CN117344424B - 一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺及其应用，属于纱线纺织技术领域。本发明用于解决现有技术涡流纺成纱加工制成的纱线的机械强度有待进一步提高和纱线表面有大量纤维线头存在的技术问题，一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺，包括以下步骤：将羧甲基纤维素、丙交酯、催化剂、N,N‑二甲基甲酰胺加入到氮气保护的三口烧瓶中，三口烧瓶温度升高至140‑150℃，反应60‑90min。本发明合成一种复合纤维，通过提高复合纤维的机械性能来提高纱线的断裂强度与断裂伸长率，还通过对喷嘴进行改进，将进入到喷嘴中的纱线进行分散，制备出粗细均匀的纱线，提高了纱线的机械强度和纱线表面的光整度。

Description

一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺及其应用
技术领域
本发明涉及纱线纺织技术领域，具体涉及一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺及其应用。
背景技术
涡流纺是指经罗拉牵伸装置牵伸后的纤维束从前罗拉钳口输出，在纺纱喷嘴入口处轴向气流的作用下沿螺旋形的纤维导引通道进入纺纱喷嘴。纤维导引通道出口处设有针状阻捻件，纤维束在针部弯曲，使纤维束保持为不加入捻度的状态被引入涡流室。纤维束的前端受到已形成的纱线的拖拽作用被拉入纺锭内的纱线通道，并捻入新形成的纱中，成为纱芯。
现有技术中，公开号为CN102912491A的中国发明专利，具体公开了一种涡流管内部结构为三段式的喷气涡流纺喷嘴装置，包括导引体、涡流管、锥面体、引纱管和固定外壳支架，导引体及涡流管配合安装在前端铜罩中组成第一部分喷嘴，锥面体和引纱管配合安装在后端铜罩中组成第二部分喷嘴，第一部分喷嘴及第二部分喷嘴装配在固定外壳支架里，其特征在于：涡流管内部设计为三段式结构，涡流管喷气孔的一端开口位于涡流管的外圆周面上，其另一端开口位于第一段与第二段的连接处。本发明的涡流管内部有较充足的空间，可以使气流旋转更稳定，另外，气流无回流到第一段的趋势，本发明能够显著提高喷气涡流纱的强度。
这种涡流纺喷嘴在进行纺纱加工过程中，纤维沿纤维输送通道进入到喷嘴内部之后，直接沿着引导针向下运动，若有多股纤维复合在一起，纤维不能被分散，多股纤维直接进入到引纱管中心通道中，纺织的纱线粗细不均匀，导致纱线的机械强度有待进一步提高，并且纤维在涡流纺加工成纱线时，纱线外部常常会存在一些纤维毛头，纱线外部的纤维毛头之间容易相互缠绕，导致相邻的纱线之间容易缠绕打结。
针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺及其应用，用于解决现有技术中涡流纺成纱加工过程中，多股复合在一起的纤维不能被分散，多股纤维直接的进入到引纱管中心通道中，导致纱线的粗细不均匀，纺丝的机械强度有待进一步提高和纱线外部常常会有一些纤维毛头存在，纺丝之间容易缠绕打结的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺，包括以下步骤：
S1、将羧甲基纤维素、丙交酯、催化剂、N,N-二甲基甲酰胺加入到氮气保护的三口烧瓶中，三口烧瓶温度升高至140-150℃，反应60-90min，后处理得到改性纤维素；
S2、将聚对苯二甲酸乙二醇酯、改性纤维素、聚乙二醇混合均匀后得到混合料一，将聚酰胺6与聚乙二醇混合均匀得到混合料二，将混合料一与混合料二分别加入到复合纺丝机的两个螺杆挤出机中，经螺杆挤出机挤出后由喷丝板喷出，由侧向吹风冷却得到复合纤维初品；
S3、将复合纤维初品进行后加工处理得到复合纤维；
S4、将复合纤维加入到纺丝机中，复合纤维经过涡流纺喷嘴加工后喷出，收卷后制成复合纱线成品，其中，涡流纺喷嘴包括壳体，所述壳体的内侧从上向下依次设有进纱段、引导段、涡流段与引纱段；所述进纱段包括引纱块、开设在引纱块底部中心的引导槽和开设在引纱块顶部并与引导槽相连通的螺旋状进纱槽，所述引纱块上开设有多个与引导槽相连通的导气槽一；所述涡流段包括固接在引纱块底部的涡流衬管和固接在壳体内侧底部并与涡流衬管相配合的集束杆，所述涡流衬管上开设有多个导气槽二；所述引导段包括开设在涡流衬管内侧顶部的锥形槽和固接在引纱块底部中心的引导针；所述引纱段包括开设在集束杆上竖直设置的引纱槽和安装在集束杆外部并与引纱槽相连通的导气管，所述引纱槽位于引导针的正下方。
进一步的，所述羧甲基纤维素、丙交酯、催化剂、N,N-二甲基甲酰胺的重量比为1：6：9：0.05，催化剂为辛酸亚锡，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯、改性纤维素的重量比为3：1，所述聚酰胺6与聚乙二醇的重量比为2：1。
进一步的，所述步骤S1的后处理操作包括：反应完成，三口烧瓶保温140-150℃，减压蒸馏至无液体流出，三口烧瓶温度降低至室温，向三口烧瓶中加入三氯甲烷，搅拌50-80min，向三口烧瓶中加入乙醇，搅拌30-50min，抽滤，滤饼转移到温度为60-65℃的干燥箱中干燥8-10h，得到改性纤维素。
进一步的，所述步骤S2中喷丝板孔径为0.3mm，孔数量为24孔，两个螺杆挤出机的长径比均为25-30，螺杆转速为25-35r/min，装载混合料一的螺杆挤出机的1区温度为220-260℃、2区温度为260-300℃、3区温度为260-300℃、4区温度为260-300℃、法兰温度为260-300℃，装载混合料二的螺杆挤出机的1区温度为200-220℃、2区温度为220-240℃、3区温度为220-240℃、4区温度为220-240℃、法兰温度为220-240℃，所述混合料一中聚对苯二甲酸乙二醇酯、改性纤维素、聚乙二醇的重量比为3：1：2，所述混合料二中聚酰胺6与聚乙二醇的重量比为2：1。
进一步的，所述步骤S3中的后加工包括：
A1、牵伸：将复合纤维初品转移到多辊牵伸机中进行牵伸加工，其中，牵伸加工为两道牵伸，一道牵伸倍数为2.1-2.6倍，二道牵伸倍数为1.1-1.5倍，多辊牵伸机的温度设置为75-85℃，得到牵伸后复合纤维；
A2、热处理：将牵伸后的复合纤维转移到温度为90-100℃的烘箱中，保温15-25min，自然降低至室温，得到热处理后复合纤维；
A3、加捻：将热处理后复合纤维转移到短纤倍捻机中加捻得到复合纤维。
进一步的，所述引导槽为环形结构，引导槽的内侧顶部具有螺旋状斜面，所述引纱块上开设有环形结构的集气腔室一，所述集气腔室一通过通道一与壳体内部相互连通，多个所述导气槽一以引纱块的轴心呈环形阵列设置并与集气腔室一相互连通。
进一步的，所述涡流衬管的底部具有向下设置锥形曲面，所述集束杆的顶部具有与锥形曲面相适配的圆锥面，所述涡流衬管内侧开设有环形结构的集气腔室二，多个所述导气槽二以涡流衬管的轴心呈环形阵列设置并与集气腔室二相互连通，所述集气腔室二的顶部开设有与壳体内部相连通的通道二，所述壳体的一侧外部套接有与壳体相连通的进气管。
进一步的，所述集束杆的一侧外部开设有与引纱槽相互连通的进气孔，所述进气孔朝向引纱槽倾斜向下设置并与水平面具有15-20°的夹角，导气管靠近集束杆的一端与进气孔固定连接，所述引纱槽的内侧设有安装槽，所述安装槽的内侧安装有去毛头组件。
进一步的，所述去毛头组件包括两个环形板和固接在两个环形板之间的多个竖直设置的竖板，多个所述竖板相互靠近的一侧均固接有多个刮刀，多个所述刮刀均倾斜设置。
一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺的应用，将一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺应用于纱线纺织。
本发明具备下述有益效果：本发明在制备复合纱线成品时，通过羟甲基纤维素、丙交酯在催化剂辛酸亚锡的作用下，辛酸亚锡先与纤维素表面的羟基反应生成烷氧基锡配位化合物与辛酸，然后丙交酯***到烷氧基与锡之间，完成配位开环反应，实现链增长，另外将柔性链段丙交酯引入到分子链上，减弱了基团间的作用力，改善分子链的结晶度以及分子取向，从而使得韧性提高，改性纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺6和聚乙二醇进行熔融混炼，聚酰胺6与聚对苯二甲酸乙二醇酯的加入，有效的提高了复合纤维的断裂强度，聚乙二醇作为扩链剂加入到混炼体系中，促进改性纤维素与聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺6的相容性，提高复合纤维的机械强度。
本发明在制备复合纱线成品时，通过对复合纤维初品进行牵伸处理，使得复合纱线初品被拉伸，并在牵伸加工之后，对纤维进行热处理，消除纤维本身的内应力，使得复合纤维具有良好的回弹性能，提高复合纤维的卷曲收缩率，牵伸后复合纤维经过热处理之后，由短纤倍捻剂进行加捻，提高复合纤维的柔软性能，使得在涡流纺加工过程中，纤维与纤维之间能够更好的糅合在一起，进一步的提高复合纱线成品的断裂拉伸强度。
本发明在涡流纺丝加工时，通过壳体、引纱块、引导针、导气槽一、导气槽二、涡流衬管相互配合，在引纱块上的涡流作用下，复合纤维沿进纱槽进入到涡流纺喷嘴之后，沿着引导槽进入到涡流衬管的内侧并沿着引导针的外部做环形运动，并且在涡流衬管中与引纱块方向相反的涡流的作用下，促进纤维均匀分散，束状的纤维被分散后沿引导针向下运动，进入到引纱槽中，并且在涡流的作用下，位于引纱槽顶部的纤维段向下紧密的贴合在集束杆的顶部并跟随涡流转速高速偏转，从而使得纤维段进入到引纱槽中之后被快速缠绕在一起形成稳定的纱线状结构，提高纱线的机械强度，在压缩气流经过导气管进入到引纱槽中将成型纱线向喷嘴外部输送的同时，驱动引纱槽中的多个刮刀转动，对纱线外部的毛刺进行去除，减少纱线表面上的纤维毛头残留。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中涡流纺喷嘴的正视剖视结构示意图；
图2为本发明中引纱块的俯视剖视结构示意图；
图3为本发明中引导块的整体结构示意图；
图4为本发明中去毛头组件的结构示意图。
图中：1、壳体；2、引纱块；201、引导槽；202、集气腔室一；203、通道一；204、导气槽一；205、进纱槽；3、引导针；4、涡流衬管；401、集气腔室二；402、进气管；403、导气槽二；404、通道二；5、集束杆；501、引纱槽；502、导气管；601、环形板；602、竖板；603、刮刀。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-4，本实施例提供的一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺用涡流纺喷嘴，包括壳体1，壳体1的内侧从上向下依次设有进纱段、引导段、涡流段与引纱段；进纱段包括引纱块2、开设在引纱块2底部中心的环形结构的引导槽201和开设在引纱块2顶部并与引导槽201相连通的螺旋状进纱槽205，引纱块2上开设有多个与引导槽201相连通的导气槽一204；引导槽201的内侧顶部具有螺旋状斜面，引纱块2上开设有环形结构的集气腔室一202，集气腔室一202通过通道一203与壳体1内部相互连通，多个导气槽一204以引纱块2的轴心呈环形阵列设置并与集气腔室一202相互连通。
多个导气槽一204水平设置并与集气腔室一202的半径方向具有10°夹角，高压空气经过通道一203进入到集气腔室一202中，然后从多个导气槽一204喷出，在引导槽201中形成顺时针转动的涡流，复合纤维经过进纱槽205进入到引导槽201中，在顺时针转动的涡流与引导槽201顶部斜面的作用下，复合纱线沿着涡流方向顺时针向下运动。
涡流段包括固接在引纱块2底部的涡流衬管4和固接在壳体1内侧底部并与涡流衬管4相配合的集束杆5，涡流衬管4上开设有多个导气槽二403；引导段包括开设在涡流衬管4内侧顶部的锥形槽和固接在引纱块2底部中心的引导针3；引纱段包括开设在集束杆5上竖直设置的引纱槽501和安装在集束杆5外部并与引纱槽501相连通的导气管502，引纱槽501位于引导针3的正下方。
涡流衬管4的底部具有向下设置锥形曲面，集束杆5的顶部具有与锥形曲面相适配的圆锥面，涡流衬管4内侧开设有环形结构的集气腔室二401，多个导气槽二403以涡流衬管4的轴心呈环形阵列设置并与集气腔室二401相互连通，集气腔室二401的顶部开设有与壳体1内部相连通的通道二404，壳体1的一侧外部套接有与壳体1相连通的进气管402。
导气槽二403与涡流衬管4的半径方向具有10°夹角，导气槽二403与水平面具有15°夹角，外部的高压气体经过进气管402进入到壳体1之后，经通道二404将压缩气体引入到集气腔室二401中之后从多个导气槽二403喷出，在涡流衬管4的内部形成逆时针转动的涡流，顺时针向下的涡流与逆时针向下转动的涡流在涡流衬管4内侧顶部的锥形槽上形成乱流段，将多股成束状的复合纤维分散开来，并在复合纤维在向下涡流的的作用下向下运动与乱流段分开，在逆时针向下转动的涡流与引导针3的作用下，复合纤维的一端进入到引纱槽501中，并在涡流衬管4内部逆时针向下的高速涡流的作用下促进复合纱线位于引纱槽501外部的一端相对于集束杆5做高速的逆时针转动，从而将多股复合纤维卷绕成纱线状结构，在通道一203与通道二404上均安装有流量调节阀（图未示），通过流量调节阀方便对进入到集气腔室一202与集气腔室二401中的气流压力进行调节，本发明中从多个导气槽一204输出压力为0.35MPa，从多个导气槽二403输出的压缩空气压力为0.45MPa，设置导气管502的进气压力为0.6MPa。
实施例2
请参阅图1-4，本实施例提供的一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺用涡流纺喷嘴，集束杆5的一侧外部开设有与引纱槽501相互连通的进气孔，进气孔朝向引纱槽501倾斜向下设置并与水平面具有18°的夹角，导气管502靠近集束杆5的一端与进气孔固定连接，引纱槽501的内侧设有安装槽，安装槽的内侧转动安装有两个环形板601，两个环形板601之间固接与多个竖直设置的竖板602，多个竖板602相互靠近的一侧均固接有多个刮刀603，多个刮刀603均朝向竖板602的一侧倾斜设置。
导气管502将压缩空气导入到引纱槽501中，并经引纱槽501的底部排出到壳体1的外部，形成向壳体1外部排放的气流，将成型纱线向壳体1的底部输送，并且在将纱线向壳体1外部输送的同时，沿引纱槽501方向快速流动的空气吹动多个刮刀603转动，对向壳体1外部输送的纱线的外部纤维毛头进行清理，避免在纱线的表面有毛头，提高纤维表面的光整度。
实施例3
请参阅图1-4，本实施例提供的一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺，包括以下步骤：
S1、制备改性纤维素
按重量称取：羧甲基纤维素30g、丙交酯160g、辛酸亚锡1.5g、N,N-二甲基甲酰胺270g加入到氮气保护的三口烧瓶中，三口烧瓶温度升高至140℃，反应60min，反应完成，三口烧瓶保温140℃，减压蒸馏至无液体流出，三口烧瓶温度降低至室温，向三口烧瓶中加入300g三氯甲烷，搅拌50min，向三口烧瓶中加入900g乙醇，搅拌30min，抽滤，滤饼转移到温度为60℃的干燥箱中干燥8h，得到改性纤维素；
S2、制备复合纤维初品
按重量份称取聚对苯二甲酸乙二醇酯120g、改性纤维素40g、聚乙二醇80g混合均匀后得到混合料一，将聚酰胺6 100g与聚乙二醇50g混合均匀得到混合料二，将混合料一与混合料二分别加入到复合纺丝机的两个螺杆挤出机中，两个螺杆挤出机的长径比均为25，螺杆转速为25r/min，装载混合料一的螺杆挤出机的1区温度为220℃、2区温度为260℃、3区温度为260℃、4区温度为260℃、法兰温度为260℃，装载混合料二的螺杆挤出机的1区温度为200℃、2区温度为220℃、3区温度为220℃、4区温度为220℃、法兰温度为220℃，经螺杆挤出机挤出后由喷丝板喷出，由侧向吹风冷却得到复合纤维初品，喷丝板孔径为0.3mm，孔数量为24孔；
S3、复合纤维初品的后加工
牵伸：将复合纤维初品转移到多辊牵伸机中进行牵伸加工，其中，牵伸加工为两道牵伸，一道牵伸倍数为2.1倍，二道牵伸倍数为1.1倍，多辊牵伸机的温度设置为75℃，得到牵伸后复合纤维；热处理：将牵伸后的复合纤维转移到温度为90℃的烘箱中，保温15min，自然降低至室温，得到热处理后复合纤维；加捻：将热处理后复合纤维转移到短纤倍捻机中加捻得到复合纤维，短纤倍捻机中锭子型号为146，每节锭数为16，锭距为225mm，设置捻向为S或Z，锭速为5000r/min，卷绕动程为152mm；
S4、复合纤维纺丝成纱线
将复合纤维加入到纺丝机中，复合纤维经进纱槽205进入到涡流纺丝喷嘴的壳体1中，沿着引导槽201进入到涡流衬管4内侧顶部的锥形槽中扰动之后，复合纱线沿着引导针3向下运动，复合纱线一部分跟着复合纱线流进入到引纱槽501中，并且伴随着涡流段中高速向下转动的涡流，复合纱线未进入到引纱槽501中的一端做贴合集束杆5的顶面做高速转动，使得复合纱线能够紧密缠绕在一起，压缩气流经过导气管502进入到引纱槽501中，并从引纱槽501的底部排出，形成向外排出的气流，将成型的纱线从涡流喷嘴的底部喷出，收卷后制成复合纱线成品。
实施例4
请参阅图1-4，本实施例提供的一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺，包括以下步骤：
S1、制备改性纤维素
按重量称取：羧甲基纤维素30g、丙交酯160g、辛酸亚锡1.5g、N,N-二甲基甲酰胺270g加入到氮气保护的三口烧瓶中，三口烧瓶温度升高至145℃，反应75min，反应完成，三口烧瓶保温145℃，减压蒸馏至无液体流出，三口烧瓶温度降低至室温，向三口烧瓶中加入300g三氯甲烷，搅拌70min，向三口烧瓶中加入900g乙醇，搅拌40min，抽滤，滤饼转移到温度为63℃的干燥箱中干燥9h，得到改性纤维素；
S2、制备复合纤维初品
按重量份称取聚对苯二甲酸乙二醇酯120g、改性纤维素40g、聚乙二醇80g混合均匀后得到混合料一，将聚酰胺6 100g与聚乙二醇50g混合均匀得到混合料二，将混合料一与混合料二分别加入到复合纺丝机的两个螺杆挤出机中，两个螺杆挤出机的长径比均为28，螺杆转速为30r/min，装载混合料一的螺杆挤出机的1区温度为240℃、2区温度为280℃、3区温度为280℃、4区温度为280℃、法兰温度为280℃，装载混合料二的螺杆挤出机的1区温度为210℃、2区温度为230℃、3区温度为230℃、4区温度为230℃、法兰温度为230℃，经螺杆挤出机挤出后由喷丝板喷出，由侧向吹风冷却得到复合纤维初品，喷丝板孔径为0.3mm，孔数量为24孔；
S3、复合纤维初品的后加工
牵伸：将复合纤维初品转移到多辊牵伸机中进行牵伸加工，其中，牵伸加工为两道牵伸，一道牵伸倍数为2.4倍，二道牵伸倍数为1.3倍，多辊牵伸机的温度设置为80℃，得到牵伸后复合纤维；热处理：将牵伸后的复合纤维转移到温度为95℃的烘箱中，保温20min，自然降低至室温，得到热处理后复合纤维；加捻：将热处理后复合纤维转移到短纤倍捻机中加捻得到复合纤维，短纤倍捻机中锭子型号为146，每节锭数为16，锭距为225mm，设置捻向为S或Z，锭速为6500r/min，卷绕动程为152mm；
S4、复合纤维纺丝成纱线
将复合纤维加入到纺丝机中，复合纤维经进纱槽205进入到涡流纺丝喷嘴的壳体1中，沿着引导槽201进入到涡流衬管4内侧顶部的锥形槽中扰动之后，复合纱线沿着引导针3向下运动，复合纱线一部分跟着复合纱线流进入到引纱槽501中，并且伴随着涡流段中高速向下转动的涡流，复合纱线未进入到引纱槽501中的一端做贴合集束杆5的顶面做高速转动，使得复合纱线能够紧密缠绕在一起，压缩气流经过导气管502进入到引纱槽501中，并从引纱槽501的底部排出，形成向外排出的气流，将成型的纱线从涡流喷嘴的底部喷出，收卷后制成复合纱线成品。
实施例5
请参阅图1-4，本实施例提供的一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺，包括以下步骤：
S1、制备改性纤维素
按重量称取：羧甲基纤维素30g、丙交酯160g、辛酸亚锡1.5g、N,N-二甲基甲酰胺270g加入到氮气保护的三口烧瓶中，三口烧瓶温度升高至150℃，反应90min，反应完成，三口烧瓶保温150℃，减压蒸馏至无液体流出，三口烧瓶温度降低至室温，向三口烧瓶中加入300g三氯甲烷，搅拌80min，向三口烧瓶中加入900g乙醇，搅拌50min，抽滤，滤饼转移到温度为65℃的干燥箱中干燥10h，得到改性纤维素；
S2、制备复合纤维初品
按重量份称取聚对苯二甲酸乙二醇酯120g、改性纤维素40g、聚乙二醇80g混合均匀后得到混合料一，将聚酰胺6 100g与聚乙二醇50g混合均匀得到混合料二，将混合料一与混合料二分别加入到复合纺丝机的两个螺杆挤出机中，两个螺杆挤出机的长径比均为30，螺杆转速为35r/min，装载混合料一的螺杆挤出机的1区温度为260℃、2区温度为300℃、3区温度为300℃、4区温度为300℃、法兰温度为300℃，装载混合料二的螺杆挤出机的1区温度为220℃、2区温度为240℃、3区温度为240℃、4区温度为240℃、法兰温度为240℃，经螺杆挤出机挤出后由喷丝板喷出，由侧向吹风冷却得到复合纤维初品，喷丝板孔径为0.3mm，孔数量为24孔；
S3、复合纤维初品的后加工
牵伸：将复合纤维初品转移到多辊牵伸机中进行牵伸加工，其中，牵伸加工为两道牵伸，一道牵伸倍数为2.6倍，二道牵伸倍数为1.5倍，多辊牵伸机的温度设置为85℃，得到牵伸后复合纤维；热处理：将牵伸后的复合纤维转移到温度为100℃的烘箱中，保温25min，自然降低至室温，得到热处理后复合纤维；加捻：将热处理后复合纤维转移到短纤倍捻机中加捻得到复合纤维，短纤倍捻机中锭子型号为146，每节锭数为16，锭距为225mm，设置捻向为S或Z，锭速为8000r/min，卷绕动程为152mm；
S4、复合纤维纺丝成纱线
将复合纤维加入到纺丝机中，复合纤维经进纱槽205进入到涡流纺丝喷嘴的壳体1中，沿着引导槽201进入到涡流衬管4内侧顶部的锥形槽中扰动之后，复合纱线沿着引导针3向下运动，复合纱线一部分跟着复合纱线流进入到引纱槽501中，并且伴随着涡流段中高速向下转动的涡流，复合纱线未进入到引纱槽501中的一端做贴合集束杆5的顶面做高速转动，使得复合纱线能够紧密缠绕在一起，压缩气流经过导气管502进入到引纱槽501中，并从引纱槽501的底部排出，形成向外排出的气流，将成型的纱线从涡流喷嘴的底部喷出，收卷后制成复合纱线成品。
对比例1
本对比例与实施例5的区别在于，步骤S2中改性纤维素由纤维素等量替代。
对比例2
本对比例与实施例5的区别在于，步骤S2中未加入聚酰胺6。
对比例3
本对比例与实施例5的区别在于，取消了步骤S3中的牵伸处理与热处理步骤。
性能测试：
对由实施例3-5和对比例1-3所制备出的纱线的线密度、卷曲收缩率、断裂强力与断裂伸长率进行测试，其中，线密度参照标准GB/T 14343-2008《化学纤维长丝线密度试验方法》进行测试，卷曲收缩率参照标准GB/T 6506-2017《合成纤维变形丝卷缩性能试验方法》进行测试，断裂强力与断裂伸长率参照标准GB/T 3916-2013《纺织品卷装纱 单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定（CRE法）》进行测试，具体测试结果见下表：
通过上表中性能检测数据分析可知：
本发明的涡流纺加工过程中，通过对羟甲基纤维素进行改性后与聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺6、聚乙二醇进行熔融混炼后加工制成复合纤维，提高复合纤维的机械强度，再通过对涡流纺喷头进行改进，在喷头中设置多段喷气腔室，使得进入到喷头中复合纤维均匀分散后快速的缠绕在一起形成纱线，有效的提高了纱线的线密度，从而提高纱线的断裂强度、断裂伸长率与卷曲收缩率，还能够将纱线表面的纤维毛头进行去除，避免纱线缠绕打结。
以上内容仅仅是对本发明结构所做的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可做很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将羧甲基纤维素、丙交酯、催化剂、N,N-二甲基甲酰胺加入到氮气保护的三口烧瓶中，三口烧瓶温度升高至140-150℃，反应60-90min，再经过后处理得到改性纤维素；
S2、将聚对苯二甲酸乙二醇酯、改性纤维素、聚乙二醇混合均匀后得到混合料一，将聚酰胺6与聚乙二醇混合均匀得到混合料二，将混合料一与混合料二分别加入到复合纺丝机的两个螺杆挤出机中，经螺杆挤出机挤出后由喷丝板喷出，由侧向吹风冷却得到复合纤维初品；
S3、将复合纤维初品进行后加工处理得到复合纤维；
S4、将复合纤维加入到纺纱机中，复合纤维经过涡流纺喷嘴加工后喷出，收卷后制成复合纱线成品，其中，涡流纺喷嘴包括壳体（1），所述壳体（1）的内侧从上向下依次设有进纱段、引导段、涡流段与引纱段；
所述进纱段包括引纱块（2）、开设在引纱块（2）底部中心的引导槽（201）和开设在引纱块（2）顶部并与引导槽（201）相连通的螺旋状进纱槽（205），所述引纱块（2）上开设有多个与引导槽（201）相连通的导气槽一（204）；
所述涡流段包括固接在引纱块（2）底部的涡流衬管（4）和固接在壳体（1）内侧底部并与涡流衬管（4）相配合的集束杆（5），所述涡流衬管（4）上开设有多个导气槽二（403）；
所述引导段包括开设在涡流衬管（4）内侧顶部的锥形槽和固接在引纱块（2）底部中心的引导针（3）；
所述引纱段包括开设在集束杆（5）上竖直设置的引纱槽（501）和安装在集束杆（5）外部并与引纱槽（501）相连通的导气管（502），所述引纱槽（501）位于引导针（3）的正下方；
所述引导槽（201）为环形结构，引导槽（201）的内侧顶部具有螺旋状斜面，所述引纱块（2）上开设有环形结构的集气腔室一（202），所述集气腔室一（202）通过通道一（203）与壳体（1）内部相互连通，多个所述导气槽一（204）以引纱块（2）的轴心呈环形阵列设置并与集气腔室一（202）相互连通；
所述涡流衬管（4）的底部具有向下设置的锥形曲面，所述集束杆（5）的顶部具有与锥形曲面相适配的圆锥面，所述涡流衬管（4）内侧开设有环形结构的集气腔室二（401），多个所述导气槽二（403）以涡流衬管（4）的轴心呈环形阵列设置并与集气腔室二（401）相互连通，所述集气腔室二（401）的顶部开设有与壳体（1）内部相连通的通道二（404），所述壳体（1）的一侧外部套接有与壳体（1）相连通的进气管（402）；
所述集束杆（5）的一侧外部开设有与引纱槽（501）相互连通的进气孔，所述进气孔朝向引纱槽（501）倾斜向下设置并与水平面具有15-20°的夹角，导气管（502）靠近集束杆（5）的一端与进气孔固定连接，所述引纱槽（501）的内侧设有安装槽，所述安装槽的内侧安装有去毛头组件；
所述去毛头组件包括两个环形板（601）和固接在两个环形板（601）之间的多个竖直设置的竖板（602），多个所述竖板（602）相互靠近的一侧均固接有多个刮刀（603），多个所述刮刀（603）均倾斜设置。
2.根据权利要求1所述的一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺，其特征在于，所述羧甲基纤维素、丙交酯、催化剂、N,N-二甲基甲酰胺的重量比为1:6:9:0.05，催化剂为辛酸亚锡，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯、改性纤维素的重量比为3:1，所述聚酰胺6与聚乙二醇的重量比为2:1。
3.根据权利要求1所述的一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺，其特征在于，所述步骤S1的后处理操作包括：反应完成，三口烧瓶保温140-150℃，减压蒸馏至无液体流出，三口烧瓶温度降低至室温，向三口烧瓶中加入三氯甲烷，搅拌50-80min，向三口烧瓶中加入乙醇，搅拌30-50min，抽滤，滤饼转移到温度为60-65℃的干燥箱中干燥8-10h，得到改性纤维素。
4.根据权利要求1所述的一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺，其特征在于，所述步骤S2中喷丝板孔径为0.3mm，孔数量为24孔，两个螺杆挤出机的长径比均为25-30，螺杆转速为25-35r/min，装载混合料一的螺杆挤出机的1区温度为220-260℃、2区温度为260-300℃、3区温度为260-300℃、4区温度为260-300℃、法兰温度为260-300℃，装载混合料二的螺杆挤出机的1区温度为200-220℃、2区温度为220-240℃、3区温度为220-240℃、4区温度为220-240℃、法兰温度为220-240℃，所述混合料一中聚对苯二甲酸乙二醇酯、改性纤维素、聚乙二醇的重量比为3:1:2，所述混合料二中聚酰胺6与聚乙二醇的重量比为2:1。
5.根据权利要求1所述的一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺，其特征在于，所述步骤S3中的后加工包括：
A1、牵伸：将复合纤维初品转移到多辊牵伸机中进行牵伸加工，其中，牵伸加工为两道牵伸，一道牵伸倍数为2.1-2.6倍，二道牵伸倍数为1.1-1.5倍，多辊牵伸机的温度设置为75-85℃，得到牵伸后复合纤维；
A2、热处理：将牵伸后的复合纤维转移到温度为90-100℃的烘箱中，保温15-25min，自然降低至室温，得到热处理后复合纤维；
A3、加捻：将热处理后复合纤维转移到短纤倍捻机中加捻得到复合纤维。
6.根一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺的应用，其特征在于，将权利要求1-5任一项所述的一种内部多段式高成纱强度喷气涡流纺工艺应用于纱线纺织。
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