CN116397359A - 异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置和方法，该装置包括喂入单元、包芯单元以及卷绕单元；包芯单元包括输送部件、负压包覆部件以及导纱杆；负压包覆部件可将短纤须条开纤式扩宽铺展，形成稳态包覆芯丝的宽须条。本发明通过设置包芯单元，配合喂芯机构和短纤牵伸喂入机构，利用异形管负压网格圈包覆的方式，将短纤须条开纤后均匀包覆于芯丝的外层，得到了包覆效果好、芯丝占比大的包芯纱；实现了短纤利用最大化，降低了包芯纱的原料成本，解决了传统环锭纺包芯纱易露芯、芯丝占比小的问题。该装置通过各单元构建的协同配合，应用于工业中，实现工业高速纺纱，且制备的包芯纱综合性能高、市场应用广。

Description

异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置和方法

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置和方法。

背景技术

包芯纱又称复合纱或包覆纱，是由两种或两种以上的纤维组合而成的一种纱线。短纤包芯纱因通过外包短纤维与芯纱的结合，使其发挥各自的优点，可以扬长避短优化成纱的结构和特性，使得短纤包芯纱的产品很受人们的喜爱。在短纤包芯纱中，除了短纤对于芯纱的包覆情况影响着包芯纱的性能，芯纱的体积占比也对于包芯纱的性能具有重要影响，芯纱占比成为衡量包芯纱性能的重要指标。

目前，包芯纱的纺制方法有多种：环锭纺、静电纺、涡流纺、自捻纺等，我国棉纺工业多采用环锭纺来纺制包芯纱。环锭纺包芯纱是在普通环锭细纱机上增设长丝喂入装置，使长丝从纤维须条的中间喂入，经气圈的回转加捻使短纤须条包缠在外围形成包芯纱；但是，经过此种方式得到的包芯纱极易出现漏芯的现象，且芯纱占比普遍在15％以下。

发明专利(申请号为CN 202111337262.3)公开了一种包芯纺纱装置及宏量芯全裹覆的新结构包芯纺纱方法，通过在普通环锭细纱机的前罗拉钳口和导纱钩之间增设辅助包芯装置，辅助包芯装置包括用于传输外包材料的第一纱道、用于传输芯层材料的第二纱道和用于包缠汇合的包缠点；在纺纱过程中，短纤须条与长丝形成以长丝为伸直状态的“y”字形加捻结构，长丝在包缠点处保持伸直状态，短纤须条在包缠点处依靠长丝的捻回旋转以及自身的部分捻度包缠在长丝外层从而形成包覆效果良好的包芯纱，解决了环锭纺包芯纱的露芯问题。但是，该包芯纺纱装置及包芯纺纱方法因为增设了辅助包芯装置，短纤需呈折线形式喂入第二纱道，与第一纱道喂入的长丝包缠，难以适用于实际工厂中环锭纺的高速纺纱；同时，在实际工厂的高速纺纱过程中，短纤维须条在约束通道内，受到纺纱张力牵拉作用、约束通道侧壁挤压作用，常常出现集聚收拢，导致须条对芯丝的包裹面积降低，从而限制了芯丝的占比(优良包覆效果下的芯丝占比小于55％，包芯比例遇到瓶颈，难以继续提高)、降低了包覆紧度和覆盖率；特别地，在高速纺时容易出现短纤在辅助包芯装置的堆积、缠绕问题，造成机器故障、生产效率降低以及制备的包芯纱结构不均匀、质量差等问题，且包芯纱的芯丝占比难以进一步提高；另外，当短纤须条在辅助包芯装置中出现断头等工况问题时，该装置增加了工人的修理难度。

有鉴于此，有必要设计一种改进的异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置和方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置和方法，该装置设置包芯单元，配合喂芯机构和短纤牵伸喂入机构，利用其将开纤后的宽须条均匀包覆于芯丝的外层，得到包覆效果良好、芯丝占比较大的包芯纱，以实现短纤利用的最大化，降低包芯纱的原料成本，解决传统环锭纺制备包芯纱容易出现露芯，且芯丝占比遇到瓶颈的问题。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置，包括喂入单元、包芯单元以及卷绕单元；所述喂入单元包括用于喂入芯丝的喂芯机构、将粗纱牵伸为短纤须条并喂入所述包芯单元的短纤牵伸喂入机构；所述包芯单元包括为所述包芯单元提供动力的输送部件负压包覆部件以及导纱杆；所述负压包覆部件将所述短纤须条开纤式扩宽铺展形成宽须条，所述宽须条稳态包覆芯丝得到包芯纱，所述导纱杆上开设有加热凹槽，加热凹槽的温度为100～200℃，导纱杆经加热凹槽改变从所述包芯单元输出的纱线的传动路径，并将纱线输送至所述纱线卷绕单元。

作为本发明的进一步改进，所述负压包覆部件包括异形管、所述异形管表面覆盖的网格圈以及所述宽须条与所述芯丝交汇包覆的包缠区；所述网格圈只允许气流通过，将短纤须条开纤式扩宽铺展形成宽须条，并对所述宽须条起托持和运输作用；所述网格圈由所述输送部件带动，沿所述异形管向前旋转运输，并带动附着在所述网格圈表面的宽须条向前输送，在所述包缠区对所述芯丝包覆，形成包芯纱。

作为本发明的进一步改进，所述负压包覆部件还包括设置于所述异形管上的负压吸风口，所述负压吸风口被设置于所述异形管表面的网格圈覆盖；所述负压吸风口将所述短纤须条负压吸附于所述网格圈表面，使所述网格圈表面形成的宽须条进一步开纤式扩宽铺展，形成宽度大、平行度高的纤维层。

作为本发明的进一步改进，所述输送部件包括前皮辊、传动皮辊以及连接所述前皮辊与所述传动皮辊的过桥部件，所述前皮辊带动所述过桥部件，使所述传动皮辊同步旋转；所述传动皮辊与所述网格圈接触，带动所述网格圈向前旋转运输。

作为本发明的进一步改进，所述负压吸风口包括以下形状中的一种：①若干个均匀分布于所述异形管上的风口；②沿所述异形管曲面形成的等宽的风口；③设置于所述异形管上，沿所述宽须条在所述网格圈输送方向由窄渐宽的风口。

作为本发明的进一步改进，所述短纤牵伸喂入机构沿所述粗纱喂入方向依次包括喇叭口、后罗拉、后皮辊、中罗拉、中皮辊以及前罗拉；所述粗纱经过所述短纤牵伸喂入机构牵伸为短纤须条后，经所述前罗拉输出至所述异形管，由所述负压吸风口吸附在所述网格圈上。

作为本发明的进一步改进，所述喂芯机构包括用于改变所述芯丝角度的导丝轮，所述芯丝经所述导丝轮导向，并由所述前罗拉的钳口以一定角度输出，与所述网格圈上的宽须条以一定的夹角在所述包缠区汇合，所述芯丝自转带动被所述网格圈吸附的宽须条包缠在所述芯丝的外层，形成包芯纱。

作为本发明的进一步改进，所述传动皮辊的中间设有一定宽度的凹槽，所述传动皮辊两端凸起方便压住所述网格圈并带动其进行旋转输送，所述凹槽方便所述宽须条与所述芯丝从所述传动皮辊与所述网格圈之间通过；所述凹槽的宽度优选为所述传动皮辊宽度的三分之一。

一种异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱方法，采用所述的异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置进行包芯纱的制备；纺纱的具体方法：

短纤牵伸喂入机构将粗纱牵伸为短纤须条并喂入包芯单元的负压包覆部件中，所述短纤须条被异形管上的负压吸风口吸附在网格圈上开纤式扩宽铺展后形成宽须条，由输送部件带动所述网格圈向前旋转运输，并带动附着在所述网格圈表面的宽须条向前输送；

同时，芯丝经导丝轮导向，经前罗拉的钳口以一定角度输出，与所述网格圈上的宽须条以一定的夹角在包缠区汇合，所述芯丝自转带动被所述网格圈吸附的宽须条包缠在所述芯丝的外层，形成包芯纱；

所述包芯纱经导纱杆改变传动路径，使包芯加捻处结构更稳定，并将所述包芯纱输送至纱线卷绕单元的导纱钩，由在纲领板上高速回转的钢丝圈卷绕在纱管上，完成异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱过程。

作为本发明的进一步改进，所述包缠区与所述前罗拉的钳口的距离大于所述短纤须条的纤维长度，以利用所述芯丝的自转将所述宽须条包缠在所述芯丝的外层；所述芯丝在所述前罗拉处的喂入位置与所述短纤须条具有一定距离，所述芯丝与所述短纤须条相隔距离优选为2～5mm；所述芯丝与所述宽须条在包缠区的夹角为5°～65°。

作为本发明的进一步改进，所述导纱杆设置于所述负压包覆部件输出包芯纱的路径上，导纱杆的位置设置满足使短纤须条输入包芯单元、宽须条在包芯单元中输送时角度不变的条件。

本发明的有益效果是：

1、本发明的一种异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置，通过设置包芯单元，配合喂芯机构和短纤牵伸喂入机构，利用包芯单元的异形管负压网格圈包覆的方式，将开纤后均匀扩宽铺展形成的宽须条均匀包覆于芯丝的外层，得到了包覆效果良好、芯丝占比高达60％～70％的包芯纱，实现了短纤利用的最大化，降低了包芯纱的原料成本，解决在环锭纺纱机上包芯纱容易出现露芯，且芯丝占比的提高遇到瓶颈的问题。该装置通过各单元构建的协同配合，可应用于工业中，实现工业高速纺纱，且制备的包芯纱综合性能较好、市场应用范围广。

2、本发明利用沿异形管旋转运输的网格圈对短纤须条进行开纤式扩宽铺展形成宽须条，且网格圈仅宽须条进行托持和运输，未对宽须条施加任何捻度，使其在网格圈表面形成具有一定宽度、纤维平行度高、纤维分布均匀的纤维层，该纤维层在包缠区与芯丝汇合后，利用芯丝的自转均匀地包缠于芯丝表面。本发明通过在异形管上设置负压吸风口，增加了网格圈对宽须条的挟持力，同时减少形成的包芯纱表面的毛羽，同样不会对宽须条形成任何捻度，有利于在网格圈表面形成结构均匀的纤维层。本发明通过先将短纤须条开纤式扩散铺展形成宽须条，进一步形成结构更均匀的纤维层，再进行芯丝的包覆，不仅提高了芯丝占比，同时节约了粗纱的用量，降低了包芯纱的制备成本。

3、本发明的纺纱方法中，芯丝在经导丝轮导向后，限定与短纤须条相隔一定距离喂入到前罗拉，再经前罗拉钳口输出，与被网格圈向前输送的宽须条在包缠区处以一定角度与汇合，有利于芯丝自转带动被网格圈吸附宽须条包缠在芯丝外层，形成包覆结构均匀的包芯纱；还避免了底部纱线的捻度传递到短纤须条，导致其发生自捻，不利用短纤须条开纤式扩宽的问题。另外，包缠区与前罗拉的钳口的距离大于短纤须条的纤维长度，以更好地利用芯丝的自转将宽须条包缠在芯丝的外层，且芯丝的高速自转也能对宽须条产生一定的牵伸效果，进一步提升了包芯纱的成纱质量。

4、本发明的异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置，改造成本低，在实际生产中，只需在普通环锭纺装置上将包芯单元进行改进、并设置喂芯机构喂入芯丝的角度可调、与短纤须条的距离可调，即可实现本发明开纤式宽须条稳态包覆成纱的效果，得到本发明芯丝占比高达60％～70％、包覆严密的包芯纱。本发明的装置改进成本低，应用范围广，具有良好的工业应用价值。

附图说明

图1为本发明的异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置的结构示意图。

图2为本发明的异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置中包芯单元局部结构示意图。

图3为本发明的异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱方法示意图。

图4为本发明实施例1制备的玄武岩包芯纱显微图。

图5为本发明实施例2制备的玄武岩包芯纱显微图。

图6为对比例1制备的包芯纱显微图。

附图标记

S1-粗纱；S11-短纤须条；F1-芯丝；110-短纤牵伸喂入机构；111-喇叭口；112-后罗拉；113-后皮辊；114-中罗拉；115-中皮辊；116-前罗拉；120-喂芯机构；121-导丝轮；200-包芯单元；210-输送部件；211-前皮辊；212-过桥部件；213-传动皮辊；220-负压包覆部件；221-异形管；222-网格圈；223-负压吸风口；224-包缠区；230-导纱杆；300-卷绕单元；310-导纱钩；320-钢丝圈；330-纲领板；340-纱管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

另外，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

实施例1

请参阅图1所示，一种异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置，包括喂入单元、包芯单元200以及卷绕单元300；喂入单元包括用于喂入芯丝F1的喂芯机构120、将粗纱S1牵伸为短纤须条S11并喂入包芯单元200的短纤牵伸喂入机构110；包芯单元200包括为包芯单元200提供动力的输送部件210、负压包覆部件220以及导纱杆230；负压包覆部件220将短纤须条S11开纤式扩宽铺展形成宽须条，宽须条稳态包覆芯丝得到包芯纱，导纱杆230上开设有加热凹槽，加热凹槽的温度为100～200℃，所用短纤维的模量越高、玻璃化或软化温度越高，加热凹槽的设置温度越高，加热凹槽对经过的纱条表层纤维进行熨烫柔化处理、成纱光洁度提高，导纱杆230经加热凹槽改变从包芯单元200输出的纱线的传动路径，并将纱线输送至纱线卷绕单元300。

该装置通过设置包芯单元200，配合喂芯机构120和短纤牵伸喂入机构110，利用包芯单元200的异形管221负压网格圈222包覆的方式，将开纤扩展后形成的宽须条均匀包覆于芯丝F1的外层，得到了包覆效果良好、芯丝F1占比高达60％～70％的包芯纱，实现了短纤利用最大化，降低了包芯纱的原料成本，解决在传统环锭纺纱机上包芯纱容易出现露芯，且芯丝占比难以继续提高的问题。该装置通过各单元构建的协同配合，可应用于工业中，实现工业高速纺纱，制备的包芯纱性能高、市场应用范围广。

请参阅图2所示，负压包覆部件220包括异形管221、异形管221表面覆盖的网格圈222以及宽须条与芯丝F1交汇包覆的包缠区224；网格圈222只允许气流通过，将短纤须条S11开纤式扩宽铺展形成宽须条，并对宽须条起托持和运输作用；网格圈222由输送部件210带动，沿异形管221向前旋转运输，并带动附着在网格圈222表面的宽须条向前输送，在包缠区224对芯丝F1包覆，形成包芯纱。如此设置，利用沿异形管221旋转运输的网格圈222对短纤须条S11进行开纤式扩宽铺展形成宽须条，且网格圈222仅对宽须条进行托持和运输，未对宽须条施加任何捻度，使其在网格圈222表面形成具有一定宽度、纤维平行度高、纤维分布均匀的纤维层，该纤维层在包缠区224与芯丝F1汇合后，利用芯丝F1的自转均匀地包缠于芯丝F1表面。

特别地，负压包覆部件220还包括设置于异形管221上的负压吸风口223，负压吸风口223被设置于异形管221表面的网格圈222覆盖；负压吸风口223将宽须条负压吸附于网格圈222表面，使网格圈222表面形成的宽须条进一步开纤式扩宽铺展，形成宽度大、平行度高的纤维层。如此，通过在异形管221上设置负压吸风口223，增加网格圈222对宽须条的挟持力，增加宽须条的平整度，同时减少形成的包芯纱表面的毛羽，且不会对宽须条形成任何捻度，有利于在网格圈222表面形成均匀纤维层。本发明通过先将短纤须条S11开纤式扩展以形成宽须条，进一步形成结构均匀的纤维层，再进行芯丝F1的包覆，不仅提高了包芯纱中的芯丝占比，同时节约了粗纱S1的用量，降低了包芯纱的制备成本。

具体地，负压吸风口223包括以下形状中的一种：①若干个均匀分布于异形管221上的风口；②沿异形管221曲面形成的等宽的风口；③设置于异形管221上，沿宽须条在网格圈222输送方向由窄渐宽的风口。本发明的负压吸风口223吸附短纤须条S11后，使其在网格圈222上进行开纤式扩宽铺展形成宽须条，且分散均匀，进而形成结构均匀的纤维层，有利于宽须条对芯丝F1的均匀包覆。

更具体地，负压吸风口223的风口形状为②时，风口的宽度为5～10mm；负压吸风口223的风口形状为③时，风口的最窄处的宽度为5～7mm；以实现直径为1～3mm的短纤须条S11进行开纤式扩展，形成具有相互作用力的宽须条。如此，通过对负压吸风口223形状和尺寸进行限定，避免其负压吸附宽须条时，使宽须条在网格圈222上产生聚集，影响后续对芯丝F1的包缠效果。

输送部件210包括前皮辊211、传动皮辊213以及连接前皮辊211与传动皮辊213的过桥部件212，前皮辊211带动过桥部件212，使传动皮辊213同步旋转；传动皮辊213与网格圈222接触，带动网格圈222向前旋转运输。传动皮辊213的中间设有一定宽度的凹槽，传动皮辊213两端凸起方便压住网格圈222并带动其进行旋转输送，凹槽方便宽须条与芯丝F1从传动皮辊213与网格圈222之间通过；凹槽的宽度优选为传动皮辊213宽度的三分之一。

在一些具体的实施方式中，过桥部件212内存在过桥齿轮，与前皮辊211的轴芯和传动皮辊213的轴芯相连，实现动力的传递。

具体地，短纤牵伸喂入机构110沿粗纱S1喂入方向依次包括喇叭口111、后罗拉112、后皮辊113、中罗拉114、中皮辊115以及前罗拉116；粗纱S1经过短纤牵伸喂入机构110牵伸为短纤须条S11后，经前罗拉116输出至异形管221，由负压吸风口223吸附在网格圈222上进行开纤式扩宽铺展，形成宽须条甚至结构更均匀的纤维层。喂芯机构120包括用于改变芯丝F1角度的导丝轮121，芯丝F1经导丝轮121导向，并由前罗拉116的钳口以一定角度输出，与网格圈222上的宽须条以一定的夹角在包缠区224汇合，芯丝F1自转带动被网格圈222吸附的宽须条包缠在芯丝F1的外层，形成包芯纱。

喂芯机构120的导丝轮121可以改变芯丝F1的角度，以控制芯丝F1与宽须条在包缠区的夹角范围为5°～65°，使得宽须条更好的旋转包覆在芯丝F1的表面。短纤牵伸喂入机构110用于牵伸粗纱S1，并将得到的短纤须条S11喂入包芯单元200中开纤式扩宽铺展形成宽须条；导纱杆230设置于负压包覆部件220输出包芯纱的路径上，导纱杆230的位置设置满足使短纤须条S11输入包芯单元200、宽须条在包芯单元200中输送时角度不变的条件；进而使得宽须条无需改变角度，在包芯单元200中保持自然状态输送；如此设置，不仅可以保持宽须条或形成的纤维层的完整性，避免其发生集聚，还有利于芯丝F1带动宽须条包覆在其表面，形成包芯纱。

通过限定短纤须条S11、芯丝F1在输入包芯单元200时的间距，限定导纱杆230的位置，使得宽须条在包芯单元200中以自然状态输送，无需改变输送角度，保持了宽须条的结构完整性和均匀性；还使得芯材F1与宽须条之间产生夹角，不仅有利于宽须条对芯材F1的包覆，还避免了底部纱线的捻度传递到短纤须条S11，导致其发生自捻，不利于短纤须条S11开纤式扩宽铺展的问题。

本发明的装置与现有技术的包芯纺纱装置相比，未对宽须条形成任何捻度，仅通过网格圈222的托持，使其在自然状态下对芯丝F1进行包覆；该装置适用于实际工厂中环锭纺的高速纺纱，不会高速纺时出现短纤堆积、缠绕等问题；另外，当短纤须条S11出现断头等工况问题时，工人的修理难度小，无需对装置进行任何其他的操作。

请参阅图3所示，一种异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱方法，采用异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置进行包芯纱的制备；纺纱的具体方法：

短纤牵伸喂入机构110将粗纱S1牵伸为短纤须条S11并喂入包芯单元200的负压包覆部件220中，短纤须条S11被异形管221上的负压吸风口223吸附在网格圈222上进行开纤式扩宽铺展形成宽须条，由输送部件210带动网格圈222向前旋转运输，并带动附着在网格圈222表面的宽须条向前输送；

同时，芯丝F1经导丝轮121导向，经前罗拉116的钳口以一定角度输出，与网格圈222上的宽须条以一定的夹角在包缠区224汇合，芯丝F1自转带动被网格圈222吸附的宽须条包缠在芯丝F1的外层，形成包芯纱；

包芯纱经导纱杆230改变传动路径，使包芯加捻处结构更稳定，并将包芯纱输送至纱线卷绕单元300的导纱钩310，由在纲领板330上高速回转的钢丝圈320卷绕在纱管340上，完成异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱过程。

特别地，包缠区224与前罗拉116的钳口的距离大于短纤须条S11的纤维长度，以更好地利用芯丝F1的自转将宽须条包缠在芯丝F1的外层；芯丝F1在前罗拉116处的喂入位置与短纤须条S11具有一定距离，芯丝F1与短纤须条S11的相隔距离优选为2～5mm；芯丝F1与宽须条在包缠区224的夹角为5°～65°。

在该异形管负压网格圈包覆纺纱方法中，芯丝F1在经导丝轮121导向后，限定与短纤须条S11相隔一定距离喂入到前罗拉116，再经前罗拉116钳口输出，与被网格圈222向前输送的宽须条在包缠区224处以一定角度与汇合，可由芯丝F1自转带动被网格圈222吸附的宽须条包缠在芯丝F1外层，以形成包覆结构均匀的包芯纱。另外，包缠区224与前罗拉116的钳口的距离大于短纤须条的纤维长度，以更好地利用芯丝F1的自转将宽须条包缠在芯丝F1的外层，且芯丝F1的高速自转也能对宽须条产生一定的牵伸效果，进一步提升了包芯纱的成纱质量。

请参阅图4所示，图4为采用一种异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置及方法所纺制的35倍3D显微镜放大情况下43.57tex玄武岩包芯纱。该包芯纱的芯丝材料为：25tex玄武岩长丝+50D阻燃涤纶长丝；短纤须条材料为：735tex棉纤维粗纱。工艺参数为：锭速：11000r/min；捻度：90T/10cm；前罗拉线速度：12.22m/min；总牵伸倍数：56.24；后区牵伸：1.15。该包芯纱的芯丝占比为70％。

从图4中可以明显看出，在芯丝占比在70％情况下，玄武岩包芯纱中外层纤维将芯层材料完全包覆无外露现象；整体纱线包覆效果良好，外包覆纤维平行度较高。

实施例2

本实施例提供了一种异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置和方法，与实施例1相比，不同之处在于，芯丝材料为：12tex玄武岩长丝+20D阻燃锦纶长丝；短纤须条材料：600tex阻燃锦纶、芳纶1313、阻燃粘胶复合短纤粗纱(混纺比为：55/35/10)；工艺参数：锭速：8500r/min；捻度：75T/10cm；前罗拉线速度：11.33m/min；总牵伸倍数：63.36；后区牵伸：1.65。

请参阅图5所示，为实施例2为采用一种异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置和方法所纺制的50倍3D显微镜放大情况下23.67tex玄武岩包芯纱。该包芯纱的芯丝占比为60％，由图5可以看出，在较高倍显微镜下，在芯丝占比60％的情况下，该玄武岩包芯纱中外层纤维将芯层材料完全包覆无外露现象；且整体纱线包覆效果良好，外包覆纤维平行度较高。

对比例1

对比例1提供了一种包芯纱装置及方法，该装置为常规环锭纺装置，未设置如实施例1的负压包覆部件220，纺纱方法为将短纤须条集聚于芯纱周围，并进行加捻，得到包芯纱。芯丝材料为：162D蓝色涤纶丝；短纤须条材料为：653tex红色彩棉粗纱。工艺参数：锭速为11000r/min；捻度为104T/10cm；前罗拉线速度为10.58m/min；总牵伸倍数为54.42；皮层棉纤维线密度为12.00tex；后区牵伸为1.25。该包芯纱的芯丝占比为60％。

请参阅图6所示，与实施例2对比，在同芯丝占比情况下，常规环锭纺包芯纱外层纤维无法将芯丝完全包覆，存在严重的外露现象；整体纱线包覆效果差；该包芯纱难以在实际生产中应用，若要改善该情况，只能牺牲芯丝占比，所以传统环锭纺包芯丝的芯丝占比较低，在15％左右才能得到外层纤维较完整包裹芯丝的包芯纱。

综上所述，本发明提供了一种异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置和方法，该装置包括喂入单元、包芯单元以及卷绕单元；喂入单元包括用于喂入芯丝的喂芯机构、将粗纱牵伸为短纤须条并喂入包芯单元的短纤牵伸喂入机构；包芯单元包括为包芯单元提供动力的输送部件、负压包覆部件以及导纱杆，负压包覆部件将短纤须条开纤式扩宽铺展形成宽须条，宽须条进一步稳态包覆芯丝得到包芯纱，导纱杆改变从包芯单元输出的纱线的传动路径，并将纱线输送至纱线卷绕单元。本发明通过设置包芯单元，配合喂芯机构和短纤牵伸喂入机构，利用包芯单元的异形管负压网格圈包覆的方式，将开纤后的宽须条均匀包覆于芯丝的外层，得到了包覆效果良好、芯丝占比较大的包芯纱，芯丝占比高达60％～70％，实现了短纤利用最大化，降低了包芯纱的原料成本，解决传统环锭纺包芯纱容易出现露芯，且芯丝占比低的问题。该装置通过各单元构建的协同配合，可应用于工业中，实现工业高速纺纱，且制备的包芯纱性能高、市场应用广。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置，其特征在于，包括喂入单元、包芯单元以及卷绕单元；所述喂入单元包括用于喂入芯丝的喂芯机构、将粗纱牵伸为短纤须条并喂入所述包芯单元的短纤牵伸喂入机构；所述包芯单元包括为所述包芯单元提供动力的输送部件、负压包覆部件以及导纱杆；所述负压包覆部件将所述短纤须条开纤式扩宽铺展形成宽须条，所述宽须条稳态包覆芯丝得到包芯纱；所述导纱杆上开设有加热凹槽，加热凹槽的温度为100～200℃，导纱杆经加热凹槽改变从所述包芯单元输出纱线的传动路径，并将纱线输送至所述纱线卷绕单元。

2.根据权利要求1所述的异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置，其特征在于，所述负压包覆部件包括异形管、所述异形管表面覆盖的网格圈以及所述宽须条与所述芯丝交汇包覆的包缠区；所述网格圈只允许气流通过，将短纤须条开纤式扩宽铺展形成宽须条，并对所述宽须条起托持和运输作用；所述网格圈由所述输送部件带动，沿所述异形管向前旋转运输，并带动附着在所述网格圈表面的宽须条向前输送，在所述包缠区对所述芯丝包覆，形成包芯纱。

3.根据权利要求2所述的异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置，其特征在于，所述负压包覆部件还包括设置于所述异形管上的负压吸风口，所述负压吸风口被设置于所述异形管表面的网格圈覆盖；所述负压吸风口将所述短纤须条负压吸附于所述网格圈表面，使所述网格圈表面形成的宽须条进一步开纤式扩宽铺展，形成宽度大、平行度高的纤维层。

4.根据权利要求2所述的异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置，其特征在于，所述输送部件包括前皮辊、传动皮辊以及连接所述前皮辊与所述传动皮辊的过桥部件，所述前皮辊带动所述过桥部件，使所述传动皮辊同步旋转；所述传动皮辊与所述网格圈接触，带动所述网格圈向前旋转运输。

5.根据权利要求3所述的异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置，其特征在于，所述负压吸风口包括以下形状中的一种：①若干个均匀分布于所述异形管上的风口；②沿所述异形管曲面形成的等宽的风口；③设置于所述异形管上，沿所述宽须条在所述网格圈输送方向由窄渐宽的风口。

6.根据权利要求3所述的异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置，其特征在于，所述短纤牵伸喂入机构沿所述粗纱喂入方向依次包括喇叭口、后罗拉、后皮辊、中罗拉、中皮辊以及前罗拉；所述粗纱经过所述短纤牵伸喂入机构牵伸为短纤须条后，经所述前罗拉输出至所述异形管，由所述负压吸风口吸附在所述网格圈上。

7.根据权利要求6所述的异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置，其特征在于，所述喂芯机构包括用于改变所述芯丝角度的导丝轮，所述芯丝经所述导丝轮导向，并由所述前罗拉的钳口以一定角度输出，与所述网格圈上的宽须条以一定的夹角在所述包缠区汇合，所述芯丝自转带动被所述网格圈吸附的宽须条包缠在所述芯丝的外层，形成包芯纱。

8.根据权利要求4所述的异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置，其特征在于，所述传动皮辊的中间设有一定宽度的凹槽，所述传动皮辊两端凸起方便压住所述网格圈并带动其进行旋转输送，所述凹槽方便所述宽须条与所述芯丝从所述传动皮辊与所述网格圈之间通过；所述凹槽的宽度为所述传动皮辊宽度的三分之一。

9.一种异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱方法，其特征在于，采用权利要求1～8中任一项所述的异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱装置进行包芯纱的制备；纺纱的具体方法：

短纤牵伸喂入机构将粗纱牵伸为短纤须条并喂入包芯单元的负压包覆部件中，所述短纤须条被异形管上的负压吸风口吸附在网格圈上开纤式扩宽铺展后形成宽须条，由输送部件带动所述网格圈向前旋转运输，并带动附着在所述网格圈表面的宽须条向前输送；

同时，芯丝经导丝轮导向，经前罗拉的钳口以一定角度输出，与所述网格圈上的宽须条以一定的夹角在包缠区汇合，所述芯丝自转带动被所述网格圈吸附的宽须条包缠在所述芯丝的外层，形成包芯纱；

所述包芯纱经导纱杆改变传动路径，使包芯加捻处结构更稳定，并将所述包芯纱输送至纱线卷绕单元的导纱钩，由在纲领板上高速回转的钢丝圈卷绕在纱管上，完成异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱过程。

10.根据权利要求9所述的异形管负压网格圈开纤式宽须条稳态包覆纺纱方法，其特征在于，所述包缠区与所述前罗拉的钳口的距离大于所述短纤须条的纤维长度，以利用所述芯丝的自转将所述宽须条包缠在所述芯丝的外层；所述芯丝在所述前罗拉处的喂入位置与所述短纤须条具有一定距离，所述芯丝与所述短纤须条相隔距离优选为2～5mm；所述芯丝与所述宽须条在包缠区的夹角为5°～65°。

Images