基于折紙技法的針織褶裥設計與開發

陳雅卓,張 冉,蔣惠敏,沙 莎,*

(1.武漢紡織大學服裝學院,湖北 武漢 430073;2.武漢紡織大學設計創新與纖維科學研究院,湖北 武漢 430073)

折紙,英文名為“origami”,是根據日語中“折”與“紙”的發音衍生出來的,即在二維平面紙面上運用翻、轉、折、疊、拉、挑、擠、插等不剪不粘,復合折紙或組合折紙手法創造三維立體形態[1]。廣義上的折紙技法多樣,組合變換不同技法可形成豐富的立體造型效果。但其根本技法只有谷形折疊法與山形折疊法2種(圖1),其余各種技法均是在此基礎上通過變換谷折及山折的角度、順序與位置,排列組合而構成的。折紙作為一種傳統悠久的古老技法,在服裝設計、服裝立體造型等領域均有許多創新性表達,也有學者基于折紙技法進行紡織品染色技藝研究。張茜[2]以梭織服裝褶裥為切入點,提出了將其造型原理與針織組織、針織工藝相結合的想法,探討了設計制作針織褶裥的方法。該方法具有多樣性和發散性的特點,編織實例豐富、原理明晰,但僅針對規律性的定形褶進行探討,涵蓋褶裥范圍不夠廣泛。王林玉[3]、陳紅娟[4]探討了橫機褶裥面料在毛衫造型設計中的應用及褶裥的編織成型原理,提出對應針織技術手段對褶裥的大小、間距、色彩做出優化設計,對豐富橫機褶裥面料方面具有創新意義。袁新林等[5-6]提出基于折紙造型的毛衫花型設計,結合折紙的工藝手法特點從中提取造型元素編織花型小樣,使織物富有裝飾性和立體感,有助于實現毛針織服裝花型設計的多元化。折紙具有藝術與科學2種屬性共存的特殊性質,在眾多交叉領域學者們的通力合作之下逐漸發展成為一門具有完善理論體系的學科[7]。

圖1 山形折疊與谷形折疊

基于此,將折紙技法生成的立體結構用于針織褶裥組織設計中。針織褶裥設計的關鍵在于折痕的形成,由于針織面料柔軟的特性,除非采用燙壓等后整理工藝方式,否則在正常編織過程中較難形成明顯褶裥。基于折紙技法,根據折紙形成所需立體圖形,通過三維展開圖,即折痕圖(Crease Patterns,以下簡稱CP 圖)觀察折痕排列方式,根據山折向上凸起,谷折向下凹陷的特點,將CP圖上的折痕轉換為針織物中的褶脊。通過對四平抽針、正反針、羅紋等組織結構及針織技術的實踐操作,結合不同種類紗線的特征和電腦橫機的先進技術,完成針織褶裥設計與轉換,通過組織結構及編織技術的復合,研發具有立體效果的針織織物。

1 規范折疊技法在針織褶裥設計中的應用

規范折疊的折痕呈現相互平行或夾角一致的特征,典型折疊方式以風琴形折疊為主。以山折和谷折為基本重復單元,等距離或等角度變化排列方式,可衍變出刀形折疊、箱形折疊、豎立折疊等多種方式,見表1。規范折疊技法操作簡單,它的易操作性使其廣泛應用于各類設計之中,將規范折疊技法與針織相結合,易于開發具有對稱性、秩序感的風琴褶、箱形褶及其他創意褶裥組織織片。

表1 規范折疊技法分類

1.1 基于風琴折疊法的褶裥組織

該款花型織物采用單色四平結構與單面編織相結合,織物總體結構為四平線圈,在需要產生折痕的位置用1針或幾針單面針床編織。因單面正反針織物具有卷邊性,使得前床織物向反面卷,后床織物向正面卷,通過四平組織抽針編織形成明顯褶脊,如圖2所示。

圖2 四平抽針表現等距風琴折疊

圖3 為等距風琴折疊編織圖。編織四平空轉織物起頭,如第一橫列所示,前后針床滿針編織1行四平,之后編織1行反面組織及1行正面組織作為地組織。從第四橫列開始進行抽針編織,即橫機前、后針床的局部織針空針,不參與編織,抽針編織部分形成單面組織,滿針部分形成四平組織,2種組織的結合使織物產生厚度差,進而形成持久穩定的條狀褶脊[2]。編織以4枚織針為1組,第五枚織針從前板翻向后板,第十枚織針從后板翻向前板,后面數枚織針皆以此交替翻針的規律進行排針。最后編織的褶裥組織正反兩面外觀相同,呈現出風琴褶的形態,織物結構均表現為正面線圈,質地厚實、橫向延伸性低、尺寸穩定性好,適用于編織針織外衣、運動女褲、女裙等。

圖3 等距風琴折疊編織圖

等距風琴褶和不等距風琴褶用到的針織組織和編織方式并無變化,區別僅僅在于前后針床織針的數量。織針數量的改變會影響織物的褶間距,不等距風琴褶會朝向窄的一邊,有傾斜的趨勢,可以看到最終織物呈現的效果基本與折紙產生的效果一致,如圖4 所示。因此前期可以通過編織試樣,確定單位組織內所用紗線的編織密度,再依據具體設計的褶量進行織針針目排列,不等距風琴折疊編織如圖5所示。預先通過折紙的方式模擬布片的形式,能使最終呈現的褶裥效果高度契合設計效果,這一方法與常規服裝立體造型中制作白坯服裝的方法有異曲同工之妙,但折紙的方式比常規立裁更易于操作、環保性更高。

圖4 四平抽針表現不等距風琴折疊

圖5 不等距風琴折疊編織圖

1.2 基于箱形折疊法的褶裥組織

通過箱形折疊的折紙技法形成箱型褶,參照CP圖(圖6)中折痕的排布來設置上、下針床的織針位置,通過計算2條折痕的間距來確定單個褶裥的寬度和針數。綜合折痕排列形式和折紙寬度考慮翻針針目所在位置,選擇四平空轉織物編織起頭,選擇單面正針和單面反針組織塑造折痕的形態。根據長方形邊長Y及織片橫密確定編織針數,如圖7中第四橫列所示,該織片窄邊寬度X取4 針為一組,在第五針的位置進行翻針,寬邊數值2X取8針為一組,在第九針的位置進行翻針。與風琴褶的形態不同,通過分析箱型褶的折痕可知,2條窄邊往中心折疊后剛好覆蓋寬邊。因此,為使褶脊往同一方向隆起,第十針和第十九針的織針須往同一針床進行翻針,圖7所示編織實例均從后板翻向前板。依據計算所得的縱密PB 值(50 mm 內的線圈橫列數)編織成品組織所需轉數,編織完成后下機固定折疊位置可形成箱型褶。

圖6 四平抽針表現箱形折疊

圖7 箱形折疊編織圖

如圖6(b)所示,設窄邊寬度為X,則寬邊寬度為2X,即寬邊的寬度是窄邊的2倍。該款花型編織時用到的紗線為41.67 tex/2 湖藍色100%腈綸紗線。編織試樣得到的織物密度PA=50/15,PB=50/25。對于箱型褶的設計來說,為使褶裥的強調和裝飾作用更明顯,褶裥寬度宜寬不宜窄,因為只有褶量達到造型設計要求才能出效果。

1.3 基于刀形折疊法的褶裥組織

面料要達到較好的立體折皺效果,就要選擇能產生折皺效應的紗線,即各種彈性紗或具有潛在收縮性的紗線及形狀記憶纖維。這些具有特殊性能的紗線與普通紗線配合使用,通過不同的比例搭配形成立體折皺效果[8]。在緯編織物中,采用2種以上的紗線并按照不同比例設置紗線配比,由于紗線縮率不同導致產生的彈性回復率不同,因此可產生橫向褶裥效應。

該款花型采用正反針組織編織而成,即在編織過程中利用正針凸起、反針下凹的原理形成穩定褶脊[9]。圖8(a)示例使用55.56 tex/2白色100%腈綸紗線,并混紡編織成一股彈力紗線。花型上機編織圖如圖9所示,織物由80個縱行線圈和60個橫列線圈構成。最小的循環單元由4目正針、4目反針及2目緯平針組合而成。機頭編織1個循環單元,橫列數設計為8,編織結束后對該循環單元進行翻針操作,因織針交替排列,故正反針位置實現調換。同時,織物編織時將最小循環單元沿橫向重復排列,最終織物呈現出縱向的規律褶裥效應。

圖8 正反針表現等距刀形折疊后對稱不等距風琴折疊

同樣編織條件下,基于折疊后的方形CP圖設置正反針的數目及排列位置,更換普通紗線編織效果如圖8(b)所示,該織物使用紗線為41.67 tex/2 湖藍色100%腈綸紗線。編織實物外觀仍具有一定的立體效果,但通過對比試驗發現紗線變化對針織物立體肌理具有顯著的影響。圖8(b)偏織實物因紗線收縮性能減弱,單個凸起褶裥之間間隙較寬,織物整體呈現出松動、粗獷的感覺。

編織該花型時須注意2個要點,一應保持循環單元中的2目緯平針在同一針床進行編織,始終不參與翻針動作。當這2 目織針保持在后板進行單面編織時,看到的是織物的反面凸起效果,而采用前單面編織時褶裥凸起處呈現的是織物的正面線圈。選用不同針床編織均會對織物外觀產生一定程度的影響,實際生產中可依據使用紗線種類不同及設計效果所需進行編織試樣。二須注意在使用彈力紗線編織褶裥面料的過程中,編織密度設置應略小于常規編織,以此保證面料的彈性伸長能力不會降低[10]。

2 環狀結構折疊技法在針織褶裥設計中的應用

環狀結構折疊呈現螺旋式形態,如圖10(b)所示。山折線與谷折線角度發生改變,但折痕內部仍相互平行,通過折痕的排布、折疊手法的塑造,將二維狀態的平面紙張折疊成半立體或立體的三維造型,使之具有一定的空間立體性。將折紙技法生成的這種立體感、空間感、層次感適配到針織組織的設計中,可使花型織物的外觀具有顯著的立體造型效果[5]。

圖10 四平補洞表現環狀結構折疊

采用四平組織編織該款花型,首先空轉3行起底編織,之后依照CP圖形態對褶底及褶面進行排針,以10枚織針為1組前后針床交替排針,褶底及褶面90°交界處(圖10(b)A 位置)取1針,采用上文所述方式交替翻針。翻針后A 位置為空針,從該點位左側開始,依次操作單枚織針進行移圈。該款花樣的試驗采取每移圈1枚織針,機頭織2次,如圖11(a)所示,此時褶面接近等邊三角的形態,織物立體形態較強;機頭織3次,三角斜邊變長,織物立體形態較弱。試驗得出,當機頭編織橫列數增加時,褶面三角(灰色部分)的傾斜角度會更小。因此,可依照所需CP 圖的形態,綜合考慮編織密度及紗線,通過控制移圈針數、位置及機頭編織轉數來塑造不同的褶底、面形態。須注意將移圈后空針位置的織針放回到工作位繼續編織,避免織物產生明顯孔洞。

圖11 四平補洞表現環狀結構折疊實物

3 V形折疊技法在針織褶裥設計中的應用

V 形折疊是以直線上的一個點為頂點,向兩側延伸折痕的一種折疊方式,折痕之間呈現V 字形態。V形折疊以三浦折疊最為典型(表2),表現出立體與平面充分融合的設計美感,具有創意性和多變性,將其應用于針織褶裥的開發設計中能呈現出其不意的效果。以V 形折疊為例,依照紗線性能和風格,適配不同的組織進行復合設計,在增強織物立體效果的同時還能強化織物風格。

表2 V 形折疊技法分類

3.1 基于基礎V形折疊的褶裥組織

該款褶裥花型采用羅紋組織及緯平針組織進行編織,如圖12所示。前后針床3隔3出針編織,兩者組合為一個基本單元,由此循環得到羅紋織物,羅紋本身即可呈現出明顯的條狀褶脊。基于對羅紋組織編織難度及特性的了解,結合緯平針組織,復合設計出更具有創新性的褶裥組織。

圖12 羅紋組織表現等距呈角度V 形折疊

編織圖如圖12(c)所示,在褶底與褶面相交的位置操作進行翻針,將后針床線圈翻到前針床對應織針上;編織若干橫列后交換前后針床織針排列位置,連接處因羅紋交錯排列而形成打褶扭結形態。機頭繼續編織至設計長度后,將所有線圈轉移到同一針床,采用單面緯平針編織,可形成橫向波浪狀褶裥。借助羅紋與緯平組織復合的形式,能在單一樣片中同時實現橫向褶裥和縱向褶裥的編織。

除此之外,該款花型同時采用添紗編織,在織造過程中同時喂入2根質地、支數、顏色不同的紗線進行編織試驗,所得織物同一面呈現出2種顏色互換的凹凸效果,褶底、褶面的色彩差異強化了織物的立體效果。當2種紗線材質差別較大時,織物正反面還能產生不同的色澤與質感,能一定程度上滿足針織服裝創新設計的需要。

3.2 基于三浦折疊的褶裥組織

將三浦折疊轉換為針織褶裥組織的關鍵在于如何將三維立體結構轉換為二維的平面圖形。采用分針技術表現三浦折疊的褶裥組織如圖13所示。依據CP圖中山折和谷折的位置,確定組織的褶脊、褶底及褶面。編織圖如圖14所示,在四平抽針編織的基礎上借助移圈的方式形成三角狀的褶脊,在橫機前板抽針會形成織物背面向正面翻折的褶脊,在橫機后板抽針會形成織物正面向背面翻折的褶脊。通過正反褶脊之間線圈力的牽拉作用形成平行四邊形的效果。編織該款花型時為避免移走線圈后的空針在織物上形成孔眼,影響織物的美觀,采用分針技術將被移線圈分成兩部分,一部分移到對面針床的接圈針上,另一部分線圈仍留在移圈針上作為舊線圈,同時喂入新紗線,形成新線圈[11]。

圖13 分針技術表現三浦折疊

圖14 三浦折疊編織圖

三浦折疊具有一定的記憶特性,在折疊后,紙張可以在較小的力的作用下從展開狀態恢復到折疊狀態,紙張具有一定的剛度、可壓縮性、可收縮性[12]。基于上述優點,借鑒三浦折疊的結構并應用到針織褶裥組織之中,可以顯著增強組織的立體性和多變性,同一樣片在稍加拉伸、完全拉伸和收縮狀態下可產生不同形態的立體變化。對同一組織采用不同紗線編織,研究發現,硬質金屬紗能起到強化組織結構立體效果的作用。

4 結束語

通過對試驗中涉及的折紙技法及研發織片進行分析,得出以下結論。

(1)通過折紙技法開發針織褶裥的實現方式與工藝技術具有多樣性;可以通過四平抽針、正反針結合緯平針、羅紋添紗結合緯平針及翻針、分針補洞等編織技術實現不同種類的褶裥造型。

(2)針對同一針織組織與工藝只須變換工作位織針數量及排布位置即可實現不同效果的褶裥造型。

(3)可以借助特殊材質的紗線及組織結構復合的方法豐富織片設計細節、強化褶裥的造型風格,使其更具層次感。

折紙藝術在整個折疊過程中不能用漿糊、膠帶、膠水,也不能動用小刀、剪刀或其他輔助工具,整個過程中不存在任何的裁剪和粘合[13]。這與針織成型工藝高度契合,針織組織由一根紗線編織線圈結構串套而成,不需或僅需少量裁剪縫合即可編織成衣。以折紙技法中的規范折疊、環狀折疊及V 形折疊技法展開討論,將折紙技藝形成的凹凸立體造型,轉換成針織褶裥設計的表達語言。基于折紙技法進行針織組織的設計與開發,易使織物獲得清晰而富有立體感的塊面效果,通過針織工藝及組織設計加強織物面與面之間的轉折,干凈利落的塊面對比放大了立體的視覺感受。運用針織紗線,賦予折紙技藝新的應用領域,為創新針織面料設計提供新的思路,為開發立體組織結構提供新的方法。