CN107988674A - 前置拉胀结构的摩擦纺负泊松比纱的加工方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种前置拉胀结构的摩擦纺负泊松比纱的加工方法和装置，包括：用于喂入短纤维粗纱，并对短纤维粗纱进行牵伸和梳理，使得纤维间的抱合力增加的短纤维纱喂入及牵伸机构；用于梳理经牵伸和开松后的短纤维粗纱，同时利用定型机构模板形成拉胀结构式的形状，并在热的作用下对其进行定型，形成拉胀短纤维纱的拉胀结构成型机构；用于对所述拉胀短纤维纱进行加捻及卷绕到纱管上的加捻及卷绕机构。本发明方法可用于短纤维、废弃纺织品循环开松再利用纤维或其混纺纤维的纺纱。本发明特点是所形成的纱线是具有明显拉胀效果的、结构稳定的短纤维纱，同时原料均匀度要求低、选择范围广，实施方便且成本较低，适于连续化生产及推广应用。

Description

前置拉胀结构的摩擦纺负泊松比纱的加工方法及装置
技术领域
本发明涉及一种负泊松比纱线的加工装置、采用该加工装置的加工方法及用途，尤其是利用摩擦纺纱系统制备负泊松比纱线的纺纱方法和设备，属于纺织科学与技术领域。
背景技术
负泊松比纱线又称拉胀纱线，在轴向拉伸的作用下，其径向半径将增大。相对传统材料，负泊松比材料以独特的变形性能赋予了其良好的断裂韧性和能量吸收(超声波、声、阻尼)性能，这使得负泊松比材料在汽车工业(坐垫、安全带)、航空航天(机翼板、整流罩)、人体防护(护膝、护腕、头盔)、生物医学(人造血管、缝合线)及其他领域(过滤材料、传感器、声呐装置)都有很大应用潜力。
近年来，利用纺织技术制造各种负泊松比材料受到人们越来越多的关注。作为纺织负泊松比材料的一种，负泊松比纱线的制造与应用同样受到人们的关注。专利WO2007/125352A1、专利CN2013/103361811A和专利WO2010/146347A1均是采用两种长丝纱设计成螺旋结构而制备负泊松比长丝纱。这些纱线在拉伸时，内部的螺旋纱会在外力作用下伸直，而外部的纱线则会螺旋弯曲转移到纱芯层进而产生负泊松比效应。专利US2011/0039088A1、US2011/0209557A1也都描述了一种和专利WO2007/125352A1类似的负泊松比纱结构，其中US2011/0039088A1采用的是对湿度敏感的长丝作为外层纱，当外部湿度变化时，会引起芯纱弯曲进而产生负泊松比效应。这种纱线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。但上述方法均是长丝纱通过设计成螺旋结构的方式，经加捻成形。这种纺纱方式不仅效率较低，而且对纤维原料长度、均匀性要求较苛刻，对于目前均匀度相对不高的短纤维纱的纺纱系统而言，难以纺纱实现。故传统的短纤维原料受限，使得纱线的应用领域受限。而摩擦纺纱系统适用纤维广泛，尤其是对纤维均匀度不高，长短差异大的混合纤维或是废弃用纺织品的循环利用纤维，都可以制备成纱线。但该方法的纱线相对较粗，故作为一般的中低端产品；尤其再利用的纤维经摩擦纺成的纱线，难以得到市场的高品质青睐。若能据此开发功能性的摩擦纺纱线，则意义重要。
发明内容
本发明的目的是：专门针对于摩擦纺纱系统进行改进，通过赋予短纤维纱拉胀结构，而形成具有负泊松比效应的纱线。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种前置拉胀结构的摩擦纺负泊松比纱加工装置，其特征在于，包括沿纤维的运动方向依次由前至后布置的短纤维纱喂入及牵伸机构、梳理及拉胀结构成型机构、加捻及卷绕机构，其中：
短纤维纱喂入及牵伸机构，用于对喂入的短纤维粗纱进行初步的牵伸与梳理；
梳理及拉胀结构成型机构，用于牵引短纤维粗纱形成负泊松比结构形状并在热的作用下对短纤维粗纱进行定型；
加捻及卷绕机构，用于将梳理及拉胀结构成型机构输出的拉胀短纤纱加捻形成负泊松比纱，并将负泊松比纱卷绕到纱管上形成筒纱。
优选地，所述短纤维纱喂入及牵伸机构包括沿纤维的运动方向依次由前至后布置的输送罗拉及牵伸罗拉，短纤维粗纱经输送罗拉输送喂入到牵伸罗拉钳口，输送罗拉和牵伸罗拉共同形成小牵伸区，对短纤维粗纱进行初步的牵伸与梳理。
优选地，所述梳理及拉胀结构成型机构包括梳理罗拉，梳理罗拉的上方及下方分别设有上挡板及下挡板，在梳理罗拉的后侧设有挡板，挡板与梳理罗拉之间形成有成型纱通道，在成型纱通道的入口处设有定型模板，热气流经由吹风管被输送至定型模板上、下表面的拉胀结构沟槽内，所述短纤维粗纱经过上下一对定型模板的拉胀结构沟槽的挤压形成负泊松比结构形状并在热气流的作用下定型，定型后的拉胀短纤纱经由成型纱通道输出至所述加捻及卷绕机构。
优选地，所述拉胀结构包括内凹六边形、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、中心旋转三角形或中心旋转四面体。
优选地，所述定型模板满足在横向形成3个以上的拉胀结构的重复单元，满足较大负泊松比效应，且所述拉胀结构的重复单元尺寸可调，范围为1mm-20mm。
优选地，所述热气流包括高温空气、热蒸汽、微纳米尺度的粘结剂液滴、微纳米尺度的粘结剂粉末中的至少一种。
优选地，所述加捻及卷绕机构包括尘笼、成纱输送罗拉、卷绕罗拉、纱管，由尘笼将所述梳理及拉胀结构成型机构输出的拉胀短纤纱加捻形成负泊松比纱，负泊松比纱通过成纱输送罗拉输送到卷绕罗拉上，再由卷绕罗拉卷绕到纱管上形成筒纱。
本发明的另一个技术方案是提供了一种前置拉胀结构的摩擦纺负泊松比纱的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：由短纤维纱喂入及牵伸机构对喂入的短纤维粗纱进行初步的牵伸与梳理，随后输出至梳理及拉胀结构成型机构；
步骤2：短纤维粗纱喂入梳理及拉胀结构成型机构的梳理罗拉，经梳理罗拉梳理传输到定型模板中，热气流经吹风管输送到定型模板上、下表面的相应位置，短纤维粗纱在上、下一对具有拉胀结构沟槽的定型模板的挤压作用下形成负泊松比结构形状并在热气流的作用下定型，定型后的拉胀短纤纱输出至加捻及卷绕机构；
步骤3：拉胀短纤维纱经吹气管的气流输送到表面带有吸气孔道且内置吸风装置的尘笼表面进行加捻，拉胀短纤维纱被吸附凝聚到尘笼表面，借助两者之间摩擦滚动实现加捻；
步骤4：经步骤3加捻得到的负泊松比纱以一定速度经由成纱输送罗拉输送到与加捻机构运动方向垂直的卷绕罗拉上，进一步卷绕到纱管上。
优选地，所述步骤2中，短纤维粗纱处于上、下一对定型模板所形成通道中，短纤维粗纱的轨迹与定型模板的拉胀结构式沟槽保持一致，热气流通过吹风管输送到定型模板表面拉胀结构式沟槽处。
本发明对原料的适用性广，在对短纤维进行纺纱时，对短纤维原料的均匀性要求不高，还可采用长短纤维混合，特别地，可采用废弃纺织品经开松后的纤维，实现纺织品的循坏利用，达到高性能、高附加值、生态环保的产品开发。同时，本发明系统实施成本低，仅仅需要简单有效的纺纱加工装置和方法来制造负泊松比效应优、结构稳定的拉胀纱，满足短纤维负泊松比纱线在中低端各个层次领域的广泛应用。
本发明将输入拉胀结构成形及定型机构的纱条变成具有拉胀结构的纤维网，不仅赋予纤维网拉胀结构形态，经气流输送到尘笼后，再经纤网与尘笼表面摩擦加捻得到负泊松比纱；而且该拉胀结构定型机构具有尺寸可调节的优点。
本发明着重于摩擦纺系统的梳理罗拉输出区域设计，通过具有拉胀结构的定型模板及定型机构，使梳理罗拉钳口处输出的粗纱成为拉胀结构的纤维网，再在气流作用下输送到表面带有吸气孔道且内置吸风装置的尘笼表面加捻形成负泊松比有捻纱。该成纱具有拉胀效应和挤缩效应。
本发明的原理在于：负泊松比纱是由具有拉胀效果的结构纤维网通过加捻形成的，在受到轴向拉伸力作用时，每个拉胀结构将伸展在垂直作用力方向产生膨胀，其合成作用使得短纤维纱整体的径向表观轮廓变大，进而赋予纱线明显的负泊松比效应。
本发明原理实现的技术方法是：短纤维粗纱通过定型模板所形成的定型结构挤压作用下形成拉胀结构式的形状，并在包含定型剂的热蒸气作用下被同步定型后输出，进一步加捻完成具有明显负泊松效应的短纤维纱的制造。同时基于定型模板结构的灵活性，该负泊松比纱加工方法适用于各种成熟的纺纱仪器，如环锭纺和转杯纺等，实施方便且成本较低，适于连续化生产及推广应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、所使用的纤维均为短纤维，无需要长丝的缠绕和包覆；所使用的纤维的长度差异要求低、整齐度可以不高；突破了现有负泊松比纱以弹性芯纱长丝和刚性包缠长丝为原料的局限性，拓宽了负泊松比纱线的应用领域。
2、对所使用的原料的均匀度要求不苛刻，不仅可以以各类短纤维粗纱为原料，同时可采用长短混合纤维、经开松梳理的废弃纺织品，促进了纺织品回收再加工的循环利用，做到高性能、高附加值、生态环保的产品开发。
3、该负泊松比纱是由拉胀结构加捻构成的，结构稳定，拉胀效果明显，一定程度上消除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凹凸不平的缺点；
4、该负泊松比纱是通过热气流作用与定型模板的挤压定型同步，纺纱流程较短且纺纱效率高。
附图说明
图1为前置拉胀结构的摩擦纺负泊松比纱的加工装置侧视图；
图2为前置拉胀结构的摩擦纺负泊松比纱的加工装置正视图；
图3(a)至图3(c)为定型模板表面可用拉胀结构；
图4为内凹六边形负泊松比纱结构单元拉伸前后结构示意图，(a)为拉伸前，(b)为拉伸后；
图5为双箭头形负泊松比纱结构单元拉伸前后结构示意图，(a)为拉伸前，(b)为拉伸后；
图6为星形负泊松比纱结构单元拉伸前后结构示意图，(a)为拉伸前(b)为拉伸后；
附图标记说明：
1-短纤维纱喂入及牵伸机构，11-输送罗拉、12-短纤维粗纱、13-牵伸罗拉；
2-梳理及拉胀结构成型机构，21-上挡板、22-下挡板、23-梳理罗拉、24-吹风管、25-定型模具、26-定型后的拉胀短纤纱、27-挡板；
3-加捻及卷绕机构，31-尘笼、32-成纱输送罗拉、33-负泊松比纱、34-卷绕罗拉、35-纱管。
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。
图1和图2分别为前置拉胀结构的摩擦纺负泊松比纱的加工装置侧视图和正视图。本发明提供的前置拉胀结构的摩擦纺负泊松比纱的加工装置由短纤维纱喂入及牵伸机构1、梳理及拉胀结构成型机构2、加捻及卷绕机构3组成。短纤维纱喂入及牵伸机构1、梳理及拉胀结构成型机构2、加捻及卷绕机构3由左至右依次布置。
短纤维纱喂入及牵伸机构1包括输送罗拉11、牵伸罗拉13等。短纤维粗纱12经输送罗拉11输送喂入到牵伸罗拉13钳口，进行初步的牵伸与梳理。输送罗拉11和牵伸罗拉13形成小牵伸区，短纤维粗纱12经牵伸使得纤维间的抱合力有所增加，牵伸倍数的大小通过输送罗拉11和牵伸罗拉13的转速比进行控制和调节。
梳理及拉胀结构成型机构2由上挡板21、下挡板22、梳理罗拉23、吹风管24、定型模板25及挡板27构成。结合图3(a)，定型模板25上、下表面设有内六边形表面沟槽，吹风管24连接热气流供给装置，将热气流输送到定型模板25表面内六边形沟槽处，使纤维负泊松比结构定型。热气流由热气流供给装置产生，经吹风管24输送到定型模板25上、下表面的相应位置，用于牵引短纤维粗纱12形成负泊松比结构形状并在热的作用下对其进行定型。此外，定型模板25上、下模板表面沟槽及热气流分布与负泊松比结构保持一致，同时定型模板25上、下接触位置沟槽分布相同。在定型过程中，短纤维在定型模板25上、下模板沟槽中进行热定型。
加捻及卷绕机构3由尘笼31、成纱输送罗拉32、卷绕罗拉34、纱管35构成。尘笼31位于吹风管24下方、梳理罗拉23右方，经尘笼加捻的负泊松比纱33经由成纱输送罗拉32输送到卷绕罗拉34上，经由卷绕罗拉34卷绕到纱管35上形成筒纱。
下面以几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-负泊松比棉纤维纱的制备
定型模板25上、下模板上的表面沟槽形状为内凹六边形，如图3(a)所示。
选用棉短纤粗纱12须条作为原材料，将棉短纤维粗纱喂入到输送罗拉11，经过输送罗拉11和牵伸罗拉13形成的牵伸区后从牵伸罗拉13的前钳口输出；棉短纤维粗纱12经初步牵伸梳理后喂入梳理罗拉23，经梳理罗拉23梳理后进入定型模板25形成拉胀结构式的形状并在吹风管24吹入的包含定型剂的热蒸气作用下被同步定型后输出；经梳理罗拉23和定型模板25输出的拉胀短纤纱26经吹风管24的气流输送到表面带有吸气孔道且内置吸风装置的尘笼31表面进行加捻，后经由成纱输送罗拉32输送到与尘笼31垂直的卷绕罗拉34后卷绕到纱管35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4所示。
实施例2双箭头形-负泊松比棉纤维纱的制备
定型模板25上、下模板上的表面沟槽形状为双箭头形，如图3(b)所示。
选用棉短纤粗纱12须条作为原材料，将棉短纤维粗纱喂入到输送罗拉11，经过输送罗拉11和牵伸罗拉13形成的牵伸区后从牵伸罗拉13的前钳口输出；棉短纤维粗纱12经初步牵伸梳理后喂入梳理罗拉23，经梳理罗拉23梳理后进入定型模板25形成拉胀结构式的形状并在吹风管24吹入的包含定型剂的热蒸气作用下被同步定型后输出；经梳理罗拉23和定型模板25输出的拉胀短纤纱26经吹风管24的气流输送到表面带有吸气孔道且内置吸风装置的尘笼31表面进行加捻，后经由成纱输送罗拉32输送到与尘笼31垂直的卷绕罗拉34后卷绕到纱管35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5所示。
实施例3星形-负泊松比棉纤维纱的制备
定型模板25上、下模板上的表面沟槽形状为星形，如图3(c)所示。
选用短纤粗纱12须条作为原材料，将短纤维粗纱喂入到输送罗拉11，经过输送罗拉11和牵伸罗拉13形成的牵伸区后从牵伸罗拉13的前钳口输出；短纤维粗纱12经初步牵伸梳理后喂入梳理罗拉23，经梳理罗拉23梳理后进入定型模板25形成拉胀结构式的形状并在吹风管24吹入的包含定型剂的热蒸气作用下被同步定型后输出；经梳理罗拉23和定型模板25输出的拉胀短纤纱26经吹风管24的气流输送到表面带有吸气孔道且内置吸风装置的尘笼31表面进行加捻，后经由成纱输送罗拉32输送到与尘笼31垂直的卷绕罗拉34后卷绕到纱管35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6所示。
实施例4内凹六边形-负泊松比黏胶纤维纱的制备
定型模板25上、下模板上的表面沟槽形状为内凹六边形，如图3(a)所示。
选用短纤粗纱12须条作为原材料，将短纤维粗纱喂入到输送罗拉11，经过输送罗拉11和牵伸罗拉13形成的牵伸区后从牵伸罗拉13的前钳口输出；短纤维粗纱12经初步牵伸梳理后喂入梳理罗拉23，经梳理罗拉23梳理后进入定型模板25形成拉胀结构式的形状并在吹风管24吹入的包含定型剂的热蒸气作用下被同步定型后输出；经梳理罗拉23和定型模板25输出的拉胀短纤纱26经吹风管24的气流输送到表面带有吸气孔道且内置吸风装置的尘笼31表面进行加捻，后经由成纱输送罗拉32输送到与尘笼31垂直的卷绕罗拉34后卷绕到纱管35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4所示。
实施例5双箭头形-负泊松比黏胶纤维纱的制备
定型模板25上、下模板上的表面沟槽形状为双箭头形，如图3(b)所示。
选用短纤粗纱12须条作为原材料，将短纤维粗纱喂入到输送罗拉11，经过输送罗拉11和牵伸罗拉13形成的牵伸区后从牵伸罗拉13的前钳口输出；短纤维粗纱12经初步牵伸梳理后喂入梳理罗拉23，经梳理罗拉23梳理后进入定型模板25形成拉胀结构式的形状并在吹风管24吹入的包含定型剂的热蒸气作用下被同步定型后输出；经梳理罗拉23和定型模板25输出的拉胀短纤纱26经吹风管24的气流输送到表面带有吸气孔道且内置吸风装置的尘笼31表面进行加捻，后经由成纱输送罗拉32输送到与尘笼31垂直的卷绕罗拉34后卷绕到纱管35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5所示。
实施例6内凹六边形-负泊松比棉、羊毛混合纤维纱的制备
定型模板25上、下模板上的表面沟槽形状为内凹六边形，如图3(a)所示。
选用棉、羊毛混合粗纱12须条作为原材料，将粗纱喂入到输送罗拉11，经过输送罗拉11和牵伸罗拉13形成的牵伸区后从牵伸罗拉13的前钳口输出；棉、羊毛混合粗纱12经初步牵伸梳理后喂入梳理罗拉23，经梳理罗拉23梳理后进入定型模板25形成拉胀结构式的形状并在吹风管24吹入的包含定型剂的热蒸气作用下被同步定型后输出；经梳理罗拉23和定型模板25输出的拉胀短纤纱26经吹风管24的气流输送到表面带有吸气孔道且内置吸风装置的尘笼31表面进行加捻，后经由成纱输送罗拉32输送到与尘笼31垂直的卷绕罗拉34后卷绕到纱管35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4所示。
实施例7双箭头形-负泊松比棉、羊毛混合纤维纱的制备
定型模板25上下模板上的表面沟槽形状为双箭头形，如图3(b)所示。
选用棉、羊毛混合粗纱12须条作为原材料，将短纤维粗纱喂入到输送罗拉11，经过输送罗拉11和牵伸罗拉13形成的牵伸区后从牵伸罗拉13的前钳口输出；棉、羊毛混合粗纱12经初步牵伸梳理后喂入梳理罗拉23，经梳理罗拉23梳理后进入定型模板25形成拉胀结构式的形状并在吹风管24吹入的包含定型剂的热蒸气作用下被同步定型后输出；经梳理罗拉23和定型模板25输出的拉胀短纤纱26经吹风管24的气流输送到表面带有吸气孔道且内置吸风装置的尘笼31表面进行加捻，后经由成纱输送罗拉32输送到与尘笼31垂直的卷绕罗拉34后卷绕到纱管35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5所示。
实施例8内凹六边形-负泊松比回收短纤维纱的制备
定型模板25上下模板上的表面沟槽形状为内凹六边形，如图3(a)所示。
选用经开松后的下脚短纤粗维纱12须条作为原材料，将粗纱喂入到输送罗拉11，经过输送罗拉11和牵伸罗拉13形成的牵伸区后从牵伸罗拉13的前钳口输出；短纤维粗纱12经初步牵伸梳理后喂入梳理罗拉23，经梳理罗拉23梳理后进入定型模板25形成拉胀结构式的形状并在吹风管24吹入的包含定型剂的热蒸气作用下被同步定型后输出；经梳理罗拉23和定型模板25输出的拉胀短纤纱26经吹风管24的气流输送到表面带有吸气孔道且内置吸风装置的尘笼31表面进行加捻，后经由成纱输送罗拉32输送到与尘笼31垂直的卷绕罗拉34后卷绕到纱管35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4所示。
实施例9星形-负泊松比回收短纤维纱的制备
定型模板25上下模板上的表面沟槽形状为星形，如图3(c)所示。
选用经开松后的下脚短纤维粗纱12须条作为原材料，将短纤维粗纱喂入到输送罗拉11，经过输送罗拉11和牵伸罗拉13形成的牵伸区后从牵伸罗拉13的前钳口输出；短纤维粗纱12经初步牵伸梳理后喂入梳理罗拉23，经梳理罗拉23梳理后进入定型模板25形成拉胀结构式的形状并在吹风管24吹入的包含定型剂的热蒸气作用下被同步定型后输出；经梳理罗拉23和定型模板25输出的拉胀短纤纱26经吹风管24的气流输送到表面带有吸气孔道且内置吸风装置的尘笼31表面进行加捻，后经由成纱输送罗拉32输送到与尘笼31垂直的卷绕罗拉34后卷绕到纱管35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6所示。

Claims (9)

1.一种前置拉胀结构的摩擦纺负泊松比纱加工装置，其特征在于，包括沿纤维的运动方向依次由前至后布置的短纤维纱喂入及牵伸机构(1)、梳理及拉胀结构成型机构(2)、加捻及卷绕机构(3)，其中：
短纤维纱喂入及牵伸机构(1)，用于对喂入的短纤维粗纱(12)进行初步的牵伸与梳理；
梳理及拉胀结构成型机构(2)，用于牵引短纤维粗纱(12)形成负泊松比结构形状并在热的作用下对短纤维粗纱(12)进行定型；
加捻及卷绕机构(3)，用于将梳理及拉胀结构成型机构输出的拉胀短纤纱(26)加捻形成负泊松比纱(33)，并将负泊松比纱(33)卷绕到纱管(35)上形成筒纱。
2.如权利要求1所述的一种前置拉胀结构的摩擦纺负泊松比纱加工装置，其特征在于，所述短纤维纱喂入及牵伸机构(1)包括沿纤维的运动方向依次由前至后布置的输送罗拉(11)及牵伸罗拉(13)，短纤维粗纱(12)经输送罗拉(11)输送喂入到牵伸罗拉(13)钳口，输送罗拉(11)和牵伸罗拉(13)共同形成小牵伸区，对短纤维粗纱(12)进行初步的牵伸与梳理。
3.如权利要求1所述的一种前置拉胀结构的摩擦纺负泊松比纱加工装置，其特征在于，所述梳理及拉胀结构成型机构(2)包括梳理罗拉(23)，梳理罗拉(23)的上方及下方分别设有上挡板(21)及下挡板(22)，在梳理罗拉(23)的后侧设有挡板(27)，挡板(27)与梳理罗拉(23)之间形成有成型纱通道，在成型纱通道的入口处设有定型模板(25)，热气流经由吹风管(24)被输送至定型模板(25)上、下表面的拉胀结构沟槽内，所述短纤维粗纱(12)经过上下一对定型模板(25)的拉胀结构沟槽的挤压形成负泊松比结构形状并在热气流的作用下定型，定型后的拉胀短纤纱(26)经由成型纱通道输出至所述加捻及卷绕机构(3)。
4.如权利要求3所述的一种前置拉胀结构的摩擦纺负泊松比纱加工装置，其特征在于，所述拉胀结构包括内凹六边形、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、中心旋转三角形或中心旋转四面体。
5.如权利要求3所述的一种前置拉胀结构的摩擦纺负泊松比纱加工装置，其特征在于，所述定型模板(25)满足在横向形成3个以上的拉胀结构的重复单元，满足较大负泊松比效应，且所述拉胀结构的重复单元尺寸可调，范围为1mm-20mm。
6.如权利要求3所述的一种前置拉胀结构的摩擦纺负泊松比纱加工装置，其特征在于，所述热气流包括高温空气、热蒸汽、微纳米尺度的粘结剂液滴、微纳米尺度的粘结剂粉末中的至少一种。
7.如权利要求1所述的一种前置拉胀结构的摩擦纺负泊松比纱加工装置，其特征在于，加捻及卷绕机构(3)包括尘笼(31)、成纱输送罗拉(32)、卷绕罗拉(34)、纱管(35)，由尘笼(31)将所述梳理及拉胀结构成型机构(2)输出的拉胀短纤纱(26)加捻形成负泊松比纱(33)，负泊松比纱(33)通过成纱输送罗拉(32)输送到卷绕罗拉(34)上，再由卷绕罗拉(34)卷绕到纱管(35)上形成筒纱。
8.一种前置拉胀结构的摩擦纺负泊松比纱的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：由短纤维纱喂入及牵伸机构(1)对喂入的短纤维粗纱(12)进行初步的牵伸与梳理，随后输出至梳理及拉胀结构成型机构；
步骤2：短纤维粗纱(12)喂入梳理及拉胀结构成型机构(2)的梳理罗拉(23)，经梳理罗拉(23)梳理传输到定型模板(25)中，热气流经吹风管(24)输送到定型模板(25)上、下表面的相应位置，短纤维粗纱(12)在上、下一对具有拉胀结构沟槽的定型模板(25)的挤压作用下形成负泊松比结构形状并在热气流的作用下定型，定型后的拉胀短纤纱(26)输出至加捻及卷绕机构(3)；
步骤3：拉胀短纤维纱(26)经吹气管(24)的气流输送到表面带有吸气孔道且内置吸风装置的尘笼(31)表面进行加捻，拉胀短纤维纱(26)被吸附凝聚到尘笼(31)表面，借助两者之间摩擦滚动实现加捻；
步骤4：经步骤3加捻得到的负泊松比纱(33)以一定速度经由成纱输送罗拉(32)输送到与加捻机构运动方向垂直的卷绕罗拉(34)上，进一步卷绕到纱管(35)上。
9.如权利要求8所述的一种前置拉胀结构的摩擦纺负泊松比纱的加工方法，其特征在于：所述步骤2中，短纤维粗纱(12)处于上、下一对定型模板(25)所形成通道中，短纤维粗纱(12)的轨迹与定型模板(25)的拉胀结构式沟槽保持一致，热气流通过吹风管(24)输送到定型模板(25)表面拉胀结构式沟槽处。
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