四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置和方法

1.本发明涉及纺织加工技术领域，尤其涉及一种四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置和方法。


背景技术：

2.包芯纱一般以强力和弹力都较好的合成纤维长丝为芯丝，外包棉、毛、粘胶纤维等短纤维一起加捻而纺制成的纱，又称复合纱或包覆纱，是一种兼具长丝芯纱和外包短纤维优良性能的新型纱，备受人们喜爱。
3.目前，环锭纺是制备包芯纱的一种主流技术。环锭纺包芯纱是在普通环锭细纱机上增设了一个长丝喂入装置，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。普通的环锭纺因加捻三角区的存在而使包芯纱表面产生毛羽，同时容易露丝。为了消除毛羽，紧密纺纱技术采用集聚纤维须条进行捻合成纱；其核心是在前罗拉钳口输出的前方增设集聚装置，使短纤须条先经过集合后再输出加捻，增加边缘纤维与加捻须条主体间的附着抱合作用力，从而降低纱线毛羽。但是，目前的环锭纺包芯纱仍然极易出现露丝现象，为保证包芯纱包覆效果、成纱品质，工厂通常采取提高外层包覆纤维占比的方式，导致纱体中芯丝占比普遍在15％以下。
4.为了克服露丝问题，申请号为cn202111337262.3的专利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，该包芯纺纱装置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丝问题。该装置存在严重不足：1)传输短纤须条的第一纱道容量有限，短纤须条在高速传输过程中，很容易将第一纱道堵塞，而造成纺纱断头；2)短纤须条经第一纱道时，常常与纱道侧壁触碰，无法充分舒展，导致包覆面积有限、包覆效果有限，芯丝占比遇到瓶颈，难以突破50％以上；3)其实质是芯丝自转缠绕短纤须条包缠的方式，成纱为平直芯丝为芯、螺旋包缠短纤须条为鞘，导致芯丝与外包覆纤维之间容易滑动和脱散，包覆层与芯丝之间的界面结合力弱、牢度差。
5.有鉴于此，有必要设计一种改进的四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置和方法，以解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置和方法，该装置克服了短纤须条被牵伸后在包裹区前需要积聚的技术偏见，通过在异形板上设有宽度大于等于喂入的短纤宽须条宽度的负压吸风口，在宽度和长度方向两股作用力的协同拉伸下，在网格圈上得到一定宽度、纤维高度平行且均匀分布的纤维层；同时确保芯丝
和短纤宽须条在前罗拉上的间距为2-5mm，使得经包裹区形成的包芯纱与输送至网格圈上的芯丝在一条直线上，并与输送至网格圈上的短纤宽须条构成“y”字形结构，使芯丝的自转带动而被均匀包缠在芯丝上，得到与传统环锭纺包芯纱不同的加捻结构。
7.为实现上述发明目的，本发明提供了一种环锭纺四罗拉异形板负压式包芯纺纱装置，包括喂入单元、辅助包芯单元和包芯纱卷绕单元；
8.所述喂入单元包括包/芯丝喂入单元、短纤宽须条喂入单元以及位于所述辅助包芯单元输入端的前罗拉；所述包/芯丝喂入单元同时喂入相互间隔设置的至少1根芯丝和至少1根包丝；所述短纤宽须条喂入单元同时喂入相互间隔设置的至少1条短纤宽须条；所述包丝与靠近所述芯丝的短纤宽须条重合，所述芯丝与靠近所述芯丝的短纤宽须条在所述前罗拉上的间距为2-5mm；
9.所述辅助包芯单元包括负压吸附组件、传动齿轮和用于包缠汇合的包裹区；所述负压吸附组件包括异形板、传动罗拉以及包裹于所述异形板和所述传动罗拉外围表面的网格圈；所述异形板上设有宽度大于等于所述短纤宽须条宽度的负压吸风口，所述负压吸风口处设有负压吸风机构；所述前罗拉、传动齿轮和传动罗拉齿合连接；
10.所述短纤宽须条和所述包丝在所述包裹区处与所述芯丝交叉汇合，并包覆于所述芯丝上，形成包芯纱，接着所述包芯纱传输至所述包芯纱卷绕单元加捻卷绕。
11.作为本发明的进一步改进，所述包/芯丝喂入单元同时喂入相互间隔设置的至少1根芯丝和至少1根包丝；所述短纤宽须条喂入单元喂入1条短纤宽须条；所述包丝设置于所述短纤宽须条靠近所述芯丝一侧的1/2宽度内；所述短纤宽须条、包丝以及芯丝汇合，形成以所述包丝与所述芯丝夹持靠近芯丝的部分短纤宽须条为芯、远离芯丝的部分短纤宽须条为鞘的包芯纱。
12.作为本发明的进一步改进，所述包/芯丝喂入单元同时喂入相互间隔设置的至少1根芯丝和至少1根包丝；所述短纤宽须条喂入单元同时喂入依次远离所述芯丝的短纤宽须条和第二短纤宽须条；所述包丝与所述短纤宽须条重合；所述短纤宽须条、第二短纤宽须条、包丝以及芯丝汇合，形成以所述包丝与所述芯丝夹持短纤宽须条为芯、第二短纤宽须条为鞘的包芯纱。
13.作为本发明的进一步改进，所述负压吸风口为上下等宽结构或上窄下宽结构中的一种，以使所述短纤宽须条以一定宽度、纤维平行度均匀平铺于所述网格圈上。
14.作为本发明的进一步改进，经所述包裹区形成的包芯纱与喂入所述网格圈上的所述芯丝在一条直线上，并与喂入所述网格圈上的短纤宽须条构成“y”字形结构；
15.所述包裹区前喂入的所述短纤宽须条在一条直线上。
16.作为本发明的进一步改进，该环锭纺四罗拉异形板负压式包芯纺纱装置还包括设置于所述负压吸附组件上方的辅助输送单元；所述辅助输送单元包括前皮辊、传动皮辊以及设置于所述前皮辊和所述传动皮辊之间的过桥部件；所述前皮辊的轴芯、所述过桥部件和所述传动皮辊的轴芯相连；所述前皮辊与所述前罗拉上下对应设置，所述传动皮辊与所述传动罗拉上下对应设置；所述传动皮辊与所述网格圈接触。
17.作为本发明的进一步改进，所述包裹区与所述前罗拉钳口的距离大于所述短纤宽须条的纤维长度。
18.作为本发明的进一步改进，所述辅助包芯单元还包括设置于所述包裹区和所述包
芯纱卷绕单元之间的导纱杆；所述导纱杆中部设有用于为所述包芯纱定位的第一凹槽。
19.作为本发明的进一步改进，所述短纤宽须条喂入单元包括用于喂入所述短纤宽须条的喇叭口、后罗拉和后皮辊、中罗拉和中皮辊；
20.所述包/芯丝喂入单元包括用于对所述芯丝和所述包丝起导向作用的导纱轮；
21.所述包芯纱卷绕单元包括导纱钩、钢丝圈、钢领和细纱管，所述包芯纱经所述导纱钩进入气圈加捻段，所述包芯纱外层的纤维在此过程中进一步捻合抱紧，最后经过所述钢丝圈在所述钢领上的回转卷绕到所述细纱管上。
22.为实现上述发明目的，本发明提供了一种环锭纺四罗拉异形板负压式包芯纺纱方法，采用上述任一项所述的环锭纺四罗拉异形板负压式包芯纺纱装置进行包芯纺纱，具体包括如下步骤：
23.s1
′
.将至少1条相互间隔设置的所述短纤宽须条包丝以及芯丝分别从喂入单元喂入至辅助包芯单元；
24.s2
′
.所述包丝与靠近所述芯丝的短纤宽须条重合，靠近所述芯丝的短纤宽须条与所述芯丝保持2-5mm的间距喂入所述前罗拉与前皮辊啮合形成的前钳口中，经前钳口输出至所述网格圈上；所述短纤宽须条被所述负压吸风口处的所述负压吸风机构吸附握持，并以一定宽度、纤维平行度均匀平铺于所述网格圈上；所述芯丝自转带动短纤宽须条、包丝在所述包裹区处依次包缠卷绕至所述芯丝外层，形成包芯纱；
25.s3
′
.所述包芯纱再经过所述包芯纱卷绕单元加捻卷绕。
26.本发明的有益效果是：
27.(1)本发明提供的四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置，克服了进入包裹区的短纤宽须条无法完全铺展、难以握持而导致的包裹不严易露丝、包裹不紧易脱散的技术难题，采用在异形板上设置宽度大于等于喂入的短纤宽须条宽度的负压吸风口，负压吸风口处的负压吸风机构对短纤宽须条进行宽度和长度方向的扩散铺展，短纤宽须条均匀平铺在网格圈上，同时短纤宽须条还受到输送方向的拉伸力而使单根纤维被拉直，在宽度和长度方向两股作用力的协同拉伸下，在网格圈上得到一定宽度、纤维高度平行且均匀分布的负压握持式短纤维。
28.同时确保芯丝与短纤宽须条/包丝重合体在前罗拉上的间距为2-5mm，使得在包裹区形成的包芯纱与输送至网格圈上的芯丝在一条直线上，并与输送至网格圈上的短纤宽须条/包丝重合体构成“y”形结构，芯丝自转带动靠近芯丝的部分短纤宽须条、包丝以及离芯丝的部分短纤宽须条或者短纤宽须条、包丝以及第二短纤宽须条在包裹区处，依次负压吸风握持式紧密包缠卷绕至芯丝外层，形成包丝与芯丝夹持靠近芯丝的部分短纤宽须条为芯、远离芯丝的部分短纤宽须条为鞘的包芯纱s3，或者形成包丝与芯丝夹持短纤宽须条为芯、第二短纤宽须条为鞘的包芯纱，有效提升了芯层长丝与短纤维之间的夹持抱合力，增加了包覆层与芯丝之间的界面结合力和牢度，彻底解决了芯丝与外包覆纤维之间容易滑动和脱散问题。同时，短纤维宽须条完全铺展式包覆在芯层上，覆盖效果好，实现了含量占比高达60-70％的芯丝的无漏芯包覆，解决了包芯纱漏芯、包芯含量低的问题。特别地，短纤维宽须条为负压握持式紧密包缠在芯层上，包覆力度大、紧密度高，成纱强力提升、毛羽下降。
29.(2)本发明提供的四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置，通过在负压吸附组件上方设置辅助输送单元，使传动皮辊与网格圈接触，借助传动皮辊和传动齿轮的
共同作用，带动网格圈旋转，使得网格圈的传输更加平稳，为包缠过程提供稳定的条件。
附图说明
30.图1为本发明的四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置的实施例1的结构示意图。
31.图2为负压吸附组件和辅助输送单元的连接关系图。
32.图3为实施例1的短纤宽须条、包丝以及芯丝形成包芯纱的路径图。
33.图4为图3中短纤宽须条的组成图。
34.图5为本发明的四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置的实施例2的结构示意图。
35.图6为实施例2的短纤宽须条、包丝以及芯丝形成包芯纱的路径图。
36.图7为实施例1制备的包芯纱在3d显微镜下放大35倍的图像，标尺为200μm。
37.图8为对比例2制备的包芯纱在3d显微镜下放大35倍的图像，标尺为200μm。
38.图9为对比例3制备的包芯纱在3d显微镜下放大35倍的图像，标尺为200μm。
39.附图标记
40.s1-短纤宽须条；s2-第二短纤宽须条；f1-包丝；f2-芯丝；s3-包芯纱；s11-靠近芯丝f2的部分短纤宽须条；s12-远离芯丝f2的部分短纤宽须条；
41.10-喂入单元；11-喇叭口；12-后罗拉；13-后皮辊；14-中罗拉；15-中皮辊；16-导纱轮；17-前罗拉；
42.20-辅助包芯单元；21-负压吸附组件；22-传动齿轮；23-辅助输送单元；24-导纱杆；25-包裹区；211-异形板；212-传动罗拉；213-网格圈；214-负压吸风口；231-前皮辊；232-传动皮辊；233-过桥部件；234-第二凹槽；
43.30-包芯纱卷绕单元；31-导纱钩；32-钢丝圈；33-钢领；34-细纱管。
具体实施方式
44.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。
45.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。
46.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。
47.请参阅图1至图6所示，本发明提供了一种四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置，包括喂入单元10、辅助包芯单元20和包芯纱卷绕单元30。
48.喂入单元10包括包/芯丝喂入单元、短纤宽须条喂入单元以及位于辅助包芯单元20输入端的前罗拉17，包/芯丝喂入单元同时喂入相互间隔设置的的至少1根芯丝f2和至少1根包丝f1，短纤宽须条喂入单元同时喂入相互间隔设置的至少1条短纤宽须条；包丝f1与
靠近芯丝f2的短纤宽须条重合，芯丝f2与靠近芯丝f2的短纤宽须条在前罗拉17上的间距为2-5mm；如此设置，芯丝f2和短纤宽须条在通过前罗拉17时形成一定的间距而不会直接发生缠绕，为短纤宽须条顺利输送至后续的辅助包芯单元20提供条件，同时为后续的“y”字形结构提供有利条件。
49.辅助包芯单元20包括负压吸附组件21、传动齿轮22和用于包缠汇合的包裹区25。负压吸附组件21包括异形板211、传动罗拉212以及包裹于异形板211和传动罗拉212表面的网格圈213；异形板211上设有宽度大于等于短纤宽须条宽度的负压吸风口214，负压吸风口214处设有负压吸风机构，网格圈213只允许气流通过，对短纤宽须条起托持和运输作用。前罗拉17、传动齿轮22和传动罗拉212齿合连接。如此设置，首先，前罗拉17旋转，带动传动齿轮22旋转，从而带动传动罗拉212旋转，进而带动传动罗拉212表面的网格圈213旋转；其次，经前罗拉17输入的短纤宽须条被输送到网格圈213上，并经过负压吸风口214，由于负压吸风口214的宽度大于等于短纤宽须条的宽度，该过程中短纤宽须条以一定宽度、纤维平行度均匀平铺于网格圈213上而不会发生积聚；再次，短纤宽须条在网格圈213的持续输送下，最终与由前罗拉17输出的芯丝f2、包丝f1汇合在包裹区25处，气圈旋转形成的捻回使芯丝f2自转，带动短纤宽须条和包丝f1包缠卷绕至芯丝f2外层以形成包芯纱s3。接着包芯纱s3传输至包芯纱卷绕单元30加捻卷绕。
50.如图1-4所示，包/芯丝喂入单元同时喂入相互间隔设置的至少1根芯丝f2(多根芯丝f2重合)和至少1根包丝f1(多根包丝f1重合)；短纤宽须条喂入单元喂入1条短纤宽须条s1，包丝f1设置于短纤宽须条s1靠近芯丝f2一侧的1/2宽度内；芯丝f2和短纤宽须条s1靠近芯丝f2一端在前罗拉17上的间距为2-5mm。短纤宽须条s1和包丝f1在包裹区25处与芯丝f2交叉汇合，靠近芯丝f2的部分短纤宽须条s11、包丝f1、远离芯丝f2的部分短纤宽须条s12在包裹区25处依次包缠卷绕至芯丝f2外层，形成以包丝f1与芯丝f2夹持靠近芯丝f2的部分短纤宽须条s11为芯、远离芯丝f2的部分短纤宽须条s12为鞘的包芯纱s3。具体来讲，芯丝f2自转，使得芯丝f2、包丝f1以及靠近芯丝f2的部分短纤宽须条s11相互捻合，形成包丝f1与芯丝f2夹持靠近芯丝f2的部分短纤宽须条s11的芯层结构；接着远离芯丝f2的部分短纤宽须条s12在芯丝f2的自转作用下，包裹缠绕在芯层上。该过程中，均匀平铺的短纤宽须条s1被吸附在网格圈213上而不会发生自转，随后短纤宽须条s1在芯丝f2、包丝f1的协同作用下发生包缠，形成特殊结构的包芯纱s3。
51.如图5-6所示，包/芯丝喂入单元同时喂入相互间隔设置的至少1根芯丝f2和至少1根包丝f1；短纤宽须条喂入单元同时喂入依次远离芯丝f2的短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2；包丝f1与短纤宽须条s1重合；芯丝f2和短纤宽须条s1靠近芯丝f2一端在前罗拉17上的间距为2-5mm。短纤宽须条s1、第二短纤宽须条s2以及包丝f1在包裹区25处与芯丝f2交叉汇合，短纤宽须条s1、包丝f1、第二短纤宽须条s2在包裹区25处依次包缠卷绕至芯丝f2外层，形成以包丝f1与芯丝f2夹持短纤宽须条s1为芯、第二短纤宽须条s2为鞘的包芯纱s3。具体来讲，芯丝f2自转，使得芯丝f2、包丝f1以及短纤宽须条s1相互捻合，形成包丝f1与芯丝f2夹持短纤宽须条s1的芯层结构；接着第二短纤宽须条s2在芯丝f2的自转作用下，包裹缠绕在芯层上。
52.负压吸风口214为上下等宽结构或上窄下宽结构中的一种，以使短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2以一定宽度、纤维平行度均匀平铺于网格圈213上。优选地，负压吸风口
214为上窄下宽结构，即负压吸风口214靠近喂入单元10的一端较窄(依然不小于由前罗拉17输送的短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2的宽度)，远离喂入单元10的一端较宽。如此设置，短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2经过上窄下宽结构的负压吸风口214时，负压吸风口214处的负压吸风机构对短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2进行宽度和长度方向的拉伸，短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2被向两侧拉伸，进而均匀平铺，同时短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2还受到输送方向的拉伸力而使单根纤维被拉直，在宽度和长度方向两股作用力的协同拉伸下，短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2既不会被过分拉宽而出现缝隙，也不会被拉断，最终在网格圈213上得到一定宽度、纤维高度平行且均匀分布的纤维层，对芯丝f2的包覆效果明显较好，为得到结构均匀的包芯纱s3提供有利条件。另外，负压吸风口214还可以捕捉短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2中不受控制的浮游纤维。
53.特别地，如图3和图6所示，经包裹区25形成的包芯纱s3与输送至网格圈213上的芯丝f2在一条直线上，并与输送至网格圈213上的短纤宽须条s1、包丝f1以及第二短纤宽须条s2均构成“y”字形结构。如此设置，由于由下向上的包芯纱s3与输送至网格圈213上的芯丝f2在一条直线上，由气圈旋转形成的捻回由下向上进行传递至包裹区25处后，接着大部分的捻回向芯丝f2进行传递，从而使芯丝f2的捻度及张力远大于短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2的捻度及张力，使其在加捻过程中处于主导地位，为其提供足以发生自转的动力，同时使其处于伸直状态；而只有少部分的捻度传递给短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2，同时借助负压吸风口214对短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2的吸附力，进一步减少了短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2的捻度，而使其平铺在网格圈213上，并被芯丝f2的自转带动而被均匀包缠在芯丝f2上。
54.包裹区25前输入的短纤宽须条s1在一条直线上，第二短纤宽须条s2在一条直线上，进一步对短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2的捻度传递产生阻碍作用，进而再次降低短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2的捻度及张力。
55.包裹区25前输入到网格圈213上的芯丝f2的延长线与喂入的芯丝f2不在一条直线上，以使芯丝f2呈折线形式输入到网格圈213，进一步增加芯丝f2的张力，为保证芯丝f2在包裹区25处处于伸直状态提供辅助条件，以提高包缠效果。
56.在一些实施例中，包裹区25与前罗拉17钳口的距离大于短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2的纤维长度。如此设置，首先短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2中的单根纤维能受到足够的拉伸而被拉直；其次，较大的长度进一步提高芯丝f2的捻度及张力，有利于芯丝f2自转带动短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2包缠；再次，芯丝f2的高速自转也能对短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2产生一定的牵伸效果，使成纱质量进一步提升。
57.该四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置还包括设置于负压吸附组件21上方的辅助输送单元23。辅助输送单元23包括前皮辊231、传动皮辊232以及设置于前皮辊231和传动皮辊232之间的过桥部件233。前皮辊231的轴芯、过桥部件233和传动皮辊232的轴芯相连，过桥部件233能起到结构固定以及皮辊定位作用。如图2所示，前皮辊231与前罗拉17上下对应设置，传动皮辊232与传动罗拉212上下对应设置。传动皮辊232与网格圈213接触，传动皮辊232和传动齿轮22的共同作用，带动网格圈213旋转，如此设置，使得网格圈213的传输更加平稳，为包缠过程提供稳定的条件。
58.在一些实施例中，传动皮辊232中部设有供包芯纱s3通过的第二凹槽234；第二凹
槽234的宽度小于网格圈213的宽度、大于传动皮辊232宽度的三分之一。如此设置，传动皮辊232的两端凸结构更方便压住网格圈213并带动其进行旋转输送；同时，第二凹槽234更方便形成的包芯纱s3从传动皮辊232与网格圈213之间通过。
59.辅助包芯单元20还包括设置于包裹区25和包芯纱卷绕单元30之间的导纱杆24。导纱杆24中部设有用于为包芯纱s3定位的第一凹槽，包芯纱s3穿过导纱杆24中部的第一凹槽，对成纱路径进行定位。具体来讲，导纱杆24左右移动可调节芯丝f2路径的偏移量，进而调节“y”字形结构；导纱杆24垂直于成纱路径上下移动，不仅可调节包芯纱s3对网格圈213的张力，同时消除由气圈造成的纱线横动，使包芯加捻处结构更稳定，还能调节芯丝f2的张力和捻度。
60.短纤宽须条喂入单元包括用于喂入短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2的喇叭口11、后罗拉12和后皮辊13、中罗拉14和中皮辊15；芯丝喂入单元包括用于对芯丝f2和包丝f1起导向作用的导纱轮16。
61.包芯纱卷绕单元30包括导纱钩31、钢丝圈32、钢领33和细纱管34，包芯纱s3经导纱钩31进入气圈加捻段，包芯纱s3外层的纤维在此过程中进一步捻合抱紧，最后经过钢丝圈32在钢领33上的回转卷绕到细纱管34上。
62.该四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置的工作原理为：首先，粗纱退绕后经喇叭口11进入短纤宽须条喂入单元，经后罗拉12、后皮辊13、中罗拉14、中皮辊15牵伸后的短纤宽须条s1经前罗拉17进一步牵伸后输出，其次，短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2被异形板211内的负压吸风机构吸附在网格圈213上，在此过程中，前罗拉17旋转带动传动齿轮22旋转，进而带动传动罗拉212旋转，与此同时，辅助输送单元23下压，传动皮辊232压在传动罗拉212上，进一步带动网格圈213旋转，以使短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2向前输送；间隔一定距离的芯丝f2和包丝f1经退绕后在导丝轮16的导向作用下喂入到前罗拉17和前皮辊231形成的钳口中进行输出，确保包丝f1位于短纤宽须条s1靠近芯丝f2一侧的1/2宽度内或者f1包丝与短纤宽须条s1重合，芯丝f2和短纤宽须条s1靠近芯丝f2的一端在前罗拉17上的间距为2-5mm；短纤宽须条s1在网格圈213的托持运行下向前输送，在包裹区25处由芯丝f2的自转带动短纤宽须条s1、包丝f1以及第二短纤宽须条s2在包裹区25处依次包缠卷绕至芯丝f2外层，形成包芯纱s3；再经过导纱杆24、导纱钩31后，由在纲领33上高速回转的钢丝圈32卷绕在细纱管34上。
63.本发明还提供了一种四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱方法，采用上述的四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置进行包芯纺纱，具体包括如下步骤：
64.s1
′
.将至少1条相互间隔设置的短纤宽须条s1、包丝f1和芯丝f2分别从喂入单元10喂入至辅助包芯单元20；
65.s2
′
.包丝f1与靠近芯丝f2的短纤宽须条重合，靠近芯丝f2的短纤宽须条与芯丝f2保持2-5mm的间距喂入前罗拉17与前皮辊231啮合形成的前钳口中，经前钳口输出至网格圈213上；短纤宽须条s1被负压吸风口214处的负压吸风机构吸附握持，并以一定宽度、纤维平行度均匀平铺于网格圈213上；芯丝f2自转带动短纤宽须条、包丝f1在包裹区25处依次包缠卷绕至芯丝f2外层，形成包芯纱s3；
66.s3
′
.包芯纱s3再经过包芯纱卷绕单元30加捻卷绕。
67.下面通过多个实施例对本发明进行详细说明。
68.实施例1
69.如图1至图4所示，采用四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置进行包芯纺纱，包/芯丝喂入单元同时喂入1根芯丝f2和1根包丝f1，短纤宽须条喂入单元喂入1条短纤宽须条s1；该包芯纺纱过程的工艺参数具体为：芯丝f2为81d的黑色锦纶长丝，包丝f1为50d的白色锦纶长丝，短纤宽须条s1为450tex的粉色彩棉纤维粗纱；前罗拉17输出短纤宽须条s1的速度9.48m/min；细纱管34的旋转速度11000r/min；成纱的捻度为80t/10cm；总牵伸倍数(即牵伸单元对短纤宽须条s1的牵伸倍数)为57.40；皮层棉纤维线密度(即粗纱经过牵伸后的线密度)的维线密度为7.84tex；后区牵伸(即罗拉与中罗拉的旋转线速度的相差倍速)为1.25；双芯丝(芯丝f2和包丝f1)占整体纱线比例为65％；包丝f1和芯丝f2在前罗拉17上的间距为6.5mm，芯丝f2和短纤宽须条s1在前罗拉17上的间距为5mm；包丝f1在短纤宽须条s1中心偏右处喂入(如图3所示)。
70.图7为实施例1所纺制的包芯纱在3d显微镜下放大35倍的图像。由图7可知，所得包芯纱中，外层粉色彩棉纤维将芯丝及包丝材料完全包覆，整体纱线包覆效果良好，并无长丝外露现象；同时，外包覆纤维平行度较高。
71.实施例2
72.如图5和图6所示，采用四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置进行包芯纺纱，包/芯丝喂入单元同时喂入1根芯丝f2和至少1根包丝f1，短纤宽须条喂入单元喂入1条短纤宽须条s1和1条第二短纤宽须条s2，且短纤宽须条s1靠近芯丝f2，同时包丝f1与短纤宽须条s1重合；该包芯纺纱过程的工艺参数具体为：芯丝f2为81d的黑色锦纶长丝，包丝f1为50d的白色锦纶长丝，短纤宽须条s1为450tex的粉色彩棉纤维粗纱，第二短纤宽须条s2为450tex的粉色彩棉纤维粗纱；前罗拉17输出短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2的速度9.48m/min；细纱管34的旋转速度11000r/min；成纱的捻度为80t/10cm；总牵伸倍数(即牵伸单元对短纤宽须条s1的牵伸倍数)为57.40；皮层棉纤维线密度(即粗纱经过牵伸后的线密度)的维线密度为7.84tex；后区牵伸(即罗拉与中罗拉的旋转线速度的相差倍速)为1.25；双芯丝(芯丝f2和包丝f1)占整体纱线比例为70％；包丝f1和芯丝f2在前罗拉17上的间距为5mm，短纤宽须条s1和第二短纤宽须条s2在前罗拉17上的间距为5mm(即图6中短纤宽须条s1的左侧边缘和第二短纤宽须条s2的右侧边缘的距离)；短纤宽须条s1靠近芯丝f2的一侧和芯丝f2在前罗拉17上的间距为3.5mm；包丝f1在短纤宽须条s1中心处喂入(如图6所示)。
73.对比例1
74.与实施例1相比，不同之处在于，包/芯丝喂入单元只喂入1根芯丝f2，其余参数与实施例1大致相同，在此不再赘述。
75.对比例1得到的包芯纱虽然露丝现象不是很严重，但是相比于实施例1，偶尔会出现露丝现象，且芯丝f2与外包覆纤维短纤宽须条s1之间容易滑动和脱散。
76.对比例2
77.采用传统的环锭纺包芯纺纱装置进行包芯纺纱，不设置辅助包芯单元20，其余参数与实施例1大致相同，在此不再赘述。
78.图8为对比例2所纺制的包芯纱在3d显微镜下放大35倍的图像。由图8可知，对比例2所纺制的包芯纱出现了明显的露丝现象，能很明显地看到多处长丝外露。
79.对比例3
80.通过导纱杆24的调节，使得经包裹区25形成的包芯纱s3与输送至网格圈213上的芯丝f2不在一条直线上，同时经包裹区25形成的包芯纱s3与输送至网格圈213上的短纤宽须条s1也不在一条直线上，从而破坏“y”字形结构。其余参数与实施例1大致相同，在此不再赘述。
81.图9为对比例3所纺制纱线在3d显微镜下放大35倍的图像。由图9可知，破坏“y”字形结构后对比例3所纺制的纱线形成了合股纱的形态结构，芯丝f2及包丝f1与短纤宽须条s1相互捻合包缠，长丝外露。
82.综上所述，本发明提供了一种四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置和方法，该装置克服了短纤宽须条被牵伸后在包裹区前需要积聚的技术偏见，通过在异形板上设有宽度大于等于喂入的短纤宽须条宽度的负压吸风口，在宽度和长度方向两股作用力的协同拉伸下，在网格圈上得到一定宽度、纤维高度平行且均匀分布的纤维层；同时确保芯丝和短纤宽须条在前罗拉上的间距为2-5mm，使得经包裹区形成的包芯纱与输送至网格圈上的芯丝在一条直线上，并与输送至网格圈上的短纤宽须条构成“y”字形结构，使芯丝的自转带动而被均匀包缠在芯丝上，得到与传统环锭纺包芯纱不同的加捻结构。
83.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。

技术特征：
1.一种四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置，其特征在于，包括喂入单元、辅助包芯单元和包芯纱卷绕单元；所述喂入单元包括包/芯丝喂入单元、短纤宽须条喂入单元以及位于所述辅助包芯单元输入端的前罗拉；所述包/芯丝喂入单元同时喂入相互间隔设置的至少1根芯丝和至少1根包丝；所述短纤宽须条喂入单元同时喂入相互间隔设置的至少1条短纤宽须条；所述包丝与靠近所述芯丝的短纤宽须条重合，所述芯丝与靠近所述芯丝的短纤宽须条在所述前罗拉上的间距为2-5mm；所述辅助包芯单元包括负压吸附组件、传动齿轮和用于包缠汇合的包裹区；所述负压吸附组件包括异形板、传动罗拉以及套装在所述异形板和所述传动罗拉外围表面的网格圈；所述异形板上设有宽度大于等于所述短纤宽须条宽度的负压吸风口，所述负压吸风口处设有负压吸风机构；所述前罗拉、传动齿轮和传动罗拉齿合连接；所述短纤宽须条和所述包丝在所述包裹区处与所述芯丝交叉汇合，并包覆于所述芯丝上，形成包芯纱，接着所述包芯纱传输至所述包芯纱卷绕单元加捻卷绕。2.根据权利要求1所述的四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置，其特征在于，所述包/芯丝喂入单元同时喂入相互间隔设置的至少1根芯丝和至少1根包丝；所述短纤宽须条喂入单元喂入1条短纤宽须条；所述包丝设置于所述短纤宽须条靠近所述芯丝一侧的1/2宽度内；所述短纤宽须条、包丝以及芯丝汇合，形成以所述包丝与所述芯丝夹持靠近芯丝的部分短纤宽须条为芯、远离芯丝的部分短纤宽须条为鞘的包芯纱。3.根据权利要求1所述的四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置，其特征在于，所述包/芯丝喂入单元同时喂入相互间隔设置的至少1根芯丝和至少1根包丝；所述短纤宽须条喂入单元同时喂入依次远离所述芯丝的短纤宽须条和第二短纤宽须条；所述包丝与所述短纤宽须条重合；所述短纤宽须条、第二短纤宽须条、包丝以及芯丝汇合，形成以所述包丝与所述芯丝夹持短纤宽须条为芯、第二短纤宽须条为鞘的包芯纱。4.根据权利要求1所述的四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置，其特征在于，所述负压吸风口为上下等宽结构或上窄下宽结构中的一种，以使所述短纤宽须条以一定宽度、纤维平行度均匀平铺于所述网格圈上。5.根据权利要求1所述的四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置，其特征在于，经所述包裹区形成的包芯纱与喂入所述网格圈上的所述芯丝在一条直线上，并与喂入所述网格圈上的短纤宽须条和包丝汇合呈“y”形；所述包裹区前喂入的所述短纤宽须条在一条直线上。6.根据权利要求1所述的四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置，其特征在于，该四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置还包括设置于所述负压吸附组件上方的辅助输送单元；所述辅助输送单元包括前皮辊、传动皮辊以及设置于所述前皮辊和所述传动皮辊之间的过桥部件；所述前皮辊的轴芯、所述过桥部件和所述传动皮辊的轴芯相连；所述前皮辊与所述前罗拉上下对应设置，所述传动皮辊与所述传动罗拉上下对应设置；所述传动皮辊与所述网格圈接触。7.根据权利要求1所述的四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置，其特征在于，所述包裹区与所述前罗拉钳口的距离大于所述短纤宽须条的纤维长度。8.根据权利要求1所述的四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置，其特征在
于，所述辅助包芯单元还包括设置于所述包裹区和所述包芯纱卷绕单元之间的导纱杆；所述导纱杆中部设有用于为所述包芯纱定位的第一凹槽。9.根据权利要求1所述的四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置，其特征在于，所述短纤宽须条喂入单元包括用于喂入所述短纤宽须条的喇叭口、后罗拉和后皮辊、中罗拉和中皮辊；所述包/芯丝喂入单元包括用于对所述芯丝和所述包丝起导向作用的导纱轮；所述包芯纱卷绕单元包括导纱钩、钢丝圈、钢领和细纱管，所述包芯纱经所述导纱钩进入气圈加捻段，所述包芯纱外层的纤维在此过程中进一步捻合抱紧，最后经过所述钢丝圈在所述钢领上的回转卷绕到所述细纱管上。10.一种四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱方法，其特征在于，采用权利要求1至9中任一项所述的四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置进行包芯纺纱，具体包括如下步骤：s1
′
.将至少1条相互间隔设置的所述短纤宽须条、包丝以及芯丝分别从所述喂入单元喂入至所述辅助包芯单元；s2
′
.所述包丝与靠近所述芯丝的短纤宽须条重合，靠近所述芯丝的短纤宽须条与所述芯丝保持2-5mm的间距喂入所述前罗拉与前皮辊啮合形成的前钳口中，经前钳口输出至所述网格圈上；所述短纤宽须条被所述负压吸风口处的所述负压吸风机构吸附握持，并以一定宽度、纤维平行度均匀平铺于所述网格圈上；所述芯丝自转带动短纤宽须条、包丝在所述包裹区处依次包缠卷绕至所述芯丝外层，形成包芯纱；s3
′
.所述包芯纱再经过所述包芯纱卷绕单元加捻卷绕。

技术总结
本发明提供了一种四罗拉异形板负压握持展纤式夹心包缠纺纱装置和方法，该装置克服了短纤宽须条被牵伸后在包裹区前需要积聚的技术问题，在异形板上设有宽度大于等于短纤宽须条宽度的负压吸风口，同时确保芯丝与短纤宽须条/包丝的重合体的间距为2-5mm，使得经包裹区形成的包芯纱与输送至网格圈上的芯丝在一条直线上，并与输送至网格圈上的短纤宽须条构成“y”字形结构，使芯丝的自转带动而被均匀包缠在芯丝上，得到与传统环锭纺包芯纱不同的加捻结构。本发明得到的包芯纱不仅减少了露丝现象，同时毛羽较少，芯丝占比高达70％，解决了在环锭纺纱机上包芯纱易露芯、芯丝占比小以及芯丝与外包覆纤维之间容易滑动和脱散的问题。丝与外包覆纤维之间容易滑动和脱散的问题。丝与外包覆纤维之间容易滑动和脱散的问题。


技术研发人员：夏治刚 徐傲 吴敏勇 郑敏博 唐建东 苗馨匀 杨天佩 周咏友 徐卫林
受保护的技术使用者：武汉纺织大学
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/10/8