一种经编间隔织物负泊松比热定型装置及方法

摘要

本发明提供一种经编间隔织物负泊松比热定型装置及方法，属于纺织机械领域。该装置包括三对以上尺寸一致的辊筒和多个夹板，每对辊筒均为齿轮状，并以相同的间隔距离依次设置在同一水平上，多个夹板分别位于每对辊筒之间，构成经编间隔织物的传输通道，适用于市场上常见的经编间隔织物。热定型装置中的各对辊筒之间的垂直距离、各对辊筒间距、夹板的夹持间距、各对辊筒的转动速度均可调，具有很强适应性，可适应不同厚度的经编间隔织物，也可根据所需性能的差异调整定型参数；并且该热定型装置操作简单，负泊松比效果显著且可调，易于成本控制且产业化可行性高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种经编间隔织物负泊松比热定型装置及方法，属于纺织机械领域。

背景技术

常规材料通常表现为正泊松比，即拉伸时材料垂直于拉伸方向变窄，压缩时垂直于拉伸方向变宽。负泊松比材料又称拉胀材料，与正泊松比材料相反，在拉伸时材料垂直于拉伸方向变宽，压缩时材料垂直于压缩方向变窄。通常均匀各向同性材料可能的泊松比范围是-1～0.5，而各向异性固体材料的泊松比范围可能更大。大多数金属材料的泊松比值在0.25至0.35之间，橡胶的泊松比值接近0.5，几乎不可压缩，木塞的泊松比值接近于0，而具有负泊松比的工程材料几乎是不存在的。目前有大量的负泊松比材料被发现、制备与合成，主要可分为天然材料、聚合物、复合材料、织物四大类。与传统材料相比，负泊松比材料的很多性能得到了增强，如机械性能、抗压痕性、断裂韧性、能量吸收性等，从而具有更广阔的应用前景。在针织领域实现负泊松比纺织材料主要有两种方法，一是直接通过织物对织物结构的设计形成具备负泊松比性能的结构，二是通过特殊的定型方法对将常规结构的织物按照所需的负泊松比结构模型进行定型，从而形成具备负泊松比性能的结构。目前对负泊松比织物的研究主要集中在对原料规格的选择、织物结构的设计和织造参数设置上。

目前市场上常用的经编间隔织物，结构示意图如图1所示，其结构主要由两个表层织物和连接两个表层织物的间隔丝组成，表层织物的原料是任何普通常规化纤复丝，间隔丝的原料可以是任何具有一定硬挺度的普通常规化纤单丝；表层织物的结构为六角网眼，如图2所示，间隔丝为如图3所示的直立型排列。尽管现在普通经编间隔织物的生产工艺比较成熟，但要使普通经编间隔织物具备负泊松比效果，还需要采用特殊的定型方式和定型装置，使织物形成具备负泊松比效果的结构。在负泊松比经编间隔织物的设计和制备中，通过采用现有设备进行工艺设计来实现织物的负泊松比性能是首选，但实践证明，仅仅利用工艺的调整很难使织物实现显著的负泊松比效果，而且获得的负泊松比效果也难以长期维持，耐久性较差。这在很大程度上阻碍了经编间隔织物负泊松比热定型的研究。因此这种特殊的负泊松比定型装置在目前的研究以及市场领域均处于空白状态。

发明内容

为填补目前该领域的空白，本发明提供一种经编间隔织物负泊松比热定型装置。

本发明的一种经编间隔织物负泊松比热定型装置，包括进布区、热定型区和出布区，所述热定型区包括三对以上尺寸一致的辊筒和多个夹板，每对辊筒均为齿轮状，并以相同的间隔距离依次设置在同一水平上，多个夹板分别位于每对辊筒之间，构成经编间隔织物的传输通道。

在一种实施方式中，若辊筒的数量为三对或四对，则所述经编间隔织物初始经过的前两对辊筒之间为预热区，其余各辊筒之间为高温定型区；若辊筒的数量为五对以上，则所述经编间隔织物初始经过的前三对辊筒之间为预热区，其余各辊筒之间为高温定型区。

在一种实施方式中，所述预热区的温度为100℃～120℃。

在一种实施方式中，所述高温定型区的温度为150℃～230℃。

在一种实施方式中，每个竖直方向上的辊筒相连并与第一丝杠螺母副连接；每个水平方向上的辊筒相连并与第二丝杆螺母副连接。

在一种实施方式中，所述第一丝杆杠螺母副和所述第二丝杆螺母副的一端分别通过轴联器与电动机相连，另一端分别与监测仪相连。

在一种实施方式中，所述辊筒和夹板的材质为金刚石、金属铜或金属铝。

在一种实施方式中，所述辊筒的长度和所述夹板的宽度均不小于所述经编间隔织物的幅宽。

在一种实施方式中，每对辊筒的转动速度依次递减。

一种经编间隔织物负泊松比方法，将经编间隔织物通入上述的使经编间隔织物负泊松比热定型装置中。

本发明提供的一种经编间隔织物负泊松比热定型装置及方法，适用于市场上常见的经编间隔织物，能够使其负泊松比值在-0.6～0之间，具有效果显著的负泊松比性能；所述经编间隔织物负泊松比热定型装置中的各对辊筒之间的垂直距离、各对辊筒间距、各对辊筒的转动速度均可调，具有很强适应性，可适应厚度范围在5mm～20mm的经编间隔织物，也可根据所需性能的差异调整定型参数；并且该热定型装置操作简单，负泊松比效果显著且可调，易于成本控制且产业化可行性高。

附图说明

图1是经编间隔织物结构示意图；

图2是经编间隔织物定型前表层织物结构示意图；

图3是经编间隔织物定型前间隔丝示意图；

图4是本实施例一中经编间隔织物负泊松比热定型装置的结构示意图；

图5是本实施例一中热定型区的结构示意图；

图6是具有负泊松比性能的经编间隔织物的表层织物结构示意图；

图7是具有负泊松比性能的经编间隔织物的间隔丝结构示意图。

其中，1辊筒，2夹板，3电动机，4联轴器，51第一丝杠螺母副，52第二丝杆螺母副，6监测仪。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种经编间隔织物负泊松比热定型装置及方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

本发明实施例一的经编间隔织物负泊松比热定型装置，如图4所示，所述经编间隔织物负泊松比热定型装置包括进布区、热定型区和出布区。所述热定型区包括三对尺寸一致的辊筒1和多个夹板2，每对辊筒均为齿轮状，并以相同的间隔距离依次设置在同一水平上，多个夹板2分别位于每对辊筒之间，构成经编间隔织物的传输通道，所述经编间隔织物经过所述夹板2进入每对辊筒的垂直间隔中，辊筒的齿轮咬合使经编间隔织物的间隔丝产生倒伏，从而在厚度方向被压缩，具体结构示意图请参阅图5。

在本实施例一中，所述辊筒的数量为三对，如图5所示。所述经编间隔织物初始经过的前两对辊筒之间为预热区，该预热区的温度为100℃；其余辊筒之间为高温定型区，该高温定型区的温度为150℃～230℃。具体的，如果辊筒的数量为四对，则所述经编间隔织物初始经过的前两对辊筒之间为预热区，其余各辊筒之间为高温定型区；若辊筒的数量为五对以上，则所述经编间隔织物初始经过的前三对辊筒之间为预热区，其余各辊筒之间为高温定型区。所述经编间隔织物进入所述热定型装置中时，首先通过预热区被加热到一定温度，避免因过冷的织物直接进入高温定型区，而影响定型温度。预热后的织物进入高温定型区，使织物均匀受热一定时间，达到定型要求。

所述辊筒1和夹板2的材质均采用热传导性较好的材料，例如金刚石、金属铜或金属铝；并且所述夹板2的表明光滑，以减小对经编间隔织物的摩擦力。所述辊筒1的长度不小于所述经编间隔织物的幅宽，并且所述夹板的宽度也不小于所述经编间隔织物的幅宽，使经编间隔织物在热定型装置中能够均匀被受热。

每个竖直方向上的辊筒相连并与第一丝杆螺母副51连接，每个水平方向上的辊筒相连并与第二丝杆螺母副52连接。所述第一丝杆杠螺母副51和所述第二丝杆螺母副52的一端分别通过轴联器4与电动机3相连，另一端分别与监测仪6相连。所述监测仪6根据经编间隔织物的厚度，通过所述电动机3和所述丝杠螺母副5调整每对辊筒的两个辊筒之间的垂直距离、夹板的夹持间隔距离和各对辊筒的转动速度，使经编间隔织物受到不同程度的挤压变形，从而获得不同程度的负泊松比效果。在热定型过程中每对辊筒的转动速度依次递减。

经编间隔织物在经过本实施例一提供的热定型装置的定型后，其表层织物结构形态如图6所示，表层织物结构变为有序歪斜的六角网眼，间隔丝排列形态如图7所示，间隔丝排列形态呈单向倒伏状。

实施例二

本实施例二提供了一种经编间隔织物具有负泊松比方法，将经编间隔织物通入如实施例一所述的经编间隔织物负泊松比热定型装置中。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。