颜色渐变纤维的制备方法与流程

本发明属于色丝制备技术领域，涉及一种颜色渐变纤维的制备方法。

背景技术：

聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，pet，简称聚酯)是一种性能优异的半结晶态热塑性高分子材料，广泛的应用于各种领域。目前渐变染色工艺主要出现在后处理的染整阶段，通过多种色彩的纤维混配构建成离散渐变色谱及渐变色纱的纺制。为了优化生产工艺，有人便想直接制备出具有渐变效果的纤维，在专利201611031586.3公开的一种异型复合色泽渐变的纤维及其加工方法中，通过制备不同截面的异形纤维，使纤维具有不同截面的反射面，从而形成不规则的散色面，达到颜色渐变的效果。但这种纤维的颜色渐变具有局限性，色彩渐变范围狭窄。利用带色聚酯原料，通过智能制造，我们提供一种颜色渐变的再生纤维的制备方法，颜色渐变效果多样，范围之广。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种颜色渐变纤维的制备方法，是在机器设备上装上三个进料口，将三种颜色原料放置其中，在熔融纺丝过程中，利用计算机软件不断地调节进料口的流速，得到颜色渐变的纤维。利用颜色之间的配比关系，设置流速变化函数，从而得到颜色渐变的聚酯纤维。

为达到上述目的，本发明的方案如下：

本发明的一种颜色渐变纤维的制备方法，纺丝熔体进料口为三个，分别为r进料口、g进料口和b进料口，对应放置三种颜色的原料，并通过实时调控各进料口的进料流量，从而获得在纤维长度上表观为颜色逐渐变化的纤维，即颜色渐变纤维；

三种颜色的rgb颜色数值分别为：红色(255，0，0)，绿色(0，255，0)，蓝色(0，0，255)。

作为优选的技术方案：

如上所述的颜色渐变纤维的制备方法，所述颜色逐渐变化是指从颜色a逐渐变化到颜色b，颜色a和颜色b的rgb颜色数值分别为：颜色a(ra，ga，ba)，颜色b(rb，gb，bb)；

颜色a逐渐变化到颜色b过程中，各进料口的流量与流速的关系为：

qr＝r料口sr；

qg＝g料口sg；

qb＝b料口sb；

其中，qr、qg、qb为各进料口的流量，单位为平方米×份/s；r料口、g料口、b料口为各进料口的流速，单位为份/s；sr、sg、sb为各进料口的横截面积，单位为平方米；

先设定初始流速：

r进料口的初始流速为：

g进料口的初始流速为：

b进料口的初始流速为：

再按照流速变化函数控制各进料口的每秒对应的流速：

其中，t为每秒对应的计算机的设定值，且t＜t总，t总是每次渐变至颜色b(颜色渐变单元)的渐变总时间。

如上所述的颜色渐变纤维的制备方法，所述纺丝熔体的原料由再生聚酯切片、泡料或者原生的聚酯切片。各进料口的横截面积的关系为sr＝sg＝sb；纺丝熔体各进料口的进料流量之和保持不变。

如上所述的颜色渐变纤维的制备方法，将自然时间t’代入流速变化函数，其中，t’以0，1，2，3，……，t总为一个循环单元进行循环取值(每个循环单元对应一个颜色渐变单元)。

如上所述的颜色渐变纤维的制备方法，从颜色a渐变到颜色b的渐变色中取颜色c，设定从颜色a渐变至颜色c的时间为tac，颜色c渐变至颜色b的时间为tcb，调整tac(即改变颜色c在两段渐变过程中的时间分配，扩大某段颜色渐变占比，从而更改渐变效果，得到符合审美的渐变)，从而更改渐变效果。设置相应的循环次数，即得到局部无规，整体有规则的符合审美的颜色渐变纤维。

如上所述的颜色渐变纤维的制备方法，将数学函数t＝[(t’)²/k]，k为系数，代入流速变化函数，其中，t’的取值为自然时间。

将数学函数t代入流速变化函数的意义在于人为制造出颜色无规渐变的纤维。数学函数t具体是一个2次函数取整，例如，当t总＝8时，k＝4时，t＝0，1，2，4，6，9，12，16；且数学函数t不局限这一种函数，只要随着t的变化，函数逐渐增大，最终t＝t总即可。

如上所述的颜色渐变纤维的制备方法，将采用计算机语言rand()或者srand()随机函数得到的整数序列t1、t2……tn代入流速变化函数中得到r进料口、g进料口和b进料口对应至每个t的流速，其中，0<t1<t2<…<tn，tn＝t总。

计算机语言rand()或者srand()随机函数是取得任意随机一个整数，作为t1，且0<t1<t总，代入流速变化函数，接着再随机一个数t2，且t1<t2<t总，当tn＝t总时，第一次渐变结束(形成一个颜色渐变单元)，采用while函数等循环函数使计算机语言rand()或者srand()随机函数再次随机一个整数，作为t1^’，且0<t1^’<t总，接着再随机一个数t2^’，且t1^’<t2^’<t总，当tn＝t总时，第二次渐变结束(形成另一个颜色渐变单元)，计算机程序设置相应的循环次数，即可以得到局部无规，整体无规的颜色渐变纤维。

取随机多个整数t和数学函数t取整数t是两种不同的随机方式，前者通过计算机中的随机函数得到的是局部无规，整体无规的颜色渐变纤维，每次循环后颜色渐变效果会发生变化。后者通过数学函数得到的是局部无规，但整体是有规律的，即每次循环得到的颜色渐变是一样的。

如上所述的颜色渐变纤维的制备方法，所述实时调控各进料口的进料流量是指采用计算机程序控制。主要通过物联网技术，软件进行操作调整，发送到云端进行数据处理，通过wifi等连接方式，再返回到设备传感器，从而控制进料流量。

如上所述的颜色渐变纤维的制备方法，所述红色、绿色和蓝色的原料分别放入进料口中后，进行熔融纺丝后再进行后处理得到纤维；

所述熔融挤出的温度为245～265℃，螺杆转速为50～100r/min；所述纺丝的温度为275～290℃，速度为750～1250m/min。

如上所述的颜色渐变纤维的制备方法，所述后处理包括上油、牵伸和卷绕，上油率为0.1～0.2％，牵伸倍率为3～4.5，牵伸热油温度为70～85℃，卷绕速度为700～1200m/min。

本发明的原理是：

rgb三原色原理中，是将三个颜色分量的强度值分别设置为0～255的数值范围内，且三个颜色分量的强度值为三原色不同比例的叠加形成的，因而，本发明利用rgb三原色原理，将三个颜色分量对应的三原色物料(即红色、绿色和蓝色的原料)的流速分别设置为0～255份/s的数值范围内，则三原色的总流速变化为0～765份/s。但为了保持熔体进量的稳定性，需要保持总进样量(三原色物料量之和)不变(即三原色的总流速不变)、三个进料口的横截面相同，考虑到三种颜色的最大强度值都是255，因此总流速为765份/s。通过三个进料口的流速比ra:ga:ba，分配对应颜色的进料量。由于三原色各自对应的三个进料口的流速比为ra:ga:ba，从而形成流速与颜色的对应关系，该对应关系具体为：当三个进料口的流速比发生变化时，则对应的三原色物料的流速发生变化，则三个颜色分量的强度值发生变化，进而熔体(三原色物料量之和形成的)的颜色发生变化。

所以，通过控制三个颜色分量对应的三原色物料的流速，可以得到颜色渐变的熔体，经过熔融纺丝，得到颜色渐变的纤维。

在调整三原色各自对应的三个进料口的流速时，本发明通过设定颜色渐变的总时间t总，由于总时间t总与流速之间是变量和因变量的关系，因此，本发明是在具体的时间点，设定对应时间点的三原色物料的流速，实现流速的变化，继而实现颜色的变化，而且，时间的长短控制一个渐变循环纤维的长短，根据所需，选择适合的总时间。

有益效果：

(1)本发明的颜色渐变纤维的制备方法，突破传统工艺，直接制备出颜色渐变的纤维；

(2)本发明的颜色渐变纤维的制备方法，使熔体的颜色、渐变范围、颜色渐变占比都可控，可以人为设计，得到符合审美的颜色渐变纤维。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

颜色渐变纤维的制备方法，纺丝熔体进料口为三个，分别为r进料口、g进料口和b进料口，对应放置红色、绿色和蓝色的原料(由再生聚酯切片、泡料或者原生的聚酯切片制成)，并通过实时调控各进料口的进料流量(采用计算机程序控制)，从而获得在纤维长度上表观为颜色逐渐变化的纤维，即颜色渐变纤维；其中，红色、绿色和蓝色在计算机中的颜色数值分别为：红色(255，0，0)；绿色(0，255，0)；蓝色(0，0，255)。

所述各进料口的横截面积相等；所述纺丝熔体各进料口的进料流量之和保持不变。

颜色逐渐变化是指从颜色a逐渐变化到颜色b，颜色a和颜色b的rgb颜色数值分别为：颜色a(ra，ga，ba)，颜色b(rb，gb，bb)；

各进料口的流量与流速的关系为：

qr＝r料口sr；

qg＝g料口sg；

qb＝b料口sb；

其中，qr、qg、qb为各进料口的流量，单位为平方米×份/s；r料口、g料口、b料口为各进料口的流速，单位为份/s；sr、sg、sb为各进料口的横截面积，单位为平方米；

先设定初始流速：

r进料口的初始流速为：

g进料口的初始流速为：

b进料口的初始流速为：

再按照流速变化函数控制各进料口的每秒对应的流速：

其中，t为每秒对应的计算机的设定值，且t＜t总，t总是每次渐变至颜色b的渐变总时间。

t的取值有以下几种方式：

第一，将自然时间t’代入流速变化函数，其中，t’以0，1，2，3，……，t总为一个循环单元进行循环取值；其中，还可以从颜色a渐变到颜色b的渐变色中取颜色c，设定从颜色a渐变至颜色c的时间为tac，颜色c渐变至颜色b的时间为tcb，调整tac(即改变颜色c在两段渐变过程中的时间分配，扩大某段颜色渐变占比，从而更改渐变效果，得到符合审美的渐变)，从而更改渐变效果。

第二，将数学函数t＝[(t’)²/k]，k为系数，代入流速变化函数，其中，t’的取值为自然时间。

第三，将采用计算机语言rand()或者srand()随机函数得到的整数序列t1、t2……tn代入流速变化函数中得到r进料口、g进料口和b进料口对应至每个t的流速，其中，0<t1<t2<…<tn，tn＝t总。

红色、绿色和蓝色的原料分别放入进料口中后，进行熔融纺丝后再进行后处理(上油、牵伸和卷绕)得到纤维；所述熔融挤出的温度为245～265℃，螺杆转速为50～100r/min；所述纺丝的温度为275～290℃，速度为750～1250m/min；上油率为0.1～0.2％，牵伸倍率为3～4.5，牵伸热油温度为70～85℃，卷绕速度为700～1200m/min。

实施例1

局部无规，整体无规的颜色渐变纤维的制备方法，是将废旧再生聚酯切片或泡料进行处理，得到在计算机中的颜色数值分别为：红色(255，0，0)；绿色(0，255，0)；蓝色(0，0，255)的原料，将原料放置在对应的进料口中。通过软件输入对应两个颜色的rgb值，具体为颜色a(149，161，172)和颜色b(211，217，143)；并设置由颜色a渐变到颜色b；

设定初始流速：

r进料口为：

g进料口为：

b进料口为：

设定t总＝10s，则对应的流速变化函数为：

其中，t根据计算机语言rand()或者srand()随机函数是取得任意随机一个整数1，代入流速变化函数，接着再随机一个数3，当t＝t总＝10s时，第一次渐变结束，采用while函数等循环函数使计算机语言rand()或者srand()随机函数再次随机一个整数2，作为t1’，且0<t1’<t总，接着再随机一个数5，作为t2’，且t1’<t2’<t总，当t＝t总＝10s时，第二次渐变结束，根据自变量t无限循环，直到纺丝结束；

在熔融纺丝时，其中，熔体流量为765份/s，进而制备了局部无规，整体无规的颜色渐变纤维。

实施例2

局部无规，整体有规的颜色渐变纤维的制备方法，是将是将废旧再生聚酯切片或泡料进行处理，得到在计算机中的颜色数值分别为：红色(255，0，0)；绿色(0，255，0)；蓝色(0，0，255)的原料，将原料放置在对应的进料口中。通过软件输入对应两个颜色的rgb值，具体为颜色a(149，161，172)和颜色b(211，217，143)；并设置由颜色a渐变到颜色b；

设定初始流速：

r进料口为：

g进料口为：

b进料口为：

设定t总＝10s，则对应的流速变化函数为：

其中，t＝[(t’)²/k]，k为系数，取为2，其中自变量t为是编程里的秒钟功能。当t＝10s时，一个循环结束后，根据自变量t继续循环，直到纺丝结束。

在熔融纺丝时，其中，熔体流速为765份/s，进而制备出局部无规，整体有规的颜色渐变纤维。

实施例3

颜色渐变纤维的制备方法，是将废旧再生聚酯切片或泡料进行处理，得到在计算机中的颜色数值分别为：红色(255，0，0)；绿色(0，255，0)；蓝色(0，0，255)的原料，将原料放置在对应的进料口中。通过软件输入对应两个颜色的rgb值，具体为颜色a(149，161，172)和颜色b(211，217，143)；并设置由颜色a渐变到颜色b；

设定初始流速：

r进料口为：

g进料口为：

b进料口为：

选择颜色c(175，193，155)；设置t总＝10s，为了审美，增加c到b间的颜色渐变占比，则可设颜色a至颜色c的渐变段的时间tac＝2s，颜色c至颜色b的渐变段的时间tcb＝8s；

则当0<t≤2时，流速变化函数为：

则当2<t≤10时，流速变化函数为：

流速变化函数中t为1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，受编程中的秒钟控制，当t＝10s时，一个循环结束，然后根据自变量t继续循环，直到纺丝结束。

在熔融纺丝时，其中，熔体流速为765份/s，进而制备出从颜色a渐变到颜色b的颜色渐变纤维，其中，颜色a渐变到颜色c的渐变段占颜色a渐变到颜色b的渐变段的1/5，颜色a渐变到颜色c的渐变段是均匀渐变，颜色c至颜色b的渐变段是均匀渐变。

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