1、 1 毕业设计 开题报告 纺织工程 花式捻线机工艺对圈圈纱结构参数的影响 一、选题的背景、意义 作为独特的纱线分支，花式纱线以其新颖的纱线结构，色彩缤纷的立体外观效果、柔软舒适的使用性能，迎合了人们追求时尚、个性的着装心理。花式纱是指那些加入精心设计的不规则的纱线，这种不规则性有时体现在颜色或是结构上，有时两者兼具。这种刻意的不规则不连贯是为了强化艺术效果。在织物组织多样的花式效果中，金属以及具有金属感外观的纱线是非常重要的一类，尽管从严格意义上来说，金属纱线无论是色彩还是结构都没有明显的不连贯，因而不属于花式纱的 范畴，但通常情况下，金属纱线仍作为花式纱来讨论花式纱有着复杂的结构，在生产过程
2、中比较耗时，工艺流程也较为复杂，所以比常规纱线成本高。花式纱常包含多种成分，如长丝和短纤维，天然或合成纤维。有些花式纱是通过对双股纱线加以变化而形成，这类花式纱称为“双股花式纱” 2。 目前，我国花式纱线不论生产规模还是产量都稳居世界第一位，同时设备制造能力，产品品种和品质也有了很大的进步，但与世界先进水平相比，仍存在着很大差距，主要有以下几方面：在原料方面，国外制作圈圈纱多采用弹性好、光泽亮的马海毛做饰纱，制成的圈圆而丰满。 由于价格竞争激烈，国产的圈圈纱多用半细毛或有光化纤做饰纱，导致圈的圆度和挺度都不够，做出的产品光泽不足，没有立体感，仅能做一些中低档产品，失去了花式线产品特有风格的竞争
3、。 织造时国外多采用稀密筘来解决针对不同号数的不同紧度问题，而国内较少使用，导致产品呢面不平整，花型韵律感不足。后整理时，国外多采用轧光机进行瞬间轧烫，使产品既平整又有立体感，国内一般采用开式蒸呢机，导致花式纱线产品的立体感有所减弱。 国外在色彩配置上较协调、典雅、艳丽、华贵，产品都比较明快、活泼、符合时尚流行的色调。国内在色彩配置、花型设计 、产品系列化、颜色系 t 列化等方面有待进一步提高，有的产品仅个别品种畅销。 国外不同风格的花式线除运用在服装面料外，还用作居家装饰面料、壁纸和产业用品，国内尚待进一步开发。 生产设备综合性能不高。国产设备加工精度不高，影响了最终的成纱速度，仅为国外同类
4、产品的1 4 1 2，低速还造成成纱三角区较大，花型不稳定；国产空心锭花式捻线机在生产大肚纱、毛虫线、结子线时，易产生气圈膨大、张力波动、断头较多、卷装容量小等问题，产品质量差、2 生产效率低；复合型花式纱线的生产能力低下，目前仅能生产一些结构简单、造型与造型之间差别较小的复合产品，如毛虫与倒毛虫联合、毛虫与大肚纱联合等，产品技术含量低，缺乏国际市场竞争力 5。 本课题主要研究的是 花式捻线机工艺与圈圈花式纱 结构 参数 之间的关系。例如花式 捻线机空心锭速、 前罗拉速度 、后 罗拉速度 以及 芯线速度 对圈圈花式纱 结构 的 影响等，以指导生产出符合时代潮流和多样化的个性需求，满足不同消费层
5、面的需求，更加符合现代人追求美及高尚品质生活的享受的花式纱线产品。因此本课题有着较好的研究价值以及较强的生产应用背景。 二、相关研究的最新成果及动态 1花式纱线的历史背景 我国花式纱线的发展历程悠久。 真正得到大发展是在 1956 年。当时上海赢洲、久安等色织厂使用人造丝和棉纱在双罗拉捻线机上生产出的毛圈线作纬纱，用双股线作经纱，织物以大红、紫红、黑、墨绿等作底色。织物表面由人造丝毛圈形成有光亮的小圈，好似一层雪花。所以称为“雪花呢 ”。第二个发展高潮是在 20 世纪 80 年代初期。有的企业从国外引进了空心锭花式捻线机，开始生产腈纶圈圈绒线，也有生产双色的。这次浪潮使各厂相继引进了各类花式捻
6、线机。同时国产花式捻线机也研制成功，投入生产。 20 世纪 90 年代初台商开始在大陆创办专业花式线厂，使我国花式纱线的生产真正上了规模 。此前的花式纱线都是各厂为了开发新产品。将普通的捻线机改造成双罗拉花式捻线机。有花式线产品生产任务时才生产花式线，因此形不成生产规模。这时，花式纱线的使用范围也由过去的色织产品、粗毛纺产品拓展到针织产品和装饰织物、床上织物等，使花式纱线有了更广阔的市场。 20 世纪 90 年代中期出现了花式纱线钩编机。 20 世纪 90 年代末期开发了花式织带机，使花式纱线的应用又有了一个新的应用领域，同时也为开发复合式花式线创造了条件。 21 世纪初，各种复合式花式纱线发
7、展很快，全面推动了纺织机械的发展，促进了花式纱线产品的开发和应用。原料 选用、颜色搭配、花型变化及工艺参数的选择范围都增大了。花式纱线有从低支向高支、简单向复杂发展的趋势，以及多色彩多形态组合复合化，这主要得益于花式捻线机的技术进步。 花式捻线机从过去的纯机械式到目前全电脑控制式；从过去的双罗拉牵伸发展到现在三罗拉牵伸型、四罗拉双色牵伸型、五罗拉单（双）摇架牵伸型；空心锭从过去的单空心锭发展到现在的单空心锭、双空心锭、三空心锭并存；功能方面已从过去的只有芯纱罗拉和中、后罗拉能变速发展到各罗拉均能变速，大大满足了产品开发的需求，初步具备了复合花式纱线的生产能力 6。目前，我国花 式纱线不论生产规
8、模还是产量都稳居世界第一位。同时设备制造能力，产品品种和3 品质也有了很大的进步，但与世界先进水平相比，仍存在着很大差距 6。 2、发展现状 据各方面分析，我国花式纱线产业的发展，主要表现在市场活跃，纱线品种增加、产品质量有所提高、生产能力继续上升。特别是花式纱线产品及其制成品出口量侄大幅度地增加，国内已经涌现出一批作外销的化式纱线专业生产企业。市场是企业的生命线，花式纱线生产有没有活力，要取决于市场。当前国内花式纱线市场活跃，花式品种不断增加，产品质量有所提高，生产能力继续上升。特别是花式纱 线产品及其制品出口量大幅度地增加，国内己经涌现出一批生产外销花式纱线的企业。市场是企业的生命线，花式
9、纱线生产的活力取决于市场。市场不仅给企业创造了良好的经济效益，促进了技术水平的提高，而且也带动了相关行业的发展，提高了我国花式纱线的国际影响。当前国内花式纱线的发展主要有以下几个特点。 2.1 原料的多元化 这几年花式纱线原料趋向多元化，原来主要原料为羊毛、腈纶、粘胶纤维、锦纶长丝、尼龙、涤纶长，丝等，而现在天然原料的使用大大增加，真丝 、 绢丝、棉、麻的应用开始普及。原材料混合纺纱或纺线互补自身不足，再加上后 整理，效果就更加丰富多彩了。目前在原料开发上也有了进一步的发。目前，功能环保材料在英、法、德、意等发达国家已进入实际应用阶段，产品广泛应用于床上用品、卫生洗浴产品、窗帘挂帷等各个方面。
10、而我国功能环保花式纱线起步较晚，目前尚处于研发阶段。一些公司与大学（ 如青岛大学）合作已研制出新型功能环保花式纱线，各项性能指标，如防霉、防紫外线等均已达到国际市场使用要求 14。 2.2产品的复合化 多元化是花式纱线原料的趋势，花式纱线产品则趋向复合化，即多种色彩及多种造型组合，符合休闲自然的时代潮流和多样化的个性需求。多 色彩的组合不仅丰富纱线的外观，而且扩大了纱线的实用性，更能吸引消费者，满足不同层次消费者的需要。在纱线染色上各种不同原料成分有可能染成不同的颜色混合效果，如感观强烈的花色效果，个性化、大胆设计效果，色彩柔和的高雅效果等。纱线染色有段染、喷染、扎染、印染等。除了多原料多色彩
11、组合外，产品复合化中花式造型设计也十分重要，如平行纱、大肚纱、圈圈纱、竹节纱、波纹纱等的交替使用，将多彩、多造型在同一纱条中随机组合，不仅使制织的织物表面上易产生的条、斑疵点得以掩饰，而且增加了织物外观立体感及休闲自然美，更加符合现代人追求 美及高品质生活享受的个性 9。 2.3 生产设备的多功能化 花式捻线机向多功能方向发展趋势明显。花式纱线之所以能有多色彩、多形态组合的复合型4 花式，主要得益于花式捻线机的技术进步。采用多种色彩的不同原料须条，多根喂入，须条在牵伸装置中，因牵伸罗拉速度不断变化，可得到满意的复合型花式纱线。如苏州华飞纺织科技有限公司等单位联合设计制造的微电脑双牵伸双空心锭双
12、卷绕多功能型的花式捻线机别具一格，该机采用单摇架四罗拉双牵伸机构，满足双组分纤维原料、双色粗纱喂入，可生产复合型花式纱线，丰富了产品的花色品种，技术上有创新 ，取得了多项实用专利。又如苏州兰博高科技企业集团长期致力于高新技术产品的研制与开发，自 2002年运用空心锭原理对国内细纱机进行改造，成功地研制出我国第一台竖杆空心锭双罗拉花式捻线机，到目前为止已成功研制出单罗拉双锭子花式捻线机和双罗拉双锭子花式捻线机。在此基础上又开发了变频控制单罗拉花式捻线机、雪尼尔（绒纱）机和 12 控制节子机 10。 3、花式纱线的发展方向 自上个世纪 90年代开始，我国花式纱线产业步人高速发展期，目前，不论生产规
13、模还是产量我国都稳居世界第一位。但我们应清醒地认识到：自该产业发展以来，至 今仅仅完成的是一个“ 量”变过程，目前尚不具备“ 强”国内在条件。无论从花式纱线设备的性能、技术，还是从原料的选用、产品的外观效果与真正的世界强国差距颇大。该产业要实现强国之梦，实现由“ 量”变到“ 质”变的飞跃，还须在以下几方面加大力度 8。 3.1加大采用新型原料的力度以提高产品档次 面对琳琅满目的纺织材料，将原料恰到好处地配伍、运用，使产品形态各异，同时能使各纤维之间功能互补，开发技术含量高、附加值高的新品种，是花式纱线发展的基础。过去我国的花式纱线采用的原料多为普通棉、毛及各类化纤，很难提升产品的 档次，随着花
14、式纱线产品向着轻、薄、精致、舒适、功能化的方向发展，已经采用各种新型纤维、差别化纤维甚至特种纤维以迎合产品对市场的需求，但力度依然不够。例如，国外制作圈纱多采用光泽亮、弹性好的马海毛做饰纱，制成的圈圈圆而丰满。国产的圈纱多用半细毛做饰纱，圆和挺的程度都不够。又如国内有企业将竹浆纤维应用于雪尼尔纱线，因其刚性纺成的绒毛直立性好，对圆整度和丰满度要求较高的雪尼尔纱来讲，效果理想。同样，适当降低竹纤维的捻度，做圈圈线时可获得理想效果；做波形线时成型好、花型挺，效果突出；做毛虫线的饰线时效果非凡。除获得 以上外观效果外，竹纤维的存在亦赋予织物良好的吸湿性、透气性和清凉滑爽的感官效果。再如浙江力达现代纺
15、织有限公司开发了系列天然彩色棉花式纱线运用于彩棉纺织品上，取得了令人满意的效果。如将圈圈纱用于开发天然彩棉秋冬保暖衫，将天然彩棉结子纱花式线用于制织机织或针织秋冬上衣面料等，别具一格。可以预见，花式纱线的原料将突破原有格局，丝、麻、羊绒、竹纤维、彩棉、大豆蛋白5 纤维、甲壳素纤维以及各种功能性纤维的应用将不断渗透，产品与功能将不断拓展 11。 3.2提高产品的设计与创新能力以迎合时尚潮流 花式纱线除在原料选用上用 心外，颜色搭配、花型变化上潜力很大。花式纱设计者应具有良好的美学素养和对时尚与潮流的领悟力。国外产品在色彩配置上协调、典雅、艳丽、华贵、明快、活泼，符合时尚流行的色调。国内产品在色彩
16、配置、花型设计、产品系列化、颜色系列化等方面显得过于单调。花式纱产品的设计者必须对流行元素分析，必须对时尚潮流仔细斟酌，必须对市场和流行趋势加以判断，应该使设计风格经得起时间的考验，而不是昙花一现。我国相关单位应加强艺术与花式纱线专业复合型人才的培养，加强花式纱线研究中心的建设，定期举办花式纱线研讨会，多渠道吸纳他国的设计思想与 设计理念，形成良好的研发氛围 2。 3.3 复合型花式纱产品开发力度还须加大 作为今后产品开发的重点，复合型花式纱线是一种高附加值的产品，是多种原料、多种色彩或多种结构形态相组合的产品。此类产品大大改善了织物表面上易产生条、斑等疵点的现状，织物外观立体感强，花式变化万
17、千，应用效果得到较大改善，符合消费的时代潮流，使产品别具风味。在国际市场上复合型花式纱产品成为首选也是理所当然的事。但整体来说我国复合花式纱线的造型和品质还处于开拓期。花式纱线多色彩、多形态组合的复合型效应，主要得益于花式捻线机的技术进步。具 有领先水平的捻线机，各只牵伸罗拉、加捻锭子、成形卷绕结构分别单独传动，并用计算机控制驱动装置。要提高复合效果，必须突破传统花式捻线机采用变频电机或凸轮机构对花型的长度进行控制而形成规律性的外观，如采用空心锭花式捻纱机在计算机程序设计时可达到花型任意随机变化的效果。用这种纱线制织的织物也因此显现出花型随机、自然随和的外观。 3.4 扩大花式纱线产品的应用范
18、围 花式纱线的应用正处于增长态势，花式纱线产品的效益明显优于传统纺织产品。近几年，国内花式纱线的应用领域逐年增加，不仅在针织业广泛应用，在梭织业的应用也越来 越多，在家用纺织品中的应用更是前景广阔，并且花式纱线的应用在未来有望走向高端领域。用花式纱线织造的各种织物具有美观、新颖、高雅、舒适、柔软、别致的特点。花式纱线可广泛用于各类装饰织物，如床罩、窗帘及沙发布等家用纺织品。在织物中少量采用花式纱线可产生锦上添花的效果，同时花式纱线也可作为这类产品的主要原料 3。 三、课题的研究内容及拟采取的研究方法、技术路线及研究难点，预期达到的目标 6 社会在进步，人们生活水平在不断提高，消费者对健康时尚的
19、追求也越来越强烈，而标志时尚的莫过于引领时尚潮流的服饰，于是对服装外观、 式样和色彩的追求成为一种时尚的潮流。在这种大潮流下，花式纱以其鲜明的外观效应和丰富的色彩特点深受着人们的喜爱，并逐步成为流行时尚的一个亮点。为进一步拓展花式纱产品的应用领域，提高花式纱线的加工水平，促进纺织行业的技术进步，本课题拟采用资料分析、实验研究相结合的方法，结合生产实践与市场需求建立一种新的开发花式纱线的设计理念、设计方法和加工工艺路线。主要包括以下研究内容： 1、 圈圈 纱纱线产品结构设计与加工工艺的制定 2、在对 圈圈 花式纱线纺制工艺研究和分析的基础上，通过合理选择原材料（包括纤维种类、规格及色泽 等），对
20、结子花式纱的成纱机理进行分析 3、对圈圈纱的结构进行观察与分析，建立其结构特征表征方法 4、对圈圈纱产品的应用前景进行评价 四、论文详细工作进度和安排 2010 年 11 月 1 日 2010 年 12 月 30 日：调研、收集资料，撰写文献综述与开题报告，并完成外文文献翻译工作 2011 年 1 月 3 日 2011 年 1 月 20 日：熟悉花式捻线机等设备操作使用规程及方法 2011 年 3 月 1 日 2011 年 3 月 21 日：结子花式纱纱加工工艺设计 2011 年 3 月 22 日 2011 年 4 月 20 日：结子花式纱纱打样及结构 表征 2011 年 4 月 21 日 2
21、011 年 5 月 3 日：撰写毕业论文 2011 年 5 月 4 日 2011 年 5 月 11 日：指导老师评阅毕业论文初稿与学生对毕业论文初稿进行修改 2011 年 5 月 12 日：毕业论文定稿，学生提交毕业论文（正式稿） 2011 年 5 月 13 日 2011 年 5 月 22 日：毕业论文答辩委员会老师评阅学生毕业论文 2011 年 5 月 23 日：毕业论文答辩 五、主要参考文献 1 陈亚建花式纱线的产品开发 J纺织导报， 2008， （ 3） ： 50 52 2 葛仙红，赵俐花式纱线织物及其发展趋势 J上海纺织科技， 2005， （ 03） ： 17 20 3 Petruly
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