[發(fā)明專利]一種負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210212844.3
• 申請(qǐng)日: 2012-06-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103361811A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡紅;劉世瑞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 香港理工大學(xué)
• 主分類號(hào): D02G3/38
• 分類號(hào): D02G3/38;D02G3/26;D02G3/04;D01H7/02;D01H13/02
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于紡織技術(shù)領(lǐng)域，并涉及一種紗線結(jié)構(gòu)及其制造方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種新型的負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

日常生活中通常所見(jiàn)的固體材料均為正泊松比材料，當(dāng)這類材料在某一方向上受到拉伸(或壓縮)時(shí)，其垂直于作用力方向會(huì)產(chǎn)生收縮(或膨脹)變形。負(fù)泊松比材料則恰恰相反，當(dāng)它們?cè)谀骋环较蛏鲜艿嚼?或壓縮)時(shí)，其垂直于作用力方向會(huì)產(chǎn)生膨脹(或收縮)變形。因此，負(fù)泊松比材料又被稱為拉脹材料，它表現(xiàn)出來(lái)的反常力學(xué)性質(zhì)不僅引起了材料科學(xué)和力學(xué)領(lǐng)域研究者的高度關(guān)注，而且能夠開(kāi)發(fā)出許多特殊的用途，如傳感器、防爆、防撞擊、隔音、過(guò)濾和智能繃帶等。

近年來(lái)，利用紡織技術(shù)制造各種負(fù)泊松比材料受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。作為一種紡織負(fù)泊松比材料，負(fù)泊松比紗線的發(fā)展和應(yīng)用同樣受到人們的重視。專利WO?2007/125352A1描述了一種負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)。該紗線結(jié)構(gòu)由易伸長(zhǎng)變形的彈性芯紗和以螺旋型方式纏繞在芯紗外部且不易伸長(zhǎng)變形的剛性紗線組成。當(dāng)受到拉伸時(shí)，外部纏繞的紗線被拉直，使得芯紗彎曲，引起紗線直徑的增大而產(chǎn)生負(fù)泊松比效應(yīng)。但是，這種紗線結(jié)構(gòu)外部纏繞的紗線容易滑移，導(dǎo)致紗線結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定和捻度不勻。此外，該紗線結(jié)構(gòu)的負(fù)泊松比效果較小，拉伸時(shí)紗線表面凹凸不平，因此限制了它在服裝和其它領(lǐng)域的應(yīng)用。

專利WO?2010/146347A1描述了另一種負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)。該紗線結(jié)構(gòu)通過(guò)將一個(gè)模量較大的螺旋紗線嵌入到一個(gè)模量較小的材料內(nèi)部形成。當(dāng)受到拉伸應(yīng)變作用時(shí)，內(nèi)部的螺旋型紗線被拉直，從而引起外部包裹材料形狀的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)泊松比效應(yīng)。這種紗線結(jié)構(gòu)雖然不存在外部包裹材料滑移的問(wèn)題，但由于外部包裹材料自身對(duì)螺旋紗的束縛，負(fù)泊松比效果不明顯，拉伸時(shí)紗線表面同樣凹凸不平。

專利US?2011/0039088A1描述了一種和專利WO?2007/125352A1相似的負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)，但外部纏繞的紗線改為對(duì)濕度敏感的長(zhǎng)絲。當(dāng)濕度變化時(shí)，外部濕度敏感的長(zhǎng)絲產(chǎn)生收縮，導(dǎo)致芯紗彎曲，引起紗線直徑的增大而產(chǎn)生負(fù)泊松比效應(yīng)。這種紗線可用于制造舒適性服裝；當(dāng)濕度增大時(shí)，織物的透氣性由于負(fù)泊松比紗線形態(tài)的改變而增大，從而增強(qiáng)服裝的舒適性。但這種紗線結(jié)構(gòu)同樣存在外部紗線容易滑移，拉伸時(shí)紗線表面凹凸不平以及負(fù)泊松比效應(yīng)小等問(wèn)題。

從以上相關(guān)申請(qǐng)可看出，現(xiàn)有技術(shù)中負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)都存在負(fù)泊松比效應(yīng)小、紗線結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定且捻度不勻、以及拉伸時(shí)紗線表面凹凸不平的缺點(diǎn)，限制了負(fù)泊松比紗線的廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)的負(fù)泊松比效應(yīng)小、紗線結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定且捻度不勻以及拉伸時(shí)紗線表面凹凸不平等缺陷，提供一種負(fù)泊松比效應(yīng)顯著、紗線結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且捻度均勻以及拉伸時(shí)紗線表面平整的負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)及其制造方法。

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：提供一種負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)，其中，所述紗線結(jié)構(gòu)由第一紗線和第二紗線加捻形成，所述第一紗線的拉伸模量大于所述第二紗線的拉伸模量，所述第一紗線與所述第二紗線相間排列。

在上述負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)中，所述第一紗線位于所述紗線結(jié)構(gòu)外側(cè)且相互間隔，所述第二紗線位于所述紗線結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)且相互接觸。

在上述負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)中，所述第一紗線與所述第二紗線的根數(shù)相同。

在上述負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)中，所述第一紗線和所述第二紗線的根數(shù)至少分別為2根。

在上述負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)中，所述第一紗線的直徑小于所述第二紗線的直徑。

在上述負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)中，所述第一紗線和所述第二紗線的組合是滌綸絲/皮筋紗、滌綸絲/松緊線、縫紉線/氨綸包芯紗、碳纖維/玻璃纖維、魚(yú)線/松緊線或尼龍絲/皮筋紗。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)的制造方法，所述方法包括以下步驟：

S1、紗線喂入步驟：將第一紗線和第二紗線同時(shí)喂入到紗線形成區(qū)域；

S2、紗線加捻步驟：通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)槽孔轉(zhuǎn)盤(pán)對(duì)喂入的所述第一紗線和第二紗線同時(shí)加捻，所述第一紗線和第二紗線隨后在加捻集聚裝置的入口處匯聚成所述負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)。

在上述負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)的制造方法中，所述方法還包括以下步驟：

S3、紗線牽拉和卷取步驟：通過(guò)羅拉裝置和所述加捻集聚裝置將所述步驟S2中加捻成形的負(fù)泊松比紗線結(jié)構(gòu)牽拉出所述紗線形成區(qū)域，并卷繞到卷繞裝置上。