[发明专利]高刚性脆性纤维材料无损包覆纱线及其纺纱方法与织物

说明书

本发明公开了高刚性脆性纤维材料无损包覆纱线及其纺织方法与织物。本发明通过在低于高刚性脆性纤维长丝最大断裂扭矩的捻度条件下对被柔性纤维夹持的高刚性脆性纤维实施正向复合加捻，形成复合纱芯；再采用摩擦纺技术对所述复合纱芯进行反向加捻，并使柔性阻燃纤维包覆于被反向捻回的复合纱芯表面，形成核壳结构复合纱；所述核壳结构复合纱通过倍捻机正向加捻并捻成股线，并与单根的核壳结构复合纱共同织造形成服用性能优异的织物。通过上述方式，本发明在保障高刚性脆性纤维长丝无损的条件下，完全包覆高刚性脆性纤维长丝，最大限度彰显高刚性脆性纤维长丝的高强度性能，避免高刚性脆性纤维长丝断裂及纤维端外露，提高其织物的服用性能。

技术领域

本发明涉及纺织技术领域，特别是涉及高刚性脆性纤维材料无损包覆纱线及其纺纱方法与织物。

背景技术

玄武岩纤维、玻璃纤维、碳纤维等高刚性脆性纤维材料不仅具有高于普通纤维的强度和模量，还具有优异的耐高温性、阻燃性以及化学稳定性，在国民经济和国防工业中占据了重要地位，应用前景广泛。因此，基于高刚性脆性纤维材料纺制的纱线及其织物也受到了研究者的广泛关注。

然而，由于高刚性脆性纤维材料的柔韧性不足、脆性较大，致使其在织造过程中容易发生断裂并产生碎屑，不利于后续的生产加工；同时，在整个生产和运输过程中，高刚性脆性纤维也容易受到损伤，导致表面起毛现象严重。此外，在对高刚性脆性纤维制成的纱线进行合股时，由于合股张力不均匀等因素，容易导致纤维束集束性能差，分股现象严重。因此，如何将高刚性脆性纤维材料纺制成纱线，并改善其服用性能，是当前的研究重点。

公开号为CN102296389B的专利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，该专利以刚性纤维长丝为芯，将化纤长丝包覆在外，解决刚性脆性较大，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。然而，在采用常规环锭纺纱技术对刚性纤维进行包缠纺纱时，为了将刚性纤维长丝完全包覆，需要施加足量的捻度，这样虽然能将刚性纤维完全包覆住，但纱体中被包覆的刚性纤维长丝已经断裂，不仅无法有效发挥其高强性能，而且刚性纤维的断裂纤维端易外露纱体，形成毛刺，从而导致了穿戴者服用时出现瘙痒、皮肤过敏等不适症状。若要消除这类不适症状，工厂还需要采用多重织物覆盖，但此举又增加了穿着的负重，且织造复杂麻烦。此外，加捻时过大的捻度还会导致反捻残余扭矩过大，从而出现捻缩现象，使刚性纤维易于纠缠在一起，影响后续加工织造过程的进行。

有鉴于此，当前仍有必要对高刚性脆性纤维材料无损包覆纱线及其纺纱方法与织物进行研究，以便在最大限度地利用其高强度性能的同时，改善纱线及其织物的服用性能，满足实际应用的需求。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题和应用需求，提供高刚性脆性纤维材料无损包覆纱线及其纺纱方法与织物，通过采用环锭纺纱技术在低于高刚性脆性纤维长丝最大断裂扭矩的捻度条件下实施正向复合加捻，再采用摩擦纺技术进行反向加捻，使高刚性脆性纤维长丝被无损包覆，形成具有核壳结构的复合纱；该核壳结构复合纱通过倍捻机并捻成芯层脆性纤维长丝无损的股线，并与单根的核壳结构复合纱共同织造，形成服用性能优良(手感舒适、无刺痒感)的高强织物。

为实现上述目的，本发明提供了高刚性脆性纤维材料无损包覆纱线的纺纱方法，包括如下步骤：

S1、将从高刚性脆性纤维长丝卷装上退绕下来的至少一根高刚性脆性纤维长丝由环锭细纱机的前钳口输出，并将从柔性纤维长丝卷装上退绕下来的两组柔性纤维长丝与所述高刚性脆性纤维长丝间隔平行喂入所述前钳口，使所述两组柔性纤维长丝分别位于所述高刚性脆性纤维长丝的两侧，每组柔性纤维长丝中包括至少一根柔性纤维长丝；由所述前钳口输出的所述高刚性脆性纤维长丝被所述两组柔性纤维长丝夹持后，在低于所述高刚性脆性纤维长丝最大断裂扭矩的捻度条件下实施正向加捻，形成复合纱芯，并将所述复合纱芯卷绕至筒管备用；