ТКАНЬ КОМБИНИРОВАННОГО ПЕРЕПЛЕТЕНИЯ Российский патент 2000 года по МПК D03D15/00 D03D1/00 G09F3/00 

Предлагаемое изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к производству тканей, вырабатываемых на ткацких станках, и может найти применение при выработке тканей для пошива одежного ассортимента для людей групп особого риска (военнослужащих, горняков, спасателей), мягкой упаковочной тары, тканых маркировок и т.д., для тех случаев, когда ткань может служить идентификатором объекта.

Известна жаккардовая ткань [1, с. 152-179], которая может применяться для пошива одежного ассортимента, изготовления упаковочной тары, ткачества этикеток и эмблем. Такую ткань получают на основе главных, производных и комбинированных переплетений нитей, однако их сочетание и взаиморасположение определяются физико-механическими или эстетическими требованиями к ткани и не могут быть использованы в качестве идентификационного признака.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является ткань комбинированного переплетения [2], которая и выбрана в качестве прототипа. Ткань комбинированного переплетения, содержащая основные и уточные нити, расположенные группами с выполненными переплетениями полосами по основе и утку, раппорт по утку каждой полосы вдоль основы фиксирован, причем полосы в группах уплотнены и разрежены и выполнены различными переплетениями, и в отдельных полосах вдоль основы имеется не менее двух видов переплетения, уплотненные и разреженные полосы по утку выполнены переплетением, соответствующим переплетению уплотненных и разреженных полос по основе, при этом фиксация раппорта по утку составляет не более восьми нитей, а количество нитей утка в уплотненной и разреженной полосах - не менее четырех.

Прототип имеет основу для организации информационной нагрузки за счет того, что каждая полоса может быть отлична от другой, и тем самым ткань может быть идентифицирована.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение ассортиментных возможностей путем выработки тканей, обладающих новым свойством - хранением информационного кода, на основе которого ткани может быть поставлена в соответствие информация.

Решение поставленной задачи состоит в том, что в ткани комбинированного переплетения, содержащей основные и уточные нити, расположенные группами с выполненными переплетениями полосами по основе и утку, раппорт по утку каждой полосы вдоль основы фиксирован, причем раппорт по утку каждой полосы вдоль основы и раппорт по основе каждой полосы вдоль утка соответствуют раппортам переплетений, которыми выработаны полосы ткани, а в месте пересечения полос образуется участок, последовательность перекрытий нитей в пределах которого такова, что для каждой стороны ткани существует единственным образом соответствующий ей пространственный код, идентифицирующий эту ткань.

Сущность заявляемого изобретения состоит в создании ткани комбинированного переплетения, в структуре которой выделены основные и уточные информационные группы, состоящие из информационных полос, в местах пересечения которых образуется комбинированное по коду переплетение, то есть переплетение, которому единственным образом поставлен в соответствие пространственный код, образованный непосредственно в структуре ткани за счет определенного порядка переплетения нитей, благодаря чему появляется возможность идентифицировать соответствующие изделия из ткани без дополнительного использования традиционных элементов.

Предлагаемая ткань комбинированного переплетения содержит основные и уточные нити, расположенные группами с выполненными переплетениями полосами по основе и утку, раппорт по утку каждой полосы вдоль основы фиксирован, раппорт по утку каждой полосы вдоль основы и раппорт по основе каждой полосы вдоль утка соответствуют раппортам переплетений, которыми выработаны полосы ткани, а в месте пересечения полос образуется участок, последовательность перекрытий нитей в пределах которого такова, что для каждой стороны ткани существует единственным образом соответствующий ей пространственный код, идентифицирующий эту ткань.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг.1 приведен фрагмент развернутого патрона с выделенными группами по основе - группа i, и по утку - группа j, каждая из которых состоит из двух полос. Участки, образующиеся в месте пересечения групп, являются информационными, то есть выполняют информационную функцию. В приведенном фрагменте патрона в месте пересечения полос образуется информационный участок размером 8 перекрытий по основе и 8 перекрытий по утку. Идентичные участки могут быть получены на пересечении полос любой группы, и на базе таких участков могут быть получены пространственные коды. Пространственный код формируется в соответствии с последовательностью перекрытий нитей в пределах участка развернутого патрона, образующегося на пересечении полос основы и утка.

Формирование пространственных кодов в пределах участка развернутого патрона, образующегося на пересечении полос основы и утка, поясняется графическими материалами, где на фиг. 2 приведены фрагмент разреза ткани по уточной нити, в котором количество нитей основы - m, а количество систем уточных нитей - U_t, и кодовая строка, соответствующая верхней части рисунка разреза. В приведенном примере код сформирован следующим образом: когда основа перекрывает уток, в соответствующей позиции кода записывается 0, если уток перекрывает основу, в позиции кода записывается число, соответствующее номеру утка. Описание изображенного фрагмента по указанным правилам позволит получить следующую кодовую строку:
{102...i0},
где 0≤i≤U_t.

Для однослойной ткани, например, целесообразно использовать двоичный код (код, состоящий только из 0 и 1). При этом основному перекрытию можно поставить в соответствие значение 0, а уточному - 1. Таким образом, последовательное построчное описание переплетения с размерами раппорта по основе и утку соответственно m и n дает пространственный код в двоичной системе счисления размером m х n.

Сопоставление кода однослойной ткани поясняется графическим материалом, где на фиг. 3 и фиг. 4 приведены фрагменты ткани фиг. 1, образующиеся в месте пересечения полос ткани (полосы 1 вдоль основы и полос 2, 1 вдоль утка соответственно), и соответствующие им переплетения полос и коды, а на фиг. 5 - примеры переплетений, соответствующих полосе 2 вдоль основы фрагмента ткани фиг. 1.

При выработке однослойной ткани, в которой раппорт информационного участка по основе и утку определяется значениями m и n соответственно, число вариантов кодирования N можно определить следующим образом:
N=Cod-Cod_zap, (1)
где Cod - общее количество пространственных кодов, которые можно получить в пределах указанного раппорта;
Cod_zap - количество пространственных кодов, которые невозможно получить по технологическим ограничениям.

Для расчета общего количества пространственных кодов Cod определяется количество кодовых комбинаций по одной уточной нити Cod_u в пределах раппорта информационного участка, называемых в дальнейшем кодовыми строками. Их количество определяется как
Cod_u=2^m-P_u, (2)
где 2^m - количество кодовых комбинаций, которые можно получить путем набора кодовой строки длиной m из множества {0, 1};
P_u - количество кодовых строк, которые невозможно получить по технологическим ограничениям, например связанных с ограничениями на провисающие нити.

Пространственный код можно рассматривать как ограниченный набор кодовых строк фиксированной длины. Для простоты реализации пространственного кода в ткани можно использовать пространственные коды, в которых информативным параметром является только состав кодовых строк, а их взаиморасположение не несет информативной нагрузки. В этом случае количество пространственных кодов Cod, которые можно получить по всему раппорту информационного участка, определяется как неупорядоченное множество с повторениями, содержащее элементы из полного набора кодовых строк Cod_u в количестве n, соответствующем количеству нитей утка в раппорте группы [3, с. 417- 423]:

Количество пространственных кодов Cod_zap определяется переплетениями, в которых могут появиться нити основы, не уработанные в ткань, то есть такие нити, которым в раппорте переплетения соответствуют перекрытия одного типа (только основные или только уточные). Определить значение Cod_zap можно вычисляя количество усеченных кодовых строк (кодовых строк длиной m-1). При этом учитывается, что любая из строк может дать в рисунке переплетения нереализуемый столбец, то есть столбец только уточных или только основных перекрытий. Здесь множитель 2 обусловлен тем, что нереализуемые столбцы могут быть как уточными, так и основными.

Использование неупорядоченных множеств при формировании пространственных кодов позволяет получать непозиционные наборы кодовых строк (то есть такие наборы, в которых позиция кодовой строки не информативна). Количество непозиционных кодов значительно меньше, чем количество кодов, в которых позиция кодовой строки важна (позиционные коды) при одних и тех же размерах раппорта. Однако непозиционные пространственные коды легче распознаются. Например, переплетениям, представленным на фиг. 5, соответствуют разные позиционные коды C1 и C2, одинаковые по своему составу и отличающиеся порядком следования кодовых строк, соответствующих разным уточным нитям:
C1={1010 0111 1010 1100},
C2={1010 1010 0111 1100}.

В случае использования непозиционных кодов коды C1 и C2 эквивалентны, поскольку порядок кодовых строк не является информативным параметром, а важен только состав.

Пример практического использования изобретения. Пусть требуется выработать однослойную ткань, используя только одно переплетение по всей поверхности. В этом случае группа будет состоять из одной полосы (совпадать с ней). Пусть раппорт переплетения по основе равен трем, а по утку - четырем нитям. При этом фиксация раппорта полосы по утку составит четыре нити. Раппорт полосы по основе соответствует раппорту по основе переплетения и составляет три нити. В строении ткани будут участвовать одна система основных и одна система уточных нитей, и поэтому для кодирования целесообразно использовать двоичную систему. Пусть при кодировании основному перекрытию будет соответствовать 0, а уточному - 1. Число возможных кодовых комбинаций по одной нити утка в пределах информационного участка размером 3 х 4 будет определяться по выражению (2):
Cod_u=2³-2=6.

В частности, множество возможных кодов по одной уточной нити будет иметь вид
Cod_u={001, 010, 011, 100, 101, 110}.

Множество запрещенных кодов по одной уточной нити
P_u={000, 111}.

Общее количество кодов по всему информационному участку вычисляется по формуле (3):
Cod=C₉ ⁴=126.

Количество запрещенных комбинаций вычисляется по формуле (4):
Cod_zap=2C₇ ⁴=70.

При подстановке полученных значений в выражение (1) определяется количество возможных кодов:
N=126-70-56.

На фиг. 3 изображены фрагмент ткани и переплетение раппорта 4 х 4, которому соответствует код {0010 1110 1000 1011}, получаемый последовательным построчным описанием переплетения информационного участка, причем при кодировании основному перекрытию соответствует 0, а уточному - 1. Другому фрагменту ткани и переплетению, представленному на фиг. 4, аналогичным образом соответствует код {1101 1110 1011 0111}.

Таким образом, при выработке ткани сложного переплетения в структуру сочетания переплетений по поверхности ткани можно заложить основные и уточные информационные группы, состоящие из информационных полос. В местах пересечения полос образуется комбинированное переплетение, которому можно поставить в соответствие код, однозначно характеризующий эту ткань. Следовательно, при подобном подходе ткани ставиться в соответствие информационное пространство, в котором информация распространяется волнами в направлениях, соответствующих направлениям нитей основы и утка. Период информационных волн, распространяющихся в направлении нитей основы и утка, определяется соответственно раппортами групп и полос вдоль утка и основы. На пересечении волновых информационных потоков образуются участки, с размерами, соответствующими периодам информационных волн, по которым определенным образом выделяется код. При выработке ткани, соответствующей какому-либо информационному пространству, сохраняется возможность формирования рисунков и удовлетворяются эстетические требования.

Считывание кода выполняется с одной (любой) стороны ткани и в зависимости от технических характеристик ткани (например, от диаметра нитей, количества слоев и коэффициентов заполнения) может выполняться как путем визуального анализа переплетения, так и с помощью специальной техники. Первый способ наиболее эффективен для тканей, выработанных из нитей большого диаметра при небольшом раппорте переплетения. Второй способ связан с использованием технических средств и специальных методов, аналогичных методам построения профиля нити в ткани [3]. Например, считывание кода можно осуществлять при помощи видеосъемки или сканирования с последующей его расшифровкой и математической обработкой результата с помощью компьютера. По считанному коду можно расшифровать информацию, определяющую, например, принадлежность изделия, выполненного из этой ткани, соответствующую маркировку и т. д. Таким образом, благодаря наличию скрытого кода можно проектировать ткани различного назначения, одновременно решая задачи индивидуализации и персонификации людей, защиты от фальсификации товаров и продукции без использования дополнительных меток, ярлыков, эмблем. Такая ткань может использоваться для пошива изделий различного назначения - одежды и белья, как для широкого потребления, так и для людей групп риска, а также мягких контейнеров, упаковок и т. д.

Источники информации
1. Кутепов О.С. Строение и проектирование тканей. - М.: Легпромбытиздат, 1988.- 224 с.

2. Патент РФ N 2040605, D 03 D 15/00, опубл. Б.И. N 21, 1995.- ПРОТОТИП.

3. Справочник по математике для средних учебных заведений. А.Г. Цыпкин / Под.ред. С.А. Степанова. - 3-е издание. - М.: Наука, 1983.

4. Лустгартен Н. В. , Соколова Г.Г. Методика построения профиля нити в ткани // Текстильная промышленность, 1997. N 5. С. 34-35.

Ткань комбинированного переплетения позволяет сохранить информационный код и содержит основные и уточные нити, расположенные группами с выполненными переплетениями полосами по основе и утку, раппорт по утку каждой полосы вдоль основы фиксирован. Раппорт по утку каждой полосы вдоль основы и раппорт по основе каждой полосы вдоль утка соответствуют раппортам переплетений, которыми выработаны полосы ткани, а в месте пересечения полос образуется участок, последовательность перекрытий нитей в пределах которого такова, что для каждой стороны ткани существует единственным образом соответствующий ей пространственный код, идентифицирующий эту ткань. 5 ил.

Ткань комбинированного переплетения, содержащая основные и уточные нити, расположенные группами с выполненными переплетениями полосами по основе и утку, раппорт по утку каждой полосы вдоль основы фиксирован, отличающаяся тем, что раппорт по утку каждой полосы вдоль основы и раппорт по основе каждой полосы вдоль утка соответствуют раппортам переплетений, которыми выработаны полосы ткани, а в месте пересечения полос образуется участок, последовательность перекрытий нитей в пределах которого такова, что для каждой стороны ткани существует единственным образом соответствующий ей пространственный код, идентифицирующий эту ткань.