[发明专利]化纤长丝包覆刚性纤维长丝的复合纺纱装置及纺纱方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化纤长丝包覆刚性纤维长丝的复合纺纱装置及纺纱方法。

背景技术

碳纤维一直以来以适合作为结构材料和增强复合材料的纤维而为人们所熟知。因为碳纤维有着高强度、高模量，且耐光、耐热、耐腐蚀等优良特性，故与其他的材料复合来增强和耐久。但碳纤维很脆，在倒卷和编织加工中极易发生纤维的弯曲脆断。所以常用的碳纤维复合材料，都是首先预成型然后，再涂树脂固化制作成所需形状的结构和复合材料，由于编织过程中存在弯曲、摩擦等损伤，为保护碳长丝，还要用浸胶、上油等方法，但效果一般，也有采用长丝包覆碳纤维以改善其耐磨损性的报道，但与本方法非同一原理。如公开号为特开平2-133632的专利《形成树脂增强用粗加工成品材料的缝纫线》（公开日：1990年5月22日）用热塑性复丝包缠碳纤维制成耐久性缝纫纱线；公开号为特开昭64-61527的专利（公开日：1989年3月8日）用空心锭的纺纱方式纺了碳纤维为芯纱由其他纱线包缠的缝纫线，其缝纫效果明显，保留了碳长丝的优点，且提高了纱线耐久性且抑制了毛羽的产生，但这两种纺纱的方法均与本发明的原理和机构不同。还有国内专利，如申请号为201020145096.8的专利《碳纤维丝包覆钢丝束密封拉索》（申请日：2010年3月30日），提出了一种碳长丝包覆钢丝束的方法；申请号为200480043787.4的专利《并捻的碳纤维丝》（申请日：2004年9月21日），提出了一种由两股或多股相互平行的碳纤维并捻成股的纺纱方法，其主要是通过改装的直捻机并捻来实现，主要用于缝纫线；申请号为200480038089.5的专利《沥青基碳纤维纱条以及细纱的制造方法》（申请日：2004年12月14日），提出了用碳纤维短纤纺碳纤维细纱的方法，这三种方法在所用原理、机构和材料上都与本发明不同。

发明内容

本发明的目的是提供化纤长丝包覆刚性纤维长丝的复合纺纱装置及纺纱方法，碳长丝为芯，化纤长丝包覆在外，解决碳纤维很脆，在倒卷和编织加工中极易发生纤维的弯曲脆断的问题，不仅保持碳纤维的高强高模特性，而且能够保护碳纤维长丝在加工和使用中免受损伤。制成抗弯曲剪切和扭转，以及耐磨性能高的刚性纤维复合纱。

为了达到上述目的，本发明提供了一种化纤长丝包覆刚性纤维长丝的复合纺纱装置，包括环锭纺细纱机，其特征在于，还包括退绕辊、定位导纱器、张力盘和多位导纱器，定位导纱器位于环锭纺细纱机的前罗拉对的喂入钳口后方，多位导纱器位于环锭纺细纱机的前罗拉对的输出钳口前方。

作为优选方案，所述的化纤长丝包覆刚性纤维长丝的复合纺纱装置还包括固定架，退绕辊、张力盘和多位导纱器设于固定架上。

作为更优选的方案，所述的固定架固定在环锭纺细纱机上。

作为更优选的方案，所述的退绕辊可在固定架上移动。通过调节退绕辊的位置，来调节退绕辊与纱锭之间的距离，从而改变刚性纤维长丝的预加捻捻度。

作为优选方案，所述的退绕辊是由一对相互间加压的橡胶罗拉构成。

作为更优选的方案，所述的橡胶罗拉之间的压力和转动灵活性可调。通过调节罗拉对的压力和转动灵活性，可控制纱锭和退绕辊之间刚性纤维长丝的张力，从而可以改变刚性纤维长丝与化纤长丝在前罗拉钳口前侧汇聚点处的夹角即化纤长丝包缠在碳长丝外侧的捻回角；

作为优选方案，所述的定位导纱器的位置可调。通过调整定位导纱器的位置，来控制刚性纤维长丝在前罗拉钳口前侧的位置即汇聚点的位置，使刚性纤维长丝与对称输出的化纤长丝的中心线对齐。

作为优选方案，所述的张力盘共有两个，对称设置。

作为更优选的方案，所述的张力盘的张力可调，从而控制化纤长丝的张力。

作为优选方案，所述的多位导纱器具有多个对称设置的导纱槽。导纱槽用于定位所通过的化纤长丝，并使化纤长丝对称、均匀地对碳长丝进行包覆。所述的多位导纱器能对称的控制两股化纤长丝之间的间距并对称地喂入前罗拉钳口，由前罗拉输出后，与位于中心的刚性纤维长丝在汇聚点处加捻汇聚并包覆在外。

本发明还提供了一种化纤长丝包覆刚性纤维长丝的复合纺纱方法，其特征在于，包括：采用上述的复合纺纱装置，将从刚性纤维长丝筒上退绕下来的刚性纤维长丝依次经过退绕辊和定位导纱器后，与从化纤长丝筒上退绕下来的、经由张力盘和多位导纱器喂入前罗拉对而后从前罗拉对输出的两束化纤长丝在汇聚点汇聚，同时在环锭纺细纱机的纱锭的回转下，化纤长丝和刚性纤维长丝在汇聚点处回转加捻形成化纤长丝包覆在刚性纤维长丝外面的复合纱。

作为优选方案，所述的两束化纤长丝从前罗拉对对称输出。