变跨距轨道式耦合渐变色高弹差结构纺纱机构、方法及用途技术

本发明专利技术涉及一种变跨距轨道式耦合渐变色高弹差结构纺纱机构、方法及用途。该机构是由一个置于前罗拉前的、可在自然汇聚点轴线上作初始汇聚角调节的、并沿包缠须条汇聚角轴线方向作变跨距弧形轨迹线左右移动的三叉针，一对用于左、右短纤须条(S/S)定位与集束聚拢的集束器和沿变跨距弧形轨道移动的发生与执行机构构成。通过三叉针沿变跨距弧形轨道的移动向左(右)平动使右(左)须条对左(右)须条实施包缠，而成纱呈周期或非周期的以右(左)须条颜色或表观纤维组份为主的渐变。所得的渐变色纱可直接用于特殊颜色和功能纹理效果的织物，或所得的渐变组份纱可先织成织物而后染色用于特殊颜色和功能纹理效果的织物。

【技术实现步骤摘要】
变跨距轨道式耦合渐变色高弹差结构纺纱机构、方法及用途
本专利技术涉及一种耦合包缠的渐变色纺纱技术及用途，属于环锭纺纱
，特别是一种变跨距轨道式耦合包缠渐变色与低弹差结构纺纱技术。
技术介绍
直接在纺纱机上进行可控渐变色的纺纱方法出现于上世纪40-50年代在环锭纺纱机上的复合纺纱技术后，即短纤须条/短纤须条(S/S)复合纺纱方法之后出现创新性纺纱方法，与长丝束/短纤须条(F/S)复合纺差不多在同期。在60年代末到70年代，仍属实验室技术而未公开。渐变色纺纱与复合纺纱最为本质的区别在于，渐变色纺纱是沿纱线的周向，纤维的含量发生变化；而复合纺纱时在纱线的径向，纤维的分布发生变化。目前已公开的渐变纱纺纱原理是双组等细度的短纤须条、以互补(即耦合)的不同喂入量来调控在成纱中的百分比，达到成纱颜色在两须条色间的来回变化。而成纱的粗细理论上始终不变，即理论上纱条条干均匀不变。国内以此原理纺纱的代表性的形式称为“段彩纱”，因为渐变过程很快，而稳定喂入比期是主体段而得名。其主要成形方法有两种，即三罗拉细纱机、四罗拉细纱机法。三罗拉的段彩纱纺纱技术，如谢春萍的专利一种段彩纱的生产方法(专利号：CN1124010445A)在环锭细纱机上的中、后罗拉钳口分别喂入粗纱条，使用两套伺服系统单独控制中罗拉和后罗拉，以达中后罗拉配合变速的方法纺制段彩纱。张洪的专利一种多组分纤维段彩混纺纱的制作方法(专利号：CN11251761010A)通过加载ZJ-5A型智能竹节纱控制器的环锭细纱机通过混纺的办法生产段彩竹节纱。陈伟雄的专利一种环锭纺段彩纱及其成纱方法和装置(专利号：CN1125607510A)在三罗拉细纱机的中、后罗拉轴上分别加装固定和活套罗拉，实现三轴系五罗拉复式同轴双牵伸纺纱，将两种不同组分或不同色彩的纤维，分段以设定的长度及不同组分组合，捻合成具有等线密度、有段彩效果的纱线。张洪的专利一种赛络纺段彩纱的生产方法(专利号：CN1132100582A)使用一种中后罗拉配合变速生产段彩纱的伺服电机竹节纱控制装置，生产一种赛络纺段彩纱。朱预坤的专利一种索罗纺段彩纱的生产方法(专利号：CN1133618010A)使用一种中后罗拉配合变速生产段彩纱的伺服电机竹节纱控制装置，结合索罗纺纺纱工艺而生产段彩纱。陈伟雄的专利一种段彩纱纺纱方法及纺纱牵伸机构(专利号：CN112733031A)将两粗纱分别经后固定罗拉和后活套罗拉喂入，合理调控两粗纱的喂入速度而保持总喂入量不变，实现等线密度喂入纺纱。王晓秋的专利一种具有多色彩及夜光效果的段彩纱及其生产方法(专利号：CN1130141077A)将粗纱分别从中罗拉、后罗拉喂入，经伺服电机控制装置改变罗拉速度，瞬间改变罗拉单位时间内的粗纱喂入量，从而达到段彩的目的；刘新金的专利一种棉/绢丝段彩纱及其生产方法(专利号：CN1148185510A)将彩色绢丝粗纱作为饰纱从后罗拉间断喂入，白色棉粗纱作为基纱从中罗拉喂入，两者经前区牵伸，在前罗拉钳口汇合后加捻成纱。刘新金的专利(专利号：CN115821532A)三罗拉分别由伺服电机带动驱动，同时在中罗拉轴上连接有第一罗拉套和第二罗拉套，主体粗纱由后罗拉连续喂入，辅助粗纱由中罗拉间断喂入，实现段彩纱的纺制。刘新金的专利(专利号：CN115714430A)三罗拉分别由伺服电机带动驱动，是通过第一粗纱和第二粗纱同时由后罗拉喂入，后皮辊采用直径不同的两段式结构，中罗拉采用两段控制结构，实现双色段彩纱的纺制。薛元的专利三元色粗纱混配生产幻彩纱的方法及该方法制备的幻彩纱(专利号：CN1131024341B)使三元色纱耦合牵伸系统的后罗拉嵌套在芯轴上的三段环圈相互独立转动，且保持三个环圈的表面线速度之和为常量，或三个有色粗纱的牵伸倍数的和为常量，从而获得粗细均匀、色彩任意的段彩纱。俞洋的专利一种三罗拉超大牵伸段彩纱生产方法(专利号：CN113361807A)通过后罗拉段彩伺服电机和若干可定位的牵伸齿轮组合而生产超大牵伸段彩纱的生产方法。张利强的专利(专利号：CN1157144210A)提出一种机械式段彩纱生产装置，通过改造并设定特殊结构的后罗拉驱动齿轮，得到一定要求的双色段彩纱等。这是一种双须条差动式的渐变调节的渐变纺纱方法，其致命弱点是成纱的粗细差异大、强度低，双机构牵伸互补的一致性低、且能耗大。四罗拉的段彩纱纺纱技术，如李恩生的专利一种段彩纱及其纺纱装置和纺纱方法(专利号：CN14103725A)在普通三罗拉细纱机后方加装一根喂入罗拉。一组纤维须条经第四罗拉喂入，而后经正常牵伸工艺输出，另一组纤维须条经第三罗拉间歇喂入后与左短纤维须条汇合加捻成纱。钱文龙的专利渐变多彩纱的生产方法(专利号：CN111812753A)在毛纺细纱机的牵伸机构中添加一根后罗拉，两根后罗拉根据成纱颜色的变化要求分别交替喂入不同颜色的纱线，通过两个单独的伺服电机分别控制，并且使两组不同输入速度的纱线的输入总定量保持不变，在中罗拉后方处汇合并依次经中罗拉、前罗拉牵伸而加捻成纱。刘新金的专利一种段彩纱纺纱装置和纺纱方法(专利号：CN115624872A)、一种多粗纱喂入纺纱装置和纺纱方法(专利号：CN115624848A)均采用四罗拉牵伸，四罗拉均采用单独的伺服电机控制。谢春萍的专利一种多组分多色彩段彩纱线的纺纱方法(专利号：CN113374774B)在包含四罗拉四皮圈三区牵伸形式的超大牵伸细纱机上采用三粗纱喂入方法生产段彩纱。这是一种渐变调节范围有限或称更小的渐变纺纱方法，其不考虑互补性，只是添加有色须条量的多少的变化、能耗更大。国外也有此方面的报道，如J.W.Lambert的专利一种花式纱线的生产方法(专利号：US40416100，11077年)在前罗拉的后上方加装一组罗拉及皮圈。基纱条正常喂入，饰粗纱通过调节加装罗拉速度，获得不同程度的细化牵伸，进而与正常输出的须条汇聚成竹节纱，使其纵向呈现渐变色彩。其原理、渐变色效果和缺陷同前述四罗拉的段彩纱纺纱技术。由于上述两种段彩纱的纺纱原理均为喂入式的渐变调控，故必然存在a)成纱的条干均匀的下降及因此纱线强度的下降，因为各须条的条干均匀性和成纱条干均匀性在成纱过程中都在下降，无互补机制，而本专利技术的须条不匀保持不变，两根间又无牵伸差异，且合并成纱时，根据泊松原理条干不匀性下降1/倍，成纱细度不变、强度提高；b)喂入式无法实现一须条的零喂入，因为这无法连续纺纱，而且在低比例喂入时极易断头，故成纱变粗，因不适于高支纱，而本专利技术为包缠覆盖式，可以做到全色段(即相当于零喂入)，且低比例包覆是强项，适于高支纱纺纱；c)喂入式段彩纱的机构复杂、调控困难、不匀大、能耗高、效率低，而本专利技术机构简单有效、调控精准，低耗高效。其他两种也称为段彩纱，如针梳并条工艺进行段彩配色法、并条机分段喂入法。这两种生产技术通过多点位对有色纤维条分段喂入，形成段彩纤维条，而后经过粗纱和细纱工序纺制段彩纱，均不属于环锭纺纱技术，而且是相对工艺简单和长片段变色的常规纺纱，即纱条长度方向上原颜色规律不变的一段纺纱。T.Shibazaki的专利(专利号：US4711180，11087年)通过在前罗拉的前部加装两只反向气流喷嘴，通过改变相关工艺参数而形成内外纱线的互换包缠，最终使纱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变跨距轨道式耦合渐变色高弹差结构纺纱机构，其特征在于，包括：位于前罗拉钳口(8)后方的左集束器(2)和右集束器(3)，平行的左短纤须条(4)及右短纤须条(5)分别经左集束器(2)和右集束器(3)定位或限定须条均匀与宽度并聚拢，以一定间距喂入前罗拉钳口(8)；位于前罗拉钳口(8)前方的三叉针(1)，左短纤须条(4)及右短纤须条(5)出前罗拉钳口(8)后在自然汇聚点(A)汇聚，三叉针(1)在发生与执行机构的控制下在过自然汇聚点(A)的以左短纤须条(4)与右短纤须条(5)的中心线与前罗拉钳口(8)的交点(A’)为圆心的变跨距弧形轨迹线(9)上作周期性或非周期性、定频率或变频率的移动、自转；所述变跨距弧形轨迹线为等半径轨迹线或正弦轨迹线。

【技术特征摘要】
1.一种变跨距轨道式耦合渐变色高弹差结构纺纱机构，其特征在于，包括：位于前罗拉钳口(8)后方的左集束器(2)和右集束器(3)，平行的左短纤须条(4)及右短纤须条(5)分别经左集束器(2)和右集束器(3)定位或限定须条均匀与宽度并聚拢，以一定间距喂入前罗拉钳口(8)；位于前罗拉钳口(8)前方的三叉针(1)，左短纤须条(4)及右短纤须条(5)出前罗拉钳口(8)后在自然汇聚点(A)汇聚，三叉针(1)在发生与执行机构的控制下在过自然汇聚点(A)的以左短纤须条(4)与右短纤须条(5)的中心线与前罗拉钳口(8)的交点(A’)为圆心的变跨距弧形轨迹线(9)上作周期性或非周期性、定频率或变频率的移动、自转；所述变跨距弧形轨迹线为等半径轨迹线或正弦轨迹线。2.如权利要求1所述的变跨距轨道式耦合渐变色高弹差结构纺纱机构，其特征在于，所述等半径轨迹线为：分别以左短纤须条、右短纤须条与前罗拉钳口的交点为圆心作等半径圆弧线，并相交于左短纤须条、右短纤须条的中心轴线；该等半径轨迹线的开口向上；所述正弦轨迹线为开口向上的1/2周期的正弦轨迹线。3.如权利要求1所述的变跨距轨道式耦合渐变色高弹差结构纺纱机构，其特征在于，所述发生与执行机构包括能使所述三叉针(1)移动的频率发生机构(11)和驱动所述三叉针(1)移动、自转的执行机构(10)，执行机构(10)由频率发生机构(11)控制，以实现三叉针(1)的不同平移规律和频率的移动，由此使左短纤须条(4)及右短纤须条(5)的相互包缠比发生对应规律和频率的变化。4.如权利要求3所述的变跨距轨道式耦合渐变色高弹差结构纺纱机构，其特征在于，所述执行机构(10)包括使三叉针(1)逆时针或顺时针自转的旋转机构(103)，三叉针(1)通过滑块(101)固接在连接杆(104)上，滑块(101)与连接杆(104)之间的连接部分穿设于变跨距弧形轨道机构(102)上的变跨距弧形轨道内并限位；所述频率发生机构(11)包括频率发生器(111)，频率发生器(111)由单板机(112)控制。5.如权利要求2或4所述的变跨距轨道式耦合渐变色高弹差结构纺纱机构，其特征在于，所述变跨距弧形汇聚轨道机构(102)上设有等半径汇聚轨道(102a)或/和正弦分布汇聚轨道(102b)。6.如权利要求1所述的变跨距轨道式耦合渐变色高弹差结构纺纱机构，其特征在于，所述三叉针(1)通过沿变跨距弧形轨道移动来调节所述自然汇聚点(A)的位置以改变包缠角达包缠比的预调整。7.如权利要求1所述的变跨距轨道式耦合渐变色高弹差结构纺纱机构，其特征在于，所述变跨距弧形轨迹线(9)包括两端及对称中心重合的等半径轨迹线和正弦轨迹线，并且两者的开口均向上。8.如权利要求1所述的变跨距轨道式耦合渐变色高弹差结构纺纱机构，其特征在于，所述左集束器(2)和/或所述右集束器(3)为喇叭口形状，横截面为圆形、跑道形或腰圆形通道。9.如权利要求8所述的变跨距轨道式耦合渐变色高弹差结构纺纱机构，其特征在于，所述左集束器(2)和所述右集束器(3)具有跑道形或腰圆形通道截面，所述左...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，于伟东，刘洪玲，刘庆年，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31