纱线连续间隔染色的方法和装置转让专利
申请号 : CN02804071.6
文献号 : CN100590240C
文献日 : 2010-02-17
发明人 : W·M·帕斯科 , R·S·布朗
申请人 : 美利肯公司
摘要 :
本发明涉及一种纱线连续间隔染色的方法，该方法包括以下步骤：将染料或其他图案成型液体喷射到移动的纱线片材上；和收集通过所述纱线片材的染料，并将其循环使用。本发明还涉及一种纱线连续间隔染色装置，该装置包括用于传递纱线片材的纱线驱动系统、用于将染料或其他图案成型液体喷射到所述的纱线片材上的染料喷射系统、用于收集通过所述纱线片材的染料的染料收集系统和用于将所收集的染料送回染料罐以重新利用的循环系统。
权利要求 :
1.一种纱线连续间隔染色的方法，该方法包括以下步骤：a)将染料或其他图案成型液体喷射到移动的纱线片材上；
b)收集通过所述纱线片材的染料，并且将其循环使用。
2.根据权利要求1所述的方法，其中纱线片材驱动辊和施液喷头配 合，使得根据预定图案和精确配准提供几种不同液体的施加。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述的收集和循环步骤包括染 料过度喷涂物收集步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述的收集和循环步骤包括滴 液收集步骤。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述的收集和循环步骤包括真 空排出步骤，该步骤收集可被传播到所述的纱线片材附近的染料 薄雾。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述的收集和循环步骤包括排 出步骤，该步骤从染料喷射区域上清洗空气和杂粒。
7.一种纱线连续间隔染色装置，其包括：
a)纱线驱动系统，其用于传递纱线片材；
b)染料喷射系统，其用于将染料或其它图案成型液体喷射到所 述的纱线片材上；
c)染料收集系统，其用于收集通过所述纱线片材的染料；
d)循环系统，其用于将所收集的染料送回染料罐以重新利用。
8.根据权利要求7所述的染色装置，其中所述的纱线驱动系统包括 装有传感器的纱线驱动辊，当所述的纱线片材通过所述的染色装 置时，该传感器追踪所述片材的位置。
9.根据权利要求8所述的染色装置，其中所述的纱线驱动系统包括 控制单元，其根据响应于所述传感器的位置数据选择性地驱动和 不驱动染料喷头。
10.根据权利要求7-9中任意一项所述的染色装置，其中所述的染 料喷射系统进一步包括排出装置，该排出装置从染料喷射区域上 清洗空气和杂粒。
11.根据权利要求7-9中任意一项所述的染色装置，其中所述的染 料收集系统包括染料过度喷涂物收集系统，其可减少染料小液滴 或薄雾回溅到部分纱线片材上的染料数量并且减少了由于不同 颜色染料的混合而必须丢弃的染料数量。
12.根据权利要求7-9中任意一项所述的染色装置，其中所述的染 料收集系统包括滴液收集系统，该滴液收集系统捕获由喷头产生 的滴液。
13.根据权利要求7-9中任意一项所述的染色装置，其中所述的染 料收集系统包括真空排出系统，该真空排出装置收集可被传播到 所述纱线片材附近的染料薄雾。
说明书 :
技术领域
本发明总体上涉及一种用于纱线连续间隔染色的方法和装置。尤 其是，本发明涉及一种用于把染料或其它图案成形液体喷射到移动的 纱线片材上的方法和装置，其中纱线片材驱动辊和施液喷头配合，使 得根据预定图案和精确配准提供几种不同液体的施加，以此提供把其 液体施加到移动的纱线片材上的能力，而没有无意识的未经处理或重 叠部分，并且其中通过纱线片材的染料被收集并因此被循环使用。
背景技术
沿着纱线长度具有不同间隔染色的纱线产品被称为“间隔染色”。 需要间隔染色纱线是因为其纱线可非常容易地成形为纺织织物，该织 物具有由构成织物图案的成形纱线所赋予的固有随机或伪随机的图 案，已知一些把类似图案赋予到纺织织物的其他方法，而这些方法比 本发明更为困难且要求更多步骤。
已知一些用于间隔染色的方法。例如，在分批型处理中(其中预 定数量的纱线被同时处理)，已知的方式是用一些不同颜色的染料注入 纱线卷装上以生产一种间隔颜色产品。然而，这样的分批处理比连续 处理常常成本更高并要求更多的生产操作步骤。还已知一些连续间隔 染色处理(其中移动的纱线上是独立地或共同地被处理)。典型的是， 在独立纱线或纱线片材上可通过一系列辊来施加染料，或将染料喷射 在独立纱线或纱线片材上。尽管通常这样的连续间隔染色比卷装染色 技术更为有效，但连续染色处理常常在染色薄雾和水滴方面遇到困难， 其结果是产生不必要的标记和浪费染液。而且，所施加的各种颜料的 染料过度喷度物常常在单个收集系统中混合在一起，因此必须丢弃， 其结果是增加了用于置换染料以及废料的处理和处置的费用。
除上述问题之外，这些方法之中没有一个能解决染色图案的不良 配准问题。即，使得由这些方法产生的纱线常常存在不合乎需要的未 染区域，或不同染料重叠的区域，其结果是产生不希望有的色彩。通过 提供染料恒定喷射试图以消除未染区域会导致比本发明使用更多的染 料，其结果是除了调节染料配方以补偿过度喷涂物所赋予色彩的必要性 外，每磅纱线也会产生较高的费用。这种方式也往往会加剧了相邻染色 区域不希望有的重叠问题，并且导致在间隔颜色纱线中整个结果既不可 预见也不可控制。
已知一些用于间隔染色的方法。例如，在分批型处理中(其中预 定数量的纱线被同时处理)，已知的方式是用一些不同颜色的染料注入 纱线卷装上以生产一种间隔颜色产品。然而，这样的分批处理比连续 处理常常成本更高并要求更多的生产操作步骤。还已知一些连续间隔 染色处理(其中移动的纱线上是独立地或共同地被处理)。典型的是， 在独立纱线或纱线片材上可通过一系列辊来施加染料，或将染料喷射 在独立纱线或纱线片材上。尽管通常这样的连续间隔染色比卷装染色 技术更为有效，但连续染色处理常常在染色薄雾和水滴方面遇到困难， 其结果是产生不必要的标记和浪费染液。而且，所施加的各种颜料的 染料过度喷度物常常在单个收集系统中混合在一起，因此必须丢弃， 其结果是增加了用于置换染料以及废料的处理和处置的费用。
除上述问题之外，这些方法之中没有一个能解决染色图案的不良 配准问题。即，使得由这些方法产生的纱线常常存在不合乎需要的未 染区域，或不同染料重叠的区域，其结果是产生不希望有的色彩。通过 提供染料恒定喷射试图以消除未染区域会导致比本发明使用更多的染 料，其结果是除了调节染料配方以补偿过度喷涂物所赋予色彩的必要性 外，每磅纱线也会产生较高的费用。这种方式也往往会加剧了相邻染色 区域不希望有的重叠问题，并且导致在间隔颜色纱线中整个结果既不可 预见也不可控制。
发明内容
本发明依据上述的方法提出了改进。本发明可用来把任何类型的液 体着色剂或图案成形剂，其包括(但不受限于此)：酸性染料，分散染 料，或涂料，以及除了染料之外的液体施加到移动的纱线片材上。可施 加任何液体纱线处理剂，其包括(但不限于此)：抗染剂，抗水剂，化 学整理剂，或其它处理剂。液体可在周围环境的温度，或根据要求和特 殊化学的需要的操作温度下施加。增稠剂可加入到液体中以改变根据要 求和需要的粘度。仅为示意性说明的目的，本发明将采用以周围环境温 度的液体染料的操作进行描述。纱线片材是在装有传感器的纱线驱动辊 上运行，当纱线片材通过本发明的染色装置时该传感器追踪片材的位 置。
染色是通过计算机控制的，对计算机进行编程，以根据响应于传感 器的位置数据的图案数据选择性地驱动和不驱动染料喷头。在这种形式 中，染料沿着移动的纱线片材的长度以预先规定位置精确地被施加。当 计算机产生一个使空气阀打开的信号，使来自再循环染料系统的染料液 体形成喷射到纱线片材上的小液滴时，染色发生。传感器和计算机控制 染料喷头一起工作，以有效地消除染色的未染区域和不希望有的重叠区 域，减少了相对于传统方法生产的品质不合格的纱线的数量。
本发明不限制于可被处理的纱线。各种尺寸(旦尼尔)和种类的纱 线，例如长丝或任何纤维类型纺制的纱线，如棉花，聚酯或尼龙，均可 用于本发明进行处理。喷头尺寸的选择将根据纱线尺寸，纱线类型，纱 线组分，纱线片材运行的速度，和所要求的图案效果而变化。
本发明包括一个染料过度喷涂物收集系统，其可减少染料小液滴或 薄雾回溅到部分纱线片材上的染料数量并且减少了由于不同颜色染料 的混合而必须丢弃的染料数量。在纱线片材的方向上所喷射的部分染 料，所述的部分染料不会侵袭片材并且不会被纱线吸收(即过度喷射)， 该筛网减少了染料溅到纱线片材后面的表面(相对染料喷射)的量并且 使小液滴凝聚并下落到染料收集池。然后染料被送回到染料罐，由此染 料被抽出并泵入染料喷头中。为每一染料提供分离系统，由此防止不同 染料的混合并且减少所产生的染料浪费的量。其结果是减少了染色成本 和减少了处理和处置废物的成本。
本发明的另一特征是一滴液收集系统。滴液收集器设置在各染料喷 头的下面，使得捕获住由喷头产生的滴液，其滴液在纱线片材上可能会 产生不希望有的玷污。由滴液收集器捕获的染料被引导到染料收集池中 并且如上所述被循环使用。
本发明的另一特征是一真空排出系统，其收集染料薄雾(小的浮在 空中染料液体粒)，该染料薄雾可被传播到纱线片材附近，由此防止由 该薄雾玷污纱线片材。
本发明另一特征是一个排出装置，该排出装置是染料喷射系统中的 一部分。该排出装置从染料喷射区域上清洗空气和杂粒，使得喷头能够 具有适当减少飞溅和阻塞功能。
染色是通过计算机控制的，对计算机进行编程，以根据响应于传感 器的位置数据的图案数据选择性地驱动和不驱动染料喷头。在这种形式 中，染料沿着移动的纱线片材的长度以预先规定位置精确地被施加。当 计算机产生一个使空气阀打开的信号，使来自再循环染料系统的染料液 体形成喷射到纱线片材上的小液滴时，染色发生。传感器和计算机控制 染料喷头一起工作，以有效地消除染色的未染区域和不希望有的重叠区 域，减少了相对于传统方法生产的品质不合格的纱线的数量。
本发明不限制于可被处理的纱线。各种尺寸(旦尼尔)和种类的纱 线，例如长丝或任何纤维类型纺制的纱线，如棉花，聚酯或尼龙，均可 用于本发明进行处理。喷头尺寸的选择将根据纱线尺寸，纱线类型，纱 线组分，纱线片材运行的速度，和所要求的图案效果而变化。
本发明包括一个染料过度喷涂物收集系统，其可减少染料小液滴或 薄雾回溅到部分纱线片材上的染料数量并且减少了由于不同颜色染料 的混合而必须丢弃的染料数量。在纱线片材的方向上所喷射的部分染 料，所述的部分染料不会侵袭片材并且不会被纱线吸收(即过度喷射)， 该筛网减少了染料溅到纱线片材后面的表面(相对染料喷射)的量并且 使小液滴凝聚并下落到染料收集池。然后染料被送回到染料罐，由此染 料被抽出并泵入染料喷头中。为每一染料提供分离系统，由此防止不同 染料的混合并且减少所产生的染料浪费的量。其结果是减少了染色成本 和减少了处理和处置废物的成本。
本发明的另一特征是一滴液收集系统。滴液收集器设置在各染料喷 头的下面，使得捕获住由喷头产生的滴液，其滴液在纱线片材上可能会 产生不希望有的玷污。由滴液收集器捕获的染料被引导到染料收集池中 并且如上所述被循环使用。
本发明的另一特征是一真空排出系统，其收集染料薄雾(小的浮在 空中染料液体粒)，该染料薄雾可被传播到纱线片材附近，由此防止由 该薄雾玷污纱线片材。
本发明另一特征是一个排出装置，该排出装置是染料喷射系统中的 一部分。该排出装置从染料喷射区域上清洗空气和杂粒，使得喷头能够 具有适当减少飞溅和阻塞功能。
附图说明
通过结合下面附图和本发明最佳实施例的详细描述，使得本发明的 上述特征和其他的一些特征更加清楚，其中：
图1是本发明的间隔染色区的侧视图；
图2是染料施液段的侧视图，其是示于图1染色区的一部分，其过度 喷涂物收集系统向后移动以机器清理或穿线；
图3是示于图2中的具有移动到操作位置上的过度喷涂物收集系统 的染料施液段视图；
图4是图3染料施液段的一部分染料施液段的部分横截面视图，其中 染料响应图案的数据喷射到纱线片材上，示出了一排5个染色工位；
图5表示的是纱线片材的前视图，该纱线片材是由在装有传感器的 纱线驱动辊上经过的单独纱线头构成，该纱线片材位于图4施液段的顶 部附近；
图6是图4中5个染色工位其中之一的横截面图，并且其连带有过度 喷涂物收集器；
图7是示于图6中的染料施液组件的特写横截面视图，在该图中未发 生染色，图7a是部分染料施液组件的特写横截面视图，其中形成有染料 液流和控制气流；
图8是表示图7中的染料施液组件，但示出了染料施加到纱线片材上 的情况；
图9是示于图7和8中的气流/染料液流成形组件从其上面所看到的 部分透视图；
图10是染料流动系统的示意图。
图1是本发明的间隔染色区的侧视图；
图2是染料施液段的侧视图，其是示于图1染色区的一部分，其过度 喷涂物收集系统向后移动以机器清理或穿线；
图3是示于图2中的具有移动到操作位置上的过度喷涂物收集系统 的染料施液段视图；
图4是图3染料施液段的一部分染料施液段的部分横截面视图，其中 染料响应图案的数据喷射到纱线片材上，示出了一排5个染色工位；
图5表示的是纱线片材的前视图，该纱线片材是由在装有传感器的 纱线驱动辊上经过的单独纱线头构成，该纱线片材位于图4施液段的顶 部附近；
图6是图4中5个染色工位其中之一的横截面图，并且其连带有过度 喷涂物收集器；
图7是示于图6中的染料施液组件的特写横截面视图，在该图中未发 生染色，图7a是部分染料施液组件的特写横截面视图，其中形成有染料 液流和控制气流；
图8是表示图7中的染料施液组件，但示出了染料施加到纱线片材上 的情况；
图9是示于图7和8中的气流/染料液流成形组件从其上面所看到的 部分透视图；
图10是染料流动系统的示意图。
具体实施方式
本发明包括的，但并不一定限于，实施例具有一个或多个下列特征。 用于一个图中元件的编号在全部附图中保持一致。参看附图，图1示意 地表示了本发明的典型间隔染色区。由于所染色的多个纱线实际上多于 同时染色的单个纱线，由此本发明设计成带有一个筒子架101，该筒子 架固装有多个纱线卷装103。
来自每一纱线卷装103的单独纱线(“纱线头”)(yarn end)被退绕 并且经过第一梳理件107，该梳理件使每一纱线头105以均匀间隔、平行 的方式被置于适当的位置，以使纱线不会重叠并且适当地间隔开，形成 一种纱线片材109。纱线片材进入到染色区(range)中的染料施液段 111，其将在下面描述。在染色之后，纱线片材109从染色施液段111中 出来并经过干燥箱113。在从干燥箱113出来之后，纱线片材109进入纱 线检查系统115，该检查系统计数纱线头105以检测任何断头。纱线头 105然后通过卷绕辊117被卷绕成卷装119。已被染色纱线的卷装119随 后通过适当方法，例如热压处理，而被固色，然后被水洗以去除任何多 余的、未被固着的染料，并进行干燥。在染料施液段111之前和随后的 所有处理和设备均是传统的。尽管没有示出，但有可能的是将本发明结 合进纱线的拉伸、染色、和热定型的连续工艺。这样的工艺可按上述的 次序进行，但并不限制于具体的工序。
在本发明较佳的形式中，POY和FDY复丝，例如聚酯，尼龙，聚丙 烯等由下面详细说明的本发明进行处理，以产生经最少纱线处理的间隔 染色纱线，从而达到所希望的结果。所需考虑的是，单丝和短纤维纱线 能够如按此所述的方式进行生产，但最好的结果是在复丝、合成纱线上 得以实现。
作为上述的一个实例，一种单股，510旦尼尔，136根长丝的合成 POY聚酯纱线通过下面所述的发明进行处理和染色，以生产出一种间隔 染色的POY纱线，其具有472旦尼尔数。应将注意的是，所生产的纱线 在10-20％范围内被拉伸，其结果形成一种较少旦尼尔的纱线，该纱线 具有粗细部分。另外一实例，所处理和染色的纱线是一种小股的，170 旦尼尔，100根长丝POY聚酯纱线，其当被处理和热定型时，结果形成 一种约145旦尼尔，100根长丝的间隔染色的POY聚酯单股纱线。如你 可从上面看到，粗的以及细的纱线通过在此所揭示的方法和装置能够成 功地进行染色。
FOY纱线通过所述的工艺也能够容易地染色，但不像POY纱线要被 拉伸，以生产一种在纱线中具有粗细部分的较细的纱线。其实例是，单 股的，600旦尼尔，146根长丝的聚酯纱线，和100旦尼尔，36根长丝的 纱线，这些纱线被容易地染色并具有极好的效果。较好的是，POY纱线 在处理之前被纺制拉伸，而FOY纱线是通过生产FOY纱线的其它已知方 法进行生产。
接下来参看图2，其更加详细的描述了示于图1中的染色区的染色施 液段111，单独的纱线头105经过传统设计的第一梳理件107，其把纱线 头排列成纱线片材109，其中单独纱线头在相同平面中以平行的方式被 排列。纱线片材109在纱线驱动辊149上经过，该驱动辊被壳体121挡住 而在图4中则可看到，然后纱线片材在多个染色工位123前面经过，该内 容将在下面详细描述。尽管本发明与间隔染色的应用结合描述，其结果 是沿着纱线长度纱线具有不同的色彩，但本发明也可用于生产均匀色彩 的纱线。因此，为达到所希望的效果，每一染色工位123可施加染料不 同的色彩，或几个工位123可施加相同的色彩，或所有工位施加相同的 色彩。把一种色彩喷射到不同色彩的上面，其结果是形成混合，这也是 所希望的。为了沿着纱线片材的长度消除无意识的未染区域，染色区域 将略微重叠。这种重叠的程度必需避免使未染区域可能会变化，其取决 于机器的速度，控制系统的速度和其他因素。单独染色工位123的数量 取决于色彩的多样性和均匀性。
继续参看图2，一种过度喷涂物收集系统125能够沿着导轨127侧向 移动。在该视图中，过度喷涂物收集系统125被示于推离单独染色工位 123，以提供用于穿线或清除机器的通路。过度喷涂物收集系统125装备 有一个排气装置129，当过度喷涂物收集系统125就位时(见图3)，该 排气装置收集并排除由染色喷涂处理所产生的空气中的染料薄雾，并且 由此防止由于薄雾而玷污纱线片材109。
图3表示了描述于图2中的染料施液段111，其过度喷涂物收集系统 125沿着其导轨127移到非常接近于单独染色工位123的操作位置。
图4表示的是图3的染料施液段111的左边部分的局部横截面视图， 其表示了示于图3中操作位置上的多个染色工位123和过度喷涂物收集 系统125。经过梳理件107(示于图1-3)的纱线片材109经过第二梳理 件131，越过第一非转动杆133，然后越过纱线驱动辊149的顶部。如图 5所示，附着于辊149一端上的磁性脉冲器盘151与辊一起运行。一个转 动运动数字传感器153与磁性脉冲器盘151相结合。当纱线片材109转动 辊149时，数字传感器153读出盘151的位置。盘151的具体转动位置， 或在这种转动位置上的变化相应于沿着纱线片材109长度上的不连续的 位置或运动。数字传感器153把位置信息传送到控制器或数字计算机50， 所述的控制器或数字计算机还包括有图案数据，并能够根据这样的数 据，使用已知的程序技术调整在每一染色工位123处的单独染料喷头的 动作。因此，响应于纱线片材109的实际运动，染料可被导向纱线片材 109，而不是响应于假定的底网速度或任意时间间隔的推移。相对于该 技术的进一步详细描述可见授予Stewart的美国专利US4,923,743，该专 利所揭示的内容在此可结合参考。不管是任意的还是预定的图案均可储 存在计算机50中。
在图5中还示出了保持组成纱线片材109的纱线头105张紧所需的 制动件155。单独的纱线头105由卷绕辊117(如示于图1)拉过间隔染 色区域，并且如果仅卷绕辊117停止，则辊149由于惯性会继续运行并且 继续馈进纱线头105，然而随后会产生缠结。为停止纱线头105的进给同 时保持张力，在卷绕辊117停止之后，制动件155用来止动辊149(纱线 头105将仅仅在被止动的辊上滑动)。
再参看图4，在每一染色工位123处的染色是通过在染色工位123内 形成染料液流而进行，并且根据外部提供的图案信息以小液滴的形式把 染料液流可选择的偏转和散布到纱线片材通路上。这种液流的形成/偏转 技术的进一步详细情况可见授予Zeiler的美国专利US5,211,339和 US5,367,733，其专利所揭示的内容在此可结合参考。空气压力传感器 135控制流到机器空气供给歧管137中的空气压力，该空气供给歧管横过 纱线片材的宽度延伸并且作为用于改变和分散由染料喷嘴所产生的染 料液流的偏转气流的供给源。每一染色工位123安装有一梳理件139，以 保证当纱线头105在染色工位前面通过时纱线头105保持一定间隔和平 行关系。在经过所有染色工位123的前面之后，纱线片材109在第二非转 动杆141上经过并经过最后一个梳理件143以确保经纱105进入干燥烘 箱113(见图1)之前纱线头105适当地分离。图4还示出了供水软管145， 其把水供给到多个喷嘴147上用于冲洗染色工位123和过度喷涂物收集 系统125，其将下面结合图10会更加详细描述。
图6示出了单个染色工位123和其相联系的过度喷涂物收集系统的 横截面。由于纱线片材109接近染色工位123，在该工位根据用于计算机 50外部提供的图案数据所确定的要求施加染料，计算机50通过多个连接 到位于横跨纱线片材109通路的一排空气阀159上的导线157输送一些 适当的动作信号。空气阀排159通过工位空气供给歧管177提供空气流， 该工位空气供给歧管177是由机器空气供给歧管137(图4)提供空气流 的。多个单独的空气管路161由各自的空气阀159延续到大致为“V”形 状的染料施液组件163上，其一部分是空气流/染料液流成形组件164， 其中染料液流和所控制的空气流被形成并相互配合。如果需要，空气阀 159的数量可以增加，使得在纱线片材109的左右图案中更加柔性；最后， 各单独的空气管路161可连接到各自控制的空气阀159。染料施液组件 163和空气流/染料液流成形组件164更详细的示于图7和图8中。
染料压力传感器165调整经过染色工位123的染料流。染料通过染 料供给歧管160连续地供应到染料压力传感器165。液体染料由染料供给 歧管160通过染料供给管路167输送到染料施液组件163。纱线片材以垂 直方向被示出而示出的染料喷雾169是以水平方向输送；该纱线片材109 与染料喷雾169的相正交的排列通常形成一种圆形的喷雾图案。如果需 要的话这些方向的任一个是可以变化的，但只要注意到避免无意识的染 料接触到纱线片材上，如可能出现由于重力的作用而在纱线片材上会有 染料喷雾沉淀物，由于纱线片材的运动而产生的牵引的影响等等。
当染料液体被喷射到纱线片材109上时，一些染料喷雾169是在构 成片材109的单独纱线之间通过。一部分钢丝筛网171位于组件的相对侧 并且是在纱线片材109的平面以外，该筛网阻止并中断喷射，有助于凝 聚或聚结染料喷雾，并且用于保护纱线片材109的后侧不受背后散射的 染料小液滴的影响，该染料小液滴可由在收集室173内壁上未受阻止的 染料喷射的撞击而产生。筛网171避免了纱线片材109上不希望有的斑 点。筛网171上的开孔必需足够的大而使其易于用冲洗喷嘴147(图4) 进行清理，且其开孔不能大得使染料的小液滴不被破碎地通过。一般市 场上可容易买到的筛网材料网眼的尺寸是最有效的(例如，每平方英寸 约100到600开孔)。
筛网171较好的是与纱线片材109有一定角度设置，以使筛网与纱 线片材相倾斜而不是与其平行，平行布置往往会使小液滴从筛网表面朝 着纱线片材109的后面直接反弹。相对于纱线片材，筛网的相对倾斜角 在大约25至75度将是令人满意的，而较好的筛网角度是40至50度之间。 应将注意的是，由于染料小液滴流碰撞的倾斜角度，所以当筛网171的 相对角度增加时，相对于染料小液滴的尺寸，开孔的有效尺寸就相应地 减少。因此，尽可能地使用开孔大于染料小液滴且同时可保持破碎小液 滴能力的筛网网眼开孔。
一些染料液体通过筛网171并撞击在过度喷涂物收集室173的后 面，而液体的剩余物从筛网171上滴下；在这两种情况下，由于重力的 作用染料液体向下流到过度喷涂物收集室173的内壁上并且进入到收集 池175内用于循环使用(其将在下面结合图10进行描述)。
图7和7a是染料施液组件163在停止状态下的特写横截面图，即， 这时没有染料施加到纱线片材109的图案数据指令。图7和7a将结合图9 进行解释，图9表示了部分截面透视图，空气流/染料液流成形组件164 用于将所输送的染料分别引导和分散到纱线片材109上。当染料未被施 加到纱线片材109上时，空气不会流过空气管路161。
液体染料通过染料供给管路167进入到液流成形组件164，该染料 供给管路167通过一螺旋连接件22或类似装置而可操作地配置在组件 164上。然后液体染料循环穿过液流成形组件164并首先流入到染料室或 输送槽18内，然后通过喷射成形槽28，该喷射成形槽28加工进带角度的 前壁成形输送槽18，如图9中更详细示出。染料流过染料小孔181，并且 在横过一开口区域183的压力下被推进直到液体染料相遇一偏转杆185， 该偏转杆向后和向下引导液体，以至将其流入收集池175。
共同参看图7-9，形成在液流成形组件164内的染料通道或输送槽 18沿着输送槽18的后部29的壁24与一些染料管道20相联系。染料管道 20与螺旋连接件22使流体保持联系，其螺旋连接件22与液流成形组件 164的后部壁24相连。螺旋连接件22为把染料管道20连接到染料供给管 路167提供一装置，其又被连接到染料供给歧管160(见图6和10)。
液流成形组件164的上部平面26具有多个染料槽28，每一槽是从输 送槽18延伸到液流成形组件164的前边缘，因此形成一排向着偏转杆 185的染料小孔181。
本发明的实施例是每纱线头105使用一个染料小孔181，而染料喷 雾169覆盖约3个纱线头105，但也可使用其他的比例。染料槽28沿着液 流成形组件164的上部平面26纵向隔开，较好的是以均匀的间距隔开， 其间距相应于所要求的侧向图案的情况。更好的是，染料槽28以相应于 构成纱线片材109的各纱线头105的间隔的均匀间距隔开。现已发现，每 英寸约5到15个染料槽28(和纱线头105)通常是较令人满意的，尽管 在该范围外的间距也可使用。为确保横过纱线片材宽度均匀地施加染 料，各槽将具有相同的预定均匀横截面积。染料槽28尺寸的选择可根据 纱线尺寸，纱线片材运行速度，和所要求的图案效果变化。在本发明的 一个实施例中，使用的是每边为0.018英寸的方形槽。
液流成形组件164还包括单独的带孔的空气通道10(图7)，这些 通道以间隔平行的方式位于输送槽18的下面。各带孔的空气通道10通过 一个适当尺寸的摩擦装配管14而连接到相应的空气供给管路161。在各 带孔的空气通道10的相对端固定第二摩擦装配管13，其外端形成空气小 孔12(图7a)。这些管的直径和横截面形状取决于多种因素，包括将被 控制的染料液流的形状和质量。因此，管的尺寸和形状的选择多少是可 自由决定的。具有外径约为0.050英寸和内径约为0.033英寸的圆形管已 与上述的0.018英寸方形染料孔181配合使用。
总的来说，空气孔12是沿着液流成形组件164的下前端纵向彼此间 隔开，较好的是一对一的相应于染料槽28，以至各空气孔12与相应的染 料孔181成对并与其对准。这种排列使得来自空气孔12的空气流能相交 于来自染料孔181的染料液流，并且在纱线片材109的方向有效的偏转和 分散所形成的染料喷雾。
上盖板36是一不锈钢块，其大体分别有平的上、下、前、后和侧表 面36a，36b，36c，36d和36e。一系列夹持件38与安装表面40相配合的排 列。液流成形组件164是按下述方式装配的：上盖板36的下表面36b与 液流成形组件164的平表面26平行密切配合，上盖板的侧表面36e与液 流成形组件164的侧表面齐平，并且上盖板36的前表面36c与液流成形 组件164的前表面30齐平。然后通过夹持件38上的间隙孔44放置螺旋螺 钉42并且拧入到上部的紧固孔46内，螺钉42被紧固使夹持件38能够在 上盖板36与液流成形组件164的配合表面产生不透液体的密封。一旦完 成装配，组件164就提供了一排染料管道以用来经过组件传送染料和空 气。上盖板36的下表面围住染料槽28，以形成从输送槽18延伸到染料孔 181的被覆盖的染料管道18。
装配好的组件164用于在纱线片材109上喷射图案。图8是染料喷雾 169施加到纱线片材109上的特写截面图。
液流成形组件164通过液流成形组件164的后壁上的安装孔48(见 图9)安装到与染料施液组件163相连的安装支架上。如图6所示，加压 的染料源通过染料供给歧管160和染料供给管路167而连接到染料供给 连接件22。然后染料在一连续的通路上从染料源流入到输送槽18，其流 经染料槽28形成的染料管道并流出染料孔181。输送槽18较好的是可装 配有位于底部的染料旁路排出孔33(见图9)，该孔连接于装配件189和 染料返回管道34。染料返回管道34把染料排入到收集池175用来连接到 染料循环系统(见图10)。这种旁路排列保持一些染料在系统中循环运 行，而与由槽28形成的染料喷射的输出无关，并且用来捕获染料中的污 物和其它杂质，以及用来去除染料中的空气泡。
更准确地说，两总染料流动液流存在于槽18中。一个液流(供给液 流)从染料供给管道20的出口流入到由染料槽28形成的各染料管道的进 口。第二种液流(旁路液流)从染料供给管道20的出口流入到各染料旁 路排出孔33的入口。在不合乎需要的情况中，固体杂质沉积在染料槽28 形成的染料管道的入口，这样限制了染料流过槽28，通过把一适当尺寸 的金属丝从孔181插入到管道中，可将固体杂质容易的推离槽的入口推 到供给液流之外，并且进入到旁路液流中。固体杂质随后通过旁路排出 孔33排出槽18，经过染料返回管道34进入到循环系统(见图10)在这 里其经过过滤而将排出。
加压的空气源被连接到空气供给装配件14。当需要进行空气流动时 候，空气能够在一个连续的通路上从最终的加压空气源(未图示)通过 工位空气供给歧管177(图4和6)和一个相结合的机电空气阀(在图6 中以159表示)流到空气管路161、空气供给装配件14、空气供给通道 10，并且由空气孔12流出。
使用于本发明的施液组件的喷头的操作能够通过考虑单个空气管 道/染料管道对并参考图7进行描述。染料通过染料供给管路167连续地 供给到槽18并流出染料孔181。来自染料孔181的染料液流未受阻止地 流入到转移边缘或叶片185的表面，该表面把染料收集在收集池175中用 来处置或再循环到染料罐191(图10)。空气控制阀159可操作地与工 位空气供给歧管177相联系，以防止空气流到空气供给装配件14并穿过 空气孔12直到图案数据达到要求。
当来自染料液流的染料将被施加到纱线片材109时，由工位空气供 给歧管177所供给的空气的脉冲是根据计算机50所提供的图案数据打开 和关闭单独控制阀门159而产生的，并且通过单独的空气软路161而提供 给相应的空气供给装配件14。如图7a详细示出的，染料孔181和空气孔 12设置成使染料与加压的空气流在其从染料孔181排出之后相接触。由 于较高压力的空气流(例如10-20p.s.i.g)与较低压力染料液流 (2-4p.s.i.g)的相互作用的结果，染料液流被分解成为一种喷射的散射 小液滴。然后两种流体相结合的运动把小液滴携带到纱线片材109的表 面。任何从染料喷雾169滴落的液体小液滴都落到小液滴收集器187，随 后向下流到收集池175。
对计算机50进行编程，使在某一染色工位的某一时间段施加染料， 其可根据要求而变化以达到特殊的效果。一旦施加所要求时间量的染料 喷雾169，计算机50就会把一信号传送给空气阀(159图6)使其关闭， 切断经过软道161的空气流，且染色工位123返回到示于图7的非工作状 态。由于离开染料孔181的染料是在气流包围之外，从染料供给管道的 染料抽吸被消除，因此消除了横过组件宽度上需要产生的均匀抽吸。
图10表示了结合于各染色工位123的染料流动系统。染料罐191把 染料液体提供到泵193处，其把染料液体泵入到过滤器195，该过滤器把 一些杂质颗粒从液体中排出。过滤之后，染料液体通过染料供给歧管160 被输送到染色工位123。一个染料压力传感器165控制提供到液流成形组 件164的染料液体的量。当染色发生时，如图所示，染料液体过度喷射 物和一些小液滴进入到收集池175并返回到染料罐191。当染色未产生 时，染料液体通过偏转杆185(见图7)被引导到收集池175，于是液体 被返回到染料罐191。染料罐191装有染料液面压力传感器197，其控制 罐191中的染料液体的量。当数量下降到一定程度时，染料液面压力传 感器197使染料供给管路阀199打开，使得来自另一供给罐(未图示)的 染料液体通过染料供给管路201流入到染料罐191内直到染料的液面增 加到所要求的高度，此时染料液面压力传感器197使阀199关闭。染料流 动系统装有一个净水管路203和一些阀以用来自动清洗，由此系统中的 染料被排出并且染色系统用更换染料的净水操作。在正常的染色操作期 间，水管路阀205保持关闭，但在自动清洗期间则被打开使得水能够流 入。染色工位供给管路阀207在正常的染色操作期间被打开使得染料能 够循环。在部分清洗循环(例如冲洗过滤器195)期间，该阀可被关闭， 或打开使水能够流入染色工位以便清理。过滤器排出阀209在正常染色 操作期间被关闭而当需要清洁时打开排出过滤器195。废物处置阀211 在正常操作期间保持关闭，而被打开后使得染料液体或清洗水从染料流 动系统排出到废物处理装置中。
本发明的原理通过上述实施例的形式已进行了描述，对于本技术领 域的技术人员来说应将理解到，本发明能够在构造和细节上进行改进而 不脱离上述的原理，并且所有这些落入所附权利要求的精神和范围之内 的改进都意味着将受到保护。
来自每一纱线卷装103的单独纱线(“纱线头”)(yarn end)被退绕 并且经过第一梳理件107，该梳理件使每一纱线头105以均匀间隔、平行 的方式被置于适当的位置，以使纱线不会重叠并且适当地间隔开，形成 一种纱线片材109。纱线片材进入到染色区(range)中的染料施液段 111，其将在下面描述。在染色之后，纱线片材109从染色施液段111中 出来并经过干燥箱113。在从干燥箱113出来之后，纱线片材109进入纱 线检查系统115，该检查系统计数纱线头105以检测任何断头。纱线头 105然后通过卷绕辊117被卷绕成卷装119。已被染色纱线的卷装119随 后通过适当方法，例如热压处理，而被固色，然后被水洗以去除任何多 余的、未被固着的染料，并进行干燥。在染料施液段111之前和随后的 所有处理和设备均是传统的。尽管没有示出，但有可能的是将本发明结 合进纱线的拉伸、染色、和热定型的连续工艺。这样的工艺可按上述的 次序进行，但并不限制于具体的工序。
在本发明较佳的形式中，POY和FDY复丝，例如聚酯，尼龙，聚丙 烯等由下面详细说明的本发明进行处理，以产生经最少纱线处理的间隔 染色纱线，从而达到所希望的结果。所需考虑的是，单丝和短纤维纱线 能够如按此所述的方式进行生产，但最好的结果是在复丝、合成纱线上 得以实现。
作为上述的一个实例，一种单股，510旦尼尔，136根长丝的合成 POY聚酯纱线通过下面所述的发明进行处理和染色，以生产出一种间隔 染色的POY纱线，其具有472旦尼尔数。应将注意的是，所生产的纱线 在10-20％范围内被拉伸，其结果形成一种较少旦尼尔的纱线，该纱线 具有粗细部分。另外一实例，所处理和染色的纱线是一种小股的，170 旦尼尔，100根长丝POY聚酯纱线，其当被处理和热定型时，结果形成 一种约145旦尼尔，100根长丝的间隔染色的POY聚酯单股纱线。如你 可从上面看到，粗的以及细的纱线通过在此所揭示的方法和装置能够成 功地进行染色。
FOY纱线通过所述的工艺也能够容易地染色，但不像POY纱线要被 拉伸，以生产一种在纱线中具有粗细部分的较细的纱线。其实例是，单 股的，600旦尼尔，146根长丝的聚酯纱线，和100旦尼尔，36根长丝的 纱线，这些纱线被容易地染色并具有极好的效果。较好的是，POY纱线 在处理之前被纺制拉伸，而FOY纱线是通过生产FOY纱线的其它已知方 法进行生产。
接下来参看图2，其更加详细的描述了示于图1中的染色区的染色施 液段111，单独的纱线头105经过传统设计的第一梳理件107，其把纱线 头排列成纱线片材109，其中单独纱线头在相同平面中以平行的方式被 排列。纱线片材109在纱线驱动辊149上经过，该驱动辊被壳体121挡住 而在图4中则可看到，然后纱线片材在多个染色工位123前面经过，该内 容将在下面详细描述。尽管本发明与间隔染色的应用结合描述，其结果 是沿着纱线长度纱线具有不同的色彩，但本发明也可用于生产均匀色彩 的纱线。因此，为达到所希望的效果，每一染色工位123可施加染料不 同的色彩，或几个工位123可施加相同的色彩，或所有工位施加相同的 色彩。把一种色彩喷射到不同色彩的上面，其结果是形成混合，这也是 所希望的。为了沿着纱线片材的长度消除无意识的未染区域，染色区域 将略微重叠。这种重叠的程度必需避免使未染区域可能会变化，其取决 于机器的速度，控制系统的速度和其他因素。单独染色工位123的数量 取决于色彩的多样性和均匀性。
继续参看图2，一种过度喷涂物收集系统125能够沿着导轨127侧向 移动。在该视图中，过度喷涂物收集系统125被示于推离单独染色工位 123，以提供用于穿线或清除机器的通路。过度喷涂物收集系统125装备 有一个排气装置129，当过度喷涂物收集系统125就位时(见图3)，该 排气装置收集并排除由染色喷涂处理所产生的空气中的染料薄雾，并且 由此防止由于薄雾而玷污纱线片材109。
图3表示了描述于图2中的染料施液段111，其过度喷涂物收集系统 125沿着其导轨127移到非常接近于单独染色工位123的操作位置。
图4表示的是图3的染料施液段111的左边部分的局部横截面视图， 其表示了示于图3中操作位置上的多个染色工位123和过度喷涂物收集 系统125。经过梳理件107(示于图1-3)的纱线片材109经过第二梳理 件131，越过第一非转动杆133，然后越过纱线驱动辊149的顶部。如图 5所示，附着于辊149一端上的磁性脉冲器盘151与辊一起运行。一个转 动运动数字传感器153与磁性脉冲器盘151相结合。当纱线片材109转动 辊149时，数字传感器153读出盘151的位置。盘151的具体转动位置， 或在这种转动位置上的变化相应于沿着纱线片材109长度上的不连续的 位置或运动。数字传感器153把位置信息传送到控制器或数字计算机50， 所述的控制器或数字计算机还包括有图案数据，并能够根据这样的数 据，使用已知的程序技术调整在每一染色工位123处的单独染料喷头的 动作。因此，响应于纱线片材109的实际运动，染料可被导向纱线片材 109，而不是响应于假定的底网速度或任意时间间隔的推移。相对于该 技术的进一步详细描述可见授予Stewart的美国专利US4,923,743，该专 利所揭示的内容在此可结合参考。不管是任意的还是预定的图案均可储 存在计算机50中。
在图5中还示出了保持组成纱线片材109的纱线头105张紧所需的 制动件155。单独的纱线头105由卷绕辊117(如示于图1)拉过间隔染 色区域，并且如果仅卷绕辊117停止，则辊149由于惯性会继续运行并且 继续馈进纱线头105，然而随后会产生缠结。为停止纱线头105的进给同 时保持张力，在卷绕辊117停止之后，制动件155用来止动辊149(纱线 头105将仅仅在被止动的辊上滑动)。
再参看图4，在每一染色工位123处的染色是通过在染色工位123内 形成染料液流而进行，并且根据外部提供的图案信息以小液滴的形式把 染料液流可选择的偏转和散布到纱线片材通路上。这种液流的形成/偏转 技术的进一步详细情况可见授予Zeiler的美国专利US5,211,339和 US5,367,733，其专利所揭示的内容在此可结合参考。空气压力传感器 135控制流到机器空气供给歧管137中的空气压力，该空气供给歧管横过 纱线片材的宽度延伸并且作为用于改变和分散由染料喷嘴所产生的染 料液流的偏转气流的供给源。每一染色工位123安装有一梳理件139，以 保证当纱线头105在染色工位前面通过时纱线头105保持一定间隔和平 行关系。在经过所有染色工位123的前面之后，纱线片材109在第二非转 动杆141上经过并经过最后一个梳理件143以确保经纱105进入干燥烘 箱113(见图1)之前纱线头105适当地分离。图4还示出了供水软管145， 其把水供给到多个喷嘴147上用于冲洗染色工位123和过度喷涂物收集 系统125，其将下面结合图10会更加详细描述。
图6示出了单个染色工位123和其相联系的过度喷涂物收集系统的 横截面。由于纱线片材109接近染色工位123，在该工位根据用于计算机 50外部提供的图案数据所确定的要求施加染料，计算机50通过多个连接 到位于横跨纱线片材109通路的一排空气阀159上的导线157输送一些 适当的动作信号。空气阀排159通过工位空气供给歧管177提供空气流， 该工位空气供给歧管177是由机器空气供给歧管137(图4)提供空气流 的。多个单独的空气管路161由各自的空气阀159延续到大致为“V”形 状的染料施液组件163上，其一部分是空气流/染料液流成形组件164， 其中染料液流和所控制的空气流被形成并相互配合。如果需要，空气阀 159的数量可以增加，使得在纱线片材109的左右图案中更加柔性；最后， 各单独的空气管路161可连接到各自控制的空气阀159。染料施液组件 163和空气流/染料液流成形组件164更详细的示于图7和图8中。
染料压力传感器165调整经过染色工位123的染料流。染料通过染 料供给歧管160连续地供应到染料压力传感器165。液体染料由染料供给 歧管160通过染料供给管路167输送到染料施液组件163。纱线片材以垂 直方向被示出而示出的染料喷雾169是以水平方向输送；该纱线片材109 与染料喷雾169的相正交的排列通常形成一种圆形的喷雾图案。如果需 要的话这些方向的任一个是可以变化的，但只要注意到避免无意识的染 料接触到纱线片材上，如可能出现由于重力的作用而在纱线片材上会有 染料喷雾沉淀物，由于纱线片材的运动而产生的牵引的影响等等。
当染料液体被喷射到纱线片材109上时，一些染料喷雾169是在构 成片材109的单独纱线之间通过。一部分钢丝筛网171位于组件的相对侧 并且是在纱线片材109的平面以外，该筛网阻止并中断喷射，有助于凝 聚或聚结染料喷雾，并且用于保护纱线片材109的后侧不受背后散射的 染料小液滴的影响，该染料小液滴可由在收集室173内壁上未受阻止的 染料喷射的撞击而产生。筛网171避免了纱线片材109上不希望有的斑 点。筛网171上的开孔必需足够的大而使其易于用冲洗喷嘴147(图4) 进行清理，且其开孔不能大得使染料的小液滴不被破碎地通过。一般市 场上可容易买到的筛网材料网眼的尺寸是最有效的(例如，每平方英寸 约100到600开孔)。
筛网171较好的是与纱线片材109有一定角度设置，以使筛网与纱 线片材相倾斜而不是与其平行，平行布置往往会使小液滴从筛网表面朝 着纱线片材109的后面直接反弹。相对于纱线片材，筛网的相对倾斜角 在大约25至75度将是令人满意的，而较好的筛网角度是40至50度之间。 应将注意的是，由于染料小液滴流碰撞的倾斜角度，所以当筛网171的 相对角度增加时，相对于染料小液滴的尺寸，开孔的有效尺寸就相应地 减少。因此，尽可能地使用开孔大于染料小液滴且同时可保持破碎小液 滴能力的筛网网眼开孔。
一些染料液体通过筛网171并撞击在过度喷涂物收集室173的后 面，而液体的剩余物从筛网171上滴下；在这两种情况下，由于重力的 作用染料液体向下流到过度喷涂物收集室173的内壁上并且进入到收集 池175内用于循环使用(其将在下面结合图10进行描述)。
图7和7a是染料施液组件163在停止状态下的特写横截面图，即， 这时没有染料施加到纱线片材109的图案数据指令。图7和7a将结合图9 进行解释，图9表示了部分截面透视图，空气流/染料液流成形组件164 用于将所输送的染料分别引导和分散到纱线片材109上。当染料未被施 加到纱线片材109上时，空气不会流过空气管路161。
液体染料通过染料供给管路167进入到液流成形组件164，该染料 供给管路167通过一螺旋连接件22或类似装置而可操作地配置在组件 164上。然后液体染料循环穿过液流成形组件164并首先流入到染料室或 输送槽18内，然后通过喷射成形槽28，该喷射成形槽28加工进带角度的 前壁成形输送槽18，如图9中更详细示出。染料流过染料小孔181，并且 在横过一开口区域183的压力下被推进直到液体染料相遇一偏转杆185， 该偏转杆向后和向下引导液体，以至将其流入收集池175。
共同参看图7-9，形成在液流成形组件164内的染料通道或输送槽 18沿着输送槽18的后部29的壁24与一些染料管道20相联系。染料管道 20与螺旋连接件22使流体保持联系，其螺旋连接件22与液流成形组件 164的后部壁24相连。螺旋连接件22为把染料管道20连接到染料供给管 路167提供一装置，其又被连接到染料供给歧管160(见图6和10)。
液流成形组件164的上部平面26具有多个染料槽28，每一槽是从输 送槽18延伸到液流成形组件164的前边缘，因此形成一排向着偏转杆 185的染料小孔181。
本发明的实施例是每纱线头105使用一个染料小孔181，而染料喷 雾169覆盖约3个纱线头105，但也可使用其他的比例。染料槽28沿着液 流成形组件164的上部平面26纵向隔开，较好的是以均匀的间距隔开， 其间距相应于所要求的侧向图案的情况。更好的是，染料槽28以相应于 构成纱线片材109的各纱线头105的间隔的均匀间距隔开。现已发现，每 英寸约5到15个染料槽28(和纱线头105)通常是较令人满意的，尽管 在该范围外的间距也可使用。为确保横过纱线片材宽度均匀地施加染 料，各槽将具有相同的预定均匀横截面积。染料槽28尺寸的选择可根据 纱线尺寸，纱线片材运行速度，和所要求的图案效果变化。在本发明的 一个实施例中，使用的是每边为0.018英寸的方形槽。
液流成形组件164还包括单独的带孔的空气通道10(图7)，这些 通道以间隔平行的方式位于输送槽18的下面。各带孔的空气通道10通过 一个适当尺寸的摩擦装配管14而连接到相应的空气供给管路161。在各 带孔的空气通道10的相对端固定第二摩擦装配管13，其外端形成空气小 孔12(图7a)。这些管的直径和横截面形状取决于多种因素，包括将被 控制的染料液流的形状和质量。因此，管的尺寸和形状的选择多少是可 自由决定的。具有外径约为0.050英寸和内径约为0.033英寸的圆形管已 与上述的0.018英寸方形染料孔181配合使用。
总的来说，空气孔12是沿着液流成形组件164的下前端纵向彼此间 隔开，较好的是一对一的相应于染料槽28，以至各空气孔12与相应的染 料孔181成对并与其对准。这种排列使得来自空气孔12的空气流能相交 于来自染料孔181的染料液流，并且在纱线片材109的方向有效的偏转和 分散所形成的染料喷雾。
上盖板36是一不锈钢块，其大体分别有平的上、下、前、后和侧表 面36a，36b，36c，36d和36e。一系列夹持件38与安装表面40相配合的排 列。液流成形组件164是按下述方式装配的：上盖板36的下表面36b与 液流成形组件164的平表面26平行密切配合，上盖板的侧表面36e与液 流成形组件164的侧表面齐平，并且上盖板36的前表面36c与液流成形 组件164的前表面30齐平。然后通过夹持件38上的间隙孔44放置螺旋螺 钉42并且拧入到上部的紧固孔46内，螺钉42被紧固使夹持件38能够在 上盖板36与液流成形组件164的配合表面产生不透液体的密封。一旦完 成装配，组件164就提供了一排染料管道以用来经过组件传送染料和空 气。上盖板36的下表面围住染料槽28，以形成从输送槽18延伸到染料孔 181的被覆盖的染料管道18。
装配好的组件164用于在纱线片材109上喷射图案。图8是染料喷雾 169施加到纱线片材109上的特写截面图。
液流成形组件164通过液流成形组件164的后壁上的安装孔48(见 图9)安装到与染料施液组件163相连的安装支架上。如图6所示，加压 的染料源通过染料供给歧管160和染料供给管路167而连接到染料供给 连接件22。然后染料在一连续的通路上从染料源流入到输送槽18，其流 经染料槽28形成的染料管道并流出染料孔181。输送槽18较好的是可装 配有位于底部的染料旁路排出孔33(见图9)，该孔连接于装配件189和 染料返回管道34。染料返回管道34把染料排入到收集池175用来连接到 染料循环系统(见图10)。这种旁路排列保持一些染料在系统中循环运 行，而与由槽28形成的染料喷射的输出无关，并且用来捕获染料中的污 物和其它杂质，以及用来去除染料中的空气泡。
更准确地说，两总染料流动液流存在于槽18中。一个液流(供给液 流)从染料供给管道20的出口流入到由染料槽28形成的各染料管道的进 口。第二种液流(旁路液流)从染料供给管道20的出口流入到各染料旁 路排出孔33的入口。在不合乎需要的情况中，固体杂质沉积在染料槽28 形成的染料管道的入口，这样限制了染料流过槽28，通过把一适当尺寸 的金属丝从孔181插入到管道中，可将固体杂质容易的推离槽的入口推 到供给液流之外，并且进入到旁路液流中。固体杂质随后通过旁路排出 孔33排出槽18，经过染料返回管道34进入到循环系统(见图10)在这 里其经过过滤而将排出。
加压的空气源被连接到空气供给装配件14。当需要进行空气流动时 候，空气能够在一个连续的通路上从最终的加压空气源(未图示)通过 工位空气供给歧管177(图4和6)和一个相结合的机电空气阀(在图6 中以159表示)流到空气管路161、空气供给装配件14、空气供给通道 10，并且由空气孔12流出。
使用于本发明的施液组件的喷头的操作能够通过考虑单个空气管 道/染料管道对并参考图7进行描述。染料通过染料供给管路167连续地 供给到槽18并流出染料孔181。来自染料孔181的染料液流未受阻止地 流入到转移边缘或叶片185的表面，该表面把染料收集在收集池175中用 来处置或再循环到染料罐191(图10)。空气控制阀159可操作地与工 位空气供给歧管177相联系，以防止空气流到空气供给装配件14并穿过 空气孔12直到图案数据达到要求。
当来自染料液流的染料将被施加到纱线片材109时，由工位空气供 给歧管177所供给的空气的脉冲是根据计算机50所提供的图案数据打开 和关闭单独控制阀门159而产生的，并且通过单独的空气软路161而提供 给相应的空气供给装配件14。如图7a详细示出的，染料孔181和空气孔 12设置成使染料与加压的空气流在其从染料孔181排出之后相接触。由 于较高压力的空气流(例如10-20p.s.i.g)与较低压力染料液流 (2-4p.s.i.g)的相互作用的结果，染料液流被分解成为一种喷射的散射 小液滴。然后两种流体相结合的运动把小液滴携带到纱线片材109的表 面。任何从染料喷雾169滴落的液体小液滴都落到小液滴收集器187，随 后向下流到收集池175。
对计算机50进行编程，使在某一染色工位的某一时间段施加染料， 其可根据要求而变化以达到特殊的效果。一旦施加所要求时间量的染料 喷雾169，计算机50就会把一信号传送给空气阀(159图6)使其关闭， 切断经过软道161的空气流，且染色工位123返回到示于图7的非工作状 态。由于离开染料孔181的染料是在气流包围之外，从染料供给管道的 染料抽吸被消除，因此消除了横过组件宽度上需要产生的均匀抽吸。
图10表示了结合于各染色工位123的染料流动系统。染料罐191把 染料液体提供到泵193处，其把染料液体泵入到过滤器195，该过滤器把 一些杂质颗粒从液体中排出。过滤之后，染料液体通过染料供给歧管160 被输送到染色工位123。一个染料压力传感器165控制提供到液流成形组 件164的染料液体的量。当染色发生时，如图所示，染料液体过度喷射 物和一些小液滴进入到收集池175并返回到染料罐191。当染色未产生 时，染料液体通过偏转杆185(见图7)被引导到收集池175，于是液体 被返回到染料罐191。染料罐191装有染料液面压力传感器197，其控制 罐191中的染料液体的量。当数量下降到一定程度时，染料液面压力传 感器197使染料供给管路阀199打开，使得来自另一供给罐(未图示)的 染料液体通过染料供给管路201流入到染料罐191内直到染料的液面增 加到所要求的高度，此时染料液面压力传感器197使阀199关闭。染料流 动系统装有一个净水管路203和一些阀以用来自动清洗，由此系统中的 染料被排出并且染色系统用更换染料的净水操作。在正常的染色操作期 间，水管路阀205保持关闭，但在自动清洗期间则被打开使得水能够流 入。染色工位供给管路阀207在正常的染色操作期间被打开使得染料能 够循环。在部分清洗循环(例如冲洗过滤器195)期间，该阀可被关闭， 或打开使水能够流入染色工位以便清理。过滤器排出阀209在正常染色 操作期间被关闭而当需要清洁时打开排出过滤器195。废物处置阀211 在正常操作期间保持关闭，而被打开后使得染料液体或清洗水从染料流 动系统排出到废物处理装置中。
本发明的原理通过上述实施例的形式已进行了描述，对于本技术领 域的技术人员来说应将理解到，本发明能够在构造和细节上进行改进而 不脱离上述的原理，并且所有这些落入所附权利要求的精神和范围之内 的改进都意味着将受到保护。