DE102007050551A1

DE102007050551A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines mehrfarbigen Verbundfadens

Info

Publication number: DE102007050551A1
Application number: DE102007050551A
Authority: DE
Inventors: Stefan Kalies; Friedrich Lennemann
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2009-04-30
Also published as: CN101835928B; EP2203578B1; CN101835928A; US20100297442A1; WO2009053243A1; ATE545722T1; EP2203578A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines mehrfarbigen Verbundfadens aus mehreren extrudierten farbigen Filamentbündeln. Hierzu werden mehrere unterschiedlich eingefärbte Polymerschmelzen erzeugt und parallel durch mehrere Spinndüsen zu den farbigen Filamentbündeln extrudiert. Die farbigen Filamentbündel werden zur Bildung des Verbundfadens zu einer Mischfarbe zusammengeführt. Zur Erzeugung eines Farbmusters oder zur Korrektur der Mischfarbe an dem Verbundfaden wird erfindungsgemäß zur Veränderung der Mischfarbe des Verbundfadens die Erzeugung der eingefärbten Polymerschmelze während der Extrusion der Filamentbündel geändert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines mehrfarbigen Verbundfadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung sind aus der EP 1 035 238 A1 bekannt.
Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung werden zur Herstellung eines mehrfarbigen Verbundfadens zunächst mehrere eingefärbte Polymerschmelzen parallel nebeneinander erzeugt und durch mehrere separate Spinndüsen zu jeweils einem farbigen Filamentbündel extrudiert. Die Filamentbündel bestehen aus einer Vielzahl einzelner Filamentstränge, die durch die Düsenöffnungen einer Spinndüse zu endlosen Strängen extrudiert werden. Nach mehreren Behandlungsschritten durch Abkühlen und Verstrecken werden die farbigen Filamentbündel zu einem Verbundfaden zusammengeführt. Der Verbundfaden erhält somit eine Mischfarbe, die sich aus dem Zusammenschluß der farbigen Filamente der einzelnen Filamentbündel einstellt.
Derartige mehrfarbige Verbundfäden werden insbesondere bei der Herstellung von BCF-Fäden verwendet, bei welcher insbesondere die Mischfarbe des Verbundfadens das visuelle Erscheinungsbild des Teppichs bestimmt. In Abhängigkeit von der Mischfarbe des Verbundfadens ergeben sich unterschiedliche Farbmuster in dem Teppichgewebe. Daher besteht in Praxis der Wunsch, die farbigen Filamentbündel möglichst flexibel zu einer gewünschten Mischfarbe des Verbundfadens zu kombinieren.
Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung lassen sich hierzu die Anzahl der Filamentbündel, die zu einem Verbundfaden kombiniert werden, verändern. So können beispielsweise zwei- oder dreifarbige Filamentbündel zu einem Verbundfaden kombiniert werden, der jeweils eine Mischfarbe aufweist.
Damit ergeben sich jedoch Varianten eines Verbundfadens, die in Anzahl der Filamentbündel unterschiedlich sind.
Um einen Verbundfaden aus mehreren farbigen Filamentbündeln bei gleicher anzahl der Filamentbündel zu bilden, sind im Stand der Technik weitere Vorrichtungen und Verfahren bekannt. So geht beispielsweise aus der EP 0 485 871 A1 eine Variante hervor, bei welcher die Filamentbündel vor dem Zusammenführen zu dem Verbundfaden durch zusätzliche Mittel separat voneinander verwirbelt werden.
Aus der DE 42 02 896 A1 ist ein weiteres Verfahren bekannt, bei welchem in den Filamentbündeln vor dem Zusammenführen zu dem Verbundfaden ein Falschdrall erzeugt wird.
Bei dem aus der EP 0 133 198 bekannten Vorrichtung und Verfahren werden die Filamentbündel in ihrer Relativlage zueinander ständig verändert, um somit nochmals vor Einlauf in ein Texturiermittel eine Vermischung der Filamente zu einem Verbundfaden zu erhalten. Hierzu werden einige von den Filamentbündeln mit kleinen Hüben hin- und herverlegt.
Allen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung eines mehrfarbigen Verbundfadens ist gemein, dass allein durch die Art und Weise des Zusammenführens der Filamentbündel ein bestimmtes Erscheinungsbild und Aussehen des Verbundfadens insbesondere der Mischfarbe des Verbundfadens erreicht werden soll. Derartige Verfahren stellen jedoch eine zunehmende Belastung der Filamentstränge innerhalb der Filamentbündel dar, die zudem sich negativ auf eine zuvor in den Filamenten eingebrachte Kräuselung auswirken können. Die mit der Vermengung der Einzelfilamente der Filamentbündel erzielten Veränderungen der Mischfarbe sind außerdem nur in engen Grenzen möglich, da die Gesamtzahl der farbigen Filamente innerhalb des Verbundfadens konstant bleibt.
Es ist zwar aus der DE 1 805 954 bereits ein Verfahren bekannt, bei welcher die Mischfarbe des Verbundfadens durch Veränderung der Anzahl der farbigen Filamentstränge änderbar ist. So können Kombinationen von farbigen Filamentsträngen mit jeweils individueller Anzahl der Einzelfilamente kombiniert werden. Dieses Verfahren ist jedoch für den praktischen Einsatz äußerst aufwändig, da ein Wechsel der Anzahl der Filamentstränge innerhalb eines Filamentbündels mit einem Wechsel der Spinndüse einhergeht.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines mehrfarbigen Verbundfadens der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass eine Mischfarbe des Verbundfadens flexibel einstellbar und veränderbar ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines mehrfarbigen Verbundfadens bereitzustellen, bei welchem der Verbundfaden mit vorbestimmten Farbeffekten in der Mischfarbe herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 10 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Erfindung besitzt den besonderen Vorteil, dass kein zusätzlicher Eingriff zur Vermengung der Filamente der farbigen Filamentbündel erforderlich ist, um die Mischfarbe des Verbundfadens zu verändern. Zur Veränderung oder Einstellung der Mischfarbe des Verbundfadens wird erfindungsgemäß die Erzeugung der eingefärbten Polymerschmelzen während der Extrusion der Filamentbündel geändert. Damit besteht die Möglichkeit, die Extrusion der Filamentbündel in der Art und Weise zu beeinflussen, dass die das Filamentbündel bildenden Filamente bereits in einem gewünschten visuellen Erscheinungsbild erzeugt werden, um im Zusammenschluß mit den übrigen Filamentbündeln die gewünschte Mischfarbe des Verbundfadens zu erhalten.
Um trotz der veränderten Erzeugung der eingefärbten Polymerschmelzen und die damit einhergehenden Änderungen der Extrusion der Filamentbündel, einen Verbundfaden mit möglichst gleichen physikalischen Eigenschaften zu erhalten, wird die Verfahrensvariante bevorzugt ausgeführt, bei welcher der Verbundfaden durch einen Gesamttiter bestimmt ist, der vor und nach der Veränderung der Mischfarbe des Verbundfadens gleichgroß ist. Diese Verfahrensvariante ermöglicht somit einen Eingriff in den Schmelz-Spinn-Prozess zur Herstellung des Verbundfadens, um nur die Mischfarbe und damit das Aussehen des Verbundfadens zu verändern.
Die Erzeugung der für die Extrusion eines der Filamentbündel bereitgestellten eingefärbten Polymerschmelze lässt sich gemäß einer vorteilhaften Verfahrensvariante derart ausführen, dass die Fördermenge der zu extrudierenden Polymerschmelze erhöht oder verringert wird. So würde eine Erhöhung der Fördermenge der Polymerschmelze dazu führen, dass die Spinndüse bei der Extrusion des Filamentbündels einen höheren Schmelzedurchsatz aufweist und sich damit ein höherer Spinntiter des Filamentbündels einstellt. Damit wird insgesamt der durch das Filamentbündel bestimmende Farbanteil innerhalb des Verbundfadens gegenüber den übrigen Filamentbündeln aufgrund der großen Masse erhöht. Die Farbe des Filamentbündels tritt somit stärker hervor.
Um derartige Farbgebungseffekte in dem Verbundfaden zu verstärken, ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft, bei welcher mehrere Fördermengen der Polymerschmelzen in Relation zu einer Gesamtfördermenge aller Polymerschmelzen zur Extrusion aller Filamentbündel gleichzeitig geändert werden. So lässt sich beispielsweise eine Polymerschmelze in einer ersten Farbe mit größerer Fördermenge und eine zweite Polymerschmelze mit einer zweiten Farbe mit einer kleineren Fördermenge kombinieren, so dass die Farbdominanz des Filamentbün dels, das mit größerer Fördermenge extrudiert wird, in dem Verbundfaden noch höher ist.
Um bei einer Mehrzahl von Filamentbündeln einen möglichst konstanten Gesamttiter des Verbundfadens zu erhalten, werden die Fördermengen der Polymerschmelzen derart geändert, dass die Summe aller Fördermengen gleich der Gesamtfördermenge ist. Somit können die Filamentbündel in unterschiedlichen Spinntiter extrudiert werden, ohne dass nach dem Zusammenschluß der Gesamttiter des Verbundfadens über- oder unterschritten wird.
Für den Fall, dass die Einfärbung der Polymerschmelzen mittels einer flüssigen Farbe erfolgt, ist die Verfahrensvariante bevorzugt verwendet, bei welcher eine Einspeisung einer flüssigen Farbe in zumindest eine der Polymerschmelzen durch Erhöhung oder Verringerung einer Menge der Farbe geändert wird. Damit lässt sich vorteilhaft der Grad der Einfärbung der Polymerschmelze vor und während der Extrusion der Filamentbündel beeinflussen, so dass das Filamentbündel direkt aus einer stärker gefärbten Polymerschmelze oder einer weniger stark gefärbten Polymerschmelze extrudiert werden können.
Auch hierbei lassen sich die Mischfarbeneffekte insbesondere dadurch verbessern, dass die Einspeisungen mehrerer flüssiger Farbe in mehrere Polymerschmelzen gleichzeitig durch Erhöhung oder Verringerung der Mengen der Farben geändert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit besonders geeignet, um bei einem Prozessstart eine gewünschte Mischfarbe in dem Verbundfaden einzustellen, ohne den Prozess zu unterbrechen.
Zur Herstellung von Teppichgarnen wird die Verfahrensvariante bevorzugt eingesetzt, bei welcher die Erzeugung der Polymerschmelzen in einer vorbestimmten Zeitintervall wiederholt geändert wird. Damit lassen sich regelmäßige Farbmuster in dem Verbundfaden erzeugen, die wiederum zur Erzeugung von visuellen Spe zialeffekten in einem Teppichmuster eines Teppichgewebes genutzt werden könnten.
Alternativ lässt sich das Verfahren derart betreiben, dass die Erzeugung der Polymerschmelze durch eine Maschineneinstellung bestimmt wird, wobei die Extrusion der Filamentbündel mit wechselnden Maschineneinstellungen erfolgt. Hierzu lässt sich beispielsweise durch empirische Versuche Maschineneinstellungen definieren, die zu bestimmten Mischfarben des Verbundfadens führen. So lässt sich das Muster der Mischfarben in den Verbundenfaden durch regelmäßigen Wechsel der Maschineneinstellung vorgeben.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Steuereinrichtung auf, die zumindest mit einem der Mittel zur Erzeugung der Polymerschmelze verbunden ist und die während der Extrusion der Filamentbündel das Erzeugungsmittel zur Veränderung der Farbmischung des Verbundfadens steuert.
Zur Einhaltung eines Gesamttiters des Verbundfadens ist gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass die Steuereinrichtung einen Mikroprozessor aufweist, durch welchen zumindest Rechenoperationen zur Festlegung eines dem Erzeugungsmittel zugeführten Steuersignal unter Einhaltung des Gesamttiters des Verbundfadens ausführbar sind. Somit lässt sich die Erzeugung der Polymerschmelze kontrolliert und in Abstimmung mit den übrigen Polymerschmelzen ändern.
Zur Beeinflussung der Fördermenge weisen die Mittel zur Erzeugung der Polymerschmelzen mehrere Spinnpumpen auf, die unabhängig voneinander durch mehrere Pumpenantriebe antreibbar sind. Dabei ist zumindest einer der Pumpenantriebe zur Änderung einer Antriebsdrehzahl der zugeordneten Spinnpumpe mit der Steuereinrichtung gekoppelt. So lässt sich durch Erhöhung oder Absenkung der Antriebsdrehzahl der Spinnpumpe die Fördermenge der Spinnpumpe verändern.
Zur Einhaltung einer Gesamtfördermenge sind bevorzugt alle Pumpenantriebe der Spinnpumpe gemeinsam mit der Steuereinrichtung verbunden, so dass die Erhöhung der Antriebsdrehzahl einer der Pumpenantriebe mit einer entsprechenden Absenkung der Antriebsdrehzahl eines anderen Pumpenantriebes oder eine Absenkung der Antriebsdrehzahl mehrerer Pumpenantriebe kompensiert werden kann. Die Summe der Fördermengen entsprechen somit einer Gesamtfördermenge, die während der Extrusion der Filamentbündel konstant bleibt.
Je nach Art und Weise der Einfärbung der Polymerschmelze lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung derart weiterbilden, dass die Mittel zur Erzeugung der Polymerschmelzen mehrere Einspeiseeinrichtungen zur Einspeisung mehrere flüssige Farben aufweisen, dass die Einspeiseeinrichtungen mehrere durch separate Dosierantriebe antreibbare Dosierpumpen aufweisen und dass zumindest einer der Dosierantriebe zur Änderung einer Antriebsdrehzahl der zugeordneten Dosierpumpe mit der Steuereinrichtung verbunden ist. Damit lässt sich die Farbgebung der einzelnen Polymerschmelzen individuell durch Erhöhung oder Absenkung der Zugabe des Farbmittels beeinflussen.
Um an dem Verbundfaden ein Mischfarbeneffekt zu erhalten, wird die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt in der Ausführung betrieben, bei welcher die Steuereinrichtung zumindest ein Steuerprogramm aufweist, durch welches mehrere Maschineneinstellung abwechselnd an den Mitteln zur Erzeugung der Polymerschmelze einstellbar sind. So könne beispielsweise die Spinnpumpen zwischen zwei Betriebsdrehzahlen hin- und herverstellt werden, so dass jede Verstellung eine Mischfarbenänderung des Verbundfadens zur Folge hat.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind grundsätzlich geeignet, um mehrfarbige Verbundfäden aus einem Polyamidwerkstoff beispielsweise einem Polyester, Polypropylen oder Polyamid oder Kombinationen solcher Werkstoffe herzustellen. Insbesondere ist das Verfahren und die Vorrichtung zur Herstellung von sogenannten BCF-Garnen geeignet. Hierzu wird die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet, bei welcher das Verbundmittel zumindest eine Kräuseleinrichtung aufweist, durch welche die Filamentbündel gekräuselt zu dem Verbundfaden zusammengeführt werden. Derartige gekräuselte Verbundfäden lassen sich unmittelbar einer Weiterverarbeitung eines Teppichgewebes verwenden.
Alternativ besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass das Verbundmittel zumindest eine Verwirbelungsdüse aufweist, durch welche die Filamentbündel zu dem Verbundfaden zusammengeführt werden. Auch hierbei lassen sich Kombinationen derart ausführen, dass sowohl die Filamentbündel separat vor dem Verwirbeln oder der Verbundfaden nach dem Verwirbeln in einer Kräuseleinrichtung gekräuselt werden. Darüberhinaus sind zusätzliche Behandlungen an den Filamentbündeln sowie in dem Verbundfaden vor oder nach dem Zusammenführen möglich. Derartige Behandlungen können durch Verwirbeln, Verstrecken und Relaxation gebildet sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es stellen dar:
1 schematisch eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
2 schematisch eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
3 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung
4 und 5 schematisch einige Ausführungsbeispiele eines Verbundmittels zum Zusammenführen mehrerer Filamentbündel
In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Zum Extrudieren mehrerer farbiger Filamentbündel weist die Vorrichtung mehrere Spinndüsen 4.1, 4.2 und 4.3 auf. Die Spinndüsen 4.1, 4.2 und 4.3 sind an einer Unterseite eines beheizten Spinnbalkens 3 angeordnet. Zum Extrudieren einer Vielzahl von feinen Filamenten, die jeweils zu den Filamentbündeln 13.1, 13.2 und 13.3 geführt werden, weisen die Spinndüsen 4.1, 4.2 und 4.3 an ihren Unterseiten Düsenplatten auf, die eine Vielzahl von Düsenöffnungen enthalten. Derartige Spinndüsen sind allgemein bekannt und daher hier nicht näher beschrieben.
Zur Extrusion der Filamente wird den Spinndüsen 4.1, 4.2 und 4.3 jeweils eine farbige Polymerschmelze zugeführt. Hierzu ist jeder Spinndüsen 4.1, 4.2 und 4.3 eine Spinnpumpe 2.1, 2.2 und 2.3 zugeordnet, die über die Verteilerleitungen 6.1, 6.2 und 6.3 die jeweiligen Polymerschmelzen unter Druck den Spinndüsen 4.1, 4.2 und 4.3 zuführen. Die Spinnpumpen 2.1, 2.2 und 2.3 sind nebeneinander an einer Oberseite des Spinnbalkens 3 angeordnet. Jedem der Spinnpumpen 2.1, 2.2 und 2.3 ist ein separater Pumpenantrieb zugeordnet. So wird die Spinnpumpe 2.1 durch den Pumpenantrieb 7.1, die Spinnpumpe 2.2 durch den Pumpenantrieb 7.2 und die Spinnpumpe 2.3 durch den Pumpenantrieb 7.3 angetrieben. Zur Steuerung der Antriebe ist eine Steuereinrichtung 8 vorgesehen, die mit den Pumpenantrieben 7.1, 7.2 und 7.3 gekoppelt ist. Über die Steuereinrichtung 8 ist jeder der Pumpenantriebe 7.1, 7.2 und 7.3 individuell anzusteuern, so dass die durch die Spinnpumpen 2.1, 2.2 und 2.3 erzeugten Polymerschmelzeströme separat und gleichmäßig den Spinndüsen 4.1, 4.2 und 4.3 zugeführt werden.
Auf einer Einlassseite sind die Spinnpumpen 2.1, 2.2 und 2.3 jeweils über eine Schmelzeleitung mit einem Extruder verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein erster Extruder 1.1 über die Schmelzeleitung 5.1 mit der Spinnpumpe 2.1 gekoppelt. Dementsprechend ist ein zweiter Extruder 1.2 über die Schmelzelei tung 5.2 mit der Spinnpumpe 2.2 und der Extruder 1.3 über die Schmelzeleitung 5.3 mit der Spinnpumpe 2.3 verbunden. In jedem der Extruder 1.1 bis 1.3 wird eine farbige Polymerschmelze erzeugt. Hierzu wird dem Extruder ein Granulat eines Polymerwerkstoffes sowie Additive und Farbmittel zugegeben.
Zur Herstellung eines Verbundfadens werden die Filamentbündel 13.1, 13.2 und 13.3 nach einer Abkühlung und nach einem Zusammenfassen durch jeweils einen Fadenführer 10 mittels einer Behandlungseinrichtung 11 von den Spinndüsen 4.1, 4.2 und 4.3 abgezogen. Die Behandlungseinrichtung 11 ist nur symbolisch dargestellt, da die Prozessaggregate innerhalb der Behandlungseinrichtung 11 in Abhängigkeit von dem jeweilig herzustellenden Fadentyp ausgebildet und individuell zusammengestellt sind. So lässt sich beispielsweise eine Verstreckung sowohl an den einzelnen Filamentbündeln als auch in dem Verbundfaden ausführen. Die Behandlungseinrichtung 11 könnte somit Präparationsvorrichtung, Verstreckvorrichtungen, Verwirbelungsvorrichtungen, Relaxationsvorrichtungen und/oder Kräuselvorrichtungen aufweisen. Wesentlich zur Erzeugung des Verbundfadens 14 ist hierbei jedoch ein Verbundmittel, das innerhalb der Behandlungseinrichtung 11 die Filamentbündel 13.1, 13.2 und 13.3 zusammenführt und aus den verschieden farbigen Filamentsträngen der Filamentbündel 13.1, 13.2 und 13.3 einen Verbundfaden 14 mit einer Mischfarbe erzeugt.
Einige Ausführungsbeispiele der in der Behandlungseinrichtung 11 alternativ einsetzbaren Verbundmittel sind zur weiteren Erläuterung in den 4 und 5 dargestellt.
In 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines Verbundmittels 12 gezeigt, wie es vorzugsweise zur Herstellung von sogenannten BCF-Garnen verwendet wird. Hierbei wird das Verbundmittel 12 durch eine Kräuseleinrichtung 20 gebildet, die in diesem Ausführungsbeispiel durch eine Förderdüse 25 und eine Stauchkammer 21 gebildet ist. Hierbei werden die Filamentbündel 13.1, 13.2 und 13.3 gemeinsam in einen Fadenkanal der Förderdüse 25 eingezogen und mittels eines vorzugsweise erhitzten Fluids gemeinsam in eine Stauchkammer 21 gefördert. In der Stauch kammer 21 wird ein Fadenstopfen 22 gebildet, so dass die einzelnen Filamente der Filamentbündel 13.1, 13.2 und 13.3 sich als Schlingen und Bögen auf der Oberfläche des Fadenstopfens 22 ablegen und vermengen. Der Fadenstopfen 22 wird komprimiert und anschließend über eine Kühltrommel 23 abgekühlt und zu dem gekräuselten Verbundfaden 14 aufgelöst. Die Vermischung der einzelnen Filamente der Filamentbündel 13.1, 13.2 und 13.3 führt zu einer Mischfarbe an dem nun gekräuselten Verbundfaden 14.
Alternativ lassen sich die Filamentbündel 13.1, 13.2 und 13.3 auch mit einem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel des Verbundmittels 12 zusammenführen. Hierbei wird das Verbundmittel 12 durch eine Verwirbelungsdüse 24 gebildet. Innerhalb der Verwirbelungsdüse 24 wird ein Druckluftstrom in einen Fadenkanal eingeleitet, in welchem die Filamentbündel 13.1, 13.2 und 13.3 geführt sind. Somit ergibt sich eine Verwirbelung der Einzelfilamente und eine Vermengung, die zu dem Verbundfaden 14 führt.
Je nach gewünschtem Fadentyp lässt sich die in 1 dargestellte Behandlungseinrichtung 11 mit einem Verbundmittel 12 nach 4 oder nach 5 ausführen.
Zur Speicherung des hergestellten Verbundfadens 14 wird dieser üblicherweise zu einer Spule 16 aufgewickelt. Somit ist der Behandlungseinrichtung 11 eine Aufwickeleinrichtung 15 nachgeordnet, die in diesem Ausführungsbeispiel zwei an einem Spindelträger 18 gehaltene Spulspindel 17.1 und 17.2 aufweist, so dass der Verbundfaden 14 kontinuierlich zu einer Spule 16 aufgewickelt werden kann. Die Wicklung der Spule 16 erfolgt mit Hilfe einer Changiereinrichtung 19, die den Verbundfaden entlang der Spulenoberfläche hin- und herführt, so dass eine Kreuzspule gewickelt wird.
Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich die in 1 dargestellte Vorrichtung grundsätzlich in zwei verschiednen Arten betreiben. Bei einer ersten Variante wird in jedem der Extruder 1.1, 1.2 und 1.3 eine farbige Polymer schmelze erzeugt, wobei die eingefärbten Polymerschmelzen sich in ihrer Basisfarbe unterscheiden. So könnte beispielsweise der Extruder 1.1 eine blau gefärbte Polymerschmelze, der Extruder 1.2 ein gelb gefärbte Polymerschmelze und der Extruder 1.3 eine rot gefärbte Polymerschmelze erzeugen. Die Polymerschmelzen können hierbei sowohl aus einem identischen Polymermaterial als auch aus unterschiedlichen Polymermaterialien hergestellt werden. Zur Erzeugung der Polymerschmelzen werden die Spinnpumpen 2.1, 2.2 und 2.3 zunächst mit identischen Antriebsdrehzahlen durch die Pumpenantriebe 7.1, 7.2 und 7.3 angetrieben. Somit sind die durch die Spinnpumpen 2.1, 2.2 und 2.3 erzeugten Fördermengen der Polymerschmelzen gleichgroß, so daß an jeder der Spinndüse 4.1, 4.2 und 4.3 ein gleicher Schmelzedurchsatz zur Extrusion der Filamentbündel 13.1, 13.2 und 13.3 vorherrscht. Die Filamentbündel 13.1, 13.2 und 13.3 sind vorzugsweise in Anzahl der Filamente identisch, so dass jeder Filamentbündel 13.1, 13.2 und 13.3 einen gleichgroßen Spinntiter aufweist. Nach dem Zusammenführen der Filamentbündel stellt sich somit ein Gesamttiter des Verbundfadens 14 ein. Dabei würden somit die blau gefärbten Filamente des Filamentbündels 13.1, die gelb gefärbten Filamente des Filamentbündels 13.2 und die rot gefärbten Filamente des Filamentbündels 13.3 gemeinsam zu einer Mischfarbe des Verbundfadens 14 führen.
Für den Fall, daß die Mischfarbe noch nicht das gewünschte Aussehen des Verbundfadens 14 darstellt, wird die Erzeugung der Polymerschmelze geändert. Hierzu wird über die Steuereinrichtung 8 eine Änderung zumindest einer Antriebsdrehzahl einer der Pumpenantriebe 7.1, 7.2 und 7.3 eingeleitet. So könnte beispielsweise die Fördermenge der Spinnpumpe 2.1 erhöht werden, so dass eine größere Menge blau gefärbter Polymerschmelze zur Extrusion der Spinndüse 4.1 zugeführt wird. Damit stellt sich bei der Extrusion des Filamentbündels 13.1 ein größerer Spinntiter ein, so dass sich insgesamt der Masseanteil der blau gefärbten Filamente erhöht und somit die Mischfarbe in dem Verbundfaden 14 eine entsprechend stärkere Blautönung erhält.
Diese Verfahrensvariante wird vorzugsweise jedoch derart ausgeführt, dass bei Veränderung der Fördermengen einer der Spinnpumpen 2.1, 2.2 und 2.3 mög lichst keine Veränderung des Gesamttiters des Verbundfadens 14 eintritt. Somit ist innerhalb der Steuereinrichtung 8 ein Mikroprozessor 9 vorgesehen, in welchem eine Gesamtfördermenge hinterlegt ist, die sich aus der Summe der einzelnen Fördermengen der drei Spinnpumpen 2.1, 2.2 und 2.3 einstellt, um den Gesamttiter des Verbundfadens 14 zu erhalten. In dem Fall, dass zur Veränderung der Mischfarbe einer der Spinnpumpen 2.1, 2.2 und 2.3 eine höhere Fördermenge einzustellen ist, wird über den Mikroprozessor 9 eine entsprechende Kompensationsrechnung in der Art ausgeführt, dass zumindest bei einer anderen oder bei beiden anderen Spinnpumpen eine Verringerung der Fördermenge erfolgt. So lassen sich dementsprechende Steuersignale erzeugen und die Pumpenantriebe 7.1, 7.2 und 7.3 in Kombination individuell verstellen, ohne dass dabei eine Gesamtfördermenge der drei Spinnpumpen überschritten wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher besonders geeignet, um mit hoher Flexibilität eine Mischfarbe an einen Verbundfaden 14 aufgrund bereitgestellter Basisfarben herzustellen.
Alternativ lässt sich die in 1 dargestellte Vorrichtung auch derart betreiben, dass in der Steuereinrichtung 8 ein Steuerprogramm hinterlegt ist, welches beispielsweise Maschineneinstellungen mit zwei Betriebspunkten aufweist, in welchem die Pumpenantriebe 7.1, 7.2 und 7.3 in regelmäßigen Zeitintervallen verstellt werden. So lässt sich der Verbundfaden 14 vorteilhaft mit einem fortlaufenden und gleichmäßigen Farbmuster herstellen. So würde in einem ersten Betriebszustand durch die eingestellten Fördermengen an den Spinnpumpen 2.1, 2.2 und 2.3 bestimmte Masseverhältnisse der Filamentbündel 13.1, 13.2 und 13.3 erzeugt, die eine erste Mischfarbe des Verbundfadens 14 ergeben. Nach Umstellung auf einen zweiten Betriebspunkt würden die über die Steuereinrichtung 8 angesteuerten Pumpenantriebe 7.1, 7.2 und 7.3 zur jeweiligen Veränderung der Fördermengen der Polymerschmelzen führen und damit das bei der Extrusion erzeugte Massenverhältnis der Filamentbündel 13.1, 13.2 und 13.3 verändern. Nach Zusammenschluß der Filamentbündel 13.1, 13.2 und 13.3 stellt sich somit eine geänderte Mischfarbe an dem Verbundfaden 14 ein. Die Umstellung der Betriebspunkte könnte in kurzen Zeitintervallen erfolgen, so dass eine Musterbildung an dem Verbundfaden 14 möglich ist. Die Betriebszustände lassen sich dabei vorteilhaft als Maschineneinstellungen in dem Steuerprogramm der Steuereinrichtung 8 hinterlegen, wobei das Steuerprogramm eine, zwei oder drei oder noch mehr Maschineneinstellungen wahlweise anfahren könnte.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Hierbei sind nur die Mittel zur Erzeugung der Polymerschmelze gezeigt. Alle übrigen hier nicht aufgeführten und beschriebenen Vorrichtungsteile sind identisch zu dem Ausführungsbeispiele nach 1, so dass nachfolgend Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird und nur die Unterschiede erläutert werden.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Einfärbung der Polymerschmelzen außerhalb der Extruder ausgeführt. Zur Einfärbung der Polymerschmelzen sind mehrere Einspeiseeinrichtungen 27.1, 27.2 und 27.3 vorgesehen, die jeweils auf den Auslassseiten der Extruder 1.1, 1.2 und 1.3 den Schmelzeleitungen 5.1, 5.2 und 5.3 zugeordnet sind. Die Einspeiseeinrichtungen sind identisch aufgebaut, so dass der Aufbau an der Einspeiseeinrichtung 27.1 zur Beschreibung aller Einspeiseeinrichtungen beispielhaft gelten soll. Die Einspeiseeinrichtung 27.1 weist einen Tank 30.1 auf, an dem eine Dosierpumpe 28.1 angeschlossen ist. Die Dosierpumpe 28.1 wird über einen Dosierantrieb 29.1 angetrieben. Die Dosierpumpe 28.1 ist mit einer Auslassseite an der Schmelzeleitung 5.1 angeschlossen. So lässt sich durch die Dosierpumpe 28.1 eine flüssige Farbe aus dem Tank 30.1 entnehmen und kontinuierlich der in der Schmelzeleitung 5.1 geführten Schmelze zuführen. Die flüssige Farbe und die Polymerschmelze werden anschließend in einer Mischeinrichtung 26.1 vermengt und der Spinnpumpe 2.1 zugeführt.
So ist jeder Schmelzeleitung 5.1, 5.2 und 5.3 jeweils eine der Einspeiseeinrichtungen 27.1, 27.2, 27.3 und eine der Mischeinrichtungen 26.1, 26.2 und 26.3 zugeordnet.
Die Dosierantriebe 29.1, 29.2 und 29.3 der Dosierpumpen 28.1, 28.2 und 28.3 sind gemeinsam mit der Steuereinrichtung 8 gekoppelt, so dass durch Einstellung der Fördermengen an den Dosierpumpen 28.1, 28.2 und 28.3 individuelle Mengen von Farben zur Einfärbung der Polymerschmelzen zugeführt werden können.
Im Betriebszustand lässt sich somit eine Mischfarbe eines Verbundfadens 12 in einfacher Art und Weise derart verändern, in dem über die Steuereinrichtung 8 zumindest einer der Dosierantriebe 29.1 bis 29.3 zur Änderung der Einspeisemenge der Farbe angesteuert wird. So lässt sich über den Dosierantrieb die Antriebsdrehzahl der Dosierpumpe erhöhen oder verringern, so dass eine größere oder kleinere Menge der flüssigen Farbe jeweils zur Einfärbung der Polymerschmelze zugeführt wird. Diese Verfahrensvariante besitzt zudem den Vorteil, dass die während der Extrusion eingestellte Änderung der Erzeugung der Polymerschmelze sich nicht auf den Spinntiter der Filamentbündel 13.1, 13.2 und 13.3 auswirkt. Die Spinntiter der extrudierten Filamentsträngen bleiben im wesentlichen konstant, da durch die flüssige Farbe im wesentlichen nur das visuelle Erscheinungsbild der Filamentstränge verändert wird.
In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, das im wesentlichen eine Kombination der Ausführungsbeispiele nach 1 und 2 bildet. Das in 3 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt ebenfalls nur die Mittel zur Erzeugung der Polymerschmelzen, so dass zu der vorhergehenden Beschreibung zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 Bezug genommen wird.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Polymerschmelze durch einen Extruder 1 erzeugt. Der Extruder 1 ist über die Schmelzeleitung 5.1, 5.2 und 5.3 mit den Spinnpumpen 2.1, 2.2 und 2.3 verbunden. Innerhalb jeder Schmelzeleitung 5.1, 5.2 und 5.3 ist eine Mischereinrichtung 26.1, 26.2 und 26.3 angeordnet, die mit jeweils einer Einspeiseeinrichtung 27.1, 27.2 und 27.3 zusammenwirkt. So lassen sich die durch den Extruder 1 erzeugten Teilströme der Polymerschmelzen unmittelbar vor der Extrusion mit unterschiedlichen Farben einfärben.
Zur Veränderung der Mischfarbe des den Filamentbündeln 13.1, 13.2 und 13.3 gebildeten Verbundfadens 14 lassen sich sowohl über die Steuereinrichtung 8 die Pumpenantriebe 7.1, 7.2 und 7.3 der Spinnpumpen 2.1 bis 2.3 und die Dosierantriebe 29.1, 29.2 und 29.3 der Dosierpumpen 28.1 bis 28.3 in ihren Betriebseinstellungen verändern. Die Betriebseinstellungen der Dosierpumpen und die Betriebseinstellungen der Spinnpumpen können alternativ oder gemeinsam verändert werden. Somit ergibt sich eine maximale Flexibilität in der visuellen Gestaltung eines Verbundfadens durch Farbkombinationen mehrerer Filamentbündel.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Erfindungsgemäße Vorrichtung sind somit besonders geeignet, um spinngefärbte Verbundfäden und Mischfarben zu erzeugen. Die in den Ausführungsbeispielen gezeigte Anzahl von Filamentbündeln und Vorrichtungsteilen zur Extrusion der Filamentbündel ist beispielhaft. So lasst sich der Verbundfaden auch durch zwei, vier oder mehr Filamentbündel bilden.

1, 1.1, 1.2, 1.3: Extruder
2.1, 2.2, 2.3: Spinnpumpen
3: Spinnbalken
4.1, 4.2, 4.3: Spinndüse
5.1, 5.2, 5.3: Schmelzeleitung
6.1, 6.2, 6.3: Verteilerleitung
7.1, 7.2, 7.3: Pumpenantrieb
8: Steuereinrichtung
9: Mikroprozessor
10: Fadenführer
11: Behandlungseinrichtung
12: Verbundmittel
13.1, 13.2, 13.3: Filamentbündel
14: Verbundfaden
15: Aufwickeleinrichtung
16: Spule
17.1, 17.2: Spulspindel
18: Spindelträger
19: Changiereinrichtung
20: Kräuseleinrichtung
21: Stauchkammer
22: Fadenstopfen
23: Kühltrommel
24: Verwirbelungsdüse
25: Förderdüse
26.1, 26.2, 26.3: Mischeinrichtung
27.1, 27.2, 27.3: Einspeiseeinrichtung
28.1, 28.2, 28.3: Dosierpumpe
29.1, 29.2, 29.3: Dosierantrieb
30.1, 30.2, 30.3: Tank

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1035238 A1 [0002]
- EP 0485871 A1 [0007]
- DE 4202896 A1 [0008]
- EP 0133198 [0009]
- DE 1805954 [0011]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines mehrfarbigen Verbundfadens aus mehreren extrudierten farbigen Filamentbündeln, bei welchem mehrere unterschiedlich eingefärbte Polymerschmelzen erzeugt werden, bei welchem die Polymerschmelzen parallel durch mehrere Spinndüsen zu den farbigen Filamentbündel exdrudiert werden und bei welchem die farbigen Filamentbündel zur Bildung des Verbundfadens zu einer Mischfarbe zusammengeführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung und/oder Einstellung der Mischfarbe des Verbundfadens die Erzeugung der eingefärbten Polymerschmelzen während der Extrusion der Filamentbündel geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundfaden durch einen Gesamttiter bestimmt ist, der vor und nach der Veränderung der Mischfarbe des Verbundfadens gleich groß ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fördermenge zumindest einer der Polymerschmelzen zur Extrusion einer der Filamentbündel erhöht oder verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Fördermengen der Polymerschmelzen in Relation zu einer Gesamtfördermenge aller Polymerschmelzen zur Extrusion aller Filamentbündel gleichzeitig geändert werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördermengen der Polymerschmelzen derart geändert werden, dass die Summe aller Fördermengen gleich der Gesamtfördermenge ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einspeisung einer flüssigen Farbe in zumindest einer der Polymerschmelzen durch Erhöhung oder Verringerung einer Menge der Farbe geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Einspeisungen mehrerer flüssiger Farben in mehrere Polymerschmelzen gleichzeitig geändert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung der Polymerschmelzen in einem vorbestimmten Zeitintervall wiederholend geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung der Polymerschmelzen durch eine Maschineneinstellung bestimmt wird, wobei die Extrusion der Filamentbündel mit wechselnden Maschineneinstellungen erfolgt.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit mehreren Mitteln (1.1, 1.2, 2.1, 2.2, 27.1, 27.2) zur Erzeugung mehrerer farbiger Polymerschmelzen, mit mehreren Spinndüsen (4.1, 4.2) zur Extrusion mehrerer Filamentbündel (13.1, 13.2) aus den mehreren Polymerschmelzen und mit einem Verbundmittel (12) zum Zusammenführen der farbigen Filamentbündels (13.1, 13.2) zu einem Verbundfaden (14) in einer Mischfarbe, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Mittel (2.1) zur Erzeugung der Polymerschmelzen derart mit einer Steuereinrichtung (8) gekoppelt ist, dass während der Extrusion der Filamentbündel (13.1) eine Veränderung und/oder Einstellung der Mischfarbe des Verbundfadens (14) ausführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) einen Mikroprozessor (9) aufweist, durch welchen zumindest Rechenoperationen zur Festlegung eines dem Mittel (2.1) zugeführten Steuersignals unter Einhaltung eines Gesamttiters des Verbundfadens (14) ausführbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung der Polymerschmelzen mehrere Spinnpumpen (2.1, 2.2) zur separaten Förderung der Polymerschmelzen aufweisen, dass die Spinnpumpen unabhängig voneinander durch mehrere Pumpenantriebe (7.1, 7.2) antreibbar sind und dass zumindest einer der Pumpenantriebe (7.1, 7.2) zur Änderung einer Antriebsdrehzahl mit der Steuereinrichtung (8) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenantriebe (7.1, 7.2) der Spinnpumpen (2.1, 2.2) gemeinsam mit der Steuereinrichtung (8) derart verbunden sind, dass mehrere Pumpenantriebe (7.1, 7.2) zur Änderung der Antriebsdrehzahlen gleichzeitig steuerbar sind, wobei die den Antriebsdrehzahlen entsprechenden Fördermengen der Spinnpumpen (2.1, 2.2) in Relation zu einer Gesamtfördermenge durch die Steuereinrichtung (8) bestimmbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung der Polymerschmelzen mehrere Einspeiseeinrichtungen (27.1, 27.2) zur Einspeisung mehrerer flüssiger Farben aufweisen, dass die Einspeiseeinrichtungen (27.1, 27.2) mehrere durch separate Dosierantriebe (29.1, 29.2) antreibbare Dosierpumpen (28.1, 28.2) aufweisen und dass zumindest einer der Dosierantriebe (29.1, 29.2) zur Änderung einer Antriebsdrehzahl mit der Steuereinrichtung (8) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (8) zumindest ein Steuerprogramm aufweist, durch welches mehrere Maschineneinstellungen abwechselnd an den Mitteln zur Erzeugung der Polymerschmelzen einstellbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundmittel (12) zumindest eine Kräuseleinrichtung (20) aufweist, durch welche die Filamentbündel (13.1, 13.2) gekräuselt zu dem Verbundfaden (14) zusammengeführt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundmittel (12) zumindest eine Verwirbelungsdüse (24) aufweist, durch welche die Filamentbündel (13.1, 13.2) zu dem Verbundfaden (14) zusammengeführt werden.
Mehrfarbige Verbundfaden, der durch ein Zusammenführen mehrerer farbiger Filamentbündel gebildet ist und eine Mischfarbe aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischfarbe regelmäßige oder unregelmäßige Farbwechsel an dem Faden aufweist.