CN107190390B - 前置定汇聚角包缠s/s耦合渐变结构纺纱机构与方法及用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种前置定汇聚角包缠S/S耦合渐变结构纺纱机构与方法及用途。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山形左右的上下坡移动的三叉针，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山形轨迹线移动的发生与执行机构构成。通过三叉针沿山形轨迹线的移动向左(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。

Description

前置定汇聚角包缠S/S耦合渐变结构纺纱机构与方法及用途

技术领域

本发明涉及一种耦合包缠的渐变色纺纱技术及用途，属于环锭纺纱技术领域，特别是一种张力稳定的耦合包缠的渐变结构纺纱技术。

背景技术

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：CN102409445A)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：CN102517699A)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：CN102560759A)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：CN103290582A)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：CN103361809A)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：CN102733031A)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：CN103014977A)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：CN104818559A)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：CN105821532A)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：CN105714430A)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：CN103924341B)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：CN103361807A)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：CN105714429A)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：CN1493725A)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第一组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：CN101812753A)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：CN105624872A)、一种多粗纱喂入纺纱装置和纺纱方法(专利号：CN105624848A)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：CN103374774B)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：US4041690，1977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，而本发明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，而本发明为包缠覆盖式，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，而本发明机构简单有效、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：US4711080，1987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，最终使纱线表面呈现渐变效应。其原理不同于上述方法，是纤维须条的的含量不变，只是通过改变吹气方向使两纤维须条互换地包缠渐变，这是在基本原理上与本发明相对最为接近的原理。但是，喷气方式对短纤维须条来说，其一、将引起飞花混色疵点和纤维排列紊乱模糊化，即渐变色的钝化和糊化；其二、喷气将显著增大能耗和噪音；其三、同样存在上述方法无法做到完全包缠，即0或1的包缠。

发明内容

本发明所要解决的问题是：针对前述喂入式渐变纱(段彩纱)和喷气互换包缠段彩纱存在的本质缺陷，尤其是成纱条干的不匀大，变色效果差和渐变色跨度小和无法完整，以及局限中、低支纱的缺陷。

为了解决上述技术问题，本发明的原理是使两须条的合并(即耦合)粗细、质量不变、均匀度提高(倍)，而其中一条汇聚点的移动时，形成对另一须条的部分或全部地包缠覆盖，而呈其色；反之亦然。而且还采用功能或性能差异的纤维须条，以形成纱线在两须条颜色间的渐变变换，而成渐变色纱和渐变功能纱，统称为渐变结构纱。因此，通过三叉针控制汇聚点的位置及其移动速度和周期，就能实现不同的变色长度、变色速度，即成纱的变色效果。而须条的耦合比为常数，即细度不变；而覆盖比任意可调。

本发明的一个具体技术方案是提供了一种前置定汇聚角包缠S/S耦合渐变结构纺纱机构，其特征在于，包括：

位于前罗拉钳口后方的左集束器和右集束器，平行的左短纤须条及右短纤须条分别经左集束器和右集束器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；

位于前罗拉钳口前方的三叉针，左短纤须条及右短纤须条出前罗拉钳口后在自然汇聚点汇聚，三叉针在发生与执行机构的控制下在过自然汇聚点的山形轨迹线上作周期性或非周期性、定频率或变频率的移动、自转。

优选地，所述发生与执行机构包括能使所述三叉针移动的频率发生机构和驱动所述三叉针移动、自转的执行机构，执行机构由频率发生机构控制，以实现三叉针的不同平移规律和频率的移动，由此使左短纤须条及右短纤须条的相互包缠比发生对应规律和频率的变化。

更优选地，所述执行机构包括使三叉针逆时针或顺时针自转的旋转机构，三叉针通过滑块固接在连接杆上，滑块与连接杆之间的连接部分穿设于山形机构上的山形轨道内并限位；所述频率发生机构包括频率发生器，频率发生器由单板机控制。

优选地，所述三叉针通过沿山形轨道移动来调节所述自然汇聚点的位置以改变包缠角达包缠比的预调整。

优选地，所述左集束器和/或所述右集束器为喇叭口形状，横截面为圆形、跑道形或腰圆形通道。

更优选地，所述左集束器和所述右集束器具有跑道形或腰圆形通道截面，所述左短纤须条及右短纤须条经由所述左集束器和所述右集束器形成扁平状须条，以增加包覆比。

本发明的另一个具体技术方案是提供了一种基于上述前置定汇聚角包缠S/S耦合渐变结构纺纱机构的纺纱方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：双须条喂入准备：将两粗纱由环锭细纱机的后罗拉喂入，经后罗拉与中罗拉以及中罗拉与前罗拉的牵伸形成扁平的左短纤须条和右短纤须条后，再分别经左集束器和右集束器定位或限定扁平须条均匀与宽度并聚拢，以一定间距喂入前罗拉钳口；

步骤2)：自然汇聚定初始点：所述左短纤须条和右短纤须条出前罗拉钳口后，在其自然汇聚点汇聚，向前移动三叉针，并前后、左右微调使自然汇聚点位于三叉针的三根针的端部形成的三角形的质心，确定过自然汇聚点的山形轨迹线，左短纤须条穿过中针与左针之间、右短纤须条穿过中针与右针之间于自然汇聚点处汇聚，其中：所述自然汇聚点为左短纤须条和右短纤须条自然汇聚的最小张力且最稳定的汇聚点；

步骤3)：山形往复移动耦合包缠成纱：三叉针的质心在山形轨迹线上作周期性或非周期性、定频率或变频率的左、右移动，同步作质心轴的顺或逆时针的自转，以使左短纤须条和右短纤须条均能在通过三叉针后伸直并汇聚成纱；当三叉针的质心达到最左端时，左短纤须条成直线，右短纤须条对左短纤须条实施最大包缠，使右短纤须条完全包覆在外，由此显右短纤须条颜色或右短纤须条组份的外观与接触作用，形成左耦合包覆渐变结构纱；

当三叉针的质心达到最右端时，右短纤须条成直线，左短纤须条对右短纤须条实施最大包缠，使左短纤须条完全包覆在外，由此显左短纤须条颜色或左短纤须条组份的外观与接触作用，形成右耦合包覆渐变结构纱；

三叉针从自然汇聚点移动到最左端、再移动到最右端、最后回到自然汇聚点或者三叉针从自然汇聚点移动到最右端、再移动到最左端、最后回到自然汇聚点完成色或成份渐变成纱的一个周期；重复该周期或变化周期可形成渐变纱。

优选地，在所述步骤3)中，通过三叉针沿山形轨迹线的移动，实现左短纤须条：右短纤须条的包缠比在0∶1～1∶0间变化，即完全被包和完全包覆之间变化。

本发明的另一个具体技术方案是提供了一种通过上述结构纺纱机构的应用或上述纺纱方法的应用，其特征在于，用于进行表观或表层的颜色或组成成分沿纱轴方向发生耦合渐变的结构纺纱，以获得渐变纱。

本发明的另一个具体技术方案是提供了一种通过上述的纺纱方法得到的渐变纱的应用，其特征在于，用于直接织造成特殊颜色和纹理效果的织物；或采用渐变组份的渐变纱先织成织物，再给予染色而获得如同渐变色纱所获得的特殊颜色和纹理效果的织物，且不同部位具有不同的触感。

本发明的有益效果在于：①仅在普通环锭纺细纱机上增加一对起定位和聚拢作用的集束器和前置三叉针，就能够成功纺制耦合包缠渐变结构纱，无需拆装细纱机原有零部件，方法简捷、实用；②通过上述对三叉针作山形左右移动，使右、左须条在无张力变化的条件下，分别对左、右须条实施包缠，以获得具有不同包缠风格的渐变结构纱。特殊地，可获得三种极端外观形态的渐变纱，即汇聚点自然耦合包缠混色的渐变纱、左耦合包覆单色的渐变纱(一种组分完全包覆渐变纱)、右耦合包覆单色的渐变纱(另一组份完全包覆渐变纱)，渐变色清晰、跨度完整；③由于两须条本身的喂入比不变、故成纱均匀度更高，故其强度高、适于高、中、低纱支的纺纱；④可以任意选择纺织用短纤，进行耦合包覆式渐变结构纺纱，在纱线轴向呈现多颜色组合的新风格；⑤所得耦合包缠渐变纱可用于穿着、装饰用、家用的技术纺织品及用于一些特殊领域；⑥该渐变纱的成功纺制可为先进纺纱技术的创新提供有力借鉴。

附图说明

图1是耦合包缠渐变结构纺纱原理图；

图2a是三叉针及发生与执行机构的示意图；

图2b是三叉针与山形机构上的山形轨道的示意图；

图3a是集束器内通道结构为圆形截面的示意图；

图3b是集束器内通道结构为跑道形截面的示意图；

图3c是集束器内通道结构为腰圆形截面的示意图；

图4是渐变纱的成纱渐变颜色梯形波、正弦波、变频三角波、组合波波形的比较图；

图5是渐变纱的渐变纱段的覆盖长度测量示意图；

图6是渐变纱的实物图。

图中：1-三叉针；2-左集束器；3-右集束器；4-左短纤须条；5-右短纤须条；6-前罗拉；71-汇聚点耦合包缠渐变结构纱；72-左耦合包覆渐变结构纱；73-右耦合包覆渐变结构纱；8-前罗拉钳口；9-执行机构；91-滑块；92-山形机构；93-旋转机构；94-连接杆；95-驱动电机；10-频率发生机构；101-频率发生器；102-单板机。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例1-4采用了如图1-3所示的一种前置定汇聚角包缠S/S渐变的结构纺纱机构，其包括置于环锭细纱机的前罗拉6前部、可作左右及前后沿山形轨道移动而调节S/S，即左短纤须条4和右短纤须条5相互间耦合包缠比的三叉针1和一对分别用于两短纤维须条各自定位并聚拢的左集束器2和右集束器3，以及可使三叉针1作上下坡的山形移动和同步顺逆时针旋转的执行机构9与频率发生机构10等。

其中，所述的执行机构9，主要包括固接三叉针1的滑块91，使滑块移动的山形机构92，使三叉针1同步转动的旋转机构93，连接杆94和驱动电机95。所述的频率发生机构10，主要包括产生周期或非周期信号的频率发生器101和进行波形设定和选择、执行信号发出、以及实时参数计算的用于频率调控的单板机102。

其中，所述的三叉针形上、下坡移动和与此移动同步的顺、逆时针旋转，以1向上开口、呈等边三角形的平行排列，底部与所述的执行机构9固接，可作平面山形曲线的移动，以实现包缠须条的汇聚角的不变和保证须条不发生弯曲，即包缠张力不变的复合结构纺纱；所述的顺逆时针旋转是指三叉针1与山形上下坡移动同步、同轴地转动。

其中，所述的执行机构9，使三叉针1以山形轨迹线曲线规律移动和以不同频率的来回移动，可使所述的S/S间的相互包缠比发生对应规律和频率的变化，若两短纤须条的颜色或组成成分不同，则会产生不同波长的周期性或非周期性变化的渐变色纱或渐变组份纱；所述的三叉针1同轴转动是完全与其移动规律和频率同步一致的转动，以使成纱的过程的低张力和稳定。

所述的耦合包缠比，通过三叉针1的所述设定曲线的移动实现左须条：右须条的包缠比在0∶1～1∶0间变化，即左须条时而完全包缠右须条，时而又被右须条所完全包缠。其中，在普通环锭细纱机上增设的所述用来控制短纤须条定位的左集束器2、右集束器3均设有喇叭口形状通道，三种形式均作了选择。其作用使增加平整和须条束宽，以达更好包覆目的。

本发明所述短纤须条是由纺织常用纤维制成的粗纱条在环锭纺细纱机的后罗拉以纺纱牵伸的自然张力喂入，再经皮圈罗拉和前罗拉的牵伸所得到的平行伸直的短纤维须条。所述的左短纤须条4和右短纤须条5，故适于各种天然和化学纤维，作为实施例我们取了棉纤维、麻纤维、毛纤维、绢丝纤维、粘胶短纤、涤纶短纤、Nomex短纤、短纤，并取两种按1∶1或3∶7的复合比制得等细度或不等细度粗纱条，经所述的环锭纺细纱机牵伸获得。本发明所述的环锭纺细纱机是指本领域技术人员公知的各种环锭纺细纱机，如市售的各种环锭纺细纱机。

具体实施步骤为：

步骤1)：在普通环锭细纱机上增加一对用来控制短纤维须条定位的左集束器2和右集束器3。将两粗纱筒上的粗纱条从环锭细纱机的后罗拉喂入，经后罗拉与中罗拉以及中罗拉与前罗拉6的二级牵伸后形成左短纤须条4和右短纤须条5；将经过所述环锭细纱机牵伸后平行伸直的左短纤须条4经左集束器2定位，

以及将经过所述环锭细纱机牵伸后平行伸直的右短纤须条5经右集束器3定位后，以一定间距喂入前罗拉钳口8；

步骤2)：左短纤须条4和右短纤须条5出前罗拉钳口8后，在加捻作用下自然汇集于汇聚点A，采用所述的执行机构9调整三叉针1的三角形尖端向前罗拉钳口8，并前后、左右移动使汇聚点A位于三叉针1三角形的质心，即汇聚点A在三叉针1的三针的对称中心，左短纤须条4和右短纤须条5分别从三叉针1的左侧、右侧两针间隙中穿过汇集于A，使左短纤须条4和右短纤须条5均处于最小张力和最稳定的汇聚复合点；

步骤3)：所述的三叉针1三角形的质心在山形轨迹线上左右往复移动，同步作绕质心轴的顺、逆时针的转动，以使左短纤须条4和右短纤须条5均能在三角形尖端针的左右侧的各自两针间隙中伸直通过并汇聚成纱；当所述的三叉针1从自然汇聚点A向左移动时，左短纤须条4逐渐与成纱轴相一致，而右短纤须条5开始逐渐增大对左短纤须条4的包缠，所成纱逐渐呈右短纤须条5成分逐渐外移，三叉针1左移达左短纤须条4轴与成纱轴重合；当所述的三叉针1从自然汇聚点A向右移动时，右短纤须条5逐渐与成纱轴相一致，而左短纤须条4开始逐渐增大对右短纤须条5的包缠，所成纱逐渐呈左短纤须条4成分逐渐外移，三叉针1右移达右短纤须条5轴与成纱轴重合；

当三叉针1的质心达到最左端B时，左短纤须条4成直线，右短纤须条5对左短纤须条4实施最大包缠，使右短纤须条5完全包覆在外，由此显右短纤须条5颜色或右短纤须条5组份的外观与接触作用，形成左耦合包覆渐变结构纱72；完成色或成份渐变成纱的一个周期；重复该周期或变化周期可形成渐变纱。

或者，当三叉针1的质心达到最右端C时，右短纤须条5成直线，左短纤须条4对右短纤须条5实施最大包缠，使左短纤须条4完全包覆在外，由此显左短纤须条4颜色或左短纤须条4组份的外观与接触作用，形成右耦合包覆渐变结构纱73；完成色或成份渐变成纱的一个周期；重复该周期或变化周期可形成渐变纱。

依所述的机构及其耦合包缠复合纺纱的方法，对不同纤维和不同复合比例的粗纱条，在不同的复合纺纱工艺参数，即两短纤须条的轴间距、纺纱捻度、锭速下，进行实际纺纱和成纱S/S复合纺渐变纱的覆盖率(c₄，c₅，c_4/5)和覆盖比(r₄，r₅)，以及成纱的品质指标，即条干不匀率和拉伸性质作评价，以示本发明所选机构和方法的有效性和优势。各实施例的粗纱说明和S/S复合纺纱参数及成纱品质指标等具体参数和结果见表1。

所得渐变纱的覆盖率为：覆盖率即 其中L₄为图5中左短纤须条4的覆盖长度；L₅为图5中右短纤须条5的覆盖长度；L₄+L₅＝L_T为周期长度，见图5所示的几何关系。

覆盖比计算公式为：

所得耦合包缠渐变纱与现有段彩纱的强度比较，高出1.5-2.0倍；与单纱比较(同细度)，其强度高出1.4倍左右。

实施例1

取黑、白颜色棉纤维粗纱筒各一个，复合比为50/50。两束棉粗纱经集束器的定位和聚拢后，以牵伸的自然张力、8mm间距喂入前罗拉钳口8，详见图1所示。两轴系纤维条出前罗拉钳口8后，在捻系数α_tex为340，锭速为10500rpm的作用下自然汇集于A点，形成汇聚点耦合包缠渐变结构纱71。移动三叉针1，使其在山形轨迹线上左右往复移动，并同步作绕质心轴的顺、逆时针的转动。然后以设定的成纱渐变颜色波形(梯形波)和波长(24m)，移动三叉针1作左、右来回渐变，即梯形波为等速左移的渐变纱段长L/8；B点停顿的渐变纱段长L/8；等速右移的渐变纱段长L/8；回到A点停顿的渐变纱段长L/8；等速右移的渐变纱段长L/8；C点停顿的渐变纱段长L/8；等速左移的渐变纱段长L/8；回到A点停顿的渐变纱段长L/8：取B点、A点和C点的渐变纱段分别测量黑色棉纤维须条(右短纤须条5)全包覆(5全色)白色棉纤维须条(右短纤须条5)的；左短纤须条4和右短纤须条5互绞(A点)和白色棉纤维(右短纤须条5)全包覆(4全色)黑色棉纤维须条(右短纤须条5)的覆盖率c₅，c_4/5，c₄值(见图6)。由此可见，本发明的渐变效果和全包覆能力优异，成纱均匀度明显优于目前的喂入式段彩纱的82％，除去该纺纱方法自身的不匀率增加外，所剩的正好可以两等细度须条合并的泊松定律减少原来纱的(0.707)倍。而成纱强度20.07cN/tex，断裂伸长率6.94％，明显优于现有的喂入式渐变纱，分别提高了148％、142％。

实施例2

取黄色阻燃羊粗纱筒、兰色纤维粗纱筒各一个，复合比为50/50。两束粗纱经集束器的定位和聚拢后，以牵伸的自然张力、10mm间距喂入前罗拉钳口8，详见图1所示。两轴系纤维条出前罗拉钳口8后，在捻系数α_tex为345，锭速为11500rpm的作用下自然汇集于A点，形成汇聚点耦合包缠渐变结构纱71。移动三叉针1，使其在山形轨迹线上左右往复移动，并同步作绕质心轴的顺、逆时针的转动。然后以设定的成纱渐变颜色波形(正弦波)和波长(16m)，移动三叉针1左、右来回、作正弦波渐变，即以正弦波形左移至B点后，右移至A点；以正弦波形右移至B点后，左移回至A点：取B点、A点和C点的渐变纱段分别测量黄色阻燃羊毛须条(右短纤须条5)全包覆(5全色)兰色纤维须条(左短纤须条4)的；左短纤须条4与右短纤须条5互绞(A点)和兰色纤维须条(左短纤须条4)全包覆(4全色)黄色阻燃羊毛须条右短纤须条的覆盖率c₅，c_4/5，c₄值。由此可见，本发明的渐变效果和全包覆能力优异，成纱均匀度明显优于目前的喂入式段彩纱的78％，除去该纺纱方法自身的不匀率增加外，所剩的正好符合两等细度须条合并的泊松定律减少原来纱的(0.707)倍。而成纱强度16.42cN/tex，断裂伸长率14.27％，明显优于现有的喂入式渐变纱，分别提高了154％、141％。而且所成渐变色纱线在兰色纤维须条(左短纤须条4)包覆在外时，纱线高弹柔软、高韧性；而黄色阻燃羊毛须条包覆在外时，纱线柔软低弹，强度较高，体现出该纱在力学性能上的差异性。

实施例3

取白色涤纶短纤粗纱筒、白色蚕丝纤维粗纱筒各一个，复合比为50/50。两束粗纱经集束器的定位和聚拢后，以牵伸的自然张力、9mm间距喂入前罗拉钳口，详见图1所示。两轴系纤维条出前罗拉钳口后，在捻系数α_tex为320，锭速为10000rpm的作用下自然汇集于A点，形成汇聚点耦合包缠渐变结构纱71。移动三叉针1，使其在山形轨迹线上左右往复移动，并同步作绕质心轴的顺、逆时针的转动。然后以设定的成纱渐变颜色波形(变频三角波)和波长(64m)，移动三叉针1左、右来回、作变频三角波渐变，即变频三角波为等速左移的渐变纱段长T₁；B点停顿的渐变纱段长T₁；等速右移的渐变纱段长T₁；回到A点停顿的渐变纱段长T₁；等速右移的渐变纱段长T₁；C点停顿的渐变纱段长T₁；等速左移的渐变纱段长T₁；回到A点停顿的渐变纱段长T₁。重复两个循环后，等速左移的渐变纱段长T₂(＝2T₁)；B点停顿的渐变纱段长T₂(＝2T₁)；等速右移的渐变纱段长T₂(＝2T₁)；回到A点停顿的渐变纱段长T₂(＝2T₁)；等速右移的渐变纱段长T₂(＝2T₁)；C点停顿的渐变纱段长T₂(＝2T₁)；等速左移的渐变纱段长T₂(＝2T₁)；回到A点停顿的渐变纱段长T₂(＝2T₁)。采用特殊的染料对蚕丝纤维上染绿色。取B点、A点和C点的渐变纱段分别测量白色涤纶长丝束(右短纤须条5)全包覆(5全色)绿色蚕丝纤维须条(左短纤须条4)的；左短纤须条4与右短纤须条5互绞(A点)和绿色蚕丝纤维须条(左短纤须条4)全包覆(4全色)白色涤纶长丝束右短纤须条5的覆盖率c₅，c_4/5，c₄值。样品表面获得绿色、白色渐变效应。由此可见，本发明的渐变效果和全包覆能力优异，成纱均匀度明显优于目前的喂入式段彩纱的84％，除去该纺纱方法自身的不匀率增加外，所剩的正好符合两等细度须条合并的泊松定律减少原来纱的(0.707)倍。而成纱强度31.03cN/tex，断裂伸长率11.96％，明显优于现有的喂入式渐变纱，分别提高了151％、150％。

实施例4

取黑色阻燃亚麻纤维粗纱筒、黄色阻燃粘胶纤维粗纱筒各一个，复合比为30/70。两束粗纱经集束器的定位和聚拢后，以牵伸的自然张力、12mm间距喂入前罗拉钳口，详见图1所示。两轴系纤维条出前罗拉钳口后，在捻系数α_tex为317，锭速为11500rpm的作用下自然汇集于A点，形成汇聚点耦合包缠渐变结构纱71。移动三叉针1，使其在山形轨迹线上左右往复移动，并同步作绕质心轴的顺、逆时针的转动。然后以设定的成纱渐变颜色波形(组合波)和波长(50m)，移动三叉针1左、右来回、作组合波渐变，移动U形针左、右来回、作组合波渐变，即按照特定组合波左移至B点后，右移至A点；以组合波形右移至B点后，左移回至A点。取B点、A点和C点的渐变纱段分别测量黑色阻燃亚麻纤维须条(右短纤须条5)全包覆(5全色)黄色阻燃粘胶纤维须条(左短纤须条4)的；左短纤须条4与右短纤须条5互绞(A点)和黄色阻燃粘胶纤维(左短纤须条4)全包覆(4全色)黑色阻燃亚麻纤维须条(右短纤须条5)的覆盖率c₅，c_4/5，c₄值。由此可见，本发明的渐变效果和全包覆能力优异，成纱均匀度明显优于目前的喂入式段彩纱的80％，除去该纺纱方法自身的不匀率增加外，所剩的正好符合两等细度须条合并的泊松定律减少原来纱的(0.707)倍。成纱均匀度明显优于目前的喂入式段彩纱的80％。而成纱强度16.07cN/tex，断裂伸长率5.96％，明显优于现有的喂入式渐变纱，分别提高了145％、144％。而且所成渐变纱线在黑色阻燃亚麻纤维(右短纤须条5)包覆在外时，纱线呈现高弹性特征；而黄色阻燃粘胶纤维(左短纤须条4)包覆在外时，纱线呈现低弹性和高模量特性，体现出该纱在力学弹性性能上的差异。

表1

Claims (10)

1.一种前置定汇聚角包缠S/S耦合渐变结构纺纱机构，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)的山形轨迹线上作周期性或非周期性、定频率或变频率的移动、自转。

2.如权利要求1所述的前置定汇聚角包缠S/S耦合渐变结构纺纱机构，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(10)和驱动所述三叉针(1)移动、自转的执行机构(9)，执行机构(9)由频率发生机构(10)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。

3.如权利要求2所述的前置定汇聚角包缠S/S耦合渐变结构纺纱机构，其特征在于，所述执行机构(9)包括使三叉针(1)逆时针或顺时针自转的旋转机构(93)，三叉针(1)通过滑块(91)固接在连接杆(94)上，滑块(91)与连接杆(94)之间的连接部分穿设于山形机构(92)上的山形轨道内并限位；所述频率发生机构(10)包括频率发生器(101)，频率发生器(101)由单板机(102)控制。

4.如权利要求1-3任意一项所述的前置定汇聚角包缠S/S耦合渐变结构纺纱机构，其特征在于，所述三叉针(1)通过沿山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到包缠比的预调整。

5.如权利要求1所述的前置定汇聚角包缠S/S耦合渐变结构纺纱机构，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。

6.如权利要求5所述的前置定汇聚角包缠S/S耦合渐变结构纺纱机构，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，所述左短纤须条(4)及右短纤须条(5)经由所述左集束器(2)和所述右集束器(3)形成扁平状须条，以增加包覆比。

7.一种基于权利要求1所述的前置定汇聚角包缠S/S耦合渐变结构纺纱机构的纺纱方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)：双须条喂入准备：将两粗纱由环锭细纱机的后罗拉喂入，经后罗拉与中罗拉以及中罗拉与前罗拉(6)的牵伸形成扁平的左短纤须条(4)和右短纤须条(5)后，再分别经左集束器(2)和右集束器(3)定位或限定扁平须条均匀与宽度并聚拢，以一定间距喂入前罗拉钳口(8)；

步骤2)：自然汇聚定初始点：所述左短纤须条(4)和右短纤须条(5)出前罗拉钳口(8)后，在自然汇聚点(A)汇聚，向前移动三叉针(1)，并前后、左右微调使自然汇聚点(A)位于三叉针(1)的三根针的端部形成的三角形的质心，确定过自然汇聚点(A)的山形轨迹线，左短纤须条(4)穿过中针与左针之间、右短纤须条(5)穿过中针与右针之间于自然汇聚点(A)处汇聚，其中：所述自然汇聚点(A)为左短纤须条(4)和右短纤须条(5)自然汇聚的最小张力且最稳定的汇聚点；

步骤3)：山形往复移动耦合包缠成纱：三叉针(1)的质心在山形轨迹线上作周期性或非周期性、定频率或变频率的左、右移动，同步作质心轴的顺或逆时针的自转，以使左短纤须条(4)和右短纤须条(5)均能在通过三叉针(1)后伸直并汇聚成纱；当三叉针(1)的质心达到最左端(B)时，左短纤须条(4)成直线，右短纤须条(5)对左短纤须条(4)实施最大包缠，使右短纤须条(5)完全包覆在外，由此显右短纤须条(5)颜色或右短纤须条(5)组份的外观与接触作用，形成左耦合包覆渐变结构纱(72)；

当三叉针(1)的质心达到最右端(C)时，右短纤须条(5)成直线，左短纤须条(4)对右短纤须条(5)实施最大包缠，使左短纤须条(4)完全包覆在外，由此显左短纤须条(4)颜色或左短纤须条(4)组份的外观与接触作用，形成右耦合包覆渐变结构纱(73)；

三叉针(1)从自然汇聚点(A)移动到最左端(B)、再移动到最右端(C)、最后回到自然汇聚点(A)或者三叉针(1)从自然汇聚点(A)移动到最右端(C)、再移动到最左端(B)、最后回到自然汇聚点(A)完成色或成份渐变成纱的一个周期；重复该周期或变化周期可形成渐变纱。

8.如权利要求7所述的纺纱方法，其特征在于，在所述步骤3)中，通过三叉针(1)沿山形轨迹线的移动，实现左短纤须条(4)∶右短纤须条(5)的包缠比在0：1～1：0间变化，即完全被包和完全包覆之间变化。

9.一种如权利要求1所述的纺纱机构的应用或如权利要求7所述的纺纱方法的应用，其特征在于，用于进行表观或表层的颜色或组成成分沿纱轴方向发生耦合渐变的结构纺纱，以获得渐变纱。

10.一种通过如权利要求7所述的纺纱方法得到的渐变纱的应用，其特征在于，用于直接织造成特殊颜色和纹理效果的织物；或采用渐变组份的渐变纱先织成织物，再给予染色而获得如同渐变色纱所获得的特殊颜色和纹理效果的织物，且不同部位具有不同的触感。