张 勇，孙永陪

(1.武汉纺织大学数学与计算机学院，湖北武汉430200;2.武汉纺织大学纺织科学与工程学院，湖北武汉430200)

0 引言

众所周知，运动鞋的作用主要是提供支持性、保护性、透气性，确保脚放置于正确的位置。在运动的过程中起到保护脚部，提高着地的稳定性，增加空气流通从而避免产生脚部异味，因此运动鞋鞋材的好坏直接影响到鞋子的功能。由于传统运动鞋鞋材所生产的鞋面大多都不能满足消费者的需求，那么生产者急需开发一种新型运动鞋鞋材来满足大众的需求。因此在运动鞋中运用间隔织物，对发挥鞋的功效起着重要的作用。它不仅可以减轻鞋子的重量，而目可以提供鞋内的良好微循环，有效地散热透气并补充新鲜的空气，提高鞋子的舒适度并具有减震的作用。

图1 经编间隔织物运动鞋

1 运动鞋面料介绍

运动鞋的主要功能是保护脚部，便于行走和运动，因此对鞋材有一定的特殊要求。目前许多经编织物已被运用到运动鞋上，主要有间隔织物和网眼织物，另外还有一些平布和结构布。

经编间隔织物是一种三维立体结构的织物，包括两个独立编织的表层组织和一个起连接表层组织并保持一定间隔的中间层。这也意味着它的每一层组织都可以不依赖于另外两层织物而单独变化。这种特殊的空间结构赋予了这种立体织物一种特殊的性能。经编间隔织物之所以在鞋材上被广泛应用，主要是因为它具有抗压弹性和透气导湿性这两方面的特点，使得制成的运动鞋具有更好的穿着舒适性从而提高鞋的功能。

因此，重点研究经编间隔织物在运动鞋面料中的应用是具有开发潜力的。

1.1 经编间隔织物的原料

鞋材用经编间隔织物可根据需要选择合适的纱线。表层纱线在使用过程中不直接受压，主要起到连接作用，但表层材料的选择会直接影响其与间隔纱的连接牢度和稳定性，影响鞋材用经编间隔织物的缓冲性能、压缩性能和服用性能。为了避免单丝在表面露出而导致表面有粗糙感，织物表面要采用比间隔丝粗的复丝，还可以使用超细、抗菌、异型截面的纤维。

间隔层的主要作用是连接两表面，间隔纱可以使经编间隔织物手感柔软，且有一定的厚度。单丝做间隔层时，要有一定的抗弯刚度，用来支撑所受到的压力，使织物具有一定的稳定性和压缩回弹性。间隔丝多使用较粗的锦纶或涤纶单丝，锦纶的编织性能要优于涤纶，但涤纶单丝较粗，且不易断裂，因此应用也较普遍。

图2 间隔织物图样

1.2 经编间隔织物的设计系统及原理

经编间隔织物的设计系统主要就是使用经编针织物计算机辅助系统，即经编CAD系统。经编针织物CAD系统能够用计算机屏幕代替传统的意匠纸进行垫纱设计、穿纱设计和贾卡颜色信息的设计，使得织物的设计和修改变得非常容易和简单;同时能够自动生成高品质的织物仿真图像。利用该系统制作经编间隔织物主要是利用其贾卡三针技术，它的基本垫纱组织是1－0/1－2/，可以形成立体花型。缺点是在双针床贾卡机上，显现的是工艺反面，又覆盖一梳满穿编链地梳组织，所以只使用了3种基本针法。

2 经编间隔织物鞋面的设计工艺

一般间隔织物的工艺处理包括:确定织物的基本工艺参数(包括机型、梳栉数、花高、花宽、密度等)、描绘并确定织物花型(包括垫纱设计、穿经设计、原料选择、意匠设计、花型设计等)、仿真织物效应、确定上机工艺、生成花型、数据文件、实时控制花型生产。

2.1 设计预备

对于鞋材面料的设计，需要依照客户的纸样来确定鞋子的风格款式(一般情况下，客户会先寄一张透明样稿如图3，或是风格样布如图4)，及鞋形的长宽，也即花宽花高。

图3 透明样稿

图4 风格样布

由于经编CAD系统处理图片是以像素为基本单位进行计算，故在导入CAD系统之前设计人员需要根据之前计算的花宽花高对电子扫描图进行相应调整，又因系统研发人将纵向一格设定为生产中的两个横行，故图片的纵向像素应为原图案的一半。

在工厂中，工艺设计员一般运用 ACDSee，Coredraw，Potoshop等图片处理软件，其中ACDSee为最常用软件。在编辑面板中用选取框截取图案置于左上角，清除多余空白处，得到完整图案。再利用画图板的另存为功能，将图案转换成24位图(bmp)，再调整大小使其符合工作界面。

图5 处理后

2.2 图案设计

分析来样中所需要的组织种类，并将其画成意匠图，建立花型库。

①运行桌面上的HZCAD系统，建立空白文档，确定适合的工艺参数;

②确定参数之后，选择合适颜色，绘出能够表示目标组织的花型意匠图;

注:在设计组织时要避免纵向红色连续过多，因为过多红色会导致纱线张力过大进而使断纱率增加一般情况下不超过五格，横向黑色不超过一个，纵向也不宜过多。

图6 组织花型示例

运行桌面上的HZCAD系统，点击文件在下拉选项中选择打开，打开上一步调整好的BMP文件。

打开目标文件后，点击贾卡设计，在下拉列表中选择颜色聚类，此过程系统会根据自带库存颜色来识别图片颜色并以相近颜色进行替换，形成贾卡花型意匠图，再保存为贾卡文件。

保存好之后，进行图形的细节修整:

(1)首先，按照处理后的扫描图线条，描绘出鞋型外框轮廓，(可以视具体情况适当缩放)

(2)下一步，需要把外框图填充为色块图，填充规则为:若最后组织相同则填充颜色可以(在此，之所以说可以是因为涉及到色块的方向问题，若用不同颜色可以分次填充以保证不同部位的组织最后对称效果更佳)一致，若不同则不能用重复颜色。

(3)接下来来时填充组织，选择组织填充功能，按鼠标左键选中目标颜色 ，单击右键出现如下对话框，见图7:

图7 填充组织

图8 调整后

选中目标组织，勾选任意形(即相同颜色全部被填充为相同组织)，确定即可。其它部分组织填充操作同上。

(4)组织填完之后，需要对组织块外框进行修改。根据工厂生产经验，考虑到之后的定性染整工需所造成的胚布伸缩影响，一般情况下外框线 一般不算在组织填充范围，故将其换成红色(由于红色为密组织，能使边缘部网孔受力更均匀，视觉效果也更美观)，如图8:

(5)鞋型内框处理完之后，检查外框裁剪线与内部网孔是否有冲突。

(6)鞋型主体部分设计完之后，再填充鞋型之外的组织部分，该部分为在制造时被裁减掉，故可用较为松软的组织，但要配合主体部分，常用组织为三绿一红条纹，因绿色薄组织，可节省用料成本。

图9 扫描图

图10 仿真效果图

(7)最后进行排版，GE296J6/1机型为两幅机，单幅花宽为1440，为了便于裁剪，单只鞋型之间的间距必须不少于18针，胚布两边各自也要留出不少于75针用于编码。

3 经编间隔织物在其他领域的应用

经编间隔织物的上下两个表层组织可以一样也可以不一样，可以双面都是致密结构，也可以一面是致密结构，而另一面是平素结构、小花纹、贾卡，或者在双面都产生不同尺寸的网眼。通过线圈结构的选择，间隔织物的结构几乎是稳定的，而且还可利用弹性纱，控制织物的延伸性。

间隔织物如今已经被广泛的使用，并遍及服装、汽车、医疗、复合材料、声学、农业等多个领域。以前，我国双针床经编机生产的间隔织物通常被剖开，间隔纱裸露在外，成为产品使用面的毛绒，例如绒类面料、拉舍尔毛毯等许多厂家还用双针床经编机生产无间隔纱的产品，如袜类，袋类等成形产品。目前，国内的经编间隔织物主要用作箱包类、鞋类材料，这些产品的开发相对成熟，生产厂家的竞争也相互激烈，但市场还有待进一步拓展。事实上，国内的生产者、商家和消费者对间隔织物的卓越性能还缺乏全面的认识和了解，如具有一定厚度的经编间隔织物在抗压缩、透气、透湿、隔音、减震、热传导等方面都有独特的优势，可根据这些优点，开发出许多新产品，包括新型服用材料、褥垫类产品、保温材料、医用产品等。

4 结论

因为运动鞋对鞋材有一定要求:透气、牢固耐用、透湿透热性良好、厚度和硬度适中等。因此经编间隔织物凭借其独特的三维立体结构特性所带来的优良的透气导湿性、抗压弹性在鞋材市场上取得了绝对的优势。从技术角度而言，这一产品并不是很新，实际上这种织物已经存在几十年了，然而在许多领域，间隔织物是相对新颖的，现在经编间隔织物已经成为纺织品的新一代。由于这种织物具有非常独特的三维立体结构，故这种新型的纺织品具有很大的发展潜力和应用空间，越来越引起人们的极大兴趣。

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