組合全顯色提花織物的紋理設計原理與方法

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)

組合全顯色提花織物具有色彩仿真度高，呈色穩定的技術優勢[1-3]，但織物表面紋路規則平整，變化不足。賦予機織物豐富肌理質感的設計方法很多，如利用織物組織產生不同織縮對比、不同收縮性能或形狀紗線的組合運用，亦或是采用各種后整理技術等[4-6]。然而，為不影響組合全顯色組織結構對圖像色彩的仿真表現，本文在組合全顯色織物結構基礎上結合紋理組織設計，使其獲得多層次的觸覺肌理效果。本文將具有促使經緯紗線滑移形成凹凸、顆?；蚩紫兜炔煌诔Ｒ幗M織紋路的織物組織，稱為紋理組織，可形成肌理效果的紋理組織有蜂巢、透孔、凸條、網目及浮松組織等[7]。由于紋理組織交織規律獨特，一般無法與組合全顯色結構直接結合應用，需進行調整或一定程度的優化設計[8-9]。

在對傳統紋理組織進行再設計時，目前已有文獻[10-11]采取先放大其組織循環數，使之接近組合全顯色組織結構的基礎組織循環數值，之后再對長浮長區域填充間絲點的設計方法，以滿足二者之間的交織平衡。當前研究多處于對單個紋理組織的優化設計，雖有自由靈活的設計優勢，卻也表現出較大程度的隨意性，未能充分發揮組合全顯色結構與紋理組織相結合的綜合創新設計價值，因此，本文從規范化的角度探討紋理組織的系統設計方法，為組合全顯色提花織物提供具有系列性的紋理組織，以求進一步拓展二者的組合設計空間。

1 設計原理

紋理組織利用交織點上下沉浮變化次數的差異形成凹凸、疏密的織物肌理效果，但出于對織物整體結構交織平衡的考慮，紋理組織通常采用較小的組織循環數。而為使組合全顯色提花織物具有理想的色彩仿真效果，在設計過程中通常選擇組織循環數大，且交織平衡的基礎組織進行影光組織庫設計。再經多個組織庫的組合設計，使單位組合全顯色結構組織循環中有一個方向的循環數進一步擴大至原基礎組織的2～3倍。由于組織庫是基于一個規則基本組織的加強設計而產生，庫內所有組織之間的經緯兩向交織變化次數規律性強，為紋理組織的變化設計提供了較好的設計基礎，因此，在不考慮縮小組合全顯色結構的組織循環數的前提下，本文采取擴展紋理組織的循環數，并在擴展設計過程中解決二者在交織點變化次數方面的匹配性問題。

本文借鑒影光組織庫的設計思路[12]，將其運用于紋理組織的變化設計。以一個紋理組織為基本組織，進行組織點的加強設計，使其在保持與基本紋理組織經緯交織次數不變的情況下，達到增加組織循環數的目的。組織點的加強設計使變化紋理組織有了經向、緯向和經緯雙向3種不同的組織循環數增加方向，如圖1所示。

圖1 3種組織循環數遞增設計方向Fig.1 Three design directions of increasing repeat number.(a) Basic weave; (b) Weft direction; (c) Warp direction;(d) Double direction

紋理組織的變化設計除了方向上的不同選擇之外，還有組織循環數的不同遞增倍率。以蜂巢組織為基本組織(經向組織循環數Rj與緯向組織循環數Rw均為6), 如圖1(a)所示。進行緯向遞增設計，產生經向組織循環數不變，而緯向組織循環數成倍遞增的3個變化紋理組織，即Rj均為 6，而Rw從 6遞增為12、18和24，如圖2所示。同理，經向和經緯雙向組織循環數的遞增設計，前者緯向組織循環數保持不變，經向成倍遞增，如圖3所示；后者經緯兩向的組織循環數同時成倍遞增，如圖4所示。

圖2 緯向遞增設計(Rj=6)Fig.2 Three texture weaves with increasing repeat number in weft direction(Rj=6)

圖3 經向遞增設計(Rw=6)Fig.3 Three texture weaves with increasing repeat number in warp direction(Rw=6)

圖4 經緯雙向遞增設計Fig.4 Texture weaves with increasing repeat number in two directions

從上述設計可知，當變化紋理組織的緯向組織循環數按倍率遞增時，經向交織變化次數不變，而緯向交織變化次數成倍遞減；當經向組織循環數按倍率遞增時，緯向交織變化次數不變，而經向交織變化次數成倍遞減；經緯雙向組織循環數按倍率遞增時，兩向的交織變化次數同時成倍遞減。組織循環數與交織變化次數之間成反比例關系。

2 紋理效果實驗

2.1 紋理組織設計

為驗證上述設計方法的實際應用效果，進行織物樣品設計與織造。選用蜂巢與透孔2類紋理組織為基礎組織，設計系列變化紋理組織。其中蜂巢組織3種，其經向與緯向組織循環數相同，且分別為6、12、16(分別用F1、F2、F3表示)，如圖5(a)～(c)所示；透孔組織2種，其組織循環數分別為Rj=6，Rw=8和Rj=Rw=16(分別用T1、T2表示)，如圖5(d)～(e)所示。

圖5 5種基本紋理組織Fig.5 Five basic texture weaves

圖6 基于蜂巢組織的織物樣品Fig.6 Fabric samples of honeycomb weaves

以上述5個組織為基礎組織，設計緯向組織循環數遞增的織物組織5組，共計17個，具體如表1所示。此外，以透孔組織(見圖5(e))為基礎組織設計了2個經緯雙向遞增的變化透孔組織，其組織循環數分別為Rw=Rj=32和Rw=48，Rj=32。

表1 緯向組織循環數遞增設計Tab.1 Incremental design of weave repeat number in weft direction

注：“—”表示未發現。

2.2 織物規格

本文采用3組色緯和1組白經交織設計織物樣品。其他具體工藝參數：經紗為桑蠶絲，線密度為23.3 dtex × 2，緯紗為棉紗，線密度為73.8 dtex × 2，經密為1 100根/(10 cm)，緯密為630根/(10 cm)。3組緯紗顏色依次為黑色、藍色和橙色，排列比為1∶1∶1，3組色緯均常規織造。

2.3 織物效果分析與討論

圖6示出19塊織物樣品，其中以蜂巢為基礎組織的織物樣品10塊，分為3組，分別見圖6(a)～(c)、圖6(d)～(g)和圖6(h)～(j)；以透孔為基本組織的織物樣品9塊，分為2組，見圖7(a)～(d)和圖7(e)～(i)。

從織物樣品肌理效果的顯著程度來看，當經緯兩向的組織循環數均小于12時，織物肌理效果不明顯，如圖6(a)和圖7(a)所示，且手感硬；當經緯兩向中有一個方向的組織循環數大于或等于16時，織物肌理效果趨于顯著，手感適中；而當一個方向的組織循環數達到36或48時，織物肌理效果十分凸顯，如圖6(g)、(j)和圖7(g)、(i)所示，且織物手感趨于柔軟。

實驗結果表明，紋理組織的循環數與其織物肌理效果的顯著程度成正比，但因組織循環數與經緯交織變化次數之間成反比關系，即隨著組織循環數的遞增，織物交織結構變得更加松散，因此，設計過程中應協調好組織循環數與經緯交織次數之間的比值關系。此外，值得注意的是透孔組織織物，主要表現為紋理感趨于顯著，而空隙效應并沒有明顯提升。這是由于織物樣品經緯密度高，紗線能夠位移的空間極為限，致使透孔效應無法有效形成。

通過組織循環數的遞增擴展，可滿足組合全顯色提花織物對不同組織循環數、經緯交織次數紋理組織設計要求的同時，增添對肌理效果不同顯著程度的選擇，且這種遞增變化是基于同一種肌理效果。

圖7 基于透孔組織的織物樣品Fig.7 Fabric samples of mock leno weaves

3 應用設計

3.1 設計流程

根據提花織物的整體設計構思設計一幅紋樣，再將其分離為2個紋樣圖層，分別用于組合全顯色織物結構和紋理組織結構。

組合全顯色部分的設計可分為3步：先將紋樣進行分色，產生2幅以上分色圖，并逐一對分色圖進行色階歸并，使色階數與所準備好的組織庫數量相等；再將組織庫中的組織與分色圖中的色階一一替換，獲得單層組織圖；然后合并多幅單層組織圖，形成一幅組合全顯色織物組織圖。紋理組織結構部分的設計相對較簡單，根據需要設計系列變化紋理組織，再鋪入紋樣層的色塊中，產生一幅紋理組織圖。

最后，將組合全顯色組織圖和紋理組織進行合并，形成一幅完整的織物結構圖用于織物織造，具體主要設計流程如圖8所示。

圖8 設計流程示意圖Fig.8 Design flow diagram

3.2 設計實例

為彰顯組合全顯色組織結構特有的高仿真表現力，在圖案設計方面，可選擇攝影、寫實性繪畫和設計作品；而為充分表現紋理組織的肌理效果，需設計具有大小不等的塊面性裝飾圖案紋樣，不宜表現細線條和點。要想發揮組合全顯色組織結構和紋理組織的設計優勢，以及二者相得益彰的織物效果，紋樣設計環節也是非常重要的。

設計實例的組合全顯色組織結構部分，采用24枚7飛緞紋為基本組織設計組織庫，組織庫的組織點過渡方向為緯向，每次加強組織點數N=R/2，其中R為組織循環數，R=24，組織庫數量為39級。提花織物的其他工藝參數、織造設備等，都與紋理效果實驗部分相同。

為配合組合全顯色組織結構的緯向過渡方向，以及考慮到提花織物經密大于緯密的工藝設計，紋理組織采用緯向遞增設計。變化紋理組織分為2個系列，其中3種透孔紋理組織如圖9所示。其經向組織循環數Rj均為10，緯向組織循環數Rw分別為12、24和48，均由Rj=10，Rw=6的透孔組織變化而來。原始透孔組織因循環數小，且交織變化次數相對于組合全顯色組織結構過大，設計中不采用。

圖9 3種透孔紋理組織Fig.9 Three mock leno weaves with different increasing repeat numbers in weft direction

提花織物實物的組合全顯色部分包含3種設計效果，分別為黑白漸變色和變化細膩的視覺肌理圖案，以及藍色和橙色2色相互過渡的暈色效果；紋理組織部分包含5種效果：基于蜂巢組織的變化紋理效果2種和基于透孔組織的紋理效果3種，織物效果如圖10所示。

圖10 提花織物效果Fig.10 Jacquard fabric effect. (a) Final fabric in part; (b) Fabric effect in detail

4 結束語

為使2種結構性質不同的織物組織可自由組合應用，處理好二者之間的交織平衡是關鍵，主要體現在組織循環數和經緯兩向交織變化次數這2項參數的設置上。在組合全顯色組織結構各設計參數不變的情況下，提出了組織循環數遞增擴展的設計方法，并結合方向性和倍率遞增的設計概念，較為全面地探討了紋理組織的衍生設計。通過對小循環紋理組織的多方向和多倍率擴展設計，實現了紋理組織與全顯色組織庫在組織循環數、組織點過渡方向和組織點遞增數率等設計因素上的全方位匹配，進一步拓展了組合全顯色數碼提花織物的創新設計空間。

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