专利名称：化纤长丝包覆刚性纤维长丝的复合纺纱装置及纺纱方法
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《浙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、均勻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。作为优选方案，所述的刚性纤维长丝为碳纤维长丝、玻璃纤维长丝、光导纤维长丝、玄武岩纤维长丝或金属丝。作为优选方案，所述的化纤长丝是指涤纶长丝、丙纶长丝或锦纶长丝。本发明的特点在①本发明通过一套简单有效的装置实现化纤长丝包覆碳长丝的生产，结构简单，包覆效果好，可控性强。且能较好的控制纱线的张力，从而保证复合纱的质量，同时不需要拆装细纱机罗拉，方便调整生产；②由于加工中回避对碳长丝的摩擦、弯曲和刚性碰压，所以也适用于其他刚性长丝，如玻璃纤维、光导纤维、玄武岩纤维、金属丝等的复合纱的生产；③能较好的控制纱线的张力和捻度，改变包覆效果，增强对碳长丝的保护和复
合纱的适用寿命；④不需要拆装细纱机罗拉，方便调整生产；⑤该复合纺纱方法实用有效。
图1为化纤长丝包覆刚性纤维长丝的复合纺纱装置结构示意图； 图2为化纤长丝包覆刚性纤维长丝的复合纺纱装置侧视图3为多位导纱器结构示意图； 图4为复合纱结构示意图中1_退绕辊；2-定位导纱器；3-张力盘；4-多位导纱器；5-固定架；6-碳长丝；7-化纤长丝；8-复合纱；9-纱锭；10-汇聚点；11-前罗拉。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本发明中术语“环锭纺细纱机”是指本领域技术人员公知的各种环锭纺细纱机，如市售的各种环锭纺细纱机。术语“对称设置”是指与汇聚点距离相等且夹角相等。术语“对称输出”是指与刚性纤维长丝的夹角相等。实施例1
如图ι所示，为化纤长丝包覆刚性纤维长丝的复合纺纱装置，图2为其侧视图，所述的复合纺纱装置在环锭纺细纱机上加设了退绕辊1、定位导纱器2、张力盘3、多位导纱器4和固定架5，定位导纱器2位于环锭纺细纱机的前罗拉对11的喂入钳口后方，多位导纱器4位于环锭纺细纱机的前罗拉对11的输出钳口前方，退绕辊1、张力盘3和多位导纱器4设于固定架5上，退绕辊1由一对相互间加压的橡胶罗拉构成，其可在固定架5上移动。所述的张力盘3共有两个，对称设置。所述的多位导纱器4具有多个对称设置的导纱槽。刚性纤维长丝6平稳、径直地经定位导纱器2，在前罗拉对11前侧达汇聚点10，并被化纤长丝7所包覆，形成碳长丝为芯、化纤长丝在外层的复合纱8。化纤长丝7与刚性纤维长丝6不在同一平面内，化纤长丝7与刚性纤维长丝6之间的夹角决定了化纤长丝7在刚性纤维长丝6上的捻回角，及所需的化纤长丝7根数和线密度，即决定碳长丝6的包覆效果。实施例2
采用实施例1所述的复合纺纱装置，以碳纤维长丝为刚性纤维长丝6，以涤纶长丝为化纤长丝7，将从刚性纤维长丝筒上退绕下来的刚性纤维长丝6依次经过退绕辊1和定位导纱器2后，与从化纤长丝筒上退绕下来的、经由张力盘3和多位导纱器4喂入前罗拉对11而后从前罗拉对11对称输出的两束化纤长丝7在汇聚点10汇聚，同时在环锭纺细纱机的纱锭9的回转下，化纤长丝7和刚性纤维长丝6在汇聚点10处回转加捻形成化纤长丝7包覆在刚性纤维长丝6外面的复合纱8。如图4所示，为复合纱结构示意图，具体的复合纺纱工艺参数，如表1所示。实施例3
采用实施例1所述的复合纺纱装置，以玻璃长丝为刚性纤维长丝6，以丙纶长丝为化纤长丝7，将从刚性纤维长丝筒上退绕下来的刚性纤维长丝6依次经过退绕辊1和定位导纱器2后，与从化纤长丝筒上退绕下来的、经由张力盘3和多位导纱器4喂入前罗拉对11而后从前罗拉对11对称输出的两束化纤长丝7在汇聚点10汇聚，同时在环锭纺细纱机的纱锭9的回转下，化纤长丝7和刚性纤维长丝6在汇聚点10处回转加捻形成化纤长丝7包覆在刚性纤维长丝6外面的复合纱8。如图4所示，为复合纱结构示意图，具体的复合纺纱工艺参数，如表1所示。实施例4
采用实施例1所述的复合纺纱装置，以玄武岩长丝为刚性纤维长丝6，以锦纶长丝为化纤长丝7，将从刚性纤维长丝筒上退绕下来的刚性纤维长丝6依次经过退绕辊1和定位导纱器2后，与从化纤长丝筒上退绕下来的、经由张力盘3和多位导纱器4喂入前罗拉对11而后从前罗拉对11对称输出的两束化纤长丝7在汇聚点10汇聚，同时在环锭纺细纱机的纱锭9的回转下，化纤长丝7和刚性纤维长丝6在汇聚点10处回转加捻形成化纤长丝7包覆在刚性纤维长丝6外面的复合纱8。如图4所示，为复合纱结构示意图，具体的复合纺纱工艺参数，如表1所示。 表1 纺制化纤长丝包覆刚性长丝的复合纺纱工艺参数
权利要求
1.一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(1)、定位导纱器(2)、张力盘(3)和多位导纱器(4)，定位导纱器(2)位于环锭纺细纱机的前罗拉对(11)的喂入钳口后方，多位导纱器(4)位于环锭纺细纱机的前罗拉对 (11)的输出钳口前方。
2.如权利要求1所述的化纤长丝包覆刚性纤维长丝的复合纺纱装置，其特征在于， 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(5)，退绕辊(1)、张力盘 (3)和多位导纱器(4)设于固定架(5)上。
3.如权利要求2所述的化纤长丝包覆刚性纤维长丝的复合纺纱装置，其特征在于，所述的退绕辊(1)可在固定架(5 )上移动。
4.如权利要求1所述的化纤长丝包覆刚性纤维长丝的复合纺纱装置，其特征在于，所述的退绕辊(1)是由一对相互间加压的橡胶罗拉构成。
5.如权利要求1所述的化纤长丝包覆刚性纤维长丝的复合纺纱装置，其特征在于，所述的张力盘(3 )共有两个，对称设置。
6.如权利要求1所述的化纤长丝包覆刚性纤维长丝的复合纺纱装置，其特征在于，所述的多位导纱器(4)具有多个对称设置的导纱槽。
7.一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，包括采用权利要求1-6中任一项所述的复合纺纱装置，将从刚性纤维长丝筒上退绕下来的刚性纤维长丝 (6)依次经过退绕辊(1)和定位导纱器(2)后，与从化纤长丝筒上退绕下来的、经由张力盘 (3)和多位导纱器(4)喂入前罗拉对(11)而后从前罗拉对(11)输出的两束化纤长丝(7)在汇聚点(10)汇聚，同时在环锭纺细纱机的纱锭(9)的回转下，化纤长丝(7)和刚性纤维长丝(6)在汇聚点(10)处回转加捻形成化纤长丝(7)包覆在刚性纤维长丝(6)外面的复合纱 (8)。
8.如权利要求7所述的化纤长丝包覆刚性纤维长丝的复合纺纱方法，其特征在于，所述的两束化纤长丝(7 )从前罗拉对(11)对称输出。
9.如权利要求7所述的化纤长丝包覆刚性纤维长丝的复合纺纱方法，其特征在于，所述的刚性纤维长丝(6)为碳纤维长丝、玻璃纤维长丝、光导纤维长丝、玄武岩纤维长丝或金属丝。
10.如权利要求7所述的化纤长丝包覆刚性纤维长丝的复合纺纱方法，其特征在于，所述的化纤长丝(7 )是指涤纶长丝、丙纶长丝或锦纶长丝。
全文摘要
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及纺纱方法，所述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。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加捻形成复合纱。本发明可以解决碳纤维很脆，在倒卷和编织加工中极易发生纤维的弯曲脆断的问题。
文档编号D01H1/02GK102296389SQ20111024286
公开日2011年12月28日 申请日期2011年8月23日 优先权日2011年8月23日
发明者于伟东, 于昊慧, 周胜, 杜赵群, 邓成亮 申请人:东华大学