[發明專利]基于改進環錠紡的包纏角度均勻的拉脹復合紗的紡紗裝置

有效

• 申請號: 201710128024.9
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN106987956B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 杜趙群;劉賽;何玲娥
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D02G3/36
• 分類號: D02G3/36;D01H13/02;D01H1/18;D01H13/32;D01H5/22
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

本發明涉及一種基于改進環錠紡的包纏角度均勻的拉脹復合紗的紡紗裝置及方法，該復合紗由具有一定直徑比和模量比的芯紗和包纏紗螺旋包纏形成，包括紗線供給機構、牽伸機構、加捻卷繞機構，其特征在于還包括在傳統環錠紡細紗機上加裝紗線喂入控制機構及包纏角控制機構，其中紗線喂入控制機構包括芯紗喂入控制機構和包纏紗喂入控制機構，芯紗喂入控制機構主要用于提供芯紗的積極喂入；包纏角控制機構位于前羅拉前下方，可以控制包纏紗的輸出角度，從而可以紡制出包纏角度一定、包纏結構均勻可控且穩定的拉脹復合紗。該紡紗裝置基于傳統環錠紡細紗機進行改進，紡紗方法易于操作，實施方便且成本較低，適于連續化生產及推廣應用。

技術領域

本發明涉及一種基于改進環錠紡的雙長絲或多長絲的包纏角可控、結構均勻、紡紗張力穩定、實施方便的拉脹復合紗的紡紗裝置及方法，屬于紡紗技術領域。

背景技術

拉脹材料是指具有負泊松比的材料，即相對于傳統材料在某一方向上受到拉伸(或壓縮)時，其垂直于作用力方向會產生收縮(或膨脹)變形，拉脹材料在某一方向上受到拉伸(或壓縮)時，其垂直于作用力方向會產生膨脹(或收縮)變形。拉脹紗線又稱為負泊比紗線，在一定的軸向拉力作用下，紗線徑向輪廓增大。研究發現，拉脹材料除具有負泊松比外，與傳統材料相比，還具有其他獨特性能，如剪切剛度、斷裂韌性、抗壓痕性、能量吸收能力(超聲波、聲、阻尼)等都有所提高，在各領域均具有潛在應用：汽車工業(坐墊、安全帶)、航空航天(機翼板、整流罩)、人體防護(頭盔、護膝、手套)、生物醫學(人造血管、縫合線、智能紡織品)、其他領域(過濾材料、傳感器、聲吶裝置)等。

近年來，拉脹紗線的結構設計和成形方法引起了極大的關注，很多學者對其進行了初步探索和研究。專利WO2007/125352A1、專利US2011/0209557A1、專利2011/0039088A1都提出了一種由剛性紗線螺旋包纏在易伸長變形的芯紗上的負泊松比紗線結構，其中專利2011/0039088A1提出的材料的負泊松比效應為對濕度敏感的包纏長絲在外部濕度變化時產生收縮，導致芯紗彎曲，引起紗線直徑增大。專利中涉及到對負泊松比紗線結構的描述，并未提出具體的紡紗裝置及方法，且該紗線結構易存在捻度不勻及穩定性等問題。專利WO2010/146347A1中涉及到的負泊松比紗線結構為將不可伸長的細線螺旋貫穿到較粗且彈性較大的組分中，在軸向拉力作用下，細線伸直引起外包材料屈曲產生拉脹效應，此結構穩定性較好，但紗線變形受限導致負泊松比效應較小。專利CN2013/103361811A提出了一種負泊松比紗線結構及其制造方法。該紗線結構通過將拉伸模量較大的第一紗線和拉伸模量較小的第二紗線相間排列同時喂入槽孔，并在轉盤的轉動下匯聚加捻形成負泊松比紗線，當受到拉伸作用時，兩組紗線相互擠壓因模量不同產生相對轉移，從而達到負泊松比效應。該方法要求第一紗線和第二紗線根數相同且均在2根以上，由于該紗線結構主要通過對各組分的加捻作用形成，因此為了提供紗線的成形結構，對紗線種類的選擇局限性強，同時也限制了負泊松比紗線的應用領域。

東華大學周銘碩士畢業論文“負泊松比紗線的結構成形及建模表征”中給出了一種負泊松比紗線具體的紡紗裝置及方法，并對紡紗工藝做了一系列研究，通過開槽的前羅拉紡制螺旋包纏結構的負泊松比紗線，并對紗線的泊松比進行了實驗測試和理論分析。該紡紗裝置中采用開槽的前羅拉對包纏紗的紗路控制力不足，所得負泊比紗線存在包纏角度及結構不勻等問題。

因此現有拉脹復合紗的紡紗裝置和方法還不成熟，存在紗線結構不勻、紡紗方法局限性強、不適于連續生產等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種簡易且普適的紡紗裝置和方法，以紡制結構均勻穩定且具有拉脹效用的紗線。