基于印織工藝的圖案變形問題研究

趙 林,陳逸淇,張新月,溫 潤,3,李 娜

(1.浙江省紡織工程學會,浙江 杭州 310005; 2.東華大學 紡織學院,上海 201620;3.濱州魏橋國科高等技術研究院,山東 濱州 256606;4.上海工程技術大學 紡織服裝學院,上海 201620)

新世紀以來,人們的生活品質得到了大幅度提升,生活質量的提高促使越來越多的人追求個性化與多元化。人們對紡織服裝的要求不僅是“蔽體”“耐用”,而是開始追求“健康舒適”“個性定制”“可持續”等[1]。目前,有關服裝行業轉型發展的動力因素與實現路徑已經受到廣泛關注,并且設計創新的驅動作用也得到學術界普遍認可[2]。在人們生活水準不斷提高的背景下,個性化、高品質的產品需求和消費體驗已成為影響消費者購買行為的重要因素[3]。伴隨紡織服裝行業的發展以及追求個性的主流趨勢,新產品設計不能僅停留在常規繪畫和工藝手段上,需要不斷拓展新形式和新手段[4]。相較于國際優秀服裝品牌,同質化嚴重、原創性缺失仍是當前中國品牌普遍存在的問題[5]。

在現有紡織工藝當中,印織工藝憑借其“先印后織”的獨特工藝,不必刻意設計便可生產出具有不可復制性的產品。印織工藝是中國古代絲綢傳統特種印花方法之一,先在紗線上印花,再進行織造,在經絲上形成深淺變化、明暗不同的色彩效果,其花型具有“朦朧感”。由于印織工藝的織造特點,面料每寸都是不同的圖案。近年來,隨著以設計主導情緒感官時代的到來,具有質感特性的產品成為吸引消費者與創造具有競爭優勢品牌的重要利器[6]。印織織物風格具有朦朧感,藝術風格濃厚,具有較好的開發價值。

如今消費者的需求已進一步延展到商品背后無形的意義與認同感,設計與美學逐漸成為商品的重要元素,這些無形的情感因素,成為消費者選擇品牌產品的關鍵[7]。目前市場上的印織產品,以斜紋、平紋、緞紋為主,大部分產品使用三套色,常采用暗綠、深藍、灰色等冷色調,給人透明感與濕潤感,還有蝦粉、橘色、暗紅等暖色調,給人以厚重、飽滿之感[8]。隨著極簡主義的推崇,人們對簡單圖案也越來越喜歡[9],印織技術適合表達簡單、抽象類型的圖案,在新的市場需求下具有一定發展潛力。

當下,印織工藝存在圖案色彩的不可預知、規整圖案難以控制、“滿刮底”印織的織疵等問題,本文針對規整圖案難以控制的問題進行探究。關于織縮、圖案變形的文獻較少,關于印織的文獻更為鮮見,其余文獻年份也較為久遠,時效性較低,缺少可借鑒的文章以及研究方法。本文綜合分析了圖案變形的多方面影響因素,在靜態影響因素中選擇組織結構與紗線密度,在組織結構中選取織物的三原組織作為實驗變量,通過模擬印經工藝流程,對印織圖案的變形問題進行探究,總結制作規整圖案的法則與規律,進行設計實踐與驗證,進而拓寬印織工藝的應用范圍。

1 印織圖案變形問題與實驗方案

1.1 問題分析

1.1.1 影響印織圖案變形的因素分析

印織工藝不同于印花工藝,其特點是先在經紗上印花,再進行織造。經過印花的經紗在人工搬運、人工穿經時會出現原有印花錯位的情況。另外,由于印花階段與織造階段不在同一條生產線,會出現經紗扭轉,使沒有染料的紗線扭轉到表面。因此,影響印織圖案變形的原因有3個方面:紗線扭轉產生朦朧效果、穿經時經紗移位導致圖案邊緣參差不齊、織造時紗線張力不一強化了圖案邊緣的錯位。

1.1.2 影響印織圖案尺寸的因素分析

印織圖案變形的原因為織縮,即經紗在織造過程中發生屈曲,使原來圖案尺寸發生變化。經紗織縮率的計算公式中涉及紗線原料、組織結構、紗線密度等影響織縮的靜態因素,而實際織縮率除了與靜態因素有關之外,還與生產過程中上機張力、開口時間、漿紗、車間溫濕度等動態因素有關。相對于動態因素的不可控性,本文主要探究靜態因素組織結構與紗線密度對圖案的影響情況。

1.2 方案制定

首先,選取組織結構與紗線密度這2個影響印織的因素進行探究,在組織結構中選取織物的三原組織,即平紋、斜紋、緞紋組織;紗線密度則根據企業提供的原始數據,在實驗室條件下進行改動。根據前期實驗結果,結合印織產品的風格以及應用領域,設計開發數套印織產品,并對產品進行驗證,以確定關于印織圖案的變形規律,最終達到圖案可控的目的?？傮w開發思路如圖1所示。

圖1 基于印織工藝的圖案變形問題研究思路Fig.1 Research idea of pattern deformation problem based on printing and weaving process

2 印織工藝圖案變形實驗

2.1 實驗對象

2.1.1 實驗材料與設備

實驗材料:白色棉紗(18 tex×2,江蘇明源紡織有限公司);偶氮型活性染料(上海佳英化工有限公司);尿素(永華化學科技(江蘇)有限公司);防染鹽S(山東優索化工科技有限公司);海藻酸鈉(上海Titan科技有限公司);碳酸氫鈉(上?？蚂`斯精細化工有限公司);聚乙烯醇(上海臣啟化工科技有限公司);淀粉(上海鑫泰實業有限公司)。

實驗儀器:SGA598半自動小樣織機(江陰市通源紡機有限公司);GA392-2漿紗機(江陰市通源紡機有限公司);IKA-RW20懸臂式電動攪拌器(艾卡(廣州)儀器設備有限公司);MSH-R-20加熱型磁力攪拌器(杭州秋籟科技有限公司);FA2204C精密電子分析天平(上海天美天平儀器有限公司)。

2.1.2 實驗樣本選定

選擇三角形、圓形、正方形作為實驗圖案,邊長或直徑尺寸分別設置為2、4、6 cm,排列如圖2所示。

圖2 印花圖案Fig.2 Printed pattern

2.1.3 織機上絲網印花的實現

為了在實驗室進行印織工藝實驗,本文在小樣織機上對經紗進行絲網印花。具體操作如下:

①織機掛經。在小樣織機上掛好經紗,在完成穿綜穿筘后,調節好紗線張力。

②經紗印花。將刻好圖案的雕花刻版(花版)黏在絲網印框背面,絲網印框(包括花版)置于紗線上方,木墊板襯在紗線下方,如圖3所示。固定好后,將適量印花漿料倒于絲網印框上,完成刮印。

圖3 印花排列示意圖Fig.3 Schematic diagram of print arrangement

2.1.4 預實驗結果與分析

根據工廠提供的原始數據,分別織造了平紋、2上2下左斜紋、5枚3飛緞紋3種組織,織造效果如圖4所示。實際織造效果顯示,斜紋組織效果最好;緞紋組織中會出現浮線;平紋在后續織造中斷紗情況嚴重。測量預織實驗中圓形圖案經緯方向上的最大直徑、三角形圖案底邊邊長與底邊上的高、正方形圖案邊長,結果如表1所示。

表1 預實驗三角形、圓形及正方形圖案尺寸Tab.1 Size variation of triangle, circle and square patterns in the pre-experiment

圖4 3種組織預織小樣Fig.4 Three pre-woven fabric organization samples. (a) Plain weave; (b) 2/2 left twill; (c) 5/3 satin weave

根據表1實際測量數據,三角形、圓形、正方形在經向、緯向長度一致的情況下變形規律基本一致。其中,三角形圖案變動最大,變化率最高達-19.00%,圓形次之,最高達-13.50%,正方形圖案變化率相對較低。為了客觀比較印織前后尺寸的變化,本文最終選定規整的正方形圖案為實驗對象。在尺寸大小方面,后續實驗選擇邊長為4 cm與6 cm的正方形圖案。同時,表1測試數據顯示不同織物組織結構對不同圖案尺寸的變化率影響不同,相較而言,平紋織物經向和緯向的變化率基本高于斜紋與緞紋織物,這與平紋織物織縮率較大相關,也表明織縮率對印織工藝圖形的變化影響較大,而織物結構、紗線密度等參數一定程度影響織物的織縮率。

2.2 印織圖案變形實驗設置

2.2.1 圖案排列

印花圖案排列終稿如圖5所示。

圖5 圖案排列終稿Fig.5 Final draft of pattern arrangement

2.2.2 實驗過程

在織機上掛經,經密設置為504 根/(10 cm),并在織機上設置組織結構,調節紗線張力。根據GB/T 29256.3—2012《紡織品 機織物結構分析方法 第3部分:織物中紗線織縮的測定》中織物紗線織縮的測定,先測試紗線在織物中的長度,再測試10根紗線的平均伸直長度,共測試10次數據,4 cm試樣圖案尺寸經向與緯向分別測試4次,6 cm試樣經向與緯向分別測試6次。實驗中先測試紗線伸直狀態的長度,再測量織物中屈曲后的長度?？椏s公式如下:

(1)

式中:a為經向織縮率,%;L1為紗線伸直狀態下平均經紗長度,cm;L2為織物中處于屈曲狀態的平均經紗長度,cm。

2.3 不同組織結構對印織工藝圖案變形的影響

經密504根/(10 cm)和緯密217根/(10 cm)條件下,分別選用平紋、2上2下左斜紋、5枚3飛緞紋3種組織進行印織,得到不同組織結構下4 cm和6 cm尺寸圖案長度值分布如圖6～8所示。

圖6 平紋504根/(10 cm)×217根/(10 cm)密度下尺寸分布圖Fig.6 Size distribution of plain weave at 504 roots/(10 cm)×217 roots/(10 cm). (a) 4 cm in length; (b) 6 cm in length

圖7 斜紋504根/(10 cm)×217根/(10 cm)密度下尺寸分布圖Fig.7 Size distribution of twill weave at 504 roots/(10 cm)×217 roots/(10 cm). (a) 4 cm in length; (b) 6 cm in length

圖8 緞紋504根/(10 cm)×217根/(10 cm)密度下尺寸分布圖Fig.8 Size distribution of satin and sateen weave at 504 roots/(10 cm)×217 roots/(10 cm). (a) 4 cm in length; (b) 6 cm in length

在相同密度的條件下,對平紋、2上2下左斜紋、5枚3飛緞紋3種組織的實驗小樣進行數據分析,結合式(1)計算得出的織縮率發現,經密為504 根/(10 cm)、緯密為217 根/(10 cm)時,3種組織緯向尺寸織造前后變化較小,但經向尺寸上平紋組織變化最大、織縮率最大,緞紋組織變化最小、織縮率最小。這與平紋組織交織點最多,浮線最短,緞紋交織點最少,浮線最長有關。從織物圖案尺寸CV值(標準差與均值的比率)來看,經向尺寸上平紋組織數據波動最大,緞紋組織次之,斜紋組織最穩定。用于印織工藝的平紋組織經向織縮范圍為12.80%～14.50%,斜紋組織經向織縮范圍為10.25%～10.33%,緞紋組織經向織縮范圍為8.50%～9.00%。緯向尺寸變化較小,織縮尺寸可忽略不計。

2.4 織物經密因素的測試與分析

選擇2上2下斜紋組織,在經密上分別選擇346、504、583 根/(10 cm),緯密設置為295 根/(10 cm)。不同尺寸的圖案長度值分布如圖9～11所示。

圖9 斜紋346根/(10 cm)×295根/(10 cm)密度下尺寸分布圖Fig.9 Size distribution of twill weave at 346 roots/(10 cm)×295 roots/(10 cm). (a) 4 cm in length; (b) 6 cm in length

圖10 斜紋504根/(10 cm)×295根/(10 cm)密度下尺寸分布圖Fig.10 Size distribution of twill weave at 504 roots/(10 cm)×295 roots/(10 cm). (a) 4 cm in length; (b) 6 cm in length

圖11 斜紋583根/(10 cm)×295根/(10 cm)密度下尺寸分布圖Fig.11 Size distribution of twill weave at 583 roots/(10 cm)×295 roots/(10 cm). (a) 4 cm in length; (b) 6 cm in length

在組織相同時,從經緯密度為346根/(10 cm)×295根/(10 cm)、504根/(10 cm)×295根/(10 cm)、583根/(10 cm)×295根/(10 cm)的3種不同經密的斜紋實驗小樣的圖案長度值測試結果中發現,經密大小會影響經向織縮與緯向織縮。同一緯密以及組織下,經密為346 根/(10 cm)時,經向織縮范圍為7.50%～9.00%,緯向織縮范圍為4.67%～5.25%;經密為504 根/(10 cm)時,緯向尺寸變化非常小,織縮尺寸可忽略不計,經向織縮率可選取的織縮范圍為11.50%～12.0%;經密為583 根/(10 cm)時,緯向尺寸變化非常小,織縮尺寸可忽略不計,經向織縮率可選取的織縮范圍為12.30%～13.30%。經密越大,經向織縮率越大;經密超過一定值后,緯向尺寸織造前后基本不變。3種密度下,經密小,緯向尺寸與經向尺寸數據波動都較大;經密大,緯向尺寸數據更穩定,經向尺寸波動較大。

3 印織工藝產品設計實踐

基于前期實驗結果,進一步指導產品開發實踐,本文進行了4個相關產品設計。

3.1 設計思路介紹

新疆喀什與和田地區特色傳統手工絲織品艾德萊斯綢[10]的工藝與印織有異曲同工之妙。2008年傳統的艾德萊斯綢制作工藝入選國家級非物質文化遺產名錄,被譽為“21世紀最后的手工業”[11]。艾德萊斯綢的圖案特點為本文印織小樣的圖案設計提供了借鑒。

印花花型設計既可以優雅大氣也可以活潑可愛,還可以呈現其他風格各異的類型[12],題材上沒有太多的限制,比較自由。自然界中的萬物以及中國古代神話的內容(龍、鳳、麒麟等)皆可作為創作的靈感來源[13]。本文分別以融雪、開裂的冰面、下落的冰柱、山脊上積雪的紋路為靈感來源,提取造型,進行抽象化處理。系列1～4織物設計圖如圖12～15所示。

圖12 系列1織物設計圖Fig.12 Design drawings for series 1. (a) Inspiration source picture; (b) Design drawing from snowmelt

圖13 系列2織物設計圖Fig.13 Design drawings for series 2. (a) Inspiration source picture; (b) Design drawing from ice crack

圖14 系列3織物設計圖Fig.14 Design drawings for series 3. (a) Inspiration source picture; (b) Design drawing from wave

圖15 系列4織物設計圖Fig.15 Design drawings for series 4. (a) Inspiration source picture; (b) Design drawing from trail of snow

3.2 印花過程及織造

在系列1織物中,采用504根/(10 cm)×217根/(10 cm)密度下的緞紋組織進行驗證。根據2.2節實驗結果,經向織縮率取8.70%,設定下機尺寸為8.00 cm×8.00 cm圖案,經過織縮率式(1)計算得到印花尺寸中經向尺寸需為8.80 cm,緯向尺寸依舊設置為8.00 cm。

在系列2織物中,采用504根/(10 cm)×295根/(10 cm)密度下的斜紋組織進行驗證。根據2.2節實驗結果,經向織縮率取11.70%,設定下機尺寸為8.00 cm×8.00 cm圖案,經過式(1)計算得到印花尺寸中經向尺寸需為9.00 cm,緯向尺寸依舊設置為8.00 cm。

在系列3織物中,采用504根/(10 cm)×217根/(10 cm)密度下的斜紋組織進行驗證。根據2.2節實驗結果,經向織縮率取10.30%,設定下機尺寸為13.00 cm×10.00 cm圖案,經過織縮率式(1)計算得到印花尺寸中經向尺寸需為14.50 cm,緯向尺寸設置為10.00 cm。

在系列4織物中,采用504根/(10 cm)×295根/(10 cm)密度下的斜紋組織進行驗證。根據2.2節實驗結果,經向織縮率取11.70%,設定下機尺寸為10.00 cm×10.00 cm圖案,經過織縮率式(1)計算得到印花尺寸中經向尺寸需為11.30 cm,緯向尺寸依舊設置為10.00 cm。

根據改動后的尺寸在花版上剪出圖案,深色為需要在花版中裁剪掉的部分,即印花部分。系列1～4織物印花效果和織造后的效果如圖16～19所示。

圖16 系列1織物印花及織造圖Fig.16 Printing and weaving drawings of series 1. (a) Effect picture of printing; (b) Weaving result

圖17 系列2織物印花及織造圖Fig.17 Printing and weaving drawings of series 2. (a) Effect picture of printing; (b) Weaving result

圖18 系列3織物印花及織造圖Fig.18 Printing and weaving drawings of series 3. (a) Effect picture of printing; (b) Weaving result

圖19 系列4織物印花及織造圖Fig.19 Printing and weaving drawings of series 4. (a) Effect picture of printing; (b) Weaving result

3.3 效果評價

系列1織物織入白色緯紗后深色區域變淺,整幅畫面留白較多,印織工藝中紗線錯位產生的參差不齊效果恰好符合雪塊融化時邊緣結晶形狀。根據織造后的圖案長度計算得到經向織縮率為8.98%,在8.50%～9.00%范圍內,緯向長度為7.94 cm,經向長度為8.01 cm,視覺效果上小樣圖案接近正方形,使印織圖案變形實驗的結果得到有效驗證。

系列2織物織入白色緯紗后印花區域顏色變淺,視覺效果上邊緣模糊,織造后的參差感給整個畫面帶來老照片的做舊感,整個畫面藝術感較濃。根據織造后的圖案長度計算得到經向織縮率為11.56%,在11.50%～12.00%范圍內,緯向長度為7.94 cm,經向長度為7.96 cm,視覺效果上小樣圖案接近正方形,使印織圖案變形實驗的實驗結果得到有效驗證。

系列3織物織入白色緯紗后深色區域變淺,整體上線條比較流利自然,更符合自然界中的線條,織造后的參差感給整幅圖案添加了朦朧自然之感。根據織造后的圖案長度計算得到經向織縮率為10.34%,基本做到可控,緯向長度為13.00 cm,經向長度為9.94 cm。

系列4織物織入白色緯紗后深色區域變淺,棱角區域變柔和,印織工藝中紗線錯位產生的參差不齊以及顏色不均效果恰好與水墨畫類似,整幅畫面效果清新淡雅、意境悠遠。根據織造后的圖案長度計算得到經向織縮率為11.68%,在11.50%～12.00%范圍內,緯向長度為9.95 cm,經向長度為9.98 cm,視覺效果上小樣圖案接近正方形,使印織圖案變形實驗的實驗結果得到有效驗證。

通過印花圖案以及織造后圖案對比,并對最終成品效果進行分析評價,本文對于圖案變形問題做到了可控,且符合前期研究結果。產品經緯密以及組織結構不同時,選取實驗得到織縮率范圍內的中間值計算出需要印花的尺寸,織造后可獲得接近設定尺寸的圖案,并為工廠印織生產提供一定參考依據。針對不同類型圖案,如大面積空白圖案,印花顏色選擇深色較為合適,使印花區域與留白區域形成明顯對比;而大面積有色圖案時,要注意留白的間隙大小,間隙過小時織造效果差;在圖案設計時可將規定的留白間隙乘以(1+織縮率),以確?？椏s后圖案可以精準分布。根據織造效果,印織產品除床上用品外,還可以用在服裝、沙發布、桌布、壁掛等裝飾類產品中,一定程度上拓展了市場產品種類。

4 結 論

本文重點解決印織工藝的圖案變形問題,探索組織結構以及經緯密度在印織工藝上的變形規律,結合印織工藝的花型與色彩特點,進行4個系列產品的開發與應用。主要研究結論如下:

①織物組織結構因素影響實驗中,平紋、斜紋、緞紋組織(經緯密度504根/(10 cm)×217根/(10 cm))緯向尺寸織造前后基本不變,經向尺寸織縮范圍分別為:平紋組織12.80%～14.50%,2上2下斜紋組織10.25%～10.33%,5枚3飛緞紋組織8.50%～9.00%。平紋組織經向織縮率最大,緞紋組織經向織縮率最小;平紋經向數據波動最大,斜紋經向數據最穩定。

②經密因素影響實驗中,針對2上2下左斜紋組織,經緯密度為346根/(10 cm)×295根/(10 cm)時,經向織縮范圍為7.50% ～9.00%,緯向織縮范圍為4.67% ～5.25%;經緯密度為504根/(10 cm)×295根/(10 cm)時,經向織縮范圍為11.50% ～12.00%;經緯密度為583根/(10 cm)×295根/(10 cm)時,經向織縮率可選取的范圍為12.30%～13.30%。經密較小時緯向尺寸與經向尺寸數據波動均較大,經密大時緯向尺寸數據更穩定,經向尺寸波動較大。

③印織工藝中,根據不同織物組織結構及經緯密,選取織縮率范圍內的中間值計算出需要印花的尺寸,織造后可獲得接近設定尺寸的圖案。

印織工藝作為一個個性化極高的工藝,有廣闊的發展前景。本文通過對印織工藝影響因素進行分析以及打樣探究,為印織工藝圖案變形問題的改進提供一定參考。