獨幅抽針拼花大提花面料的工藝設計

郭嶺嶺，林洪芹，王淑莉，李國強，劉瑩瑩，冒海燕

(1.鹽城工學院，江蘇 鹽城 224001；2.吳忠恒和織造科技有限公司，寧夏 吳忠 751199；3.江蘇悅達家紡有限公司，江蘇 鹽城 224000)

隨著我國致力于從紡織大國到紡織強國的轉(zhuǎn)變進程，提花織造業(yè)扮演著越來越重要的角色，電子提花機及紋織CAD技術的發(fā)展改變了紋織物的設計與生產(chǎn)現(xiàn)狀[1]。電子提花機工藝簡單，生產(chǎn)效率高，但對裝造的要求高，裝造周期長、成本高，織機應用相對固定，故紋織物在花幅、經(jīng)密上受到限制。當企業(yè)基于市場需要開發(fā)一個與現(xiàn)有裝造類型或經(jīng)密不同的織物時，企業(yè)必須重新更換通絲裝造，需要投入一定的時間和經(jīng)濟成本[2-4]。為此，企業(yè)的產(chǎn)品設計人員在構(gòu)思設計新機織提花織物時，要盡可能地利用原有裝造來織制新品種，以達到省時、省力、省材料的目的，提高機織提花織物新產(chǎn)品的上機效率，降低機織提花織物的成本[5]，提高其競爭能力。

本文從產(chǎn)品設計人員面臨的實際問題出發(fā)，結(jié)合市場動態(tài)和企業(yè)現(xiàn)有織機裝造情況，利用CAD軟件完成機織提花織物的創(chuàng)新設計，并將新的意匠處理方法轉(zhuǎn)變?yōu)榭棛C運動的語言，輔助擋車工快速完成生產(chǎn)織造。本文以吳忠恒和織造科技有限公司的翻改品種為研究對象，對其裝造創(chuàng)新設計所獲得的高附加值產(chǎn)品為例進行分析，以期為提花織物生產(chǎn)和創(chuàng)新提供參考。

1 提花裝造類型

吳忠恒和織造科技有限公司的一萬紋針提花裝造如圖1所示，由紋針數(shù)為16 450一吊一和紋針數(shù)為991一吊二2部分構(gòu)成，總紋針數(shù)為18 432針，可織經(jīng)紗數(shù)最高為20 414根，其經(jīng)密是681根/(10 cm)。此裝造專一性強，能織造的花型品種單一，同時，紋針數(shù)16 450能被整除的基礎組織循環(huán)數(shù)太少，組織的鋪設受到限制，致使紋針一吊一和一吊二的花型交界處不能銜接，要經(jīng)特殊設計才可織造帶殘花的餐桌布，生產(chǎn)的面料花幅大、花型美觀大方、附加值高，但市場對該類花型面料的需求量有限，織機長年處于待機狀態(tài)，運轉(zhuǎn)率低，因此，開發(fā)“多用途”織機裝造是當前的首要任務。產(chǎn)品設計人員要解決的主要問題有：如何將織機裝造通過抽針拼接的方式拓展其生產(chǎn)品種；如何通過CAD軟件將設計構(gòu)思與生產(chǎn)織造有機結(jié)合，以達到靈活自由地設計紋樣，并獲得完整連續(xù)的花型面料。

圖1 一萬紋針裝造類型Fig.1 Types of 10 000-pattern needles

產(chǎn)品設計人員熟知提花機的裝造類型、工作原理、紋針數(shù)以及紋針與綜絲之間的對應關系[6]是開展設計工作的前提條件。設計工作涉及因素多、難度大，因此，設計人員一般借助CAD軟件，將創(chuàng)意轉(zhuǎn)化成紋針的運動語言，制作多個紋板，供擋車工對成千上萬的紋針完成抽(穿)經(jīng)紗、分絞、插筘、檢查布面以及織造面料。

2 抽針拼花設計

吳忠恒和織造科技有限公司的裝造類型是“AB+C+AB”型(見圖1)。其中C是一吊一，1個紋針只控制1根經(jīng)紗[7]，因此，可單獨生產(chǎn)獨幅花型的機上最大幅寬是270 cm。而裝造兩端的AB是一吊二，1個紋針控制2根經(jīng)紗，且裝造左端紋針AB與右端紋針AB的紋樣未構(gòu)成中心軸對稱，因此，織造品種受限，A、B紋針只能設計成相同的殘花紋樣或設計專屬的留白，以達到客戶要求的幅寬。此外，B、C、A紋針數(shù)分別是991、16 450、991，很難除盡基礎組織循環(huán)的最小公倍數(shù)，紋針BCA的紋樣之間很難完美銜接。為攻克裝造的固有缺點和實現(xiàn)獨幅花位的設計，產(chǎn)品設計人員對裝造“一吊二”的紋針進行設計構(gòu)思，并作為設計的著手點，想方設法將“一吊二”的紋針紋樣擴大一倍且與“一吊一”的紋針紋樣完美拼接，設計后裝造類型是“A/2B/2+C/2+A/2B/2”，且左端紋針A/2B/2運用的紋針不同于右端A/2B/2運用的紋針。經(jīng)抽針拼花工藝，裝造最大經(jīng)密可達340根/(10 cm)，獨幅花型的機上幅寬可達271～300 cm。

3 產(chǎn)品設計

工藝以產(chǎn)品為依托，具體的產(chǎn)品更有利于對復雜工藝的闡述與理解。本文以設計開發(fā)夏季涼爽宜人的獨幅竹漿纖維毯為例，介紹其創(chuàng)新設計方法。根據(jù)企業(yè)裝造特點，先利用CAD軟件進行花型紋樣、組織結(jié)構(gòu)和經(jīng)向密度的設計。所開發(fā)產(chǎn)品的機上規(guī)格為：經(jīng)緯紗均為線密度為28 tex×2的竹漿纖維，經(jīng)、緯密分別為340、236根/(10 cm)，幅寬294.6 cm，采用獨幅拼花歐式紋樣。

紋織物CAD和CAM(計算機輔助制造)的良好結(jié)合，促進了電腦意匠系統(tǒng)與電子提花機聯(lián)合使用，從而可控制經(jīng)紗的起落[8]，樣卡在CAD和CAM的結(jié)合中，起到中間紐帶橋梁的作用。利用CAD將樣卡進行改造，實現(xiàn)抽針，并設計一系列操作紋板，各紋板指令傳輸給電子提花機，通過控制電子紋針的升降，進而控制經(jīng)紗的起落，完成紋織物織造所需要的運動。

4 生產(chǎn)操作

在織造機織抽針大提花織物時，從經(jīng)紗的穿引、分絞、插筘，到經(jīng)紗的提升運動以及布面織疵的檢查，都要賦予電子提花機特殊指令以輔助擋車工完成操作。引紗操作有2種方法：一種2人配合操作，一根一根地穿過綜眼；一種利用結(jié)經(jīng)機操作慢慢開過綜眼；后者較為省時省力。2種操作均先將成千上萬的綜絲進行分類，穿引經(jīng)紗的綜絲為一類，作抽針處理的綜絲為一類，此類不參與花型織造。為保證結(jié)經(jīng)質(zhì)量，機上經(jīng)紗要進行分絞操作；為提高插筘效率，相鄰筘入數(shù)的經(jīng)紗分成上下2層；為保障布面質(zhì)量，設計簡單組織便于擋車工辨識織造的織疵。從抽針操作到完成整個織造，需賦予電子提花機的指令紋板有：抽掉裝造左端紋針A的偶數(shù)樣卡、抽掉裝造右端紋針B的奇數(shù)樣卡、分絞紋板、插筘紋板、檢查布面紋板以及獨幅花型織造紋板。

4.1 抽針操作

在設計獨幅花型時，抽針的原則是先用1～18 432針的偶數(shù)紋針設計一個紋樣紋板圖，再用1～991針和17 442～18 432針的奇數(shù)紋針設計一個紋樣紋板圖，兩紋樣紋板拼接成一個獨立的紋板圖案。因此，抽針裝造紋針“A/2B/2+C/2+A/2B/2”的具體用針是“奇偶數(shù)針+偶數(shù)針+偶奇數(shù)針”，即原裝造紋針“AB+C+AB”最左端的A(1～991)紋針用奇數(shù)針，抽掉(2,4,6,8,10，…，990針)偶數(shù)紋針，而裝造最右端的B(17 442～18 432針)紋針亦用奇數(shù)針，抽掉(17 442，17 444,17 446，…，18 432針)偶數(shù)紋針，中間B+C+A紋針用偶數(shù)針，抽掉奇數(shù)紋針。抽針思路明確之后，繪制抽針紋板圖，繪制方法是奇偶紋針控制經(jīng)紗分層，用1上1下的平紋組織鋪設，讀取原裝造樣卡，完成抽針紋板的繪制。擋車工操作抽針紋板，織機開口一次，奇偶數(shù)經(jīng)紗分成上下2層，觀察通絲在目板中的位置，辨識AB紋針所控制經(jīng)紗之間的交界處，剪掉中間B+C+A紋針對應的奇數(shù)經(jīng)紗，再開口一次，剪掉最左端A紋針和最右端B紋針對應的偶數(shù)經(jīng)紗。這樣，保留的經(jīng)紗結(jié)經(jīng)竹漿紗，并慢慢開過織口待后續(xù)操作。

4.2 設計抽針樣卡

抽針操作之后，由于1/2的經(jīng)紗在織口處被剪斷并向后抽出綜絲眼，不參與織造，因此，織機裝造的原樣卡(D-18432.yk)(如圖2所示)與實際生產(chǎn)不匹配，需重新繪制樣卡，方法有3種，均能實現(xiàn)抽針拼花工藝，本文僅介紹其中1種。抽針樣卡的繪制根據(jù)抽針操作反推設計，已知抽掉1～18432針(B+C+A)的奇數(shù)紋針對應的經(jīng)紗，且保留兩端A、B奇數(shù)紋針對應的經(jīng)紗，即僅抽掉紋針C的偶數(shù)針，因此，原“A+C+B” 樣卡應設計為“A+C/2+B”樣卡，AB紋針是全部參與織造的，抽針后的紋針AB不再是一吊二，而是改造成一吊一，僅控制1根經(jīng)紗。而且紋針A、B的奇偶數(shù)針是分別、分段地控制經(jīng)紗的起落，所以，對樣卡進行拆分，分為奇偶2個樣卡，奇數(shù)抽針樣卡(D-18432-J)如圖3所示，偶數(shù)抽針樣卡(D-18432-O)與奇數(shù)抽針樣卡相反，奇偶數(shù)抽針樣卡后續(xù)待用。

圖2 原樣卡D-18432.ykFig.2 Original card D-18432.yk

圖3 奇數(shù)針抽針樣卡Fig.3 Odd-numbered needle drawing sample card

4.3 分絞紋板

結(jié)經(jīng)是一種省時省力的操作。為將竹漿紗的經(jīng)軸結(jié)經(jīng)至了機織軸的保留經(jīng)紗上，首先對了機經(jīng)紗進行分絞，以防紗與紗之間扭絞，降低生產(chǎn)效率。一般分絞組織是1上1下平紋，而對抽針拼花花型而言，如果采用此組織，在奇偶數(shù)紋針切換處(ABC紋針交界處)會存在并針或空針的現(xiàn)象，所以需將相鄰的奇偶兩紋針視為一個整體，相鄰的奇偶2根經(jīng)紗僅有1根經(jīng)紗是保留經(jīng)紗，而另1根經(jīng)紗已抽掉。為此，采用1上1下平紋的變化組織2上2下緯重平組織，對奇偶數(shù)紋針而言，要保證織機每次開口總有1根經(jīng)紗被提升，同時此根紗與相鄰的經(jīng)紗形成上下分層。繪制分絞紋板的方法：鋪2上2下緯重平組織，讀取原樣卡，繪制的分絞紋板如圖4所示。

圖4 分絞紋板Fig.4 Split twist pattern card

4.4 插筘紋板

插筘是經(jīng)紗通過鋼筘的重要操作，為提高插筘的速度及質(zhì)量，插筘紋板是必不可少的。在理解了分絞紋版的基礎上，再繪制插筘紋板顯得簡單易行。若所織造織物的筘入數(shù)是3入(4入)，將相鄰奇偶數(shù)紋針視為一個整體，因此需鋪6上6下緯重平(8上8下緯重平)組織，讀取原樣卡，繪制的插筘紋板如圖5所示。

圖5 插筘紋板Fig.5 Reed pattern card

4.5 查布面紋板

上機生產(chǎn)大提花面料時，花型的織疵往往被千變?nèi)f化的花型紋樣或切浮長[9]等原因所遮蓋，導致?lián)踯嚬るy以及時發(fā)現(xiàn)。為此，在兩聯(lián)匹或三聯(lián)匹落布時，擋車工需更換檢查布面紋板并生產(chǎn)織造2～3 cm的簡單組織(如三原組織)織物，以便于檢查布面是否存在筘路、沉經(jīng)等織疵。

在完全理解抽針樣卡、分絞紋板和插筘紋板的繪制原理基礎上，可任意繪制一種檢查布面紋板，若采用平紋檢查布面，直接鋪2上2下緯重平組織，然后讀取原樣卡生成紋板，此紋板簡單易操作。若采用斜紋或緞紋，則鋪組織(2上1下右斜紋、5枚3飛經(jīng)面緞)后，分別讀取奇偶數(shù)抽針樣卡，然后將生成的2個紋板合并拼接成1個上機檢查布面紋板。

4.6 上機紋板

4.6.1 意匠設計

根據(jù)設計意圖，創(chuàng)作開發(fā)合適的紋樣圖案，并借助CAD軟件對其進行等比例縮放[10-11]，否則織造的花型會變形?？椩斓募y樣如圖6所示。寬與高之比為270.27∶350.28?？s放時，獨幅抽針花型其經(jīng)密是原裝造經(jīng)密，花寬縮放至294.6 cm，隨之花型高放大至381.8 cm，根據(jù)緯密236根/(10 cm)，計算一個花型循環(huán)所需緯紗根數(shù)，并考慮緯紗數(shù)能否被鋪設組織循環(huán)的最小公倍數(shù)整除，然后修正緯紗根數(shù)。

圖6 獨幅紋樣Fig.6 Single pattern

4.6.2 組織表配置

獨幅花型有16個層次色塊，每個色塊鋪設合適的組織，鋪設原則是組織之間的層次分明、過渡平滑、立體感強，圖7為紋針組織表及其對應的組織圖。

圖7 紋針組織表及組織圖Fig.7 Needle organization table and draft pattern.(a)Needle organization;(b)Draft pattern

4.6.3 讀樣卡拼紋板

在完成意匠圖的縮放、組織的鋪設之后，分別讀取奇數(shù)抽針樣卡和偶數(shù)抽針樣卡，并將正常生成的2個紋板，通過遮點、換色、移點、切除等合并拼接成1個上機紋板，其紋板圖片段如圖8所示。

圖8 上機紋板片段Fig.8 Fragment of pattern card for weaving

從圖8所示紋板可觀察到，原本規(guī)整漂亮的花型在紋板圖中顯得雜亂無章，呈現(xiàn)重疊的外觀。這是因為紋針A、B的奇偶數(shù)針獨立控制紋樣的不同區(qū)域，在樣卡中，紋樣的不同區(qū)域根據(jù)AB的數(shù)字順序進行復位重排的結(jié)果。抽針拼花工藝形成的上機紋板不便于產(chǎn)品設計人員從紋板圖上檢查錯誤，所以一旦上機生產(chǎn)需立即機上檢查紋樣。

5 結(jié)束語

通過研究大提花的抽針工藝、拼花工藝，生產(chǎn)企業(yè)的裝造類型和固有缺陷，借助CAD設計軟件對現(xiàn)有裝造和樣卡進行改造，設計奇偶抽針樣卡、分絞紋板、插筘紋板、檢查紋板和上機紋板，以輔助擋車工完成連續(xù)獨幅拼花紋樣的織造，設計織造的獨幅面料幅寬可達300 cm。此設計工藝是CAD與CAM的結(jié)合，可在較短的時間內(nèi)翻改出新的品種或其他傳統(tǒng)產(chǎn)品，實現(xiàn)織機的靈活運用。吳忠恒和織造科技有限公司和江蘇悅達家紡有限公司的一吊四裝造均利用抽針拼花工藝織造氣勢磅礴的獨幅花型、大花位竹纖維毯子，大麻三件套等大花位花型面料，產(chǎn)品附加值高，可提高生產(chǎn)企業(yè)該類產(chǎn)品的市場競爭力。