机织物自身接结双层组织的接结规律

朱艳艳， 卜佳仙， 汪 军， b

(东华大学 a.纺织学院； b.纺织面料技术教育部重点实验室，上海 201620)

机织物自身接结双层组织的接结规律

朱艳艳a， 卜佳仙a， 汪 军a， b

(东华大学 a.纺织学院； b.纺织面料技术教育部重点实验室，上海 201620)

针对质地较厚实的双面异效提花织物的组织设计，简要地阐述了双层织物的设计要素，并从表、里组织的搭配方式和接结点的分布特点出发，分析了表、里组织均为原组织斜纹或缎纹时，在约定表组织起始点的条件下，建立了里组织的起始点和接结组织起始点之间配置规律的数学模型，为自身接结机织双层织物组织的自动化设计提供理论支持.

斜纹组织； 缎纹组织； 双层织物； 接结组织； 数学模型

随着计算机在纺织领域的广泛应用[1]，纹织CAD系统已经成为大提花面料设计的有效工具.该系统具有纹样绘制、意匠处理、样卡设计及布样仿真等众多功能[2]，但在接结双层组织设计时，则利用组织生成通过工具将表、里、接结组织进行分解和合成[3-4]，还需通过反复改变里组织及接结组织起始点，依靠人工来判断合成的接结双层组织是否合理.对自身接结双层织物组织的接结规律研究将有助于自身接结双层织物组织的自动化设计，从而取代传统的人工设计.另外，大提花装饰织物组织大多采用平纹、斜纹和缎纹组织[5]，平纹没有连续的经浮长线和纬浮长线去遮盖接结点，所以接结点易显露在织物表面，设计双面异效织物组织时一般不采用平纹.因此，本文针对纹织CAD系统组织生成功能的不足和双面异效提花面料的外观特点，当表里组织均为原组织斜纹和缎纹时，在约定表组织起始点的条件下，研究里组织及接结组织起始点的配置规律.

1 自身接结双层组织的设计要素及相关参数说明

1.1 自身接结双层组织的设计要素

(1) 表、里组织.双面异效提花织物设计包括表组织、里组织和接结组织设计[6]，合理的表、里组织设计是接结组织设计的基础.为避免接结点显露于织物表面，同时达到双面异效效果，表、里组织一般均为经面或纬面组织[7].

(2) 表、里经纬纱排列比.排列比主要取决于表、里织物用途，纱线线密度及织物密度.双面织物的正反两面纱线线密度和织物密度相同时，表、里经纬纱排列比大多数选用1∶1；单面用织物通常里层纱比表层纱粗，密度比表层稀，按照表、里纱线的线密度及织物密度差异，可选用2∶1和3∶1等排列比[8].

(3) 接结方法及接结点的配置.自身接结法中采用表经接结、里经接结还是联合接结法，这取决于表、里基础组织，以接结点不显露于织物表面为基准[9].

本文针对表面花纹细腻但质地较为厚实的机织双面异效接结双层织物设计，选用的表、里组织均为经面组织，对表、里经纬排列比均为1∶1的里经接结法进行分析，合理的接结点必须位于左右两个表经经浮长线之间及上下两个里经经组织点之间.

1.2 相关参数说明

自身接结双层组织设计时，当表、里组织起始点变化，接结点的分布状况也会发生变化.因此，在设计接结双层组织时，要在约定表组织起始点的条件下，通过移动里组织及接结组织起始点，确定接结点的配置方式.

(1) 表组织起始点.表组织是经面组织时，表组织起始点是连续经浮长线的第一个经组织点.

(2) 里组织起始点.表、里组织的搭配方式影响接结点的位置，表、里组织的搭配方式用Ai表示，即里组织第一根经纱与表组织的第i根经纱的交织规律相同时，可以用i描述里组织第一根经纱的浮沉规律，也因此确定了里组织起始点.

(3) 接结组织起始点.表、里组织均为经面组织，采用里经接结法时，接结组织起始点用表纬的纬纱序号w表示，此时，第一根里经上的接结点是第一根里经与第w根表纬交织的组织点.

(4) 第一根里经的经浮长线CH和CL[10].当里组织是经面组织时，在一个组织循环内，第一根里经仅有一段经浮长线时，经浮长线用CH表示；在一个组织循环内，第一根里经有两段经浮长线时，位于上方的经浮长线用CH表示，位于下方的经浮长线用CL表示.

2 表、里组织均为原组织斜纹的双层组织的接结规律

表、里组织均为原组织经面斜纹时，采用里经接结法，基础组织的组织循环数用R表示，当表、里层基础组织是(R-1)/1经面斜纹时，在合理的表、里组织搭配方式条件下，1/(R-1)纬面斜纹一定是合理的接结组织.本文通过判断经浮长线CH和CL间是否有合理的接结点，以确定接结组织起始点，这里共分为4种情况：

(1) 仅浮长线CH间有合理的接结点；

(2) 仅浮长线CL间有合理的接结点；

(3) 浮长线CH和CL间都有合理的接结点；

(4) 浮长线CH和CL间都没有合理的接结点.

通过大量的试验分析和论证可知，当R≤5和R≥6时，里组织与接结组织起始点之间的数学关系是不同的，下文将着重分析R≥6时的接结规律.

图1 表、里组织均为5/1右斜纹的双层织物组织片段Fig.1 Fragment of the double-fabric weave with 5/1 right twill weave on the face and back sides

表、里组织均为5/1右斜纹，接结组织采用1/5右斜纹，该双层织物组织的片段如图1所示，其中，▉代表表经与表纬交织的经组织点，×代表里经与里纬交织的经组织点，□代表纬组织点，●代表里经提起与表纬交织的组织点，即接结点，○代表织里纬时，表经提起，此时表经不与里纬交织.由图1可知，合理的接结点在第一根里经与第二根至第(R-1)根表纬交织的组织点之中，因此，在满足CH≥3或CL≥2的条件下才有合理的接结点.

如图1(a)， 1(b)， 1(c)所示，当i≤3，满足CH≥3且CL<2的条件，仅CH段浮长线之间有合理的接结点，且(i+1)≤w≤(R-1).

如图1(d)所示，当3≤i≤(R-2)，满足CL≥2且CH≥3的条件，在CL和CH段浮长线之间都有合理的接结点，且[(i+1)≤w≤(R-1)]∪[2≤w≤CL].

如图1(e)和1(f)所示，当(R-1)≤i≤R，满足CL≥2且CH<3的条件，仅CL段浮长线之间有合理的接结点，且2≤w≤CL.

在3≤R≤5的条件下，当1≤i≤(R-2)时，仅在CH段浮长线间有合理的接结点，且(i+1)≤w≤(R-1).当(R-1)≤i≤R时，若不满足2≤w≤CL，则表示里组织起始点不合理，不存在合理的接结点；若满足2≤w≤CL，则在CL段浮长线之间有合理的接结点.

已知，CH与CL之和为R-1，当i≤2时，CH=R-1；当i≥3时，CL=i-2，CH=R-i+1.用i和R表示CL、CH，可得出下述结论：

当R≥6时，

(1)

当R≤5时，

(2)

组织循环数R分别取3， 4， 5， 6， 7， 8， 12， 14等数值，将接结织物组织图与上述结论对照，验证结果满足式(1)和(2).双层织物的表里组织均为原组织斜纹时，均可以通过式(1)和(2)找出有效的接结点.

3 表、里组织均为原组织缎纹的双层组织的接结规律

3.1 缎纹组织的经向飞数与纬向飞数的关系

双层组织的表、里层组织均为R/S经面缎纹时，组织循环数为R和经向飞数为S的纬面缎纹一定是合理的接结组织.因纬面缎纹用纬向飞数表示，经面缎纹用经向飞数表示，所以，必须先找出缎纹组织的经向飞数与纬向飞数的关系.

图2 7/5缎纹组织图Fig.2 7/5 satin weave

缎纹组织图如图2所示，其中，Sj为表组织经向飞数，Sw代表接结组织纬向飞数，A和B点为相邻两根纬纱上的经组织点.在一个组织循环内，以A点为起始位置，沿经向以飞数Sj画组织点，到达B点时，恰好经过Sj·Sw个组织点，根据A和B点的纬向位置关系可知，(Sj·Sw-1)恰好是R的倍数.

根据上述分析可知，表、里组织均为R枚Sj飞的经面缎纹时，则R枚Sw飞的纬面缎纹一定是符合要求的接结组织，数学关系如式(3)所示.

(3)

其中：Sw<(R-1)，N取满足式(3)且小于Sj的最小正整数.

3.2 接结组织起始点的分布规律

为了研究接结组织起始点的分布规律，需引入中间量k，将里组织起始点与接结组织起始点联系起来，k表示里组织的纬纱序号.

对于任意的R枚S飞的经面缎纹，当i=1时，里组织的纬组织点是第一根里经与第R根里纬交织的组织点，则k=R.表、里组织搭配方式为Ai，当i每增加1时，经组织点移动R个组织点，当i为任意数时，经组织点移动[R+S(i-1)]个组织点.在一个组织循环内，当i≥2时，k等于[R+S(i-1)]除以R的余数.k与i的关系式如式(4)所示.

(4)

其中：[R+S(i-1)]MOD(R)表示[R+S(i-1)]除以R的余数.

表、里组织均为7/3经面缎纹的双层织物组织图片段如图3所示.

图3 表、里组织均为7/3经面缎纹的双层织物组织图片段Fig.3 Fragment of the double-fabric weave with 7/3 warp satin weave on the face and back sides

由图3可知，合理的接结点一定在第一根里经与第一根至第(S-1)根表纬交织的组织点之中，或在第一根里经与第(S+1)根至第(R-1)根表纬交织的组织点之中，因此，在满足CH≥3或CL≥1的条件下，则有合理的接结点，且w≠S.当表、里组织均为原组织缎纹时，在浮长线CH或CL之间一定有合理的接结点，具体分为下述3种情况：

(1) 仅浮长线CH间有合理的接结点.如图3(f)所示，i=6，k=1，CH≥3且CL<1，(k+2)≤w≤(R-1)，且w≠S；如图3(a)所示，i=1，k=7，此时，CH=6， 2≤w≤(k-1)，且w≠S.

(2) 仅浮长线CL间有合理的接结点.如图3(e)和3(c)所示，i=5， 3，k=5， 6，CL≥1且CH<3， 1≤w≤CL，且w≠S.

(3) 浮长线CH和CL段均有合理的接结点.如图3(d)， 3(b)， 3(g)所示，i=4， 2， 7，k=2， 3， 4，CH≥3且CL≥1，[(k+2)≤w≤(R-1)]∪[1≤w≤CL]，且w≠S.

由图3可知，CH与CL之和是(R-1)，当k≤(R- 1)时，CH=R-k，CL=k-1；当k=R时，CH=R-1.用k和R表示CH和CL，可得出如下结论：

(5)

其中：w≠S.

组织循环数R分别取5， 7， 8， 11， 13等数值，将接结织物组织图与式(4)和(5)的结论相互对照，验证结果满足式(4)和(5).当双层织物的表里组织均为原组织缎纹时，均可以通过式(4)和(5)找出有效的接结点.

4 结 语

本文分别对表、里组织均为原组织斜纹或原组织缎纹的双层织物组织的接结规律进行分析，得出以下结论：

(1) 表、里组织均为原组织斜纹时，建立了当R≤5和R≥6时里组织起始点与接结组织起始点的数学关系；表、里组织均为原组织缎纹时，通过引入中间量k，将里组织起始点与接结组织起始点联系起来，建立里组织起始点与接结组织起始点的数学关系.

(2) 如将所建立的数学关系与织物组织的数学模型结合，编写成程序语言，应用于纹织CAD系统，实现系统自动寻找里组织及接结组织起始点位置，从而得到合理的接结双层组织.这不仅简化意匠工艺中的组织设计步骤，而且优化纹织CAD软件的设计功能.

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(责任编辑： 徐惠华)

Stitching Principle of Its Stitched Woven Double-Fabric

ZHUYanyana，BUJiaxiana，WANGJuna， b

(a. College of Textiles； b. Key Laboratory of Textile Science & Technology，Ministry of Education， Donghua University， Shanghai 201620， China)

Aiming at the weave design of various patterns double-faced jacquard fabric that is very thick， the design elements of double-fabric are briefly expatiated. And according to the tie-in way of the weaves on the surface and back and the configuration characteristics of stitching points， the starting point of the weave on the surface is appointed. Then it is analyzed that is the configuration principle of the starting point for the weave on the back and the starting point for stitching weave when the weaves on the surface and back are twill weave or satin weave. A mathematical model is established to provide a theoretical support for the design of the structure of its stitched woven double-fabric itself.

twill weave； satin weave； double-fabric； binding weave； mathematical model

2015-10-26

国家自然科学基金资助项目(61379011)

朱艳艳(1991—)，女，安徽宿州人，硕士研究生，研究方向为双面异效提花织物设计.E-mail： zhuyanyan2016@163.com 汪 军(联系人)，男，教授，E-mail： junwang@dhu.edu.cn

1671-0444(2017)01-0031-05

TS 105.11

A