CN108070951A - 服装布料制造工艺、系统及其产品 - Google Patents
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Abstract
服装布料制造工艺、系统及其产品。所述服装布料具有预定的所需光学颜色和图案效果，并具有预定的物理布料性质，所述工艺包括步骤：(i)提供第一多根纱线、即n根纱线，其中n根纱线的总旦数等于第一旦数(D1)；(ii)提供至少一另外多根纱线、即m根纱线，其中m根纱线的总旦数等于另一旦数(D2)；(iii)形成多根多股纱线，其中每根多股纱线由第一多根纱线、即n根纱线中的一根纱线和所述另外多根纱线、即m根纱线中的一根纱线形成，其中多股纱线中的每根纱线的旦数共同地提供用于针织工艺的所需纱线旦数；以及(iv)通过针织工艺对由第一多根纱线与所述至少一另外多根纱线形成的多股纱线进行针织，以形成多股服装布料。
Description
技术领域
本发明涉及用于服装布料生产的工艺和系统，更具体地，本发明涉及用于提供着色服装布料的工艺和系统。
背景技术
在用于服装制造的纺织品制造领域中，存在用于这种服装材料和布料的染色的几种工艺和方法。
根据现有技术的用于纺织品和服装领域中的染色工艺包括常规的分批染色过程。这种工艺在加压高温染色设备内进行，并且染色剂，诸如包括大小为1微米的DystarDianix的分散染料，在液态下作为水中的分散体被预分散在水中，直至染料对水的、通常约1:8的合适比率。在这样的高温染色工艺中，分散的染料可以提供为在由纱线或纤维形成的pH缓冲系统下，包括分散体染料与布料重量的比率或百分比。
在这种工艺中，染色工艺在室温下开始，然后升高至约130℃至135℃的升高温度。将温度在约1.5℃/分钟的温度控制下升高至90℃的温度，然后在90℃的所述温度下保持约10分钟，以帮助分布在布料表面上的染色剂的染料平整(leveling)或均匀性。然后，温度升高至约130℃至135℃的所需温度30分钟至40分钟，以允许对布料片材、例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(聚酯)聚合物形成的布料的染色剂渗透。
然后，布料所在的染浴(dye bath)从尽可能高的温度下降，以避免残留的低聚物被保留在布料上，通常从132℃至室温以一快速冷却速率进行，通常具有80℃的中间温度，这有助于减少布料中的褶皱形成。
随后，通常在室温下冲洗布料，其可以在通常室温的水中由多于一个的冲洗步骤组成。在洗涤工艺步骤之后，为布料提供还原清洗(RC)处理步骤，其中在通常所含当量浓度为每升约2克各自为100％固体烧碱(氢氧化钠)和保险粉(连二亚硫酸钠)的浴中冲洗布料。
之后进行中和步骤，其中在中和酸性溶液中处理布料，通常采用例如0.5cc/升的乙酸在室温下处理布料大约30分钟的时间段，以便中和在还原清洗工艺步骤中使用的任何残留碱性物质。
此后通常部署软化过程，其中用约4％的软化剂处理布料约30分钟，软化剂诸如是为手提供柔软感觉的亲水软化剂，诸如CHT的Tubingal GSO。
现有技术中用于对作为纺织材料的布料染色的另一染色工艺是泡沫染色工艺。在该工艺中，将布料预加热至高于室温约10℃至20℃的温度以提供较软的布料，该较软的布料然后被拉动通过泡沫着色剂。
泡沫通常具有是水的约10倍大的体积，并被提供为染色剂转运介质，在布料被拉动通过一对相对的辊时，泡沫将染料施加到布料。
随后，需要干燥工艺以干燥布料。泡沫染色工艺通常用于地毯的染色和大块布料的染色。
在现有技术中用于布料染色的另一染色工艺是采用冷轧堆(cold pad batch)工艺。该工艺在本领域内经常用于纤维素材料的染色和用于棉针织布料的染色。欧洲的棉针织染色中的大约1/3是根据这种工艺制备。
冷堆染色(cold patch dyeing)工艺涉及这样一种技术或工艺，其中轧堆染色(pad-batch dyeing)起始地首先用预混合的染料液浸透所制备的布料，然后使其通过一组辊。这些辊，或称为桨轮(paddler)，有效地迫使染色剂进入到布料中。在这种冷堆工艺中，也去除多余的染料溶液。在去除多余的染色剂之后，布料随后被“堆置”，即通过成卷或成箱地储存进行堆置，这通常需要最少4-12小时。这些堆通常用塑料膜围起，以防止吸收二氧化碳及水分蒸发。最后，当反应完成时，通常通过洗涤槽、洗涤风机或任何其它洗涤装置来洗涤布料。
布料着色领域中使用的另一工艺是二氧化碳染色，其在本领域中也称为气相染色。这是纺织品和布料染色领域中的最新发展，其中无需水而使布料在蒸气下染色。整个工艺在封闭环境中进行，以防止污染到周围环境或受到周围环境污染。
本发明的目的
本发明的目的是提供一种用于提供服装布料材料的工艺和系统，其克服或改善与现有技术相关联的至少一些缺陷。
发明内容
本发明可以涉及几种宽泛的形式。本发明的实施例可以包括本文所述的不同宽泛形式中的一种或任何组合。
在第一方面，本发明提供了一种形成服装布料的工艺，所述服装布料具有预定的所需光学颜色和图案效果，并具有预定的物理布料性质，所述工艺包括步骤：
(i)提供第一多根纱线、即n根纱线，其中所述n根纱线的总旦数等于第一旦数(D1)；
(ii)提供至少一另外多根纱线、即m根纱线，其中所述m根纱线的总旦数等于另一旦数(D2)；
(iii)形成多根多股纱线，每根多股纱线由两根或更多根纱线形成，其中每根多股纱线由所述第一多根纱线、即n根纱线中的一根纱线和所述另外多根纱线、即m根纱线中的一根纱线形成，其中，所述多股纱线中的每根纱线的旦数共同提供针织工艺的所需纱线旦数；以及
(iv)通过针织工艺，对由所述第一多根纱线与所述至少一另外多根纱线形成的所述多股纱线进行针织，以形成多股服装布料，
其中，每根纱线由以聚合物材料形成的多根纤维形成，其中纤维通过原液染色工艺形成，并且其中所述纤维在所述原液染色工艺期间着色；
其中，在针织由所述第一多根纱线、即n根纱线和所述至少一另外多根纱线、即m根纱线形成的多股纱线以形成所述多股服装布料时，所述服装布料形成为具有所述预定的所需光学颜色和图案效果，而在所述所需光学颜色和图案效果中不具有可光学检测的变型；并且
其中，所述第一多根纱线、即n根纱线和所述至少一另外多根纱线、即m根纱线选择为提供所述预定的光学颜色和图案效果以及所述预定的物理布料性质。
优选地，第一旦数(D1)和另一旦数(D2)在45旦尼尔至200旦尼尔的范围内。
所述第一多根纱线、即n根纱线中的每根纱线和所述至少一另外多根纱线、即m根纱线中的每根纱线优选地由p根纤维构成，其中，p在40至300的范围内，并且其中每根纤维的最大截面直径在0.2μm至1.1μm的范围内。
优选地，形成所述第一多根纱线、即n根纱线中的每根纱线和所述至少一另外多根纱线、即m根纱线中的每根纱线的聚合物材料选自如下组，该组包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯、丙烯酸、聚烯烃、尼龙6和尼龙66及其共混物。
优选地，在原液染色工艺中使用的聚合物材料具有最大尺寸在1.5mm至4mm的范围内的不规则形式。聚合物材料可以以尺寸约为3.3mm×3mm×2.2mm的不规则形式提供。
在原液染色工艺中使用母粒颜料，其中母粒的颗粒尺寸小于形成纱线的纤维的旦数。
优选地，母粒颜料的颗粒尺寸在20纳米至约2微米的范围内。
原液染色工艺优选地包括引入软化剂，以便为针织服装布料提供柔软效果。
优选地，原液染色工艺包括引入大约0.4重量％至1.5重量％范围内的消光剂，以便为针织服装布料提供所需的消光度。优选地，消光剂是TiO2。
针织工艺优选地是通过自动针织机执行的商业针织工艺。优选地，针织工艺由圆针织机执行。
优选地，所述第一多根纱线和所述至少一另外多根纱线具有相同的纱线数量。
优选地，其中所述第一多根纱线、即n根纱线中的每根纱线具有相同的旦数，从而每根纱线的旦数为(D1)/n，并且其中所述至少一另外多根纱线、即m根纱线中的每根纱线具有相同的旦数，从而每根纱线的旦数为(D2)/m。
优选地，第一旦数(D1)等于另一旦数(D2)。
优选地，所述第一多根纱线和所述至少一另外多根纱线由相同的聚合物材料形成。
所需的光学颜色和图案效果可以是纯色效果。替代地，所需的光学颜色和图案效果是规则图案效果或不规则图案效果。
所需的光学颜色和图案效果可以是从如下组中选择的图案，所述组包括混色图案、条纹、提花、基本花纹(motif)等。
在第二方面，本发明提供由第一方面的工艺形成的服装布料。
在第三方面，本发明提供了从由第一方面的工艺形成的服装材料形成的服装制品。
在第四方面，本发明提供了形成由原液染色纤维构成的纱线的工艺，该纱线用于生产具有预定的所需光学颜色和图案效果并具有预定物理布料性质的服装布料，所述工艺包括以下步骤：
(i)将具有所需颜色的母粒颜料与熔融聚合物材料混合，以形成具有所述所需颜色的熔融聚合物材料；
(ii)将所述熔融聚合物材料通过多个喷丝头挤出，以形成具有所述所需颜色的多根原液染色纤维，其中所述喷丝头的尺寸为形成纱线的纤维的所需尺寸的约2倍至3倍；以及
(iii)缠绕多根所述纤维，以形成用于后续形成服装布料的原液染色纱线。
优选地，纱线的旦数在45旦尼尔至200旦尼尔的范围内。
每根纱线优选地由40至300根的范围内的多根纤维构成。
所述纱线中的每根纤维优选地具有范围在0.2μm至1.1μm内的最大截面直径。
优选地，聚合物材料由从如下组中选取的材料形成，所述组包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯、丙烯酸、聚烯烃及其共混物。
用于形成所述熔融聚合物材料的聚合物材料优选地以最大尺寸在1.5mm至4mm范围内的不规则形式提供。优选地，所述聚合物材料以尺寸约为3.3mm×3mm×2.2mm的不规则形式提供。
母粒颜料的颗粒尺寸小于形成纱线的纤维的旦数。
优选地，母粒颜料的颗粒尺寸在20纳米至约2微米的范围内。
该工艺还可以包括在熔融聚合物材料的挤出之前将软化剂引入到熔融聚合物材料中的步骤，以便为针织服装布料提供柔软效果。
该工艺还可以包括在熔融聚合物材料的挤出之前将约0.4重量％至1.5重量％的范围内的消光剂引入到熔融聚合物材料中的步骤，以便为针织服装布料提供所需消光度。优选地，消光剂是TiO2。
在第五方面，本发明提供了一种用于形成多股服装布料的系统，所述多股服装布料具有预定的所需光学颜色和图案效果，并且具有预定的物理布料性质，所述多股服装布料由具有所述所需光学颜色和图案并由多根聚合物原液染色纤维形成的纱线形成，所述系统包括：
针织组件，其用于针织多根纱线，以形成具有预定的所需光学颜色和图案效果并且具有预定的物理布料性质的多股针织服装布料；
粗纱架，其用于承载多个线轴；以及
多个引导构件，其布置用于将来自n个线轴的n根纱线引导到针织组件，以与来自m个线轴的m根纱线进行针织，其中每个引导构件将所述n根纱线中的一根或多根纱线以及所述m根纱线中的一根或多根纱线引导到针织组件以形成一多股纱线，该多股纱线通过所述针织组件与另一多股纱线针织，以将该多股纱线与所述另一多股纱线针织而形成所述多股服装布料，其中，n和m为2或更大的整数；
其中，在针织所述多股纱线以形成多股服装布料时，所述服装布料形成为具有预定的所需光学颜色和图案效果，并且具有预定的物理布料性质，而在所述所需的光学颜色和图案效果中不具有可光学检测的变型；并且
其中，所述n根纱线中的纱线和所述m根纱线的纱线选择为提供所述预定的光学颜色和图案效果以及所述预定的布料性质。
优选地，该系统是商业自动针织机，并且该系统优选为圆针织机。
在第六方面，本发明提供了一种多股针织服装布料，其具有预定的所需光学颜色和图案效果，并且具有预定的物理布料性质，而在所述所需的光学颜色和图案效果中不具有可光学检测的变型，所述服装布料包括：
由多根多股纱线形成的针织布料，所述多股纱线由两根或更多根纱线形成，其中每根多股纱线由多根纱线、即n根纱线和另外多根纱线、即m根纱线形成；
其中，所述n根纱线的总旦数等于第一旦数(D1)；以及m根纱线，其中，所述m根纱线的总旦数等于另一旦数(D2)，其中，所述多股纱线中的每根纱线的旦数共同地提供用于针织布料的所需纱线旦数；
其中，每根纱线由聚合物材料的、多根着色的原液染色纤维构成，并且其中多根纱线、即n根纱线和多根纱线、即m根纱线提供所述预定的光学颜色和图案效果以及所述预定的物理布料性质。
第一旦数(D1)和另一旦数(D2)优选地在45旦尼尔至200旦尼尔的范围内。
多根纱线、即n根纱线中的每根纱线和多根纱线、即m根纱线中的每根纱线由p根纤维构成，其中p在40至300的范围内，并且其中每根纤维具有范围在0.2μm至1.1μm内的最大截面直径。
优选地，形成多根纱线、即n根纱线中的每根纱线和多根纱线、即m根纱线中的每根纱线的聚合物材料选自如下组，该组包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯、丙烯酸、聚烯烃、尼龙6和尼龙66及其共混物。
原液染色纤维优选地包括在约0.4重量％至1.5重量％的范围内的消光剂，以便为针织服装布料提供所需消光度。优选地，消光剂为TiO2。
多根纱线、即m根纱线和多根纱线、即n根纱线可以具有相同数量的纱线。
多根纱线、即所述n根纱线中的每根纱线可以具有相同的旦数，从而每根纱线的旦数为(D1)/n，并且其中所述另外多根纱线、即m根纱线中的每根纱线具有相同的旦数，从而每根纱线的旦数为(D2)/m。
所述第一旦数(D1)可以等于所述另一旦数(D2)。
多根纱线、即m根纱线和多根纱线、即n根纱线可以由相同的聚合物材料形成。
所需的光学颜色和图案效果可以是纯色效果、规则图案效果或不规则图案效果。
所需的光学颜色和图案效果可以是选自如下组的图案，该组包括混色图案、条纹、提花、基本花纹等。
在第七方面，本发明提供了由第六方面的多股针织服装布料形成的服装制品。
在第八方面，本发明提供了用于形成多股纱线并针织多根多股纱线以形成多股服装布料的系统，所述系统包括：
针织组件，其用于针织多根多股纱线，以形成多股针织服装布料；
粗纱架，在粗纱架上承载多个线轴，其中所述多个线轴包括：第一多个线轴、即n个线轴，其中，每个线轴承载具有第一旦数(D1)的纱线；以及至少一第二多个线轴、即m个线轴，其中每个线轴承载具有第二旦数(D2)的纱线；
多个引导构件，其位于所述多个线轴与所述针织组件之间，
其中，每个引导构件设置成接收来自所述第一多个线轴中的线轴的至少一根纱线，并且接收来自所述至少一第二多个线轴中的线轴的至少一根纱线，并且其中，每个引导构件设置成将来自第一多个线轴的所述至少一根纱线和来自至少一第二多个线轴的所述至少一根纱线作为多股纱线朝向所述针织组件引导，并且
其中，所述针织组件设置成接收来自引导构件的多股纱线，以针织所述多股纱线而形成多股料，从而提供多股服装布料。
优选地，所述针织组件是商业自动针织机。
所述针织组件可以是圆针织机。
附图说明
为了能够获得对上述发明的更准确理解，将通过参考附图中所示的具体实施例对以上简述的本发明进行更具体描述。本文给出的附图可能不是按比例绘制的，并且对图中尺寸的任何引用或以下描述是针对所公开的实施例。
使本发明对于其预期目的起作用的、这些尺寸的任何变化被认为在本发明的范围内。因此，重要的是清楚，这些附图仅描绘了本发明的典型实施例，因此不应认为是范围限制，本发明将通过使用附图利用附加特殊性和细节进行描述和解释，在附图中：
图1描绘了在本发明中实施的原液染色工艺的实施例的实例的示意图；
图2示出了根据本发明的用于挤出原液染色纤维的喷丝头的截面几何形状的实例；
图3a示出了在其中可实施本发明的、现有技术的圆针织机的实例的示意图；
图3b示出了另一实例，用于说明在其中可实施本发明的、现有技术的圆针织机的实例的示意图；
图3c示出了从上方看的图3a和3b的针织机的示意图；
图3d示出了可以在针织机中实现本发明的方式的实例；
图4a描绘了呈现贝尔效应(berre’effect)的针织原液染色布料的实例的照片图；
图4b描绘了呈现图4a的贝尔效应的针织原液染色布料的实例的放大图；
图4c描绘了根据本发明消除了贝尔效应的针织原液染色布料的实例的照片图；以及
图4d描绘了根据本发明消除了贝尔效应的图4c的针织原液染色布料的实例的放大图。
具体实施方式
本发明提供了在服装行业的商业实施中使用的、用于生产纤维和纱线以生产布料的工艺和系统。
本发明还提供了在服装行业的商业实施中使用的、用于针织这些纤维和纱线以形成服装布料的工艺。
服装行业要求布料满足诸如色牢度、重量、柔软度、消光度或光泽度、以及透气性或吸汗性的要求，以使这种布料适用于形成服装。
此外，为了满足需要的光学要求，用在服装中的任何这种布料必须没有光学上可识别的缺陷，诸如贝尔效应或“纬档”效应，其中可通过肉眼观察到沿着或横过针织布料延伸的不同颜色的条纹或线条，这在服装行业中是不可接受的。在服装布料的染色工艺和生产工艺的领域中，存在对这些布料提供着色的许多工艺，包括上述的现有技术中的工艺。
然而，当用于制备服装布料时，这些工艺呈现缺陷和瑕疵，包括缺乏色牢度、缺乏颜色的一致性及再现性、褪色、紫外线降解、制造成本、恶劣的制造工艺、资源(诸如水)的过度消耗、高电力和动力消耗、加工周期长、在加工中使用有毒化学品以及这些有毒化学品可能暴露于制造从业人员、过多废料及其处理要求、以及高毒性和腐蚀性副产品废料的处置。
在服装制造中，在着色方面最重要的是这些特性：色牢度以及颜色的再现性和一致性。服装颜色的褪色或改变会降低服装的寿命，因为这样的效果被认为是用户不希望的。
特别地，在其中要求特定颜色的寿命的商业应用中，诸如在需要特定颜色且需要队员具有相同的着色制服的工作制服或运动队制服中，缺乏色牢度使得服装的使用期限受限。此外，在特定的品牌颜色或颜色与制服相关联的这些情况下，重要的是服装具有一致的着色，并因此需要服装所用材料的颜色的制造的高度再现性。
用于生产服装布料的材料必须具有使得这种材料可适用于形成服装的固有物理性质，并且形成服装的布料及其纤维的具体特性必须具有适当的物理性质，诸如强度、柔性、分级(如旦尼尔)。这样，形成服装布料的材料在色牢度和再现性之外还必须呈现出适当的物理性质。
服装行业中使用的针织工艺必须提供无光学缺陷的布料，并且具有一致的颜色，而没有诸如贝尔效应或“纬档”效应的差异或缺陷。
为提供满足服装行业要求且适于在服装生产中使用的这种布料，本发明提供以下内容：
(i)原液染色纤维，其用于形成在服装布料的生产中适用的、用于针织工艺的纱线；以及
(ii)纱线和针织工艺，其提供具有一致颜色并且不含光学上可检测缺陷(如贝尔效应或“纬档”效应)的服装布料，使得该服装布料适用于生产服装，并满足行业对这种服装布料的预期。
根据本发明的用于服装布料生产的原液染色纤维和纱线呈现出色牢度和颜色再现性，并且消除了包括上述那些的、与现有技术相关的缺陷，这是因为提供了在制造工艺中着色的纤维和纱线。
本发明通过提供用于制造服装布料的工艺和系统来实现，其中服装布料由具有合适物理参数和尺寸参数与性质的原液染色的着色纤维形成，用这些原液染色的着色纤维形成服装中使用的具有所需颜色的服装布料。
因此，根据本发明，提供了一种用于制造服装布料的工艺和系统，其中生产的着色纤维具有合适尺寸和材料特性，以用于服装布料的生产。
为了提供这种用作服装的合适布料，本发明提供了一种工艺和系统，其中在形成纱线(其形成服装布料)之前并且在形成服装布料之前，形成纱线的纤维被形成为具有所需颜色，这与现有技术相反，在现有技术中，是在用于纤维面料的纤维和/或纱线和/或布料形成之后，再对纤维和/或纱线和/或布料染色。
通过提供在纤维制造纤维过程中被染色的纤维，纤维在制造工艺期间被形成为具有所需颜色，并且纤维在其整个厚度上设有均匀颜色。这样提供的单丝具有优异的色牢度，并且抵抗由紫外线(“UV”)效应引起的褪色。
此外且重要的是，通过用这种纤维形成制备服装布料所用的纱线，可以在批次之间容易地实现颜色再现性。
根据本发明，为了提供这种着色纤维，使用原液染色工艺以提供具有适于制备服装布料的尺寸的着色纤维。
为使用原液染色工艺提供原液染色的服装布料，本发明人已经实施了一种工艺，其中：
(i)根据本发明，生产了具有如在0.4至2.2旦尼尔数范围中那样的细旦数的新型纤维，以用于生产在服装布料形成中适用的纱线。
根据本发明，本发明中使用的纤维的旦数和直径的典型范围如下所示，还示出了包含这些纤维的纱线的旦数。
| 最小值 | 典型值 | 最大值 | |
| 纤维 | 0.4旦尼尔 | 1旦尼尔 | 2.2旦尼尔 |
| 纤维/单丝 | 0.2微米直径 | 0.5微米直径 | 1.1微米直径 |
| 纱线支数 | 45旦尼尔 | 75旦尼尔 | 200旦尼尔 |
表1-纤维和纱线的尺寸和数量范围
除非在根据本发明的原液染色工艺中形成单一纤维，而在针织工艺中使用一根单线，否则纱线是由多根纤维形成，以用于随后针织纱线来形成服装布料。
作为实例，可应用于本发明的具有旦数“D”和纤维数“f”的纱线如下：
| 纱线旦数与纤维数之比 | 纤维的旦数 |
| 45D/48f | 每根单丝相当于0.9375D |
| 75D/36f | 每根单丝相当于2.08333D |
| 75D/72f | 每根单丝相当于1.04166D |
| 100D/192f | 每根单丝相当于0.5208D |
| 150D/288f | 每根单丝相当于0.5208D. |
表2-每根纱线的纤维数以及纱线和纤维的旦数的实例
(ii)在其中使用母粒颜料的原液染色工艺中提供着色，颗粒尺寸被适当设定以用于形成具有这种细旦数的纤维，其中母粒颜料的纳米范围低至20纳米，并且高至微米范围，如适用的，例如对于黄色染料为1微米，对于绿松石色染料为2微米。通常，颗粒尺寸小于形成纱线的纤维的旦数，例如其中母粒的尺寸为约0.06微米。
(iii)使用适于形成服装布料的聚合物材料。
根据本发明，适用于形成着色纤维的合成材料包括聚合物材料，诸如尼龙、聚酯、丙烯酸和聚烯烃及其共混物。
为进一步利用原液染色工艺来提供原液染色的服装布料，本发明人已经确定，服装布料的感光颜色变化是由贝尔效应或“纬档”效应引起的，其中在光学上存在典型地是条带效应的、布料颜色的光学变化，这可能导致布料不适用于服装行业，因为考虑到颜色均匀性，市场拒绝这种材料，由此颜色均匀性是对服装布料的固有要求。
此外，本发明人已经确定出影响任何这种贝尔效应或“纬档”效应的参数，并且本发明人还进一步确定了能够明显减轻或缓和这种贝尔效应或“纬档”效应的工艺，使得制成一种原液染色布料，该原液染色布料作为满足服装行业布料的工业要求和商业要求的服装布料，并提供了如通过生产原液染色纤维及从包含这种原液染色纤维的纱线形成的布料而提供的上述和下述优点。
因此，本发明提供了用于生产从由原液染色纤维构成的纱线形成的服装布料的工艺和系统，其适于布料的生产。
本发明的原液染色工艺和系统的实例
参考图1，示出了在本发明中实施的原液染色工艺的实施例的实例的示意图100。
步骤1–共混
提供母粒颜料110，其颗粒尺寸小于形成纱线的纤维的旦数。以碎片形式提供形成纤维的聚合物材料120，诸如用于形成尼龙纤维的聚对苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)。所使用的这些碎片的尺寸通常设定为具有在2mm至3mm范围内的最大尺寸，并且以不规则形式提供，具有诸如为3.3mm×3mm×2.2mm的尺寸。根据本发明，原液染色工艺已经结合颗粒尺寸在20纳米至4微米范围内的母粒颜料110使用，使得可以生产具有0.4至2.2旦尼尔的尺寸范围的纤维/单丝，以可用于生产具有对服装制造适用的性质的布料。通常引入4.2重量％的最大染料含量，以用于本发明。
提供有用于提供共混步骤的共混装置130，在共混装置130中，将母粒颜料110与聚合物材料120混合，直到提供适当共混的混合物。
在该步骤中，还可以引入添加剂，诸如引入软化剂。
此外，为提供形成纱线的纤维，其中该纱线用于生产具有适当光泽的服装布料，可以将消光剂引入到颜料和PET碎片的混合物中，诸如TiO2。例如，可以引入约0.6重量％的TiO2以提供半暗的服装布料，并且可以引入约1.2重量％的TiO2以提供全暗的服装布料。
该混合步骤通常在室温或在进行混合的位置的环境温度下进行。
步骤2-熔融
在混合步骤1之后，进行熔融步骤2，其允许在反应室140内在约280℃至290℃的温度下熔融母粒颜料110和聚合物材料120和上述添加剂的共混物140，使得聚合物材料120处于适当熔融和粘性的形式，由此聚合物材料120因母粒颜料110而着色。
优选地，通过诸如搅拌机构的机械装置进行一些搅拌，以提供额外的均等分配和混合，从而得到均匀着色的粘性材料。
步骤3-冷却
然后提供冷却步骤，其中熔融的混合物被冷却至约160℃，使得混合物保持粘性状态。
步骤4-挤出
在冷却步骤之后，然后通过具有多个孔的多个喷丝头挤出粘性材料，其中喷丝头的尺寸为所需的纤维尺寸的约2至3倍。
适于本发明的纤维的尺寸的实例在上面表1中列出。
根据本发明，为了确保服装布料通过芯吸效应而具有合适的透气性，喷丝头的截面几何形状设置为使得沿着挤出的纤维的长度形成纵向凹进或槽口。图2中示出了这种合适的截面几何形状的实例。
参考图2，示出了挤出纤维200，其截面几何形状和外形取决于将其挤出的喷丝头。
在本实例中，纤维200的截面几何形状具有四个叶瓣210。如图所示，叶瓣210在相邻的叶瓣之间形成凹进或槽口220。如本领域技术人员将理解和认识到的，当多根纤维200缠绕以形成纱线时，如下面参照步骤5所述的，这些槽口导致在纱线内形成空隙或空位，这对于从这种纱线针织成的衣物制品通过芯吸作用而提供透气性。
步骤5-缠绕
为提供用于随后针织以形成服装布料的所需纱线，挤出纤维被缠绕到多个线轴150上，其中每个线轴被缠绕许多纤维以形成纱线。
缠绕到线轴上以形成根据本发明的所需纱线的纤维的数量的实例在上面表2中示出。根据本发明用于形成一根纱线的纤维的典型数量是72根纤维。
在缠绕工艺中，形成纱线的纤维通常通过在纤维之间提供交叉连接的局部融合而交织在一起，这将纤维保持在一起成为纱线并防止纱线脱落。
在缠绕工艺中，纤维冷却至约140℃至150℃。
缠绕的纱线是预取向纱线(“POY”)，并且在该工艺中的这一阶段，该预取向纱线并不适于通过针织形成服装布料。
根据要使用的纱线类型，然后通过后续处理来加工纱线，以形成(A)单丝纱线或(B)短纤维纱线。
(A)单丝纱线
随后，为了提供单丝纱线，在上述步骤5之后提供拉伸步骤160，其中纱线被拉伸以调节纱线的尺寸或旦数。在拉伸步骤中包括织构工艺，以便对纱线提供特性并使其适于服装布料形成，其中对纱线赋予以下属性：
(i)功能性；
(ii)作为用于布料生产的纱线的光学印痕(optical impression)；以及
(iii)感觉属性或触觉属性，使纱线具有适当的触觉属性，从而当被针织成服装布料时，布料满足适于服装行业的所需质地。
在织构工艺中，纱线可以处理成例如拉伸变形纱(“DTY”)或空气变形纱(“ATY”)。
根据本发明的实施例，纱线优选为拉伸变形纱，并且通过本领域已知技术包括有“假捻”，以便作为皱褶对纱线赋予弹性属性，如本领域技术人员已知的。在这样的工艺中，如本领域技术人员已知的，通过使用例如摩擦片和热定型实现。
因此，将(i)、(ii)和(iii)中的上述三个属性赋予纱线，使其适用于服装布料的针织，该纱线缠绕到主轴170上。
在纱线的这种加工之后，可以通过针织工艺形成服装布料。
(B)短纤纱形成
当需要短纤纱时，通过切割工艺180将POY纱线按长度切割，例如2.5cm的长度，并且使用纺纱工艺190，诸如在棉纺中使用的。
具有高的每英寸捻数(“TPI”)的纱线可以通过本领域技术人员已知的工艺形成，其具有高捻度，以便提供适于形成服装布料的、具有所需性质的纱线。
应当注意，虽然原液染色工艺在其它技术领域中已用于生产由诸如丙烯酸、尼龙/聚酰胺和聚酯的材料形成的大型着色纤维，但这种用途仅限于生产形成工业产品所用的纤维，这些工业产品诸如是尼龙绳或合成绳索、渔网和安全网等，其具有有限的颜色，诸如深蓝色、红色和黑色。
然而，这些行业中生产的纤维不适用于服装布料技术领域，因为纤维的截面或旦数过大，使得纤维不能用于服装布料的生产。
此外，在根据现有技术的原液染色工艺中使用的颜料的颗粒尺寸不能用于生产出这样的纤维：纤维的尺寸适于生产服装布料，并提供所需色牢度以及批次之间的颜色再现性。
再另外，这种现有技术的纱线也由于其不具有所需的透气性特性、纹理特性、弹性特性和光学特性，而不适于形成服装布料。
本发明的原液染色工艺的实例
作为实例，描述了传统的高温聚酯染色工艺和根据本发明的原液染色聚酯工艺之间的总体比较。
参考表3，示出了传统的高温聚酯染色工艺和原液染色工艺的参数。
作为背景技术，参照下面的表3及其工艺和参数描述了传统的高温聚酯染色工艺，其中使用的染色剂是分散染料，且颜色深度是中等颜色。
在该实例中，使用了液体与商品(即，布料)比为1:8的深色的1000kg堆，使用4管高温染色机，其每个管的负载约为250kg。
表3示出了用于两个工艺的工艺参数的总结，其中，工作流程步骤如下，其示出了步骤持续时间、使用的化学品及量、温度，和水的体积：
1.应用预处理工艺以在针织过程中去除针织油和污垢，如由第1号浴所示，
2.应用染色，其为施加预分散料的着色工艺，即施加具有pH和温度染色曲线的溶解的分散染料，如由第2号浴所示，
3.随后应用冲洗工艺，如由第3号浴和第4号浴所示，
4.随后使用还原清洗，以便在强碱浴下在还原条件下去除未固着的染料，如由第5号浴所示，
5.随后应用冲洗工艺，如由第6号浴和第7号浴所示，
6.随后使用中和步骤，其包括施加酸以去除强碱，以提供皮肤友好的pH值，如由第8号浴所示，以及
7.随后应用软化步骤，其中施加软化剂，如由第9号浴所示。
进一步参考表3，针对原液染色的聚酯，示出了原液染色工艺的步骤和工艺参数，其工作流程和步骤如下：
1.使用漂洗步骤，如由第1号浴所示，其中应用漂洗步骤，以及
2.在漂洗步骤之后，应用软化步骤，如由第2号浴所示。
如将注意到的，作为对比，与原液染色材料的处理仅有两个步骤相比，传统的高温聚酯染色工艺使用9个浴步骤，并且使用明显更多的较高温度的水。
传统的高温聚酯染色对比原液染色聚酯(基于液体与商品比为1：8的1000kg堆，深色)
表3-工艺的参数和步骤
参照下面的表4，以下提供传统的高温聚酯染色工艺和原液染色工艺之间的参数比较：
表4-本发明的优点总结
作为实例，对于每年生产3600万件服装制品的工厂，与本领域中目前使用的典型高温聚酯染色相比，利用本发明进行服装着色提供了以下环境优点和经济优点：
(i)以900万公斤的布料并且56升水/kg布料为基准，每年节水大约504,000,000升；
(ii)以168Kw/吨×9000吨计，电力消耗降低1,512,000KW/年；
(iii)蒸汽的能耗降低457.5亿千焦耳，合计5,082,880千焦耳/吨×9000吨
(iv)零化学品排放，因为通过本发明，唯一使用的化学品是软化剂和洗涤剂，本发明不形成有毒烂泥，也没有化学品释放到环境中。
本发明的原液染色工艺的优点
如表3和表4所示且如上所述，根据本发明的工艺和系统提供了优于现有技术工艺的明显优点。
这些优点包括：
(a)色牢度、稳定性和再现性
-提供适用于纺织布料的具有高色牢度的纤维
-提供适用于纺织布料的具有高颜色稳定性且抗UV降解的纤维
-提供了一种用于提供适用于纺织布料的纤维的方法，其中在制造批次之间，能够容易地重复纤维颜色的再现性。
(b)节约成本/经济优点：
-水消耗显著减少
-显著减少了现有技术中为泵、绞车等消耗的电力消耗，并且减少了循环时间从而需要更少电力
-由于更低的热力需求和更少的蒸汽需求，显著降低了能耗。
(c)环境优点：
-由于更少的循环次数和升高不多的温度，以及避免了高染色温度循环并减少了清洗循环，显著降低了从本发明的系统传递到环境的热负荷。
-消除了有毒废料及这种废料到环境中的释放
(d)OHS(职业健康与安全)属性：
-不使用有毒化学品，因此不太可能将有毒化学品暴露于生产工人和环境
-工作场所的环境温度低，提供了优选的工作条件
根据本发明的针织服装布料的形成和生产
如上所述，除了服装布料所要求的透气性特性、纹理特性和弹性特性之外，必要的是任何这种服装布料没有任何光学缺陷。
这些常见光学缺陷是贝尔效应或“纬档”效应，其可能在用于从本发明提供的原液染色纱线形成布料的针织工艺期间引入，从而使得用于服装行业的服装布料呈现颜色的均匀性。
在布料行业中存在贝尔效应的几个原因，其包括：
(i)纺纱制备过程中，由于辊子偏心或机械缺陷引起纬纱的周期性支数变化(count variation)。
(ii)不同支数、不同捻度、不同双捻方向及不同亮度水平的纬纱的混合，特别是在单丝中。
(iii)从不同纺丝批号的合成纤维生产的短纤维混纺纱线的混合。
(iv)单丝中的制造缺陷，例如旦数变化。
(v)纬纱的支数差异，
(vi)纬纱给料包中的过大张力，特别是在单丝中，
(vii)投纬密度变化和捻度差异，
(viii)相邻组投纬的颜色或浓淡(shade)，
(ix)共混组成或使用的棉花中的差异。
已经发现，根据本发明的使用上述纱线的针织布料具有贝尔效应的存在。
可以稍微减轻针织布料的贝尔效应的一种方式提供颜色评估工艺和针织调整工艺。如本领域技术人员已知的，工业针织工艺包括：将缠绕有纱线的多个线轴所引入的相应的多根纱线进行交织。在布料行业中使用各种布置方案，例如承载对应的待针织纱线的102或114个线轴。
为评估颜色，从每个线轴形成针织样品，然后评估针织布料的颜色参数，在此之后根据颜色评估结果，为特定线轴分配粗纱架上的指定位置，这可以用于掩盖或克服由纤维旦数的小变化或其它因素(包括上述那些)所引起的、所形成针织布料中的贝尔效应或纬档效应。
在现有技术的这种技术中，存在可以评估的几种颜色参数，并且它们可以通过眼睛来实施，或者通过捕获电子图像且随后进行计算机分析来实施。这些参数包括暗度/亮度、色调、色度等。
根据现有技术，可以使用以下工艺：
(i)管状袜型制品形式的管状针织织样(knit down)，其中，将袜子制成每个线轴的预定直径，
(ii)将预定尺寸的测试板插入到袜子内，并将袜子拉伸到测试板上，
(iii)评估袜子的颜色参数，其中在预定计量长度上评估颜色参数，以及
(iv)根据所评估的颜色特性，将线轴布置在针织机系统的粗纱架上的位置处，以便减轻贝尔效应。
例如，对于拉伸到测试板上的管状样品，面板根据所评估的布料颜色而具有所需颜色，诸如深色或白色。例如，如果针织布料是“暗”的或“亮”的，则可以进行光学评估，并相应地选择和改变线轴在粗纱架中的位置。
为掩盖贝尔效应，可以进行各种重定位评估，并且将线轴重定位为例如暗/亮/暗亮重新排列标准、或暗/暗/亮/亮重新排列标准、或暗/暗/亮/暗/暗/亮标准。
然而，虽然这种技术在减少贝尔效应方面有一些作用，但本发明人已经发现，对于根据本发明的从原液染色纱线形成的针织服装布料，仅能在约60％至70％的时间上充分减小贝尔效应。
上述技术需要大约半天的时间来评估来自线轴的纱线，以及从克服贝尔效应的角度出发提供线轴在粗纱架上的布置方案。然而，由于成功率约为60％至70％，一旦针织织样工艺已经开始且在此之后如果检测到贝尔效果存在，则将具有非常大的不利影响，这是因为如果确实存在贝尔效应，则需要处理掉大量针织布料。
与如果发现贝尔效应则可以稍微再加工的、现有技术的非原液染色布料不同，原液染色针织布料只能被处理掉。
因此，在服装布料针织工艺中，对于原液染色纱线，在现有技术中存在以下有害的和抑制性的属性：
(i)初始线轴调整的过多设置时间；
(ii)可能在生产开始后，需要线轴的可能的进一步调整和重定位；
(iii)实施这种线轴重定位技术，需要特别熟练且受过训练的人员；
(iv)因为人基于经验来确定线轴放置，这种技术中存在不一致性，其中人的评估确实影响再现性；
(v)如果在生产运行中出现贝尔效应，则需要这些技术人员出现进行补救行动，这在服装行业中并不总是可能的，因为针织织样运行通常每天24小时实施，而有适当技术的工作人员并不总是每天24小时在现场待命；
(vi)在服装布料的针织制造运行之间使用依赖于人判断的这种技术，会根据个人的一致性或不同人之间的一致性而可能在运行之间存在不一致；
(vii)其它参数、诸如纱线张力也可能影响贝尔效应，因此在不同的针织机之间，线轴的设置和定位可能有不同的要求；
(viii)不受针织机操作人员控制的参数可以影响到减小贝尔效应的结果，并进一步导致会难以修正的非预期贝尔效应；
(ix)用以减小贝尔效应的、对线轴的最初设置的停机时间，以及为修正贝尔效应的针织中断，造成巨大的运营成本；并且
(x)由于具有贝尔效应的原液染色针织布料无法修正，由处理不可用面料以及处理成本而造成巨大经济损失。
如本领域技术人员所理解的，任何具有贝尔效应的服装布料都是不可接受的，并且将直接被服装行业和市场拒绝。
应当注意到，并且如本领域技术人员已知和理解的，在服装行业中，使用满足行业要求的成功率仅为60％至70％的布料在商业上不可行或不可接受，这是因为损失及延误的成本使得任何这样的工艺在服装行业中从经济上来说不可行。
因此，尽管原液染色布料具有上述的产品、商业、环境、职业健康和安全、以及制造成本上的优点，但这种具有不能消除的贝尔效应的布料在商业上不能实施。
因此，本发明人已经提供了一种消除针织原液染色布料的贝尔效应的存在或发生的解决方案，其克服了上述缺点，同时仍提供所有的产品、商业、环境、职业健康和安全及制造成本上的优点。
这样，本发明人已经克服了现有技术的布料和制造技术中的所有缺陷和障碍，以便提供能够被服装行业接受的、商业上可行且有效的原液染色服装布料。
为了提供这种不具有贝尔效应的服装布料，本发明提供如下工艺：
(i)确定用于服装制品的、适当的服装所需纱线旦数，其是针织布料的所需纱线的旦数，
(ii)将所需纱线旦数除以2或更大的整数，
(iii)通过两根或更多根纱线提供用于针织的多股纱线，其中，多股纱线中的每根纱线的旦数共同地提供用于针织工艺的所需纱线旦数，以及
(iv)使用这些多股纱线进行针织。
例如，如果用于布料的纱线的总旦数为150旦尼尔，则150旦尼尔除以2表示每根75旦尼尔的两根纱线用作“多股”纱线。替代地且例如，如果布料需要150旦尼尔纱线，则每根50旦尼尔的三根纱线可以用于形成这种“多股”纱线。
本发明人已经发现并证明，上述工艺一致地提供了没有贝尔效应的服装布料，并且其一致地提供服装行业市场可接受的服装布料。
上述工艺具有优于现有技术中的上述贝尔效应减小技术的优点，包括：
(i)100％交付无贝尔效应的服装布料；
(ii)不需要专门的预生产颜色评估运行和分析；
(iii)无需专门培训的技术人员；
(iv)无因人的错误或人的主观性引起的不一致性；
(v)不发生大量停机时间；
(vi)没有大量和过多的布料损失成本、生产时间损失和处理成本；以及
(vii)不依赖于任意调整、机器特异性或针织机参数波动。
参考图3a，示出了在其中可以实施本发明的、现有技术的圆针织机300的实例的示意图。在这样的针织机300中，存在多个线轴310，通常为102或114个线轴，这些线轴包含纱线320，并且支撑在粗纱架330上，以用于编织布料340，布料340累积在布料辊350上。
虽然本图中未示出，但本领域技术人员知道，在如本实例中所示的圆型针织机300中，能够沿着圆周方向布置多个线轴。在另一替代的针织机布置中，线轴不需要必然沿圆周方向布置，而是可以将纱线引导到针织机以便在适当位置处引入，用于由针织机针织纱线，以生产针织布料。因此，为解释的目的使用图3a的图不应推断出物理限制，并且没有物理限制被推断或导入到或应用于本发明的发明构思。
如本领域技术人员同样将理解地，存在可以实施各种针织机以用于针织及随后缠绕针织布料的多种方式，图3a的示意图仅用于解释的目的，并且本发明可以在比图3a所示的更复杂的针织机布置中实施。
如从图3a中将看到并且本领域技术人员已知的，来自每个线轴的纱线320由一个或多个引导件360(其可以是孔眼)引导，并且来自每个线轴的每根纱线320然后穿过张紧器370，该张紧器370为纱线320提供正确张紧以用于针织，然后每根纱线320被输送到针织组件，该针织组件则例如通过馈线器380和闩锁针390将每根纱线320与其它纱线针织，从而提供由针织纱线320构成的布料340。
参考图3b，出于说明性目的示出了可以实施本发明的现有技术的圆针织机300a的实例的示意图的另一实例。在这种针织机300a中，多个线轴310a示出为围绕针织机300a线轴的轴线在圆周方向上延伸，这些线轴还包含由张紧器370a张紧的纱线320a，并被支撑在粗纱架330a上，用于编织布料340a。如图所示，来自每个线轴310的每根纱线320a被馈送或输送到针织组件中，以用于后续的针织。
参考图3c，从上方示出了现有技术中使用的针织机300的示意图，其中如图所示，多个线轴310沿圆周方向布置在轴承架330上。如图所示，来自各线轴310的各纱线320穿过张紧器370，用于后续针织。在现有技术的这种系统中，对于例如要用150旦尼尔的纱线形成的布料，各线轴310上的所使用的各纱线具有150旦尼尔，并且由这种纱线针织的布料是150旦尼尔布料。
参考图3d，示出了可以在针织机中实施本发明的方式的实例。本发明允许多股针织，以便使用本发明提供的新型的原液染色纱线消除针织服装布料中的贝尔效应。
如上所述，通过现有技术的工艺或技术，诸如当使用如参照图3c描述的系统和布置方式时，不能减轻贝尔效应以满足对由原液染色纱线形成的服装布料的光学要求，然而，本发明通过提供一种多股针织服装布料以及用于形成这种多股服装布料的系统及工艺，消除了贝尔效应这一商业限制因素。
本发明提供了允许针织多股纱线的针织机和工艺，以形成多股针织服装布料，使得在服装内不存在视觉上可检测的贝尔效应。
为了提供这种多股纱线，本发明人已经发现并证明，通过针织机的针织组件进行针织，其中，多股纱线被馈送或输送到针织组件，提供了这样的适用于服装行业的无贝尔效应的布料。
如根据本发明的图3d的实例所示，在针织机中可以实施本发明的方式是：将多根原液染色纱线作为多股纱线馈送到针织机300d的针织组件。这样，多股布料由多股纱线的针织物形成。
在本实例中，在张紧器370d之后作为引导件或孔眼375d设置有多个引导构件，并且因此，多股原液染色纱线被馈送到针织组件，使得针织布料是多股原液染色布料。
此外，如上所述，如果用于布料的纱线的总旦数为150旦尼尔，则150旦尼尔除以2表示将每个75旦尼尔的两根纱线用作“多股”纱线。替代地且例如，如果布料需要150旦尼尔纱线，则可以使用每个50旦尼尔的三根纱线来形成这种“多股”纱线。
在本实例中，使用双股纱线，并且因此，一个引导件或孔眼375d设置在一对相邻的张紧器375d之间。在支撑在粗纱架330d上的每个线轴310d上承载在本实施例中形成布料的纱线320d，该纱线320d具有所需旦数的一半旦数，并且来自两个张紧器的纱线320d通过各引导件或孔眼375d馈送，使得各具有一半所需旦数的两根纱线320d被各引导件或孔眼375d接收，使得多股纱线、本示例中为双股纱线325d被馈送到针织组件。在本实例中，存在十二个线轴310d，每个线轴承载一根纱线320，并且存在十二个张紧器370d和六个引导件或孔眼375d。
因此，每个引导件或孔眼375d对应于从其接收纱线320d的线轴310d。在本实例中，由于布料被限定为双股针织布料，所以与另一多股纱线325d针织的每一多股纱线325d包括两根纱线320d，其中每根纱线320d来自线轴310d中的一个线轴。因此，在本实例中，引导件或孔眼375d的数量是线轴310d或纱线320d的一半。如本领域技术人员将理解的，上述实例是可以将多股纱线提供到针织组件的一种方式，并且提供相同技术效果的多个替代或其它实施例被认为落在本发明的范围内。
虽然以上已经在实例中将本发明描述为在由一种聚合物材料布料形成的纯色布料中实施，但本领域技术人员将会理解和认识到，在这种实例中，在原液染色工艺期间挤出的纤维的颜色可能不必然与所形成的布料相同。如将理解到的，布料将具有所需或预定的光学颜色和图案效果以及预定的物理布料性质，并且基于布料的期望的预定光学颜色效果，来确定纱线和形成纱线的纤维的颜色。如还将理解的，诸如纱线消光度的参数以及执行针织的方式也对布料的光学颜色和图案效果以及预定的物理布料性质产生影响。
如本领域技术人员将理解的，尽管各种参数确定了针织布料的最终物理性质(包括针织密度，以每英寸的经纱/投纬(ends/picks)数表示)，但纱线的旦数是影响到纱线布料的密度的主要参数。
在其它实施例中，每根多股纱线的总旦数不一定必然彼此相同，并且使用这种不同旦数的多股纱线通常会产生具有粗糙表面的规则针物。在使用粗纱和细纱的这种实施例中，可以生产提花针织物。
此外，如本领域技术人员将理解的，在其它或替代的实施例中，在本发明中形成用于针织的多股纱线的纱线的旦数不需要必然相等。例如，在上述的实施例中，使用每个75旦尼尔的2根纱线来形成一多股纱线，用于与另一多股纱线进行针织。然而，在多股纱线的所需旦数为150旦的其它实施例中，在不背离本发明的范围的情况下，单根纱线可以例如是40旦尼尔、50旦尼尔和60旦尼尔。
此外，尽管在上述实施例中，纱线由相同材料、即聚合物材料形成，但如本领域技术人员将清楚和理解的，一种聚合物材料形成的一根多股纱线可以与不同聚合物材料形成的另一多股纱线进行针织。在这种情况下，可以使用可承载由不同聚合物材料形成的纱线的线轴。例如，可以提供提花针织物。
另外也将理解到，形成用于后续针织的每根多股纱线的纱线不需要必然由与其它纱线相同的聚合物材料形成，并且也不需要必然由与其它纱线相同的颜色形成。
又另外，如本领域技术人员将清楚的，在其它或替代实施例中，多股纱线的颜色可以不同于其将与之进行针织的另一多股纱线的颜色，从而提供规则的图案效果，例如花纹、条纹、基本花纹等。
因此且如将清楚的，本发明不限于纯色针织物，并且不同的线轴可以承载不同颜色的纱线。此外，一根多股纱线的旦数需要与其将与之进行针织的另一多股纱线相同，并且不需要必然具有相同的颜色或聚合物材料。又另外，形成每根多股纱线的单根纱线不需要都必然具有相同的旦数，并且在一些替代实施例中，不需要必然由相同的颜色或聚合物材料形成。
本发明通过实施使用由原液染色纤维形成的纱线的多股针织工艺，消除了商业抑制性的贝尔效应，稍后参照图4a和图4b进行展示和描述。
参考图4a，示出了已使用根据本发明形成的原液染色纤维的原液染色纱线针织的服装制品400a的一部分的放大的照片图。然而，用以形成服装布料的针织工艺和布置是如参照图3c所述的现有技术的针织工艺和布置，其中多个线轴上各承载150旦尼尔的原液染色纱线并进行针织，以形成150旦尼尔的单股服装布料。如所示的，服装布料400a清楚呈现出由具有光学可识别的较亮颜色的线410a标示的贝尔效应。如所示的，在本实例中，贝尔效应由具有约40mm的周期间隔的线410a标示出。
在图4b中示出了图4a的“贝尔效应”的放大的照片图，其中服装制品400b具有光学上可辨别的贝尔效应，其是具有大约40mm的周期间隔的线410b。
虽然本发明人一直在努力追求如以上关于可减小贝尔效应的方式的、现有技术的技术，但不能够重复地消除贝尔效应的存在，并且消除贝尔效应只能在60％到70％的时间上实现，如上所述，这固有地排除了这种工艺和布料材料对服装行业的适用性。
相比之下，且如参照图4c和图4d所示和所描述的，示出了由每个75旦尼尔的双股纱线针织的150旦尼尔的服装制品的一部分的放大照片图，其中，根据本发明的工艺和系统(如参照图3d所述的)针织纱线，并且其中根据本发明，该纱线由原液染色纤维形成。
本发明被示出并被证明消除了贝尔效应，并且参考图4c，示出了使用根据本发明形成的原液染色纤维的原液染色纱线针织出的服装制品400c的一部分的放大照片图。然而，在本实例中，服装制品已经根据本发明的针织工艺和布置被针织为多股布料，其中服装制品400c是双股针织布料，其使用每个承载有原液染色纤维形成的纱线的一系列线轴，其中每根纱线具有75的旦数，从而形成150旦尼尔的针织布料。
如显而易见的，在服装制品400c中不存在可光学识别的贝尔效应，并且形成服装制品400c的服装布料满足上述和下述的服装行业要求。示出了40mm的比较尺度，证明在这样的周期内没有贝尔效应。
图4d中示出了图4c的放大的照片图，其中以增加的放大倍率显示，在服装制品400d中清楚表明不存在可光学识别的贝尔效果，并且形成服装制品400d的服装布料满足上述和下述的服装行业要求。示出了40mm的比较尺度，证明在这样的周期内没有贝尔效应。
如所示的，由于实施本发明的多股原液染色纱线，所以服装制品400c或400d中没有在光学上可识别或可辨别的贝尔效应，并且已经消除了任何可光学识别的贝尔效应，形成适用于服装行业的原液染色针织布料。
通过努力及反复试验和分析，本发明人已经发现并证明，在根据本发明的针织工艺和系统中实施本发明的多股原液染色纱线消除了如描述为减少贝尔效应的现有技术中的工艺的必要性，并且可提供适用于服装行业且满足上述的这些再现性要求的服装布料。
如将理解的，虽然如上所述的对贝尔效应的光学评估和消除表明，由根据本发明的原液染色工艺形成的原液染色纱线可以用于满足服装行业严格要求的针织布料，但消除由纤维和纱线旦数及其它上述参数的波动所引起的本发明人已识别到的贝尔效应的其它方式等同地适用于本发明，且落在本发明的范围内。
本发明提供了适用于服装行业的原液染色布料，其提供了优于现有技术的优点，包括：
(i)色牢度、稳定性和再现性，
(ii)成本节约/经济优势，
(iii)环境优势，以及
(iv)OHS(职业健康与安全)属性。
通过实施用于生产适用于服装布料的性能要求的纱线的新型且适当尺寸的纤维的制备工艺，以及结合适当且足够小的特定尺寸的母粒颜料颗粒使用原液染色工艺，本发明提供了一种新型服装布料。
此外，通过识别导致不适于服装布料的光学缺陷的参数，以及确定通过使用多股原液染色纱线来消除这种光学缺陷的工艺，本发明提供了一种具有使布料适用于服装行业的功能特性及视觉特性的新型服装布料。
鉴于全球对适用于服装行业的布料的需求，本发明通过克服现有技术的缺陷，并提供包括上述那些的优点，提供了解决这些缺陷的有用技术方案。
定义
服装布料被定义为用于制造服装的布料，其中服装包括用于至少部分地覆盖人体的衣物和外套，并且服装制品包括时尚服装、非时尚服装和运动装，诸如衬衫、T恤、上衣、背心，运动衫、连衣裙、裙子、短裤、裤子、内衣、大衣、夹克、围巾、披肩、泳装，等等。
服装行业被定义为服装的行业，包括用于形成服装布料的纱线的制造、由服装布料形成的物品的制造、服装物品的批发、服装物品的保存、服装物品的供应，以及其间的所有中间步骤。
服装行业要求被定义为在质量、再现性、效率和成本方面的严格的、不妥协和不容忍的标准，不能一致性地满足服装行业标准的服装物品及其制造商和供应商将无法进入本行业，或在行业中保持商业地位。
纤维素纤维
纤维素是植物来源的纤维材料，是所有和人造纤维素纤维的基础。天然纤维素纤维包括棉花、亚麻、大麻、黄麻和苎麻。纤维素是一种聚合糖多糖(polymeric sugarpolysaccharide)，其由重复彼此连接的1-4-8水合葡萄糖单元8醚键组成。
色牢度
它是在纺织材料的染色中使用的术语，是指颜色对褪色(fading)或迁移(running)的抵抗力。
旦数
定义纱线厚度的单位，其定义为每9000米的质量(克)。
分散染料
制造用以在高温下对聚酯着色的水溶性染料，以使染料渗到纤维中。
原液染色
合成纤维的大量着色：将母粒颜料与通过喷丝头进入到空气和水中的合成材料混合，而形成着色线。
泡沫染色
该应用是将染色剂输送通过泡沫而不是通过水。这一应用特别地用于起绒布料和大块布料(例如，地毯)。
色样
用以优化着色剂混合百分比和条件的小规模配色，其用作进行批量染色的参考。
母粒
用于塑料着色的固体或液体添加剂，其允许加工商在塑料制造工艺中经济地对原料聚合物进行着色。对于聚酯原液染色，母粒与聚酯碎片混合并被熔融纺丝，以提供着色纱线。
微纤维
该术语定义合成纤维的厚度，市场上认为比一旦尼尔或分特/线细或与之等同的纱线厚度称为微纤维。
微米
该单位表示微小物体的尺寸，一微米等于10-6米。
低聚物
在化学品或温度作用下通过链断裂而分解的短链聚合物。
聚酯
由二羧酸与二元醇反应所获得的一种合成纤维，通常缩写为PET、PETE，全称为聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate)。它在二十世纪五十年代以其出色的无瑕疵的性能进入市场。杜邦公司以商标Dacron和Terylene销售其聚酯纤维。
合成纤维
它们通过将纤维成形材料通过喷丝头挤出到空气和水中形成线而形成。合成纤维由合成聚合物或小分子物(诸如石油基化学品或石化产品)制成。这些材料被聚合成键接相邻碳原子的长的线性化学品。不同的化合物将用于生产不同类型的纤维。合成纤维占全部纤维用量的一半左右，其适用于纤维和纺织技术的各个领域。尽管基于合成聚合物的许多类别的纤维已被评估为潜在有价值的商业产品，但其中四种，即尼龙、聚酯、丙烯酸和聚烯烃，主导着市场。这四种产品占合成纤维生产量的约98％，其中仅聚酯就占60％。
Claims (54)
1.一种形成服装布料的工艺，所述服装布料具有预定的所需光学颜色和图案效果，并具有预定的物理布料性质，所述工艺包括以下步骤：
(i)提供第一多根纱线、即n根纱线，其中，所述n根纱线的总旦数等于第一旦数(D1)；
(ii)提供至少一另外多根纱线、即m根纱线，其中，所述m根纱线的总旦数等于另一旦数(D2)；
(iii)形成多根多股纱线，每根所述多股纱线由两根或更多根纱线形成，其中每根多股纱线由所述第一多根纱线、即n根纱线中的一根纱线和所述另外多根纱线、即m根纱线中的一根纱线形成，其中所述多股纱线中的每根纱线的旦数共同提供用于针织工艺的所需纱线旦数；以及
(iv)通过针织工艺对由所述第一多根纱线与所述至少一另外多根纱线形成的所述多股纱线进行针织，以形成多股服装布料，其中每根纱线由用聚合物材料形成的多根纤维形成，其中所述纤维通过原液染色工艺形成，并且其中所述纤维在所述原液染色工艺期间着色；
其中，在针织由所述第一多根纱线、即n根纱线和所述至少一另外多根纱线、即m根纱线形成的所述多股纱线以形成所述多股服装布料时，所述服装布料形成为具有所述预定的所需光学颜色和图案效果，而在所述所需光学颜色和图案效果中不具有可光学检测的变型；并且其中所述第一多根纱线、即n根纱线和所述至少一另外多根纱线、即m根纱线选择为提供所述预定的光学颜色和图案效果以及所述预定的物理布料性质。
2.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述第一旦数(D1)和所述另一旦数(D2)在45旦尼尔至200旦尼尔的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的工艺，其中，所述第一多根纱线、即n根纱线中的每根纱线和所述至少一另外多根纱线、即m根纱线中的每根纱线由p根纤维构成，其中p在40至300的范围内，并且其中每根纤维的最大截面直径在0.2μm至1.1μm的范围内。
4.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中形成所述第一多根纱线、即n根纱线中的每根纱线和所述至少一另外多根纱线、即m根纱线中的每根纱线的聚合物材料选自以下组，该组包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯、丙烯酸、聚烯烃、尼龙6和尼龙66及其共混物。
5.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中在所述原液染色工艺中使用的聚合物材料是具有1.5mm至4mm范围内的最大尺寸的不规则形式。
6.根据权利要求5的工艺，其中所述聚合物材料以不规则形式提供，具有约3.3mm×3mm×2.2mm的尺寸。
7.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中在所述原液染色工艺中使用母粒颜料，其中母粒的颗粒尺寸小于形成纱线的纤维的旦数。
8.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述母粒颜料的颗粒尺寸在20纳米至约2微米的范围内。
9.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述原液染色工艺包括引入软化剂，以便为针织服装布料提供柔软效果。
10.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中，所述原液染色工艺包括引入约0.4重量％至1.5重量％范围内的消光剂，以便为针织服装布料提供所需的消光度。
11.根据权利要求10所述的工艺，其中所述消光剂是TiO2。
12.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述针织工艺是由自动针织机执行的商业针织工艺。
13.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述针织工艺由圆针织机执行。
14.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述第一多根纱线和所述至少一另外多根纱线具有相同的纱线数。
15.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述第一多根纱线、即n根纱线中的每根纱线具有相同的旦数，从而每根纱线的旦数为(D1)/n，并且其中所述至少一另外多根纱线、即m根纱线中的每根纱线具有相同的旦数，从而每根纱线的旦数为(D2)/m。
16.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述第一旦数(D1)等于所述另一旦数(D2)。
17.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述第一多根纱线和所述至少一另外多根纱线由相同的聚合物材料形成。
18.根据前述权利要求中任一项所述的工艺，其中所述所需光学颜色和图案效果是纯色效果。
19.根据权利要求1至17中任一项所述的工艺，其中所述所需光学颜色和图案效果是规则图案效果或不规则图案效果。
20.根据权利要求19所述的工艺，其中所述所需光学颜色和图案效果是从以下组中选取的图案，所述组包括混色图案、条纹、提花、基本花纹等。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的工艺形成的服装布料。
22.由根据权利要求1至20中任一项所述的工艺形成的服装材料形成的服装制品。
23.一种形成由原液染色纤维构成的纱线的工艺，所述纱线用于生产具有预定的所需光学颜色和图案效果并具有预定的物理布料性质的服装布料，所述工艺包括以下步骤：
(i)将具有所需颜色的母粒颜料与熔融聚合物材料混合，以形成具有所述所需颜色的熔融聚合物材料；
(ii)该所述熔融聚合物材料通过多个喷丝头挤出，以形成具有所述所需颜色的多根原液染色纤维，其中所述喷丝头的尺寸为形成纱线的纤维的所需尺寸的约2倍至3倍；以及
(iii)缠绕多根所述纤维，以便形成用于后续形成服装布料的原液染色纱线。
24.根据权利要求23所述的工艺，其中所述纱线的旦数在45旦尼尔至200旦尼尔的范围内。
25.根据权利要求23或24所述的工艺，其中构成每根纱线的纤维的数目在40至300的范围内。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的工艺，其中所述纱线中的每根纤维具有的最大截面直径在0.2μm至1.1μm的范围内。
27.根据权利要求23至26中任一项所述的工艺，其中所述聚合物材料选自来自以下组的材料，所述组包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯、丙烯酸、聚烯烃、尼龙6、尼龙66及其共混物。
28.根据权利要求23至27中任一项所述的工艺，其中用于形成所述熔融聚合物材料的聚合物材料以最大尺寸在1.5mm至4mm范围内的不规则形式提供。
29.根据权利要求28所述的工艺，其中所述聚合物材料以尺寸约为3.3mm×3mm×2.2mm的不规则形式提供。
30.根据权利要求23至29中任一项所述的工艺，其中所述母粒颜料的颗粒尺寸小于形成所述纱线的纤维的旦数。
31.根据权利要求23至30中任一项所述的工艺，其中所述母粒颜料的颗粒尺寸在20纳米至约2微米的范围内。
32.根据权利要求23至31中任一项所述的工艺，还包括在挤出所述熔融聚合物材料之前将软化剂引入所述熔融聚合物材料中的步骤，以便为针织服装布料提供柔软效果。
33.根据权利要求23至32中任一项所述的工艺，还包括在挤出所述熔融聚合物材料之前将在约0.4重量％至1.5重量％的范围内的消光剂引入到所述熔融聚合物材料中的步骤，以便为针织服装布料提供所需消光度。
34.根据权利要求33所述的工艺，其中所述消光剂是TiO2。
35.一种用于形成多股服装布料的系统，所述多股服装布料具有预定的所需光学颜色和图案效果，并且具有预定的物理布料性质，所述多股服装布料由具有所述所需光学颜色和图案并由多个聚合物原液染色纤维形成的纱线形成，所述系统包括：
针织组件，所述针织组件用于针织多根纱线，以形成具有预定的所需光学颜色和图案效果并且具有预定的物理布料性质的多股针织服装布料；
粗纱架，所述粗纱架用于承载多个线轴；以及
多个引导构件，所述多个引导构件布置用于将来自n个线轴的n根纱线引导到所述针织组件，以与来自m个线轴的m根纱线进行针织，其中每个引导构件将所述n根纱线中的一根或多根纱线和所述m根纱线中的一根或多根纱线引导到所述针织组件，以形成一多股纱线，用于由所述针织组件与另一多股纱线进行针织，从而将该多股纱线与该另一多股纱线针织以形成所述多股服装布料，其中n和m为2或更大的整数；
其中在针织所述多股纱线以形成多股服装布料时，所述服装布料形成为具有预定的所需光学颜色和图案效果，并且具有预定的物理布料性质，而在所述所需光学颜色和图案效果中不具有可光学检测的变型；并且
其中所述n根纱线中的纱线和所述m根纱线中的纱线选取为提供所述预定的光学颜色和图案效果以及所述预定的布料性质。
36.根据权利要求35所述的系统，其中所述系统是商业自动针织机。
37.根据权利要求35或36所述的系统，其中所述系统是圆针织机。
38.一种多股针织服装布料，所述多股针织服装布料具有预定的所需光学颜色和图案效果，并且具有预定的物理布料性质，并且在所述所需光学颜色和图案效果中不具有可光学检测的变型，所述服装布料包括：
由多根多股纱线形成的针织物，每根多股纱线由两根或更多根纱线形成，其中每根多股纱线由多根纱线、即n根纱线和另外多根纱线、即m根纱线形成；
其中所述n根纱线的总旦数等于第一旦数(D1)；以及m根纱线，其中所述m根纱线的总数等于另一旦数(D2)，其中所述多股纱线中的每根纱线的旦数共同地为针织布料提供所需纱线旦数；
其中每根纱线由多根以聚合物材料形成的着色的原液染色纤维组成，并且其中多根纱线、即n根纱线和多根纱线、即m根纱线提供所述预定的光学颜色和图案效果以及所述预定的物理布料性质。
39.根据权利要求38所述的多股针织服装布料，其中所述第一旦数(D1)和所述另一旦数(D2)在45旦尼尔至200旦尼尔的范围内。
40.根据权利要求38或39所述的多股针织服装布料，其中所述多根纱线、即n根纱线中的每根纱线和所述多根纱线、即m根纱线中的每根纱线由p根纤维构成，其中p在40至300的范围内，并且其中每根纤维具有的最大截面直径在0.2μm至1.1μm范围内。
41.根据权利要求38至40中任一项所述的多股针织服装布料，其中形成所述多根纱线、即n根纱线中的每根纱线和所述多根纱线、即m根纱线中的每根纱线的聚合物材料选自如下组，该组包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯、丙烯酸、聚烯烃、尼龙6和尼龙66及其共混物。
42.根据权利要求38至41中任一项所述的多股针织服装布料，其中所述原液染色纤维包括在约0.4重量％至1.5重量％的范围内的消光剂，以便为针织服装布料提供所需消光度。
43.根据权利要求42所述的多股针织服装布料，其中所述消光剂为TiO2。
44.根据权利要求38至43中任一项所述的多股针织服装布料，其中所述多根纱线、即m根纱线和所述多根纱线、即n根纱线具有相同数量的纱线。
45.根据权利要求38至44中任一项所述的多股针织服装布料，其中所述多根纱线、即n根纱线中的每根纱线具有相同的旦数，从而每根纱线的旦数为(D1)/n，并且其中所述另外多根纱线、即m根纱线中的每根纱线具有相同的旦数，从而每根纱线的旦数为(D2)/m。
46.根据权利要求38至45中任一项所述的多股针织服装布料，其中所述第一旦数(D1)等于所述另一旦数(D2)。
47.根据权利要求38至46中任一项所述的多股针织服装布料，其中多根纱线、即m根纱线和多根纱线、即n根纱线由相同的聚合物材料形成。
48.根据权利要求38至47中任一项所述的多股针织服装布料，其中所述所需光学颜色和图案效果是纯色效果。
49.根据权利要求38至48中任一项所述的多股针织服装布料，其中所述所需光学颜色和图案效果是规则图案效果或不规则图案效果。
50.根据权利要求49所述的多股针织服装布料，其中所述所需光学颜色和图案效果是选自以下组的图案，所述组包括混色图案、条纹、提花、基本花纹等。
51.由根据权利要求38至50中任一项所述的多股针织服装布料形成的服装制品。
52.用于形成多股纱线并针织多根多股纱线以形成多股服装布料的系统，所述系统包括：
针织组件，所述针织组件用于针织多根多股纱线，以形成多股针织服装布料；
粗纱架，在所述粗纱架上承载多个线轴，其中所述多个线轴包括：第一多个、即n个线轴，其中每个线轴承载第一旦数(D1)的纱线；以及至少一第二多个、即m个线轴，其中每个线轴承载第二旦数(D2)的纱线；
多个引导构件，所述多个引导构件位于所述多个线轴与所述针织组件之间，
其中每个引导构件设置成接收来自所述第一多个线轴中的线轴的至少一根纱线，并且接收来自所述至少一第二多个线轴中的线轴的至少一根纱线，并且其中每个引导构件设置成将来自所述第一多个线轴的所述至少一根纱线和来自所述至少一第二多个线轴的所述至少一根纱线作为多股纱线朝向所述针织组件引导；并且
其中所述针织组件设置成接收来自所述引导构件的多股纱线，以针织所述多股纱线而形成多股料，从而提供多股服装布料。
53.根据权利要求52所述的系统，其中所述针织组件是商业自动针织机。
54.根据权利要求52或53所述的系统，其中所述针织组件是圆针织机。
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