經編雙針床賈卡鞋材的網孔結構研究

孫園園, 張 琦, 張燕婷, 丁寧宇, 左露嬌

(江南大學 針織技術教育部工程研究中心, 江蘇 無錫 214122)

經編雙針床賈卡鞋材是采用賈卡提花技術一體編織成形的三維鞋面材料,其賈卡針受賈卡系統控制可以獨立偏移,在幅寬內任意位置形成網孔結構和花型效應,輕薄透氣、花型豐富、生產效率高[1]。隨著運動健身熱潮帶來的賈卡鞋材類運動鞋銷量的上漲,消費者對賈卡鞋材的透氣舒適性、運動支撐緩震性及外觀時尚性提出了更高的要求。

在對經編賈卡鞋材工藝的研究中,部分學者集中研究了賈卡鞋材的花型設計方法及三層提花工藝[2-3],對賈卡提花結構較少深入研究;還有學者在“1×4”賈卡偏移信號的基礎上研究了鞋材的網孔組織,總結了延展線軌跡和網孔工藝設計[4-5],但未涉及三維網孔結構的研究,且在多樣化網孔鞋材的開發上仍有不足。三維賈卡網孔結構由于賈卡技術所具有的定位提花的優勢,可以結合腳部的熱濕分布情況進行設計,對改善鞋材舒適性能、豐富鞋材外觀具有決定性作用,因此,對賈卡鞋材網孔結構進行深入研究與創新是十分必要的。

本文基于雙針床三針賈卡技術偏移原理和賈卡延展線結構形態的分析,將雙針床賈卡組織分為單針床成圈賈卡組織和雙針床連接賈卡組織,在此基礎上進而研究賈卡鞋材二維網孔結構和三維網孔結構的變化機制;最后結合原料與工藝設計、賈卡意匠圖設計,完成一款具有三維網孔結構的賈卡鞋材的上機編織,以提高賈卡鞋材的透氣透濕性能,滿足市場對鞋材網孔多樣化、立體化及功能化的需求。

1 經編雙針床賈卡組織

“1×8”偏移信號的賈卡組織單元共有8個偏移信號,如圖1所示。圖中a、b、e、f 分別表示賈卡針在前針床的偏移信息,c、d、g、h分別表示賈卡針在后針床的偏移信息[6]。

圖1 雙針床三針賈卡技術偏移原理

每個信號控制點有偏移(T)和不偏移(H)2種可能,則雙針床三針賈卡組織理論上共有256個(即28),其成圈狀態主要分為3類:第1類,賈卡梳只在前針床墊紗成圈,通過特定賈卡針于特定編織橫列針前或針背偏移形成厚、薄、網孔及浮線效應;第2類,賈卡梳只在后針床墊紗成圈,通過特定賈卡針于特定編織橫列針前或針背偏移形成厚、薄、網孔及浮線效應;第3類,賈卡梳在前后針床均墊紗成圈,通過特定賈卡針于特定編織橫列與針床,做針前或針背偏移運動形成厚、薄、網孔與芝麻點形成的雙面花型效應。

1.1 單針床成圈賈卡組織

單針床成圈賈卡組織對應于第1類和第2類成圈狀態所形成的組織,分為前針床成圈賈卡組織與后針床成圈賈卡組織,其提花原理相同,當某針床奇、偶編織橫列的針背針前均為相同墊紗數字,即針前橫移距離為零時,本橫列成圈墊紗失敗,延展線順延到下一個成功墊紗的線圈。以賈卡梳橫移基礎組織1-0-1-2/1-2-1-0//為例,當后針床的奇數橫列與偶數橫列無針前橫移距離時,賈卡偏移信息c、d、g、h分別為T、H、H、T,墊紗數碼為a-b-2-2/e-f-1-1//,后針床無線圈形成,延展線落于前針床形成前針床成圈提花組織。后針床成圈賈卡組織與此原理相同,分別形成厚實效應(THTH HTHT)、稀薄效應(TTTH TTHT)、網孔效應(HTHH THTT )和浮線效應(HTTH THHT)。圖2列舉了幾種常用的單針床成圈賈卡組織的墊紗運動圖與線圈結構圖以作說明。圖2(a)、(b)示出前針床成圈賈卡組織,圖2(c)、(d)示出后針床成圈賈卡組織,F表示前針床,B表示后針床。

圖2 單針床成圈提花組織墊紗運動與線圈結構圖

1.2 雙針床連接賈卡組織

雙針床連接賈卡組織是指在一個提花單元內,前針床或后針床均至少有一個線圈成功墊紗,延展線處于前針床編織面和后針床編織面之間,并將2個編織面連接形成一個三維立體線圈結構,具有雙面花型效應,多應用于雙層、三層賈卡鞋材的開發[7]。雙針床連接賈卡組織的延展線有2種結構形態:一是延展線位于編織面,連接相鄰編織縱行形成厚薄網孔效應;二是延展線位于2個編織面的中間層,起連接和支撐作用,前針床與后針床均有線圈形成,表現為芝麻點效應。由此,根據前/后針床線圈和延展線的結構形態以及結構效應,將雙針床連接賈卡組織分為厚薄網孔-芝麻點連接組織和芝麻點-芝麻點連接組織。

1.2.1 厚薄網孔-芝麻點連接組織

在1個提花單元內,當某針床某個編織橫列的針前橫移距離為零時,延展線隨墊紗路徑自然落到成圈所在的編織面內,并連接相鄰縱行形成整片織物,形成厚薄網孔效應;同時,另一針床只有1個編織橫列有線圈形成,在編織面形成1個或2個V形芝麻點,延展線位于中間層,編織面內無延展線連系相鄰編織縱行,像這樣在1個針床形成厚薄網孔效應,在另一針床形成芝麻點效應的雙針床連接組織,稱為厚薄網孔-芝麻點連接組織。

圖3列舉了4種具有代表性的厚薄網孔-芝麻點連接組織,包括賈卡偏移信息、墊紗運動圖和線圈結構圖。賈卡組織(見圖3(a)、(b))的墊紗數碼分別為1-0-2-2/2-3-2-1//、2-1-2-2/1-2-2-1//,均在后針床奇數橫列處缺墊,延展線落于前針床,分別形成厚實、網孔效應,后針床均形成單個V形芝麻點效應;賈卡組織(見圖3(c)、(d))的墊紗數碼分別為2-0-1-2/2-2-2-1//、1-0-1-3/2-2-1-0//,均在前針床偶數橫列處缺墊,前針床為V形芝麻點效應,后針床為網孔、厚實效應。

圖3 厚薄網孔-芝麻點連接組織墊紗運動與線圈結構圖

1.2.2 芝麻點-芝麻點連接組織

前后針床均至少1個編織橫列墊紗成圈形成芝麻點,延展線處于2個編織面之間的雙針床賈卡組織為芝麻點-芝麻點連接組織,如圖4所示。列舉的4個提花組織的墊紗數碼分別為2-1-1-2/1-2-2-1//、2-1-1-2/1-2-1-0//、1-0-1-3/1-2-1-1//、2-1-2-2/2-2-2-1//,前后針床可以形成單個或多個V型芝麻點經不同排列方式形成的雙面芝麻點提花效應,適用于搭配與其它梳櫛不同染色性能的原料,以完成賈卡鞋材花紋圖案、文字及LOGO的多色編織。

圖4 芝麻點-芝麻點連接組織墊紗運動與線圈結構圖

2 賈卡鞋材網孔結構變化機制

2.1 二維網孔結構變化

在賈卡鞋材編織過程中,如果相鄰編織縱行間無延展線將其連系,便形成網孔結構,網孔的大小、形狀和立體結構則可以通過賈卡工藝設計精準控制[7]。二維網孔結構是指圈干及延展線位于同一編織面,依靠延展線橫跨編織縱行數及運動軌跡形成不同大小和形狀的網孔形態,一般由單把賈卡梳經前針床成圈賈卡組織或后針床成圈賈卡組織形成[8]。賈卡鞋材常用的傳統網孔結構一般是以“1×2”賈卡偏移信息形成的經絨、經平與編鏈組織搭配形成的橢圓形網孔結構,樣式單一缺少工藝變化,但可將更多賈卡組織,如重經組織與缺墊組織融入到二維網孔結構的設計中,以實現對網孔的寬度和形狀進行改變。圖5示出菱形網孔、矩形網孔、六邊形網孔、花邊網孔、梯形寬網孔及襯線網孔的賈卡意匠圖和墊紗效應,均為利用單針床成圈賈卡組織延展線的軌跡變化所形成的多樣形態的二維網孔結構。

2.2 三維網孔結構變化

三維網孔結構主要通過賈卡梳或間隔梳的雙針床工藝完成,賈卡梳可以1把或多把,經前針床成圈賈卡組織、后針床成圈賈卡組織與厚薄網孔-芝麻點連接組織搭配形成。

2.2.1 單透露底三維網孔結構

三明治賈卡鞋材的一個編織面提有網孔,透過網孔顯露出另一編織面的底色或編織工藝的結構為單透露底網孔結構,可由雙針床連接賈卡組織連接前后編織面(見圖6(a)),也可以配以間隔梳連接前后編織面形成三維結構(見圖6(b)),均至少由1把采用經軸積極式送經的賈卡梳完成編織。

以圖6(a)所示三維網孔結構為例,賈卡橫移機構基礎組織為1-0-1-2/1-2-1-0//,當采用厚薄網孔-芝麻點連接組織設計時,則形成一面為網孔、一面為芝麻點、賈卡延展線為中間連接層的三維網孔結構,圖7分別示出其賈卡意匠圖及賈卡偏移信息。1、4、8號色提花組織為1-0-2-2/2-3-1-1//、1-0-2-2/1-2-1-1//、2-1-2-2/2-3-1-1//,形成厚、薄織物效應,在第3編織縱行與第4編織縱行局部失去延展線連接形成網孔;49、54號色提花組織分別為1-0-2-2/1-2-1-0//、2-1-2-2/2-3-2-1//,前后針床均成圈起連接前后片作用并使網孔結構立體化。

圖7 網孔-芝麻點類單透露底三維網孔結構編織原理

直接利用賈卡梳的雙針床提花工藝形成網孔的三維結構,適宜應用于輕薄的雙層賈卡鞋材,其中間層點對點的賈卡延展線相對較少,且在賈卡紗張力影響下將前后編織面緊緊貼合在一起,厚度更小。利用間隔梳形成的三維網孔結構與之不同,間隔絲通常采用細度小、彈性小、硬度大的滌綸單絲且送經量較大,通過調節雙針床的脫圈板距離可以改變間隔層的厚度,相比無間隔梳的三維結構具有更好的緩沖性能,厚度較大,網孔立體性也較強。

2.2.2 雙透分離三維網孔結構

前后針床均有網孔形成,但無延展線將其連接所呈現兩網孔相分離狀態的提花結構稱為雙透分離三維網孔結構,至少由2把賈卡梳完成編織。令第1賈卡為JB1,第2賈卡為JB2(下文同),JB1與JB2的基礎組織分別設計為1-0-1-2/1-2-1-0//、1-1-1-0/1-1-1-2//,均采用經軸積極式送經,前后編織面的網孔設計為相同位置,形成整體通透的三維網孔結構,其第1、2賈卡意匠圖相同,如圖8(a)所示,賈卡偏移信息與線圈結構圖分別如圖8(b)、(c)所示。

圖8 雙透分離三維網孔結構編織原理

采用2把賈卡梳設計的雙透分離三維網孔結構不僅具有層次感較強的雙面網孔效應,其透氣透濕性能較單把賈卡梳形成的三維網孔結構也有改善,在賈卡鞋材的應用范圍更廣,更適宜于春秋夏季對網孔透氣性要求較高的鞋材,經原料穿經設計后產生的花色結構變化可以進一步豐富其網孔結構的多色效應。

2.2.3 雙透連接三維網孔結構

雙透連接三維網孔結構與雙透分離三維網孔結構采用相同的雙透孔工藝,此外還具有連接中間層結構。中間層又有2種變化方式:一是采用2把賈卡梳與1把間隔梳的配置方案,利用間隔紗形成厚度相同的間隔層(如圖9(a)所示);二是采用3把賈卡梳配置方案,利用賈卡紗形成局部三明治結構間隔層(如圖9(b)所示),因此,雙透連接三維網孔結構的工藝變化更多,三維結構也更加豐富,由2把或3把賈卡梳均可以完成編織。

圖9 2種工藝類型的雙透連接三維網孔結構

以圖9(b)所示為例,研究采用3把賈卡配合形成的三維網孔結構的提花原理與工藝設計:其前后編織面均采用2.1節的二維襯線網孔結構設計,分別由第1賈卡和第3賈卡提花編織,采取經軸積極式送經方式;中間層區別于普通間隔層,具有層次變化,由第2賈卡提花編織,采用在用紗量較大的雙針床變化工藝更具優勢的紗架消極式送經方式。其中前針床到后針床的賈卡梳以第1賈卡、第2賈卡、第3賈卡的順序排列,由于第2賈卡無論相對于第1賈卡還是第3賈卡都處于前梳的位置,所形成的線圈均位于前針床和后針床編織工藝正面的最表面形成芝麻點,具體的覆蓋關系為:第2賈卡梳線圈→第1賈卡梳線圈→第1賈卡梳延展線→第2賈卡梳延展線→第3賈卡梳延展線→第3賈卡梳線圈→第2賈卡梳線圈[9]。JB1基礎組織:1-0-0-0/1-2-1-1//;JB2基礎組織:1-0-1-2/1-2-1-0//;JB3基礎組織:1-1-1-0/1-1-1-2//。

圖10示出雙透連接三維網孔結構編織原理。此提花結構同時具有網孔結構和芝麻點結構,可在2個編織面形成豎條提花效應,局部三明治結構解決了傳統同一厚度間隔層的厚重和透氣性差的問題,局部鏤空更透氣且賦予織物凹凸層次感。

圖10 雙透連接三維網孔結構編織原理

3 三維網孔結構賈卡鞋材開發

3.1 基礎工藝設計

賈卡鞋材產品采用RDPJ6/2型賈卡經編機[10]進行編織,設計為具有賈卡紗連接類的雙透連接三維網孔結構的3層鞋材,經編CAD設計軟件為WKCAD。拆除有6把梳的RDPJ6/2經編機兩邊最外的2把地梳GB1和GB6,主要通過GB2、JB3、JB4、GB5完成該產品的編織,均采用經軸積極式送經方式,其中賈卡梳為2把分離式的半機號配置。表1示出原料穿經方式與基礎工藝參數。GB2與GB5分別在前針床和后針床以編鏈組織形成底組織,JB3在前針床提花形成具有網孔的前編織面,JB4運用厚薄網孔-芝麻點連接組織在后編織面形成網孔,在前針床形成芝麻點并連接前后編織面,形成雙透連接三維網孔結構。

表1 三維網孔結構賈卡鞋材的基礎工藝參數

3.2 賈卡工藝設計與成品

鞋材成品花高為33.8 cm,花寬為25.7 cm,縱密為13橫列/cm,橫密為9.84縱行/cm,賈卡意匠圖花高為成品花高×縱密(440橫列),花寬為成品花寬×橫密(253縱行)。圖11(a)和(b)示出第1賈卡和第2賈卡的意匠圖工藝設計。采用雙透孔的對孔工藝,所應用的賈卡組織包括單針床成圈厚薄組織(1、4、8號色)及雙針床薄-芝麻點連接組織(54號色),具體賈卡組織的偏移信息見圖11(c)。下機后的賈卡鞋材經染色與定型處理后的實物如圖11(d)、(e)所示,對應于前編織面(表層)和后編織面(底層),以及編織成形的雙透連接三維網孔結構放大圖。

圖11 賈卡工藝設計與鞋材成品

4 結 論

本文通過對具備8個偏移信號的雙針床三針賈卡技術成圈與延展線形態變化的分析,將雙針床賈卡組織分為單針床成圈賈卡組織和雙針床連接賈卡組織,并進一步將新三針技術的重經組織與缺墊組織融入到二維和三維網孔結構的設計中,探究了二維網孔與三維網孔結構的變化機制,重點分析了單透露底、雙透分離、雙透連接三維網孔結構的梳櫛配置與賈卡偏移設計,并實現了一款雙透連接三維網孔結構賈卡鞋材的開發。

通過研究證實:雙針床賈卡織物作為一種三維立體結構柔性材料,使相同厚度的織物產生結構上的不同,多種形態與效應的二維和三維網孔結構的設計,可以極大地豐富賈卡鞋材的各項時尚與功能性應用,滿足運動鞋品在不同運動場景下對局部壓力的智能調節;可從賈卡織物三維網孔結構的變化創新切入,來推動經編賈卡鞋材時尚與功能性的提升與拓展。