高，因此急需培養(yǎng)出高尖端技術(shù)人才去使用并精通該系統(tǒng)。此外，國內(nèi)研發(fā)機(jī)構(gòu)應(yīng)該提高自主創(chuàng)新研發(fā)能力，研發(fā)出帶有中國知識產(chǎn)權(quán)的全成形橫機(jī)和配套的CAD設(shè)計(jì)系統(tǒng)，企業(yè)要重視對全成形針織毛衫設(shè)計(jì)研發(fā)人員的培訓(xùn)，進(jìn)而推動全成形針織產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。