用于生产长丝束和/或纱线的系统和方法与流程

用于生产长丝束和/或纱线的系统和方法


背景技术：

1.熔纺长丝，如pet熔纺长丝，是本领域中已知的。一些类型的聚合物(因此长丝、股线或束)难以染色，或者难以提供沿着长丝、束或股线的长度变化的颜色。
2.已知通过改变染料来源来改变束中长丝的颜色。然而，这个过程是耗时的并且可能是浪费的。此外，在美国公开专利申请号2010/0297442中还已知当纺制各自具有不同颜色的多个丝束时改变纺丝泵的输出来沿着由多个丝束制成的复合股线的长度提供颜色变化。
3.然而，本领域需要用于改善长丝束和/或纱线的颜色变化的系统和方法。


技术实现要素：

4.各个实施方式包括提供熔纺聚合物长丝的多长丝束的系统和方法，所述多长丝束沿着长丝、束或股线的长度提供颜色变化。
5.根据第一方面，用于生产长丝束的系统包括n个挤出机，其中n是大于1的整数，m个纺丝站，其中m是1或更大的整数，以及处理器。每个挤出机包括具有颜色、色调和/或可染色特性的热塑性聚合物。n个挤出机中的热塑性聚合物的颜色、色调和/或可染色特性彼此不同。m个纺丝站用于接收来自n个挤出机的熔融聚合物流。每个纺丝站纺制合并成纱线的n束长丝。每个纺丝站包括n个喷丝头和n个纺丝泵，通过n个喷丝头由纺丝站接收的n个熔融聚合物流中的每个纺制多根熔纺长丝，n个纺丝泵位于n个喷丝头的上游。每个纺丝泵与n个挤出机之一流体连通，并且与n个挤出机之一配对。处理器与n*m纺丝泵电连通。处理器配置为执行计算机可读指令，计算机可读指令使处理器调节由每个纺丝站中的每个纺丝泵泵送的热塑性聚合物的体积流速，以实现将包含在纱线中的热塑性聚合物的比值，纱线包括由相应的纺丝站纺制的n束长丝。由m个纺丝站中相应的一个纺丝站中的每个纺丝泵挤出的体积流速大于零并且是可变的，使得聚合物流通过相应的纺丝站的喷丝头的流动是连续的并且支持连续长丝形成，并且其中，每个纺丝站中的至少一个泵的体积流速可变化超过基线体积流速的
±
40％，其中，基线体积流速等于通过纺丝站的总体积流速除以n。
6.在一些实施方式中，指令进一步使得处理器确定将由每个纺丝泵泵送的每种热塑性聚合物的体积流速，且基于体积流速确定值来向纺丝泵生成指令。
7.在一些实施方式中，指令还使得处理器调节体积流速变化的时间，因此调节纱线中的相应的旦尼尔数和/或颜色变化。指令使得处理器基于所需的纱线中的颜色变化，调节一些或全部纺丝泵的速度和体积流速一段时间。
8.在一些实施方式中，指令使得处理器110使通过一些或全部纺丝泵的速度和体积流速改变的时间量随机化。
9.在一些实施方式中，m大于1，且系统包括至少第一纺丝站和第二纺丝站，其中，比值是第一纺丝站的第一比值和第二纺丝站的第二比值，并且其中，由通过相应的挤出机配对的纺丝泵，由每个挤出机挤出的体积流速之在0至
±
5％变化。在一些实施方式中，第一比值和第二比值不同。
10.在一些实施方式中，每根纱线的平均旦尼尔数沿着每根纱线的长度变化
±
5％或更少。
11.在一些实施方式中，来自每个m纺丝站的纱线具有颜色、色调和/或可染色特性，其为由n个挤出机挤出的热塑性聚合物的颜色、色调和/或可染色特性的混合。
12.在一些实施方式中，m是两个或更多个，并且将包含在m根纱线中的每根中的比值是不同的。
13.在一些实施方式中，系统进一步包括至少一个牵拉设备，以拉伸所述n束纺制长丝；初始固定设备，位于至少一个牵拉设备的上游或集成在至少一个牵拉设备内，以在拉伸n束纺制长丝之前或期间固定所述n束纺制长丝中的至少一束；至少一个纹理化器，用于纹理化所述n束拉伸的纺制长丝；以及最终固定设备，用于固定所述n束纹理化的纺制长丝以提供bcf纱线。
14.在一些实施方式中，至少一个纹理化器包括至少第一纹理化器和第二纹理化器，并且通过第一纹理化器相对于其他n束纺制长丝单独地纹理化所述n束纺制长丝中的至少一束。
15.在一些实施方式中，至少一个纹理化器包括n个纹理化器，且通过相应的n个纹理化器彼此独立地纹理化所述n束纺制长丝中的每束。
16.在一些实施方式中，系统进一步包括中间固定设备和设置在至少一个纹理化器与最终固定设备之间的混合凸轮，中间固定设备用于固定所述n束纹理化的纺制长丝中的至少一束，并且混合凸轮用于在到达最终固定设备之前将固定的和纹理化的束相对于彼此进行定位。
17.在一些实施方式中，系统进一步包括至少一个牵拉设备，以拉伸所述n束纺制长丝；至少第一纹理化器和第二纹理化器，其中通过第一纹理化器相对于其他所述n束拉伸的纺制长丝单独纹理化所述n束拉伸的纺制长丝中的至少一束；以及最终固定设备，用于固定所述n束纹理化的纺制长丝以提供bcf纱线。
18.在一些实施方式中，系统进一步包括设置在至少一个纹理化器与最终固定设备之间的中间固定设备，中间固定设备用于固定所述n束纹理化的纺制长丝中的至少一束。
19.在一些实施方式中，系统进一步包括设置在至少一个纹理化器与最终固定设备之间的混合凸轮，混合凸轮用于在到达最终固定设备之前将固定的和纹理化的束相对于彼此定位。
20.在一些实施方式中，系统进一步包括至少一个牵拉设备，以拉伸n束纺制长丝；至少一个纹理化器，用于纹理化n束拉伸的纺制长丝；第二固定设备，设置在纹理化器和最终固定设备之间，第二固定设备用于固定n束纹理化的纺制长丝中的至少一束；以及最终固定设备，用于固定n束纹理化的纺制长丝以提供bcf纱线。
21.在一些实施方式中，系统进一步包括设置在纹理化器与最终固定设备之间的混合凸轮，混合凸轮用于在到达最终固定设备之前将固定的和纹理化的束相对于彼此进行定位。
22.在一些实施方式中，使用根据第一方面的系统生产多个长丝束。
23.在一些实施方式中，纱线包括使用第一方面的系统生产的长丝束。
24.并且，在一些实施方式中，纱线是膨体连续长丝(bcf)纱线。
25.根据第二方面，生产至少一种长丝束的方法包括(1)提供n个熔融热塑性聚合物流，其中n为大于1的整数，每个流具有不同的颜色、色调和/或可染色特性；(2)提供m个纺丝站，其中m是1或更大的整数，每个纺丝站具有用于接收n个热塑性聚合物流的n个板、n个喷丝头和n个纺丝泵，每个纺丝泵将n个热塑性聚合物流中的一个泵送到n个板中的一个，n个板中的每个与n个喷丝头中的一个流体连通，n个纺丝泵设置在n个板和n个喷丝头的上游；以及(3)调节泵送至纺丝站的相应的喷丝头的每个热塑性聚合物流的体积流速，以实现将包含在纱线中的热塑性聚合物流的比值，纱线包括由相应的纺丝站的喷丝头纺制的长丝束，其中，由m个纺丝站中相应的一个纺丝站中的每个纺丝泵挤出的体积流速大于零并且是可变的，使得聚合物流通过相应的纺丝站的喷丝头的流动是连续的并且支持连续长丝形成，并且其中，每个纺丝站中的至少一个泵的体积流速可变化超过基线体积流速的
±
40％，其中，基线体积流速等于通过纺丝站的总体积流速除以n。
26.在一些实施方式中，m大于1，并且m个纺丝站包括第一纺丝站和第二纺丝站，并且比值是第一纺丝站的第一比值和第二纺丝站的第二比值，并且通过与相应的挤出机配对的纺丝泵，由每个挤出机挤出的体积流速之和在0至
±
5％之间改变。
27.在一些实施方式中，第一比值和第二比值不同。
28.在一些实施方式中，根据第二方面的方法生产多个长丝束。在一些实施方式中，纱线包括使用根据第二方面的方法生产的长丝束。在一些实施方式中，纱线是膨体连续长丝(bcf)纱线。
29.根据第三方面，纱线包括多个长丝束，其中，长丝束中的至少两个具有不同的颜色、色调和/或可染色特性，并且每个相应的长丝束中的长丝的径向截面的面积之和沿着相应的长丝束的长度变化。换句话说，在一个或多个长丝束中的长丝的旦尼尔数/长丝沿其长度变化。某些束中每根长丝的旦尼尔数的增加导致这些长丝在纱线内变得更普遍的特性，如颜色、色调和/或可染色性。通过改变两束或更多束不同颜色长丝的旦尼尔数，可以获得被人眼解释为混合颜色的效果。例如，当纱线中存在一束黄色长丝和一束青色长丝时，当两束均具有大致相同尺寸的长丝时，可获得绿色。并且，随着青色长丝的长丝尺寸减小以及黄色长丝的长丝尺寸增大，纱线可对人眼变得越来越黄，或者当尺寸变化相反时转向越来越青。
30.在一些实施方式中，纱线的径向截面中所有长丝的径向截面的面积之和沿纱线的长度变化5％或更小。
31.在一些实施方式中，对于同一长丝束中的长丝，沿着每根长丝的长度的径向截面的面积的变化发生在相应长丝束的共同径向截面处，相应长丝束的共同径向截面位于与相应长丝束的中心轴线垂直相交的平面内。换言之，每根长丝的旦尼尔数的变化优选地在束中基本上同步。
32.在一些实施方式中，在垂直相交于纱线的中心轴线的平面内，在一个相应长丝束中的长丝的径向截面的面积之和不同于在至少一个其他长丝束中的长丝的径向截面的面积之和。可以以各种方式获得第三方面的纱线，包括使用第一方面的系统和/或使用第二方面的方法，和/或它们各自的优选的实施方式。优选地，由第一和/或第二方面中提及的相应喷丝头获得第三方面的纱线中的长丝束。第三方面的纱线可进一步表现出与用第一和/或第二方面获得的纱线相同或相似的优选特性，而不必以该方式获得。
33.在一些实施方式中，长丝具有多叶形截面。例如，一些实施方式具有三个叶形(或三叶形)截面。多叶形截面是有利的，因为具有较大截面的长丝倾向于更有效地隐藏具有较小截面的长丝，使得当改变相应的束中的长丝的尺寸时，可以获得如颜色、色调和可染色性等性质的更宽范围的变化。
34.在一些实施方式中，着色包含于纱线中的一或多个束的长丝，优选地用延伸穿过长丝的全部质量的染料着色。
35.在第四方面，提供了地毯、地垫或地毯块(在本文中统称为“地毯”)，其包括由第三方面的纱线制成的和/或使用第一或第二方面中任一方面的方法和/或系统获得的绒头(pile)。
附图说明
36.在附图中公开了示例特征和实施方式。然而，本公开不限于所示的精确布置，并且附图不一定按比例绘制。
37.图1示出了根据一个实施方式的系统的示意图。
38.图2示出了根据一个实施方式，使用图1的系统制备的纱线辊和纱线的径向截面。
39.图3示出了可根据本文中描述的实施方式使用的示例性计算设备。
40.图4示出用于图1所示系统的任选的后仿制过程的示意图。
具体实施方式
41.各个实施方式包括用于生产长丝束的系统和方法、由其制成的纱线、以及由纱线制成的地毯。系统允许通过改变纺丝泵的体积流速而改变纱线内的颜色效果或颜色混合，纺丝泵与多个挤出机流体连通并配对，每个挤出机包括相对于其他挤出机具有不同的颜色、色调和/或可染色特性的热塑性聚合物。
42.根据第一方面，用于生产长丝束的系统，系统包括n个挤出机，其中，n是大于1的整数，m个纺丝站，其中m是1或更大的整数，和处理器。每个挤出机包括具有颜色、色调和/或可染色特性的热塑性聚合物。n个挤出机中热塑性聚合物的颜色、色调和/或可染色特性彼此不同。m个纺丝站用于接收来自n个挤出机的熔融聚合物流。每个纺丝站纺制合并成纱线的n束长丝。每个纺丝站包括n个喷丝头和n个纺丝泵，通过n个喷丝头由纺丝站接收的n个熔融聚合物流中的每个纺制多根熔纺长丝，n个纺丝泵位于n个喷丝头的上游。每个纺丝泵与n个挤出机之一流体连通并配对。处理器与n*m纺丝泵电连通。处理器配置为执行计算机可读指令，计算机可读指令使处理器调节由每个纺丝站中的每个纺丝泵泵送的热塑性聚合物的体积流速，以实现将包含在纱线中的热塑性聚合物的比值，纱线包括由相应的纺丝站纺制的n束长丝。由m个纺丝站中相应的一个纺丝站中的每个纺丝泵挤出的体积流速大于零并且是可变的，使得聚合物流通过相应纺丝站的喷丝头的流动是连续的并且支持连续长丝形成，并且可变化超过基线体积流速的
±
40％，其中，基线体积流速等于通过纺丝站的总体积流速除以n。
43.根据第二方面，生产至少一种长丝束的方法包括(1)提供n个熔融热塑性聚合物流，其中n为大于1的整数，每个流具有不同的颜色、色调和/或可染色特性；(2)提供m个纺丝站，其中m是1或更大的整数，每个纺丝站具有用于接收n个热塑性聚合物流的n个板、n个喷
丝头和n个纺丝泵，每个纺丝泵将n个热塑性聚合物流中的一个泵送到n个板中的一个，n个板中的每个与n个喷丝头中的一个流体连通，n个纺丝泵设置在n个板和n个喷丝头的上游；以及(3)调节泵送至纺丝站的相应的喷丝头的每个热塑性聚合物流的体积流速，以实现将包含于纱线中的热塑性聚合物流的比值，纱线包括由每个纺丝站的喷丝头纺制的长丝束，其中由m个纺丝站中相应的一个纺丝站中的每个纺丝泵挤出的体积流速大于零并且是可变的，使得聚合物流通过相应纺丝站的喷丝头的流动是连续的并且支持连续长丝形成，并且其中，每个纺丝站中的至少一个泵的体积流速可变化超过基线体积流速的
±
40％，其中，基线体积流速等于通过纺丝站的总体积流速除以n。
44.根据第三方面，纱线包括多个长丝束，其中，长丝束中的至少两束具有不同的颜色、色调和/或可染色特性，并且每个相应的长丝束中的长丝的径向截面的面积之和沿着相应的长丝束的长度变化。
45.在第四方面，提供了地毯、地垫或地毯块(在本文中统称为“地毯”)，其包括由第三方面的纱线制成的和/或使用第一或第二方面中任一方面的方法和/或系统获得的绒头。
46.例如，图1示出了根据一个实施方式的系统的示意图。系统100包括第一挤出机102a、第二挤出机102b、第三挤出机102c、第一纺丝站106a和第二纺丝站106b。每个纺丝站106a、106b包括三个喷丝头108a1、108a2、108a3、108b1、108b2、108b3，第一纺丝泵104a1、104b1，第二纺丝泵104a2、104b2，第三纺丝泵104a3、104b3，和歧管板105a1、105a2、105a3、105b1、105b2、105b3，熔融热塑性聚合物流通过歧管板105a1、105a2、105a3、105b1、104b2、104b3从泵104a1、104a2、104a3、104b1、104b2、104b3流到喷丝头108a1、108a2、108a3、108b1、108b2、108b3。系统100还包括与纺丝泵104a1、104a2、104a3、104b1、104b2和104b3电连通的处理器110。第一纺丝泵104a1、104b1与第一挤出机102a流体连通并配对，第二纺丝泵104a2、104b2与第二挤出机102b流体连通并配对，并且第三纺丝泵104a3、104b3与第三挤出机102c流体连通并配对。
47.每个挤出机102a、102b、102c包括具有颜色、色调和/或可染色特性的热塑性聚合物。每个挤出机102a、102b、102c中的颜色、色调和/或可染色特性彼此不同。纺丝泵104a1、104a2、104a3、104b1、104b2、104b3将熔融的热塑性聚合物泵送通过板105a1、105a2、105a3、105b1、105b2、105b3，其将熔融的聚合物进料通过喷丝头108a1、108a2、108a3、108b1、108b2、108b3。
48.分别通过第一纺丝站106a的喷丝头108a1、108a2、108a3纺制长丝束114a1、114a2、114a3，并且这些束114a1、114a2、114a3最终被加工成第一纱线。并且，分别通过第二纺丝站106b的喷丝头108b1、108b2、108b3纺制长丝束114b1、114b2、114b3，并且这些束114b1、114b2、114b3最终被加工成第二纱线。
49.可用于第一方面至第四方面中任一方面的长丝的热塑性聚合物的实例包括聚酰胺、聚酯和聚烯烃。例如，聚合物可以是芳香族或脂肪族聚酰胺，如pa6、pa66、pa6t、pa10、pa12、pa56、pa610、pa612、pa510。聚酰胺可以是聚酰胺共混物(共聚物)或均聚物，或者部分再循环或完全基于再循环的聚酰胺。
50.在第一至第四方面中任一方面的其他实施方式中，聚合物可以是聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)或聚对苯二甲酸丙二醇酯(ptt)。pet可以是未用过的pet或部分地或完全地基于再生的pet，如在美国专利号8597553中描述的
pet。
51.在第一至第四方面中任一方面的其他实施方式中，聚合物可以是聚烯烃，如聚乙烯(pe)或聚丙烯(pp)。在某些实施方式中，聚合物是pet、ptt、pp、pa6、pa66或pes。
52.在第一至第四方面中任一方面的一些实施方式中，束由相同聚合物制成。然而，在其他实施方式中，束可以由不同的聚合物制成。
53.根据一些实施方式，长丝的聚合物可以是溶液染色的聚合物。在一些实施方式中，溶液染色的聚合物长丝在处理之后被间隔染色(也称为“套染”)。并且，在其他实施方式中，长丝不被溶液染色，而在处理之后被间隔染色或有规律地染色。溶液染色的聚合物具有在从喷丝头形成长丝之前添加到聚合物中的着色剂。间隔染色的聚合物具有着色剂，其在形成之后从喷丝头加入到长丝中。可染色特性是指在相同加工条件下长丝吸收染料的亲和力。例如，由于缺乏染料分子、颜料或将提供与材料基底不同的颜色的其他分子，非溶液染色的长丝在纺制之后可呈现为白色。当经受染色过程，例如使用分散染料的pet时，用深染料pet形成的熔融流将具有比用传统pet生产的熔融流更深的颜色饱和度。
54.通过增加纱线中一束或多束长丝中的长丝的旦尼尔数/长丝，该组长丝的颜色在纱线中显著更普遍。如果其他过程控制相同，则增加纺丝泵的速度增加熔融热塑性聚合物通过与纺丝泵流体连通的喷丝头的体积流速，并且增加的通过喷丝头的体积流速增加通过喷丝头纺制的长丝的平均旦尼尔数/长丝。相反，减小纺丝泵的速度减小熔融热塑性聚合物通过与纺丝泵流体连通的喷丝头的体积流速，并且减小的通过喷丝头的体积流速减小通过喷丝头纺制的长丝的平均旦尼尔数/长丝。因此，每个长丝束中长丝的平均旦尼尔数/长丝可通过改变与喷丝头连通的相应泵的速度(和由此的体积流速)而增加或减少，通过喷丝头纺制每个长丝束中的长丝。增大和减小至少一个或多个泵的速度也可根据特定频率和振幅而改变，在一些实施方式中，从而产生具有比长度的其他部分更高的dpf的束长度的部分。
55.处理器110配置为执行计算机可读指令，计算机可读指令使处理器110调节由每个纺丝泵104a1、104a2、104a3、104b1、104b2、104b3泵送的熔融热塑性聚合物的体积流速，以实现热塑性聚合物分别包含在由纺丝站106a、106b生产的第一纱线和第二纱线中的比值。由每个纺丝泵104a1、104a2、104a3、104b1、104b2、104b3调节由每个挤出机102a、102b、102c排出的热塑性聚合物的体积流速调节热塑性聚合物在每根纱线中的比值，其改变纱线的整体颜色、色调和/或可染色特性。将包含在每根纱线中的热塑性聚合物的比值是指每根纱线中包含的来自每个挤出机102a、102b、102c的颜色、色调和/或可染色特性的比值。将包含于第一纱线中的热塑性聚合物的第一比值可以不同于或可等同于包含于第二纱线中的热塑性聚合物的第二比值。每根纱线包括具有在第一挤出机102a中的聚合物的颜色、色调和/或可染色特性的第一长丝束114a1、114b1，具有在第二挤出机102b中的聚合物的颜色、色调和/或可染色特性的第二长丝束114a2、114b2，和具有在第三挤出机102c中的聚合物的颜色、色调和/或可染色特性的第三长丝束114a3、114b3。当来自第一纺丝站106a的长丝束114a1、114a2、114a3合拢在一起成为第一纱线并且来自第二纺丝站106b的长丝束114b1、114b2、114b3合拢在一起成为第二纱线时，每根纱线中的长丝束114a1、114a2、114a3、114b1、114b2、114b3提供颜色和/或色调外观，其取决于每束114a1、114a2、114a3、114b1、114b2、114b3中的每根长丝的相对线密度或纤度(例如，也称为“旦尼尔数/长丝”、“旦尼尔数/纤维”或“dpf”))/长丝。
56.因此，通过改变来自每个挤出机102a、102b、102c的长丝沿长丝长度的相对旦尼尔数/长丝，可以改变每根纱线的总体颜色、色调和/或可染色特性。每个长丝束114a1、114a2、114a3、114b1、114b2、114b3中的长丝的所需旦尼尔数/长丝取决于通过每个泵104a1、104a2、104a3、104b1、104b2、104b3的体积流速。例如，如果第一纱线的所需总颜色是挤出机102a中的聚合物的颜色，则处理器110调节泵104a1、104a2、104a3的体积流速，使得束114a1中的长丝的旦尼尔数/长丝大于束114a2和114a3中的长丝的旦尼尔数/长丝。这种组合导致第一纱线在挤出机102a中具有聚合物的颜色的外观，因为具有较小旦尼尔数的长丝不那么突出。例如，如果对于一个纺丝站的总体积流速为360cm3/分钟，并且对于每个纺丝站有三个纺丝泵，则纺丝站中的每个泵的基线体积流速为120cm3/分钟。如果来自该纺丝站的纱线的所需总颜色是挤出机102a中的聚合物的颜色，则与挤出机102a流体连通的泵的体积流速增加超过基线体积流速的40％(例如从120cm3/分钟增加到大于168cm3/分钟)，并且其他泵的体积流速减小。例如，如果通过纺丝站的总体积流速保持恒定，并且与挤出机102a流体连通的泵的体积流速增加到220cm3/分钟，则其他泵的体积流速可各自减小到70cm3/分钟。
57.作为另一个实例，如果第一纱线的所需总颜色是挤出机102a和102b中聚合物颜色的混合，则处理器110调节泵104a1、104a2、104a3的体积流速，以使束114a1和114a2中长丝的旦尼尔数/长丝大于束114a3中长丝的旦尼尔数/长丝。这种组合导致第一纱线具有的颜色是挤出机102a和102b中聚合物颜色的混合，因为具有较小旦尼尔数的长丝不那么突出。例如，如果对于一个纺丝站的总体积流速为360cm3/分钟，并且每个纺丝站有三个纺丝泵，则该纺丝站中的每个泵的基线体积流速为120cm3/分钟。如果通过在挤出机102a和102b中使用聚合物颜色的等同混合实现来自该纺丝站的纱线的所需总颜色，则与挤出机102a和102b流体连通的泵的体积流速增加超过基线体积流速的40％(例如从120cm3/分钟增加到大于168cm3/分钟)，另一泵的体积流速减小。例如，如果通过纺丝站的总体积流速保持恒定，并且与挤出机102a和102b流体连通的泵的体积流速增加到170cm3/分钟，那么另一个泵的体积流速减小到20cm3/分钟。
58.作为第三实例，如果第一纱线的所需总颜色是来自所有三个挤出机102a、102b、102c的颜色的均匀混合，则处理器110将泵104a1、104a2、104a3的体积流速调节至基线体积流速，使得束114a1、114a2和114a3中的长丝的旦尼尔数/长丝是基本相同的。
59.该系统100允许纱线被制成具有比提供每种颜色或色调的挤出机的数量更多的颜色和/或色调。例如，如果挤出机102a-102c各自具有染红色、蓝色和黄色的热塑性聚合物溶液，则这些热塑性聚合物的各种比值产生具有这些颜色和其组合的纱线，如紫色、橙色和绿色。
60.例如，在一些实施方式中，每个纺丝泵104a1、104a2、104a3、104b1、104b2、104b3的速度是至少2rpm。并且，在某些实施方式中，每个纺丝泵104a1、104a2、104a3、104b1、104b2、104b3的最大速度是30rpm。然而，在其他实施方式中，每个纺丝泵的最大速度可能更高。
61.此外，通过与相应的挤出机配对的纺丝泵，由每个挤出机挤出的体积流速之和为0至
±
5％。例如，由挤出机102a挤出的总体积流速是由泵104a1挤出的体积流速与由泵104b1挤出的体积流速之和。类似地，由挤出机102b挤出的总体积流速是由泵104a2挤出的体积流速与由泵104b2挤出的体积流速之和。并且，由挤出机102c挤出的总体积流速是通过泵104a3挤出的体积流速和通过泵104b3挤出的体积流速之和。根据一些实施方式，这些总体
积流速是恒定的或者不超过
±
5％变化。因此，在一些实施方式中，纱线的径向截面中所有长丝的径向截面的面积之和变化
±
5％或更小。然而，来自第一纺丝站106a的纱线的平均旦尼尔数可不同于来自第二纺丝站106b的纱线的平均旦尼尔数。
62.在其他实施方式中，由与特定挤出机配对的每个泵排出的体积流速相对于由其他泵排出的体积流速不受限制，除非希望维持与这些泵配对的挤出机的恒定通过量(throughput)。
63.在一些实施方式中，指令还使处理器110确定由每个纺丝泵104a1、104a2、104a3、104b1、104b2、104b3泵送的每种热塑性聚合物的体积流速以实现期望的比值，并基于体积流速确定值向纺丝泵104a1、104a2、104a3、104b1、104b2、104b3生成指令。然而，在其他实施方式中，每个纺丝泵104a1、104a2、104a3、104b1、104b2、104b3的体积流速可以由另一个处理器确定或以其他方式输入到系统100中。另外，在其他实施方式中，到纺丝泵104a1、104a2、104a3、104b1、104b2和104b3的指令可以由另一个处理器生成或以其他方式输入到系统100中。
64.在各个实施方式中，由相应的纺丝站的每个纺丝泵挤出的体积流速大于零，并且每个纺丝站中的至少一个泵的体积流速可变化超过基线体积流速的
±
40％，其中，基线体积流速等于通过纺丝站的总体积流速除以n。可以改变体积流速使得聚合物流通过相应纺丝站的喷丝头的流动是连续的并且支持连续长丝形成。热塑性聚合物的体积流速的变化可以基于，但不限于，聚合物的类型、喷丝头的毛细管的大小和/或形状、聚合物的温度、以及从该喷丝头纺制的长丝的旦尼尔数/长丝。
65.在一些实施方式中，将计算机可读指令存储在与处理器110电连通且设置在处理器附近(例如，在同一电路板上和/或在同一外壳中)的计算机存储器上。并且，在其他实施方式中，将计算机可读指令存储在与处理器电连通但远离处理器定位的计算机存储器上。下面描述的图4示出了包括处理器1021的示例计算系统，处理器1021可以包括处理器110。例如，图4中的系统可由系统100使用。
66.第一至第四方面中任一方面中的每根长丝的径向截面形状可以与其他长丝相同或不同，例如取决于由纺制各长丝的喷丝头限定的开孔形状。例如，长丝可具有圆形、三叶形、狐狸形或其他合适的形状的径向截面。此外，长丝可为实心的或限定至少一个中空空隙。类似地，喷丝头开口的尺寸可以相同或不同，这取决于每根长丝所需的旦尼尔数/长丝。
67.另外，在一些实施方式中，可基于每个长丝束114a1、114a2、114a3、114b1、114b2、114b3中的长丝的dpf的变化来调节系统100运行的速度(例如，可制造由系统100产生的纱线的速度)，以防止具有较低dpf的长丝断裂。在选择系统速度时可以考虑的其他因素的实例包括但不限于聚合物温度、聚合物类型、喷丝头的毛细管尺寸和形状、体积流速和/或可淬火性。
68.系统100运行的速度还可以基于所希望的外观而增加或减小。并且根据系统的操作参数，速度的变化可以不影响纱线的外观。
69.在一些实施方式中，指令还使得处理器110调节体积流速变化的时间，并因此调节纱线中的相应的旦尼尔数和/或颜色变化。例如，以下描述是针对由处理器110执行的一系列步骤。在步骤1，指令使得纺丝泵104a1处于较高速度(例如，最大速度的50％)，并且纺丝泵104a2和104a3处于较低速度(例如，各自处于最大速度的25％)，持续初始x1秒(例如，x1
是1秒、2秒、3秒、4秒、5秒、6秒、7秒、8秒等)。纺丝泵速度的特定组合被保持的时间量决定纱线中由纺丝泵速度的组合产生的特定颜色图案的长度。在初始x1秒之后，在步骤2，指令使得处理器110改变泵的速度，从而纺丝泵104a1和104a2处于较低速度(例如，最大速度的25％)，并且纺丝泵104a3处于较高速度(例如，最大速度的50％)，持续x2秒。在一些实施方式中，x1＝x2，并且在其他实施方式中，x1不同于x2。在步骤3，在经过x2秒之后，指令使处理器110改变泵的速度，使得纺丝泵104a1和104a3处于较低速度(例如，最大速度的25％)，并且纺丝泵104a2处于较高速度(例如，最大速度的50％)，持续x3秒。再次，x3可以等于x1和/或x2。在其他实施方式中，x3可以不同于x1和/或x2。在x3秒之后，在步骤4，指令使处理器110改变泵的速度，使得纺丝泵104a1、104a2、104a3处于相同的速度(例如，各自处于最大速度的33.33％)。重复上述顺序或其变化以在纱线中产生所需的颜色变化。
70.在另一示例性实施方式中，指令使处理器110随机化上述步骤以产生纱线中的随机颜色变化。例如，与处理器110相关联的内部时钟选择具有大于0的第一随机数并且到并包括y秒(例如，y可以是5秒、6秒、7秒、7.5秒、8秒、9秒、10秒等)的总定时器。然后，指令使得处理器110在以上步骤1-4中为x1、x2、x3和x4中的每个选择第二组随机数(例如，x1＝2秒，x2＝3秒，x3＝1秒，x4＝2秒)。当指令使处理器执行步骤1-4时，基于第一随机数(例如，y＝7.5秒)的总计时器决定何时重置过程。在以上实施例中，当与总定时器相关联的时间过去时，指令使处理器110在x4＝1.5秒处终止步骤4，并且从步骤1至步骤4重新开始过程步骤。在其他实施方式中，上述步骤1-4可以由处理器110以任意顺序执行。处理器还可随机化步骤1-4的顺序。在其他实施方式中，用于每个以上步骤的泵104a1、104a2、104a3的速度被随机化。例如，在步骤1，指令使处理器110改变泵的速度，使得泵104a和104b处于随机的较低速度(例如，分别为最大速度的20％和最大速度的28％)，纺丝泵104c处于较高的速度(例如，最大速度的52％)。
71.使用系统100生产的长丝具有更好的耐磨性，因为颜色和/或染料延伸通过长丝的全部质量。使染料延伸通过整个长丝还改善了地毯中的割绒的外观。此外，系统100比现有技术系统更快且更便宜，因为纱线的平均旦尼尔数可保持基本恒定，并且泵104a1、104a2、104a3、104b1、104b2、104b3不必停止以允许改变所产生的纱线的颜色。通过避免在每次颜色变化时停止和开始的需要，系统100也产生更少的浪费。
72.对于溶液染色的长丝，纱线中的每根长丝具有从外表面到其中心的颜色和/或色调，并且对于多根长丝的至少一个子集，该子集内每根长丝的旦尼尔数/长丝沿长丝的长度变化。
73.在一些实施方式中，纱线为膨体连续长丝(bcf)纱线。根据上述任何方法和/或通过上述任何系统制备纱线。另外，一些实施方式包括地毯，地毯包括用该纱线制成的绒头。
74.纱线可以是膨体连续长丝(bcf)纱线，其可(1)在连续操作中挤出和拉伸，(2)在连续操作中挤出、拉伸和纹理化，(3)在一个步骤中挤出和卷绕，然后在另一个步骤中退绕、拉伸和纹理化，或(4)在一个或多个操作中挤出、拉伸和纹理化。
75.此外，在一些实施方式中，bcf纱线可用作例如地毯或服装中的纱线。
76.另外，在一些实施方式中，具有改变颜色的地毯(例如上述的地毯)可由一种连续bcf纱线制成，而不是必须停止过程来切换具有不同颜色的纱线。
77.由图1中的系统100生产的束114a1、114a2、114a3、114b1、114b2、114b3可在纺制过
程至它们的最终旦尼尔数/长丝之后通过牵拉设备(图1中未示出)单独地拉伸，该牵拉设备是一个或多个导丝辊，假定束114a1、114a2、114a3、114b1、114b2、114b3中的长丝不会由于它们的旦尼尔数/长丝、径向截面形状等而遭受断裂。在其他实施方式中，牵拉设备还可以包括牵拉点定位器。
78.在第一至第四方面中任一方面的一些实施方式中，每个束中的长丝的dpf相等。然而，在其他实施方式中，一个束中的长丝中的至少一些可以具有与该束中的其他长丝不同的dpf。或者，在一些实施方式中，一个束中的长丝可具有与束中的其他长丝相同的dpf，但这些长丝的dpf可不同于另一束中的长丝的dpf。并且，在一些实施方式中，束中的长丝数目相等。并且，在其他实施方式中，每个束中的长丝的数目可以不同。
79.注意，当注意不同的或变化的颜色或色调时，至少以ae值1.0表示的颜色或色调差是优选的。甚至更好的是，差异或变化至少涵盖至少5.0或至少10.0的由ae表示的颜色或色调差异。ae是两种给定颜色的视觉感知变化的量度。
80.图3示出了可用于控制系统100的泵的示例性计算设备。如本文所使用的，“计算设备”或“计算机”可以包括多个计算机。计算机可以包括一个或多个硬件，如例如处理器1021、随机存取存储器(ram)模块1022、只读存储器(rom)模块1023、存储设备1024、数据库1025、一个或多个输入/输出(i/o)设备1026和接口1027。以上所列的所有硬件组件可能不是实践本文中所描述的方法所必需的。替换地和/或额外地，计算机可以包括一个或多个软件，如例如计算机可读介质，其包括用于执行与示例性实施方式关联的方法的计算机可执行指令。设想以上列出的硬件中的一个或多个可使用软件实现。例如，存储设备1024可以包括与一个或多个其他硬件组件相关联的软件分区。应当理解，以上列出的组件仅是示例性的并且不旨在是限制性的。
81.处理器1021可以包括一个或多个处理器，每个处理器配置为执行指令和处理数据以执行与用于产生至少一种长丝束和/或至少一种纱线的计算机相关联的一个或多个功能。处理器1021可以通信地耦合到ram1022、rom1023、存储设备1024、数据库1025、i/o设备1026和接口1027。处理器1021可以配置为执行计算机程序指令的序列，以执行不同过程。计算机程序指令可以被加载到ram 1022中以供处理器1021执行。
82.ram 1022和rom 1023可以各自包括用于存储与处理器1021的操作相关联的信息的一个或多个设备。例如，rom 1023可以包括配置为访问和存储与计算机相关联的信息的存储器设备，信息包括用于识别、初始化和监控一个或多个部件和子系统的操作的信息。ram 1022可包括用于存储与处理器1021的一个或多个操作相关联的数据的存储器设备。例如，rom 1023可以将指令加载到ram 1022中以供处理器1021执行。
83.存储器1024可包括配置为存储信息的任何类型的大容量存储设备，处理器1021可能需要执行与所公开的实施方式一致的过程。例如，存储设备1024可包括一个或多个磁盘和/或光盘设备，如硬盘驱动器、cd-rom、dvd-rom或任何其他类型的大容量介质设备。
84.数据库1025可包括协作以存储、组织、分类、过滤和/或安排由计算机和/或处理器1021使用的数据的一个或一个以上软件和/或硬件。例如，数据库1025可存储计算机可读指令，指令使处理器1021调节由每个纺丝泵泵送的热塑性聚合物的体积流速，以实现将包含在纱线中的热塑性聚合物的比值，纱线包括由至少一个喷丝头纺制的长丝。设想数据库1025可以存储上面列出的信息之外的另外的和/或不同的信息。
85.i/o设备1026可以包括配置为与关联于计算机的用户通信信息的一个或多个组件。例如，i/o设备可包括具有集成键盘和鼠标的控制台以允许用户维护数字图像的数据库、数字图像的分析结果、度量等。i/o设备1026还可以包括显示器，显示器包括用于在监视器上输出信息的图形用户界面(gui)。i/o设备1026还可以包括外围设备，如例如用于打印与计算机相关联的信息的打印机、用户可访问的磁盘驱动器(例如，usb端口、软盘、cd-rom或dvd-rom驱动器等)以允许用户输入存储在便携式媒体设备、麦克风、扬声器系统或任何其他合适类型的接口设备上的数据。
86.接口1027可包括配置为经由通信网络(如互联网、局域网、工作站对等网络、直接链路网络、无线网络或任何其他合适的通信平台)传送和接收数据的一个或多个组件。例如，接口1027可包括一个或多个调制器、解调器、复用器、解复用器、网络通信设备、无线设备、天线、调制解调器、以及被配置为实现经由通信网络的数据通信的任何其他类型的设备。
87.图4示出了用于来自图1的纺制系统的一部分长丝束114a1、114a2、114a3的任选的后纺制过程的示意图。这些可选的后纺制过程增强了由每束长丝114a1、114a2、114a3贡献给纱线的颜色。图4示出了相对于长丝束114a1、114a2、114a3的这些过程，但这些过程可以与其他组的长丝束如114b1、114b2、和114b3一起使用。当存在具有不同颜色和/或色调的两种或更多种纺制丝束时，可以使用每种过程。过程包括：(1)在纺制之后且在牵拉过程之前或期间，将纺制的长丝与其他束分开地固定在至少一个束中，(2)在牵拉过程之后，将固定的纺制长丝与其他束分开地固定在至少一个束中，以及(3)将纹理化且固定的纺制长丝与其他束分开地固定在至少一个束中，并且将束供给到混合凸轮中，混合凸轮将束供给到最终固定设备中，用于将束固定在一起成为纱线。
88.如图4所示，每束纺制长丝114a1、114a2、114a3分别由固定设备315、325、335单独固定。换言之，每个束114a1、114a2、114a3与另一束物理地分开并且仅属于相应束的长丝被固定在一起。固定设备315、325、335是空气缠结机。每隔6至155mm(例如，20至50mm)通过空气缠结进行固定。此外，固定设备315、325、335可以使用2至6巴的压力，但是压力可以随着长丝数量的增加、每根长丝的旦尼尔数的增加和/或长丝生产速度的增加而增加。
89.固定设备315、325、335是空气缠结机，其使用室温空气来缠结长丝。在其他实施方式中，固定设备包括例如加热的空气缠结机(例如，空气温度高于室温)或蒸汽缠结机。
90.固定的长丝316、326、336的束由牵拉设备360牵拉至最终纤度，牵拉设备360是多个导丝辊。根据一些实施方式，导丝辊各自以不同的速度转动。牵拉比通常是1.5至4.5。将每根长丝牵拉至2至40纤度(或dpf)的纤度。牵拉后提供两束拉伸的纺制长丝317、327、337。
91.当沿纱线391的轴向长度观察时，源自束114a1、114a2、114a3的长丝的位置在纱线391中比在长丝束114a1、114a2、114a3未用固定设备315、325、335单独固定的情况下更显著。
92.在替代实施方式(图4中未示出)中，空气缠结可以通过关闭或开启315、325、326的空气而施加到一个或多个束上。此外，在其他实施方式中，可以不断地或以开/关顺序施加空气，以获得期望的最终效果。
93.并且，在另一个实施方式中(图4中未示出)，在单独固定之前首先部分地拉伸纺制长丝束。在固定步骤之后，将纺制的、固定的束进一步拉伸至最终旦尼尔数。
94.接着，为了进一步增强纱线内各束的颜色，固定和拉伸的长丝317、327、337的各束分别经纹理化器371、372、373进行纹理化处理。在该步骤之后，提供纹理化的长丝的束318、328、329。
95.纹理化器371、372、373可以将空气、蒸汽、热、机械力或上述一种或多种的组合施加至长丝以引起长丝膨胀(或卷曲/收缩)。纹理化束317、327、337以具有5-20％的膨胀(或卷曲或收缩)。当使用具有不同颜色和/或色调的束时，纹理化单束长丝沿bcf纱线的轴向长度提供更明显的颜色和/或色调。经单独纹理化的长丝趋于在制备bcf纱线的其余生产步骤期间更多地聚集在一起，这导致该纺制长丝束的颜色和/或色调沿bcf纱线的长度更显著。
96.接着，在固定设备380处进行最终固定之前，将纹理化的长丝318、328、338提供给单独的颜色缠结过程。在该单独的颜色缠结过程中，将纹理化长丝的束318、328、338进料到单独的固定设备319、329、339，以单独固定各束纹理化的纺制长丝。
97.固定设备319、329、339是空气缠结机，其使用以2巴至6巴压力施加的室温空气，例如，用于每15至155mm缠结长丝。但压力可随着长丝数目增加、旦尼尔数/长丝增加和/或长丝生产速度增加而增加。并且，在其他实施方式中，固定设备319、329、339包括例如加热的空气缠结机(例如，空气温度高于室温)或蒸汽缠结机。针对期望的特定外观，固定可以更频繁地进行。例如，通过更频繁的固定，纱线看起来不太松散并且颜色分离减少，这产生颜色混合更多的外观。
98.在用固定设备319、329、339单独地固定之后，将束320、330、340引导至混合凸轮400。混合凸轮400将由固定设备319、329、339固定的束相对于彼此定位，然后在最终固定设备380中固定在一起。混合凸轮400是圆柱形的并且具有限定多个凹槽的外表面，多个凹槽用于接收和引导纹理化的和固定的束。
99.混合凸轮400可围绕其中心轴旋转或可保持静止。如果旋转，则混合凸轮400改变束被呈递至固定设备380中的固定喷射器的一侧，这影响了束(和其中的长丝)如何相对于彼此分层。在一些实施方式中，位置随机变化。可改变旋转速度提供纱线391的不同的外观。例如，一个或多个束320、330、340可以在束320、330、340的一侧上具有第一颜色并且在束320、330、340的另一侧上具有第二颜色，其中束的这些侧被环周地间隔开但与同一径向平面相交。可能希望在地毯的一个区域中的地毯圈中的弧线的面向外的表面上具有第一颜色，并且在地毯的另一个区域中的地毯圈中的弧线的面向外的表面上具有第二颜色。旋转凸轮400可以围绕其轴线“翻转(flip)”一个或多个束320、330、340，使得期望的颜色在纱线391的外表面的一部分上定向，使得期望的颜色在地毯圈中的弧的面向外部的表面上。地毯的所述部分的不期望的颜色被隐藏在环的面向内的表面上。凸轮400的旋转确保在环外部运行的长丝由于特定的机械设备而改变，并且不一定在下游过程中自然发生。
100.当静止时，束320、330、340的位置由混合凸轮400引导至最终固定设备380，但其相对位置不改变。在替代实施方式中，将束320、330、340直接进料至固定设备380或者经由设置在中间固定设备319、329、339与固定设备380之间的固定引导件来进料。
101.然后，由混合凸轮400定位的固定纹理化束320、330、340由固定设备380固定在一起形成bcf纱线391。该固定利用每12至80mm的空气缠结进行。
102.固定设备380是空气缠结机，其使用以2巴至6巴压力施加的室温空气，例如用于缠结长丝。但压力可随着长丝数目增加、旦尼尔数/长丝增加和/或长丝生产速度增加而增加。
并且，在其他实施方式中，固定设备380包括例如热空气缠结机(例如，空气温度高于室温)或蒸汽缠结机。束320、330、340固定并因此提供bcf纱线391，bcf纱线391包括平均24-360根长丝，每根长丝为2至40dpf。针对期望的特定外观，固定可以更频繁地进行。例如，通过更频繁的固定，纱线看起来不太松散并且颜色分离减少，这产生颜色混合更多的外观。
103.经由混合凸轮的该单独固定和引导的效果使得纱线中的颜色和/或色调更好地结构化和定位。当这种纱线用作例如簇绒地毯中的簇绒纱线时，纱线中有色束的定位使得束在最终地毯表面中更明显。颜色和/或色调在bcf纱线中的定位具有这样的效果，即所述颜色和/或色调可局部地多存在于向上取向的绒头的顶侧上，远离地毯底布，或隐藏在朝向地毯底布取向的绒头的下侧。效果是在地毯上提供非常生动且明显的颜色区域。
104.已经描述了不同实施方式。然而，应当理解，在不偏离描述的精神和范围的情况下，可以做出各种修改。因此，其他实施方式在所附权利要求的范围内。
105.本发明公开了材料、系统、设备、方法、组合物和组件，材料、系统、设备、方法、组合物和组件可以用于所公开的方法、系统和设备，可以与所公开的方法、系统和设备结合使用，可以用于所公开的方法、系统和设备的制备，或者是所公开的方法、系统和设备的产品。在本文中公开了这些和其他组分，并且要理解的是，在公开这些组分的组合、子集、相互作用、组等时，虽然可能未明确公开这些组分的每个各种单独的和集体的组合和排列的具体参考，但是本文明确地考虑和描述每个。例如，如果公开和讨论了设备的每个组合和排列，除非明确指出相反，否则具体设想可能的修改。同样地，也确切地设想和公开这些的任何子集或组合。此概念适用于本公开的所有方面，包括但不限于使用所公开的系统或设备的方法中的步骤。因此，如果存在可以进行的各种另外的步骤，应理解的是，这些另外的步骤中的每一个都可以用所公开的方法的任何具体方法步骤或方法步骤的组合来进行，并且每个这种组合或组合的子集被确切地考虑并且应被认为是所公开的。
106.本文中使用的术语仅用于描述具体实施方式的目的，而并非旨在限制本公开。本文使用的术语仅用于描述具体实施方式的目的，并不旨在限制本公开。如本文所用，单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“该(the)”旨在包括复数形式，除非上下文清楚地另有说明。还应理解，术语“包括(comprises)”和/或“包含(comprising)”在本说明书中使用时指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或其组。