[发明专利]短纤维束对称包覆刚性纤维长丝的纺纱方法及纺丝装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种短纤维束对称包覆刚性纤维长丝的纺纱方法及纺丝装置。

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。如日本专利《形成树脂增强用粗加工成品材料的缝纫线》（特开平2-133632号，公开日：1990年5月22日）公报上中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的日本专利（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》，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》，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》，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

本发明的第一个目的是对传统的环锭纺细纱机进行改进，提供一种短纤维束包覆刚性纤维长丝的纺纱装置，克服当前刚性纤维很脆，不耐弯折挤压，在倒卷和编织加工中极易发生纤维的弯曲脆断的问题，采用各种短纤束对刚性纤维长丝进行纺纱，制成抗弯曲、剪切、扭转和高耐磨性的、更柔软、舒适和更多功能的复合纱。

本发明的第二个目的是提供一种短纤维束包覆刚性纤维长丝的纺纱方法，其不仅能适应刚性纤维长丝高弹高模刚性特征的纺纱，而且能有效地保护刚性纤维长丝在加工及使用中免受损伤，且所成纱线更柔软、更舒适、具有更多功能。

为了达到上述目的，本发明提供了一种短纤维束对称包覆刚性纤维长丝的纺纱装置，包括环锭纺细纱机，其特征在于，还包括长丝筒和导纱器，所述的环锭纺细纱机具有后罗拉对、中罗拉对以及前罗拉对，前罗拉对的一个罗拉为开槽罗拉，开槽罗拉与导纱器之间设有退绕辊。

本发明是以传统的环锭纺细纱机为基础，将前罗拉对替换为开槽前罗拉对，并增加固定架、退绕辊、导纱器等装置，用短纤维束包覆刚性纤维长丝，制成抗弯曲、剪切、扭转和高耐磨性的、更柔软、舒适和更多功能的复合纱。

作为优选方案，所述的短纤维束对称包覆刚性纤维长丝的纺纱装置还包括固定架，长丝筒和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。

作为优选方案，所述的退绕辊的夹持面和导纱器皆设于在长丝筒的轴线上。使碳长丝能稳定地绕长丝筒轴退绕并对碳长丝作预加捻。

作为优选方案，所述的导纱器的位置可以调整。以保证退绕辊的夹持面和导纱器皆设于在长丝筒的轴线上。

作为优选方案，所述的退绕辊可沿左右和上下方向移动。从而调整刚性纤维长丝对开槽罗拉的包围角，进而调整开槽前罗拉的槽对刚性纤维长丝的握持力，保证刚性纤维长丝稳定、不跳动。

作为优选方案，所述的开槽罗拉为中间开槽的丁腈橡胶罗拉。其可定位刚性纤维长丝于中轴线上，并免受前罗拉钳口的挤压损伤。

本发明还提供了短纤维束对称包覆刚性纤维长丝的纺纱方法，其特征在于，包括：采用上述纺纱装置，在前罗拉对的带动下，长丝筒上的刚性纤维长丝经由导纱器被喂入退绕辊，退绕辊输出的刚性纤维长丝进入开槽罗拉的槽中并沿槽输出，与经由后罗拉对和中罗拉对喂入前罗拉对并由前罗拉对输出的两股对称的短纤维束在汇聚点汇聚，同时在环锭纺细纱机的纱锭的回转作用下，短纤维束和刚性纤维长丝在汇聚点处回转加捻形成短纤维束包覆在刚性纤维长丝的外面的复合纱。

作为优选方案，所述的刚性纤维长丝在退绕的同时能进行预加捻。退绕辊平稳、匀速地拖带刚性纤维长丝并控制刚性纤维长丝的张力大小，其中预加捻和平稳拖带使刚性纤维长丝在开槽罗拉槽中时，不会蹿出槽而被压折脆断，