CN107217360A - 变张力前置移动耦合包缠的渐变复合纺纱机构与方法及用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变张力前置移动耦合包缠的渐变复合纺纱机构与方法及用途。该机构是由一置于前罗拉前部，可在无张力长丝或纱线与短纤须条汇聚点的水平线上作左右移动的汇聚针，与汇聚针移动同步的长丝或纱线张力可调的张力控制器和具有定位功能的集束器，以及左右平动的发生与执行机构构成。其复合纺纱方法是通过汇聚针的周期或变周期左、右移动及长丝或纱线张力的同步减小和增加，实现长丝F或纱线Y对短纤须条S的包缠和反之，即S对F或Y的包缠，而形成周期或变周期颜色、表观纤维组份外观形态和力学性质渐变的S/F或S/Y复合纱。所得渐变复合纱可直接用于特殊颜色或功能纹理、结构纹理和力学性能分布特征的织物。

Description

变张力前置移动耦合包缠的渐变复合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结构纺纱机构、方法及其用途，属于环锭纺纱技术领域，特别是一种耦合包缠的渐变色纺纱机构、方法及其用途。

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轴向，纤维的含量发生变化；而复合纺纱是在纱线的径向，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；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；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。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

本发明要解决的技术问题是：成纱条干的不匀大，变色效果差和渐变色跨度小和无法调整，以及局限中、低支纱。

为了解决上述技术问题，本发明的原理是使短纤须条与长丝或纱线的加捻汇聚点移动到短纤须条的轴线上时，形成长丝或纱线对此须条的包缠覆盖，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，以形成纱线在两纤维体颜色或功能间的渐变变换，而成渐变色纱和渐变功能纱，统称为渐变结构纱。因此，通过汇聚针控制汇聚点的位置及其移动速度和周期，以及同步长丝或纱线张力控制器，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变张力前置移动耦合包缠的渐变复合纺纱机构，其特征在于，包括：

汇聚针，置于环锭细纱机的前罗拉前部，作二轴向移动和调节控制短纤须条与长丝或纱线相互间耦合包缠比及汇聚点的汇聚针；

张力控制器，与汇聚针左右移动周期与速度同步，对长丝或纱线喂入张力进行调控的张力控制器；

集束器，位于前罗拉后部，对短纤须条定位与展开；

发生与执行机构，使汇聚针左右平动。

优选地，所述发生与执行机构包括能使所述汇聚针自动左右移动的频率发生与调控的单板机，在单板机控制下使得所述汇聚针左右移动的发生与执行机构。

优选地，所述汇聚针的针杆采用带有导向凹槽的圆柱形细杆；

所述发生与执行机构包括与所述汇聚针固接的前后调节杆及上下调节螺丝，通过前后调节杆及上下调节螺丝手动调节所述汇聚针前后及上下的位置并定位，前后调节杆及上下调节螺丝安装在水平位移杆上，驱动电机通过水平位移杆驱动所述汇聚针左右移动，驱动电机由所述单板机控制。

优选地，所述张力控制器以所述汇聚针的水平位移动同步作所述长丝或纱线喂入张力变化，其中：同步喂入张力变化是指汇聚针向短纤须条轴移动时，喂入长丝或纱线的张力同步减小，直至所述短纤须条轴伸直时，喂入长丝或纱线的张力为零；所述汇聚针回退时，喂入长丝或纱线的张力同步增大，直至喂入长丝或纱线的张力大于使所述的长丝或纱线基本伸直的喂入张力。

优选地，所述集束器为喇叭形，其出口为扁平豆形出口或跑道形出口，通过所述集束器获得扁平状短纤须条的输出与对长丝或纱线的包缠。

本发明的另一个技术方案是提供了一种基于上述的复合纺纱机构的耦合包缠的渐变复合纺纱方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、短/长喂入准备：短纤须条由后罗拉喂入，经中罗拉和前罗拉的牵伸和挤压而变成扁平、伸直状短纤须条，并在喂入前罗拉前经过集束器被展平为一定宽度的短纤须条喂入前罗拉；与此同步，长丝或纱线经张力控制器获得周期性变化的张力，再经导纱钩与短纤须条呈一定间距地喂入前罗拉钳口；

步骤二、加捻汇聚复合：从前罗拉钳口输出的长丝或纱线先以高张力伸直状输出在初始汇聚点位的汇聚针处，并与汇聚针相切；同步从前罗拉钳口输出的短纤须条，在包缠力的作用下，与长丝或纱线在初始汇聚点汇聚，形成短纤须条对长丝或纱线层状覆盖式的最大包缠；然后，汇聚针开始从初始汇聚点向短纤须条伸直点位移动，同步长丝或纱线的张力逐渐减小，故汇聚点在平移，短纤须条在长丝或纱线的包缠比逐渐减少，而长丝或纱线逐渐外露，并逐渐由被包缠转变为包缠长丝或纱线；当汇聚针达到短纤须条伸直点位时，短纤须条伸直，无张力或超喂的长丝或纱线对短纤须条实施最大的螺旋式的包缠，此完成一次相互耦合式的渐变包缠的交换；

步骤三、回复耦合包缠：汇聚针由短纤须条伸直点位回退复初始汇聚点位，同步，无张力或微超喂的长丝或纱线的张力同步递增，长丝或纱线对短纤须条的包缠比逐渐减少，而短纤须条逐渐外露并包缠长丝或纱线，最后汇聚针退到初始汇聚点位，短纤须条对长丝或纱线实施最大层状覆盖式的包缠，此又完成一次相互耦合式的渐变包缠交换；

步骤四、平动汇聚点包缠成纱：重复步骤二和步骤三，实现包缠耦合渐变的成纱。

本发明的另一个技术方案是提供了一种上述的复合纺纱机构或上述的耦合包缠的渐变复合纺纱方法的应用，其特征在于，用于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；

本发明的另一个技术方案是提供了一种上述的获得的耦合包缠的渐变复合纺纱方法获得的渐变纱的应用，其特征在于，用于直接织造成特殊颜色或功能纹理效果的织物，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。

相比于现有的喂入式的渐变调控，本发明：a)须条不匀保持不变，且合并成纱时，成纱强度提高；b)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)机构简单有效、调控精准，低耗高效。

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个对短纤须条起定位和聚拢作用的集束器、前置汇聚针及同步长丝或纱线张力控制器，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通过上述对汇聚针作周期性或随机性的左右平动，可获得具有不同包缠风格的渐变结构纱；③由于两轴系纤维体本身的喂入比不变、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以及长丝或纱线，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是变张力耦合包缠渐变复合纺纱原理图；

图2A是汇聚针及其三轴向移动机构连接件的正视图；

图2B是汇聚针及其三轴向移动机构连接件的侧视图；

图3A是集束器内通道结构扁平豆形截面示意图；

图3B是集束器内通道结构跑道形截面示意图；

图4是渐变纱的成纱渐变颜色三角波、梯形波、正弦波、双变频三角波波形示意图；

图5是渐变纱的渐变纱段的覆盖长度测量示意图。

图中：1-汇聚针；2-长丝张力控制器；3-集束器；4-导纱钩；5-短纤须条；6-长丝或纱线；71-长丝或纱线全包缠短纤渐变复合纱；72-短纤全包缠长丝或纱线渐变复合纱；8-前罗拉；9-中罗拉；10-后罗拉；11-前罗拉钳口；12-平动机构；121-水平位移杆；122-前后调节杆；123-上下调节螺丝；124-驱动电机；13-单板机；131-信号发生器；132-调控芯片。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，下面结合具体实施例，并附图作详细说明如下。应理解，这些实施例仅用于说明本发明。

如下实施例皆采用了如图1-图3所示的一种变张力前置移动耦合包缠的渐变S/F或S/Y结构纺纱机构，包括置于环锭纺细纱机的前罗拉前部可作二轴向移动和调节控制短纤须条S5与长丝F或纱线Y6相互间耦合包缠比及汇聚点的汇聚针1，一个可与汇聚针1左右移动周期与速度同步的对长丝F5或对纱线Y6喂入张力进行调控的张力控制器2，一个位于前罗拉后部，具有对短纤须条S5定位与展开功能的集束器3，以及可使汇聚针1左右平动的发生与执行机构。

结合图2A及图2B，发生与执行机构包括能使所述汇聚针1自动左右移动的频率发生与调控的单板机13和左右移动的发生与执行机构12。平动机构12包括水平位移杆121、前后调节杆122、上下调节螺丝123和驱动电机124。单板机13包括信号发生器131和调控芯片132。

其中，汇聚针1为控制所述汇聚点上下位置、减少毛羽和推动汇聚点水平左右移动的，在针杆上带有导向凹槽的圆柱形细杆。底部固接在水平位移杆121上，其左右移动由水平位移杆121自动控制，而前后及上下移动是通过安装在水平位移杆121上并与汇聚针1固接的前后调节杆122及上下调节螺丝123手动调节与定位的。水平位移杆12的左右自动移动是由周期或变周期信号发生器131所控制的，可实现汇聚针1周期性或随机性地作不同移动规律和频率的移动，由此使短纤须条5与长丝或纱线6的相互包缠比发生对应规律和频率的变化。若短纤须条5与长丝或纱线6的颜色或组成成分不同，则会导致在成纱后形成不同波长的周期性和非周期性变化的渐变色纱或渐变组份纱。所述的耦合包缠比，通过汇聚针1的左右平动，实现须条5∶长丝或纱线6的理论包缠比在0∶1～1∶0间变化，即完全被包和完全包覆之间变化。

张力控制器2，是以汇聚针1的水平位移动同步作所述长丝F或纱线Y6喂入张力变化的张力控制器2。所述的同步喂入张力变化是指汇聚针1向短纤须条S5轴移动时，喂入长丝F或纱线Y6的张力同步减小，直至短纤须条S5轴伸直时所述的喂入张力为零；所述的汇聚针1回退时，所述的喂入张力同步增大，直至喂入张力大于使所述的长丝F或纱线Y6基本伸直的喂入张力。

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集束器3设有喇叭口形状通道，两种形式均作了选择，具体见实施例1-4的表中。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，所述长丝或纱线亦由纺织常用纤维制成。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个用来控制短纤须条5定位的集束器3。将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的二级牵伸后形成短纤须条5；将长丝或纱线6经张力控制器获得周期性变化的张力，再经导纱钩4与短纤须条5呈一定间距地喂入前罗拉钳口11；

步骤2)从前罗拉钳口输出的长丝F或纱线Y6先以高张力伸直状输出在A位的汇聚针1处，并与汇聚针1相切；同步从前罗拉钳口11输出的短纤须条5，在包缠力的作用下，与长丝F或纱线Y6在A点汇聚，形成短纤须条5对长丝F或纱线Y6层状覆盖式的最大包缠；然后，汇聚针1开始从A位向B位移动，同步长丝F或纱线Y6的张力逐渐减小，故汇聚点在平移，短纤须条5在长丝F或纱线Y6的包缠比逐渐减少，而长丝F或纱线Y6逐渐外露，并逐渐由被包缠转变为包缠长丝F或纱线Y6，当汇聚针1达到B位时，即短纤须条5伸直时，无张力或超喂的长丝F或纱线Y6对短纤须条5实施最大的螺旋式的包缠，此完成一次相互耦合式的渐变包缠的交换；

步骤3)所述的汇聚针1由B位回退复A位，同步，无张力或微超喂的长丝F或纱线Y6的张力同步递增，长丝F或纱线Y6对短纤须条5的包缠比逐渐减少，而短纤须条5逐渐外露并包缠长丝F或纱线Y6，最后汇聚针1退到A位，短纤须条5对长丝F或纱线Y6实施最大层状覆盖式的包缠，此又完成一次相互耦合式的渐变包缠交换；

步骤4)平动汇聚点包缠成纱：重复步骤二和步骤三，实现包缠耦合渐变的成纱。

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和长丝或纱线，在不同的复合纺纱工艺参数，即间距、纺纱捻度、锭速下，进行实际纺纱和成纱S/F或S/Y复合纺渐变纱的覆盖率(c₅，c₆，c_5/6)和覆盖比(r₅，r₆)，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。具体参数和结果详细表各实施例的粗纱和长丝或纱线说明和S/F或S/Y复合纺纱参数及成纱品质指标中所列。

所得渐变纱的覆盖率为：覆盖率即 其中L₅为图5中短纤须条5的覆盖长度；L₆为图5中长丝或纱线6的覆盖长度；L₅+L₆＝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：

实施例1：

取黑色毛粗纱筒、白色涤纶长丝筒各一个。毛粗纱经集束器的定位和聚拢后，以牵伸的自然张力、4mm间距喂入前罗拉钳口，涤纶长丝经张力控制器和导纱钩后，亦喂入前罗拉钳口，详见图1所示。两轴系出前罗拉钳口后，在捻系数α_tex为360，锭速为10500rpm，涤纶长丝在较高张力30cN的作用下汇集于A点，形成毛短纤须条对涤纶长丝层状覆盖式的最大包缠；以设定的成纱渐变颜色波形(三角波)和波长(24m)，移动汇聚针，使其从A位逐步向B位移动。同步涤纶长丝张力逐渐减小，毛短纤须条的包缠比逐渐减少，而长丝逐渐外露，并逐渐反包缠，直至达B位后，无张力涤纶长丝对毛须条实施最大包缠；然后由B位回退复A位，实施反复耦合包缠。取A点和B点的渐变纱段分别测量其须条5全包覆(5全色)长丝6的、长丝6全包覆须条5的覆盖率c₅，c₆值(见表1)。由此可见，本发明的渐变效果和全包覆能力优异。

实施例2：

取白色棉粗纱筒、红色涤纶长丝筒各一个。棉粗纱经集束器的定位和聚拢后，以牵伸的自然张力、5mm间距喂入前罗拉钳口，涤纶长丝经张力控制器和导纱钩后，亦喂入前罗拉钳口，详见图1所示。两轴系出前罗拉钳口后，在捻系数a_tex为375，锭速为15600rpm，涤纶长丝在较高张力20cN的作用下汇集于A点，形成棉短纤须条对涤纶长丝层状覆盖式的最大包缠；以设定的成纱渐变颜色波形(梯形波)和波长(16m)，移动汇聚针，使其从A位逐步向B位移动。同步涤纶长丝张力逐渐减小，棉短纤须条的包缠比逐渐减少，而长丝逐渐外露，并逐渐反包缠，直至达B位后，无张力涤纶长丝对棉须条实施最大包缠；然后由B位回退复A位，实施反复耦合包缠。取A点和B点的渐变纱段分别测量其须条5全包覆(5全色)长丝6的、长丝6全包覆须条5的覆盖率c₅，c₆值(见表1)。由此可见，本发明的渐变效果和全包覆能力优异。

实施例3：

取黑色亚麻粗纱筒、白色粘胶长丝筒各一个。亚麻粗纱经集束器的定位和聚拢后，以牵伸的自然张力、4mm间距喂入前罗拉钳口，粘胶长丝经张力控制器和导纱钩后，亦喂入前罗拉钳口，详见图1所示。两轴系出前罗拉钳口后，在捻系数a_tex为360，锭速为11500rpm，粘胶长丝在较高张力25cN的作用下汇集于A点，形成亚麻须条对粘胶长丝层状覆盖式的最大包缠；以设定的成纱渐变颜色波形(双变频三角波)和波长(64m)，移动汇聚针，使其从A位逐步向B位移动。同步粘胶长丝张力逐渐减小，亚麻须条的包缠比逐渐减少，而长丝逐渐外露，并逐渐反包缠，直至达B位后，无张力粘胶长丝对亚麻须条实施最大包缠；然后由B位回退复A位，实施反复耦合包缠。取A点和B点的渐变纱段分别测量其须条5全包覆(5全色)长丝6全包覆须条5的覆盖率c₅，c₆值(见表1)。由此可见，本发明的渐变效果和全包覆能力优异。

实施例4：

取灰色毛粗纱筒、荧光色涤纶长丝筒各一个。毛粗纱经集束器的定位和聚拢后，以牵伸的自然张力、6mm间距喂入前罗拉钳口，涤纶长丝经张力控制器和导纱钩后，亦喂入前罗拉钳口，详见图1所示。两轴系出前罗拉钳口后，在捻系数a_tex为440，锭速为7900rpm，涤纶长丝在较高张力25cN的作用下汇集于A点，形成毛短纤须条对涤纶长丝层状覆盖式的最大包缠；以设定的成纱渐变颜色波形(正弦波)和波长(50m)，移动汇聚针，使其从A位逐步向B位移动。同步涤纶长丝张力逐渐减小，毛短纤须条的包缠比逐渐减少，而长丝逐渐外露，并逐渐反包缠，直至达B位后，无张力涤纶长丝对毛须条实施最大包缠；然后由B位回退复A位，实施反复耦合包缠。取A点和B点的渐变纱段分别测量其须条5全包覆(5全色)长丝6的、长丝6全包覆须条5的覆盖率c₅，c₆值(见表1)。由此可见，本发明的渐变效果和全包覆能力优异。

表1-各实施例的纺纱参数

Claims (8)

1.一种变张力前置移动耦合包缠的渐变复合纺纱机构，其特征在于，包括：

汇聚针(1)，置于环锭细纱机的前罗拉前部，作二轴向移动和调节控制短纤须条(5)与长丝或纱线(6)相互间耦合包缠比及汇聚点的汇聚针(1)；

张力控制器(2)，与汇聚针(1)左右移动周期与速度同步，对长丝或纱线(6)喂入张力进行调控的张力控制器(2)；

集束器(3)，位于前罗拉后部，对短纤须条(5)定位与展开；

发生与执行机构，使汇聚针(1)左右平动。

2.如权利要求1所述的一种变张力前置移动耦合包缠的渐变复合纺纱机构，其特征在于，所述发生与执行机构包括能使所述汇聚针(1)自动左右移动的频率发生与调控的单板机(13)，在单板机(13)控制下使得所述汇聚针(1)左右移动的发生与执行机构(12)。

3.如权利要求2所述的一种变张力前置移动耦合包缠的渐变复合纺纱机构，其特征在于，所述汇聚针(1)的针杆采用带有导向凹槽的圆柱形细杆；

所述发生与执行机构(12)包括与所述汇聚针(1)固接的前后调节杆(122)及上下调节螺丝(123)，通过前后调节杆(122)及上下调节螺丝(123)手动调节所述汇聚针(1)前后及上下的位置并定位，前后调节杆(122)及上下调节螺丝(123)安装在水平位移杆(121)上，驱动电机(124)通过水平位移杆(121)驱动所述汇聚针(1)左右移动，驱动电机(124)由所述单板机(13)控制。

4.如权利要求1所述的一种变张力前置移动耦合包缠的渐变复合纺纱机构，其特征在于，其特征在于，所述张力控制器(2)以所述汇聚针(1)的水平位移动同步作所述长丝或纱线(6)喂入张力变化，其中：同步喂入张力变化是指汇聚针(1)向短纤须条(5)轴移动时，喂入长丝或纱线(6)的张力同步减小，直至所述短纤须条(5)轴伸直时，喂入长丝或纱线(6)的张力为零；所述汇聚针(1)回退时，喂入长丝或纱线(6)的张力同步增大，直至喂入长丝或纱线(6)的张力大于使所述的长丝或纱线(6)基本伸直的喂入张力。

5.如权利要求1所述的一种变张力前置移动耦合包缠的渐变复合纺纱机构，其特征在于，其特征在于，所述集束器(3)为喇叭形，其出口为扁平豆形出口或跑道形出口，通过所述集束器(3)获得扁平状短纤须条(5)的输出与对长丝或纱线(6)的包缠。

6.一种基于权利要求1所述的复合纺纱机构的耦合包缠的渐变复合纺纱方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、短/长喂入准备：短纤须条(5)由后罗拉(10)喂入，经中罗拉(9)和前罗拉(8)的牵伸和挤压而变成扁平、伸直状短纤须条，并在喂入前罗拉(8)前经过集束器(3)被展平为一定宽度的短纤须条喂入前罗拉；与此同步，长丝或纱线(6)经张力控制器(2)获得周期性变化的张力，再经导纱钩(4)与短纤须条呈一定间距地喂入前罗拉钳口(11)；

步骤二、加捻汇聚复合：从前罗拉钳口(11)输出的长丝或纱线(6)先以高张力伸直状输出在初始汇聚点(A)位的汇聚针(1)处，并与汇聚针(1)相切；同步从前罗拉钳口(11)输出的短纤须条(5)，在包缠力的作用下，与长丝或纱线(6)在初始汇聚点(A)汇聚，形成短纤须条(5)对长丝或纱线(6)层状覆盖式的最大包缠；然后，汇聚针(1)开始从初始汇聚点(A)向短纤须条伸直点(B)位移动，同步长丝或纱线(6)的张力逐渐减小，故汇聚点在平移，短纤须条(5)在长丝或纱线(6)的包缠比逐渐减少，而长丝或纱线(6)逐渐外露，并逐渐由被包缠转变为包缠长丝或纱线(6)；当汇聚针(1)达到短纤须条伸直点(B)位时，短纤须条(5)伸直，无张力或超喂的长丝或纱线(6)对短纤须条(5)实施最大的螺旋式的包缠，此完成一次相互耦合式的渐变包缠的交换；

步骤三、回复耦合包缠：汇聚针(1)由短纤须条伸直点(B)位回退复初始汇聚点(A)位，同步，无张力或微超喂的长丝或纱线(6)的张力同步递增，长丝或纱线(6)对短纤须条(5)的包缠比逐渐减少，而短纤须条(5)逐渐外露并包缠长丝或纱线(6)，最后汇聚针(1)退到初始汇聚点(A)位，短纤须条(5)对长丝或纱线(6)实施最大层状覆盖式的包缠，此又完成一次相互耦合式的渐变包缠交换；

步骤四、平动汇聚点包缠成纱：重复步骤二和步骤三，实现包缠耦合渐变的成纱。

7.一种如权利要求1所述的复合纺纱机构或如权利要求6所述的耦合包缠的渐变复合纺纱方法的应用，其特征在于，用于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。

8.一种通过如权利要求6所述的获得的耦合包缠的渐变复合纺纱方法获得的渐变纱的应用，其特征在于，用于直接织造成特殊颜色或功能纹理效果的织物，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。