[发明专利]前置预包绕管的负泊松比纱复合纺纱装置、方法及用途

说明书

本发明提供了一种前置预包绕管的负泊松比纱复合纺纱装置，包括用于使刚性长丝呈设定喂入角定位与已有捻度的短纤须条稳定包缠的预包绕管、用于使刚性长丝稳定超喂的喂丝器、和用于使短纤须条精确定位与集束的集束器；预包绕管、喂丝器安装于环锭细纱机上的前罗拉钳口输出侧，集束器安装于环锭细纱机上的前罗拉钳口输入侧。本发明还提供了前置预包绕管的负泊松比纱复合纺纱方法及复合纺纱装置的应用。短纤须条从前罗拉钳口输出后被加捻为高捻须条；刚性长丝经喂丝器喂入，并经预包绕管与高捻须条呈一定张力地包缠，形成刚性长丝略嵌入高捻须条的负泊松比纱。装置结构简单，成本低，操作方便，所制得的负泊松比纱具有更明显的负泊松比效应。

技术领域

本发明涉及可负泊松比变形的复合纱及其复合纺纱技术，是反常态的负泊松比纺织品及其制备新技术。

背景技术

复合纺纱自上世纪50年代后期出现至今，为纱线结构、性能的改善和功能化提供了更大的空间和更多的选择。但基本上还是局限在多轴系的物质含量上和不同纺纱机械上做努力。如物质含量上的2轴到多轴以增加组分，短纤维/短纤维(S/S)复合纺、短纤维/长丝(S/F)或长丝/短纤维(F/S)复合纺，以解决可纺性、高效率、低成本和功能化的要求。如不同纺纱机械上的环锭复合纺纱、转杯复合纺纱、空心锭子包缠与包绕复合纺纱等。几乎未见采用现行复合纺纱技术，解决负泊松比纱的纺纱报道。

负泊松比纱线是近几年出现的新型、特殊纱线。这种纱线在受轴向拉伸时，纱线的径向不会发生常态的收缩、而是相反发生膨胀变形。即纱线的外观直径会因拉伸而变粗。

相近的有美国专利(P Hook，Uses of auxetic fibers，专利号：US8002879 B2，2011)的主要内容为负泊松比纤维集合体的物理特征指标以及负泊松比纤维集合体的各类用途。此类负泊松比纤维体可用于：互联的负泊松比纤维体集合，可以是平行排列的纤维集合体、机织物、针织物、非织造布、毡等织物形式，或这些织物的多层叠合体。其定义的组成成分包括两种，第一组份为高弹性模量的长丝材料，如碳纤维、玻璃纤维、凯夫拉、芳纶纤维、聚酯纤维、BET纤维或天然纤维棉等；第二组份为弹性模量低于第一组份弹性模量的长丝材料，如硅氧烷橡胶、天然橡胶或者尼龙纤维等。此专利涉及内容包含负泊松比纱线、负泊松比织物以及由以上材料复合而成的负泊松比复合材料，并列举了以上专利产品的各种应用以及应用方法。例如，利用负泊松比材料的多孔性储存抗菌剂用于医学领域，利用多层负泊松比织物叠加进行高气压分散等。但此专利均用长丝、且第二组分的构成材料仅局限于弹性长丝，并且为主要强调的是对负泊松比材料多孔性的形成方法与应用，专利中并未涉及负泊松比纱线的具体纺纱方法。与此专利相比，本专利不仅在负泊松比纱线组成纤维的要求为两个体系的纤维(短纤维)，且更为独特、具体和明确，使纤维采用的范围更广、更贴近纺织常用纤维，而且提供了原创的、专门化的负泊松比纱的复合纺纱方法。另一篇专利(P Hook，Composite fibre and related detection system，专利号：US8191429 B2，2012)主要内容为两种以上组分(其中一种为光纤)的复合纤维，包括这种复合纤维的检测系统和系统组成，复合纤维组分的集合体和组分结构。在讨论复合纤维组分的集合体和组分结构时，提出了可以用负泊松比纤维集合体缠绕在光纤上构成一种复合纤维。其中只是简单的阐述了何为负泊松比纱没有具体涉及到负泊松纤维集合体的形成和制备方法。

美国专利(WanDuk Lee，SangSoo Lee，CholWoh Koh，Jin Heo，MOISTURESENSITIVE AUXETIC MATERIAL，专利号：US0039088 A1，2011)提出的材料的负泊松比效应为对湿度敏感的包缠长丝在外部湿度变化时产生收缩，导致芯纱弯曲，引起纱线直径增大。专利中涉及到对负泊松比纱线结构的描述，并未提出具体的纺纱装置及方法，且该纱线结构易存在捻度不匀及稳定性等问题。