專利名稱：對碳纖維對稱保護(hù)的三軸系復(fù)合紡紗工藝與用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對碳纖維對稱保護(hù)的三軸系復(fù)合紡紗工藝與用途，屬高性能纖維復(fù)合紡紗技術(shù)。
背景技術(shù)：
碳長絲由于具有極好的力學(xué)性能在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域有較為廣泛的應(yīng)用，但脆性的碳長絲，以及相類似的其他纖維，如玻璃纖維長絲、碳纖維長絲、玄武巖長絲、芳綸長絲，在加工和使用中易于彎折、脆斷、或原纖化劈裂，使用和加工均受到限制。因此需要采取有效的保護(hù)措施來保護(hù)這些纖維順利通過加工和方便使用。目前有關(guān)這類高性能纖維的紡紗，多為短纖混紡。金永祿的發(fā)明專利(專利號 01106890. 60)苧麻芳綸混紡紗線及加工工藝是將苧麻纖維和芳綸纖維混紡成股線；閻均的發(fā)明專利(專利號200710041772.X)芳綸纖維混紡紗及其加工方法是包含芳綸纖維的混紡紗；顧凌峰的發(fā)明專利(專利號201010131593. 7)芳綸纖維和碳纖維混紡紗線及其生產(chǎn)方法是將芳綸纖維和碳纖維按11的比例混合來紡制芳綸纖維和碳纖維混紡紗線。這些都是短纖維混紡與本發(fā)明不同。殷慶永的實(shí)用新型專利(專利號CN200520044286. X) 一種玻璃纖維長絲與腈氯綸短纖維混紡紗細(xì)紗設(shè)備，采用該設(shè)備生產(chǎn)出的玻璃纖維長絲與腈氯綸短纖維混紡紗；殷慶永的發(fā)明專利(專利號CN200510028821.7)玻璃纖維長絲與腈氯綸短纖維混紡紗及其生產(chǎn)方法，生產(chǎn)玻璃纖維長絲混紡紗線；郭正興、朱張峰、劉家彬的實(shí)用新型專利(申請?zhí)?01020145096. 8)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；趙黨鋒在棉紡織技術(shù)2010年第6期中討論了丙綸玄武巖包纏紗；崔寧在產(chǎn)業(yè)用紡織品 2009年第10期上也討論了丙綸/玄武巖包纏紗。這些專利和文獻(xiàn)都是二軸系的復(fù)合紡紗。 與本發(fā)明的高性能纖維的三軸系復(fù)合紡紗，在所用原理、機(jī)構(gòu)和材料上都與本發(fā)明不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種對碳纖維對稱保護(hù)的三軸系復(fù)合紡紗工藝與用途，該工藝可解決無法保持高強(qiáng)不彎折地紡制脆性纖維的紗線的技術(shù)困難。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為對碳纖維對稱保護(hù)的三軸系復(fù)合紡紗工藝，其特征是是在普通環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)上增加一個(gè)用來控制碳長絲束喂入扁平化與張力的定位張力輪和一對用來控制短纖須條對稱定位的集束器；采用兩束對稱喂入的短纖須條實(shí)施對一束碳長絲束作加捻外包纏保護(hù)的復(fù)合紡紗；兩束短纖須條和一束碳長絲束成三軸系同步喂入，形成碳長絲束張緊增強(qiáng)在內(nèi)、短纖須條柔軟包覆在外的復(fù)合紗。該對碳纖維對稱保護(hù)的三軸系復(fù)合紡紗工藝的具體步驟為1)紡紗準(zhǔn)備在普通環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)上增加一個(gè)用來控制碳長絲束喂入扁平化與張力的定位張力輪4和用來控制短纖須條對稱定位的第一集束器6和第二集束器7 ；定位張力輪4、第一集束器6和第二集束器7位于前羅拉8上的前羅拉鉗口 9的輸入端的同一側(cè)，定位張力輪4位于第一集束器6與第二集束器7之間；再選取裝有粗紗條的第一粗紗筒、裝有粗紗條的第二粗紗筒和一卷裝有碳長絲束的長絲筒，掛于該環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)上；2)紗條喂入兩粗紗筒上的粗紗條從后羅拉喂入，經(jīng)牽伸形成第一束短纖須條2 與第二束短纖須條3 ；將經(jīng)過所述環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)牽伸后平行伸直的第一束短纖須條2經(jīng)第一集束器6定位，以及將經(jīng)過所述環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)牽伸后平行伸直的第二束短纖須條3經(jīng)第二集束器7定位后，對稱地喂入前羅拉鉗口 9 (第一束短纖須條2與第二束短纖須條3以 5-20mm的間距對稱地喂入前羅拉鉗口 9，所述的對稱是以碳長絲束1為對稱軸線)；碳長絲束1經(jīng)定位張力輪4的扁平化和定位直接喂入前羅拉鉗口 9，形成三軸系同步喂入；3)加捻成形當(dāng)所述的碳長絲束1、第一束短纖須條2和第二束短纖須條3從前羅拉鉗口 9輸出時(shí)，碳長絲束1、第一束短纖須條2和第二束短纖須條3在加捻的作用下匯集于同點(diǎn)，復(fù)合形成碳長絲束1在內(nèi)(起增強(qiáng)作用)，第一束短纖須條2和第二束短纖須條 3 (起保護(hù)作用)包纏于碳長絲束1外的復(fù)合紗5。步驟2)中所述的碳長絲束1為軸I，以1-50CN的張力喂入，優(yōu)選為5_30cN。所述碳長絲束1的軸I長絲還可以是玄武巖長絲、玻璃長絲或芳綸長絲束等易彎折、伸長小的纖維中的一種(碳長絲束等為脆性纖維)。步驟2)中所述的一對短纖須條為軸II和軸III，以紡紗牽伸的自然張力喂入。所述的第一束短纖須條2和第二束短纖須條3可以喂入由滌綸短纖、錦綸短纖、丙綸短纖、芳綸短纖中的一種，或任意兩種按任意比的混合制得的粗紗條，經(jīng)所述的環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)牽伸獲得。步驟幻中所述的第一束短纖須條2、第二束短纖須條3、碳長絲束1的復(fù)合質(zhì)量比為 2-45 2-45 10-96，優(yōu)選為 10-40 10-40 20-80。所述的用來控制碳長絲束喂入扁平化與張力的定位張力輪4為定位張力輪上設(shè)有平底凹槽，即在普通環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)上增設(shè)的所述定位張力輪4為平底凹槽型，該平底凹槽面能使碳長絲束1在張力作用下繞行通過時(shí)，能夠逐漸鋪展開來，形成較薄、等厚度的扁平帶；相對兩側(cè)較厚的短纖須條，可使碳長絲束1無過多擠壓地，尤其是無應(yīng)力集中擠壓地通過前羅拉鉗口 9。同時(shí)，定位張力輪4可左右移動(dòng)確定碳長絲束1的中心軸位置；上下前后移動(dòng)調(diào)節(jié)碳長絲束1的包圍角，該包圍角為可選20° -160°，優(yōu)選為50° -150°。所述碳長絲束1的張力和所述包圍角可以有效地改善碳長絲束1的扁平化。在普通環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)上增設(shè)的所述用來控制短纖須條對稱定位的第一集束器6、 第二集束器7均設(shè)有圓形喇叭口通道，以使第一束短纖須條2和第二束短纖須條3都能圓整化、增厚地通過前羅拉鉗口 9，由此對稱承力、保護(hù)碳長絲束1免受過度擠壓。同時(shí)，所述的第一集束器6和第二集束器7的左右同步移動(dòng)可調(diào)整第一束短纖須條2和第二束短纖須條3相對碳長絲束1的對稱喂入；所述的第一集束器6和第二集束器7也可相互靠攏與分開的移動(dòng)，用以確定第一束短纖須條2與第二束短纖須條3的間距(可采用第一集束器6 設(shè)置在第一左右移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，第二集束器7設(shè)置在第二左右移動(dòng)機(jī)構(gòu)上)。所述的短纖須條對碳長絲束1的包覆率，除了采取調(diào)整第一束短纖須條2、第二束短纖須條3和碳長絲束1的復(fù)合質(zhì)量比外，還可以通過控制所述三軸系復(fù)合紡紗的捻度和第一束短纖須條2、第二束短纖須條3的間距，或兩者同時(shí)進(jìn)行，來調(diào)節(jié)所述短纖須條的包覆率。
所述的對碳纖維對稱保護(hù)的三軸系復(fù)合紡紗工藝的用途，其特征在于該工藝適合于所述碳長絲束的順利、無彎折成紗，所制成的復(fù)合紗可方便地進(jìn)行后續(xù)紡織染整加工，以及制備穿著、家用和產(chǎn)業(yè)用的技術(shù)紡織品；以作為技術(shù)用紡織品的用紗。本發(fā)明的有益效果在于①僅在普通環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)上增加一定位張力輪和一對集束器就解決了易彎折、易彎曲疲勞劈裂纖維的紡紗加工，方法簡捷、實(shí)用；該工藝可解決無法保持高強(qiáng)不彎折地紡制脆性纖維的紗線的技術(shù)困難。②通過上述對碳長絲束和兩束短纖須條的三軸相對位置和長絲張力的調(diào)整，可有效地保護(hù)和防護(hù)易彎折、易彎曲疲勞劈裂纖維在加工和使用中損傷，而獲得高性能的復(fù)合紗；③可以任意選擇紡織用短纖，進(jìn)行防護(hù)式的復(fù)合紡紗，以適應(yīng)民用舒適增強(qiáng)和技術(shù)用高強(qiáng)度特征的保持；④所得高性能復(fù)合紗可用于穿著、家用和產(chǎn)業(yè)用的技術(shù)紡織品及用于一些特殊領(lǐng)域。


圖1是對碳纖維對稱保護(hù)的三軸系復(fù)合紡紗原理圖。圖中1-碳長絲束(一定張力喂入，軸I) ；2-第一束短纖須條(自然張力喂入，軸 II) ；3-第二束短纖須條(自然張力喂入，軸III) ；4-定位張力輪；5-復(fù)合紗；6-第一集束
器(確定軸II-的位置)；7-第二集束器(確定軸III的位置)；8-前羅拉；9-前羅拉鉗□。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)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(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。對碳纖維對稱保護(hù)的三軸系復(fù)合紡紗工藝是在普通環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)上增加一個(gè)用來控制碳長絲束喂入扁平化與張力的定位張力輪和一對用來控制短纖須條對稱定位的集束器；采用兩束對稱喂入的短纖須條實(shí)施對一束碳長絲束作加捻外包纏保護(hù)的復(fù)合紡紗； 兩束短纖須條和一束碳長絲束成三軸系同步喂入，形成碳長絲束張緊增強(qiáng)在內(nèi)、短纖須條柔軟包覆在外的復(fù)合紗。該對碳纖維對稱保護(hù)的三軸系復(fù)合紡紗工藝的具體步驟為(如圖1所示)1)紡紗準(zhǔn)備在普通環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)上增加一個(gè)用來控制碳長絲束喂入扁平化與張力的定位張力輪4和用來控制短纖須條對稱定位的第一集束器6和第二集束器7 ；定位張力輪4、第一集束器6和第二集束器7位于前羅拉8上的前羅拉鉗口 9的輸入端的同一側(cè)，定位張力輪4位于第一集束器6與第二集束器7之間；再選取裝有粗紗條的第一粗紗筒、裝有粗紗條的第二粗紗筒和一卷裝有碳長絲束的長絲筒，掛于該環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)上。所采用碳長絲束1，或玄武巖長絲、玻璃長絲或芳綸長絲束；所采用的粗紗條的短纖名稱，詳見下實(shí)施例1 8。2)紗條喂入兩粗紗筒上的粗紗條從后羅拉喂入，經(jīng)牽伸形成第一束短纖須條2 與第二束短纖須條3 ；將經(jīng)過所述環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)牽伸后平行伸直的第一束短纖須條2經(jīng)第一集束器6定位，以及將經(jīng)過所述環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)牽伸后平行伸直的第二束短纖須條3經(jīng)第二集束器7定位后，兩者對稱地喂入前羅拉鉗口 9 ；碳長絲束1經(jīng)定位張力輪4的扁平化和定位直接喂入前羅拉鉗口 9，形成三軸系同步喂入；采用碳長絲束1，或玄武巖長絲、玻璃長絲或芳綸長絲束的張力；采用粗紗條的短纖名稱；采用的第一束短纖須條2、第二束短纖須條3、碳長絲束1的復(fù)合質(zhì)量比，詳見下實(shí)施例1 8。3)加捻成形當(dāng)所述的碳長絲束1、第一束短纖須條2和第二束短纖須條3從前羅拉鉗口 9輸出時(shí)，碳長絲束1、第一束短纖須條2和第二束短纖須條3在加捻的作用下匯集于同點(diǎn)，復(fù)合形成碳長絲束1在內(nèi)(起增強(qiáng)作用)，第一束短纖須條2和第二束短纖須條 3 (起保護(hù)作用)包纏于碳長絲束1外的復(fù)合紗5。碳長絲束1在張力作用下繞行通過定位張力輪4的包圍角；短纖須條對碳長絲束 1的包覆率，詳見下實(shí)施例1 8。實(shí)施例1 紡制錦綸+碳長絲束三軸系復(fù)合紗取錦綸粗紗筒兩個(gè)(即兩粗紗筒)和碳長絲筒一個(gè)(即一小卷裝有碳長絲束的長絲筒)，按上述工藝步驟得到兩束錦綸短纖須條和一碳長絲束，其間的復(fù)合比例為錦綸短纖須條/錦綸短纖須條/碳長絲束的復(fù)合質(zhì)量比為20/20/60。碳長絲束以定位張力輪的張力為10cN、包圍角為120°扁平化碳長絲束，并以中軸線喂入前羅拉鉗口 ；兩束錦綸短纖須條(軸II和軸III)以牽伸的自然張力、8mm間距對稱于碳長絲束中心軸線(軸I)喂入前羅拉鉗口，詳見圖1所示。三軸系纖維條出前羅拉鉗口后，在100捻/IOcm的加捻作用下匯集于同一點(diǎn)，形成碳長絲束張緊增強(qiáng)在內(nèi)，錦綸短纖須條柔軟包覆在外的高強(qiáng)高模的復(fù)合紗。紡紗中無碳纖維彎折起毛刺和碎屑掉落現(xiàn)象；所制得的高強(qiáng)高模的復(fù)合紗的強(qiáng)度為 2. SGI^a和最小可彎曲半徑為0. 86dymm，其中dy為紗的直徑(mm)，說明該工藝可解決無法保持高強(qiáng)不彎折地紡制脆性高性能纖維的紗線的技術(shù)困難。實(shí)施例2 紡制錦綸+碳長絲束三軸系復(fù)合紗取錦綸粗紗筒兩個(gè)(即兩粗紗筒)和碳長絲筒一個(gè)(即一小卷裝有碳長絲束的長絲筒)，按上述工藝步驟得到兩束錦綸短纖須條和一碳長絲束，其間的復(fù)合比例為錦綸短纖須條/錦綸短纖須條/碳長絲束的復(fù)合質(zhì)量比為25/25/50。碳長絲束以定位張力輪的張力為8cN、包圍角為120°扁平化碳長絲束，并以中軸線喂入前羅拉鉗口 ；兩束錦綸短纖須條(軸II和軸III)以牽伸的自然張力、IOmm間距對稱于碳長絲束中心軸線(軸I)喂入前羅拉鉗口，詳見圖1所示。三軸系纖維條出前羅拉鉗口后，在80捻/IOcm的加捻作用下匯集于同一點(diǎn)，形成碳長絲束張緊增強(qiáng)在內(nèi)，錦綸短纖須條柔軟包覆在外的高強(qiáng)高模的復(fù)合紗。紡紗中無碳纖維彎折起毛刺和碎屑掉落現(xiàn)象；所制得的高強(qiáng)高模的復(fù)合紗的強(qiáng)度為 2. OGI^a和最小可彎曲半徑為0. 92dymm，其中dy為紗的直徑(mm)，說明該工藝可解決無法保持高強(qiáng)不彎折地紡制脆性高性能纖維的紗線的技術(shù)困難。實(shí)施例3 紡制丙綸+玄武巖長絲三軸系復(fù)合紗取丙綸粗紗筒兩個(gè)和玄武巖長絲筒一個(gè)，按上述工藝步驟得到兩束丙綸短纖須條和一玄武巖長絲束，復(fù)合比例為丙綸短纖須條/丙綸短纖須條/玄武巖長絲束的復(fù)合質(zhì)量比為16/16/68。玄武巖長絲束以定位張力輪的張力為15cN、包圍角為150°扁平化玄武巖長絲束，并以中軸線喂入前羅拉鉗口 ；兩束丙綸短纖須條(軸II和軸III)以牽伸的自然張力、6mm間距對稱于玄武巖長絲束中心軸線(軸I)喂入前羅拉鉗口，詳見圖1所示。三軸系
6纖維條出前羅拉鉗口后，在150捻/IOcm的加捻作用下匯集于同一點(diǎn)，形成玄武巖長絲束張緊增強(qiáng)在內(nèi)，丙綸短纖須條柔軟包覆在外的高強(qiáng)高模的復(fù)合紗。紡紗中無玄武巖纖維彎折起毛刺和碎屑掉落現(xiàn)象；所制得的高強(qiáng)高模的復(fù)合紗的強(qiáng)度為2. 9GPa和最小可彎曲半徑為0. 58dymm，其中dy為紗的直徑(mm)，說明該工藝可解決無法保持高強(qiáng)不彎折地紡制脆性高性能纖維的紗線的技術(shù)困難。實(shí)施例4 紡制滌綸+玻璃長絲三軸系復(fù)合紗取滌綸粗紗筒兩個(gè)和玻璃長絲筒一個(gè)，按上述工藝步驟得到兩束滌綸短纖須條和一玻璃長絲束，其間的復(fù)合比例為滌綸短纖須條/滌綸短纖須條/玻璃長絲束的復(fù)合質(zhì)量比為25/25/50。玻璃長絲束以定位張力輪的張力為2cN、包圍角為90°扁平化玻璃長絲束，并以中軸線喂入前羅拉鉗口 ；兩束丙綸短纖須條(軸II和軸III)以牽伸的自然張力、 12mm間距對稱于碳長絲束中心軸線(軸I)喂入前羅拉鉗口，詳見圖1所示。三軸系纖維條出前羅拉鉗口后，在80捻/IOcm的加捻作用下匯集于同一點(diǎn)，形成玻璃長絲束張緊增強(qiáng)在內(nèi)，滌綸短纖須條柔軟包覆在外的高性能復(fù)合紗。紡紗中無玻璃纖維彎折起毛刺和碎屑掉落現(xiàn)象；所制得的高強(qiáng)高模復(fù)合紗的強(qiáng)度為3. IGPa和最小可彎曲半徑為0. 62dymm，其中dy 為紗的直徑(mm)，說明該工藝可解決無法保持高強(qiáng)不彎折地紡制脆性高性能纖維的紗線的技術(shù)困難。實(shí)施例5 紡制Nomex+碳長絲三軸系復(fù)合紗取Nomex粗紗筒兩個(gè)和碳長絲筒一個(gè)，按上述工藝步驟得到兩束Nomex短纖須條和一碳長絲束，其間的復(fù)合比例為Aomex/Nomex/碳三纖維束的復(fù)合質(zhì)量比為30/30/40。 碳長絲束以定位張力輪的張力為20cN、包圍角為100°扁平化碳長絲束，并以中軸線喂入前羅拉鉗口 ；兩束錦綸短纖須條(軸II和軸III)以牽伸的自然張力、8mm間距對稱于碳長絲束中心軸線(軸I)喂入前羅拉鉗口，詳見圖1所示。三軸系纖維條出前羅拉鉗口后，在 90捻/IOcm的加捻作用下匯集于同一點(diǎn)，形成碳長絲束張緊增強(qiáng)在內(nèi)，Nomex短纖須條柔軟包覆在外的高性能復(fù)合紗。紡紗中無碳纖維彎折起毛刺和碎屑掉落現(xiàn)象；所制得的高強(qiáng)高模復(fù)合紗的強(qiáng)度為1. 和最小可彎曲半徑為0. 79dymm，其中dy為紗的直徑(mm)，說明該工藝可解決無法保持高強(qiáng)不彎折地紡制脆性高性能纖維的紗線的技術(shù)困難。實(shí)施例6 紡制亞麻+芳綸Kevlar長絲三軸系復(fù)合紗取亞麻粗紗筒兩個(gè)和芳綸Kevlar長絲筒一個(gè)，按上述工藝步驟得到兩束亞麻短纖須條和一芳綸Kevlar長絲束，其間的復(fù)合比例為亞麻短纖須條/亞麻短纖須條/芳綸 Kevlar長絲束的復(fù)合質(zhì)量比為40/40/20。芳綸Kevlar長絲束以定位張力輪的張力為18cN、 包圍角為60°扁平化芳綸Kevlar長絲束，并以中軸線喂入前羅拉鉗口 ；兩束丙綸短纖須條 (軸II和軸III)以牽伸的自然張力、18mm間距對稱于碳長絲束中心軸線(軸I)喂入前羅拉鉗口，詳見圖1所示。三軸系纖維條出前羅拉鉗口后，在160捻/IOcm的加捻作用下匯集于同一點(diǎn)，形成芳綸Kevlar長絲束張緊增強(qiáng)在內(nèi)，亞麻短纖須條柔軟包覆在外的高性能復(fù)合紗。紡紗中無芳綸Kevlar纖維彎折原纖化脫落現(xiàn)象；所制得的高強(qiáng)高模復(fù)合紗的強(qiáng)度為 2. 和最小可彎曲半徑為0. 23dymm，其中dy為紗的直徑(mm)，說明該工藝可解決無法保持高強(qiáng)不彎折地紡制脆性高性能纖維的紗線的技術(shù)困難。實(shí)施例7 紡制亞麻/滌綸+碳長絲三軸系復(fù)合紗取亞麻和滌綸混紡的粗紗筒兩個(gè)和碳長絲筒一個(gè)，按上述工藝步驟得到兩束亞麻/滌綸短纖須條和一碳長絲束，其間的復(fù)合比例為(亞麻/滌綸)/ (亞麻/滌綸)/碳長絲束的復(fù)合質(zhì)量比為20/20/60。碳長絲束以定位張力輪的張力為10cN、包圍角為130°扁平化碳長絲束，并以中軸線喂入前羅拉鉗口 ；兩束錦綸短纖須條(軸II和軸III)以牽伸的自然張力、20mm間距對稱于碳長絲束中心軸線(軸I)喂入前羅拉鉗口，詳見圖1所示。三軸系纖維條出前羅拉鉗口后，在130捻/IOcm的加捻作用下匯集于同一點(diǎn)，形成碳長絲束張緊增強(qiáng)在內(nèi)，亞麻、滌綸短纖須條柔軟包覆在外的高性能復(fù)合紗。紡紗中無碳纖維彎折起毛刺和碎屑掉落現(xiàn)象；所制得的高強(qiáng)高模復(fù)合紗的強(qiáng)度為2. 9GPa和最小可彎曲半徑為0. 61dymm, 其中dy為紗的直徑(mm)，說明該工藝可解決無法保持高強(qiáng)不彎折地紡制脆性高性能纖維的紗線的技術(shù)困難。實(shí)施例8 紡制亞麻+滌綸+玻璃長絲三軸系復(fù)合紗取亞麻和滌綸粗紗筒各一個(gè)，玻璃長絲筒一個(gè)，按上述工藝步驟得到兩束亞麻短纖須條、滌綸短纖須條和一碳玻璃長絲束，其間的復(fù)合比例為亞麻短纖須條/滌綸短纖須條/碳玻璃長絲束的復(fù)合質(zhì)量比為10/10/80。玻璃長絲束以定位張力輪的張力為30cN、包圍角為60°扁平化玻璃長絲束，并以中軸線喂入前羅拉鉗口 ；兩束錦綸短纖須條(軸II和軸III)以牽伸的自然張力、5mm間距對稱于碳長絲束中心軸線(軸I)喂入前羅拉鉗口，詳見圖1所示。三軸系纖維條出前羅拉鉗口后，在80捻/IOcm的加捻作用下匯集于同一點(diǎn)， 形成玻璃長絲束張緊增強(qiáng)在內(nèi)，亞麻、滌綸短纖須條柔軟包覆在外的高性能復(fù)合紗。紡紗中無玻璃纖維彎折起毛刺和碎屑掉落現(xiàn)象；所制得的高強(qiáng)高模復(fù)合紗的強(qiáng)度為4. IGI^a和最小可彎曲半徑為0. 64dymm，其中dy為紗的直徑(mm)，說明該工藝可解決無法保持高強(qiáng)不彎折地紡制脆性高性能纖維的紗線的技術(shù)困難。
權(quán)利要求
1.對碳纖維對稱保護(hù)的三軸系復(fù)合紡紗工藝，其特征是是在普通環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)上增加一個(gè)用來控制碳長絲束喂入扁平化與張力的定位張力輪和一對用來控制短纖須條對稱定位的集束器；采用兩束對稱喂入的短纖須條實(shí)施對一束碳長絲束作加捻外包纏保護(hù)的復(fù)合紡紗；兩束短纖須條和一束碳長絲束成三軸系同步喂入，形成碳長絲束張緊增強(qiáng)在內(nèi)、短纖須條柔軟包覆在外的復(fù)合紗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對碳纖維對稱保護(hù)的三軸系復(fù)合紡紗工藝，其特征是具體步驟為1)紡紗準(zhǔn)備在普通環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)上增加一個(gè)用來控制碳長絲束喂入扁平化與張力的定位張力輪(4)和用來控制短纖須條對稱定位的第一集束器(6)和第二集束器(7)；定位張力輪G)、第一集束器(6)和第二集束器(7)位于前羅拉(8)上的前羅拉鉗口(9)的輸入端的同一側(cè)，定位張力輪(4)位于第一集束器(6)與第二集束器(7)之間；再選取裝有粗紗條的第一粗紗筒、裝有粗紗條的第二粗紗筒和一卷裝有碳長絲束的長絲筒，掛于該環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)上；2)紗條喂入兩粗紗筒上的粗紗條從后羅拉喂入，經(jīng)牽伸形成第一束短纖須條O)與第二束短纖須條(3)；將經(jīng)過所述環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)牽伸后平行伸直的第一束短纖須條(2)經(jīng)第一集束器(6)定位，以及將經(jīng)過所述環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)牽伸后平行伸直的第二束短纖須條 (3)經(jīng)第二集束器(7)定位后，對稱地喂入前羅拉鉗口(9)；碳長絲束(1)經(jīng)定位張力輪(4) 的扁平化和定位直接喂入前羅拉鉗口(9)，形成三軸系同步喂入；3)加捻成形當(dāng)所述的碳長絲束(1)、第一束短纖須條( 和第二束短纖須條(3)從前羅拉鉗口(9)輸出時(shí)，碳長絲束(1)、第一束短纖須條( 和第二束短纖須條C3)在加捻的作用下匯集于同點(diǎn)，復(fù)合形成碳長絲束(1)在內(nèi)，第一束短纖須條(2)和第二束短纖須條 (3)包纏于碳長絲束(1)外的復(fù)合紗(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對碳纖維對稱保護(hù)的三軸系復(fù)合紡紗工藝，其特征是所述的粗紗條為滌綸短纖、錦綸短纖、丙綸短纖、芳綸短纖、亞麻短纖中的一種，或任意兩種按任意配比的混合制得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的對碳纖維對稱保護(hù)的三軸系復(fù)合紡紗工藝，其特征是所述的用來控制碳長絲束喂入扁平化與張力的定位張力輪(4)為定位張力輪上設(shè)有平底凹槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對碳纖維對稱保護(hù)的三軸系復(fù)合紡紗工藝，其特征是所述用來控制短纖須條對稱定位的第一集束器(6)、第二集束器(7)均設(shè)有圓形喇叭口通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對碳纖維對稱保護(hù)的三軸系復(fù)合紡紗工藝的用途，其特征在于該工藝適合于所述碳長絲束的順利、無彎折成紗，所制成的復(fù)合紗可方便地進(jìn)行后續(xù)紡織染整加工，以及制備穿著、家用和產(chǎn)業(yè)用的技術(shù)紡織品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對碳纖維對稱保護(hù)的三軸系復(fù)合紡紗工藝。對碳纖維對稱保護(hù)的三軸系復(fù)合紡紗工藝，其特征是是在普通環(huán)錠紡細(xì)紗機(jī)上增加一個(gè)用來控制碳長絲束喂入扁平化與張力的定位張力輪和一對用來控制短纖須條對稱定位的集束器；采用兩束對稱喂入的短纖須條實(shí)施對一束碳長絲束作加捻外包纏保護(hù)的復(fù)合紡紗；兩束短纖須條和一束碳長絲束成三軸系同步喂入，形成碳長絲束張緊增強(qiáng)在內(nèi)、短纖須條柔軟包覆在外的復(fù)合紗。該工藝可解決無法保持高強(qiáng)不彎折地紡制脆性纖維的紗線的技術(shù)困難。
文檔編號D02G3/04GK102358970SQ20111024206
公開日2012年2月22日 申請日期2011年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者于偉東, 吳濟(jì)宏, 柯貴珍, 石先軍, 蔡光明 申請人:武漢紡織大學(xué)