全显技术组织对三纬组合织物结构混色规律的影响

张爱丹， 周 赳

(浙江理工大学 材料与纺织学院、丝绸学院， 浙江 杭州 310018)

组合全显织物结构是指由2组或2组以上具有相同组织结构特征，但组织起始点位置不同的影光组织构成的复合结构，并具有组合非遮盖的交织特点。组合全显结构通过结合织物纱线的原色混合理论，在单层织物结构条件下，充分满足了提花织物的色彩仿真设计需求，在降低色彩仿真类提花织物纹制工艺设计难度的同时，为织物效果创新提供了广阔的设计空间[1-2]。

根据提花机织物组织结构的构成原理，同向纱线之间存在遮盖、部分遮盖和非遮盖3种结构关系，而其中只有非遮盖关系符合组合全显提花织物结构的设计需求[3]。为避免产生遮盖和部分遮盖2种组织关系，在组合结构中设计了全显色技术点，可将一般的组合组织转化为具有非遮盖结构特性的组合组织[4]。由于全显色技术点在形式上类似一种织物组织，因此本文中将其命名为全显技术组织。全显技术组织在为多组影光组织的组合全显色创造一种相对稳固的结构关系的同时，对组合结构的显色规律造成一定影响。

目前，已有文献验证了二纬组合全显织物结构中的全显技术组织，具有避免因随机遮盖造成的织物偏色与防止织物色过渡断档的作用[5]；以及在单层黑白仿真提花织物设计中，具有调节织物结构紧密度的效用[6]。而在研究组合全显结构的织物显色特征的文献中[7-8]，全显技术组织只是作为一种组合全显结构模式的构成要素，并未成为研究对象。既然全显技术组织本身就是一种特殊的织物组织，其存在必然对组合组织结构的织物混色规律产生影响，因此，为了解全显技术组织在组合全显结构织物显色方面的作用机制，本文对采用不同全显技术组织的三纬组合织物结构的织物显色效果进行比较研究，为三纬组合全显织物结构中全显技术组织的优选设计提供参考。

1 三纬组合全显织物结构设计

三纬组合全显织物结构由3组具有相同组织结构特征，但组织起始点位置不同的影光组织构成，适用于由1组经和3组纬交织的数码提花织物设计。三纬组合全显织物结构的基础组织一般以缎纹为主，组织点的过渡方向为纬向，组织循环数为10～32枚之间[9]。基础组织起始点位置以均匀分布为设计原则，同时兼顾经向浮长。以10枚3飞缎纹组织为例，首先将起始点位置为(1，1)的3个基础组织，沿经向按1∶1∶1的排列比逐纬一一组合，第1个组织保持不动，其他2个向右逐点平移，直至3组基础组织分布相对均匀，且经向最长浮长最短，结果如图1所示。

图1 3组基础组织起始点设计方法Fig.1 Design method of three basic weaves with different starting weave point. (a) Combination with repetition; (b) Combination with different starting points

利用组织点的正反配置设计三纬组合织物结构的全显技术组织，在实际设计应用中，三纬组合组织结构产生了多种全显色技术点的设计方法。因在设计组合全显组织库时，全显色技术点需是纬组织点[10]，所以全显技术组织不同不仅会直接影响组织库的组织数量，同时会造成组合组织结构交织次数的轻微波动，从而影响组合组织结构的织物显色效果。

2 三纬组合全显织物混色实验

2.1 实验设计

根据前期对一纬全显织物显色规律的研究发现，16枚缎纹组织具有最平稳的织物显色效果[11]，因此本文实验以16枚5飞缎纹为基础组织，进行三纬组合织物结构设计。

首先，根据组合组织点均匀分布的原则，设计 3种起始点位置分别为(1，1)、(1，13)、(1，9)的基础组织W1,1、W1,13和W1,9，如图2所示。

图2 基础组织Fig.2 Basic weaves

其次，根据成正反对比配置组织点数量的多少，设计3种全显技术组织：1)一纬一点，每相邻两纬都有1对组织点成正反配置，具体设计方法是取各自基础组织的经面组织(见图3)；2)一纬二点，每相邻两纬都有2对组织点成正反配置，其设计方法是每一横行从相邻的上、下行各取一个经组织点作为全显技术点(见图4)；3)一纬四点，在一纬二点基础上进行加强设计，形成每一横行有4个全显技术点(见图5)。

图3 一纬一点全显技术组织Fig.3 Full-color weaves with a weft interlacing point in one weft

全显技术组织中经组织点部分为设计组织库时增加组织点的区域，而纬组织点为全显技术点；每个基础组织分别对应一个全显技术组织。

分别采用一纬一点、一纬二点和一纬四点全显技术组织，建立3组三纬组合全显组织库，组织点过渡方向为纬向，每次增加的组织点数(M)为基础组织的循环数(R)，即M=16。一纬一点、二点和四点

图4 一纬二点全显技术组织Fig.4 Full-color weaves with 2 weft interlacing points in one weft

图5 一纬四点全显色技术组织Fig.5 Full-color weaves with 4 weft interlacing points in one weft

全显技术组织库分别由15、14和12个渐变组织构成，如图6所示。从一纬一点到一纬四点全显技术组织的组织库数量(Z)的计算公式分别为Z=R- 1、Z=R-2和Z=R-4。

上述3种组织库在实际应用中，可分别产生153、143和123种组合组织。由于组合组织数量庞大，本文仅从中选取3种最典型的组合组织形式，分别为一纬渐变、二纬组合和三纬组合渐变。一纬渐变指同一组织库内一组基础组织从纬面组织渐变为经面组织，其他2组基础组织保持为经面组织，如图7 所示。二纬组合渐变指2组基础组织同时从纬面组织过渡为经面组织，一组保持为经面组织；三纬组合渐变指3组基础组织同时从纬面组织渐变过渡为经面组织。本文实验的3组组织库的组合组织数量和组数见表1。

图6 一纬二点全显技术组织的组织库Fig.6 Shaded-weave database with full-color weave having two weft interlacing points in one weft

图7 基于三纬组合全显结构的一纬渐变示意图Fig.7 Combination of three basic weaves with one weft gradual change

全显技术组织类别组合组织数量/组数G1G2G3一纬显色(R)15/142/336/3二纬组合显色(RB)15/142/336/3三纬组合显色(RBY)15/114/112/1共计45/398/784/7

注：G1、G2、 G3分别表示采用一纬一点、一纬二点和一纬四点全显技术组织的组合组织库； R表示红色， B表示蓝色，Y表示黄色。

2.2 织物工艺规格

以上述3种组合组织库设计织物色卡并织造。织物由1组白经和3组色纬交织而成，经组合为23.3 dtex×2桑蚕丝，纬组合为23.3 dtex×3桑蚕丝；经密为 1 100根/(10 cm)，纬密为 840根/(10 cm)。结合织物色彩的原色混合理论，甲、乙、丙3组纬纱分别为红色(R)、蓝色(B)和黄色(Y)，组合排列比为1∶1∶1。一纬渐变均为红纬色渐变为经纱色，二纬组合渐变均为红、蓝2色组合渐变为经纱色，三纬组合渐变为红、蓝、黄3色组合渐变为经纱色。

2.3 织物测色

实验织造织物17组共227块，与表1所示的组合组织数量及组数一一对应。其中一纬一点全显技术组织织物3组，分别为一纬渐变、二纬组合渐变、三纬组合渐变各1组，如图8所示。一纬二点织物7组，分别为一纬渐变、二纬组合渐变各3组和三纬组合渐变1组。一纬四点织物的数量与组数构成情况与一纬二点相同。所有织物均采用美国X-rite爱色丽 Color i7 台式分光测色仪进行测色和数据采集。数据采集条件：颜色系统为CIEL*a*b*，光源为脉冲氙灯D65，观测角度为10o，测量孔径为25 mm。每块织物测2次，取其平均值。

图8 一纬一点组织库的织物显色效果Fig.8 Fabric color mixing effect of shaded-weave database with a weft interlacing points in one weft.(a) Fabric color gradual change with red weft; (b) Fabric color gradual change with red and blue wefts;(c)Fabric color gradual change with red, blue and yellow wefts

3 结果与讨论

3.1 织物明度变化结果与分析

经测色获得织物的L*、a*、b*值，其中L*为织物色的明度值、a*为红绿色相值、b*为黄蓝色相值。通过比较织物色明度值发现，一纬一点组的织物，在三者中具有最大的明度区间值，其次是一纬二点和一纬四点，结果见表2。结果表明全显色技术点数量越少，则组织库内纬面组织与经面组织的织物色的明度差别越大，如用于提花织物设计，则织物图像的明度对比相对强烈。由于全显色技术点为纬组织点，所以其数量越多，组织库内经面组织的经组织点则变少，影响到组织库对图像色彩的明度表现。

表2 织物的最高与最低明度值Tab.2 Max and Min L* value of fabric groups

表3 一纬渐变织物明度差Tab.3 L* differences of fabric groups with one weft color gradual change

注：“—”表示没有对应的组织。

表4 织物明度差均值Tab.4 Averages of L* difference of fabric groups

3.2 织物色差及其方差比较

实验结果表明，在3组全显技术组织织物中，采用一纬二点技术组织的相对最为理想，可见全显技术点的过量增加不利于织物渐变色彩效果的稳定。由于本文实验对象仅为最小值组织库，即从纬面组织到经面组织的过渡级别数最低，所以上述表中具体的织物明度差和色差值，将随着组织库数量的增加而降低，但3组组织库的织物显色规律是不变的。

表5 织物色差及其方差均值Tab.5 Averages of fabric groups' color difference and mean of variance

4 结 论

从组织结构图上看，全显技术组织在强化同向纱线之间的非遮盖关系的同时，对组织影光过渡的连续性造成干扰，从而影响织物色彩的均匀混合和渐变过渡。经实验证明，全显色技术点的数量不仅与组织库中经、纬面组织之间的织物明度差成反比，且与织物色差的离散性成正比，因此全显色技术点的数量应权衡考虑各方面的因素，进行合理设置。在设计三纬组合全显组织结构时：基础组织循环数小于16时，可考虑选择一纬一点或一纬二点组织；大于或等于16时，可考虑选择一纬二点，最多不超过一纬四点组织。