[发明专利]一种反向双层包缠结构负泊松比复合纱线及其四通道空心锭纺纱装置和控制方法

权利要求书

1.一种反向双层包缠结构负泊松比复合纱线，其特征在于：包括碳纤维短纤须条组份和两束长丝纤维组份；在低张力条件下，碳纤维短纤须条组份呈直线状、构成了复合纱线的芯纱，其中一束长丝纤维组份作为第一层包缠纱、以螺旋线形状对芯纱进行第一层包缠，另一束长丝纤维组份作为第二层包缠纱、以螺旋线形状对芯纱与第一层包缠纱组合结构进行第二层包缠，并且第一层包缠纱的螺旋线形状缠绕方向与第二层包缠纱的螺旋线形状缠绕方向彼此相反，即构成反向双层包缠结构负泊松比复合纱线；并且在高张力条件下，以螺旋线形状、彼此反向包缠的两束长丝纤维组份被拉伸为直线状、转换作为芯纱，碳纤维短纤须条组份由原来的直线状变化为螺旋线形状、包缠在两束长丝纤维组份的外围、转换为包缠纱。

2.根据权利要求1所述一种反向双层包缠结构负泊松比复合纱线，其特征在于：所述复合纱线内部碳纤维短纤须条组份和两束长丝纤维组份的比例，随碳纤维短纤须条组份线密度的变化而变化，即实现所述复合纱线负泊松比系数的控制。

3.一种针对权利要求1或2所述一种反向双层包缠结构负泊松比复合纱线的四通道空心锭纺纱装置，其特征在于：包括两路异步牵伸通道和两个反向异步捻合点；其中，两路异步牵伸通道用于接收所述碳纤维短纤须条组份对应的预设两根短纤维粗纱条，并对两根短纤维粗纱条进行异步牵伸，聚合成一根碳纤维短纤须条组份；

其中一个异步捻合点用于接收碳纤维短纤须条组份与所述其中一束长丝纤维组份，并进行捻合，实现该束长丝纤维组份对碳纤维短纤须条组份的螺旋线形状包缠，获得第一包缠组合结构；

另一个异步捻合点用于接收第一包缠组合结构与所述另一束长丝纤维组份，并进行捻合，实现该束长丝纤维组份对第一包缠组合结构的螺旋线形状包缠，且两个异步捻合点的捻合方向彼此相反，即获得反向双层包缠结构负泊松比复合纱线。

4.根据权利要求3所述一种反向双层包缠结构负泊松比复合纱线的四通道空心锭纺纱装置，其特征在于：包括PLC控制器、后罗拉轴(O₄)、第一后罗拉(4-1)、第二后罗拉(4-2)、辅助后轴(W₁)、中罗拉轴(O₆)、中罗拉(6-1)、集合器(M2)、前罗拉轴(Q₁)、前罗拉(9-1)、第一空心锭(K₁)和第二空心锭(K₂)，以及分别与各罗拉轴、辅助后轴(W₁)、第一空心锭(K₁)、第二空心锭(K₂)一一对应的伺服电机，各罗拉轴、辅助后轴(W₁)、第一空心锭(K₁)、第二空心锭(K₂)分别与对应伺服电机相连；

其中，第一后罗拉(4-1)、第二后罗拉(4-2)两者的内径、外径彼此相同，且该两者的内径与后罗拉轴(O₄)的外径相适应，第一后罗拉(4-1)套设于后罗拉轴(O₄)上，且第一后罗拉(4-1)与后罗拉轴(O₄)之间采用键彼此固定连接；第二后罗拉(4-2)套设于后罗拉轴(O₄)上，第二后罗拉(4-2)与后罗拉轴(O₄)彼此相对转动，辅助后轴(W₁)所在直线与后罗拉轴(O₄)所在直线相平行，第二后罗拉(4-2)经同步齿形带(12)与辅助后轴(W₁)相对接，第二后罗拉(4-2)在辅助后轴(W₁)经同步齿形带的传动下而转动；中罗拉(6-1)内径与中罗拉轴(O₆)的外径相适应，中罗拉(6-1)固定套设于中罗拉轴(O₆)上；前罗拉(9-1)内径与前罗拉轴(Q₁)的外径相适应，前罗拉(9-1)固定套设于前罗拉轴(Q₁)上；

PLC控制器与各伺服电机分别对接，基于PLC控制器通过各伺服电机分别对各罗拉轴、辅助后轴(W₁)、第一空心锭(K₁)、第二空心锭(K₂)的控制，所述碳纤维短纤须条组份对应的预设两根短纤维粗纱条分别喂入第一后罗拉(4-1)、第二后罗拉(4-2)，接着分别经过第一后罗拉(4-1)、第二后罗拉(4-2)的两根短纤维粗纱条经集合器(M2)聚合，构成碳纤维短纤须条组份，并喂入中罗拉(6-1)，即握持点位置，然后经过握持点位置的碳纤维短纤须条组份喂入前罗拉(9-1)，由前罗拉(9-1)进一步输送至第一空心锭(K₁)，第一空心锭(K₁)同时接收其中一束长丝纤维组份与碳纤维短纤须条组份，并进行捻合，实现该束长丝纤维组份对碳纤维短纤须条组份的螺旋线形状包缠，获得第一包缠组合结构；最后第一包缠组合结构输送至第二空心锭(K₂)，第二空心锭(K₂)同时接收另一束长丝纤维组份与第一包缠组合结构，并进行捻合，实现该束长丝纤维组份对第一包缠组合结构的螺旋线形状包缠，且第一空心锭(K₁)与第二空心锭(K₂)的捻合方向彼此相反，即获得反向双层包缠结构负泊松比复合纱线。