Методика перестроения рисунков рубчиковых переплетений для выработки тканей на ткацких станках со смешанной проборкой аркатных шнуров в кассейную доску

DOI:

Необходимость перестроения переплетений под проборки, предназначенные для изготовления штучных изделий с каймовым рисунком в рамках РУПТП «Оршанский льнокомбинат», продиктована рядом причин, основными из которых являются: 1) снижение спроса на столовое белье из льна вследствие сокращения доли рынка в целом и высокой конкуренции со стороны более простых в уходе синтетических материалов с разнообразными видами пропиток (Нуруллина, 2019; Вишневская и др., 2018; Букина, Сергеева, 2012); 2) высокие затраты на перепрограммирование оборудования для производства тканей нового ассортимента (Милеева, Казарновская, 2021; Тувин, 2022).

Спад спроса на столовое белье из льняной ткани привел к снижению его производства на предприятии, и как следствие к не достаточной загруженности ткацких станков, простою оборудования, росту расходов на его амортизацию и снижению прибыли предприятия. Кроме того, потребитель отдает свое предпочтение в пользу искусственных и синтетических материалов для скатертей и салфеток по причине их более низкой стоимости, высокой стойкости к истиранию, формоустойчивости, способности драпироваться, легкости влажно-тепловой обработки и стирки, устойчивости окраски к различным химическим составам.

Однако, на фоне снижения потребительского спроса на ткани для столового белья, ниша производства тканей костюмного назначения выглядит более перспективной. Наметилась тенденция использования льняных тканей в производстве коллекций мировых брендов – производителей одежды («Top Fashion Trends of Linen Clothing for Women”, 2023; «Linen Clothing Market Size In 2023 : Share, Trends, Opportunities Analysis Forecast Report By 2030», 2023). По прогнозам экспертов маркетинговых агентств объем производства костюмных тканей увеличится к 2025 году в среднем на 3,5 % («Мировой рынок льняных тканей. Маркетинговое исследование: тренды, анализ и прогноз – Влияние COVID-19», 2023; Квасникова, 2022). Льняные костюмные ткани представляют качественный сегмент мирового рынка текстиля с высоким ценовым уровнем и занимают на нем стабильную долю. Это связано с положительными гигиеническими свойствами льна, экологичностью и гипоаллергенностью льняной одежды, являющейся главным восходящим трендом модной индустрии, ростом интереса со стороны новых покупателей (Дуплинская, Ступина, Летунов 2023; Симби-рева, Шматова, 2023).

Обзор тенденций моды выявил устойчивую актуальность тканей в полоску классических монохромных цветовых решений и различных оттенков близких к природным. Костюмы из ткани в полоску могут иметь самое разное исполнение. Высокой популярностью пользуются классические изделия и более необычные варианты, предлагаемые современными модельерами (Лебедева, 2023; Конарева, Максимова, Бажовлонская, 2023; Агеева, 2023; Kondrashov, 2022). Использование в тканях рубчиковых переплетений позволяет создавать на поверхности ткани не только пестротканую цветную полосу, но и подчеркнуть ее объемным рельефом.

Рубчиковые переплетения относятся к комбинированным, базовыми для которых являются основные или уточные репсы и переплетения с короткими перекрытиями, использующиеся для закрепления длинных уточных настилов (Мартынова, Слостина, Власова 1999; Толубеева, 2005; Толубеева, 2012; Дзембак, 2008). Применение рубчиковых переплетений на базе уточных репсов в тканях костюмного назначения позволяет получить на поверхности фактурные эффекты в виде продольной полосы (Дониерова, Шамиев, Дониеров, 2021; Толубеева, 2006).

Целью исследования является разработка методики проектирования и перестроения рубчиковых переплетений для выработки тканей на станках с жаккардовой машиной, имеющей смешанную проборку аркатных шнуров в кассейную доску.

Объектом исследования является технология получения тканей костюмного назначения на жаккардовых станках со смешанной проборкой аркатных шнуров в кассейную доску.

Предметом исследования является методика, направленная на перестроение рисунков рубчиковых переплетений для исключения сбоев при выработке костюмных тканей на станках с жаккардовой машиной, имеющей смешанную проборку аркатных шнуров в кас-сейную доску.

Методы и средства исследований

Для установления возможности получения тканей костюмного назначения выдвинута гипотеза о том, что с использованием ткацких станков, имеющие смешанные проборки аркатных шнуров в кассейную доску, можно получить ткань с раппортным рисунком и достичь отсутствия сбоя рисунка и сбоя переплетения. Проверка данной гипотезы проведена теоретическими и эмпирическими методами, в результате реализации которых поставлены и решены следующие задачи:

– путем анализа ширины заправки ткацких станков фирмы Picanol с жаккардовой машиной фирмы Bonas установлена возможность наработки тканей костюм- ного назначения на имеющемся на предприятии оборудовании;

– посредством всестороннего рассмотрения схем проборок аркатных шнуров в кассейную доску и определения количества крючков в каждой из частей комбинированной проборки выявлены особенности смешанных схем проборки аркатных шнуров в кассейную доску, количество частей и количество крючков в каждой из них;

– с помощью сравнения и синтеза отмечены условия предотвращения сбоя рисунка переплетения на стыке рядовой и обратной частей смешанной схемы проборки аркатных шнуров в кассейную доску.

– методом обобщения свойств различных переплетений определены способы достижения симметрии рисунка переплетения;

– посредством индукции разработана методика перестроения рисунков переплетений, выявлена последовательность действий для устранения сбоя переплетения;

– экспериментальным путем доказана работоспособность данной методики.

Результаты исследований

В условиях предприятия жаккардовые ткацкие станки имеют ряд проборок, предназначенных для выработки штучных изделий, в частности рядовые и смешанные. Однако для выработки костюмного ассортимента подходят не все, что обусловлено, в первую очередь, шириной их заправки. Наиболее востребованными для швейных предприятий являются костюмные ткани шириной от 150 до 180 см, для получения которых могут быть использованы виды проборок, представленные на рисунке 1.

Из рисунка 1 а, б видно, что рядовые проборки различаются лишь количеством частей и числом крючков в каждой из них: в первом случае проборка двухчастная, общее число нитей основы в фоне ткани составляет 2560 нит., во-втором – проборка трехчастная, которая имеет 3240 нит. Смешанные проборки имеют не одинаковое количество крючков в кайме и фоне, но ткацкие станки с проборкой, представленные на рисунке 1 в, д, характеризуются одним и тем же числом нитей основы в заправке – 3320, а с проборкой на рисунке 1 г, е – 5110 нитей. Во всех смешанных проборках сочетаются обратная одночастная по краям ткани и рядовая одно- (рисунок 1 в, г), четырех- (рисунок д) и пятичастная (рисунок 1 е) в середине ткани, что является их основным различием. В скатертных тканях вторая половина обратной пробор-

б

де

Рисунок 1 – Схемы проборок аркатных шнуров в кассейную доску: рядовые (а, б), смешанные (в, г, д, е) Figure 1 – Diagrams of the harness ties of the neck-cords into the comber board: ordinary (a, b), mixed (c, d, e, f)

ки позволяет достичь симметричного рисунка в кайме скатерти за счет изменения в направлении пробранных нитей и как следствие изменение направления рисунка в ткани и рисунка переплетения. Общей особенностью всех смешанных проборок является наличие данного изменения направления проборки в правой части тка- ни, которое в тканях с раппортным рисунком приводят к отображению раппорта переплетения, то есть его сбою.

Наработка костюмных тканей с применением рубчиковых переплетений на ткацких станках, имеющих рядовую проборку аркатных шнуров в кассейную доску, не требует корректировки самого рисунка, в данном слу- чае необходимым является только соблюдение условия кратности количества крючков в одной части раппорту узора по основе; в то время как использование смешанной проборки влечет за собой индивидуальный подход к процессу проектирования переплетений, заключающийся в обязательном наличии оси симметрии по основе.

В таблице 1 представлены результаты подсчета количества крючков в середине и кайме смешанных (комбинированных) проборок аркатных шнуров в кассейную доску.

Одинаково переплетающиеся нити правой и левой каймы управляются одним крючком жаккардовой машины, к которому подвешены два аркатных шнура, поэтому кратность каймы равна единице, а количество нитей в каждой из них равно количеству крючков умноженному на два (две стороны ткани).

Продиктованная проборкой необходимость симметрии рисунка обусловлена изменением в нем направления сдвига саржевых переплетений во второй половине обратной проборки при их использовании в качестве закрепляющих и в просновках. Поэтому на первом этапе требуется оценить переплетение в целом и определить место расположения нити основы, относительно которой возможно отобразить раппорт базового переплетения без его искажения либо с минимальными изменениями. Причем, при наличии более одной из таких нитей необходимо в качестве оси симметрии выбрать ту, в которой при зеркальном отображении переплетения не образуется длинный настил, в последующем, это приведет к отсутствию сбоя рисунка (длинного настила) на стыке рядовой и обратной.

На рисунке 2 а представлено базовое рубчиковое переплетение, в рисунке которого две нити основы (6 и 23) могут быть осями симметрии, что подтверждено фрагментами перестроенных переплетений рисунок

• 2 б, в.

Анализ фрагментов перестроенных участков базового переплетения, показал, что при равнозначной смене направлений закрепляющих переплетений, во втором случае произошло увеличение длинного настила до 12 нитей, что не допустимо для тканей костюмного назначения.

Так как наличие оси вертикальной симметрии является необходимым условием для наработки тканей сложных рубчиковых переплетений на ткацких станках, имеющих смешанную схему проборки аркатных шнуров в кассейную доску, для достижения симметрии разработаны следующие приемы:

• а)    увеличение или уменьшение раппорта базового переплетения (рисунок 3 а) на часть раппорта, не имеющую симметрии;

• б)    перемещение или изменение места расположения части раппорта (рисунок 3 б);

• в)    изменение знака сдвига в саржевых переплетениях, использующихся в качестве закрепляющих и (или) в просновках, без увеличения размеров раппорта базового переплетения (рисунок 3 в);

• г)    повторение полного базового раппорта с одновременным изменением направления диагоналей всех саржевых переплетений (рисунок 3 г).

Таким образом, приведенные способы проектирования рисунков рубчиковых переплетений позволяют достичь в них наличия нити основы, относительно которой возможно отобразить рисунок переплетения без его искажения. Приемы могут использоваться как по отдельности, так и в различных сочетаниях друг с другом.

Для предотвращения сбоя рисунка переплетения в центре (на стыках частей рядовых проборок) необходимо соблюсти условие кратности, в соответствии с которым переплетение целое число раз должно повторяться в одной части рядовой проборки, в противном случае

Таблица 1 – Количество крючков в середине и кайме смешанных проборок

Table 1 – Number of lifting wires in the center and border weave of mixed harness ties

Номера рисунков смешанных проборок	Количество крючков		Кратность
	Кайма	Середина	Кайма	Середина
1в	1180	960	1	1
1г	1445	1120	1	1
1д	580	540	1	4
1е	630	550	1	5

а

б

1 2 3 4 5 6 7 3 9 10 11 12 13 14 15 15 17 IS 19 20 21 22 23 23’ 22= 21= 20’ 19= IS’ 17= 15’ 15= 14= 13’ 12= 1Г10= 9’ S* 7* 5’ 5* 4* 3* 2’ 1*

в

Рисунок 2 – Рисунки переплетений: базовое переплетение (а), фрагменты с осью симметрии относительно шестой (б) и двадцать третьей (в) нити основы

Figure 2 – Patterns of weaves: the basic construction (a), fragments with an axis of symmetry relative to the sixth (b) and twenty-third (c) threads of the warp

необходимо рассмотреть другие варианты схем проборок. Сопоставив размеры раппортов узоров (рисунок 3) с количеством крючков в средней части (таблица 1), установлено, что для перестроенного переплетения (рисунок 3 а) следует использовать вторую схему проборки (рисунок 1 г), 3 б – третью (рисунок 1 д), 3 в – первую (рисунок 1 в), 3 г – четвертую (рисунок 1 г).

На следующем этапе вносятся изменения в нумерацию нитей основы перестроенного переплетения с тем, чтобы нить, являющаяся осью симметрии, была последней в раппорте переплетения и располагалась в месте стыка рядовой и второй половины обратной проборок. На рисунке 4 показана измененная нумерация нитей основы для переплетения рисунок 3 а; аналогично для рисунка 3 б последней нитью в раппорте должна быть нить 13, для 3 в – 23, для 3 г – 26.

Далее необходимо рассчитать количество повторений рапорта спроектированного переплетения в кайме, в случае несоблюдения условия кратности, определяют разницу между количеством нитей, образующих кайму с одной из сторон ткани, и количеством нитей в целом числе раппортов переплетения в кайме:

n о.(ост.)    n о.(кайма)   a o ,

где n _o.(ост.) – разница между количеством крючков, образующих обратную часть проборки, и количеством нитей в целом числе раппортов переплетения в кайме, нит.; n _{o.(кайма)} – число крючков, образующих кайму или обратную часть проборки, нит.; R _o – раппорт перестроенного переплетения с измененной нумерацией нитей основы, нит; a – максимальное натуральное число, при котором: n _o.(ост.) <  R _o , являющееся количеством повторений раппорта в кайме.

Оставшиеся нити располагают у кромок ткани и обозначают в сокращенном патроне цветом, отличным от цвета полного раппорта; первую нить раппорта переплетения, присваиваемую фрагменту у кромки, опреде-

а

1 2 3 4 5 6 7 В 9 10 11 12 13 14 15 16 17 IB 13 20 21 22 23 24 25 26 27                                   1 2 3 4 5 6 7 3 9 10 11 12 13 14 15 16 17 IS 19 20 21 22 23 24 25 26 27

б

в

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25                                1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

г

Рисунок 3 – Способы преобразования переплетений для достижения симметрии Figure 3 – Ways to transform constructions to achieve symmetry ляют по формуле:

^N1кр ^{= N}1 кр ^{= (R}о ^{- n}кр.(ост.)^{) + 1 ,        (2)}

где N _1кр – номер нити раппорта перестроенного переплетения, которую необходимо присвоить первой для фрагмента у кромки, нит.

Соответственно следующая после N _1кр нить будет второй и так далее. Расчет количества повторений раппорта в кайме, количества оставшихся нитей и номера нити, с которой начинается фрагмент у кромки представлен в таблице 2.

Из таблицы видно, что во всех случаях раппорт переплетения не кратен числу нитей основы в кайме, поэто-

Рисунок 4 – Изменение нумерации нитей основы Figure 4 – Changing the numbering of the warp threads

Таблица 2 – Расчет количества повторений раппорта в кайме и номера нити, с которой начинается фрагмент у кромки

Table 2 – Calculation of the number of repetitions of construction in the border and the number of the thread from which the fragment begins at the border of the fabric

Переплетение Количество крючков в кайме Раппорт по основе Количество повторений раппорта Количество нитей у кромки Номер нити базового переплетения, с которой начинается фрагмент его у кромок Рисунок 3 а 1180 24 49 4 21 Рисунок 3 б 1445 40 36 5 36 Рисунок 3 в 580 27 21 13 15 Рисунок 3 г 630 50 12 30 21 му рассчитывается остаток нитей, на которые наносится часть (фрагмент) переплетения. Его расположение у кромки ткани позволяет избежать сбоя рисунка, сохранить количество нитей в заправке станка при переходе на новый рисунок, получать одинаковую для разных переплетений максимально возможную ширину ткани и исключит увеличение расхода материала при раскрое. Процесс патронирования (создания развернутого патрона) заключается в присваивании переплетений для одной части рядовой и обратной проборок. На рисунке 5 представлены развернутые патроны для всех вариантов переплетений.

Развернутые патроны подтверждают, что ни у кромки, ни на стыке левой каймы и середины сбоя рисунка не происходит. Вторая половина обратной проборки является зеркальным отображением левой каймы, поэтому первая нить в правой кайме аналогична последней нити раппорта переплетения левой каймы. В данном месте образуется двойник – продольная полоса, состоящая из двух одинаково переплетающихся нитей основы, что легко устраняется удалением из заправки станка пер- вой нити основы правой каймы. При исключении одной нити процесс повторного перебирания нитей в зуб берда для всех нитей основы правой каймы является нецелесообразным, так как ткани костюмного назначения проходят мокрую заключительную отделку (отбелку, окрашивание, кисловку) и обработку на тканеусадочной машине, в результате чего в готовой ткани разреженный участок в одну нить не визуализируется.

Образцы тканей, наработанные на разных ткацких станках, имеющих смешанные проборки аркатных шнуров в кассейную доску, представлены на рисунке 6. В качестве нитей основы использована суровая хлопчатобумажная пряжа линейной 50 текс, в утке крашенная пряжа из котонизированного льняного волокна той же линейной плотности в сочетании с чистольняной пряжей 56 текс мокрого способа формирования.

Как видно из рисунка 6 а–г сбой переплетения на стыке рядовой и обратной проборки у правой каймы ткани исключен, разреженные участки в ткани также отсутствуют. В процессе разбраковки суровой и готовой ткани на промерочно-браковочном оборудовании служ-

Рисунок 5 – Развернутые патроны Figure 5 – Lifting plans

а

б

в

г

Рисунок 6 – Внешний вид образцов ткани Figure 6 – Appearance of fabric samples бой контроля качества сбой рисунка переплетения не выявлен, ткань соответствует первому сорту.

Анализ полученных результатов

Таким образом, установлено, что ткани костюмного назначения с раппортным рисунком можно нарабатывать на ткацких станках фирмы Picanol с жаккардовой машиной фирмы Bonas, имеющих как рядовые, так и смешанные проборки аркатных шнуров в кассейную доску. Cмешанне схемы проборки аркатных шнуров в кассейную доску имеют следующую особенность: изменение направления проборки в правой части ткани (правой кайме), которое в тканях с раппортным рисунком приводят к сбою переплетения. Процесс проектирования затруднен особенностями смешанных схем проборки, так как при проектировании необходимо добиться симметрии рисунка переплетения, кратности раппорта переплетения одной части рядовой проборки, предотвратить сбой рисунка переплетения и возникновение длинных уточных настилов на стыке рядовой и обратной частей смешанных схем проборок аркатных шнуров в кассейную доску. Достичь симметрии рисунка переплетения можно увеличивая или уменьшая раппорта базового переплетения на его часть; перемещая или изменяя место расположения рубчика или просновки; изменяя знак сдвига в саржевых переплетениях, а также сочетая предложенные способы.

Предложенная методика перестроения рубчиковых переплетений позволяет получать ткани с раппортным рисунком на ткацких станках со смешанной проборкой, включает в себя следующие этапы:

• 1)    определение месторасположения нити основы, относительно которой возможно отобразить раппорт базового переплетения без его нарушения, либо с минимальным изменением в случае необходимости;

• 2)    перестроение рисунка переплетения до достижения полной его симметрии по основе; выбор оптимального варианта, который не требует принципиальных изменений базового переплетения и не влечет за собой появление длинных уточных настилов;

• 3)    соблюдение условий кратности числа нитей в одной части рядовой проборки раппорту по основе пере-

строенного переплетения;

• 4)    внесение изменений в нумерацию нитей основы перестроенного переплетения с тем, чтобы нить, являющаяся осью симметрии, была последней и располагалась в месте стыка рядовой и правой половины обратной проборок;

• 5)    расчет количества повторений раппорта спроектированного переплетения в кайме, в случае несоблюдения условия кратности, определение разницы между количеством крючков в половине обратной проборки и количеством нитей в целом числе раппортов переплетения в кайме;

• 6)    подготовка развернутого патрона.

Несмотря на то, что методика является трудоемкой и требует определенного опыта проектирования в части оценивания переплетений с точки зрения симметрии и внесения изменений, ее работоспособность обоснована: в спроектированных переплетениях отсутствует сбой рисунка в ткани по ширине заправки станка. Наработка образцов ткани и контроль ее качества доказал, что использование данной методики перестроения рубчиковых переплетений позволяет получать высококачественные костюмные ткани без дорогостоящего перепрограммирования жаккардовой машины.

Выводы

• 1.    Разработаны требования к переплетениям, предназначенным для использования их в костюмных тканях, вырабатываемых на станках с жаккардовой машиной, схема заправки которой применяется для выработки штучных изделий с каймовым рисунком.

• 2.    Создана методика перестроения комбинированных переплетений, сущность которой заключается в проектировании рисунков с вертикальной осью симметрии, исключающей сбой на стыке двух видов проборок: рядовой и обратной, что позволило исключить процесс перепрограммирования жаккардовой машины и обеспечило возможность использования рубчиковых переплетений для художественного оформления костюмных тканей, вырабатываемых на станках со смешанной проборкой аркатных шнуров в кассейную доску.