二通道异步牵伸集束纺纱装置、色纺纱二基色混色效果调控方法及混色段彩纱与流程

本发明涉及一种二通道异步牵伸集束纺纱装置、色纺纱二基色混色效果调控方法及混色段彩纱。
背景技术：
：色纺纱是由不同颜色的短纤维混纺而成，它能呈现出自然、鲜艳的色彩，色调柔和、温暖，所织成的面料具有朦胧的立体效果，因而非常受市场欢迎。近几年原液着色的化学纤维(如有色黏胶、有色涤纶、有色腈纶等有色纤维)的生产技术、各类天然纤维的散纤维染色技术日趋成熟，为色纺纱的发展奠定了很好产业基础。经过近十多年的发展，在我国率先形成了以色纺纱为中心的纺织制品产业链，上游涉及到原液着色化学纤维及染色天然纤维、下游涉及到服装、家纺用纺织品。色纺纱在毛纺、棉纺领域已成为重要的纺织品生产方式，生产规模已达到1000万锭，将成为今后重要的纺织品生产方式。色纺纱的生产一般采取抓棉混色、并条混色、抓棉与并条兼用混色、细纱多组份纺纱混色、并纱倍捻混色等工艺，形成的色纺产品外观风格可分为混色均匀的色纺纱、混色不均匀的色纺纱，色纺纱的颜色数可分为双色色纺纱、多色色纺纱，色纺纱混合比例可分为低比例色纺纱(色纤维≤10％)、中比例色纺纱(10％≤色纤维≤40％)、高比例色纺纱(色纤维≥40％)。由于已有的色纺纱生产模式中，不同色彩纤维的混合与细纱成形不在同一道工序中进行，是异色纤维混合在先、纱线成形在后，由此导致异色纤维在纱线中的混合比例不能随意调控，也无法精准控制实现色彩。故在实际生产中，色纺纱的色彩(包括色相、明度、饱和度)无法随意调控，色彩的分布也无法随意调控，这种在理论和技术上的短腿，造成色纺纱色彩及花型的设计缺少手段，色纺纱新产品开发受到很大局限。针对上述问题，现有技术中专利申请：“双色粗纱异同步牵伸实现混配色纺纱的方法及装置(CN201510142417.6)”、“双组份异同步二级牵伸纺制多彩竹节纱的方法及装置(CN201510140954.7)”、“基于双组份二级牵伸纺制多彩竹节和点点纱的方法及装置(CN201510142418.0)”、“双组份异同步二级牵伸纺纱装置(CN201520180033.9)”，公开了通过电脑程序控制和伺服驱动，可在线连续变化异色纤维的混配比，使其沿纱线长度形成随机分布。色纺纱的颜色(色相、明度、饱和度)是将不同颜色的纤维经空间并置混合后形成的色彩，它取决于色纺纱外层分布的各色纤维所占的面积之比，由色纤维的混纺比、色纤维在纱线中的分布(纱线结构)及其捻度决定。传统色纺纱技术不能任意调控混色比例，故不能随意调控色纺纱混色效果。而上述的专利申请中，通过异步牵伸任意和即时调控色纺纱的混纺比，进而实现色纺纱混合色彩的任意变化和即时变化。由于二根粗纱分别经不同的牵伸倍率牵伸后再在前罗拉钳口汇合并加捻，当两根须条的粗细发生随机变化且差异较大时，其交汇的加捻点会随着牵伸倍率的变化而游动，无法形成稳定的加捻三角区。由此，一方面造成色纤维分布的随意性，另一方面造成纱线实际捻度忽大忽小且偏离理论值。由于色纤维和捻度变化的随机性，导致色纤维在纱线外层分布规律的不可控性。我们知道，色纺纱中纤维不同颜色的混合模式符合色彩的空间并置混合，混色效果该取决于浮在纱线表层各基色纤维的面积之比及捻度的分布。多通道数码色纺纱由于加捻点产生随机移动，加捻三角区形态不稳定，因而无法控制色纤维在色纺纱表层的分布规律，故无法实现混合色彩的精准调控和混合色差的精准调控，导致实际混色效果与理论混色效果存在较大差异。例如，在专利申请CN201510140954.7、CN201510142418.0、CN201520180033.9公开的方案中，经牵伸后二根粗纱的须条在前罗拉钳口处形成的加捻三角区形态会因为二根粗纱牵伸比的变化而变化，由于二根须条的合股加捻区域发生波动而导致纱线结构发生变化，致使色纺纱线表面各色纤维分布的面积之比出现剧烈波动并偏离设定值，从而影响混色效果(包括色相、明度、饱和度)的统一性和稳定性。技术实现要素：本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种二通道异步牵伸集束纺纱装置，通过对二通道粗纱进行有效握持和集聚，二根粗纱的异步牵伸随机变化时，其交汇加捻点位置固定，加捻三角区形态稳定。本发明还提供一种色纺纱二基色混色效果调控方法，通过调控各基色纤维在纱线外层的分布面积之比，以此调控混色纱的色相、明度及饱和度等混色效果。本发明还提供一种混色段彩纱，由排列在表层的不同色彩的纤维经空间并置混合形成，通过各基色纤维在纱线外层分布面积之比，实现混色纱的色相、明度及饱和度等混色效果。按照本发明提供的技术方案，所述二通道异步牵伸集束纺纱装置，其特征是：包括二通道异步牵伸装置、二通道导纱装置和二通道集聚装置；所述二通道异步牵伸装置包括组合后罗拉、中罗拉和前罗拉，组合后罗拉由独立驱动的第一后罗拉和第二后罗拉组成；所述二通道集聚装置位于前罗拉的输出端，包括网格圈和二通道集聚槽异形管，在二通道集聚槽异形管表面设有二通道集聚槽，二通道集聚槽包括两条呈夹角设置的集聚槽，两条集聚槽的末端交汇于纱线交汇点。在一个具体实施方式中，所述两条集聚槽的夹角为7°～9°，两条集聚槽的宽度均为1.2mm～1.5mm，两条集聚槽头端之间的宽度为2.4～3mm，两条集聚槽的末端为半径1.5～2mm的圆弧。在一个具体实施方式中，所述二通道导纱装置包括二眼后喇叭口、二通道导纱器和导纱杆；所述二眼后喇叭口设置于组合后罗拉的输入端，二眼后喇叭口上具有两个允许二基色粗纱通过的孔；所述二通道导纱器设置于组合后罗拉和中罗拉之间，二通道导纱器上具有两个允许二基色粗纱通过的通道；所述导纱杆设置于中罗拉和前罗拉之间，导纱杆上具有左、右侧两个通道。在一个具体实施方式中，在所述中罗拉上套有牵伸皮圈。所述色纺纱二基色混色效果调控方法，其特征是，采用二通道异步牵伸集束纺纱装置进行调控，包括以下步骤：(1)驱动第一后罗拉和第二后罗拉分别以线速度Vha、Vhb转动，中罗拉以线速度Vz转动，前罗拉以线速度Vq转动；(2)在同一色段内，保持第一后罗拉和第二后罗拉的线速度之比Vha/Vhb值恒定，则实现第一基色粗纱和第二基色粗纱的牵伸比Ea:Eb值和二基色色纺纱的混色比ka/kb值恒定；(3)由前罗拉输出的两根牵伸比恒定的粗纱须条由二通道集聚装置交汇于加捻点，形成稳定的加捻三角区，得到的色纺纱在同一色段内螺距h和螺旋角θ恒定；(4)基于上述同一色段内螺距h和螺旋角θ恒定的情况下，通过调整第一基色粗纱、第二基色粗纱的牵伸比值，得到具有多个色段的二基色色纺纱，每个色段具有相应的混色比。进一步的，在同一色段内螺距长度h内，第一基色粗纱的分布长度为a＝κa×h，第二基色粗纱的分布长度为b＝κb×h。进一步的，所述二基色色纺纱表层的二基色纤维的面积之比等于色纺纱中二基色纤维的混色比。所述混色段彩纱，其特征是：所述段彩纱由第一基色纤维和第二基色纤维经牵伸、加捻形成多个色段；同一个色段内，第一基色纤维和第二基色纤维的螺距h和螺旋角θ恒定。进一步的，所述第一基色纤维和第二基色纤维在段彩纱外层的面积之比等于第一基色纤维和第二基色纤维的混色比。本发明具有以下优点：(1)本发明通过对二通道粗纱进行有效握持和集聚，二根粗纱的异步牵伸随机变化时，其交汇加捻点位置固定，加捻三角区形态稳定。(2)本发明通过调控各基色纤维在纱线外层的分布面积之比，以此调控混色纱的色相、明度及饱和度等混色效果。(3)本发明所得到的混色段彩纱，由排列在表层的不同色彩的纤维经空间并置混合形成，通过各基色纤维在纱线外层分布面积之比，实现混色纱的色相、明度及饱和度等混色效果。附图说明图1为本发明所述二通道异步牵伸集束纺纱装置的结构示意图。图2为图1的侧视图。图3为所述二通道集聚槽的示意图。图4为二通道异步牵伸集束纺纱装置纺纱所形成的纱线截面结构示意图。图5为二通道异步牵伸集束纺纱装置纺纱所形成的纱线的外圆周面示意图。图6为基于二通道异步牵伸集束纺纱装置的二基色并置混色的色纺纱模型。图7为实施例二中段彩纱色段1的混色模式示意图。图8为实施例二中段彩纱色段2的混色模式示意图。图9为实施例二中段彩纱色段3的混色模式示意图。图10为实施例二中段彩纱色段4的混色模式示意图。图11为实施例二中段彩纱色段5的混色模式示意图。图12为实施例二中段彩纱色段6的混色模式示意图。图13为实施例二中段彩纱色段7的混色模式示意图。图14为实施例二中段彩纱色段8的混色模式示意图。图15为实施例二中段彩纱色段9的混色模式示意图。图16为实施例二中段彩纱色段10的混色模式示意图。图17为实施例二中段彩纱色段11的混色模式示意图。图7～图17中a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9、a10、b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8、b9、b10分别表示将捻度螺距h内的纤维长度平均分成十等份。具体实施方式下面结合具体附图对本发明作进一步说明。实施例一：如图1、图2所示，本发明所述二通道异步牵伸集束纺纱装置，包括二通道异步牵伸装置、二通道导纱装置和二通道集聚装置；所述二通道异步牵伸装置包括组合后罗拉、中罗拉8和前罗拉10，组合后罗拉由独立驱动的第一后罗拉4和第二后罗拉5组成，中罗拉8上套有牵伸皮圈7；所述二通道导纱装置包括二眼后喇叭口3、二通道导纱器6和导纱杆9；所述二眼后喇叭口3设置于组合后罗拉的输入端，二眼后喇叭口3上具有两个允许二基色粗纱通过的孔；所述二通道导纱器6设置于组合后罗拉和中罗拉8之间，二通道导纱器6上具有两个允许二基色粗纱通过的通道；所述导纱杆9设置于中罗拉8和前罗拉10之间，导纱杆9上具有左、右侧两个通道。二基色粗纱喂入路径为：第一基色粗纱1、第二基色粗纱2分别由二眼喇叭口3的二个孔喂入独立驱动的第一后罗拉4、第二后罗拉5的钳口进入牵伸区，再沿二通道导纱器6的左、右侧通道、皮圈7、导纱杆9的左、右侧通道，进入前罗拉10的钳口，完成左右两根粗纱的牵伸。二通道导纱装置的作用是保障中罗拉和前罗拉对两根粗纱须条握持的有效性和异步牵伸的可靠性。如图1、图2所示，所述二通道集聚装置位于前罗拉10的输出端，包括网格圈和二通道集聚槽异形管11，在二通道集聚槽异形管11表面设有二通道集聚槽(如图3所示)，二通道集聚槽包括两条集聚槽，两条集聚槽的末端交汇于C点，两条集聚槽的夹角为7°～9°，两条集聚槽的宽度a、b均为1.2mm～1.5mm，两条集聚槽头端A、B之间的宽度为2.4～3mm，两条集聚槽的末端为半径1.5～2mm的圆弧；所述二通道集聚槽的作用是控制前罗拉10输出的两根粗纱须条以一定角度交汇于C点并集聚成一根纱条，C点同时也是环锭装置的加捻点。由于集聚槽的握持控制与纱线纺纱张力形成平衡，无论两根粗纱条线密度是否动态随机变化，两根粗纱须条的汇聚点及其相互包绕加捻的角度不会发生变化。下面对色纺纱二基色混色效果调控方法的原理进行阐述。设第一基色粗纱1、第二基色粗纱2的线密度分别为ρa、ρb，色纺纱线密度ρy，混色比为ka、kb，对应两根粗纱的牵伸比分别为Ea、Eb，捻度NZ，锭子转速ND，中罗拉线速度VZ、二个后罗拉线速度Vha、Vhb。1、牵伸比Ea、Eb：Ea=ρaκa×ρy=VhaVq---(1);]]>Eb=ρbκb×ρy=VhbVq---(2);]]>2、前、中、后罗拉速度：前罗拉速度第一后罗拉速度Vha＝Vq×Εa(4)；第二后罗拉速度Vhb＝Vq×Εb(5)；3、二个后罗拉异步喂入二色粗纱调控色纺纱混色比：第一基色粗纱1、第二基色粗纱2分别由双眼喇叭口3的二个孔喂入二个独立驱动的第一后罗拉4、第二后罗拉5的钳口进入牵伸区，经中罗拉和前罗拉的牵伸，再加捻形成二基色混色的色纺纱。由伺服电机独立驱动的第一后罗拉4、第二后罗拉5其速度为Vha、Vhb，ka、kb分别为第一基色粗纱1、第二基色粗纱2在色纺纱中的混色比，则：κa=VhaVha+Vhb=EaEb+Eb---(7);]]>κb=VhbVha+Vhb=EbEb+Eb---(8);]]>κa+κb＝1(9)；由公式(7)、(8)、(9)可知，通过改变对第一基色粗纱1、第二基色粗纱2的牵伸比，即可改变二基色混色纱的混色比。色纺纱混色效果的调控方法为：色纺纱的混色效果是由排列在其表层纤维的不同色彩经空间并置混合形成的。通过调控各基色纤维在纱线外层的分布面积之比，以此调控混色纱的色相、明度及饱和度等混色效果。如图4所示，为二通道异步牵伸集束纺纱装置纺纱所形成的纱线截面结构示意图，其中：Sα、Sβ为各组份纤维在纱线横截面中所占面积，则各组份在纱线横截面中所占面积之比等于各组份纤维混纺比，即：SαSβ=κaκb---(10);]]>又设α为第一基色粗纱1所形成扇形的圆心角，β为第二基色粗纱2所形成扇形的圆心角；a为第一基色粗纱1所形成扇形的弧长，b为第二基色粗纱2所形成扇形的弧长。图3中，各扇形面积为：Sα=12*a*R---(11);]]>Sβ=12*b*R---(12);]]>则二基色纤维在纱线外圆周分布的弧长之比等于各组份纤维在纱线横截面中所占面积之比，也等于色纺纱中二基色纤维的混纺比，即：Sα:Sβ＝a:b＝κa:κb(13)。如图5所示，为色纺纱外圆周面示意图。假定分布在色纺纱圆柱面外层的二基色纤维所占面积分别为Pα、Pβ。设色纺纱一个加捻螺旋线螺距为h，则：h=1NZ---(14);]]>且h＝a'+b'(15)；设θ为加捻螺旋线螺旋角，则：tanθ=aa′=bb′---(16);]]>由公式(16)可得：ab=a′b′---(17);]]>则可得出二基色纤维在纱线表面分布的面积之比等于二基色纤维分布的宽度之比。即：Pa:Pb＝a':b'＝a:b(18)；由公式(13)可得：Pa:Pb＝a:b＝κa:κb(19)。公式(19)说明，通过二通道导纱装置、二通道异步牵伸装置和二通道集聚槽控制各粗纱须条在异步牵伸、同轴加捻过程中沿纵向移动的路径和横向汇合加捻的转移规律，可保证色纺纱表层二基色纤维的面积之比等于色纺纱中二基色纤维的混纺比。如图6所示，为基于二通道异步牵伸集束纺纱装置的二基色并置混色的色纺纱模型，在一个捻度螺距长度h内，色纤维A和色纤维B的分布长度如表1所示。表1.捻度螺距内的色段长度色纤维A分布长度a＝κa×h色纤维B分布长度b＝κb×h二基色A、B并置混色效果取决于Pa:Pb或a:b因此，基于二通道异步牵伸集束纺纱装置生产混色段彩纱时，通过调控加捻螺距内各色纤维分布的面积Pa:Pb或长度a:b值的大小，就可以控制混色段彩纱形成不同的空间并置混色效果，见表2。表2.二基色混色纱并置混色实现的色纺纱色彩纺纱过程中，如果两根粗纱须条的交汇加捻点会随着牵伸倍率的变化而游动，则无法形成稳定的加捻三角区，使加捻螺旋线的螺距h和螺旋角θ随机变化，一方面会造成色纤维分布的随意性，另一方面造成纱线实际捻度忽大忽小且偏离理论值，则：Pa:Pb≠a':b'≠a:b≠κa:κb。此时，色纺纱混色效果与各基色纤维的混纺比无直接关联。本发明通过对异步牵伸的二根粗纱须条进行导纱和集聚控制，以保持加捻点固定和加捻三角区的稳定，在此前提下，纺纱时在不同时段采用不同的色纤维分布长度，即可改变二基色纤维混纺纱的并置混色效果，从而生产混色段彩纱。实施例二：选用新疆细绒棉或长绒棉，分别染二个颜色，按普梳或精梳工艺生产至粗纱。将二个颜色的粗纱同时喂入一个纺纱锭的牵伸-加捻-卷绕系统。二通道异步牵伸集束纺纱装置可按照颜色混合比对二根粗纱进行不对称的异步牵伸，两束须条再经过集聚器和集聚槽汇聚后加捻形成混色比变化的段彩纱。设粗纱线密度Ts＝350tex，段彩纱线密度Ty＝25tex，捻度Nz＝760捻/米，锭速ND＝7600转/分，纱线加捻螺旋周期长度h＝1/Nz＝1000/760＝1.32mm，前罗拉出条线速度Vq＝10米/分。实施步骤如下：(1)二基色段彩纱各色段混色比及段长设计：段彩纱各色段混色比及段彩纱长度如表3所示。表3.混色比及段彩纱长度表3中L为等长度时各色段的长度，t为等长度时各色段前罗拉的出条时间；L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11分别为不等长度时各色段的长度，t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7、t8、t9、t10、t11分别为不等长度时对应各色段前罗拉的出条时间。(2)各粗纱牵伸比：设总牵伸比为E，后区牵伸比E1，前区牵伸倍数E2，则各粗纱牵伸比见表4。表4.各时段粗纱牵伸比表4中Ea为粗纱A的总牵伸比，Ea1为粗纱A的后区牵伸比，Ea2为粗纱A的前区牵伸比，Eb为粗纱B的总牵伸比，Eb1为粗纱B的后区牵伸比，Eb2为粗纱B的前区牵伸比。(3)捻度螺距内A、B色纤维的分布长度：表5.各时段捻度螺距内A、B色纤维分布长度(4)各时段段彩纱空间并置混色的调控效果：1、色段1：如图7所示，当二基色纤维分布在纱线外层的面积之比Pa:Pb为10:0时，则A色、B色纤维在纱线表面按照图7所示的模式进行并置混合形成色段1的混色效果。2、色段2：如图8所示，当二基色纤维分布在纱线外层的面积之比Pa:Pb为9:1时，则A色、B色纤维在纱线表面按照图8所示的模式进行并置混合形成色段2的混色效果。3、色段3：如图9所示，当二基色纤维分布在纱线外层的面积之比Pa:Pb为8:2时，则A色、B色纤维在纱线表面按照图9所示的模式进行并置混合形成色段3的混色效果。4、色段4：如图10所示，当二基色纤维分布在纱线外层的面积之比Pa:Pb为7:3时，则A色、B色纤维在纱线表面按照图10所示的模式进行并置混合形成色段4的混色效果。5、色段5：如图11所示，当二基色纤维分布在纱线外层的面积之比Pa:Pb为6:4时，则A色、B色纤维在纱线表面按照图11所示的模式进行并置混合形成色段5的混色效果。6、色段6：如图12所示，当二基色纤维分布在纱线外层的面积之比Pa:Pb为5:5时，则A色、B色纤维在纱线表面按照图12所示的模式进行并置混合形成色段6的混色效果。7、色段7：如图13所示，当二基色纤维分布在纱线外层的面积之比Pa:Pb为4:6时，则A色、B色纤维在纱线表面按照图13所示的模式进行并置混合形成色段7的混色效果。8、色段8：如图14所示，当二基色纤维分布在纱线外层的面积之比Pa:Pb为3:7时，则A色、B色纤维在纱线表面按照图14所示的模式进行并置混合形成色段8的混色效果。9、色段9：如图15所示，当二基色纤维分布在纱线外层的面积之比Pa:Pb为2:8时，则A色、B色纤维在纱线表面按照图15所示的模式进行并置混合形成色段9的混色效果。10、色段10：如图16所示，当二基色纤维分布在纱线外层的面积之比Pa:Pb为1:9时，则A色、B色纤维在纱线表面按照图16所示的模式进行并置混合形成色段10的混色效果。11、色段11：如图17所示，当二基色纤维分布在纱线外层的面积之比Pa:Pb为0:10时，则A色、B色纤维在纱线表面按照图17所示的模式进行并置混合形成色段11的混色效果。当前第1页1 2 3