花式线的开发应用与发展动态

苏州大学材料工程学院 冯岑

　　摘要：本文介绍了国内外花式线产品的开发现状及研究成果，阐述了花式线应用于机织物、针织物和编结物的途径、方式及相关问题，强调应重视开辟花式线的应用领域。论述了花式纱线生产设备与技术的发展动态，提出了当前花式纱线生产中值得注意的问题。

　　关键词：花式线 开发应用

　　服装面料从简单的平纹织物发展到自然图案的大提花织物。这是织物组织结构上的一大突破。染色从过去的简单色种发展到现在万紫千红，这是染整工工艺上的一大突破。从纺织原料来看，从过去的棉、麻、丝、毛等天然纤维发展到现在的人造纤维、合成纤维，这是从纺织原料上的突破。然而在纱线结构上目前尚处于传统的短纤维通过加捻成纱和变形长丝的应用，在结构上变化不大。花式线的发展，改变了纱线的结构，进而形成独特的产品风格，并增加了织物的质感，使其具有鲜明的外观效应和丰富的色彩，已广泛应用于服装、装饰、产业用各类制品。近年来，花式线已成为国际纺织品市场上的一大品种，几乎所有纺织行业均有应用。

　　1．花式线的开发现状

　　花式线是指在纺纱和制线过程中采用特种原料、特种设备或特种工艺对纤维或纱线进行加工而得到的具有特殊结构和外观效应的纱线，是纱线产品中具有装饰作用的一种纱线。几乎所有的天然纤维和常见化学纤维都可以作为生产花式线的原料。花式线可以采用蚕丝、榨丝、绢丝、人造丝、棉纱、麻纱、合纤丝、金银线、混纺纱、人棉等作原料。各种纤维可以单独使用，也可以相互混用，取长补短，充分发挥各自固有的特性。根据所织织物及用途的需求，利用不同的成纱原理和加工方法改变纱线的内部结构和外观形态。花式线在原料选用、颜色搭配、花型变化及工艺参数选择上的潜力很大，有助于花式线本身线种的增多。目前国际上尚无统一的分类方法，以其加工方式的不同大致可以分为以下几类：一是普通纺纱系统加工的花式线如链条线、金银线、夹丝线等；二是用染色方法加工的花色纱线如混色线、印花线、彩虹线等；三是用花式捻线机加工的花式线，其中按芯线与饰线喂入速度的不同与变化，又可分为超喂型如螺旋线、小辫线、圈圈线和控制型如竹节线、大肚线、结子线等；四是特殊花式线如雪尼尔线、包芯线、拉毛线、植绒纱线等。提高花式线的加工水平及应用范围，进而适应市场需求，对纺织品风格的改变是有益的。

　　近年来我国花式线产品有了一定的发展，基本掌握了花式线的各项加工生产技术。除常规花式线生产外，在花色纱线的印染方法上也采用了与国外类似的印色法、拆编法、飞溅法、喷射法、注射法、填塞法等；在特种花式线生产上主要品种有雪尼尔线、膨体丝、弹力丝、拉毛线等；开发的品种以原料来分有纯真丝花式线、纯人丝花式线，麻棉花式线，涤纶低弹丝的花式线，腈棉、涤棉、真丝氨纶、涤粘等简单组合的包芯式花式线，也有毛腈棉、毛腈涤、氨毛弹力等复合技术要求较高的花工线品种；能结合机织、编织、针织产品来确定和设计花式线的线型。现在生产的主要品种有雪尼尔线、小珠珠纱、圈圈绒、毛巾线、花式平线、竹节纱、疙瘩纱等，有用空心锭加毛条牵伸纺制的马海毛产品，也有棉纺厂粗纱喂入生产波形线。由于花式线相对普通纱线而言，是技术含量较高、经济效益也很可观的产品，在产品设计、原料选用、生产技术三方面必须紧密结合。但我国在花式捻线制备、线型设计人员水平和工艺染色技术乃至原料等方面的限制，花式线生产尚处于中低档水平，还没有形成产品的系列化、设计的专业化，与市场要求尚有一段距离。如在用山羊毛甚至细旦化纤代替马海毛时，因芯纱的强力较差，导致产品质量下降，曾经使风靡一时的圈绒线、马海毛绒线、辫子绒线受到市场的冷落。

　　目前，花式线的生产中心在西欧，领先国家有英、法、德和意大利，他们不仅在花式线的产量和品种开发上占有较大的优势，而且不断研制新型花式捻线机与之配套。进入九十年代以来，花式线有从低支向高支、简单向复合发展的趋势，进口花式线在色泽搭配、产品立体感、肌理质感、花型设计上优势特别明显。如长丝经过间隔染色，再制成彩结子纱，使不同的部位出现不同的有光的彩色结子，然后合股成马海毛纱，经拉毛形成有动有静的感觉，只要色彩搭配直辖市，就会感新意；高档羔羊毛的圈圈纱，色泽高雅，圈圈满密，是国内高档仿兽皮追赶的目标；控制卷绕运动的加工手段形成毛绒纱和切割式的彩色长丝纱，使花式纱别具一格。我国花式线及其产品与国际市场相比还有很大的差距。国外有资料介绍新结构花式线的性能预测与纺制，该研制成果提供了纺制亚麻、棉、锦纶三组份花式线工艺参数的配置与产品性能预测的模型设计，也就是提供了在保证产品质量的前提下，选定工艺参数的数值范围，从而为设计和纺制亚麻花式线提供了很有参考价值的工艺设计及预测产品性能的数据库。在此基础上，也可以延伸建立其他组份花式线的数据库，随着这项研究工艺不断扩展，它将为花式线产品开发提供良好的理论基础。

　　2．花式线的应用

　　2．1花式线在机织物中的应用

　　花式线在机织物织造工艺中的应用有两种途径。一种是经纬线均用花式线，或全经或全纬的花式线，这在制织较为厚实、硬挺、线条粗的织物中应用较多。特别有些是不规则的花式线外廓使布面的不规则分布更显风格独特，如棉麻色织竹节纱织物：经纱133Tex纯苎麻竹节纱，纬纱为54.4Tex*2灰色麻棉色纱，平纹组织织造。一般来说，经纬均全用花式线的较少，因布面点缀多，没有粗、简洁的感觉，反而太乱，布面过重及织造效率很低的问题随之出现，而且生产成本上升。第二种是在经纬纱、或经或纬中将花式线和普通纱线以一定比例排列，调节好经纬密度，通过将花式线点缀在织物中，使其具有特殊外观及良好服用性能，本着少而精的原则，起到突出立体感的效果又不至于过高增加成本，且织造过程也较为便利，生产效率提高，如真丝结子绸，经线23dtex*3厂丝，甲纬为23 dtex*4厂丝8捻/cm，乙纬（23dtex*3+23dtex*3色丝）4.65捻/cm真丝结子线，甲纬与乙纬排列比甲50乙1、甲40乙1，组织为纺小提花，表面形成纵向条纹和结子线点缀的格子效应。

　　花式线机织物设计的方法有：采用花式线与其他经纬原料性能、粗细的不同，使织物表面形成条、格、点、闪光、凹凸条等外观效果；运用经纬色线与花式线搭配可以形成色彩含蓄多变的立体效果；运用经或纬与花式线排列比的变化形成独特外观；运用不同的经纬密进行搭配；运用不同织物的组织与花式线搭配；运用多种后整理及染整加工特点，提高花式线织物的性能及品质。值得注意的是，为使花式线的色彩效应、结构效应、特殊效应反映到最终织物的外观上，应注重织物的原料搭配、花式类型以及织物用途。

　　花式线在机织物产品开发的应用方面，通过多年来的努力，已取得了较大的进步。在精纺毛织物中用花式线不仅可以保持精纺织物的高档感，而且使织物表面在文静中略带花哨。在粗纺织物中应用同样可生产出很畅销的毛呢产品。在色织产品中花式线应用最广，厚型、中型、薄型织物均有花式线的应用。除此之外，在仿天然纤维产品和花式纱布的应用上也日渐成熟。

　　2．2花式线在针织物中的应用

　　花式线应用在经编衬纬机上时，这类织物大都用于做窗帘，其悬垂性好、立体感强、有一定的透光性。以前的经编提花织物薄而轻，已不能满足消费市场的需要，所以经编衬纬织物用较粗的花式线作点缀生成花纹，有时往往用粗细、类型不同的多种花式线组合成图案，不但立体感强而且悬垂性也好。

　　花式线在经编大圆机上：目前用得较多的为毛巾线、雪尼尔线等。这类织物可单独或拼接作成高档时装。

　　花式线在电脑横机上的应用：近年来从国外引进电脑提花横机较多，利用精纺毛纱生产高档提花羊毛衫供国内外市场需要，利用花色线中的波形线、毛巾线、雪尼尔线等配合提花生产出各种高档羊毛衫也很受欢迎。

　　2．3花式线在编结产品中的应用

　　花式线的不断开发也促进了编结材料的日益丰富，全毛、混合、弹力等各式花式绒线和编结线受到了人们的欢迎，有用空心锭纺制的，也有用环锭纺制的马海毛绒线、圈绒线、辫子绒线以及多姿多彩的异截面彩色拉毛绒线等。

　　花式线生产和花式线织物的开发在国际非常流行，也代表着时代的潮流与风格。花式线织物与其他纺织面料一样，有自己广泛的应用领域。在纺织装饰品上的应用开发更值得纺织同仁的重视。从床上用品、卫生盥洗、窗帘挂帷、餐厨杂饰、地面铺饰、贴墙用品、家具覆盖都涉及面料的使用，加之目前建筑装潢业的日益发展，人们对产品及生活舒适的要求越来越高。从风格变化上及产品特性上讲，采用花式线的织物更具有其特殊的品位。此外，纺织小商品也是们生活中必不可少的日用品，如手套、袜子、帽子、围巾、头饰、书包、栓袋等，也是花式线产品可以入足的地方。

　　3．花式纱线生产设备的发展动态

　　花式纱线中，花式纱的有些品种可利用梳棉机、梳毛机、针梳机等前纺设备来纺制，有些品种可以在传统环锭纺纱机上加装特殊装置来纺制，此外还可利用多种新型纺纱设备进行纺制。如气流纺、摩擦纺、包缠纺、静电纺、自捻纺、涡流纺等等。而花式线的纺制则需应用捻线机或花式捻线机，或者特种设备加工纺制。

　　3．1国外花式纱线生产设备的发展

　　近年来，随着纺织机械水平的不断提高，电子技术和计算机控制技术的发展，花式纱线机相应得到很大的发展。20世纪50年代的花式捻线机，大多采用合股线作原料，在合股机上形成花式线，控制系统均采用凸轮杠杆等机械控制形式，产品品种较少。20世纪70年代的花式捻线机，开始走向多功能型，可以纺制多种花型的花式线，机器设备的控制系统也采用了较先进的光电纹板、电子程控、微电脑技术，代表机型为：日本公立公司的CF-20型。其主要特点是三根罗拉分别具有快速、中速、慢速、停止等四项功能，罗拉的变速采用了光电控制，缺点是变速幅度小、可纺花式少、机构复杂。70年代末发展起来的空心锭花式捻线机，使之进入了微机控制、多马达调速的新时代，它具有产量高、性能好、产品品种多、卷装大、调节方便、占地小等优点，因此经济效益显著，至今仍是花式捻线机发展的主要方向。空心锭花式捻线机发展到现在可归纳为两大类：一类是以英国GDM型和德国ESP型为代表性机型，将传统纺制花式线所需的四道工序（牵伸、成花、加固、络筒等）一步完成，从而大大简化生产工艺，提高了生产效率。另一类是以德国的FM-F型和意大利的FTF型为代表的采用空心锭和环锭相结合，采用同一台机器上二次加捻来完成花式线加工的方法。前者特点是机器结构简单，效率高，但存在捻度较大，成纱加捻也较大，编导结时容易歪斜等缺点。后者机器结构较复杂，但经过空心锭和环锭的正反向二次加捻后，可使第一次加捻后被捻紧的纤维在第二次反向加捻时得到退捻，因此成纱结构比较松软、理想。从花式线的成纱过程可以看出，空心锭花式捻线机与传统捻线机的根本区别在于运转中的罗拉部件需要变速，而罗拉线速各自的独立变化才可以形成丰富多彩的花式纱线。所以花式线的品种开发其关键在于对各运转罗拉变速的控制技术。从近几届国际纺机博览会的展出情况和有关文献来看，空心锭花式捻线机发展很快，许多发达国家都研制了各自的。德国的ESP-Ⅰ型和ESP-Ⅱ空心锭花式捻线机附有终端显示屏和多处理机控制系统，可以生产各种控制型和超喂型的纤维型花式线。人们在不断完善控制罗拉变速技术的同时，对花式纱线的传动系统也进行改进和优化，这将进一步提高速个控制系统的精度。九十年代以来，开发的空心锭花式捻线机基本使用微型计算机控制喂纱速度，如日本小关公司的ON系列；意大利RPR公司PR系列；英国GDM-MK3型等。

　　3．2国外花式纱线生产设备的发展

　　我国早期的国产花式捻线机都是在传统细纱机或捻线机上经改造设计而成，或在其他自由端纺纱同上加装某种花式纱线的控制装置。80年代国内引进和制造了许多花式捻线机，形式上有环锭、空心锭、空心锭加环锭、无牵伸装置、有牵伸装置、甚至有两套牵伸装置、超喂型、电子控制型、直至计算机控制型等；功能上有能生产纱线型或纤维型的花式捻线机。自选生产的传统环锭花式捻线机大部分为机械式，如H1293型、FA731型，可生产控制型和超喂型两大类花式线；机电结合式的SGA131型是采用电磁离合器控制罗拉动作，由光电控制图像带控制花型，使用方便，电机可进行无级调速。国内至今许多生产厂家仍使用由普通细纱机改装的花式纺纱机，其一在于改机方便，附加装置的型号很多，生产成本低，单台产量提高；其二在于机器的适应性比较广，既可用于棉纺、毛纺，也可以用于麻纺及混纺。国产空心锭花式捻线机有双罗拉和四罗拉形式，大多仿造台湾远欣产品，结构简单、无牵伸装置、无计算机控制系统、用空心锭加环锭、单台一百锭左右双面型纯机械式花式捻线机。它满足了用户提出的提高产量、降低成本的要求。在纺不需要退捻或退捻环锭速太低的品种时，受到一定的制约。对雪尼尔花式捻线机的研制是从80年代开始，雪尼尔线是一种外形如试管刷状的花式毛绒线，在产品开发中应用很广。虽然国产机使用的原料大大增加，设备也做了多次改进，提高了纺纱性能，但只能生产常规的雪尼尔花式线。与国外同类机相比，在适纺号数、台机可变花式捻线种类、自动调节控制上差距较大。日本ON-223NF型配有4组电子调频变数器，利用IC控制器和设计程序制锭子、罗拉及芯纱的转速，因此可生产出多种复杂的雪尼尔花式线。

　　值得一提的是，将部分细纱机作改机处理，生产高档次、高附加值产品，不仅解决了设备的利用问题，同时降低购买专用花式捻线机的成本。另外，通过对边角料的特殊处理再制作花式纱线则更有利于新产品的开发。在设备的研制上关键技术仍在于芯线、饰线的控制技术，国内已有用单片机、变频控制器和电脑控制变频调速等方法，不过在产品质量监测和工艺性能评价体系上需进一步努力。