本发明涉及一种多功能饱和色泽有色涤纶丝、其加工方法、装置及用途，属于纺织材料与技术。
背景技术：
1、聚酯纤维分子链为重复单元且无侧链，结构较为规整，同时分子链上没有着色基团，所以在常温常压下无法染色，上染率低且易水解。原液着色法是目前涤纶染色应用较多的方法，不仅从源头上解决了传统印染行业面临的高能耗、高水耗和高cod排放等突出问题，且成品具有着色均匀、色牢度好等特点，同时制备周期短、成本低、工艺过程相对简单，符合循环经济发展的要求，产品的附加值较高。
2、色母粒法即属于原液着色法的一种，色母粒是20世纪60年代开发的一种用于塑料、纤维的着色新产品，它是通过把颜料超常量的均匀载附于树脂中而制得的聚合物。相比于其他染色方法，色母粒着色法有运输方便、节能、无粉尘、无污染等优势。
3、目前市场上对功能化、差别化的有色涤纶纤维需求较多，对有色丝的色泽要求也在逐渐增加，人们在追求服用舒适的同时，对视觉效果的呈现也提出了更高要求。现有技术中涤纶纤维色泽度差、功能单一，尤其是涤纶纤维的颜色，要么是刺眼的极光，要么是昏暗的弱光；主要是在于涤纶纤维的径向的结构均匀，内外的结晶度和取向度一致导致。
4、因此，本领域亟需一种可以使纺出的涤纶丝具有透亮柔和的颜色及特定功能的有色涤纶丝的加工方法、装置及用途。
技术实现思路
1、本发明的目的是为解决现有技术中纤维色泽度差、功能单一的问题。
2、为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种多功能饱和色泽有色涤纶丝、其加工方法、装置及用途。
3、本发明的第一方面，提供了一种用于加工多功能饱和色泽有色涤纶丝的装置，包括涤纶色母粒供料机构与功能粒子喂入机构，纶色母粒供料机构与功能粒子喂入机构出料口连接混合机构进料口，混合机构出料口分别通过两输送管道连接第一结晶机构进料口与第二结晶机构进料口，第一结晶机构进料口上还连接成核剂喂入机构；第一结晶机构出料口连接用于形成纤维皮层的第一螺杆挤出机构进料口，第二结晶机构出料口连接用于形成纤维芯层的第二螺杆挤出机构进料口，第一螺杆挤出机构与第二螺杆挤出机构的出料口均连接喷丝机构进料口，喷丝机构出料口连接丝条牵伸卷绕机构，喷丝机构的外围设置冷却机构。
4、优选地，所述的涤纶色母粒供料机构为平行排列的三组机构。
5、优选地，所述的混合机构内部设有双层螺旋叶片搅拌装置和加温装置，内部螺旋将物料向外侧运送，外部螺旋将物料向内部聚集，同时加温装置使物料温度上升，可以实现对物料进行物理共混和熔融共混，得到匀质且几乎无结晶的混合物料。
6、优选地，所述的成核剂喂入机构设有用于实现成核剂微量可控输入的计量泵。
7、优选地，所述的第二结晶机构内设有用于实现芯层纤维大结晶颗粒和高结晶度的温度控制系统和振动系统，芯层纤维温度设置范围高于皮层纤维，使纤维芯层的结晶速率快于皮层，振动系统作用则在于加快晶核形成，与温度控制系统相配合实现纤维芯层对结晶的要求。
8、优选地，所述的第一螺杆挤出机构及第二螺杆挤出机构由各自的熔体输送管道运输物料，内部均设置压力控制系统和温度控制系统，使第二螺杆挤出机构的压力低于第一螺杆挤出机构，且加热过程中保证第二螺杆挤出机构的温度高于第一螺杆挤出机构，并采用分区多段加热方式。
9、采取该技术手段，熔体压力的提高会加速结晶过程，应力作用使链段沿受力方向取向，形成有序区，容易诱导出晶胚，并且压力大小会影响结晶尺寸和形状，从而使纤维芯层在低压下形成大而完整的结晶，皮层在高压下生成小而不规则的结晶；同时可实现第二螺杆挤出机构的温度高于第一螺杆挤出机构的效果，且均采用分区多段加热的方式，使高聚物熔体细流的粘度及均匀性得到较好的控制，具有适宜的剪切应力。
10、优选地，所述喷丝机构包括计量泵、喷丝头组件、纺丝箱体部件，其中喷丝板采用皮芯结构喷丝板，用于形成有色纤维的皮芯结构。
11、优选地，所述冷却机构采用冷风冷却凝固成丝，实现涤纶丝的皮层快速冷却定型，形成小的结晶颗粒，但芯层缓慢冷却，形成高的结晶度和大的结晶颗粒。
12、优选地，所述所述的丝条牵伸卷绕机构由导丝辊和卷丝筒组成，用于将功能有色丝均匀整齐地收集在导辊上。
13、本发明的第二方面，提供了一种通过上述的装置生产多功能饱和光泽有色涤纶丝的方法，包括以下步骤：
14、步骤1、不同颜色的涤纶色母粒由各自的涤纶色母粒供料机构的料斗单独供料，根据颜色设计与生产的需要，通过控制计量泵调节各料斗中单色母粒的质量比例，与功能粒子一起进入混合机构；
15、步骤2、混合机构通过内置的双层螺旋叶片搅拌装置及加温装置实现多种单色母粒与功能粒子的物理混合与熔融混合；
16、步骤3、混合完成后的物料由两个管道分别输送到第一结晶机构与第二结晶机构，待成核剂喂入机构将成核剂加入第一结晶机构后，第一结晶机构将物料送至第一螺杆挤出机构，第二结晶机构将物料输送至第二螺杆挤出机构，进行高聚物熔融挤出过程；
17、步骤4、从螺杆挤出机构出来的高聚物熔体细流由两个通道进入喷丝机构，在合适的温度和压力作用下，经喷丝机构喷出，在甬道中由冷空气冷却凝固，初步形成功能有色丝；
18、步骤5、冷却成形后的功能有色纤维经丝条牵伸卷绕机构，在导丝辊的预拉伸作用下被均匀的抽长拉细，进一步提高结晶与取向，最后卷绕收集在导辊上，形成多功能饱和光泽有色涤纶丝。
19、优选地，所述的步骤1中，涤纶色母粒热塑性高聚物，颜色为红色、黄色、蓝色中的一种或几种，外观色泽均匀一致，无粉尘，熔点为220-260℃；功能粒子为导电母粒、远红外母粒、抗菌母粒、阻燃母粒、抗紫外母粒、电致发光荧光粉中的一种或几种。
20、优选地，所述的步骤3中，第一螺杆挤出机构的压力为50-55mpa，第二螺杆挤出机构的55-60mpa，两者均采用分区多段加热的方式，加热温度在270-295℃。
21、本发明的第三方面，提供了一种通过上述方法制备得到的多功能饱和光泽有色涤纶丝在生产制备有色织物、工业用品、功能纺织品以及特种纺织品中的应用。
22、优选地，所述的；
23、相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
24、1、本发明通过控制喷丝孔形状得到具有皮芯结构的纤维，使用两个结晶机构与两个螺杆挤出机构分别控制纤维皮芯区域的结晶度与结晶颗粒大小。
25、2、本发明的第二结晶机构内设有温度控制系统和振动系统，螺杆挤出机构内设有压力温度控制系统与温度控制系统，通过温度与压力的差异控制纤维皮芯层的结晶，使纤维芯层的温度高于皮层，同时芯层的压力小于皮层，从而形成内外层的色泽差异，提高有色纤维芯层和皮层的色泽配合度，使其具有内部光泽饱满、外部光泽柔和的特点，视觉效果舒适。
26、3、本发明通过功能粒子喂入机构和混合机构将具有特殊功能的颗粒与涤纶色母粒充分混合，在原料阶段实现均匀混合，并一起进行后续纺丝过程，赋予有色涤纶纤维特定的功能，丰富了其应用，使其不仅可以应用在普通服用织物上，还可用于制备具有特殊功能的纺织品。
27、4、本发明以原液着色法入手得到了色泽鲜艳的多功能有色纤维，原液着色产业链降低了纺织产业的整体资源消耗与能源消耗，体现出显著的环境友好性。同时，该方法得到的纤维具有优秀的色牢度，不仅提升了产品的品质与功能，也契合了当今纺织行业追求高品质、多功能、低能耗、低排放的可持续发展趋势。。
1.一种用于加工多功能饱和色泽有色涤纶丝的装置，其特征在于，包括涤纶色母粒供料机构与功能粒子喂入机构，纶色母粒供料机构与功能粒子喂入机构出料口连接混合机构进料口，混合机构出料口分别通过两输送管道连接第一结晶机构进料口与第二结晶机构进料口，第一结晶机构进料口上还连接成核剂喂入机构；第一结晶机构出料口连接用于形成纤维皮层的第一螺杆挤出机构进料口，第二结晶机构出料口连接用于形成纤维芯层的第二螺杆挤出机构进料口，第一螺杆挤出机构与第二螺杆挤出机构的出料口均连接喷丝机构进料口，喷丝机构出料口连接丝条牵伸卷绕机构，喷丝机构的外围设置冷却机构。
2.如权利要求1所述的用于加工多功能饱和色泽有色涤纶丝的装置，其特征在于，所述的涤纶色母粒供料机构为平行排列的三组机构。
3.如权利要求1所述的用于加工多功能饱和色泽有色涤纶丝的装置，其特征在于，所述的混合机构内部设有双层螺旋叶片搅拌装置和加温装置。
4.如权利要求1所述的用于加工多功能饱和色泽有色涤纶丝的装置，其特征在于，所述的成核剂喂入机构设有用于实现成核剂微量可控输入的计量泵。
5.如权利要求1所述的用于加工多功能饱和色泽有色涤纶丝的装置，其特征在于，所述的第二结晶机构内设有用于实现芯层纤维大结晶颗粒和高结晶度的温度控制系统和振动系统，芯层纤维温度设置范围高于皮层纤维。
6.如权利要求1所述的用于加工多功能饱和色泽有色涤纶丝的装置，其特征在于，所述的第一螺杆挤出机构及第二螺杆挤出机构由各自的熔体输送管道运输物料，内部均设置压力控制系统和温度控制系统，使第二螺杆挤出机构的压力低于第一螺杆挤出机构，且加热过程中保证第二螺杆挤出机构的温度高于第一螺杆挤出机构，并采用分区多段加热方式。
7.一种通过权利要求1～6任一项所述的装置生产多功能饱和光泽有色涤纶丝的方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.如权利要求7所述的生产多功能饱和光泽有色涤纶丝的方法，其特征在于，所述的步骤1中，涤纶色母粒热塑性高聚物，颜色为红色、黄色、蓝色中的一种或几种，外观色泽均匀一致，无粉尘，熔点为220-260℃；功能粒子为导电母粒、远红外母粒、抗菌母粒、阻燃母粒、抗紫外母粒、电致发光荧光粉中的一种或几种。
9.如权利要求7所述的生产多功能饱和光泽有色涤纶丝的方法，其特征在于，所述的步骤3中，第一螺杆挤出机构的压力为50-55mpa，第二螺杆挤出机构的55-60mpa，两者均采用分区多段加热的方式，加热温度在270-295℃。
10.一种通过权利要求7～9中任一项所述的方法制备得到的多功能饱和光泽有色涤纶丝在生产制备有色织物、工业用品、功能纺织品以及特种纺织品中的应用。
