專利名稱：短纖維束對稱包覆剛性纖維長絲的紡紗方法及紡絲裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種短纖維束對稱包覆剛性纖維長絲的紡紗方法及紡絲裝置。
背景技術：
碳纖維一直以來以適合作為結構材料和增強復合材料的纖維而為人們所熟知。因為碳纖維有著高強度、高模量，且耐光、耐熱、耐腐蝕等優(yōu)良特性，故與其他的材料復合來增強和耐久。但碳纖維很脆，在倒卷和編織加工中極易發(fā)生纖維的彎曲脆斷。所以常用的碳纖維復合材料，都是首先預成型然后，再涂樹脂固化制作成所需形狀的結構和復合材料，由于編織過程中存在彎曲、摩擦等損傷，為保護碳長絲，還要用浸膠、上油等方法，但效果一般， 也有采用長絲包覆碳纖維以改善其耐磨損性的報道，但與本方法非同一原理。如日本專利 《形成樹脂增強用粗加工成品材料的縫紉線》(特開平2-133632號，
公開日1990年5月22 日)公報上中用熱塑性復絲包纏碳纖維制成耐久性縫紉紗線；公開號為特開昭64-61527的日本專利(
公開日1989年3月8日)用空心錠的紡紗方式紡了碳纖維為芯紗由其他紗線包纏的縫紉線，其縫紉效果明顯，保留了碳長絲的優(yōu)點，且提高了紗線耐久性且抑制了毛羽的產(chǎn)生，但這兩種紡紗的方法均與本發(fā)明的原理和機構不同。還有國內(nèi)專利，如申請?zhí)枮?01020145096. 8的專利《碳纖維絲包覆鋼絲束密封拉索》，提出了一種碳長絲包覆鋼絲束的方法；申請?zhí)枮?00480043787. 4的專利《并捻的碳纖維絲》，提出了一種由兩股或多股相互平行的碳纖維并捻成股的紡紗方法，其主要是通過改裝的直捻機并捻來實現(xiàn)，主要用于縫紉線；申請?zhí)枮?00480038089. 5的專利《浙青基碳纖維紗條以及細紗的制造方法》，提出了用碳纖維短纖紡碳纖維細紗的方法，這三種方法在所用原理、機構和材料上都與本發(fā)明不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的是對傳統(tǒng)的環(huán)錠紡細紗機進行改進，提供一種短纖維束包覆剛性纖維長絲的紡紗裝置，克服當前剛性纖維很脆，不耐彎折擠壓，在倒卷和編織加工中極易發(fā)生纖維的彎曲脆斷的問題，采用各種短纖束對剛性纖維長絲進行紡紗，制成抗彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)和高耐磨性的、更柔軟、舒適和更多功能的復合紗。本發(fā)明的第二個目的是提供一種短纖維束包覆剛性纖維長絲的紡紗方法，其不僅能適應剛性纖維長絲高彈高模剛性特征的紡紗，而且能有效地保護剛性纖維長絲在加工及使用中免受損傷，且所成紗線更柔軟、更舒適、具有更多功能。為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種短纖維束對稱包覆剛性纖維長絲的紡紗裝置，包括環(huán)錠紡細紗機，其特征在于，還包括長絲筒和導紗器，所述的環(huán)錠紡細紗機具有后羅拉對、中羅拉對以及前羅拉對，前羅拉對的一個羅拉為開槽羅拉，開槽羅拉與導紗器之間設有退繞輥。本發(fā)明是以傳統(tǒng)的環(huán)錠紡細紗機為基礎，將前羅拉對替換為開槽前羅拉對，并增加固定架、退繞輥、導紗器等裝置，用短纖維束包覆剛性纖維長絲，制成抗彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)和高耐磨性的、更柔軟、舒適和更多功能的復合紗。作為優(yōu)選方案，所述的短纖維束對稱包覆剛性纖維長絲的紡紗裝置還包括固定架，長絲筒和導紗器設于固定架上。作為更優(yōu)選的方案，所述的固定架固定在環(huán)錠紡細紗機上。作為優(yōu)選方案，所述的退繞輥的夾持面和導紗器皆設于在長絲筒的軸線上。使碳長絲能穩(wěn)定地繞長絲筒軸退繞并對碳長絲作預加捻。作為優(yōu)選方案，所述的導紗器的位置可以調(diào)整。以保證退繞輥的夾持面和導紗器皆設于在長絲筒的軸線上。作為優(yōu)選方案，所述的退繞輥可沿左右和上下方向移動。從而調(diào)整剛性纖維長絲對開槽羅拉的包圍角，進而調(diào)整開槽前羅拉的槽對剛性纖維長絲的握持力，保證剛性纖維長絲穩(wěn)定、不跳動。作為優(yōu)選方案，所述的開槽羅拉為中間開槽的丁腈橡膠羅拉。其可定位剛性纖維長絲于中軸線上，并免受前羅拉鉗口的擠壓損傷。本發(fā)明還提供了短纖維束對稱包覆剛性纖維長絲的紡紗方法，其特征在于，包括 采用上述紡紗裝置，在前羅拉對的帶動下，長絲筒上的剛性纖維長絲經(jīng)由導紗器被喂入退繞輥，退繞輥輸出的剛性纖維長絲進入開槽羅拉的槽中并沿槽輸出，與經(jīng)由后羅拉對和中羅拉對喂入前羅拉對并由前羅拉對輸出的兩股對稱的短纖維束在匯聚點匯聚，同時在環(huán)錠紡細紗機的紗錠的回轉(zhuǎn)作用下，短纖維束和剛性纖維長絲在匯聚點處回轉(zhuǎn)加捻形成短纖維束包覆在剛性纖維長絲的外面的復合紗。作為優(yōu)選方案，所述的剛性纖維長絲在退繞的同時能進行預加捻。退繞輥平穩(wěn)、勻速地拖帶剛性纖維長絲并控制剛性纖維長絲的張力大小，其中預加捻和平穩(wěn)拖帶使剛性纖維長絲在開槽羅拉槽中時，不會躥出槽而被壓折脆斷，
作為優(yōu)選方案，所述的剛性纖維長絲為碳纖維長絲、玻璃纖維長絲、光導玻纖長絲、玄武巖纖維長絲或金屬絲。作為優(yōu)選方案，所述的短纖維束由短纖維制成的粗紗條經(jīng)所述的環(huán)錠紡細紗機牽伸而得。本發(fā)明的特點在①本發(fā)明通過一套簡單有效的裝置實現(xiàn)短纖束對稱包覆碳長絲的生產(chǎn)，結構簡單，包覆效果好，可控性強。且能較好的控制剛性纖維長絲的張力及其穩(wěn)定性，從而保證復合紗的質(zhì)量；②由于加工中回避對碳長絲的摩擦、彎曲和剛性碰壓，所以也適用于除碳纖維長絲外的其他剛性纖維長絲，如玻璃纖維、光導纖維、玄武巖纖維、金屬絲等的復合紗的生產(chǎn)；③能較好的控制紗線的張力和捻度，改變包覆效果，增強對碳長絲的保護和復合紗的適用壽命；④不需要拆裝細紗機羅拉只需調(diào)換開槽羅拉，方便生產(chǎn)和適應新產(chǎn)品開發(fā)；⑤所建立的包覆紡紗方法實用有效，所獲得的復合紗用于服裝、家用和產(chǎn)業(yè)用紡織品O


圖1為短纖維束包覆剛性纖維長絲的紡紗裝置側視圖； 圖2為短纖維束包覆剛性纖維長絲的紡紗裝置俯視圖3為復合紗結構示意圖；圖中1-退繞輥；2-導紗器；3-前羅拉對；4-剛性纖維長絲；5-短纖維束；6-匯聚點； 7-復合紗；8-紗錠；9-后羅拉對；10-中羅拉對；11-固定架；12-長絲筒。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。本發(fā)明中術語“環(huán)錠紡細紗機”是指本領域技術人員公知的各種環(huán)錠紡細紗機，如市售的各種環(huán)錠紡細紗機。術語“剛性纖維長絲”是指在倒卷和編織加工中易彎曲脆斷的纖維長絲，如碳纖維長絲、玻璃纖維長絲、光導玻纖長絲、玄武巖纖維長絲、金屬絲等。術語 “短纖維束”是指可包覆剛性纖維長絲，保護碳纖維長絲在加工及使用中免受損傷的柔性短纖維束，如棉纖維束、滌綸纖維束或羊毛纖維束。術語“對稱的短纖維束”是指短纖維束與剛性纖維長絲的距離相等。實施例1
如圖1所示，為短纖維束包覆剛性纖維長絲的紡紗裝置側視圖，所述的紡紗裝置包括環(huán)錠紡細紗機以及固定在環(huán)錠紡細紗機上的固定架11，固定架11上設有長絲筒12和導紗器2，導紗器2在固定架11上的位置可以調(diào)整，使得退繞輥1的夾持面和導紗器2皆設于在長絲筒12的軸線上，所述的環(huán)錠紡細紗機具有后羅拉對9、中羅拉對10以及前羅拉對 3，前羅拉對3的一個羅拉為開槽羅拉，開槽羅拉與導紗器2之間設有退繞輥1。所述的退繞輥1可沿左右和上下方向移動。退繞輥1可以作水平左移減少或作垂直下移增加剛性纖維長絲4對開槽羅拉的包圍角，以減少或增加開槽羅拉的槽對剛性纖維長絲的握持力，保證剛性纖維長絲4的穩(wěn)定、不跳動。所述的開槽羅拉為中間開槽的丁腈橡膠羅拉。如圖2所示，為短纖維束包覆剛性纖維長絲的紡紗裝置俯視圖，所述的短纖維束5 與剛性纖維長絲4在前羅拉對3后側不在同一平面內(nèi)，而在前羅拉對3前側位于同一平面， 前羅拉對3前側短纖維束5與剛性纖維長絲4之間的夾角決定了短纖維束5在剛性纖維長絲4上的捻回角，及所需的短纖維束5的線密度，即決定剛性纖維長絲4的包覆效果。實施例2
采用實施例1所述的紡紗裝置，剛性纖維長絲4采用碳纖維長絲，短纖維束5采用棉短纖維束，在前羅拉對3的帶動下，長絲筒12上的剛性纖維長絲4經(jīng)由導紗器2被喂入退繞輥1，在退繞的同時進行預加捻，預加捻的剛性纖維長絲4進入開槽羅拉的槽中并沿槽輸出，與經(jīng)由后羅拉對9和中羅拉對10喂入前羅拉對3并由前羅拉對3輸出的兩股對稱的短纖維束5在匯聚點6匯聚，同時在環(huán)錠紡細紗機的紗錠8的回轉(zhuǎn)作用下，短纖維束5和剛性纖維長絲4在匯聚點6處回轉(zhuǎn)加捻形成短纖維束5包覆在剛性纖維長絲4的外面的復合紗 7。如圖3所示，為復合紗結構示意圖結構示意圖。具體的紡紗工藝參數(shù)，如表1所示。實施例3
采用實施例1所述的紡紗裝置，剛性纖維長絲4采用玻璃長絲，短纖維束5采用滌綸短纖維束，在前羅拉對3的帶動下，長絲筒12上的剛性纖維長絲4經(jīng)由導紗器2被喂入退繞輥1，在退繞的同時進行預加捻，預加捻的剛性纖維長絲4進入開槽羅拉的槽中并沿槽輸出，與經(jīng)由后羅拉對9和中羅拉對10喂入前羅拉對3并由前羅拉對3輸出的兩股對稱的短纖維束5在匯聚點6匯聚，同時在環(huán)錠紡細紗機的紗錠8的回轉(zhuǎn)作用下，短纖維束5和剛性纖維長絲4在匯聚點6處回轉(zhuǎn)加捻形成短纖維束5包覆在剛性纖維長絲4的外面的復合紗 7。如圖3所示，為復合紗結構示意圖結構示意圖。具體的紡紗工藝參數(shù)，如表1所示。
實施例4
采用實施例1所述的紡紗裝置，剛性纖維長絲4采用玄武巖長絲，短纖維束5采用羊毛短纖維束，在前羅拉對3的帶動下，長絲筒12上的剛性纖維長絲4經(jīng)由導紗器2被喂入退繞輥1，在退繞的同時進行預加捻，預加捻的剛性纖維長絲4進入開槽羅拉的槽中并沿槽輸出，與經(jīng)由后羅拉對9和中羅拉對10喂入前羅拉對3并由前羅拉對3輸出的兩股對稱的短纖維束5在匯聚點6匯聚，同時在環(huán)錠紡細紗機的紗錠8的回轉(zhuǎn)作用下，短纖維束5和剛性纖維長絲4在匯聚點6處回轉(zhuǎn)加捻形成短纖維束5包覆在剛性纖維長絲4的外面的復合紗 7。如圖3所示，為復合紗結構示意圖結構示意圖。具體的紡紗工藝參數(shù)，如表1所示。 表1 紡制短纖束對稱包覆剛性纖維長絲的紡紗工藝參數(shù)
權利要求
1.一種短纖維束對稱包覆剛性纖維長絲的紡紗裝置，包括環(huán)錠紡細紗機，其特征在于， 還包括長絲筒(12)和導紗器(2)，所述的環(huán)錠紡細紗機具有后羅拉對(9)、中羅拉對(10)以及前羅拉對(3)，前羅拉對(3)的一個羅拉為開槽羅拉，開槽羅拉與導紗器(2)之間設有退繞輥(1)。
2.如權利要求1所述的短纖維束對稱包覆剛性纖維長絲的紡紗裝置，其特征在于，還包括固定架(11)，長絲筒(12)和導紗器(2)設于固定架(11)上。
3.如權利要求1所述的短纖維束對稱包覆剛性纖維長絲的紡紗裝置，其特征在于，所述的退繞輥(1)的夾持面和導紗器(2)皆設于在長絲筒(12)的軸線上。
4.如權利要求1所述的短纖維束對稱包覆剛性纖維長絲的紡紗裝置，其特征在于，所述的導紗器(2)的位置可以調(diào)整。
5.如權利要求1所述的短纖維束對稱包覆剛性纖維長絲的紡紗裝置，其特征在于，所述的退繞輥(1)可沿左右和上下方向移動。
6.如權利要求1所述的短纖維束對稱包覆剛性纖維長絲的紡紗裝置，其特征在于，所述的開槽羅拉為中間開槽的丁腈橡膠羅拉。
7.—種短纖維束對稱包覆剛性纖維長絲的紡紗方法，其特征在于，包括采用權利要求1 6中任一項所述的紡紗裝置，在前羅拉對(3)的帶動下，長絲筒(12)上的剛性纖維長絲(4)經(jīng)由導紗器(2)被喂入退繞輥(1)，退繞輥(1)輸出的剛性纖維長絲(4)進入開槽羅拉的槽中并沿槽輸出，與經(jīng)由后羅拉對(9)和中羅拉對(10)喂入前羅拉對(3)并由前羅拉對(3)輸出的兩股對稱的短纖維束(5)在匯聚點(6)匯聚，同時在環(huán)錠紡細紗機的紗錠(8) 的回轉(zhuǎn)作用下，短纖維束(5)和剛性纖維長絲(4)在匯聚點(6)處回轉(zhuǎn)加捻形成短纖維束 (5)包覆在剛性纖維長絲(4)的外面的復合紗(7)。
8.如權利要求7所述的短纖維束對稱包覆剛性纖維長絲的紡紗方法，其特征在于，所述的剛性纖維長絲(4)在退繞的同時進行預加捻。
9.如權利要求7所述的短纖維束對稱包覆剛性纖維長絲的紡紗方法，其特征在于，所述的剛性纖維長絲(4)為碳纖維長絲、玻璃纖維長絲、光導玻纖長絲、玄武巖纖維長絲或金屬絲。
10.如權利要求7所述的短纖維束對稱包覆剛性纖維長絲的紡紗方法，其特征在于，所述的短纖維束(5)由短纖維制成的粗紗條經(jīng)所述的環(huán)錠紡細紗機牽伸而得。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種短纖維束對稱包覆剛性纖維長絲的紡紗裝置以及紡紗方法，所述的紡紗裝置包括環(huán)錠紡細紗機，其特征在于，還包括長絲筒和導紗器，所述的環(huán)錠紡細紗機的前羅拉對的一個羅拉為開槽羅拉，開槽羅拉與導紗器之間設有退繞輥。采用上述紡紗裝置，在前羅拉對的帶動下，長絲筒上的剛性纖維長絲經(jīng)由導紗器被喂入退繞輥，進入開槽羅拉的槽中并沿槽輸出，與經(jīng)由后羅拉對和中羅拉對喂入前羅拉對并由前羅拉對輸出的兩股對稱的短纖維束在匯聚點匯聚，同時回轉(zhuǎn)加捻形成短纖維束包覆在剛性纖維長絲的外面的復合紗。本發(fā)明可將剛性纖維長絲制成制成抗彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)和高耐磨性的、更柔軟、舒適和更多功能的復合紗。
文檔編號D02G3/36GK102330235SQ20111024286
公開日2012年1月25日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權日2011年8月23日
發(fā)明者于偉東, 于昊慧, 周勝, 杜趙群, 鄧成亮 申請人:東華大學