CN107956017A - 点状粘结式拉胀纱加工装置和加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种点状粘结式拉胀纱加工装置和加工方法，包括原料纱喂给机构、梳理及拉胀结构成型机构和加捻卷绕机构，输送通道进纱口设置与分梳辊对应，定型模板设置于输送通道内部，定型模板表面和滚筒外周设有滚动配合的负泊松比几何定型槽，负泊松比几何定型槽通过定型模板和滚筒配合对纤维纱成型拉胀结构，滚筒通过超声波或光辐射定型装置对纤维纱固化定型。方法包括：通过原料纱喂给机构喂入原料纱；分梳辊对原料纱进行梳理，在定型模板和滚筒配合作用下形成拉胀短纤维纱并固化定型；输送至加捻卷绕机构进行加捻和卷绕。本发明突破拉胀纱线制造中短纤维纱应用的限制，实现结构稳定、拉胀效果明显且拉伸时纱线表面平整的短纤维拉胀纱线的加工。
Description
技术领域
本发明属于拉胀纱线加工的技术领域，特别是涉及一种点状粘结式拉胀纱加工装置和加工方法。
背景技术
当纱线向受到拉伸应变时，径向轮廓尺寸增大的纱线为拉胀纱线，按照泊松比的定义为负泊松比材料。由于拉胀纱线的特殊效应，拉胀材料具有明显优于传统正泊松比材料的诸多性能，涉及缓冲的冲击能吸收和断裂的断裂功吸收(冲击、阻尼、减振和降噪等)性能，故通常作为产业用纺织品的优选材料，如用作坐垫和安全带的汽车用防护品、保护人体各个部位尤其是膝腕头的人体防护品，以及生物医学上的人造血管及其他领域过滤材料、传感器都有很大应用潜力。
虽然负泊松比的缔造成形研究已有30多年，然而具有负泊松比效应的纺织品材料的研究为近20年。由于负泊松比材料的拉胀效应，赋予传统纺织品的诸多优异性能，故采用现有纺织技术和提升纺织装备的加工范围成为现有纺织的突破点，且制备的拉胀纺织品将受到越来越多的青睐和关注。作为负泊松比纺织材料的一种，拉胀纱线的制造与应用同样受到学者们的关注。然而，由于拉胀纱线的成纱结构要求较高，对现有的纺纱技术而言较为困难，急需攻关解决。
专利WO2007/125352A1、CN2013103361811和WO2010/146347A1尝试采用两种组分长丝纱，通过采用螺旋结构而制备负泊松比长丝纱。这些纱线在拉伸时，外部的螺旋纱会在外力作用下伸直，而内部的纱线则会转移到纱表层进而产生负泊松比效应。但由于大多数外层纱线为刚性材料，其对内层纱转移有很大的限制，因此产生的负泊松效果有其局限；不仅如此，大多数这类纱在拉伸时都存在着由于内外层纱线弹性模量差异较大而导致的拉伸时纱表面凹凸不平，这使得其在服装领域的应用受到很大限制。除上述拉胀纱外，专利US2011/0039088A1、US2011/0209557A1也描述了几种和专利WO2007/125352A1十分类似的拉胀纱结构，其特点主要是：作为组分纱线的外层纱和芯纱的长丝能根据环境变化，会引起芯纱弯曲进而产生负泊松比效应。这种纱线虽然可用于织造舒适性服装，在湿度增大时，由于纱线的负泊松比效应提高了织物的透气性，增加舒适性。但是这种纱线同样存在着结构不稳定的缺陷。
综上所述，上述拉胀纱加工方法大多是由长丝纱通过加工成螺旋结构的方式，再经加捻成形形成，不适用于传统的短纤维纺纱，且效率低。这种纺纱方式纱线种类受限，所得纱线品种单一，对面料的手感而言比较局限。故传统的短纤维原料在拉胀纱线制造领域的应用受到很大限制。因此，开发针对于短纤维的拉胀纱线极为必要，尤其是高品质、高速的短纤维拉胀纱线的加工。
相对而言，目前转杯纺适宜品种多为黏胶类纤维，基于转杯纺的纱线为传统的正泊松比纱线，即纱线轴向拉伸时，截面轮廓变小。但纺纱速度快、生产效率高，实现基于转杯纺的拉胀短纤维纺纱意义极为显著，尤其是适用于纺拉胀的短纤维黏胶纱及其混纺纱。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种点状粘结式拉胀纱加工装置和加工方法，突破拉胀纱线制造中短纤维纱应用的限制，实现一种结构稳定、拉胀效果明显且拉伸时纱线表面平整的短纤维拉胀纱线的加工。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种点状粘结式拉胀纱加工装置，包括原料纱喂给机构和加捻卷绕机构，该加工装置还包括梳理及拉胀结构成型机构，所述梳理及拉胀结构成型机构设置于原料纱喂给机构和加捻卷绕机构之间，所述梳理及拉胀结构成型机构包括分梳辊、输送通道、定型模板和滚筒，所述输送通道的进纱口设置与分梳辊对应，所述定型模板设置于输送通道内部，所述定型模板表面和滚筒外周设有能够滚动配合的负泊松比几何定型槽，所述负泊松比几何定型槽通过定型模板和滚筒配合对纤维纱成型拉胀结构，所述滚筒通过超声波或光辐射定型装置对负泊松比几何定型槽中的纤维纱固化定型。
所述定型模板表面与滚筒外周分布的负泊松比几何定型槽结构一致，且滚筒在滚动过程中与定型模板接触位置的负泊松比几何定型槽分布相同。
所述超声波或光辐射定型装置可更换地设置于滚筒内部，所述滚筒的负泊松比几何定型槽内间隔设有与内腔连通的纳微米尺寸的开孔。
所述超声波或光辐射定型装置通过开孔向负泊松比几何定型槽内输送纳微米粘结粉末。
所述滚筒自转且在定型模板上作向下挤压-配合滚压-向上复位的单元循环运动，所述单元循环运动过程中纱线上形成的负泊松比几何结构单元为三个以上，所述滚筒的运动速度与纱线的输送速度相配合。
所述定型模板于输送通道内部倾斜设置。
所述输送通道进纱口端设有补风口。
所述负泊松比几何定型槽的单元形状为内凹六边形、人字形、双箭头形、内凹蜂窝、星形网络、内凹菱形、中心旋转矩形、中心旋转三角形、中心旋转四面体。
所述原料纱喂给机构、梳理及拉胀结构成型机构和加捻卷绕机构自下而上依次布置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种点状粘结式转杯纺拉胀纱的加工方法，包括以下步骤：
a)通过原料纱喂给机构喂入短纤维原料纱；
b)所述短纤维原料纱经原料纱喂给机构喂入整理后输送至分梳辊进行梳理，梳理后经过输送通道输送至定型模板表面，所述短纤维原料纱在定型模板和滚筒的配合挤压作用下通过负泊松比几何定型槽定型形成具有拉胀结构的拉胀短纤维纱，同时在超声波或光辐射定型装置的作用下固化定型；
c)定型后的拉胀短纤维纱输送至加捻卷绕机构依次进行加捻和卷绕。
有益效果
第一，本发明能够实现短纤维纱线的拉胀结构定型和粘结固化，从而实现在进行拉胀纱线制造时可直接采用短纤维纱线作为原料纱，不需要长丝的缠绕和包覆，突破了现有拉胀纱以弹性长丝芯纱和刚性包缠长丝为原料的局限性，突破了短纤维纱应用的限制。
第二，所得拉胀纱是由具有负泊松比结构的纤维网经加捻形成的，结构相对稳定，拉胀效果明显，一定程度上改善了现有螺旋包缠结构拉胀复合纱结构不稳定及拉伸时表面容易凹凸不平的缺点，能够大大提高了其在减震缓冲服装领域的应用。
第三，所得拉胀纱是通过超声波或光辐射作用与定型模板和滚筒的挤压定型同步实现纤维的定型，在转杯纺加捻机构狭窄的通道内无热气流对纤维网造成紊乱，且纺纱流程较短，纺纱效率高；同时，该纺纱装置结构灵活，加工方法简单，可调节性高，适用性强，可适用于各种成熟的纺纱仪器。
第四，本发明改进了现有拉胀纱加工方法的单一性、局限性以及由于纱线结构不稳定导致的拉胀纱的性能优势和潜力不能得到充分发挥。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明定型模板与滚筒的结构示意图。
图3为本发明滚筒表面负泊松比几何定型槽的结构示意图。
图4为本发明加捻卷绕机构的结构示意图。
图5为本发明加捻卷绕机构的转杯的剖视示意图。
图6为内凹六边形负泊松比几何定型槽的几何形状。
图7为星形负泊松比几何定型槽的几何形状。
图8为双箭头形负泊松比几何定型槽的几何形状。
图9为内凹六边形拉胀纱结构单元拉伸前后的结构示意图。
图10为星形拉胀纱结构单元拉伸前后的结构示意图。
图11为双箭头形拉胀纱结构单元拉伸前后的结构示意图。
其中：1-原料纱喂给机构；11-短纤维原料纱；12-喂给喇叭；13-喂给板；14-喂给罗拉；2-梳理及拉胀结构成型机构；21-分梳辊；22-补风口；23-输送通道；24-定型模板；25-滚筒；26-开孔；27-拉胀短纤维纱；28-负泊松比几何定型槽；3-加捻卷绕机构；31-引纱管；32-凝聚槽；33-转杯；34-拉胀纱；35-引纱罗拉；36-卷绕罗拉；37-卷绕滚筒。
具体实施方式
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。
如图1所示的一种点状粘结式拉胀纱加工装置，包括原料纱喂给机构1、梳理及拉胀结构成型机构2和加捻卷绕机构3，原料纱喂给机构1、梳理及拉胀结构成型机构2和加捻卷绕机构3自下而上依次布置。
原料纱喂给机构1包括喂给喇叭12、喂给板13和喂给罗拉14。短纤维原料纱11经喂给喇叭12和喂给板13有效握持输送到喂给罗拉14。
梳理及拉胀结构成型机构2包括分梳辊21、补风口22、输送通道23、定型模板24、滚筒25和超声波或光辐射定型装置。分梳辊21设置与喂给罗拉14配合，对经喂给整理的短纤维原料纱11进行梳理并继续输送。输送通道23的进纱口设置与分梳辊21对应，出纱口设置于加捻卷绕机构3相配合，补风口22设置于输送通道23的进纱口端。
定型模板24倾斜地设置于输送通道23内部。如图2和图3所示，定型模板24表面和滚筒25外周设有能够滚动配合的负泊松比几何定型槽28，定型模板24表面与滚筒25外周分布的负泊松比几何定型槽28结构一致，且滚筒25在与定型模板24配合滚动过程中与定型模板24接触位置的负泊松比几何定型槽28分布相同。滚筒25表面的负泊松比几何定型槽28的单元结构沿着滚筒25表面周向阵列排列，相邻单元结构相对滚筒25轴心线的间隔夹角为1°～20°。负泊松比几何定型槽28的单元形状可以为内凹六边形、人字形、双箭头形、内凹蜂窝、星形网络、内凹菱形、中心旋转矩形、中心旋转三角形、中心旋转四面体。
滚筒25在工作时保持自转，同时在定型模板24上作竖直向下挤压-配合滚压-竖直向上复位的单元循环运动，滚筒25的运动速度与输送通道23传输纤维纱的速度相配合，负泊松比几何定型槽28通过定型模板24和滚筒25的配合作用对纤维纱成型拉胀结构。滚筒25的单元循环运动过程中，纱线上形成的负泊松比几何结构单元为三个以上，从而满足较大负泊松比效应。滚筒25不仅对拉胀结构式纤网具有挤压定型作用，同时由于定型模板倾斜，滚筒25与定型模板24之间的相对作用力与竖直方向形成一定角度，从而能够提供纤维纱沿着定型模板24运动方向的分力，辅助纤维运动，提高输送加捻效率。
超声波或光辐射定型装置可更换地设置于滚筒25内部，滚筒25的负泊松比几何定型槽28内间隔设有与内腔连通的纳微米尺寸的开孔26，开孔26为圆孔或者一字型孔，滚筒25通过开孔26能够向负泊松比几何定型槽28内输送纳微米粘结粉末，滚筒25通过超声波或光辐射定型装置能够对负泊松比几何定型槽28中的纤维纱固化定型。超声波或光辐射装置可产生紫外光或高温辐射热波，滚筒25同时能够向纱线添加纳微米粘结粉末，可实现纳微米粘结粉末固化定型，并固结短纤维网。短纤维网为各种规格的短纤维组成的纤维，包括涤纶纤维、丙纶纤维、尼龙纤维等合成纤维，棉纤维、毛纤维等天然纤维，黏胶纤维等再生纤维，以及其混纺纤维。超声波或光辐射装置固结短纤维网，对于具有热熔性质的合成纤维可直接采用超声波进行定型；对于天然纤维或再生纤维可采用一边添加纳微米粘结粉末，一边采用超声波进行粘结定型；对于天然纤维或再生纤维还可采用一边添加纳微米粘结粉末，一边采用光热辐射进行粘结和定型；对于具有热熔性质的合成纤维与天然纤维或再生纤维的混纺纤维，可直接采用超声波进行定型、或采用一边添加纳微米粉末一边采用超声波进行粘结定型、或采用一边添加纳微米粘结粉末一边采用光热辐射进行粘结和定型。
如图4和图5所示，加捻卷绕机构3为转杯纺加捻结构，包括引纱管31、凝聚槽32、转杯33、引纱罗拉35、卷绕罗拉36和卷绕滚筒37。转杯33位于输送通道23上方，定型后的拉胀短纤维纱27由输送通道23输送至转杯33加捻，经转杯33的凝聚槽32加捻输出的拉胀纱34由引纱管31引出输送到引纱罗拉35上，经过卷绕罗拉36卷绕到卷绕滚筒37上形成筒纱。其中引纱罗拉35设于转杯33上方，卷绕罗拉36和卷绕滚筒37依次设置。
下面提供一种上述点状粘结式拉胀纱加工装置的使用方法，包括以下步骤：
1)将短纤维原料纱11经喂给喇叭12和喂给板13有效握持输送到喂给罗拉14，经喂给罗拉14将均匀整理的条子输送到下一机构；
2)短纤维原料纱11经步骤(1)喂入整理后，输送给分梳辊21，经分梳辊21梳理后经过输送通道23传输到定型模板24上，短纤维粗纱在具有负泊松比几何定型槽28结构的定型模板24和滚筒25的挤压作用下形成具有拉胀结构式的拉胀短纤维纱27，同时经超声波或光辐射装置26对负泊松比几何定型槽28中的粗纱进行固化定型后输出；
3)定型后的拉胀短纤维纱27输送到转杯33的凝聚槽32中进行加捻，加捻时须条一端被握持，另一端绕纱轴回转，进而给须条加上捻回；
4)经凝聚加捻得到的拉胀纱34以一定速度经由引纱管31输出到引纱罗拉35，引纱罗拉35再将纱线输送到与之相配合的卷绕罗拉36上，进一步卷绕到卷绕滚筒37上形成卷装纱线。
下面以8个具体的实施例说明本发明装置的使用方法：
实施例1内凹六边形负泊松比黏胶纤维纱的制备
定型模板24和滚筒25表面负泊松比几何定型槽28的单元几何形状为内凹六边形，如图6所示。
选用黏胶短纤粗纱须条作为原材料，将黏胶短纤维粗纱经喂给喇叭12和喂给板13有效握持输送到喂给罗拉14；喂入的黏胶短纤维粗纱之后被输送到分梳辊21，经分梳辊21梳理后通过输送通道23的气流作用输送到定型模板24和滚筒25所形成的通道的平面上，在定型模板24和滚筒25的挤压作用下形成拉胀结构式的形状，并在光辐射装置产生的光辐射和粘结粉末的定型作用下被定型后同步输出；定型后的拉胀短纤纱27在补风口22输入气流及滚筒25运动产生的纤维运动方向的作用力下通过输送通道23输送到高速旋转的转杯33的凝聚槽32中进行加捻，加捻输出的拉胀纱34由引纱管31引出输送到引纱罗拉35上，经过卷绕罗拉36卷绕到卷绕滚筒37上形成筒纱。
内凹六边形负泊松比短纤维纱结构单元拉伸前后结构示意图如图9所示，具体实施参数见表1。
实施例2内凹六边形负泊松比涤纶纤维纱的制备
定型模板24和滚筒25表面负泊松比几何定型槽28的单元几何形状为内凹六边形，如图6所示。
选用涤纶短纤粗纱须条作为原材料，将涤纶短纤维粗纱经喂给喇叭12和喂给板13有效握持输送到喂给罗拉14；喂入的涤纶短纤维粗纱之后被输送到分梳辊21，经分梳辊21梳理后通过输送通道23的气流作用输送到定型模板24和滚筒25所形成的通道的平面上，在定型模板24和滚筒25的挤压作用下形成拉胀结构式的形状并在超声波装置产生的超声波的定型作用下被定型后同步输出；定型后的拉胀短纤纱27在补风口22输入气流及滚筒25运动产生的纤维运动方向的作用力下通过输送通道23输送到高速旋转的转杯33的凝聚槽32中进行加捻，加捻输出的拉胀34由引纱管31引出输送到引纱罗拉35上，经过卷绕罗拉36卷绕到卷绕滚筒37上形成筒纱。
内凹六边形负泊松比短纤维纱结构单元拉伸前后结构示意图如图9所示，具体实施参数见表1。
实施例3内凹六边形负泊松比黏胶-涤纶混纺纤维纱的制备
定型模板24和滚筒25表面负泊松比几何定型槽28的单元几何形状为内凹六边形，如图6所示。
选用黏胶-涤纶混纺短纤粗纱须条作为原材料，将黏胶-涤纶混纺短纤维粗纱经喂给喇叭12和喂给板13有效握持输送到喂给罗拉14；喂入的黏胶-涤纶混纺短纤维粗纱之后被输送到分梳辊21，经分梳辊21梳理后通过输送通道23的气流作用输送到定型模板24和滚筒25所形成的通道的平面上，在定型模板24和滚筒25的挤压作用下形成拉胀结构式的形状并超声波装置的超声波作用下被定型后同步输出；经分梳辊21和定型模板24输出的定型后的拉胀短纤纱27在补风口22输入气流及滚筒25运动产生的纤维运动方向的作用力下通过输送通道23输送到高速旋转的转杯33的凝聚槽32中进行加捻，加捻输出的拉胀34由引纱管31引出输送到引纱罗拉35上，经过卷绕罗拉36卷绕到卷绕滚筒37上形成筒纱。
内凹六边形负泊松比短纤维纱结构单元拉伸前后结构示意图如图9所示，具体实施参数见表1。
实施例4内凹六边形负泊松比羊毛纤维纱的制备
定型模板24和滚筒25表面负泊松比几何定型槽28的单元几何形状为内凹六边形，如图6所示。
选用羊毛短纤粗纱须条作为原材料，将羊毛短纤维粗纱经喂给喇叭12和喂给板13有效握持输送到喂给罗拉14；喂入的羊毛短纤维粗纱之后被输送到分梳辊21，经分梳辊21梳理后通过输送通道23的气流作用输送到定型模板24和滚筒25所形成的通道的平面上，在定型模板24和滚筒25的挤压作用下形成拉胀结构式的形状并在光辐射装置产生的光辐射和粘结粉末的定型作用下被定型后同步输出；经分梳辊21和定型模板24输出的定型后的拉胀短纤纱27在补风口22输入气流及滚筒25运动产生的纤维运动方向的作用力下通过输送通道23输送到高速旋转的转杯33的凝聚槽32中进行加捻，加捻输出的拉胀34由引纱管31引出输送到引纱罗拉35上，经过卷绕罗拉36卷绕到卷绕滚筒37上形成筒纱。
内凹六边形负泊松比短纤维纱结构单元拉伸前后结构示意图如图9所示，具体实施参数见表1。
实施例5星形负泊松比羊毛纤维纱的制备
定型模板24和滚筒25表面负泊松比几何定型槽28的单元几何形状为星形，如图7所示。
选用羊毛短纤粗纱须条作为原材料，将羊毛短纤粗纱经喂给喇叭12和喂给板13有效握持输送到喂给罗拉14；喂入的羊毛短纤粗纱之后被输送到分梳辊21，经分梳辊21梳理后通过输送通道23的气流作用输送到定型模板24和滚筒25所形成的通道的平面上，在定型模板24和滚筒25的挤压作用下形成拉胀结构式的形状并在光辐射装置产生的光辐射和粘结粉末的定型作用下被定型后同步输出；经分梳辊21和定型模板24输出的定型后的拉胀短纤纱27在补风口22输入气流及滚筒25运动产生的纤维运动方向的作用力下通过输送通道23输送到高速旋转的转杯33的凝聚槽32中进行加捻，加捻输出的拉胀纱34由引纱管31引出输送到引纱罗拉35上，经过卷绕罗拉36卷绕到卷绕滚筒37上形成筒纱。
星形负泊松比短纤维纱结构单元拉伸前后结构示意图如图10所示，具体实施参数见表1。
实施例6内凹六边形负泊松比黏胶、蚕丝混合纤维纱的制备
定型模板24和滚筒25表面负泊松比几何定型槽28的单元几何形状为内凹六边形，如图6所示。
选用黏胶、蚕丝混合短纤粗纱须条作为原材料，将短纤维粗纱经喂给喇叭12和喂给板13有效握持输送到喂给罗拉14；喂入的黏胶、蚕丝短纤维粗纱之后被输送到分梳辊21，经分梳辊21梳理后通过输送通道23的气流作用输送到定型模板24和滚筒25所形成的通道的平面上，在定型模板24和滚筒25的挤压作用下形成拉胀结构式的形状并在光辐射装置产生的光辐射和粘结粉末的定型作用下被定型后同步输出；经分梳辊21和定型模板24输出的定型后的拉胀短纤纱27在补风口22输入气流及滚筒25运动产生的纤维运动方向的作用力下通过输送通道23输送到高速旋转的转杯33的凝聚槽32中进行加捻，加捻输出的拉胀34由引纱管31引出输送到引纱罗拉35上，经过卷绕罗拉36卷绕到卷绕滚筒37上形成筒纱。
内凹六边形负泊松比短纤维纱结构单元拉伸前后结构示意图如图9所示，具体实施参数见表1。
实施例7星形负泊松比涤纶、羊毛混合纤维纱的制备
定型模板24和滚筒25表面负泊松比几何定型槽28的单元几何形状为星形，如图7所示。
选用涤纶、羊毛混合短纤粗纱须条作为原材料，将涤纶、羊毛混合短纤维粗纱经喂给喇叭12和喂给板13有效握持输送到喂给罗拉14；喂入的涤纶、羊毛混合短纤维粗纱之后被输送到分梳辊21，经分梳辊21梳理后通过输送通道23的气流作用输送到定型模板24和滚筒25所形成的通道的平面上，在定型模板24和滚筒25的挤压作用下形成拉胀结构式的形状并在超声波装置产生的超声波的定型作用下被定型后同步输出；经分梳辊21和定型模板24输出的定型后的拉胀短纤纱27在补风口22输入气流及滚筒25运动产生的纤维运动方向的作用力下通过输送通道23输送到高速旋转的转杯33的凝聚槽32中进行加捻，加捻输出的拉胀纱34由引纱管31引出输送到引纱罗拉35上，经过卷绕罗拉36卷绕到卷绕滚筒37上形成筒纱。
星形负泊松比短纤维纱结构单元拉伸前后结构示意图如图10所示，具体实施参数见表1。
实施例8双箭头形负泊松比尼龙、羊毛混合纤维纱的制备
定型模板24和滚筒25表面负泊松比几何定型槽28的单元几何形状为双箭头形，如图9所示。
选用尼龙、羊毛混合短纤粗纱须条作为原材料，将尼龙、羊毛混合短纤维粗纱经喂给喇叭12和喂给板13有效握持输送到喂给罗拉14；喂入的尼龙、羊毛混合短纤维粗纱之后被输送到分梳辊21，经分梳辊21梳理后通过输送通道23的气流作用输送到定型模板24和滚筒25所形成的通道的平面上，在定型模板24和滚筒25的挤压作用下形成拉胀结构式的形状并在光辐射装置产生的光辐射和粘结粉末的定型作用下被定型后同步输出；经分梳辊21和定型模板24输出的定型后的拉胀短纤纱27在补风口22输入气流及滚筒25运动产生的纤维运动方向的作用力下通过输送通道23输送到高速旋转的转杯33的凝聚槽32中进行加捻，加捻输出的拉胀纱34由引纱管31引出输送到引纱罗拉35上，经过卷绕罗拉36卷绕到卷绕滚筒37上形成筒纱。
双箭头形负泊松比短纤维纱结构单元拉伸前后结构示意图如图11所示，具体实施参数见表1。
表1实施例的具体实施参数
本专利得到国家重点研发计划(No.2016YFC0802802)资助。
Claims (10)
1.一种点状粘结式拉胀纱加工装置，包括原料纱喂给机构(1)和加捻卷绕机构(3)，其特征在于：该加工装置还包括梳理及拉胀结构成型机构(2)，所述梳理及拉胀结构成型机构(2)设置于原料纱喂给机构(1)和加捻卷绕机构(3)之间，所述梳理及拉胀结构成型机构(2)包括分梳辊(21)、输送通道(23)、定型模板(24)和滚筒(25)，所述输送通道(23)的进纱口设置与分梳辊(21)对应，所述定型模板(24)设置于输送通道(23)内部，所述定型模板(24)表面和滚筒(25)外周设有能够滚动配合的负泊松比几何定型槽(28)，所述负泊松比几何定型槽(28)通过定型模板(24)和滚筒(25)配合对纤维纱成型拉胀结构，所述滚筒(25)通过超声波或光辐射定型装置对负泊松比几何定型槽(28)中的纤维纱固化定型。
2.根据权利要求1所述的一种点状粘结式拉胀纱加工装置，其特征在于：所述定型模板(24)表面与滚筒(25)外周分布的负泊松比几何定型槽(28)结构一致，且滚筒(25)在与定型模板(24)配合滚动过程中与定型模板(24)接触位置的负泊松比几何定型槽(28)分布相同。
3.根据权利要求1所述的一种点状粘结式拉胀纱加工装置，其特征在于：所述超声波或光辐射定型装置可更换地设置于滚筒(25)内部，所述滚筒(25)的负泊松比几何定型槽(28)内间隔设有与内腔连通的纳微米尺寸的开孔(26)。
4.根据权利要求1所述的一种点状粘结式拉胀纱加工装置，其特征在于：所述滚筒(25)通过开孔(26)向负泊松比几何定型槽(28)内输送纳微米粘结粉末。
5.根据权利要求1所述的一种点状粘结式拉胀纱加工装置，其特征在于：所述滚筒(25)自转且在定型模板(24)上作向下挤压-配合滚压-向上复位的单元循环运动，所述单元循环运动过程中纱线上形成的负泊松比几何结构单元为三个以上，所述滚筒(25)的运动速度与纤维纱的输送速度相配合。
6.根据权利要求1所述的一种点状粘结式拉胀纱加工装置，其特征在于：所述定型模板(24)于输送通道(23)内部倾斜设置。
7.根据权利要求1所述的一种点状粘结式拉胀纱加工装置，其特征在于：所述输送通道(23)的进纱口端设有补风口(22)。
8.根据权利要求1所述的一种点状粘结式拉胀纱加工装置，其特征在于：所述负泊松比几何定型槽(28)的单元形状为内凹六边形、人字形、双箭头形、内凹蜂窝、星形网络、内凹菱形、中心旋转矩形、中心旋转三角形、中心旋转四面体。
9.根据权利要求1所述的一种点状粘结式拉胀纱加工装置，其特征在于：所述原料纱喂给机构(1)、梳理及拉胀结构成型机构(2)和加捻卷绕机构(3)自下而上依次布置。
10.一种点状粘结式转杯纺拉胀纱的加工方法，包括以下步骤：
a)通过原料纱喂给机构(1)喂给短纤维原料纱(11)；
b)所述短纤维原料纱(11)经原料纱喂给机构(1)喂入整理后输送至分梳辊(21)进行梳理，梳理后经过输送通道(23)输送至定型模板(24)表面，所述短纤维原料纱(11)在定型模板(24)和滚筒(25)的配合挤压作用下通过负泊松比几何定型槽(28)定型形成具有拉胀结构的拉胀短纤维纱(27)，同时在超声波或光辐射定型装置的作用下固化定型；
c)定型后的拉胀短纤维纱(27)输送至加捻卷绕机构(3)依次进行加捻和卷绕。
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