基于电脑横机的成形鞋面编织工艺与性能研究 92页

学校代码：10255学号：2160163东华大学硕士学位论文基于电脑横机的成形鞋面编织工艺与性能研究INVESTIGATINGONKNITTINGTECHNOLOGYANDPERFORMENCESOFFULLY-SHAPEDSHOEUPPERBASEDONCOMPUTERISEDFLATKNITTINGMACHINE学院：纺织学院专业：纺织工程作者姓名：孙伟东指导老师：龙海如答辩日期：2018年5月 东华大学孙伟东硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称职务工作单位备注靳向煜教授答辩委员会主席东华大学胡吉永副教授答辩委员会委员东华大学刘若华副教授答辩委员会委员东华大学高级工钱春芳答辩委员会委员上海特安纶纤维有限公司程师正高级张庆答辩委员会委员上海市纺织科学研究院工程师丁倩实验师答辩委员会秘书东华大学 东华大学硕士学位论文摘要基于电脑横机的成形鞋面编织工艺与性能研究摘要在电脑横机上编织的成形鞋面具有整体性好、轻质耐磨、透气透湿、外观优美、穿着舒适和节省原料等优点，因此受到生产商和顾客的竞相追捧。许多企业和高校都对该成形鞋面的编织工艺进行了研究，也取得了一些进展。目前成形鞋面以全成形的平面鞋面为主。关于鞋面和鞋底一次成形即全成形立体鞋面类织物的研究仍很少，因此关于全成形立体鞋面的编织工艺仍有待研究。本课题的主要研究内容为：首先，在深入了解人体脚部的结构特征和生理特点的基础上，全面分析全成形运动鞋鞋面的设计思路和原理，并对全成形运动鞋鞋面常用的组织进行归纳总结。接着独立设计开发一款全成形平面鞋面，包括人体脚部数据的采集、鞋楦的制作以及将立体鞋楦转化为平面的鞋面样板。再根据设计的相应组织的织物密度，将平面的鞋面样板转化为实际编织过程中所需要的针数和行数。在转化过程中详细分析鞋面平面样板边缘处曲线的特点，再合理地设计相应的收放针工艺。之后在龙星制版软件系统上完成全成形鞋面的制版，最后在电脑横机上进行编织，并对工艺参数调节时需要注意的问题以及编织过程中问题进行分析总结。其次，运用全成形编织的原理设出一款全成形立体的针织拖鞋模型，然后再以该模型为模板设计出基本组织、提花组织以及变化组织三种不同组织的全成形针织1I 东华大学硕士学位论文摘要拖鞋，同样在龙星制版软件系统上进行设计制版和在电脑横机上进行编织。再者，袜鞋是当下比较流行的一种三维立体成型鞋，运用三维全成形的编织原理，在双针床电脑横机上设计并开发出一款三维全成形的袜鞋，深入了解设计以及编织过程中的每一个环节，为成形鞋面向着多元化方向进行开发。该论文还对三种常用组织鞋面织物的力学性能进行了测试，包括拉伸性能、耐磨性能以及撕裂性能。对于这些性能测试结果进行对比分析得到：在原料相同的条件下，织物组织不同对织物比强度的影响也不相同，结合不同组织的编织图发现当前后针床织物的线圈交织次数越多时织物的纵向或横向的比强度更大，主要原因是在这种情况下织物的拉伸不仅仅要克服纱线的拉力还要克服纱线之间的相互作用。不同组织织物的横向和纵向的断裂伸长率均具有各自的特点，但是通过对不同组织织物的编织图进行分析可以总结出一般情况下前后针床同时参与编织的织物无论纵向还是横向的断裂伸长均比单针床编织的织物大，这主要是因为前后针床相邻织针间的距离一般均比同一针床相邻织针间的距离要大一些，因此前后针床织物的断裂伸长相对大一些。鞋面织物的耐磨性与织物的面密度具有很大的关系，一般织物的面密度越大织物的耐磨性越好，提花织物的耐磨性还与提花的大小、形状以及提花部分的原料具有很大的关系。鞋面织物的撕裂性与织物组织的编织形式和织物密度均具有很大的关系，多系统编织的织物纵向撕裂时，联系紧密的多个线圈横列同时受力，因此撕裂力相对大一些，横向撕裂时，密度大的织物撕裂口处的纱线纵行基本同时受I1I 东华大学硕士学位论文摘要力，因此撕裂力也相对较大。这些性能的测试结果能够为以后织物的设计提供一定的依据。关键词：电脑横机，全成形鞋面，编织工艺，鞋面织物，鞋面力学性能I1II 东华大学硕士学位论文ABSTRACTINVESTIGATINGONKNITTINGTECHNOLOGYANDPERFORMENCESOFFULLY-SHAPEDSHOEUPPERBASEDONCOMPUTERISEDFLATKNITTINGMACHINEABSTRACTTheformedshoeuppermadeoncomputerizedflatknittingmachinehasmanyadvantages，suchasgoodintegrity,lightweight,wearresistance,breath-abilityandmoisturepermeability,beautifulappearance,comfortablewearingandsavingrawmaterial.Therefore,itishighlysoughtafterbyproducersandcustomers.Manyenterprisesanduniversitieshavestudiedtheknittingtechnologyoftheshoeandmadegreatprogress.Atpresent,mostoftheformedshoeupperisthefullyfashionedflatshoeupper.Therearestillfewstudiesontheone-stepformingofshoeupperandsole,namelythefullyfashionedthree-dimensionalshoeupperfabric.Therefore,thefully-shapedtechnologyofthethree-dimensionalshoeupperisstilltobestudied.Themaincontentsofthepaperareasfollows.Firstly,basedonlearningmoreaboutthestructureandphysiologicalcharacteristicsofthehumanfoot,thedesignideaandprincipleoffullyfashionedvampsofsportshoeswereanalyzedcomprehensively,thecommonstitchesoftheupperfabricweresummarized,andthenfullyformedsportsshoeupperswereindependentlydesignedanddeveloped,includingcollectinghumanfeetdata,makingshoetree,andchangingthethree-dimensionaluppertoplanefrom.Inaccordancewiththecorrespondingstitchdensities,theplanemodelsfortheupperweretransformedintotheneedlenumberandtherownumberduringtheknittingprocess.Intheprocessoftransformation,thecharacteristicsoftheedgecurveofplanemodelfortheshoeupperwereanalyzedindetail,andthecorrespondingnarrowingandwideningtechnologywerethenreasonablydesigned.AftercompletingpatternmakingofformedupperbyIV 东华大学硕士学位论文ABSTRACTusingLONG-XINGsoftwaresystem,theshapedshoeupperwasmadeonthecomputerizedflatknittingmachine,andtheproblemsintheknittingprocessweresummarized.Secondly,ashapedslippermodelwasdesignedbytheprincipleoffullyformed,thebasicstitches,jacquardstitchesandderivativestitcheswereusedtomaketemplates,andthefullyfashionedslipperswereproducedonthesamemachine.Thirdly,sockshoeisapopularthree-dimensionalshoe.Bytheprincipleof3Dknitting,athree-dimensionalsocksshoewasdesignedanddevelopedonthecomputerizedflatknittingmachine.Eachstepinthedesignprocesswasunderstoodin-depth,whichhasprofoundsignificanceforthedevelopmentoffullyformedshoeuppersinthedirectionofdiversification.Themechanicalpropertiesofthreekindsofcommonshoeupperfabricspaperwerealsotested,includingtensileproperties,wearresistanceandtearperformances.Accordingtothecomparisonandanalysisofthetestingresults,learnaboutthatunderthesamerawmaterialconditions,thestructuresoffabrichavedifferentinfluenceonthestrengthofthefabric.Itisfoundthatthelongitudinalortransversestrengthofthefabricisgreaterwhenthenumberofinterwoveloopsoftheneedlebedismore.Themainreasonisthatinthiscasethetensilestrengthofthefabricisnotonlytoovercometheyarn,butalsotheinteractionbetweenyarns.Thetransverseandlongitudinalextensionofdifferentfabricsallhavetheirdistinctivecharacteristics,butitcanbeconcludedthattheextensionoffabricknittedontwoneedlebedsislargerthanthatknittedonthesingleneedlebed.Thereasonisthatthedistancebetweentheadjacentneedlesinthefrontandbackneedlesisgenerallylargerthantheadjacentneedlesofthesameneedlebed.Thewearresistanceoftheupperfabrichasagreatrelationshipwiththedensityofthefabric.Thegreaterthedensityofthefabricis,thebetterthewearresistanceofthefabricis.Thewearresistanceofthejacquardfabricisalsocloselyrelatedtothesize/shapeofandtherawmaterialofthejacquard.Thetearperformanceoftheupperfabrichasagreatrelationshipwiththefabricstructureandthedensityofthefabric.Whenthemutisystemknittingfabricistornlongitudinally,thetightlyconnectedrowsofloopsovercometheforcetogether,sothetearingforceisrelativelylarge.Whenthefabricistearedtransversely,thedensityofthefabricismore,themoreyarnatthetearingofthefabricaretearedatthesametime,sothetearingforceisalsorelativelylarge.Thetestresultsofthesepropertiescanprovideabasisforfutureshoeupperfabricdesign.V 东华大学硕士学位论文ABSTRACTSUNWeidong(TextileEngineering)SupervisedbyProf.LongHairuKEYWORDS:computerizedflatknittingmachine,full-formedshoeupper,knittingtechnology,shoeupperfabric,mechanicalpropertiesofshoeupperVI 东华大学硕士学位论文目录目录第一章绪论.........................................................11.1课题背景....................................................11.2国内外研究现状..............................................11.2.1成形平面鞋面编织的研究现状.............................11.2.2成形立体鞋面编织的研究现状.............................21.2.3成形鞋面性能的研究现状.................................31.3本课题研究的意义及主要的内容................................41.3.1研究意义..............................................41.3.2研究内容..............................................5第二章成形平面鞋面的设计与编织.....................................62.1成形平面鞋面的设计原理.......................................62.1.1人体脚部的结构特征及生理特点...........................62.1.2鞋楦以及鞋面样板的制作.................................72.1.3成形鞋面基本组织的设计.................................72.2成形平面鞋面的成形与结构设计................................122.2.1成形平面鞋面的成形设计................................122.2.2成形平面鞋面的结构设计及制版工艺......................142.3成形平面鞋面的编织工艺......................................172.3.1机器设备的选择.......................................172.3.2原料的选择...........................................172.3.3编织工艺参数的设置...................................172.3.4编织过程中的问题以及解决方法.........................192.4本章小结...................................................19第三章成形立体鞋面的设计与编织....................................213.1全成形拖鞋的结构与成形设计.................................213.1.1普通组织全成形拖鞋的设计与制版工艺...................233.1.2提花组织全成形拖鞋的设计与制版工艺...................26I 东华大学硕士学位论文目录3.1.3变化组织全成形拖鞋的设计与制版工艺...................333.2全成形拖鞋的编织工艺.......................................363.2.1机器设备的选择.......................................363.2.2原料的选择...........................................363.2.3编织工艺参数的设置...................................363.2.4编织过程中的问题以及解决方法.........................373.3本章小结...................................................38第四章全成形袜鞋的设计与编织......................................394.1全成形袜鞋的结构与成形设计..................................394.1.1全成形袜鞋前半部分设计................................394.1.2全成形袜鞋后半部分设计................................424.2全成形袜鞋的编织工艺........................................464.2.1机器设备的选择........................................464.2.2原料的选择............................................464.2.3编织工艺参数的设置....................................464.2.4编织过程中的问题以及解决方法..........................474.3本章小结....................................................47第五章鞋面织物的性能测试及分析....................................495.1纱线拉伸性能测试与分析.....................................495.1.1原料规格及测试仪器与方法.............................495.1.2测试结果与分析.......................................495.2鞋面织物的基本参数.........................................505.3鞋面织物拉伸性能测试与分析.................................505.3.1测试仪器与方法及试样制备.............................505.3.2鞋面织物拉伸性能测试结果与分析.......................515.3.3不同组织鞋面织物拉伸性能总结.........................575.4鞋面织物耐磨性能测试与分析.................................595.4.1测试仪器与方法及试样制备.............................595.4.2鞋面织物耐磨性能测试结果与分析.......................59II 东华大学硕士学位论文目录5.4.3不同组织鞋面织物耐磨性能总结.........................625.5鞋面织物撕裂性能的测试与分析...............................635.5.1测试仪器与方法及试样制备.............................635.5.2鞋面织物撕裂测试结果与分析...........................635.5.3不同组织鞋面织物撕裂性能总结.........................675.6本章小结....................................................69第六章总结与展望..................................................706.1总结........................................................706.2不足与展望..................................................71参考文献...........................................................72附录...............................................................75致谢...............................................................79III 东华大学硕士学位论文第一章绪论第一章绪论1.1课题背景近年来随着新材料的研发，技术的革新以及人们对于舒适性要求的提高，鞋面的发展取得很大的进步。传统的皮革或其它织物材料也有了较大的改进，以纺织品、纤维材料以及无纺布为底基的人造革和合成革在鞋面中的应用越来越广泛；间隔织物、网孔织物等各类纺织织物也逐渐应用到鞋面的设计中。但是这些鞋面材料在做成鞋面的过程中需要裁剪、包边、缝纫等工序仍会造成一定的浪费，[1]并且不同材料结合处的缝合也会影响穿着的舒适性。自2012年耐克提出的飞织鞋面以来。飞织逐渐成了继皮、革、布等传统鞋面主要材料之外的另一大组成部分。在脑横机上编织成形的飞织鞋面具有整体性好、轻质耐磨、透气透湿、外[2]观优美、穿着舒适和节省原料等优点，因此受到生产商和顾客的竞相追捧。目前许多企业和高校都对该成形鞋面的编织工艺进行了研究，也取得了一些的进展。随着全成形平面鞋面的发展，需要裁减的半成形平面鞋面正在逐渐被淘汰，目前成形鞋面以全成形的平面鞋面为主。关于鞋面和鞋底一次成形即全成形立体[3]鞋面类织物的研究仍很少，因此关于全成形立体鞋面的编织工艺仍有待研究。1.2国内外研究现状1.2.1成形平面鞋面编织的研究现状[4]2009年YoitsuTakahashi等人对鞋楦的制作进行了深入的研究。目前鞋楦的制作主要是Kagami’s的方法。他们为了使鞋楦更加能够真实地反映人们脚部的形状和特征，首次提出在制作过程中引入拉普拉斯变形。这样使得通过鞋楦制出的鞋面就更能够提高人们的舒适性。[5]2015年蒋高明等人在研究了横编工艺原理的基础上，开发了一种用于生产横编鞋面平面样板的方法。该研究为横编成形鞋面向多元化方向设计开发提供了一定的指导。[6]2015年杨茜、丛红莲等人通过对横编半成型鞋面工艺结构的深入研究，同时结合人体对运动鞋热湿舒适性的要求，提出了横编半成型鞋面功能分区概念，并且总结出鞋面成形方法以及编织工艺步骤。[7]2015年卢致文、蒋高明等人对鞋面的组织结构进行了分析。人体脚部不同1 东华大学硕士学位论文第一章绪论部位具有不同的生理特点，因此鞋面不同的部位要具有不同的作用，因此在编织过程中要不断地变换鞋面织物组织结构以达到高强、透气、束紧等作用。同时对一些典型的织物组织进行了工艺设计和上机实践。[8]2015年楚玉松对纬编提花鞋面的原料选择、样板建立、以及上机的工艺参数等方面进行了全面的实验及分析。也对鞋面材料的各种物理性能如硬挺度、拉伸断裂、顶破性能以及耐磨性能进行了实验分析。同时指出了鞋面材料开发中的一些问题，如织造过程和后整理过程中遇到的问题等。[9]2016年ZhiwenLu等人对针织鞋面设计的全过程进行了深入的研究和分析。从人体脚部的结构分析到鞋楦的设计，从鞋面版型的设计到各部分的组织设计。然后通过一个实例对其整个设想与分析进行了验证。[10]2016年楚玉松、丛红莲等人总结出横编鞋面成形方法及流程，包括结合人体脚部数据进行鞋楦设计、将立体鞋楦转化为鞋面平面样板的设计、鞋面样板不同部分的功能划分、鞋面平面样板整体的版型设计以及上机织造等。[11]2017年李珂等人利用运动捕捉系统和红外线摄像头进对高硬、高软、低硬以及低软鞋侧的4种鞋子的穿着效果进行研究。结果表明高硬的鞋侧相对于其他几种鞋侧的运动鞋来说，能够有效地降低踝关节所受到的冲击力，减小发生损伤的风险，这对于从事鞋面设计的专业人才来说具有很强的指导意义。目前成形平面鞋面的编织技术日趋成熟，但是在某些尺寸细节方面仍有待提高，并且对于足部健康和安全的理论仍需要不断深入研究。1.2.2成形立体鞋面编织的研究现状[12]2006年许英莲等人探究了一种简化全成形毛衫工艺计算的方法，主要就是在毛衫CAD系统中进行区域的划分，将衣服分解为几个主要的部分，然后单独分析各部分的收放针特点。该种简化全成形工艺计算的方法对于全成形鞋面的工艺计算也有一定的参考。[13]2008年lgarashi,Yuki等人创建了一个由3D表面模型的针织动物转换到其原始编织的系统。并且使用这个系统进行了几个针织动物的实际编织。这与我们立体鞋面的编织原理基本类似，对于立体鞋面的开发具有一定的指导意义。[14]2015年彭佳佳等人深入研究了全成形毛衫在双针床电脑横机上的编织工艺。并对编织顺序以及毛衫中难点部位的编织方法进行了详细的分析。对实际生产具有借鉴。[15]2015年黄林初等人研究了在龙星牌双针床电脑横机上的全成形产品的开发，并且详细介绍了全成形毛衫重要部位的编织工艺。为进一步研发全成形产品提供了工艺支持。[16]2016年McCann,James等人深入研究了生产精细、无缝、三维形状产品的2 东华大学硕士学位论文第一章绪论针织横机的电脑编程。他们自己发明了一个编译器。它可以自动地将高级原程序集转换成低级的机器指令。该编译器的核心就对编织循环的一种转移规划算法。通过一些实际编织例子验证了该编译器作为后端的可行性。[17]2016年王群等人对一些三维全成形的产业用针织物的编织工艺和方法进行了研究，还对全成形针织物的一些性能进行了测试和分析。同时总结了实验过程中出现的一些问题，并通过不断地实验改进，提高了编织效率和织物的性能。这对三维全成形针织物在产业上用的应用起到了一定的推广。[18]2016年刘录勇、张栋提出了一种在多针床电脑横机上实现全成形的编织工艺。并详细概述了该工艺编织系统的设计原理以及编织过程等。[19]2017年李昌龄、马丕波总结了针织全成形运动产品相对于其它常规运动运动产品的独特特点。介绍了三种全成形技术的发展以及其在全成形运动产品方面的研究。并且给出了针织全成形运动产品未来的发展趋势。[20]2017年王敏、丛红莲等人研究了四针床电脑横机的全成形工艺，并详细分析了机器相关部分的工作原理。四针床电脑横机对于各式羊毛衫的一体成形均具有突出的效果。3D成型编织鞋面织物要想实现组织以及样式的多元化必然也将在四针床横机上进行开发和研究。全成形编织是未来发展的趋势，尽管目前仍有许多技术和理论上的障碍有待突破，但这一趋势依旧势不可挡。随着技术的发展和研究的深入，全成形技术必将深入到我们生活的方方面面。成形立体鞋面已经得到了一定的发展，但目前受机器技术限制，款式、造型还没有实现多元化。1.2.3成形鞋面性能的研究现状[21]2007年霍洪峰，赵焕彬等人通过参考大量有关运动鞋性能的研究资料，根据已有的方法理论，同时结合运动鞋的物理性质。确定了运动鞋各种性能指标的测试原理和方法。[22]2009年StephanHorras,AlessandraGaiotto等人设计一个具有嗅觉传感器的电子鼻系统，他们将人体对鞋子和袜子的气味的感觉和电子鼻系统的测量做对比，经过不断地改进最终得到测量鞋子和袜子气味的客观准确的电子鼻系统。这个系统的出现对于改进鞋子和袜子的原料具有重要的意义。2013年BaussanE,BuenoM.A等人[23]对运动袜对人体脚部的磨损进行了深入的研究。通过使用线性往复磨损试验机模拟人体脚部与跑步鞋的实际接触环境，深入分析了起毛织物、平针织物以及筒状织物对人体脚部的磨损情况。该实验对于我们设计鞋面组织具有较好的参考。[24]2013年陈大志、曾董超等人对当下常用的三种鞋面耐磨性测试常用的方法进行了分析比较。详细阐述了它们之间的优缺点、差异性以及各自比较适合应3 东华大学硕士学位论文第一章绪论用的鞋面，这对于进行鞋面耐磨性的测量具有借鉴作用。[25]2014年OlafDessinga,ArjenJ.Jansenb等人利用数字温度计和热成像摄像机对室内运动鞋的通风性能进行了测定。最终通过热图像得出鞋底和鞋跟这两个部位是改善鞋子内部热湿稳定性，提高舒适性的主要部位。[26]2015年万爱兰、丛红莲等人研究了如何提高鞋面织物的吸湿性和舒适性，采用8种不同染色后的棉/锦纶/羊毛包芯纱，编织了针织鞋面常用组织的织物如纬平针织物、1+1罗纹织物以及1+1双反面织物。并对这些织物的一些性能进行了测试。最终得出了原料的选用以及染色工艺的选择对横编成形鞋面具有一定的影响。[27]2015年尤建坊等人通过分析运动鞋鞋面在不同材料搭接处出现破损的情况，发现现有的标准并不能真实、有效地模拟织物鞋面在穿着使用过程中发生的屈挠、撕裂、摩擦等复杂的物理现象。通过研究他们发现只要在测试样品上增加辅助材料进行测试，便可以有效地模拟运动鞋用织物材料发生屈挠的现象。这对运动鞋鞋面耐屈挠测试提供了更加科学规范的依据。[28]2016年Wang、Chung-chuan等人对运动鞋的形状设计进行了研究。他们通过运动鞋的感性工学和人工神经网络格对NBA后卫的身体运动以及相应的心理特征进行分析，从而能够确定出更加符合人体特点的新鞋的形状。[29]2016年杨茜，卢致文等人通过改变原料、选取不同的典型组织结构以及采用不同后整理工艺对横编针织物样品进行处理，然后再对它们进行详细的拉伸断裂强力及撕裂强力测试，分析了它们在外力作用下产生的形变、应力以及应变值之间的关系，并且归纳出造成性能指数差异的影响因素，从而为今后相关的研究及生产提供参考依据。[30]2016年Tasron,Diyana等人对袜子进行了深入的研究，以此来减少对人体脚部磨泡可能。他们采用尼龙和全棉两种不同原料的袜子在干燥、低湿和湿三种不同的条件下进行试穿和分析，并且总结了其中的规律。[31]2017年Jevsnik等人研究了超声波焊接对于不同织物的接缝强度、厚度和刚度的影响，并与传统的鞋面制造商的普通鞋面接缝进行了比较。结果发现接缝的粘结强度取决于缝合方式和织物的组成。但是所有超声波焊接缝也满足标准的粘结强度。传统方法的接缝的厚度相对于超声波的方式比较厚。传统方法的接缝的刚度相对于超声波的方式要低一些，并进行了分析说明。1.3本课题研究的意义及主要的内容1.3.1研究意义深入了解电脑横机上成形鞋面的设计开发流程，并对鞋面设计的常用组织4 东华大学硕士学位论文第一章绪论进行归纳总结，从而对企业的设计提供清晰的选择，并且通过实际操作对成形鞋面编织过程中的问题进行分析归纳并且提出自己的解决方案；利用全成形的编织原理，进行全成形立体鞋面的开发，为成形鞋面向多元化方向发展提供一个新的思路。利用三维全成形的编织原理，进行立体全成形拖鞋和三维袜鞋的设计，并且尝试着在双针床电脑横机上进行编织，为三维鞋的在双针床的开发提供一个新的设计开发方向。1.3.2研究内容本课题的主要研究内容为：（1）深入了解人体脚部的结构特征和生理特点，全面分析全成形运动鞋鞋面的设计思路和原理，并对全成形运动鞋鞋面常用的组织进行归纳总结，然后再独立设计开发一款全成形运动鞋鞋面，包括人体脚部数据的采集、鞋楦的制作以及将立体鞋楦转化为平面的鞋面样板，再根据设计的相应组织的织物密度，将平面的鞋面样板转化为实际编织过程中所需要的针数和行数，在龙星制版软件系统上完成全成形鞋面的制版，之后在龙星牌电脑横机上进行编织，并对工艺参数调节时需要注意的问题以及编织过程中问题进行分析总结。（2）运用全成形编织的原理设出一款全成形的针织拖鞋模型，然后再以该模型为模板设计出基本组织、提花组织以及变化组织三种不同组织的全成形针织拖鞋，当拖鞋的模板以及对应的组织设计完成后，同样将其转化到龙星制版软件系统上进行设计制版，当系统制版完成后，在龙星电脑横机上进行编织，探索编织工艺（3）袜鞋是当下比较流行的一种三维立体成型鞋，运用三维全成形的编织原理，在双针床电脑横机上设计并开发出一款三维全成形的袜鞋，深入了解设计及编织过程中的每一个环节，为成形鞋面向着多元化方向进行开发。（4）对全成形拖鞋三种常用组织的织物进行性能测试和分析，如拉伸性能、耐磨性能，撕裂性能。对比分析这些性能测试结果能够为以后织物组织的设计能够提供一定的依据。完成该课题需要对龙星制版软件以及电脑横机有一个熟练的操作。因此在江苏金龙科技股份有限公司进行了相应的培训工作。除此之外，还在江苏金龙科技股份有限公司研发部郭主任的指导下，对成型鞋面的一些基本的知识进行了系统了学习，对鞋面织物设计常用的组织进行了分析和总结。5 东华大学硕士学位论文第二章成形平面鞋面的设计与编织第二章成形平面鞋面的设计与编织本章通过对一款全成形平面鞋面进行设计及编织，深入了解全成形平面鞋面的设计以及开发流程。并对设计以及编织过程中遇到的问题进行了分析总结。2.1成形平面鞋面的设计原理人体脚部的结构以及生理构造都相当复杂，要想制造出一款舒适合脚的鞋子，必须深入了解人体脚部的结构特征和生理特点。然后结合人体足部结构特点及运动性与装饰性的要求进行设计。在对人体脚部结构尺寸进行深入了解后，利用这些数据进行鞋楦的制作，这是鞋面设计和制作的标准。然后利用鞋楦将脚部的立体结构转化为实际编织的平面结构，从而生产出良好的贴合人体脚面的鞋面。对于鞋面各个部分不同织物组织的设计与研发，需要充分考虑人体脚部的生理特点。对于运动幅度较大的部位要设计成较厚的组织起到良好的包覆效果，对于出汗较多的部位设计成一定的网孔组织，起到其透湿透气的效果，对于磨损较严重的部位设计成耐磨组织，起到耐磨效果，以此来整体提高鞋面的使用效果。这些就是鞋面设计的基本原理。2.1.1人体脚部的结构特征及生理特点脚与人体其它部位一样也是一个有生命力的有机个体。深入了解和掌握脚部的结构特征、生理机能的特点对于鞋面的设计是十分重要。人体脚部共由26块骨组成，分成三大部分：跟部、腰部以及前掌部，分别对应着跗骨、跖骨以及趾骨三大类。其中跖骨和趾骨的第1节构成了趾跖关节，是人体脚部活动较为频繁的部位，可做一定的屈伸运动，在跑跳等运动过程中受力强度较大，因此该部分不适合作断帮处理。由胫骨、腓骨及距骨构成的踝关节可沿多个方向翻转摆动，但是其受力具有一定的范围，在活动时一旦受力超出承受上限就会引起关节损伤，因此，在鞋面织物设计中，良好的包覆及支撑对脚踝部位的保护十分重要。人体脚部骨骼图如图2-1所示。6 东华大学硕士学位论文第二章成形平面鞋面的设计与编织图2-1足部骨骼为了实现对人体整个体重的支撑作用，脚的底部产生了拱形，其中内弓比较发达，该部分骨骼既大又牢固。足弓在人体跳跃或者进行下落运动起到保护足底血管和神经防止其被压迫的作用。由于人体脚部内外两侧足弓的长度不同，因此鞋面轮廓的两侧通常也是非对称设计。另外足弓的内外两侧是人体脚部分布汗腺最多的部位，因此该区域在组织设计的时候可以考虑采用一定的网孔组织。2.1.2鞋楦以及鞋面样板的制作鞋楦是鞋子成形的参考模板。鞋楦结构尺寸的精确性决定着鞋是否合脚。目前鞋楦主要有有木、塑料和金属这三种。现代鞋楦设计与制作是一门牵连多种学科的复杂工艺。不过随着数字化信息系统以及各种编辑软件的开发，高精度、高质量的鞋楦制作工艺会越来越普遍。当一个符合人体脚部结构特点的鞋楦做成后，为了鞋面的进一步制作，我们需要把立体的鞋楦面进行平面的展开。由于鞋楦面是一个不规则曲面，因此鞋楦面的展开情况也决定了鞋面平面样板的质量。常规的鞋楦面展开的方法有贴楦法、直角展平法、三角展平法等。在实际的生产过程由于贴楦展平法具有简单易操作等特点，应用比较广泛。贴楦展平通常采用美纹纸平展地贴在鞋楦的表面，画出帮样线后将美纹纸剥下并展平，从而得到楦面的平面样板。贴楦展平的过程中需要对一些基本的数据进行测量，如脚长、楦底样长、放余量、后容差等。2.1.3成形鞋面基本组织的设计当平面鞋面的样板完成后我们需要在样板的不同部位进行各种不同组织的设计。尽管成形运动鞋面的款式及颜色各种各样，但是成形鞋面在穿着过程中常常需要考虑的是其耐磨性、拉伸性、透气性、包覆性等几方面的性能要求。而这几方面的性能要求对应的织物组织可以概括为耐磨组织、加厚组织和网孔组织这三类。2.1.3.1耐磨组织的结构特点与性能7 东华大学硕士学位论文第二章成形平面鞋面的设计与编织人体在日常的行走或基本的运动过程中，人体脚部都承载着人体基本所有重量。由于人体脚部的结构不同，因此鞋面各个部分的受力及作用情况不同。在脚趾前及鞋跟后，由于运动中要承载较大的力的作用，并且由于脚趾的灵活性其运动也比较频繁，因此这两部分的要具有很好的耐磨性才能保证鞋面的耐用性。鞋面的侧边部分尤其是外侧边在人体发生变向运动时也需要承载较大的力的作用，因此设计时也需要保证该部分组织一定的耐磨性。提高鞋面的耐磨性通常从两方面进行。一方面是通过编织工艺参数的调节，主要是度目（即线圈长度）参数的调节。对于需要提高耐磨性的组织，在编织时需要适当地减小其度目参数，这样各线圈之间连接比较紧密，在受到外界作用时能够增加受力的纱线根数及作用面积，因此能够提高其耐磨性。另一方面也是比较主要的方面就是通过进行耐磨组织的设计，改变需要较高耐磨部分的组织结构，从而从根本上提高其耐磨性。提高织物耐磨性的组织通常有三种形式。如图2-2所示。(a)第一种(b)第二种(c)第三种图2-2常用的耐磨组织第一种为常见的耐磨组织，通过纱线在前后针床的交互成圈编织，使织物紧密地结合为一个整体从而提高其耐磨性。在实际的组织设计过程中要考虑不同颜色纱线形成不同图案的需要，因此纱线在前后针床交互编织的规律可以任意地发生变化。第二种耐磨组织中色码代表前吊目（即集圈）无连接，色码代表后吊目无连接。该耐磨组织是在第一种组织的基础上适时地添加一些在前后针床相互交错的吊目组织。这些吊目组织的线圈更加平直些，能够减小该部分的织物在外力作用下的变形，提高其稳定性，从而起到增加耐磨的效果。第三种耐磨组织中色码代表前编织后吊目2段（即紧吊目），色码代表前吊目2段后编织。该耐磨组织是从线圈的角度着手，缩小部分线圈的长度，提高织物的紧密程度，从而提高相应部分织物的耐磨性。这三种不同的组织形式均能实现提高织物的耐磨性，它们之间并没有什么独立性，在很多情况下可以随意组合，从而达到更加显著的耐磨效果。2.1.3.2加厚组织的结构特点与性能踝关节的结构特点决定了踝关节可以沿各个方向翻转摆动的特点。在我们的8 东华大学硕士学位论文第二章成形平面鞋面的设计与编织日常活动中，踝关节也时时表现出这个特点。但是在运动过程中，一旦踝关节的活动范围超过其所承受的极限就很容易造成踝关节的损伤，因此在成形运动鞋鞋面的设计过程中，对于踝关节部位的组织，一定要设计成较厚的组织，使其具有良好的包覆性。从而降低人体踝部受伤的概率。为了提高鞋面部分的厚度，调整编织时的工艺参数效果并不显著，通常从组织的设计方面进行分析改进。提高鞋面厚度通常也有三种组织设计方法。如图2-3所示。(a)第一种(b)第二种(c)第三种图2-3常用的加厚组织第一种是最常用的加厚组织即多个成圈系统共同组合编织一个线圈横列，对于这种组织的织物显然成圈系统数越多织物的厚度越大。第二种常用的加厚组织是在基本的编织动作中添加了（即前后床编织，无连接）。在成圈系统数相同的情况下，使用该编织动作的织物厚度相对于第一种厚度略微小一些，但是该类织物的稳定性显著提高，主要就是该编织动作的加入使织物的前后两片以一定的规律偶尔相互连接一下。第三种常用的加厚组织是在基本编织动作中引入前吊目和后吊目的编织动作。吊目组织将在前后针床编织出的织物紧密地结合在一起，起到了稳定织物的作用，但是在一定程度上也减小了织物的厚度。同样吊目组织的成圈系统数增加，织物的厚度也增大。2.1.3.3网孔组织的结构特点与性能由于人体脚部独特的生理结构特点，在人的前脚掌和脚心内侧分布着较多的汗腺，因此该部位相对于其他部位来说需要蒸发的水分相对多一些，为了实现鞋内部穿着的舒适性，因此该部分的组织结构通常设计为一定的网孔组织。由于不同运动条件下以及不同环境下人体脚部该部位的排汗状态不同，因此需要设计的网孔组织也不同，根据形成网孔编织动作的不同主要可分为两大类：翻针（即将线圈转移到另一个针床相对的织针上）网孔组织和移针（即将线圈转移到同一针床上相邻的织针上）网孔组织。具体如图2-4所示。9 东华大学硕士学位论文第二章成形平面鞋面的设计与编织（a）翻针网孔组织（b）移针半网孔组织（c）移针全网孔组织图2-4基本的网孔组织上图展示的是三种形成网孔组织主要编织动作，当采用的原料以及编织工艺参数相同的情况下，移针全网孔组织的织物透气性最好，因为该组织的织物表面形成的网孔最大，其次为移针半网孔组织的织物，翻针网孔组织织物的透气性最差。在设计网孔组织时，我们除了对形成网孔组织的编织动作进行选择外，主要的还是在相邻网孔组织横列间的基本编织横列进行各种设计和变化。很显然，基本编织横列数越多，织物的透气性就想对越差一些。当然这其中的设计还包括许多其它编织动作的使用，如（即前后编织，无连接）、吊目和（前编织后吊目2段）。接下来进行详细分析。（a）翻针变化网孔组织（b）移针变化半网孔组织（c）移针变化全网孔组织图2-5第一种变化网孔组织在网孔鞋面组织的设计中，经常用到即前后编织这一编织动作。该编织动作用在相邻翻针横列或移针横列之间的基本编织横列中如图2-5所示，该编织动作下的翻针网孔组织、移针半网孔组织和移针全网孔组织相对于基本编织动作的织物主要有两方面的突出作用：一方面是使基本编织行列中，在前后针床编织出的两块分离的织物紧密地连接在一起，起到稳定织物的作用；另一方面是，该编织动作能在前后针床同时编织，因此执行该编织动作的纱嘴所带的纱线可以在织物的反面成圈，按一定的规律设计即可形成一定的图案。该编织动作在基本组织中的分布可以根据需要进行设计，显然该编织动作分布的密度越大，织物的紧密程度将增大，织物的透湿透气性将减小。当纱线以及编织工艺参数相同时，三种变化网孔组织的透湿透气性仍是移针变化全网孔组织最好，其次为移针变化半网孔组织，最差的是翻针变化网孔组织。10 东华大学硕士学位论文第二章成形平面鞋面的设计与编织（a）翻针变化网孔组织（b）移针变化半网孔组织（c）移针变化全网孔组织图2-6第二种变化网孔组织吊目组织在成形鞋面组织设计中也经常应用，它的应用有两种方法。一种如图2-6所示在后针床的编织横列出现前吊目，该种方法还有另一种形式就是在前针床的编织横列中出现后吊目，吊目组织在该种情况下的应用，具有和前后针床编织动作相同的作用。第一是稳定织物，第二可以用于花型图案的设计。但是两者形成的织物，在其它条件相同的情况下，吊目组织的织物透湿透气性相对要好一些。另一种应用方法就是在前针床的编织横列出现吊目，也包括另一种形式就是在后针床的编织横列出现后吊目。吊目组织在该种情况下的作用只有一个那就是稀松织物，增加织物的透湿透气性。在这种变化网孔组织中，当纱线以及编织工艺参数相同时，三种变化网孔组织的透湿透气性仍是移针变化全网孔组织最好，其次为移针变化半网孔组织，最差的是翻针变化网孔组织。（a）翻针变化网孔组织（b）移针变化半网孔组织（c）移针变化全网孔组织图2-7第三种变化网孔组织图2-7中表示前编织后吊目2段，具有和前后针床编织动作相同的两个作用，不过两者作用的效果差别比较大。前编织后吊目2段这一编织动作，通过紧吊目将前后针床织出的织物紧密地连接在一起，相对于前后针床编织这一动作，织出的织物比较薄，同时更加硬挺，透湿透气性较差。该编织动作作用下的织物，当其它编织工艺参数及原料相同时，翻针变化网孔组织的透湿透气最差，移针变化全网孔组织透湿透气性最好，移针变化半网空组织的透湿透气性介于两者之间。上述的几种变化的网孔组织之间并不是对立的关系，在实际的设计过程中，根据需要可以将它们随意地结合在一起，以得到理想织物的某些性能。11 东华大学硕士学位论文第二章成形平面鞋面的设计与编织2.2成形平面鞋面的成形与结构设计2.2.1成形平面鞋面的成形设计将立体的鞋楦转化为平面的鞋面样板后，需要进行鞋面结构的设计。根据款式的不同，结构的设计也是各种各样，接下来独立设计一款尺码为40的全成形鞋面。将鞋面的平面样板设计为如图2-8所示。图2-8平面鞋面样板成形平面鞋面的样板如图2-8所示，并且通过简单的测量，将其尺寸进行了标注。这时如果能够确定相应的组织就可以对其制版工艺进行计算。成形鞋面中的网孔组织和加厚组织占的面积总体相对较小，因此成形鞋面的工艺可以以耐磨组织织物的密度进行计算。该成形鞋面中设计的耐磨组织的制版图如图2-9所示。对耐磨组织试样进行试织，不断调整编织工艺参数，得到合适的耐磨织物，经测量可得耐磨组织织物的横密为PA=38，耐磨组织织物的纵密为PB=70。根据成形鞋面平面样板的尺寸和耐磨组织的织物密度，对成型鞋面的成形工艺进行分析12 东华大学硕士学位论文第二章成形平面鞋面的设计与编织与计算。由于成形鞋面左右两侧对称，因此仅对其左侧进行分析。图2-9成形鞋面耐磨组织制版图32首先对左侧的针数进行计算，织物编织时起针数为：3824；左侧加505220针数为：3840；右侧的第一次加针数为：3815；右侧的减针数为：505025653819；右侧的第二次加针数为：3849。该部分的总针数为：505016538125。接下来对左侧行数进行计算，该耐磨织物为双面织物制版时编织50一个前针床横列后还需要编织一个后针床横列，因此成形制版的高度为实际高度的二倍。从下到上各部分对应的制版高度行数为：202530702567027070284505050487686702134702212702240505050由上面的数据可得该部分的总行数为：796。当各部分的针数和行数均得出后，对各部分的收放针工艺进行分析与计算。收放针的公式为：转数-收针或放针的针数×次数。首先对左侧从下到上计算。第一部分为放针，在56行即28转中放40针，结合曲线的特点，该部分的放针工艺可初步设为：1-2×12，1-1×16。收针部分分两次进行计算，第一次收针40针的行数为500行即250转，分析收针曲线的特点可以发现，基本接近直线，只是在最后的部分倾斜程度大一些，因此此部分的收针工艺可初步设为：8-1×5，7-1×10，6-1×15，5-1×10。第二次收针在240行即120转中收85针，此部分收针工艺可初步设计为：2-1×35，1-1×50。接下来对右侧的收放针工艺进行分析与计算。从下到上第一次放针为在126行即63转中放15针，分析放针曲线的特点可得在最初线圈横列部分放针很慢，在最后的线圈横列部分放针加快，因此此部分的放针工艺可初步设13 东华大学硕士学位论文第二章成形平面鞋面的设计与编织计为：10-1×1，9-1×2，8-1×1，7-1×1，4-1×2，2-1×4，1-1×4。之后的收针为在84行即42转中收19针，此部分的收针工艺可初步设计为：5-1×2，3-1×2，2-1×13。第二次的放针工艺为在134行即67转中放49针，分析放针曲线的特点可得最初部分放针比较慢，之后基本为均匀放针，因此此部分的放针工艺可初步设为：4-1×3，3-1×2，2-1×10，1-1×29。鞋舌的部位一般我们可以将其设计为平摇，不需要进行收放针。至此完成了平面鞋面样板的基本制版工艺的计算。2.2.2成形平面鞋面的结构设计及制版工艺当成形鞋面的基本版型完成后，需要对鞋面的局部进行分析和设计。结合人体脚部的生理特点，将平面鞋面的样板进行网孔组织和加厚组织的分区。鞋舌两侧的织物需要开扣眼，系鞋带，在穿着过程中需要承受较大力的作用，因此可以将此部分设计为加厚组织，加厚组织同时还具有挺括的作用，有利于鞋面的定型。人体脚部足弓两侧分布的汗腺最多，前侧脚趾部分的活动最频繁，因此在这三部分设计一些网孔组织。鞋面的其它部分设计为耐磨组织。设计后的平面鞋面样板结构如图2-10所示。14 东华大学硕士学位论文第二章成形平面鞋面的设计与编织图2-10平面鞋面样板分区图将图2-10中的1、2、3、4、5、6这几个区域设计为网孔组织。鞋舌两侧的7、8区域设计为加厚组织，其内部的圆圈为通过移针形成的鞋眼。9、10为两条线，由于耐磨组织为前后针床分别编织的织物，为了保证整体织物的稳定性，将9、10这两条线设计为前后针床编织的交错位置，这样就能把前后针床编织的两块织物稳定地连接在一起。具体的耐磨组织、网孔组织以及加厚组织的制版图如图2-11所示。15 东华大学硕士学位论文第二章成形平面鞋面的设计与编织（a）网孔组织制版图（b）加厚组织制版图（c）耐磨组织制版图图2-11耐磨组织、网孔组织以及加厚组织的制版图通过测量各个部分的尺寸将网孔组织和加厚组织填入到相应的制版区域即完了成形鞋面平面样板的整个制版图的设计。但是要想让设计的平面鞋面顺利完好地编织出来，制版图还有许多的注意事项。第一，该鞋面的编织过程中有许多次的收针，每次收针的线圈基本上都是前后针床对应的单独编织的线圈，这样的线圈在移针时非常容易脱落，为了使收针动作顺利完成，可以在每次要收针前将其对应的编织动作设计为（即前后床编织，无连接），这样收针动作基本都能够顺利的完成。第二，为了使织物在编织过程中收到均匀的罗拉作用力，要尽可能地多设置一些废纱，尤其是中间的鞋舌部分。第三，对于差别比较大的线圈横列，要将其设为不同的度目，便于编织时对线圈的调节，从而使织物能够更好地编织。第四，该鞋面编织时左片和右片分别编织，到鞋面上部时又开始共同编织，因此要将各部分的纱嘴设置好，这样才能保证编织出鞋面的左侧和右侧对应部分的纱线相同，等等。最终平面鞋面的制版图如图2-12所示。16 东华大学硕士学位论文第二章成形平面鞋面的设计与编织（a）后半部分（b）中间部分（c）前半部分图2-12成形平面鞋面的制版图2.3成形平面鞋面的编织工艺2.3.1机器设备的选择该成形鞋面是在江苏金龙科技股份有限公司生产的具有电子选针装置的双床电脑横机上进行编织的，该横机的机号为E12，机型为LXC-252SCV，其中LX代表机器的名称龙星牌电脑横机，2表示双系统，52表示针床尺寸为52英寸，S代表沉降片，C代表起底板，V代表变针距。2.3.2原料的选择该成形鞋面的编织采用的是333dtex的涤纶低弹丝。涤纶又称聚酯纤维，它具有许多的优良性能，如断裂强度高、热定形性能优异以及耐热性好等。这些性能特点都非常符合鞋面织物的需要，因此选用涤纶丝。另外通过查阅资料可得对于E12的电脑横机，与其比较匹配的纱线的线密度为650dtex和750dtex之间，因此编织时主纱为两根333dtex的涤纶低弹丝。2.3.3编织工艺参数的设置17 东华大学硕士学位论文第二章成形平面鞋面的设计与编织当鞋面样板设计好以后，进行完全编织前，需要对各部分不同组织的织物的编织工艺参数有一个初步的了解。编织工艺参数主要包括度目、机头速度、罗拉速度等。度目是指编织后成圈的大小，度目越大编织后的织物越疏松。编织速度反应在机器上就是机头的运动速度，机头运动速度越快编织速度也越快，但是对于复杂的编织动作，运动速度比较快时容易出现漏针、断线等问题。罗拉速度主要作用就是将编织好的织物以一定的速度向下牵拉，若速度太小的话，编织的织物不能被及时牵拉就会影响织物的编织效果，甚至会影响之后的垫纱、成圈等编织过程。若速度太大，第一容易拉断线圈，造成破洞；第二对于织针的运动也会产生一定的影响，从而影响编织。只有通过对各项参数的不断调节，进行试织，然后根据织出的织物外观、手感等再进行调整，才能逐渐得到理想的织物上机参数。因此需要对各不同组织的织物进行小样的试织，从而得到理想织物的主要工艺参数。试织得到结果如表2-1所示。表2-1各部分织物的编织工艺参数（相对值）度目机头速度罗拉速度假四平组织织物757010纬平针组织织物806010耐磨织物806010网孔织物855010加厚织物905510接下来参考图2-8成形平面鞋面制版图从下到上对织物的各项编织工艺参数进行分析。最初假四平组织（即双罗纹组织）起底，该部分度目用编号1来表示，一般度目设置为75，由于该部分为废纱且与织物没有任何关系，因此机头速度可以设置大一些如70来节省时间。假四平组织的织物完成后，一般需要通过翻针变为单面织物，再编织几个横列就进行鞋面的编织，该变化的主要目的是为了鞋面编织完成后拆除废纱的方便。翻针度目编号通常用10来表示，翻针时纱线不参与编织，因此度目通常设的小一些如50，翻针时要发生线圈转移这一动作，为了使线圈的转移顺利进行，速度一定要小，通常设置为30。之后单面织物的度目用编号2来表示，可设置大一些如80，这样有利于编织完成后的拆废纱，机头速度设置为60。再向上就是耐磨组织的编织，该部分的度目用编号3来表示，由编织试样的工艺参数可得度目为80，机头速度为60。再向上有移针动作的横列度目用编号4来表示，度目设置为85，机头速度为50，有吊目动作的横列度目用编号5来表示，度目设置为90，速度为55。到此所有组织均有了各自相应的度目值和机头速度。对于罗拉速度整个织物均设为10，罗拉速度通常是不需要调节，只有当织物的原料或组织使织物能够发生比较大的变形时才需要调节。18 东华大学硕士学位论文第二章成形平面鞋面的设计与编织按设计要求进行将纱嘴调整好，并且将编织工艺参数输入后就可以进行成形鞋面的编织。最终编织出的鞋面织物如图2-13所示。图2-13成形鞋面织物图2.3.4编织过程中遇到的问题以及解决方法该鞋面的编织过程中有许多次的收针，每次收针的线圈基本上都是前后针床对应的单独编织的线圈，这样的线圈在移针总是容易脱落。为了解决这一问题可以在每次要收针前将其对应的编织动作设置为（即前后床编织，无连接），这样收针动作基本都能够顺利的完成。在编织鞋舌两侧织物时，编织左边织物的纱嘴在右侧停靠时总是停到右侧织物的织针内，右侧织物编织时容易将其纱线编入织物内，从而在鞋舌部分拉出浮线。造成这一问题的原因就是停针位置的设置不准确，为此应该将左侧纱嘴的右侧停针位置和右侧纱嘴的左侧停针位置同时设置为鞋舌宽度的一半。编织出的织物与图纸模板进行比对时，对于差别不大的地方，重新设计收放针工艺时往往会影响到织物的整体性。此时可以通过适当地调节该部分度目值，以此来达到修改织物尺寸的目的。2.4本章小结本章详细分析了人体脚部的结构特征和生理特点，概述了全成形运动鞋鞋面的设计思路和原理，并对全成形运动鞋鞋面常用的组织进行归纳总结，着重介绍19 东华大学硕士学位论文第二章成形平面鞋面的设计与编织了常用的耐磨组织、加厚组织以及网孔组织，并对它们各自耐磨性、包覆性以及透湿透气性进行了分析。之后独立设计了一款全成形运动鞋鞋面，根据平面鞋面样板的尺寸以及设计的相应组织的织物密度，将平面的鞋面样板转化为实际编织过程中所需要的针数和行数。在龙星制版软件系统上完成全成形鞋面的制版，之后在龙星牌电脑横机上进行编织，并对工艺参数调节时需要注意的问题以及编织过程中问题进行分析总结。20 东华大学硕士学位论文第三章成形立体鞋面的设计与编织第三章成形立体鞋面的设计与编织本章通过对普通组织全成形拖鞋、提花组织全成形拖鞋和变化组织全成形拖鞋这三种全成形拖鞋的开发，阐述了全成形立体鞋面的设计思路，同时对设计以及编织过程中的问题进行了分析和总结。3.1全成形拖鞋的结构与成形设计拖鞋是鞋子的一种，它种类因穿着的场合或者性能用途的不同而有所不同。近几年手工编织的毛线拖鞋在人们的应用中越来越广泛，并且深受大家的喜爱，尤其是在秋冬天气渐凉的时候。尽管手工编织的款式和种类繁多，但要形成产业化，其较低的生产效率影响了发展。因此，可以采用全成形的编织原理对其进行分析和设计，实现其在电脑横机上的编织。本课题中全成形拖鞋以实物为基本模板，具体实物如图3-1所示。图3-1参考拖鞋参考图3-1的拖鞋进行尺寸的测量及图纸的描绘，然后用AI作图软件将拖鞋的模板画出，并且标注好各部分的尺寸，从而得到成形拖鞋的尺寸图，如图3-2所示。21 东华大学硕士学位论文第三章成形立体鞋面的设计与编织拖鞋前半部分鞋面轮廓线鞋底轮廓线拖鞋后半部分图3-2成形拖鞋的尺寸图分析图3-2，图纸中的最外部的连线为将拖鞋压平后得出的图形，内侧为鞋22 东华大学硕士学位论文第三章成形立体鞋面的设计与编织底的尺寸图。对于拖鞋尺寸图前半部分的曲线，由于其长度很大，并且弧度不容易计算，因此将两侧的曲线拆分为单位宽度10㎜对应的各个部分，然后进行描画，从而使得到尺寸图能够更加客观地反应拖鞋的实际结构。编织时，可以从鞋跟部向前编织，在有鞋面处实现鞋底部和鞋面在不同针床上的编织，在不同的弧度部位按需要进行相应的收放针，这样就可以实现成形拖鞋的一次编织。编织时各部分采用的组织不同，其制版工艺也就不同，编织出的全成形拖鞋也就具有不同的特点。接下来对普通组织、提花组织以及变化组织这三种不同组织的全成形拖鞋的结构设计与制版工艺进行分析。3.1.1普通组织全成形拖鞋的设计与制版工艺成形拖鞋后半部分仅包括鞋底一个部分，并且鞋跟部位属于磨损相对比较严重的部位。因此将该部分设计为在双针床上编织的假四平组织，假四平组织（即双罗纹组织）的编织图如图3-3所示。图3-3假四平组织的编织图假四平组织的制版图如图3-4所示。图3-4假四平组织的制版图23 东华大学硕士学位论文第三章成形立体鞋面的设计与编织为了对该部分的制版工艺进行分析与计算，需要得到该组织织物的密度。通过多次编织工艺参数的调节，得到90针×90行的织物试样，接下来对织物的密度进行测试与计算。用三角尺在试样的居中附近进行三次测量然后取其平均值得到：（结果取整，单位mm）14114214239404190针的宽度为：=142，90行的高度为：=40339090由此可以得出该织物的横密为：PA=×50=32，纵密为：PB=×50=11314240依据图3-2所列出关键尺寸，对该拖鞋关键部位进行针数和编织行数进行计算。2085922521针数：32=1332=5432=5832=1632=13505050505028365715行数：113=63113=81113=128113=3450505050由上面的数据可以得出，该部分的起针数为13针，然后在63行中增加至54针，再在81行中增加4针达到58针，之后再编织128行，在之后编织的34行中左侧增加16针，右侧增加13针。加针（放针）工艺的表示与第二章相同，即：转数-针数×次数。对于第一次加针，在63行中加40针，两侧均分为即大致可设计为31转中增加20针。分析图纸弧度可得，一开始加针速度较快，然后逐渐变慢，因此此次加针工艺可初步设计为：2-5×1，2-4×1，3-2×2,3-1×7。第二次加针为81行中增加四针两侧均分即可大致设计为在40转中增加2针，此时加针工艺可初步设计为：10-1×1,30-1×1。然后平摇64转。第三次的左侧加针为在34行中增加16针，其工艺可初步设为：2-5×1，2-3×2，2-2×1，3-1×3。右侧在34行中增加13针，该加针工艺可初步设为：2-4×1，2-2×3，3-1×3。该拖鞋的前半部分，既包括鞋底部分也包括鞋面部分，要想在双针床电脑横机上实现同时编织，最简单的组织为纬平针组织。通过工艺参数的调节，最终编织出的90针×90行的织物试样，接下来对纬平针织物的密度进行测试与计算。用三角尺在试样的居中附近进行三次测量然后取其平均值得到：（结果取整，单位㎜）12412512667676890针的宽度为：=125，90行的高度为：=67339090由此可以得出该织物的横密为：PA=×50=36，纵密为：PB=×50=6712567对于鞋底前半部分两侧同时收针并且收针化曲线的弯曲程度不同，因此直接进行收针工艺的设计不太方便，因此参考图3-2将收针部分分化为单位宽度即相同的针数不同行数的条件下，分段进行收针工艺的计算。24 东华大学硕士学位论文第三章成形立体鞋面的设计与编织10单位长度收针数：90=7125首先对右侧收针情况进行计算，编织时全成形拖鞋的鞋面和鞋底同时编织，因此制版时单位长度的收针行数为实际编织出织物行数的两倍。624219672=166672=114672=50505050129672=32672=245050分析收针曲线的特点可得，最初部分基本就是倾斜的直线，因此可初步设计其编织工艺为11-1×4,10-1×3,9-1×1，第二部分曲线的斜率逐渐增大，因此可设计其编织工艺为9-1×1,8-1×6。第三部分曲线的斜率相对于第二部分增大同时其自身也是依次增大的趋势，因此其编织工艺可设计为5-1×1，4-1×5。第四部分在16转中收7针并且斜率依次增大，因此编织工艺可设计为3-1×2，2-1×5。第五部分在12转中收7针，因此编织工艺可设计为2-1×5，1-1×2。由于织物随周边线圈组织的状态不同，而密度会有所变化，最后一次收针根据实际编织出的织物再进行设计调整（以下各段的收针也做相应的调整）。对左侧收针情况进行计算，单位宽度下的收针行数为：70611367218867216467236505050根据图3-2分析可得该曲线的最初部分仍旧是类似倾斜的直线，因此初步设计其编织工艺为14-1×3,13-1×4。第二部分斜率依次增大，在82转中收7针，因此收针工艺可设计为12-1×5,11-1×2。第三部分在18转中收7针，斜率依次增大，收针工艺可设计为4-1×2,2-1×5。该全成形拖鞋的前后两部分连接处在编织过程中，通过翻针将全成形拖鞋的前针床线圈转移到后针床上，之后前后针床分别进行纬平针织物的编织，后针床编织前半部分的鞋底织物，前针床编织前半部分的鞋面织物。此时前针床编织的纬平针织物没有起底织物，这样编织后，该部分织物卷边并且容易梯脱。为了解决这一问题，可以在该部分引入罗纹组织。要想在双针床上实现一面罗纹织物的编织，并且还要成筒，只有通过不断地翻针来实现，具体编织的制版如图3-5所示。当该全成形拖鞋前后两部分的制版工艺设计完成后，需要将这些工艺在龙星制版软件系统里进行设计，使其转化成电脑横机能够识别的软件数据。在龙星制版系统设计出的上后半部分如图3-6所示。25 东华大学硕士学位论文第三章成形立体鞋面的设计与编织图3-5单针床罗纹组织制版图（a）后半部分（b）前半部分图3-6普通组织全成形拖鞋的制版图3.1.2提花组织全成形拖鞋的设计与制版工艺26 东华大学硕士学位论文第三章成形立体鞋面的设计与编织提花组织是按照花纹的要求，有选择地在某些针上编织成圈，在不成圈的织[32]针上反面按一定的结构进行编织形成的一种花色组织。提花组织根据背床组织的不同主要可分为空针提花、四平提花、空气层提花等。其中空针提花属于单面提花，编织时后针板无线圈。空针提花的浮线必须控制在1英寸内，空针提花需要修边，尽量让每把纱嘴以编织的形式回到边上。四平提花，后针床满针，织物通常比较密实。提花组织主要是利用纱线颜色的不同从而设计出不同的图案，以此来增加织物的视觉效果和艺术美感，在该提花拖鞋中，将其设计为两色提花组织。提花拖鞋的设计也需要分为拖鞋前半部分和拖鞋后半部分。拖鞋的后半部分为单层织物前后两个针床可以同时使用，并且人体脚跟部位磨损比较严重，因此需要设计为比较耐磨的四平提花。设计该提花图案为菱形，该提花的制版图如图3-7所示。图3-7四平提花制版图图3-7中代表提花前编织，设计该组织对应的纱嘴为两根白色涤纶低弹丝合并的纱线；代表提花后针床编织，设计该组织对应的纱嘴为一根白色与一根黄色涤纶低弹丝交织。该四平提花菱形的下半部分编织图如图3-8所示。27 东华大学硕士学位论文第三章成形立体鞋面的设计与编织图3-8四平提花部分的编织图图3-8中第1、3、5、7、9路编织系统采用的是两根白色涤纶低弹丝交织的纱线，第2、4、6、8、10路编织系统采用的是一白一黄涤纶低弹丝交织的纱线。为了对拖鞋该部分进行制版工艺的设计需要对该提花组织进行小样的试织。通过编织工艺参数的调节，得到90针×90行的试样。用三角尺在该试样居中附近进行三次测量取其平均值，结果如下：（结果取28 东华大学硕士学位论文第三章成形立体鞋面的设计与编织整，单位为㎜）14915015011912012190针的宽度为：150，90行的高度为：120339090由此可得出该织物的横密为：PA=5030，纵密为：PB=5038150120依据图3-2所列出的关键尺寸，对提花拖鞋该部分的关键部位进行针数和行数的计算。由下到上依次如下：2085922521针数：30123051305530153013505050505028365715行数：382138273843381250505050由上面的数据可以得出，提花拖鞋后半部分起针数为12针，然后在21行中迅速增加39针增至51针，两侧均分即可初步设计为在10转中增加20针。此次加针的工艺可初步设计为：1-5×1，1-4×2，1-3×1，2-2×1，2-1×2。第二次加针为在27行中增加了4针，两侧均分可初步设计为在14转中增加了2针，因此此次加针工艺可初步设计为：4-1×1，6-1×1。之后平摇43行。第三次加针左侧为在12行即6转中增加15针，右侧为在12行即6转中增加13针。因此左侧的加针工艺可初步设计为：1-5×1，1-4×1，2-3×2；右侧的加针工艺初步设计为：1-4×1，1-3×1，1-1×3。该提花拖鞋的前半部分即包括鞋底部分也包括鞋面部分，要想实现同时编织，鞋面部分的提花组织只能在一个针床上进行编织，能在一个针床上编织的提花组织仅能是空针提花组织（即将纱线按花纹的要求垫放在某些织针上进行编织成圈，未垫纺纱线的织针不成圈，纱线呈浮线状留在这些不参加编织的织针后边）。因此空针提花设计一定要注意反面浮线的长度。将鞋面部分的提花组织的制版图设计如图3-9所示。图3-9提花组织制版图图3-9中对应的纱嘴为两根白色涤纶低弹丝；对应的纱嘴为一根白色与一根黄色涤纶低弹丝。29 东华大学硕士学位论文第三章成形立体鞋面的设计与编织该空针提花图案下半部分的编织图如图3-10所示。图3-10空针提花图案下部分编织图在图3-10中第1、3、5、7、9路编织系统中采用的是两根白色涤纶低弹丝交织的纱线，第2、4、6、8、10路编织系统采用的是一白一黄涤纶低弹丝交织的纱线。在编织过程中前半部分的鞋面和鞋底同时编织，因此前后针床都在相互连续地编织。假设后针床为纬平针组织，那么在复合鞋底后，前后针床连接处即两种不同组织的衔接部分将呈现在鞋面部分，这将严重影响鞋面的美观性。因此为了保证热压鞋底后整体鞋面组织的协调与美观，后针床的组织也需要设计出与前针床编织后具有类似的提花效果。因此后针床组织的制版图可设计为如图3-11所示。30 东华大学硕士学位论文第三章成形立体鞋面的设计与编织图3-11提花拖鞋前半部分鞋底制版图图3-11中均为后针床编织，但是相邻两行用带有不同纱线的纱嘴进行编织。并且其编织的规律与前针床提花组织的编织规律相同。因此将两者进行结合即可编织出前后针床提花组织相同，并且衔接自然的鞋面。两者结合后一个完整的组织循环如图3-12所示。图3-12提花拖鞋前半部分制版图图3-12中每编织完一个前针床的提花组织后，与对应的后针床编织所带的是一根白色与一根黄色涤纶丝纱嘴，与对应的后针床编织所带的是两根白色涤纶丝纱嘴。如此制版即可得到鞋面外观优美的提花拖鞋。为了对提花拖鞋该部分的制版工艺进行设计，需要了解提花组织织物的密度。因此对图3-7的提花组织进行试织，最终得到90针×90行的织物的试样。用三角尺在试样的居中附近进行三次测量然后取其平均值得到：（结果取整，单31 东华大学硕士学位论文第三章成形立体鞋面的设计与编织位mm）11912012073747590针的宽度为：120，90行的高度为：74339090由此可以得出该织物的横密为：PA=5038，纵密为：PB=506112074参考图3-2对拖鞋前半部分两侧的收针工艺进行计算。单位长度收针数为：10908。分析图3-9可得在一个完整的前针床提花组织的行数中，后针床的120行数是其十分之九行数的二倍加上再加上其十分之一的行数。因此左侧在制版过程中从下到上单位宽度的收针行数为（结果取整）：7019611961(12)24661（12）216501010501010131961（12）46501010分析图3-2的左侧的收针曲线可得，最初部分基本就是倾斜的直线，在246行即123转中收8针，因此此次收针工艺可初步设计为：16-1×3,15-1×5。第二部分的收针曲线的斜率逐渐增大，在216行即108转中收8针，此次收针工艺可初步设计为：14-1×4,13-1×4。第三部分收针曲线倾斜程度更大，在46行即23转中收8针，此次收针工艺可初步设计为：4-1×2,3-1×3,2-1×3。在制版过程中右侧单位长度的收针行数为（结果取整）：6219421961(12)21861（12）1485010105010101919121961（12）6861（12）4250101050101091961（12）32501010根据图3-2分析收针曲线的倾斜程度可得，最初部分收针曲线基本为直线，在218行即109转中收8针，此次收针工艺可初步设计为：14-1×5，13-1×3。第二部分收针曲线的斜率稍微有一些增大，在148行即74转中收8针，此次收针工艺可初步设计为：10-1×2，9-1×6。第三部分收针曲线的斜率相对于第二部分的斜率增大，同时自身的斜率也具有增大的趋势，在68行即34转中收8针，此次收针工艺可初步设计为：6-1×1，5-1×1，4-1×5，3-1×1。第四部分在42行即21转中收8针，此次收针工艺可初步设计为：3-1×5，2-1×3。第五部分在32行即16转中收8针，此次收针工艺可初步设计为：2-1×8。当提花拖鞋前后两部分的工艺参数以及收放针工艺设计完成后，需要将这些数据在龙星制版软件系统里进行设计，使其转化为电脑横机能够识别的软件数据。上后半部分的衔接处依旧采用隔针的罗纹组织，这样既能减小卷边的效果，同时起到不容易梯脱的作用。最终在该系统里设计出的提花拖鞋的上下两部分如图3-13所示。32 东华大学硕士学位论文第三章成形立体鞋面的设计与编织（a）提花拖鞋后半部分制版图（b）提花拖鞋前半部分制版图图3-13提花组织全成形拖鞋制版图3.1.3变化组织全成形拖鞋的设计与制版工艺变化组织是指不同于常规的成圈编织，主要包括空针、吊目（又称集圈），翻针、移针等特殊编织动作形成的织物组织。变化组织全成形拖鞋的后半部分可以同时利用两个针床进行编织，通过移针、翻针等编织动作可以形成各种各样的变化组织。该部分在人的穿着过程中需要具备一定的耐磨性，同时也需要具有一定的粗糙度来起到防滑的作用。在该变化组织全成形拖鞋的设计中后半部分采用翻针动作形成的变化组织，其制版编织图如图3-14所示。图3-14变化组织拖鞋后半部分制版图33 东华大学硕士学位论文第三章成形立体鞋面的设计与编织为了使编织出的织物具有良好的视觉效果，采用两种不同颜色的主纱，颜色及规格如上一节所述。将这两种主纱一隔一地配置在上述制版图中。然后对该组织进行小样的试织，最终得到90针×90行的试样。用三角尺在样试的居中附近进行三次测量然后取其平均值得到：（结果取整，单位mm）15015115230303190针的宽度为：151，90行的高度为：31339090由此可得出织物的横密为：PA=5030，纵密为：PB=5014515131依据图3-2所列出的关键尺寸，对提花拖鞋该部分的关键部位进行针数计算。由下到上依次如下：2085922521301230513055301530135050505050在制版时翻针动作也算作一个横列，因此制版时的行数为实际织物行数的1.5倍。因此该提花组织各个部分制版行数从下到上依次为：2836571451.51221451.51561451.5248505050151451.56650由上面的数据可以得出，该部分的起针数为12针，然后在122行中增加至51针，再在156行中增加4针达到55针，之后再编织248行，在之后编织的66行中左侧增加15针，右侧增加13针。对于第一次加针，在122行中加39针，两侧均分为即大致可设计为62转中增加20针。分析图纸上加针部分的弧度可得，一开始加针速度较快，然后逐渐变慢，因此此部分的加针工艺可初步设计为：3-5×1，3-4×1，3-3×1，2-2×2，12-1×4。第二次加针为在156行中增加4针，两侧均分即在78转中增加2针，此时加针工艺可初步设计为：38-1×1，40-1×1。之后平摇124转。第三次左侧加针为在66行即33转中增加15针，其工艺可初步设计为:3-5×1，5-4×2，10-1×2。右侧加针为在66行即33转中增加13针，其工艺可初步设计为：3-5×1，5-3×2，10-1×2。变化组织的全成形拖鞋的前半部分，既包括鞋底部分也包括鞋面部分，要想在双针床电脑横机上实现同时编织，比较简单的编织方法就是采用吊目或不编织动作与成圈动作以一定的规律相互配合来进行编织。将鞋面该部分的变化组织设计为吊目组织，其制版图如图3-15所示。34 东华大学硕士学位论文第三章成形立体鞋面的设计与编织图3-15变化组织全成形拖鞋前半部分的制版图在图3-15制版图中将两根白色涤纶丝与一白一黄色涤纶丝以三隔一的比例配置在上述制版图中。然后对该组织进行小样的试织，最终得到90针×90行的试样。用三角尺在样试的居中附近进行三次测量然后取其平均值得到：（结果取整，单位mm）13313213459596090针的宽度为：133，90行的高度为：59339090由此可以得出该织物的横密为：PA=5034，纵密为：PB=507613359参考图3-2对拖鞋前部两侧的收针工艺进行计算。10单位长度的收针数：907133制版时拖鞋的鞋面和鞋底同时编织，因此单位宽度的收针行数为实际编织出织物的两倍。右侧单位长度的收针行数如下：6242191276219076212876258762385050505097622850分析图3-2收针曲线的倾斜程度可得，最初部分收针曲线基本为直线，在190行即95转中收7针，此次收针工艺可初步设计为：14-1×4，13-1×3。第二部分收针曲线的斜率有一些增大，在128行即64转中收7针，此次收针工艺可初步设计为：10-1×1，9-1×6。第三部分收针曲线的斜率相对于第二部分的斜率增大，同时自身的斜率也具有增大的趋势，在58行即29转中收7针，此次收针工艺可初步设计为：5-1×1，4-1×6。第四部分在38行即19转中收7针，此次收针工艺可初步设计为：3-1×5，2-1×2。第五部分在28行即14转中收7针，此次收针工艺可初步设计为：2-1×7。左侧单位宽度下的收针行数为：7061137622147621867624050505035 东华大学硕士学位论文第三章成形立体鞋面的设计与编织分析图3-2的左侧的收针曲线可得，最初部分基本就是倾斜的直线，在214行即107转中收7针，因此此次收针工艺可初步设计为：16-1×2,15-1×5。第二部分的收针曲线的斜率逐渐增大，在186行即93转中收7针，此次收针工艺可初步设计为：14-1×2,13-1×5。第三部分收针曲线倾斜程度更大，在40行即20转中收7针，此次收针工艺可初步设计：3-1×6,2-1×1。3.2全成形拖鞋的编织工艺3.2.1机器设备的选择采用的电脑横机与第二章所述的相同。3.2.2原料的选择全成形拖鞋的编织采用的是原料是333dtex白色涤纶低弹丝和333dtex黄色涤纶低弹丝。编织时主纱为两根白色涤纶丝交织或一白一黄涤纶丝交织。2.3.3编织工艺参数的设置三种组织全成形拖鞋前后两个主要部分的织物在制版前已经对其主要的上机编织工艺参数进行了调节，并且得到了理想的织物编织工艺参数。具体如表3-1所示。表3-1全成形拖鞋各部分编织工艺参数（相对值）拖鞋种类各部分织物度目机头速度罗拉速度普通组织假四平组织织物806010全成形拖鞋纬平针组织织物705010提花组织四平提花织物755010全成形拖鞋空针提花织物704010变化组织翻针变化组织织物855010全成形拖鞋吊目变化组织织物705010分析表3-1中各组织织物的对应的编织工艺参数可得，一般单面织物的度目在70左右，机头速度在50左右编织出的织物手感、外观效果较好。对于双针床编织的织物由于组织的不同，其工艺参数的差别相对较大。对这些主要部分的编织工艺参数完成后，还需要对拖鞋前后半部分连接处的罗纹组织进行分析，该部分织物在编织过程中不断地翻针，为了保证翻针的顺利完成，其度目值应该相对大一些，同时机头速度相对小一些。通过多次尝试得到该部分理想的度目值为85，机头速度为30。至此全成形拖鞋的编织工艺参数设置完成。最终编织出的36 东华大学硕士学位论文第三章成形立体鞋面的设计与编织全成形拖鞋织物图如图3-16所示。（a）普通组织全成形拖鞋（b）提花组织全成形拖鞋（c）变化组织全成形拖鞋图3-16三种全成形拖鞋的织物图3.2.4编织过程中的问题以及解决方法在普通组织全成形拖鞋后半部分的编织过程中，有时编织出的织物的边缘处会出现纱线疵边。这主要是纱嘴的编织方向没有调整好，如图3-17所示，如果编织第二横列纱嘴向左移动，那么编织第三横列时必然会拉出一段多余的纱线，造成纱线疵边。如果通过调整使第二横列的纱嘴向右移动，那么就能有效地避免该问题。图3-17左侧放针制版图在提花组织全成形拖鞋前半部分织物的编织过程中，在织物的边缘处前后两片织物在某些横列不能自然地分开，这主要是提花组织边缘处修边不彻底造成的。为了尽可能保证织物图案的特点以及织物边缘衔接处的自然舒展。通过多次试织得到边缘处最多可以有两针的交错编织，这样就可以既保证织物图案的特点也可保证织物边缘衔接处的自然舒展。因两侧边缘处的组织结构图可设计为如下两类：，和，。当整体的织物制版完成时，需要对提花拖鞋前半部分制版的两侧进行彻底地修边处理。37 东华大学硕士学位论文第三章成形立体鞋面的设计与编织3.3本章小结本章详细介绍了全成形拖鞋的设计思路，并以实际的一双拖鞋为模型，做出了全成形拖鞋的平面样板。然后参考该样板，设计三种不同组织的全成形拖鞋，包括普通组织、提花组织以及变化组织全成形拖鞋。在这三款全成形袜鞋的设计过程中，对全成形拖鞋各个部分的织物组织进行设计、同时对相应织物小样的密度进行测试，再结合样板的尺寸对各个部分的针数和行数都进行详细的计算。这些都保证了全成形拖鞋成形的效果。当这些成形工艺都完成后，在龙星制版软件系统上进行设计将其转化为电脑横机能够识别的数据。之后在龙星牌电脑横机上进行编织。同时总结了编织过程中出现的问题。38 东华大学硕士学位论文第四章全成形袜鞋的设计与编织第四章全成形袜鞋的设计与编织本章利用3D编织的原理，对鞋底和鞋面整体编织的袜鞋进行了分析研究。并以一款实际的袜鞋为模型，尝试着设计并编织出一款鞋底和鞋面整体编织的全成形袜鞋。4.1全成形袜鞋的结构与成形设计4.1.1全成形袜鞋前半部分设计袜鞋是当下一款比较流行的时尚鞋，它因穿着舒适、透气性好等特点深受广大消费者青睐。目前市场上流行比较广泛的袜鞋均是先在电脑横机上编织出整体袜鞋的平面织物，然后经过裁剪、缝合而成。这种生产方法鞋面的组织可以进行多种变化，但是生产效率相对低下，容易造成浪费。目前关于鞋面和鞋底整体编织的袜鞋的研究还比较少。下面以图4-1这款当下十分流行的袜鞋为模板对全成形袜鞋进行结构与成形设计。图4-1全成形袜鞋的参考样鞋要想在双针床上实现全成形袜鞋的编织，鞋口部位可以通过不断地翻针形成罗纹组织，袜鞋的主体部分仍将是纬平针组织。对袜鞋从前向后进行分析，首先将参考样鞋的前半部分展平，将其在图纸上描绘下来，然后测量出几个主要部位39 东华大学硕士学位论文第四章全成形袜鞋的设计与编织的尺寸。利用AI软件将此图绘出如图4-2所示。图4-2全成形袜鞋前半部分尺寸图在电脑横机上对纬平针试样进行试织，测量得到纬平针织物的横密PA=37，130纬平针织物纵密PB=67。由此可得制版时织物的宽度针数为：37965010单位宽度内的针数为：37750613233870制版时织物的高度行数为：67240250接下来对该部分织物的收针情况进行计算，首先对织物右侧收针进行计算，袜鞋的鞋底和鞋面同时编织，因此鞋面制版时单位宽度内的收针行数为实际织物的两倍。从下到上行数依次为：6140211267216467210867256672325050505096722450加针（放针）工艺的表示与第二章相同，即：转数-针数×次数。从下到上分析该部分收针曲线的特点可得，最初部分接近倾斜的直线，在164行即82转40 东华大学硕士学位论文第四章全成形袜鞋的设计与编织中收7针，因此该部分的收针工艺可初步设计为：12-1×5，11-1×2。第二部分收针曲线斜率逐渐增大，在108行即54转中收7针，收针工艺可初步设计为：9-1×1，8-1×3，7-1×3。第三部分收针在56行即28转中收7针，收针工艺可初步设计为：5-1×2，4-1×3，3-1×2。第四部分收针在32行即16转中收7针，收针工艺可初步设计为：3-1×2，2-1×5。第五部分收针在24行即12转中收7针，收针工艺可初步设计为：2-1×5，1-1×2。对织物左侧的收针进行计算，在制版时单位宽度内的收针行数从下到上依次为：70382313672188672102672626723450505050从下到上，对织物左侧的收针工艺进行计算。开始时收针曲线接近为直线，在188行即94转中收7针，该部分的收针工艺初步设计为：14-1×3，13-1×4。第二部分收针在102行即51转中收7针，该部分的收针工艺可初步设计为：9-1×1，8-1×2，7-1×2，6-1×2。第三部分收针在62行即31转收7针，该部分的收针工艺可初步设计为：5-1×3，4-1×4。第四部分收针在34行即17转中收7针，该部分的收针工艺可初步设计为：3-1×3，2-1×4。至此全成形袜鞋前半部分的成形设计基本完成，但是分析袜鞋参考样板结构特点，发现为了使编织出的全成形袜鞋能够更好地与参考样鞋的那种款式的鞋底更好地热压在一起，且保证平展无褶以及后期穿着的舒适性，需要全成形袜鞋的鞋底部分要比鞋面部分要长一些，同时两侧要尽可能地将鞋面包覆一些，这样才能达到相应的效果。为了使鞋底部分比鞋面部分长一些，可以在后针床编织两个横列，然后在前针床编织一个横列。并将这种编织的组合方式均匀分布在该部分就可以实现该目的。当鞋底部分长度相对增大时，有规律地在两侧减少相应的编织针数，就可以减少鞋底和鞋面横列数不对等而形成的褶皱，同时实现全成形袜鞋鞋底对鞋面的包覆。因此全成形袜鞋的前半部分初步制版如图4-3所示。41 东华大学硕士学位论文第四章全成形袜鞋的设计与编织图4-3全成形袜鞋前半部分制版图4.1.2全成形袜鞋后半部分设计当全成形袜鞋前半部分完成后，对后半部分进行分析前，先对鞋口部分的罗纹进行分析。要想在双针床上实现筒状罗纹织物的编织，只有通过不断地翻针（移圈）来实现。鞋口部分1+1罗纹组织的制版图如图4-4所示。图4-4鞋口部分罗纹组织制版图42 东华大学硕士学位论文第四章全成形袜鞋的设计与编织通过试罗纹试样的试织，得到理想罗纹织物的横密PA=25，罗纹纵密PB=102。测量全成形袜鞋参考样鞋罗纹部分的尺寸可得，宽度为96㎜，高度为45㎜。罗纹制版的针数为实际计算出线圈纵行数的两倍，那是因为罗纹组织背面的线圈纵行也需要同样数量的织针进行编织，罗纹制版的行数是实际计算出线圈横列数的三倍，因为每编织一个线圈横列都需要两次的翻针动作。因此制版时，全成形袜鞋鞋口部分鞋罗纹组织的针数和行数为：9645针数：25296行数：10232755050接下来对全成形袜鞋后半部分除罗纹组织外的纬平针组织部分进行设计与分析。通过测量参考样鞋该部分的主要尺寸得，袜鞋鞋面中间部分高度约为50㎜，两侧高度约为100㎜，袜鞋鞋底中间部分高度约为150㎜，两侧约为100㎜。通过试织得到纬平针织物的横密PA=37，纵密PB=67。由以上的主要数据可得该部分织物在制版时的总高度即总横列数约为：50100150100675405050其中织物中间部分前针床的编织横列数为：676750150织物中间部分后针床编织行列数为：6720150100织物两侧前针床编织横列数为：6713450100织物两侧后针床编织横列数为：6713450对于中间部分，后针床中间的部分包括编织整个鞋跟部分，通过多次的试织得到鞋跟部分需要的横列数约为67行，计算可得剩下的后针床的横列数为前针床横列数的二倍，因此除了鞋跟部分，中间部分均为两个后针床横列一个前针床横列。对于两侧，为了使全成形袜鞋成形后鞋口能够直立起来，需要将前针床两侧的134个横列均匀分散到织物两侧，即每编织一个中间的前针床横列就在两侧中的一侧编织两个前针床横列。同时有规律地在后针床两侧减少一些横列，这样就能保证编织的鞋口能够直立。通过测量可得，在编织到一半即大约270行的时，后针床需要进行鞋跟的编织。通过测量得到鞋跟最窄处大致为46㎜，结合织物的横密可得，此处约为34针，通过之前的试织测量得到鞋跟的高度为67行，因此鞋跟部分的制版如图4-5所示。43 东华大学硕士学位论文第四章全成形袜鞋的设计与编织图4-5鞋跟部分的制版图制版时鞋跟部位对应的前针床两侧行针数应该最大，这样才能保证袜鞋后跟两侧的织物有足够的空间。织物前针床两侧需要编织的横列数为中间需要编织横列数的2倍，因此每编织之一个前针床线圈横列就需要在织物的两侧编织两个线圈横列。前针床织物的最宽宽度为96针，中间织物对应鞋跟部位最窄约为30针，两侧需要单独编织的次数为67次，因此，如果均匀分配的话，织物两侧前针床每编织两次收1针。通过试织调整，最终可得全成型袜鞋的后半部分制版图如图4-6所示。当全成形袜鞋的各部分的制版设计完成后，需要按照编织的实际情况，在龙星制版软件系统里对全成形袜鞋进行设计。全成形袜鞋的编织从鞋口处的罗纹组织开始，在编织一段鞋帮之后，开始鞋跟以及脚踝两侧鞋面的编织，然后就是全成形袜鞋前半部分织物的编织，全成形袜鞋整体制版图如图4-7所示。44 东华大学硕士学位论文第四章全成形袜鞋的设计与编织图4-6全成形袜鞋后半部分制版图（a）全袜鞋制版图后半部分（b）袜鞋制版图中间部分（c）袜鞋制版图前半部分图4-7全成形袜鞋的整体制版图45 东华大学硕士学位论文第四章全成形袜鞋的设计与编织4.2全成形袜鞋的编织工艺4.2.1机器设备的选择采用的电脑横机与第二章所述的相同。4.2.2原料的选择该全成形袜鞋采用的是333dtex白涤纶低弹丝，编织时的主纱为两根白色涤纶丝交织。4.2.3编织工艺参数的设置当全成形袜鞋的结构与制版工艺完成后，进行完全编织前，需要对其各部分不同组织的编织工艺参数有一个初步的了解。鞋口处罗纹组织在试织时已对其基本的编织参数有了一个基本的了解，其中度目为85，机头速度为30，罗拉速度为10。纬平组织针织物试织时得到织物的工艺参数如下：度目为70，机头速度为50，罗拉速度为10。虽然鞋跟的部位也为纬平针组织，但是由于编织时在较多的横列织物两侧并没有参与编织，这样参与编织的部分将会出现织物在织针处堆积的现象，没有参与编织的部分出现被罗拉牵拉变紧的现象。为了保证织物堆积的部分仍能进行正常编织，通过试织可得当速度调节为35的时候，该部分正常编织的概率最大。为了保证织物两侧没有参与编织部分不被罗拉牵拉造成破坏，通过试织可得当罗拉速度为8时，该部分织物破损的概率最小，该部分纬平针的度目为67，此时织物更紧密同时上述的两种问题也能得到一定程度的解决。其它各部分的纬平针组织的编织工艺参数与试织小样的编织工艺参数相同。至此全成形袜鞋各部分的编织工艺参数设置完成。按设计要求将纱嘴设置好，并且将编织工艺参数输入电脑横机就可以进行全成形袜鞋的编织。最终编织的全成形袜鞋如图4-8所示。46 东华大学硕士学位论文第四章全成形袜鞋的设计与编织图4-8全成形袜鞋织物图4.2.4编织过程中的问题以及解决方法由于全成形袜鞋中存在许多不完整横列的编织，因此在全成形袜鞋的编织过程中最容易出现的问题是鞋内部的某些横列边缘处出现浮线，造成这种问题的主要原因是没有正确处理纱嘴的运动方向。由于全成形袜鞋设计过程中不完整横列的编织是有规律出现的，因此可以将这种规律与纱嘴运动方向的规律相结合，从而设计出不会出现浮线的不完整编织的横列。在编织全成形袜鞋鞋跟部位时，不断编织部分的织物在织针处容易堆积造成之后编织过程中退圈困难或者垫纱的不顺利，从而造成织物的破损；两侧不编织部分在罗拉的不断牵伸下逐渐变紧，甚至出现线圈的断裂。针对这个问题首先调整罗拉速度，要保证在整个鞋跟的编织过程中不能出现线圈被拉断的情况，之后调整编织的速度以及该部分的度目，使得编织部分尽可能地减小织物堆积对之后编织的影响。4.3本章小结本章以实际的一款袜鞋为模板，详细分析了其各个部位的尺寸，然后利用AI软件做出了该款全成形袜鞋的平面样板，之后对袜鞋的各部分进行不同组织的设计，其中鞋口部位设计为罗纹组织，袜鞋的其它部分设计为纬平针组织。当这两部分的组织设计完成后，通过小样的试织得到不同组织的织物密度。再结合全成形袜鞋模板的尺寸，对全成形袜鞋各部分进行针数和行数进行计算。各部分的针数和行数设计计算完成后，在龙星制版软件系统里对全成形袜鞋进行制版。47 东华大学硕士学位论文第四章全成形袜鞋的设计与编织制版完成后在龙星牌的电脑横机上进行编织。全成形袜鞋在脚踝部和脚跟部的尺寸测量比较困难，因此该部分均是在不断地试织的过程中而进行不断地改进。最终得到了与袜鞋模板相同的全成形袜鞋。48 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析第五章鞋面织物的性能测试及分析本章对第三章编织的三种全成形拖鞋中各种不同组织的织物进行了拉伸性能、耐磨性能以及撕裂性能的测试和分析。这些测试结果对于以后鞋面织物的设计能够提供一定的依据。5.1纱线拉伸性能测试及分析5.1.1原料规格及测试仪器与方法原料规格：333dtex白色涤纶低弹丝与333dtex黄色涤纶低弹丝。采用仪器：XL-1A型纱线强伸度仪参考标准：GB/T3916《纺织品卷装纱单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定》。参数设置：依标准对参数进行调整，主要参数如下：夹距500㎜，夹具钳的分离速度500㎜/min。取样：按标准对每种纱线取20个试样。5.1.2测试结果与分析参照标准的测试步骤对这两种纱线的拉伸性能进行测试，结果如表5-1所示。表5-1原料拉伸性能的测试结果伸长定负荷项目强力强度模量比功率伸长率单位cN%cN/texcN/texcN/tex%白色涤平均值1418.436.242.698.77.84.9纶低弹丝CV（%）2.25.82.212.37.58.0黄色涤平均值1149.432.534.5204.47.90.4纶低弹丝CV（%）0.64.81.72.65.920.3对测试结果进行分析，发现黄色涤纶丝的强力、伸长率都要比白色涤纶丝小。49 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析但是黄色涤纶丝强力和伸长率的CV值比白色涤纶丝的均要小一些，这说明黄色涤纶丝强力、伸长率波动较小。这两种丝线拉伸性能测试的参数对于提花织物、变化组织织物各种性能测试结果的分析都能进行一定的解释和说明。5.2鞋面织物的基本参数第三章对全成形鞋面织物进行试织时，已经得到了一些不同组织鞋面织物的基本参数，如织物横密和纵密。接下来我们对不同鞋面织物的面密度和厚度进行测量。其中面密度是在梅特勒-托利多仪器有限公司生产的型号为AL104电子天平上进行测量；厚度是参考标准GB/T3820-1997在南通宏大实验仪器有限公司生产的型号为YG141N数字式织物厚度仪进行测量。测量后对鞋面织物的基本参数进行统计汇总结果如表5-2所示。表5-2鞋面织物的基本参数织物横织物纵织物总织物厚项目面密度密密密度度线圈数纵行/5横列/5单位g/㎡㎜2㎝㎝/25㎝假四平32571824312.72.132组织纬平针36672412200.31.025组织四平提30381140262.91.803花组织空针提38612318247.41.805花组织翻针变30732190322.41.849化组织吊目变34762584203.41.170化组织5.3鞋面织物拉伸性能测试与分析5.3.1测试仪器与方法及试样制备采用仪器：微机控制电子万能试验机，型号：WDW-20。参考标准：QB/T4118-2010《鞋类、鞋面试验方法断裂强度和伸长率》参数设置：依标准对参数进行调整，主要参数如下：夹距100㎜，夹具钳的分离速度100㎜/min，结果取值断裂最大力和断裂伸长。50 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析取样：依标准对不同组织的织物进行取样，每种组织的织物取6个长方形的试样，尺寸为150㎜×35㎜，3个试样的长边平行于材料方向（材料方向为机器方向），3个试样的长边垂直于材料方向。5.3.2鞋面织物拉伸性能测试结果与分析5.3.2.1普通组织鞋面织物拉伸性能测试与分析普通组织（假四平组织、纬平针组织）鞋面织物拉伸性能的测试，参考标准进行试样裁剪，将裁剪好的试样放在标准要求的环境下进行调节，然后按照标准要求的测试步骤对试样进行纵向和横向的拉伸实验。从三个假四平组织织物试样的负荷伸长曲线中选取代典型的测试曲线，如图5-1所示。（a）假四平组织织物的纵向拉拉伸曲线51 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析（b）假四平组织织物的横向拉伸曲线图5-1假四平组织织物拉伸曲线假四平组织的试样纵向拉伸时，各个线圈纵行基本同时受力。分析图5-1中的（a）图，开始时负荷随着伸长的增加缓慢的增加，这一阶段的伸长主要是线圈的变形、滑移，因此在较小的力的作用下就会发生很大的伸长变形。第二阶段负荷随伸长的增加基本呈直线增加的状态，此时织物的变形主要是纱线或纱线中纤维的伸长，由于它们之间抱合比较紧密，摩擦力比较大，因此拉伸时相对困难一些。最后一阶段就是部分纱线承受不住增大的负荷而断裂造成织物负荷的迅速下降。观察图5-1中的（b）图对假四平组织织物的横向拉伸性能进行分析，开始时的负荷伸长曲线变化规律与纵向拉伸时相同，均是随着伸长的增加负荷缓慢的增加，不过两者伸长增加的原理有些区别，纵向伸长的增加，是线圈的纵向变形，在外力的作用下圈弧向圈柱转移；而横向伸长的增加，是线圈横向的变形造成的，即在外力的作用下圈柱向圈弧的转移。第二阶曲线均是波浪状的逐渐增加。拉伸曲线呈波浪状的原因是，在横向拉伸时，有些线圈纵行之间会发生梯脱，发生梯脱时负荷会迅速下降，当梯脱的纱线开始受力时负荷又再次增大，随着负荷的增大，当某些线圈纵行承受不住增大的负荷时又会再次发生梯脱，重复出现波浪状的曲线。当最终的负荷足够大时，织物中某些薄弱地方就会发生断裂。假四平组织的试样纵向拉伸时线圈发生变形、滑移后就开始纱线受力，而横向拉伸在线圈发生变形、滑移后还存在一个线圈梯脱的阶段之后才是纱线的受力，因此，假四平组织织物的横向伸长大于其纵向的伸长。统计三个试样纵向和横向拉伸性能数据，其平均值如表5-3所示。52 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析表5-3假四平组织织物拉伸性能项目断裂强力比强度断裂伸长断裂伸长率单位NN/纵行（横列）mm%纵向拉伸1033.4446230230横向拉伸638.3816300300F50纵向拉伸比强度的算术平均值：PWPAF50横向拉伸比强度的算术平均值：PWPB式中：P-比强度，单位为牛顿每纵行（N/纵行）或牛顿每横列（N/横列）F-断裂强力，单位为牛顿（N）W-试样宽度，单位为毫米（㎜）PA-织物横密，单位为纵行/50㎜PB-织物纵密，单位为横列/50㎜E断裂伸长率的算术平均值：X100%L式中：X-试样伸长率，%E-断裂时的长度，单位为毫米（㎜）L-拉力试验机开始运动时夹具钳之间的距离，单位毫米（㎜）纬平针组织织物的拉伸实验，由于试样具有严重的卷边性。因此在裁剪时可以施加一部分力使其展平，但又不要产生明显的拉伸变形。将试样置于标准中要求的环境进行处理，然后按照标准要求的操作步骤对试样进行纵向和横向的拉伸实验。通过观察发现纬平针组织的织物的纵向负荷伸长曲线与假四平组织织物的纵向负荷伸长曲线变化趋势基本一致，只是在最后阶段有些不同，前两个阶段它们两者负荷伸长变化原理也基本相同。最后阶段不同的原因主要是，当负荷足够大时，假四平组织的织物基本上突然间就断裂了，而纬平针组织的织物由于线圈之间相对稀疏，存在纱线断裂的不同时性，因此在最后阶段容易出现几个波浪式的负荷增长曲线。纬平针组织织物的横向负荷伸长曲线的变化趋势和纵向的负荷伸长曲线基本类似，两者的断裂强力和断裂伸长差别也不大。这说明纬平针织物纵向和横向的拉伸性能基本相同。纬平针组织织物拉伸实验数据的平均值如表5-4所示。53 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析表5-4纬平针组织织物拉伸性能项目断裂强力比强度断裂伸长断裂伸长率单位NN/纵行（横列）mm%纵向拉伸481.2519180180横向拉伸513.16111601605.3.2.2提花组织鞋面织物拉伸性能测试与分析提花组织鞋面织物的试样准备与测试方法与上一小节所述相同，典型的负荷伸长曲线如图5-2所示。（a）四平提花织物纵向拉伸曲线（b）四平提花织物横向拉伸曲线图5-2四平提花织物拉伸曲线54 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析四平提花织物组织比较紧密，观该试样织物的拉伸过程可以发现，织物均是从两边的开始断裂，然后逐渐向内渗入，最终断裂。织物的断裂原理与假四平组织织物的纵向断裂原理相同。两种织物纵向断裂最大力差别的主要原因是提花织物中采用了强力较小的黄色涤纶低弹丝。分析图5-2中（b）图的负荷-伸长曲线我们会发现织物的负荷到达最大值后均会有一个突降，之后再呈波浪状变化，最后断裂。主要原因是该部分的提花组织织物在横向拉伸过程中，所有纱线逐渐同时受力，因此负荷逐渐增加，当负荷足够大时，承受主要负荷部分纱线断裂，因此负荷在到达最大值后会有一个突降，在之后拉伸过程中纱线逐渐断裂，因此负荷呈波浪状变化。四平提花织物拉伸实验数据的平均值如表5-5所示。表5-5四平提花织物拉伸性能项目断裂强力比强度断裂伸长断裂伸长率单位NN/纵行（横列）mm纵向拉伸855.1541180180横向拉伸452.0917220220提花组织全成形拖鞋前半部分为空针提花组织，主纱为两根白涤纶低弹丝交织和一白一根黄涤纶低弹丝交织。并且通过实验已得黄色涤纶低弹丝的断裂强力小于白色涤纶低弹丝。观察试样的纵向拉伸，发现其断裂处基本均集中在黄色提花部分，主要原因就是黄色涤纶低弹丝的断裂强力小于白色涤纶低弹丝的强力。负荷达到最大值后负荷降低时波动的主要原因是拉伸过程中承受主要负荷的纱线断裂后其它的纱线仍会起到一定的支撑作用，因此会负荷会呈波浪形的下降。空针提花织物的横向拉伸过程主要分为两部分，第一部分就是正面紧密编织的部分，这一部分也是主要的受力部分，当这一部分的纱线断裂后，织物反面的浮线开始受力由于浮线基本均为直线，因此在断裂过程中负荷基本为直线下降。该部分织物的横向断裂最大力比纵向断裂力大的多，其主要原因是纵向拉伸时每一个纵列或多或少地都有黄色纱线的编织，而横向拉伸时存在没有黄色纱线编织的横列，并且白色涤纶低弹丝的断裂强力比黄色涤纶低弹丝高。空针提花织物拉伸实验数据平均值如表5-6所示。表5-6空针提花织物拉伸性能项目断裂强力比强度断裂伸长断裂伸长率单位NN/纵行（横列）mm纵向拉伸361.7014200200横向拉伸901.53211301305.3.2.3变化组织鞋面织物拉伸性能测试与分析55 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析变化组织鞋面织物的试样准备与测试方法与上一小节所述相同，典型的负荷伸长曲线如图5-3所示。（a）翻针变化组织织物纵向拉伸曲线（b）翻针变化组织织物横向拉伸曲线图5-3翻针变化组织织物拉伸曲线为了实现人体脚部在穿着过程中与鞋底形成良好的接触且避免产生滑移，该变化组织拖鞋的后半部分采用的是翻针形成的变化组织。通过翻针形成的织物组织结构比较紧密，织物弹性较小。如图5-3中（a）图所示，试样在受到纵向外力作用时负荷迅速增大，达到最大值后基本不存在线圈梯脱等情况，断裂比较彻底。观察翻针变化组织织物的横向拉伸过程，发现最开始产生破坏的部位就是两56 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析个侧边，这是由于翻针形成的织物结构紧密，内部基本同时受力，只有边缘处组织相对疏松，外力作用时容易梯脱。在最大负荷附近出现波动的原因主要是编织该织物的两种主纱的断裂伸长和断裂强力不同。翻针变化组织织物拉伸实验数据平均值如表5-7所示。表5-7翻针变化组织织物拉伸性能项目断裂强力比强度断裂伸长断裂伸长率单位NN/纵行（横列）mm%纵向拉伸538.9226220220横向拉伸707.0214190190变化组织全成形拖鞋的前半部分的组织是在纬平针组织的基础上有规律地添加了一些吊目组织，观察该织物的纵向拉伸过程，发现它与纬平针织物纵向拉伸变化基本一致，只是数值大小有所差别。观察该织物横向拉伸断裂后的试样，发现试样中断裂或受损严重的部位一般均集中在一黄一白色涤纶低弹丝交织的纱线编织的吊目纵行处，其主要原因是：第一这两种丝交织形成的丝线强力相对小一些；第二吊目组织出现的纵行相对疏松，在外力作用下容易发生破坏。断裂强力呈波浪形增大主要原因是在拉伸过程中，有些线圈纵行不断梯脱而没有被拉断造成的。吊目变化组织织物拉伸实验数据平均值如表5-8所示。表5-8吊目变化组织织物拉伸性能项目断裂强力比强度断裂伸长断裂伸长率单位NN/纵行（横列）mm%纵向拉伸402.6317170170横向拉伸541.34101601605.3.3不同组织鞋面织物拉伸性能的总结通过对三种全成形拖鞋各部分织物拉伸性能的测试及分析，得到影响织物拉伸性能的因素比较多。其中最主要的因素就是纱线种类和织物组织。下边将三种全成形拖鞋拉伸试验的结果进行汇总，结果取标准要求的数据，统计后如表5-9所示。57 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析表5-9全成形拖鞋拉伸性能测试结果统计表纵向拉伸横向拉伸断裂断裂伸断裂断裂伸项目比强度比强度强力长率强力长率单位NN/纵行%NN/横列%假四平10324623063816300组织纬平针4821918051411160组织四平提8564118045217220花组织空针提3621420090221130花组织翻针变5382622070814190化组织吊目变4021717054210160化组织对表5-9的数据进行分析可得，当纱线种类相同时，织物组织不同对织物比强度的影响也不相同，结合不同组织的编织图发现当前后针床织物的线圈交织次数越多时织物的纵向或横向的比强度更大，主要原因是在这种情况下织物的拉伸不仅仅要克服纱线的拉力还要克服纱线之间的相互作用。对比上表中的数据可得除了空针提花织物外其它织物的纵向比强度均比横向比强度大，主要原因是织物纵向拉伸的比强度主要为两个线圈的圈柱受力而横向拉伸拉伸的比强度主要为一个线圈的沉降弧受力，因此织物的纵向比强度比横向比强度大，空针提花织物例外的主要原因是空针提花织物在编织过程中在织物反面形成许多伸直的浮线，浮线的拉伸性能要高于线圈的拉伸性能，因此空针提花织物的横向比强度比纵向比强度大。另外提花织物的比强度与提花的大小、形状以及提花部分的原料等条件也具有很大的关系，因此以后在对鞋面织物进行设计时，需要综合分析鞋面织物的主要受力方向以及相应织物不同方向比强度的特点。将其进行合理的设计。不同组织织物的横向和纵向的断裂伸长率均具有各自的特点。但是通过分析数据可得无论是纵向或横向断裂伸长一般情况下双针床织物均要高于单针床织物，主要是因为前后针床编织的织物的纱线在编织过程中，要不断地在某些前后针床的一些织针上来回垫纱编织成圈。前后针床相邻织针间的距离一般均比同一针床相邻织针间的距离要大一些，因此前后针床织物的断裂伸长相对大一些。但58 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析是观察表5-9中发现四平提花织物纵向的断裂伸长比空针提花织物的小，分析两者的编织图可以发现四平提花织的后针床在每一路的编织系统均为满针编织，这样编织出的织物反面组织结构非常紧密，因此纵向拉伸时断裂伸长相对较小。不同的纱线同时参与织物编织时，织物组织的不同对于织物拉伸性能的影响将更为显著也更加多样化。因此在对织物进行设计的时候要充分考虑到实际使用对织物的拉伸情况，结合实验的数据及分析，选择合适的纱线种类和织物组织。5.4鞋面织物耐磨性能测试与分析5.4.1测试仪器与方法及试样制备采用仪器：YG401型马丁代尔织物平磨仪。参考标准：GB/T3903.16-2008《鞋类帮面、衬里和内垫试验方法耐磨性能》。参数设置：转速47.5r/min；磨头和磨台之间的相对运动轨迹选择为利萨如图形；磨头与磨台之间的压力设置为12kPa。砂纸选择：粒度为36的砂纸（粒度一般定义是指筛网在1英寸线段内的孔数，粒度越大砂纸颗粒越小。）试样的准备：试验过程中需要两个试样，同时还需要一个原样与实验后的试样进行对比，因此每个试样需要制备三个，为了使试样在圆形磨头内凸出来，通常在试样的后面还需要垫上一个尺寸相当的聚氨酯泡沫。参考磨头尺寸将试样和聚氨酯泡沫裁剪为直径为50㎜的圆形。试样准备好以后在标准要求的环境下进行调节24小时，之后按照标准的操作步骤进行实验。为了实时了解织物在磨擦过程中的受损情况，初步设定为每400转后观察一次，但是在磨擦过程中一旦发现磨头和磨台之间磨擦不自然，或者明显发现织物损坏时也可及时暂停进行观察。将摩擦后的织物与未经试验的参考试样进行对比时，需要记录任何发生的损伤、织物表面起球和变色，标准规定使用以下描述：无、十分轻微、轻微、中等、严重、几乎完全和完全。记录试样是否出现磨透或表面层已磨掉，在起毛织物或类似材料的情况下，记录是否产生斑块或脱色。5.4.2鞋面织物耐磨性能测试结果与分析5.4.2.1普通组织鞋面织物耐磨性能的测试与分析按照标准要求对普通组织全成形拖鞋前后两部分的织物进行耐磨性能的测试，测试过程中的磨损情况如图5-8所示。59 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析（a）磨损400转后的试样（b）磨损800转后的试样（c）磨损1200转后的试样（d）磨损1600转后的试样图5-4普通组织全成形拖鞋各阶段的磨损试样图5-4中每个磨损试样图从上到下，第一排均为普通组织全成形拖鞋后半部分的假四平组织试样，第二排为普通组织全成形拖鞋前半部分的纬平针组织试样。观察400转后上下两部分试样的磨损情况，通过与未经试验的参考试样对比，发现假四平组织的试样磨损十分轻微，只在凸出的纱线部分产生了一些轻微的毛羽。前半部分的纬平针组织试样磨损相对严重一些，轻微磨损，整个磨损面均有一些毛羽产生，但织物的线圈结构仍很清楚。观察试样在800转后以后的磨损情况，发现后半部分的织物试样毛羽更加密集，长度增加，但是织物间的线圈结构能够看清楚，磨损程度轻微。前半部分试样的毛羽更加浓密，部分磨损区域的线圈结构比较模糊了。磨损程度中等。在1000转的时候发现全成形拖鞋前半部分的一个试样磨擦不正常，暂停机器后，取下磨头，试样磨损情况如图5-5所示。60 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析图5-5磨损1000转破损的试样该试样在边缘处出现磨损破洞，而另一块全成形拖鞋前半部分试样仍旧磨损正常，其主要原因可能是使用夹环将试样固定磨头时对该试样织物产生较大了撑拉力，因此在磨损过程中该部分容易产生较严重的磨损。1200转以后对磨损后的试样进行观察发现全成形拖鞋后半部分的试样毛羽更加密集，凸出线圈纵行的线圈结构已经模糊，磨损程度中等。前半部分试样织物磨损区域的所有线圈结构已模糊，形成的毛羽相互缠绕，磨损程度严重。对磨损1600转的试样进行观察，后半部分的试样磨损区域已被毛羽覆盖，织物中无论凸出还是凹陷的处，线圈结构均模糊，磨损程度严重，但是均没有表现出磨透的迹象。对于全成形拖鞋前半部分的试样，很明显的能够看出织物已经被整体磨薄了一层。在磨头的边缘处已经出现了轻微的磨透的缝隙。磨损程度几乎完全。5.4.2.2提花组织鞋面织物耐磨性能的测试与分析按照标准要求对提花组织全成形拖鞋前后两部分的织物进行耐磨性能的测试。提花组织全成形拖鞋的后半部分织物组织为两色四平提花组织，其中提花为规律分布的菱形，且该部分的主纱为一黄一白涤纶低弹丝交织的丝线，前半部分织物组织为两色空针单面提花织物，观察图400转以后织物的磨损情况，全成形拖鞋后半部分织物磨损区域内菱形提花部分毛羽较长，磨损程度轻微，其它区域磨损十分轻微。全成形拖鞋前半部分织物的提花为散乱分布的小提花，黄色提花组织分布在整个基本组织中，磨损的时候影响相对较小，整体磨损程度为十分轻微。800转之后虽然全成形拖鞋后半部分的主要区域磨损仍不太严重，但是菱形的提花区域已被磨透了，由此看来，黄色涤纶低弹丝的耐磨性比白色涤纶低弹丝要差的多。全成形拖鞋前半部分织物试样上的毛羽变长、密度增大。能明显看出黄色毛羽较长。磨损程度为轻微。1200转之后全成形拖鞋前半部分试样的毛羽长度减小了，密度增大了，并61 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析且黄色提花部分织物的线圈结构有些模糊。整体的磨损程度中等。1600转以后全成形拖鞋上部织物试样毛羽密度继续增大，且磨损区域内线圈结构模糊的区域面积也在增大，整体磨损严重。5.4.2.3变化组织鞋面织物耐磨性能的测试与分析按照标准要求对变化组织全成形拖鞋前后两部分的织物进行耐磨性能的测试。变化组织全成形拖鞋的后半部分是采用翻针动作形成的组织紧密的织物，前半部分是采用吊目组织形成的单面小孔织物。400转之后全成形拖鞋的前后两部分试样均产生毛羽，不过由于后半部分织物试样结构比较紧密，产生的毛羽量相对少一些，前半部分织物相对疏松些产生的毛羽量相对多一些且长一些。两者的损伤程度均可定位为十分轻微。800转之后进行观察，发现拖鞋前半部分的一个试样从吊目组织出开始磨裂，已经形成一个空洞。拖鞋后半部分的两个试样毛羽继续增长、密度增大，但是磨损依然仅存于试样织物的凸出部分，磨损程度为轻微。另一个拖鞋前半部分的试样，由于试样为单面织物比较薄，且织物密度较小，因此毛羽量增大，但是毛羽长度仍很小，磨损程度为中等。1200转之后进行观察，拖鞋后半部分试样的磨损已经从织物凸出部分变为整体磨损，整体毛羽量继续增大。磨损程度中等。拖鞋前半部分试样的大部分线圈结构已被磨损得比较模糊，磨损程度严重。在1400转的时候发现织物前半部分试样磨损不正常，将磨头拆下来后观察到织物已被磨透。在1600转的时候观察发现拖鞋前半部分的两个试样毛羽量增多，并且线圈结构模糊的区域增大，磨损程度严重。5.4.3不同组织鞋面织物耐磨性能总结影响织物耐磨性的因素有很多，但是具体可以概括为三个层次，第一个层次为纤维层次，在其它条件相同的情况下，通常纤维的长度越长，纤维间的抱合力越大，摩擦时不易从纱中抽出，从而织物的耐磨性越好；纤维的断裂伸长率大、[33]弹性回复率高及断裂比功大时，织物的耐磨性好。第二个层次为纱线层次，纱线的捻度适中、条干均匀度好时，织物的耐磨性好。第三个层次为织物层次，织物的耐磨性几乎随着单位面积重量的增加而线性增加，假四平组织以及翻针变化组织织物的面密度均在300g/㎡以上，织物面密度相对较大其耐磨性也相对较好。当织物原料相同且编织工艺也基本一致的情况下，织物的耐磨性还可以通过对织物厚度来体现，即织物的厚度越大，织物的耐磨性越好。通过对三种不同组织全成形拖鞋各部分织物的耐磨性能的测试，得到原料的不同以及组织的不同对62 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析织物的耐磨性能够产生很大的影响。比如提花组织中，两种提花组织的原料相同，并且四平提花试样的结构紧密，面密度相对较大，但是由于黄色提花组织比较集中，其耐磨性还不如单面的空针提花织物。因此在以后的提花设计过程中，在考虑花型美观的同时还要考虑原料的性能，从而保证最终织物的耐磨性能符合要求。5.5鞋面织物撕裂性能的测试与分析5.5.1测试仪器与方法及试样制备采用仪器：温州方圆仪器有限公司生产的型号为YG026MB的电子强力机其夹头为气动夹头，对于容易滑脱的织物采用莱州市电子仪器有限公司生产的型号为YG065的电子织物强力机。参考标准：QB/T2883-2007《鞋类帮面、衬里和内垫试验方法撕裂力》参数设置：初始长度30mm，批次3次，上升速度100mm/min。取样：依标准对不同组织的织物进行取样，每种组织的织物取6个正方形的试样，边长为100㎜，在3个试样线圈纵行边的中间处向内垂直该边剪30㎜的切口，用来测试该种试样的横向撕裂性能。在另外3个试样线圈横列的中间垂直该边向内剪30㎜的切口，用于该种织物纵向撕裂的测试。5.5.2鞋面织物撕裂性能测试结果与分析5.5.2.1普通组织鞋面织物撕裂性能测试结果与分析参考标准对试样进行裁剪，并将裁好的试样在标准规定的环境中进行调节，然后按照标准的实验步骤对试样进行拉伸实验的测试。普通组织全成形拖鞋前半部分织物的撕裂的测试是在YG026MB的电子强力机上进行测试的。结果如图5-6所示。）N强力（伸长率（%）（a）纬平针织物的纵向撕裂曲线63 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析）N强力（断裂伸长（%）（b）纬平针织物的横向撕裂曲线图5-6纬平针织物的撕裂曲线观察图5-6中（a）图三个试样的撕裂强力和伸长率曲线可以得到撕裂强力的每个波峰的增长过程基本都接近直线，且直线倾斜程度比较大。这说明织物在纵向撕裂过程中每次波峰之后基本上都是纱线的断裂。这也表明该部分织物即纬平针组织的织物纵向撕裂时基本没有纱线的滑脱或者是较大的位移变形。统计数据得到该部分织物纵向撕裂最初力值的算术平均值为151N，最大撕裂力的算术平均值为246N，中值力的算术平均值为186N。（最初力值是指在最初撕裂时产生的一个力值峰；最大撕裂力是指开始撕裂后持续撕裂力的最大值；中值力是指持续撕裂力的平均力值。）观察图5-6中（b）图纬平针织物的横向撕裂，发现织物在撕裂的过程中，纱线断裂的同时，已断裂纱线的部分线圈纵行也在不稳定地发生梯脱这就造成了强力伸长率曲线不稳定地增长。将纬平针织物横向撕裂图和纵向撕裂图作比较，虽然两者的变化形式不同，但是强力集中分布的区域基本相同，这说明纬平针织物的纵向和横向的撕裂性能基本相同。统计数据得到该部分织物横向撕裂最初力值的算术平均值为167N，最大撕裂力的算术平均值为248N，中值力的算术平均值为150N。普通组织全成形拖鞋的后半部分撕裂测试，由于该部分的织物在气动夹持的强力机上测试时容易滑脱，因此该样品的测试是在手动加持的电子织物强力机上进行测试的。假四平组织织物为双针床同时编织的织物，相对于纬平针织物比较紧密，因此在纵向撕裂的过程中，试样在较小的伸长变形下，织物的拉伸强力就迅速增大。统计数据得到该部分织物纵向撕裂最初力值的算术平均值为220N，最大撕裂力的算术平均值为316N，中值力的算术平均值为219N。全成形拖鞋后半部分织物横向撕裂的强力伸长曲线相对于纵向的撕裂强力64 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析伸长曲线显得比较疏松一些，主要就是该部分织物横向撕裂时，许多纵向的线圈纵行发生梯脱，伸长相对变大。另外通过比较发现两者强力波峰的值基本相当，但是横向撕裂的波谷值普遍偏小，因此假四平组织横向撕裂的中值相对较小。统计数据得到该部分织物横向撕裂最初力值的算术平均值为180N，最大撕裂力的算术平均值为306N，中值力的算术平均值为195N。5.5.2.2提花组织鞋面织物撕裂性能测试结果与分析提花组织鞋面织物的试样准备与测试方法与上一小节所述相同。典型的撕裂图如图5-7所示。）N强力（断裂伸长（%）（a）空针提花织物纵向撕裂曲线）N强力（断裂伸长（%）（b）空针提花织物横向撕裂曲线图5-7空针提花织物撕裂曲线观察空针提花织物的纵向撕裂过程，发现撕裂线总是会沿着切口处发生不同程度地偏移，这主要是因为黄色涤纶低弹丝和白色涤纶低弹丝的强力伸长性能的不同。撕裂总是向着黄色涤纶丝集中的横列偏移。提花组织的织物撕裂性能与纱线具有很大的关系，同时也与提花的组织以及花型的设计具有很大的关系。因此在对提花织物设计时，要从上述三个方面综合分析。统计数据得到该部分织物纵65 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析向撕裂最初力值的算术平均值为188N，最大撕裂力的算术平均值为267N，中值力的算术平均值为194N。图5-7（b）图中空针提花织物的花型循环横列之间还存在着不提花的纬平针横列，在织物的横向撕裂过程中，该部分就是薄弱部分，因此织物的撕裂线基本都是沿着该横列，该横列的主纱以白色涤纶低弹丝为主，偶尔也有部分黄色涤纶低弹丝的线圈，因此该组织织物横向撕裂的强力伸长率图与纬平针织物横向撕裂的强力伸长率图变化趋势基本相同，只是强力相对小一些。统计数据得到该部分织物横向撕裂最初力值的算术平均值为152N，最大撕裂力的算术平均值为201N，中值力的算术平均值为121N。提花组织全成形拖鞋后半部分织物的纵向撕裂测试在YG026MB的电子强力机上进行时，总是滑脱，因此在型号为YG065的电子织物强力机进行测试，该部分织物的横向撕裂在型号为YG026MB的电子强力机上进行测量，该试样在沿纵行方向进行撕裂时，随着拉伸的作用，越来越大范围的线圈横列受到力的作用。因此随着伸长的增大，波峰值基本上呈越来越大的趋势。统计数据得到该部分织物纵向撕裂最初力值的算术平均值为82N，最大撕裂力的算术平均值为282N，中值力的算术平均值为185N。该试样沿横向撕裂时，在很大的伸长中没有达到其第一个峰值，主要是因为织物在撕裂过程中部分线圈纵行发生梯脱。这也是造成强力伸长率曲线在之后撕裂过程中不断波动的原因。统计数据得到该部分织物横向撕裂最初力值的算术平均值为141N，最大撕裂力的算术平均值为225N，中值力的算术平均值为140N。5.5.2.3变化组织鞋面织物撕裂性能测试结果与分析变化组织鞋面织物的试样准备与测试方法与上一小节所述相同，典型的撕裂曲线如图5-8所示。）N强力（断裂伸长（%）（a）吊目变化组织织物纵向撕裂曲线66 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析）N强力（断裂伸长（%）（b）吊目变化组织物横向撕裂曲线图5-8吊目变化组织织物撕裂曲线观察图纵向撕裂实验后的试样，发现撕裂并没有完全沿着切口的方向进行，而是向着织物的横列方向进行撕裂，且基本均为有黄色涤纶丝的横列。这充分说明，纱线的选择以及织物组织的设计对织物的撕裂具有很大的影响。统计数据得到该部分织物纵向撕裂最初力值的算术平均值为153N，最大撕裂力的算术平均值为238N，中值力的算术平均值为155N。图5-8（b）试样撕裂的强力伸长率曲线图与纬平针织物横行撕裂的强力伸长率曲线图的变化总趋势基本相同，不过整体的峰值要小一些，这是因为吊目线圈相对于编织线圈的撕裂性差一些。统计数据得到该部分织物横向撕裂最初力值的算术平均值为82N，最大撕裂力的算术平均值为194N，中值力的算术平均值为118N。变化组织全成形拖鞋后半部分织物的撕裂在YG026MB的电子强力机上进行测试。通过翻针形成的变化组织的织物结构比较紧密，线圈纵行之间的结合也比较牢固。观察发现该类织物的纵向撕裂基本上都是沿线圈横列方向进行的。撕裂过程中也伴随着一些线圈纵行的梯脱因此强力伸长率曲线上也出现一些波动。统计数据得到该部分织物纵向撕裂最初力值的算术平均值为199N，最大撕裂力的算术平均值为286N，中值力的算术平均值为224N。该织物在横向撕裂时，基本上均是紧邻受力处的线圈纵行先梯脱，梯脱后的纱线再在撕裂力的作用下逐渐被拉断。由于线圈的梯脱伴随着撕裂的整个过程，因此强力伸长率曲线才会不断地出现曲折。统计数据得到该部分织物横向撕裂最初力值的算术平均值为118N，最大撕裂力的算术平均值为230N，中值力的算术平均值为138N。5.5.3不同组织鞋面织物撕裂性能的总结67 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析通过对三种不同组织全成形拖鞋撕裂性能的测试，深刻理解了原料以及组织的不同对织物纵向撕裂和横向撕裂的重大影响。接下来将标准中对鞋面撕裂性能测试需要记录的力值进行统计，结果如表5-10所示。表5-10全成形拖鞋撕裂性能测试结果统计表纵向撕裂横向撕裂初始力最大撕初始力最大撕项目中值力中值力值裂力值裂力单位NNNNNN纬平针151246186167248150组织假四平220316219180306195组织空针提188267194152201121花组织四平提82282185141225140花组织吊目变15323815582194118化组织翻针变199286224118230138化组织通过对表5-10中数据的分析可得所有组织织物纵向撕裂的中值力均大于横向撕裂的中值力，这是由于纬编针织物是纱线沿横向垫纱顺序编织而成，当剪切力沿线圈纵行向下作用于某一横列时，使得该横列上相邻线圈的纱线在外力的作用下发生转移而趋于直线状态；进一步受力后第二横列上的纱线趋于直线状态，如此直到第一横列上的纱线完全张紧，有n个横列上的纱线发生转移而形成纱线三角区。当外力大于纱线三角区的最大承受强力后，纱线开始断裂，至此形成撕[34]裂三角区。因此，在单缝法撕裂实验中，撕裂三角区的大小意味着织物中同时承受外力的纱线数量。而纬编针织物的横向延伸性较大，在纵向撕裂过程中能形成较大的受力三角区，因此纵向的撕裂力比横向较大。在原料相同的情况下，编织系统数越多的织物纵向撕裂时，同时受力的线圈横列数也就越多，撕裂力也就越大。织物密度越大的织物横向撕裂时，在撕裂口出同时受力的线圈纵行数越多撕裂力越大。提花织物的撕裂与提花组织的花型、大小以及提花部分的原料均具有很大的关系，因此在对提花织物进行设计时，要充分考虑到各方面的影响因素以及织物在实际使用中所面临的撕裂情况，结合实验的数据及分析，选择合适的纱线种类和织物组织。68 东华大学硕士学位论文第五章全成形拖鞋鞋面的性能测试及分析5.6本章小结本章在对三种鞋面织物的力学性能进行测试前先对该鞋面织物的原料即333dtex白色涤纶低弹丝和333dtex黄色涤纶低弹丝的拉伸性能进行了测试和分析。这对于鞋面织物力学性能的分析提供了一些帮助。其次对三种鞋面织物的基本参数进行了测试与总结这样也有利于对之后鞋面织物力学性能的分析。之后依次对三种鞋面织物的拉伸性能、耐磨性能以及撕裂性能进行了测试及分析。通过对测试结果的分析，理解了原料以及织物组织的不同对于对织物力学性能的重要影响。以提花织物的耐磨性为例进行说明，提花组织全成形拖鞋下部的织物为四平提花织物，是双针床上编织而成的双面织物，织物结构紧密面密度较大；提花组织全成形拖鞋上部的织物为空针提花织物，是在单针床上编织的单面织物，并且循环的提花横列之间还存在纬平针的横列。在拉伸性能测试时，四平提花织物无论是纵向拉伸还是横向拉伸都均远大于空针提花织物，但是在耐磨性能测试过程中，只因为四平提花织物的黄色涤纶丝提花花型为比较集中的菱形，而空针提花织物的黄色涤纶丝提花花型为比较分散的小提花，结果四平提花织物的耐磨性还不及空针提花织物的一半。这充分说明了织物组织对织物性能的重要影响。本章中对鞋面织物各种性能的测试以及分析对于织物的设计均能提供一定的依据。69 东华大学硕士学位论文第六章总结与展望第六章总结与展望6.1总结本课题的主要内容分为四部分，即前文所述的第二章到第五章。该四部分可以简单概括如下。（1）成形平面鞋面的设计与编织，在该部分系统分析了全成形鞋面的设计以及开发的整个流程，并且对全成形鞋面设计过程中常用的组织进行了分析总结，如耐磨组织、加厚组织以及网孔组织。然后独立设计开发了一款全成形鞋面，包括全成形鞋面平面样板的设计以及各部分不同组织结构的设计。之后再将全成形鞋面的平面结构转化为实际编织过程中所需要的针数和行数并且详细分析了不同部分的收放针工艺。完成全成形鞋面的制版工艺。最后将制版工艺转化为电脑横机能够识别的数据，并在电脑横机上进行编织，在编织过程中，我们对出现的问题进行了总结和分析。（2）成形立体鞋面的设计与编织，该部分以成形立体鞋面的编织原理进行了全成形拖鞋的设计开发。首先以实际中一款拖鞋为模版，做出全成形拖鞋的平面样板。之后采取不同的组织，设计了普通组织、提花组织以变化组织三种全成形拖鞋。然后根据试织出的不同组织的织物密度对三种全成形拖鞋的制版工艺进行计算及分析。同时也归纳了制版过程中出现的问题以及解决方法，最后在电脑横机上进行编织。（3）全成形袜鞋的设计以及编织，该部分最大的意义就是通过对非完整横列的编织以及组合可以在全成形立体袜鞋鞋面上实现任何曲面的编织。该全成形袜鞋仍是以实际的一款袜鞋为模板进行设计的。从参考袜鞋上进行各种尺寸数据的采集，画出全成形袜鞋大概的平面样板，然后进行制版工艺的计算，最后在电脑横机上进行试织，并且将编织出的试样与原试样不断地对比、修改，最终得到了与原试样基本相同的全成形袜鞋。（4）鞋面织物力学性能的测试及分析，该部分对三种不同组织鞋面织物的拉伸性能、耐磨性能以及撕裂性能进行了测试和分析。通过数据的对比和分析得到在原料相同的条件下，织物组织不同对织物比强度的影响也不相同，结合不同组织的编织图发现当前后针床织物的线圈交织次数越多时织物的纵向或横向的比强度更大，主要原因是在这种情况下织物的拉伸不仅仅要克服纱线的拉力还要70 东华大学硕士学位论文第六章总结与展望克服纱线之间的相互作用。不同组织织物的横向和纵向的断裂伸长率均具有各自的特点，但是通过对不同组织织物的编织图进行分析可以总结出一般情况下前后针床同时参与编织的织物无论纵向还是横向的断裂伸长均比单针床编织的织物大一些，这主要是因为前后针床相邻织针间的距离一般均比同一针床相邻织针间的距离要大一些，因此前后针床织物的断裂伸长相对大一些。鞋面织物的耐磨性与织物的面密度具有很大的关系，一般织物的密度越大织物的耐磨性越好，提花织物的耐磨性还与提花的大小、形状以及提花部分的原料具有很大的关系。鞋面织物的撕裂性与织物组织的编织形式和织物密度均具有很大的关系，多系统编织的织物纵向撕裂时，联系紧密的多个线圈横列同时受力，因此撕裂力相对大一些，横向撕裂时，密度大的织物撕裂口处的纱线纵行基本同时受力，因此撕裂力也相对较大。这些性能的测试结果能够为以后织物的设计提供一定的依据。6.2不足与展望本课题中虽然根据全成形的编织原理，对全成形的平面鞋面、全成形的拖鞋以及全成形的袜鞋进行了设计开发并且编织出了实际的织物。但是将这些织物投入使用仍需要一定的改进与研究。设计的该款全成形平面鞋面与市场上投入使用的全成形平面鞋面相比，该款鞋面编织时度目相对较大，编织出的织物外力作用下变形太大。尽管在编织时尝试着将度目值调小，但是由于编织设备的原因，当度目较小时，编织网孔组织需要移针或翻针的时候总会出现线圈的脱落。全成形平面鞋面是未来运动鞋鞋面的主要组成部分，对于其款式的开发以及编织工艺的改善仍有很大的研究空间。设计的该款全成形拖鞋虽然能够提高生产效率，减少浪费，但是其在舒适性还有待改进。尤其是鞋底部分，该款拖鞋的鞋底部分仅一片织物与鞋底复合，目前市场上比较流行的一次性拖鞋的鞋底部分均是采用毛绒面料与鞋底复合而成。未来可以尝试着编织与鞋底一样大小的柔软的鞋垫织物，然后将鞋垫织物复合在全成形拖鞋鞋面与鞋底之间，以此来提高其穿着舒适性。设计的该款全成形袜鞋与参考样鞋的尺寸基本相同，由于采用纱线的弹性较小，且主体鞋面为单面的纬平针组织，因此该鞋面织物的耐磨性相对较差，并且一些非完整编织横列的边缘处孔洞比较明显。以后可以采用毛羽更多一些，弹性更大一些，耐磨性更好一些的纱线来进行编织。这样基本就可以实现全成形袜鞋的实际使用。71 东华大学硕士学位论文参考文献参考文献[1]张煜.制约我国运动鞋品牌发展的主要因素及对策研究[J].成都体育学院报,2005(4):41-45.[2]高志琦.跨界整合“化学反应”飞织鞋面相关产业链正在形成[J].纺织服装周刊,2014(9):97.[3]刘雅.3D飞织鞋面引横机技术在创新[J].纺织机械,2014(8):79.[4]YoitsuTakahashi,NoriyaHayashimoto,YoshihiroKanamori,etal.GeneratingashoelastshapeusingLaplaciandeformation[J].Proceedingsofthe8thInternationalConferenceonVirtualRealityContinuumanditsApplicationsinIndustry,2009(12):273-274.[5]卢致文,蒋高明,从红莲,杨茜.基于人体足部特征的鞋面样板设计及横编成形方法[J].纺织学报,2015(4):65-70.[6]杨茜,丛红莲.横编半成形鞋面的设计与开发[J].针织技术,2015(1):25-28.[7]卢致文,蒋高明,杨茜.横编成型鞋面的组织结构设计[J].纺织学报,2015(1):55-59.[8]楚玉松.纬编提花鞋面材料的开发与性能研究[D].上海:东华大学,2015.[9]LuZhiwen,JiangGaoming,CongHonglian,etal.TheDevelopmentoftheFlat-knittingShapedUppersBasedonErgonomics[J].AutexResearchJournal.2016(1):67-74.[10]楚玉松,丛红莲,万爱兰,等.纬编提花鞋面材料的样板设计与开发[J].针织工业,2016(2):5-9.[11]李珂.运动鞋鞋侧设计对踝关节损伤的影响[J].中国皮革,2017(5):50-53.[12]许英莲.毛衫全成形衣片曲线形状的计算分析[J].浙江理工大学学报，200623（1）:20-23.[13]YukiIgarashi,TakeoIgarashi,HiromasaSuzuki.Knittinga3DModel[J].ComputerGarphicsForum,2008,27(7):1734-1743.[14]彭佳佳,蒋高明,卢致文,等.全成形毛衫在双针床电脑横机上的编织工艺[J].纺织学报2015(11):51-57.[15]黄林初,宋广礼,郭海斌.国产电脑横机全成形毛衫编织工艺探讨[J].针织工业2015(9):12-16.[16]McCannJ,AlbaughL,NarayananV.ACompilerfor3DMachineKnitting[J].TransationsonGraphics,2016,35(4):49-59.72 东华大学硕士学位论文参考文献[17]王群.三维全成形产业用针织物的编织工艺与性能研究[D].上海:东华大学2016.[18]刘录勇,张栋.电脑横机全成形编织工艺研究[J].针织工业2016(4):29-33.[19]李昌龄,马丕波.全成形针织运动产品开发[J].纺织导报2017(7):66-69.[20]王敏,丛红莲,蒋高明,等.四针床电脑横机的全成形工艺[J].纺织学报2017（4）:61-67.[21]霍洪峰,赵焕彬,王海涛,等.运动鞋性能指标及测试方法研究[J].天津体育学院报2007(1):9-11.[22]Horras,Stephan,Gaiotto,Maria.Correlationofane-nosesystemforassessmentofshoe/socksystemswithahumansensorypanel[M].OlfactionandElectronicNoseProceedings,2009,1137(4):517-520.[23]BaussanE,BuenoM.A.Analysisofcurrentrunningsockstructureswithragardtoblisterprevention[J].TextileResearchJournal,2013,83(8):836-848.[24]陈大志,曾董超,闵宝乾.鞋面材料耐磨性能的三种实验方法比较[J].皮革科学与工程,2013(12):50-53.[25]DessingaO,JansenbAJ,LeihitubC.ExperimentalStudyofHeatDissipationinIndoorSportsShoes[M].ProcediaEngineering,2014,72(6):575-580.[26]万爱兰,丛红莲,蒋高明.包芯色纱性能及其对横编成型提花斜面织物的影响[J].纺织学报,2015(7):36-41.[27]尤建坊,李苏,谭万昌，等.运动鞋鞋面耐屈挠性能测试方法的研究[J].中国皮革2015(2):103-105.[28]WangChungChuan,YangChingHu,WangChung-Shing.Featurerecognitionandshapedesigninsneakers[J].ComputersIndustrialEngineering,2016,102(3):408-422.[29]杨茜,蒋高明,卢致文.针织运动鞋帮面材料的力学性能研究[J].针织技术2016（1）:28-31.[30]TasronD,MaitiR,HemmingM.Frictionalinteractionbetweenrunningsockfabricsandplantaraspectoffirstmetatarsalheadindifferentmoistureconditions[M].ProcediaEngineering,2016,147(6):753-758.[31]SimonaJ,HanifeES,FatmaK.Seampropertiesofultrasonicweledmultilayeredtextilematerials[J].JournalofIndustralTextile,2017,46(5):1193-1211.[32]龙海如.针织学[M].北京：中国纺织出版社，2008:52-55.[33]于伟东.纺织材料学[M].北京：中国纺织出版社，2005:308-312.73 东华大学硕士学位论文参考文献[34]寿钱英,李孔虎.纬编针织物抗撕裂与抗穿刺性能研究[J].针织技术,2013(4):9-12.74 东华大学硕士学位论文附录附录1鞋面织物拉伸性能测试结果表1假四平组织织物纵向拉伸性能项目断裂最大力断裂伸长单位Nmm试样1930.59210试样21153.28250试样31016.44220平均值1033.44230表2假四平组织织物横向拉伸性能项目断裂最大力断裂伸长单位Nmm试样1690.79320试样2588.82280试样3635.53310平均值638.38300表3纬平针组织织物纵向拉伸性能项目断裂最大力断裂伸长单位Nmm试样1500.66180试样2430.59180试样3512.50180平均值481.2518075 东华大学硕士学位论文附录表4纬平针组织织物横向拉伸性能项目断裂最大力断裂伸长单位Nmm试样1510.53140试样2513.49160试样3515.46180平均值513.16160表5四平提花织物纵向拉伸性能项目断裂最大力断裂伸长单位Nmm试样1877.63180试样2794.41160试样3893.42190平均值855.15180表6四平提花织物横向拉伸性能项目断裂最大力断裂伸长单位Nmm试样1438.49220试样2485.53230试样3432.24210平均值452.09220表7空针提花织物纵向拉伸性能项目断裂最大力断裂伸长单位Nmm试样1375.00190试样2389.47220试样3320.64180平均值361.7020076 东华大学硕士学位论文附录表8空针提花织物横向拉伸性能项目断裂最大力断裂伸长单位Nmm试样1970.39120试样2861.18140试样3873.03130平均值901.53130表9翻针变化组织织物纵向拉伸性能项目断裂最大力断裂伸长单位Nmm试样1539.80230试样2517.43210试样3559.54230平均值538.92220表10翻针变化组织织物横向拉伸性能项目断裂最大力断裂伸长单位Nmm试样1759.87200试样2660.20180试样3700.99190平均值707.02190表11吊目变化组织织物纵向拉伸性能项目断裂最大力断裂伸长单位Nmm试样1429.28170试样2348.68180试样3429.93160平均值402.6317077 东华大学硕士学位论文附录表12吊目变化组织横向拉伸性能项目断裂最大力断裂伸长单位Nmm试样1429.28170试样2348.68180试样3429.93160平均值402.6317078 东华大学硕士学位论文致谢致谢在本课题即将结束之际，内心充满了欣喜与感激之情。感谢每一位相遇、相知者的种种帮助。首先要感谢我尊敬的龙海如导师，本课题从开始立题、到实验以及后期论文的编纂，龙老师都给予我精心的指导。在这个课题的整个完成过程中，我迷茫过、挫折过、也犯过一些比较低级的错误。但是龙老师仍以包容之心原谅过我并以其渊博的学识以及科学的研究精神对我进行了指点。在本课题的完成过程中，我不仅系统了所学过的知识，还学习了科学的研究方法以及求真务实的科学态度。我相信这些都将对我们以后的工作产生重要的影响。其次要感谢我的校外导师郭海斌主任和江苏金龙科技股份有限公司。是他们为我提供了一个学习电脑横机的机会。在课题完成过程中碰到一些机器调试的问题的时候，也是他们为我耐心指导。另外还要感谢师姐对我的真诚帮助。在江苏金龙科技股份有限公司进行培训时，由于参加培训时没有从头开始学习，是师姐在课余时间将我落下的课程补回来。并且在做实验以及论文改写过程中对我提出了很多建设性的意见，这些都让我避免了许多不必要的麻烦。最后，我要深深地感谢家人对我学业的支持。将近20余载的求学之路，是你们为我遮挡生活中的风风雨雨，让我在最好的年华静享校园的美好时光。79