[發明專利]一種環錠紡的負泊松比紗及其復合紡紗裝置、方法與用途

有效

• 申請號: 201710539986.3
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN107400947B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 于偉東;杜趙群;周銘;高倩
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D02G3/38
• 分類號: D02G3/38;D02G3/04;D02G3/32;D01H1/18
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;吳小麗

本發明提供了一種環錠紡的負泊松比紗，為由相對剛性的、呈外包纏狀的長絲束與相對柔性的、位于紗芯的短纖須條，在環錠細紗機上直接由非對稱二軸系復合紡所得的負泊松比復合結構紗。當該紗受力拉伸時，螺旋外繞的長絲束伸直，原伸直、較粗的短纖須條將因此螺旋而外繞，使紗體變粗形成負泊松比變形。本發明還提供了環錠紡的負泊松比紗的復合紡紗裝置、方法及應用。復合紡直接在環錠細紗機上將短纖須條伸直、以中心軸位置從前羅拉鉗口輸出；長絲束以無張力、超喂方式從前羅拉鉗口輸出，并以一定匯聚角與短纖須條無明顯壓迫變形地外包纏復合加捻成紗。裝置結構簡單，操作方便，所得負泊松比紗可用于負泊松比的織物，具有更明顯的負泊松比效應。

技術領域

本發明涉及可負泊松比變形的復合紗及其復合紡紗技術領域，是反常態的負泊松比紡織品及其制備新技術，尤其涉及負泊松比復合結構紗。

背景技術

負泊松比紗線是指沿紗線軸向拉伸時，紗線徑向會發生非常態收縮的膨脹變形，即紗線的外觀直徑會因拉伸而變粗的紗線。

相近的有美國專利(P Hook，Uses of auxetic fibers，專利號：US8002879 B2，2011)主要內容為負泊松比纖維集合體的物理特征指標以及負泊松比纖維集合體的各類用途。此類負泊松比纖維體可用于：互聯的負泊松比纖維體集合，可以是平行排列的纖維集合體、機織物、針織物、非織造布、氈等織物形式，或這些織物的多層疊合體。其定義的組成成分包括兩種，第一組份為高彈性模量的長絲材料，如碳纖維、玻璃纖維、凱夫拉、芳綸纖維、聚酯纖維、BET纖維或天然纖維棉等；第二組份為彈性模量低于第一組份彈性模量的長絲材料，如硅氧烷橡膠、天然橡膠或者尼龍纖維等。此專利涉及內容包含負泊松比紗線、負泊松比織物以及由以上材料復合而成的負泊松比復合材料，并列舉了以上專利產品的各種應用以及應用方法。例如，利用負泊松比材料的多孔性儲存抗菌劑用于醫學領域，利用多層負泊松比織物疊加進行高氣壓分散等。但此專利均用長絲、且第二組分的構成材料僅局限于彈性長絲，并且為主要強調的是對負泊松比材料多孔性的形成方法與應用，專利中并未涉及負泊松比紗線的具體紡紗方法。與此專利相比，本專利不僅在負泊松比紗線組成纖維的要求為兩個體系的纖維(短纖維)，且更為獨特、具體和明確，使纖維采用的范圍更廣、更貼近紡織常用纖維，而且提供了原創的、專門化的負泊松比紗的復合紡紗方法。

美國專利(M.K Burns，J.R Wright，K.E Evans，FIBROUS ASSEMBLY，專利號：US2011/0209557 A1)也提供了一種負泊松比的纖維集合體，該纖維集合體涉及包括兩種組份的負泊松比紗線，但其組成均采用化纖長絲與上述專利相同。該專利中給出了負泊松比紗線的結構為彈性相對較小的組份以螺旋的形式纏繞在彈性相對較大的組份(芯紗)上。同時，該專利中明確地給出了芯紗的線密度、直徑大小以及被包繞角度。但在負泊松比紗線的紡制上，僅簡單地描述為將較高模量的長絲纏繞在彈性較好的芯紗上，并不能進行連續同一紡紗機的紡紗工藝方法，且在對負泊松比紗線組成成分的選擇范圍相對較窄，僅限于長絲。

美國專利(WanDuk Lee，SangSoo Lee，CholWoh Koh，Jin Heo，MOISTURESENSITIVE AUXETIC MATERIAL，專利號：US0039088 A1，2011)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。

中國專利(胡紅，劉世瑞，專利號：CN103361811 A，2013)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。