DE2908773A1

DE2908773A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines fuelligen texturierten garns

Info

Publication number: DE2908773A1
Application number: DE19792908773
Authority: DE
Inventors: Toshiharu Arimatu; Koji Tajiri
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1978-03-07
Filing date: 1979-03-06
Publication date: 1979-09-13
Also published as: JPS5947738B2; JPS54120765A; US4608736A; DE2908773C2; CA1101198A

Description

DR.-ΙΝΘ. DlPU-INQ, .V». SC. OIPU-PHYβ DFf.

HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

Ä 43 317 b Anmelder: Fa. Teijin Limited

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5. März 1979 1-chome

Higashi-ku

Osaka

Japan

Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines fülligen texturierten Garns

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines fülligen, texturierten Garns aus einem thermoplastischen MuItifilaraentgarn, bei dem das Texturieren des Multifilamentgarns in vier Schritten durchgeführt wird, nämlich in einem ersten Schritt, bei dem ein Vorheizen des Garns erfolgt, einem zweiten Schritt, bei dem das vorgeheizte Garn mit einem unter Druck stehenden heißen Fluid behandelt wird, um die gewünschte Fülle zu schaffen, einem dritten Schritt, bei dem das texturierte Garn mit einem konstanten Streckungsverhältnis verstreckt wird und einem vierten Schritt, bei dem das verstreckte texturierte Garn zu einem Kops aufgespult wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

In letzter Zeit hat das Texturieren von thermoplastischen synthetischen Multifilamentgarnen mit einem unter Druck stehenden heißen Fluid zunehmende Beachtung gefunden, da dieses Verfahren verschiedene Vorteile bietet und insbesondere für die Erzeugung fülliger texturierter Garne geeignet ist. Beispielsweise läßt sich gemäß diesem neuartigen Verfahren ohne x^eiteres eine erhöhte Arbeitsgeschwindigkeit erreichen. Ausserdem besitzt die Kräuselung der Einzelfilamente eine stati-

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stische dreidimensionale Struktur, so dass füllige Garne erhalten werden, die als Oberflächenmaterial für Teppiche und dergleichen verwendet werden können. Für die Durchführung des neuartigen Verfahrens wurden daher bereits verschiedene Vorschläge unterbreitet. Typische Varianten des neuartigen Verfahrens sind beispielsweise in der JBAS Nr. Showa 45 (197O) 24 699, in der JEAS Nr. Showa 44 (1969) - 13 226, in der JBOS Nr. Showa 46 (1971) =21 80 und in der JBAS Nr. Showa 46 (1971) 23 766 beschrieben.

Bei den vorstehend erwähnten Verfahren zur Herstellung eines fülligen Multifilamentgarns unter Verwendung eines unter Druck stehenden heißen Fluids schrumpfen die Einzelfilamente des bearbeiteten Garnes innerhalb einer kurzen Zeit beträchtlich und zwar in der Texturierdüse und/oder nachdem sie diese verlassen haben. Demgemäß ergeben sich QuaIitatsänderungen bei den texturierten fülligen Garnen, die von den Schrumpfungseigenschaften des zu verarbeitenden Multifilamentgarnes abhängig sind, wobei zu den sich möglicherweise ändernden Betriebsparametern beispielsweise die Vorheiztemperatur der Heizeinrichtungen und die Temperatur und der Druck des Fluids gehören, deren Einfluß hier größer ist als bei den anderen bekannten Texturierverfahren, beispielsweise beim Texturieren in einer Stauchkammer, beim Friktionstexturieren und beim Texturieren mit Zahnrädern. Die starke Abhängigkeit der Qualität des Endprodukts von den Betriebsparametern ist ein Nachteil der bisherigen Verfahren, bei denen das Texturieren unter Verwendung eines unter Druck stehenden heißen Fluids erfolgt. Bei diesen Verfahren wird das fertige Garn nach einem Verstrecken des texturierten Garns zwischen mehreren Rollen oder Streckstiften normalerweise zu einem Kops aufgespult. Es hat sich nun gezeigt, dass ein sehr enger Zusammenhang zwischen den

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Qualitätsänderungen und Schwankungen der Garnspannung beim Verstrecken besteht. Aus diesem Grund wurde bereits vorgeschlagen, längs der Streckzone einen Garnspannungsdetektor vorzusehen, welcher anomale Garnspannungen erfaßt. Ein derartiger Vorschlag ist beispielsweise in der JP-OS Hr. 70 353/76 enthalten. Gemäß diesem früheren Vorschlag werden die bei anomaler Garnspannung hergestellten Garnstücke entfernt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass dies nicht ausreicht, um mit Sicherheit ein fülliges Garn mit gleichbleibender Qualität■ zu erzeugen.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines fülligen texturierten Garns aus einem thermoplastischen Muitifilamentgarn anzugeben, bei dem eine gleichmäßige Qualität des erzeugten fülligen Garns gewährleistet ist, sowie eine dem verbesserten Verfahren entsprechende Vorrichtung anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß dem Anspruch 1 bzw. die Vorrichtungen gem. den Ansprüchen 6 und 9 der vorliegenden Anmeldung gelöst.

In Ausgestaltung der Erfindung wird ferner angestrebt, ein fülliges texturiertes Garn derart herzustellen, dass auch während der Anlaufphase eine gleichmäßige Qualität erhalten wird. Es hat sich nämlich gezeigt, dass bei den bisherigen Verfahren die Garnqualität nach dem Einfädeln des zu texturierenden Garns in die Texturiervorrichtung nicht sofort stabil ist. Beispielsweise ist die Färbbarkeitwährend der Anlaufphase hergestellten Garns so gering, dass eine unregelmäßige Färbung eintreten kann, so dass der Anfangsteil eines Kopses des gesponnenen Garns entfernt x^erden muß. Dieser Nachteil wird umso deutli-

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eher, je stärker die Dicke der Einzelfilamente ansteigt. Ausserdem muß bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten ein entsprechend hoher Verlust an Garn in Kauf genommen v/erden, wodurch die Produktionskosten stark erhöht werden. Es hat sich gezeigt, dass diese Schwierigkeiten dann überwunden v/erden können, wenn man das erfindungsgemäße Verfahren gem. Anspruch 5 der vorliegenden Anmeldung ausgestaltet.

Im einzelnen hat es sich im Verlauf von Versuchen gezeigt, dass die Garnspannung in der Streckzone nach dem Texturieren und vor dem Aufwickeln hauptsächlich von der Oberflächentemperatur der Heizrolle abhängig ist, welche das Multifilamentgarn einem Texturierelement zuführt und/oder von der Wärmeenergie des unter Druck stehenden heißen Fluids, welches dem Texturierelement zugeführt wird. Dementsprechend können die Betriebsbedingungen der genannten Elemente der Texturiervorrichtung im Hinblick auf die bei den Versuchen ermittelten Zusammenhänge geregelt werden. Im einzelnen wird gemäß der Erfindung ein Garn aus thermoplastischen synthetischen Filamenten zur Erzielung der gewünschten Garnfülle mit einem unter Druck stehenden heißen Fluid behandelt, und zwar in einer Texturiervorrichtung mit einer Heizrolle, bei der das Garn nach dem Texturieren in einer Streckzone gestreckt wird, die in Laufrichtung des Garns stromaufwärts von einer Spulvorrichtung liegt. Dabei wird die Garnspannung in der Streckzone ermittelt, während die Temperatur der Heizrolle oder der Druck oder die Temperatur des unter Druck stehenden heißen Fluids in Abhängigkeit von der ermittelten Garnspannung derart geregelt werden, dass die Garnspannung auf einem vorgegebenen Sollwert gehalten wird. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch diese Art der Regelung der Garnspannung gelöst. Um in Ausgestaltung der Erfindung auch das zweite der oben erwähnten Probleme zu lösen, wurden ebenfalls Versuche

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durchgeführt, wobei folgende Ursachen für das zweite Problem ermittelt wurden. Es wurde erstens festgestellt, dass die Oberflächentemperatur einer Heizrolle in einer Unterdruckkammer der Texturiervorrichtung beim Einfädeln des Garns in die Texturiervorrichtung absinkt, da dabei eine Tür oder dergleichen an der Unterdruckkammer geöffnet werden muß. Folglich sinkt auch die Temperatur mit der das Garn der Texturierdüse zugeführt wird. Zweitens wurde festgestellt, dass wegen der Unterbrechung der Zufuhr des erhitzten Fluids zu der Texturierdüse während des Einfädelvorgangs die Temperatur der Texturierdüse absinkt, so dass nach dem Anfahren bzw. dem erneuten Anfahren eine gewisse Zeit verstreichen muß, ehe an der Texturierdüse wieder eine stabile Temperaturverteilung vorhanden ist. Drittens wurde festgestellt, dass die zunächst abgesunkene Oberflächentemperatur der Heizrolle nach dem Einfädeln des Garns wieder

aber
ansteigt, dass/die in dem Garn enthaltene Wärmeenergie auf eine weitere getrennte Rolle übertragen wird, während die Oberflächentemperatur der Heizrolle ansteigt. Insgesamt wird also mit anderen Worten während der Anlaufphase der Texturierdüse ein Garn mit niedrigerer Temperatur zugeführt. Schließlich wurde auch festgestellt, dass die Verteilung der Oberflächentemperatur der Heizrolle vor und nach dem Einfädeln des Garns unterschiedlich ist, so dass man nach dem Einfädeln eine gewisse Zeit verstreichen lassen muß, ehe sich die Temperaturverteilung stabilisiert hat, was ebenfalls zur Folge hat, dass die relativ hohe Temperatur,mit der das Garn normalerweise der Texturierdüse zugeführt wird, während der Anlaufphase geringer ist, bis sich die Temperaturverteilung der Heizrolle wieder stabilisiert hat.

Da die vorstehend aufgeführten Ursachen für die Qualitätsschwankungen des als Endprodukt erhaltenen fülligon texturierten Garns in komplexer Weise ineinandergreifen, erwiesen sich Gegenmaßnahmen zunächst als ausserordentlich schwierig. Beispielsweise

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wurde versucht, eine zusätzlich zu der Heizrolle vorhandene getrennte Rolle oder Trennrolle ebenfalls zu beheizen oder die Unterbrechung der Fluidzufuhr zu der Texturierdüse so kurz wie möglich zu machen oder das Einfädeln des Garns in die Texturierdüse ohne eine Unterbrechung der Fluidzufuhr zu derselben durchzuführen. Dabei zeigte es sich jedoch, dass diese Maßnahmen nicht geeignet waren, auch das zweite Problem in befriedigender Weise zu lösen. Bei v/eiteren Versuchen zeigte es sich dann, dass eine überhöhung der Oberflächentemperatur der Heizrolle während der Anlaufphase nach einem Einfädelvorgang und ein anschließendes Absenken der überhöhten Temperatur auf die normale Betriebstemperatur auch das zweite Problem im wesentlichen löst. Erfindungsgemäß, wird also während einer Anlaufphase die Temperatur der Heizrolle geregelt. Dabei wird so vorgegangen, dass die Temperatur der Heizrolle beim Anfahren gegenüber der normalen Betriebstemperatur zunächst um mindestens 5° C überhöht wird, wobei das Einfädeln bzw. das Anfahren bei dieser überhöhten Temperatur erfolgt, während unmittelbar nach dem Einfädeln des Garns die Oberflächentemperatur der Heizrolle wieder abgesenkt wird, so dass während einer Anlaufphase wieder die Normaltemperatur erreicht, wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist längs des Laufweges des Garnes zwischen der Texturiervorrichtung und der Wickelvorrichtung ein Garnspannungsdetektor angeordnet, mit dessen Hilfe die Garnspannung des texturierten Garns kontinuierlich erfaßt werden kann. Ausserdem ist ein automatisches Regelsystem vorgesehen, welches in Abhängigkeit von einem Signal betätigt wird, welches auf dem Ausgangssignal des Spannungsdetektors basiert, wobei das Regelsystem dazu dient, die Garnspannung des texturierten Garns in einem zulässigen Bereich zu halten, so dass ein texturiertes Garn

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mit gleichmäßiger Qualität hergestellt werden kann. Das automatische Regelsystem weist dabei eine Sollwerteinstellvorrichtung auf, an der ein Sollwert der Garnspannung eingestellt v/erden kann,sowie Einrichtungen zum Feststellen von Abweichungen zwischen einem elektrischen Signal, welches der von dem Garnspannungsdetektor ermittelten Garnspannung entspricht, und

einem dem Sollwert der eingestellten Garnspannung entsprechenden Signal. Weiterhin sind erste Regeleinrichtungen" vorgesehen, mit deren Hilfe mindestens ein Betriebsparameter der Texturiervorrichtung geregelt werden kann,und zweite Regeleinrichtungen, mit deren Hilfe Betriebsbedingungen regelbar sind, welche das thermische Schrumpfen des Garns beeinflussen, während dieses bei vorgegebenen Betriebsbedingungen der Texturiervorrichtung bearbeitet wird. Die zweiten Regeleinrichtungen sind so ausgebildet, dass die ersten Regeleinrichtungen unabhängig von ihnen arbeiten können, wobei eine Regelschaltung vorgesehen ist, die ein Regelsignal liefert,· welches dem Ausgangssignal der Vergleichseinrichtungen entspricht, und wobei ein Ausgang der Regelschaltung derart mit den ersten Regeleinrichtungen verbunden ist, dass die ersten Regeleinrichtungen dann, v/enn die von dem Spannungsdetektor gemessene Garnspannung von dem vorgegebenen Sollwert abweicht, von einem Signal beeinflußt werden, welches von der Regelschaltung ausgeht, so dass mindestens ein Betriebsparameter der Texturiereinrichtungen in Abhängigkeit von dem Regelsignal der Regelschaltung beeinflußt wird und so dass folglich die Garnspannung bezüglich des eingestellten Sollwerts in einem vorgegebenen Bereich gehalten v/erden kann. In Ausgestaltung der Erfindung ist die vorstehend beschriebene Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weiter mit iiompensationseinrichtungen ausgestattet, die ein mögliches Absinken der Oberflächentemperatur der zu den Texturiereinrichtungen gehörigen Heizrolle kompensieren. Diese Kompensationseinrich-

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tungen arbeiten derart, dass die Heizrolle auf eine Setztemperatur vorgeheizt wird, die um eine Temperaturdifferenz ΛΤ höher ist als die Setztemperatur der Heizrolle während des Normalbetriebs, wobei die erhöhte Temperatur vor dem Einfädeln des Garns in die Texturiervorrichtung herbeigeführt wird und wobei die Kompensationseinrichtungen derart arbeiten, dass die Temperatur der Heizrolle dann während einer vorgegebenen, relativ kurzen Anlauf phase von beispielsweise 6o. Sekunden wieder auf die normale Arbeitstemperatur absinkt.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgeraäßen Verfahrens sind längs des Laufweges des Garns ferner eine Garnschneidevorrichtung und ein Fadenbruchdetektor angeordnet, wobei diese zusätzlichen Einrichtungen mit dem automatischen Regelsystem und dem Kompensationssystem zusammenwirken.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung v/erden nachstehend noch anhand von Zeichnungen näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Texturiervorrichtung, die mit einem unter Druck stehenden heißen Fluid arbeitet;

Fig. 2 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines Regelsystems für die Vorrichtung gem. Fig. 1 ;

Fig. 3A mehr ins einzelne gehende Blockdiagramme eines Garn- und 3B spannungs-Regelsystems für die Vorrichtung gem. Fig. 1;

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Fig. 4 Blockdiagramme weiterer abgewandelter Ausführungsund formen von Regelsystemen für eine Vorrichtung gem. Fig. 5 Fig. 1;

Fig. 6 eine scheinatische Darstellung der Verteilung der Oberflächentemperatur einer Heizrolle einer Vorrichtung gem. Fig. 1 und

Fig. 7 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der programmierten Regelung der Oberflächentemperatur der Heizrolle der Vorrichtung gem. Fig. 1 sowie der zeitabhängigen Änderungen der Färbbarkeit eines mit der Vorrichtung gem. Fig. 1 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten texturierten Multifilamentgarns.

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Wie eingangs ausgeführt ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine ungleichmäßige Färbbarkeit oder eine ungleichmäßige Kräuselung eines Garns zu vermeiden oder zu verringern, welches einer Behandlung zur Erhöhung der Garnfülle unter Verwendung eines erhitzten unter Druck stehenden Fluids unterworfen wurde. Die ungleichmäßige Färbbarkeit eines Garnes, welches beim stetigen Texturieren einer Behandlung zur Erhöhung der Garnfülle unterworfen wurde, ist höher als bei Garnen die nach anderen Verfahren hergestellt wurden, beispielsweise durch Falschdrahttexturieren oder Frxktionstexturieren. Als Ergebnis der Bemühungen zur Vermeidung der möglichen Ursachen dieses unerwünschten Phänomens wurde festgestellt, dass bei einer Behandlung zur Erhöhung der Garnfülle unter Verwendung eines erhitzten unter Druck stehenden Fluids, beispielsweise in einer erhitzten Fluid-Strahldüse ein thermisches Schrumpfen des Garns verursacht wird, wobei die Schwankungen dieser thermischen Schrumpfung sehr groß sind, während sich andererseits die Färbbarkeit in Abhängigkeit vom Ausmaß der thermischen Schrumpfung merklich ändert. Selbst wenn die Temperatur des der Strahldüse zugeführten Fluids auf einem gewissen Pegel gehalten werden kann, lassen sich aber komplizierte Änderungen der Strömungsverhältnisse aufgrund von Abweichungen der einzelnen Strahldüsen voneinander praktisch nicht beherrschen. Aus diesem Grunde kann bei den üblichen Verfahren eine ungleichmäßige Färbbarkeit nicht vermieden werden.

Zur Erreichung des Hauptziels der Erfindung wird eine ungleichmäßige Qualität, insbesondere eine ungleichmäßige Färbbarkeit aufgrund der thermischen Schrumpfung bei der Behandlung zur Erhöhung der Garnfülle, erfindungsgemäß dadurch verringert oder vermieden, dass die Garnspannung in der Streckzone auf einem vorgegebenen Niveau gehalten wird. Dabei wird

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die Regelung der Garnspannung vorzugsweise in der nachstehend beschriebenen Weise erreicht.

Wenn ein Garn mit einer Denierzahl D mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit V^ einer erhitzten Fluid-Strahldüse zugeführt wird, dann schrumpft das Garn in der Strahldüse mit einer prozentualen Schrumpfung von S %, wobei die Denierzahl auf D^ ansteigt. Gleichzeitig werden in den Einzelfilamenten des Garns Kräuselungen, Schleifen, Bögen oder Verschlingungsstellen erzeugt. Das Garn wird dann mit einem konstanten Streckungsverhältnis E verreckt, welches ausreicht, um die Schleifen und Bögen in den Einzelfilamenten zu beseitigen, und zwar in einer Streckzone, die beispielsweise zwischen einer Kühlrolle und einer Streckrolle liegt. Wenn man die Geschwindigkeit des thermisch geschrumpften Garns im Bereich der Strahldüse mit V^ und die Umfangsgeschwindigkeit der Streckrolle mit V₃ bezeichnet, dann ergibt sich folgende Beziehung:

V₁ - V D₁- D^

S = —'—^—- χ 100 = —L-j-—- χ 100 (%)

1 1

V₂ = V₁ (1 - _§_ ) 100

Für das konstante Streckungsverhältnis ergibt sich dementsprechend folgende Gleichung:

^{x 10}

Wenn die Geschwindigkeiten V. und V₃ konstant sind, dann wird also das konstante Streckungsverhältnis E ausschließlich vom Ausmaß der thermischen Schrumpfung in der Strahldüse beherrscht.

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Im einzelnen wird das Streckungsverhaltnis und damit die Garnspannung erhöht, wenn die thermische Schrumpfung in der Strahldüse größer wird, während das Streckungsverhaltnis und die Garnspannung verringert werden, wenn die thermische Schrumpfung in der Strahldüse kleiner wird.

Wenn die Speiserolle stromaufwärts von der mit einem heißen Fluid arbeitenden Strahldüse eine Heizrolle ist, dann wird das Ausmaß der thermischen Schrumpfung des Garns in der Strahldüse auch von der Temperatur der Heiz- und Speiserolle beeinflußt. Wenn folglich die Temperatur der Speiserolle erhöht wird und wenn die Wärmemenge {Temperatur und Druck) des unter Druck stehenden erhitzten Fluids in der Strahldüse erhöht wird, dann steigt die thermische Schrumpfung des Garns in der Düse an, wodurch auch die Garnspannung in der Zone konstanter Verstreckung erhöht wird. Jede mögliche Änderung der Färbbarkeit des texturierten Garns, die hauptsächlich von Änderungen der thermischen Schrumpfung der Einzelfilamente des Garns abhängig ist, kann somit durch Regelung der Temperaturbedingungen der Heizrolle, der Texturierdüse und des unter Druck stehenden erhitzten Fluids wirksam derart geregelt werden, dass die Garnspannung in der Zone konstanter Streckung geregelt wird.

Die einzelnen Verfahrensschritte eines Verfahrens zum Herstellen einer bevorzugten Ausfuhrungsform eines erfindungsgemäßen fülligen Garns werden nachstehend in Verbindung mit Fig. 1 näher erläutert.

Im einzelnen wird gem. Fig. 1 der Zeichnung ein Multifilamentgarn 2, welches aus einem Spinnkopf 1 extr^diert wird, abgekühlt und mit Hilfe einer Schlichterolle 3 mit einer Schlichte versehen. Das Garn 2 wird dann zwischen zwei sog.

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Goddet-Rollen 4 und 5 hindurchgeführt und läuft anschließend um eine Heiz- und Speiserolle 6 und eine weitere getrennte Rolle 7 herum, wobei das Garn 2 gestreckt und gleichzeitig vorgewärmt wird. Anschließend wird das Garn 2 sofort einer mit einem erhitzten Fluid arbeitenden Strahldüse 8 zugeführt, in der das Garn 2 gekräuselt wird, wobei die Einzelfilamente miteinander verflochten werden und wobei gleichzeitig eine thermische Schrumpfung eintritt. Anschließend läuft das Garn um eine Kühlrolle 9 und wird abgekühlt. Nachdem das Garn dann mit einem vorgegebenen Streckungsverhältnis mittels einer Streckrolle 10 verstreckt ist, wird es mittels einer Spulvorrichtung auf eine Spinnhülse aufgewickelt, auf der ein Kops 12 gebildet wird. Zwischen der Spulvorrichtung 11 und der Streckrolle ist ferner ein Fadenbruchdetektor 13 zum Feststellen von Fadenbrüchen vorgesehen. Ausserdem ist in Laufrichtung des Garns stromaufwärts von der Goddet-Rolle 4 eine Schneidvorrichtung vorgesehen, die eine Schneideinrichtung und eine Garn-Äbsaugeinrichtung aufweist und die bei Ansprechen des Fadenbruchdetektors 13 aktivierbar ist.

Die Regelung der vorstehend beschriebenen Einrichtungen zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Garns geschieht folgendermaßen:

In der Streckzone zwischen der Kühlrolle 9 und der Streckrolle ist ein Spannungsdetektor 31 angeordnet, der die Spannung des Garns 2 feststellt. Weiterhin ist an der Strahldüse ein Temperaturdetektor 21 montiert, der die Temperatur des der Strahldüse 8 zugeführten unter Druck stehenden erhitzten Fluids feststellt. In Abhängigkeit von der gemessenen Spannung und der gemessenen Temperatur wird eine Zirkulations-Heizvorrichtung derart betätigt, dass die Spannung des Garns 2 in der Streckzone auf einem vorgegebenen Wert gehalten wird. Der Aufbau des

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Regelsystems wird nachstehend anhand der Fig. 2 und 3 näher beschrieben.

Im einzelnen zeigt Fig. 2 ein Temperaturregelsystem 20, welches von einer gestrichelten Linie umgeben ist und den Temperaturdetektor 21, eine Sollwerteinstellvorrichtung 22 für die Temperatur und einen Temperaturregler 23 aufweist und der Regelung des Betriebs der Heizvorrichtung 15 dient. Weiterhin ist ein Spannungsregelsystem 30 vorgesehen, welches von einer strichpunktierten Linie umgeben ist und den Spannungsdetektor 31 , eine Sollwerteinstellvorrichtung 32 für die Garnspannung und einen Spannungsregler 33 aufweist. Der Spannungsregler 33 liefert ein Spannungs-Regelsignal, das der Differenz zwischen der eingestellten Spannung, d. h. dem an der Einstellvorrichtung eingestellten Sollwert der Spannung,und der von dem Detektor 31 ermittelten Spannung entspricht, wobei das Regelsignal als elektrischer Strom vorliegt, so dass eine entsprechende Spannung über einem Widerstand 24 auftritt, der zwischen dem Detektor 21 und dem Temperaturregler 23 liegt. Dieser dem Spannungsregelsignal entsprechenden Spannung wird die Ausgangsspannung des Temperaturdetektors 21 überlagert. Die überlagerte Spannung liegt am Eingang des Temperaturreglers 23, so dass das gesamte Regelsystem mit dem Temperaturregelsystem 20 und dem Spannungsregelsystem 30 in der Weise arbeitet, dass in der nachstehend noch zu beschreibenden Weise ein vorgegebener Wert der Garnspannung aufrecht erhalten wird.

Es ist zu beachten, dass das vorstehend beschriebene Regelsystem eine Variante eines bekannten Kaskadenreglers darstellt, wie er für automatische Regelungen verwendet wird. Bei der üblichen Kaskadenregelung wird der Sollwert eines untergeordneten Regelsystems durch das Steuer-Ausgangssignal

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eines Hauptregelsystems geändert. Im betrachteten Fall wird das Steuerausgangssignal des Spannungsregelsystems 3O, welches das Hauptregelsystem darstellt, dem Eingangssignal des Temperaturregelsystems 20 überlagert, welches einem untergeordneten Regelsystem entspricht. Hinsichtlich dieses Punktes unterscheidet sich die erfindungsgemäße Regelung von einer üblichen Kaskadenregelung, wobei jedoch in beiden Fällen eine Übereinstimmung der Funktionen vorliegt. Demgemäß kann das Hauptziel der Erfindung erreicht werden, wenn man einen handelsüblichen Kaskadenregler einsetzt. Wegen der Möglichkeit von Garnbrüchen und zur Vereinfachung des Betriebes beim Beginn eines Texturiervorganges wird jedoch für das Spannungsregelsystem 30 ein Spannungsregler 33 bevorzugt, der den nachstehend beschriebenen Aufbau aufweist.

Wie die Fig. 3 A und 3 B zeigen, wird der an der Sollwerteinstellvorrichtung 32 eingestellte Sollwert der Spannung einerseits und das dem Ist-Wert der Spannung entsprechende Ausgangssignal des Spannungsdetektors 31 andererseits jeweils einem Eingang einer Differenzschaltung 34 zugeführt. Die Differenzschaltung 34 weist einen Operationsverstärker 34 a und Widerstände 34 b - 34 d auf, so dass sich ein üblicher Differenzverstärker ergibt. Dieser liefert ein Abweichungssignal, welches der Differenz zwischen dem Sollwert und dem Ist-Wert der Garnspannung entspricht. Dieses Abweichungssignal wird einerseits einer Regelschaltung 35 und andererseits einer Vergleichsschaltung 36 zugeführt. Die Regelschaltung 35 ist in bekannter Weise als PI-Regler mit einem Operationsverstärker 35 a,mit Widerständen 35 b - 35 d und mit einem Kondensator 35 e aufgebaut. Das Abweichungssignal wird also von der Regelschaltung in ein PI-Regelsignal umgewandelt, welches zur Regelung der üarnspannung verwendet wird. Da die Art der PI-Regelung die Ergebnisse der Spannungsregelung beeinflußb, ist es erforderlich,. die Kennlinie des PI-Reglers 35 in Abhängigkeit von Versuchen

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sorgfältig festzulegen, in deren Verlauf die optimalen Werte für die Widerstände 35 b - 35 d und die Kapazität des Kondensators 35 e ermittelt werden, wobei der Kondensator 35 e, der ein Element der Integralregelung darstellt, in einigen Fällen weggelassen v/erden kann. Weiterhin wird die Vergleichsschaltung 36 als Differenzverstärker mit einem Operationsverstärker 36 a und Widerständen 36 b - 36 d aufgebaut - ähnlich wie die Differenzschaltung 34. Wenn der Signalpegel am Ausgang der Differenzschaltung 34 kleiner wird als der Pegel des Ausgangssignals eines Toleranzkreises 37,an dem eine zulässige Abweichung eingestellt wird, d. h. wenn der Pegel des Spannungssignals vom Ausgang des Spannungsdetektors 31 merklich absinkt, dann wird das Ausgangssignal der"Differenzschaltung 34 positiv. Folglich erhält ein Transistor 38 a einer Relais-Treiberschaltung 38 über einen Widerstand 38 b eine positive Vorspannung, so dass ein Relais 38 c anspricht und einen Relaiskontakt 39 am Ausgang der Regelschaltung 35 schließt.

Nachstehend soll nunmehr die Funktion der vorstehend erläuterten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher betrachtet werden.

Bei Normalbetrieb, nämlich dann, wenn das Multifilamentgarn 2 von der Texturiervorrichtung normal verarbeitet und von der Spulvorrichtung aufgewickelt wird, arbeitet das gesamte Regelsystem als Kaskadenregler in der oben erläuterten Weise und wirkt darauf hin, dass die Gärnspannung konstant gehalten wird. Wenn ein Garnbruch eintritt oder wenn die Garnerzeugung unterbrochen wird, weil ein voller Kops abgenommen werden muß, spricht wegen des Abfalls des Ausgangssignals des Spannungsdetektors 31 auf Null die Relaistreiberschaltung 38 an, wenn sie durch die Vergleichsschaltung 36 angesteuert wird, so dass der Relaiskontakt 31 geschlossen wird. Der Ausgang der Regel-

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schaltung 35 wird somit auf Bezugspotential gelegt, so dass die Spannungsregelung unterbrochen und das Spannungsregelsystem 30 von dem Temperaturregisystem 20 getrennt wird. Es arbeitet also nur noch das Temperaturregelsystem 20 mit dem Ziel, eine vorgegebene Temperatur des erhitzten unter Druck stehenden Fluids für die Strahldüse aufrecht zu erhalten. Wenn der Sollwert für das Temperaturregelsystem so eingestellt ist, dass er dem Sollwert der Spannung entspricht, dann werden für die Fluiderwärmung die normalen Betriebsbedingungen aufrecht erhalten, so dass der Betrieb nach dem Anknüpfen des Garns bzw. nach dem Auswechseln der Spinnhülse sofort wieder problemlos fortgesetzt werden kann. Ausserdem werden alle Schwierigkeiten wirksam vermieden, die sich aufgrund eines übermäßigen Temperaturanstiegs für das Fluid ergeben könnten. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die gemessene Garnspannung, sobald wieder ein vorgegebener Spannungspegel überschritten wird, automatisch und sehr sanft bei der Regelung wirksam wird, nachdem eine Betriebsunterbrechung beendet ist.

Beim betrachteten Ausführungsbeispiel wird die Temperatur des Fluids mit Hilfe einer Zirkulations-Heizvorrichtung 15 geregelt. Es versteht sich, dass stattdessen ohne weiteres auch andere Einrichtungen eingesetzt werden könnten, um die Temperatur der Heiz- und Speiserolle und den Druck des erwärmten Fluids zu regeln.

Beim vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel wird ferner das Ausgangssignal des Spannungsdetektors ausgewertet, um bei einem gewissen Pegel der Garnspannung von einer Spannungsregelung auf eine Temperaturregelung umzuschalten. Es versteht sich, dass für diese Umschaltung auch ein den Betriebszustand der Spulvorrichtung oder ein einen Garnbruch anzeigendes Signal

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des Fadenbruchdetektors 13 ausgewertet werden könnte. Wenn man beispielsweise das Ausgangssignal des Fadenbruchdetektors 13 auswertet, läßt sich der Vorteil erreichen, dass auch Fadenbrüche erfaßt werden können, die sich aufgrund, der Tatsache ergeben, dass das Garn um die Streckrolle 1O gewickelt wird. Vorzugsweise erfolgt eine kombinierte Auswertung der genannten Signale derart, dass die Funktionsüberwachung und die Wartung der Texturiervorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vereinfacht wird.

Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel wird ferner für die Gesamtregelung ein Kaskadenregler verwendet, wobei ein Spannungsregelsystem und ein davon getrenntes Temperaturregelsystem vorgesehen sind. Wenn jedoch die Regelkennlinien beider Systeme im wesentlichen gleich sind, besteht die Möglichkeit, eine gemeinsame Sollwert-Einstellvorrichtung zu verwenden, welche,wie dies Fig. 4 zeigt, die beiden Sollwert-Einstellvorrichtungen und 32 ersetzt, wobei der Temperaturdetektor 21 und der Spannungsdetektor 31 abwechselnd wirksam sind.

Bei der in Fig. 4 als Blockdiagramm dargestellten Schaltung zur Regelung der Temperatur eines unter Druck stehenden erhitzten Fluids werden ein dem Ist-Wert der Temperatur entsprechendes Ausgangssignal des Temperaturdetektors 21 und ein dem Ist-Wert der Spannung entsprechendes Ausgangssignal des Spannungsdetektors 31 einem Regler 23 in einer geschlossenen Regelschleife zugeführt. Wenn der Ausgang des Spannungsdetektors 31 nur dann mit einem Umschalter 4oa verbunden ist, wenn eine anomale Garnspannung oder ein Garnbruch festgestellt wird, kann folglich nur während des normalen Betriebes eine Spannungsüberwachung erfolgen. Während des anomalen Betriebes findet dagegen eine Regelung auf konstante Temperatur statt. Im

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Ergebnis wird eine ähnliche Regelwirkung erreicht, wie sie anhand des Regelsystems gem. Fig. 2 erläutert wurde. In dem Regelsystem gem. Fig. 4 stellt der Block 31' den Spannungsdetektor in der Streckzone dar.

Da das Regelsystem gem. Fig. 4 vereinfacht ist, läßt es sich billiger herstellen. Andererseits sind die Anwendungsmöglichkeiten des vereinfachten Regelsystems auch entsprechend beschränkt.

Fig. 5 zeigt ein Blockschaltbild eines weiteren abgewandelten Regelsystems, welches für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Bei dem Regelsystem gem. Fig. 5 werden die Ausgangssignale des Temperaturreglers 23 und des Spannungsreglers 33 mittels eines Umschalters an die Heizvorrichtung 15 angelegt. Wie bei dem Ausführungsbeispiel gem. Fig.2 wird also wieder mit einer Vergleichsschaltung gearbeitet, die dafür sorgt, dass bei anormaler Garnspannung das Stellsignal für die Heizvorrichtung von dem Temperaturregler 23 geliefert wird und bei normalen Betriebsbedingungen von dem Spannungsregler 33. Bei dem Regelsystem gem. Fig. 5 wird also bei Ermittlung einer anormalen Garnspannung auf eine Temperaturregelung umgeschaltet, während bei normalen Betriebsbedxngungen eine Spannungsregelung erfolgt. Die Regelwirkung ist also wieder sehr ähnlich wie bei dem Regelsystem gem. Fig. 2. Das Regelsystem gem. Fig. 5, das man auch als Parallel-Regelsystem bezeichnen könnte, ist der Kaskadenregelung hinsichtlich der Regeleigenschaften etwas unterlegen. Andererseits bietet das betrachtete Regelsystem einen breiten Anwendungsbereich und eignet sich besonders für eine Ergänzung der Regelung, wenn bereits eine Temperaturregelung vorhanden ist. In diesem Fall werden die Umrüstungskosten erheblich reduziert.

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Ein thermoplastisches Hultifilamentgarn aus Nylon 6 wurde unter Verwendung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zum Spinnen, Verstrecken und Texturieren einer Fluidbehandlung mittels einer Strahldüse unterworfen. Das extrudierte Multifilamentgarn wurde mittels der Goddet-Rollen 4 und 5 so bearbeitet, dass sich ein Garn von 8000 den mit 136 Filamenten ergab, welches mit Hilfe der Streckrolle 6 (Heiz- und Speiserolle) mit einem Verstreckungsverhältnis von 3,8 verstreckt und gleichzeitig für die Dauer von 0,4 see. einer Wärmebehandlung bei 185 C unterworfen wurde. Unmittelbar anschliei3end wurde das Garn der Strahldüse 8 zugeführt, wo mit Hilfe des erhitzten, unter Druck stehenden Fluids in den Einzelfilamenten des Garns Kräuselungen und Verschlingungsstellen erzeugt wurden. Im einzelnen wurde der Strahldüse überhitzter Dampf mit einem Druck von 7,5 bar und einer Temperatur von 200° C zugeführt. Der der Zirkulationsheizvorrichtung 15 zugeführte elektrische Strom wurde so geregelt, dass die von dem Spannungsdetektor ermittelte Garnspannung ständig 500 g betrug; die Spannung wurde also auf einem konstanten Wert gehalten.

Es v/urde unter den vorstehend angegebenen Bedingungen gearbeitet, wobei die Temperatur der Strahldüse auf einem konstanten Wert (210 C) gehalten wurde, und zwar unter Anwendung der üblichen Regelverfahren, wobei Probestücke des texturierten Garns von 30 Spindeln untersucht wurden. Die Änderungen der Färbbarkeit der Probestücke wurden mit Hilfe eines Farbmessers des Typs ND-503 DE der Firma Nippon Electronics Industry nach der japanischen Industrienorm JIS 8701 gemessen. Für die Änderungen der Färbbarkeit der Probestücke ergab sich ein Wert von 5,0, der als Differenz der Helligkeit DL ermittelt wurde.

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Bei dem erfindungsgeiaäß hergestellten Garn, bei dessen Herstellung die Garnspannung auf einen konstanten Wert geregelt wurde, ergab sich für die HelligkeitsdifferenzAL ein Wert von 1,0, was nur einem Fünftel der Helligkeitsdifferenz bei dem bekannten Verfahren entspricht. Folglich wurde beim Verarbeiten eines fülligen, gemäß der Erfindung hergestellten Garns zu einem Produkt in Form einer Decke oder dergleichen keine Streifenbildung in Kettrichtung beobachtetι vielmehr konnte durch kontinuierliches Einfärben oder durch Einfärben mit einem metallhaltigen Farbstoff ein gleichmäßiges Produkt erhalten werden. Es zeigte sich, dass die eingangs erläuterten Probleme bei der kontinuierlichen Herstellung eines fülligen texturierten Garns aus einem thermoplastischen Multifilamentgarn unter Verwendung einer Strahldüse, die mit einem unter Druck stehenden, erhitzten Fluid arbeitet, wirksam durch eine automatische Regelung überwunden werden können, gemäß v/elcher die Temperatur der Heiz- und Speisewalze geregelt wird, indem man die Spannung des texturierten Garnes an einem Punkt des Laufweges des Garnes regelt, der hinter der Texturierstrecke liegt. Zur Erzielung der optimalen Bedingungen für das Texturieren eines Multifilamentgarns der betrachteten Art muß aber zusätzlich noch das zweite eingangs erwähnte Problem gelöst werden.

Es wurde daher untersucht, welche Ursachen der Grund für die Schwierigkeiten beim Beginn eines Texturiervorganges nach dem Einfädeln des Garnes sind. Dabei zeigte es sich, dass es entscheidend darauf ankommt, ob das Garn um die Heiz- und Speiserolle herumgelegt wird oder nicht, wenn Temperaturänderungen an dieser Rolle auftreten.

Ea wurde daher eine genaue Untersuchung durchgeführt, um festzustellen, welchen Einfluß Temperaturänderungen der Oberfläche der Heizrolle haben. Dabei zeigte es sich, dass sich die Tempe-

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ratur der Heiz- und Speiserolle 6 der Anordnung gem. Fig. 1 derart ändert, dass die Oberf lächenteitiperatur im mittleren Teil der Rolle am höchsten ist und dass die Temperatur in Richtung auf die stirnseitigen Enden der Rolle absinkt, solange kein Garn von der Heizrolle 2 erwärmt wird. Dieser Temperaturverlauf ist in Fig. 6 der Zeichnung als ausgezogene Linie a dargestellt. Weiterhin zeigte es sich, dass dann, wenn ein Garn von der Heizrolle 6 erwärmt wird, deren Oberflächentemperatur zunächst den mit der gestrichelten Linie b in Fig. 6 gezeigten Verlauf hat. Ausgehend von der Temperaturverteilung gem. der Kurve b wird schließlich die als strichpunktierte Linie c eingezeichnete Temperaturverteilung erreicht und bleibt während des weiteren Betriebes erhalten. Die Temperaturdifferenz AT zwischen der Temperatur des einen Rollenendes beim Einfädeln des Garns einerseits und nach der Herstellung stabiler Betriebsbedingungen andererseits ist die hauptsächliche Ursache für das eingangs erwähnte zweite Problem. Diese Temperaturdifferenz AT ist dann besonders ausgeprägt, wenn die Temperatur der Heizrolle besonders hoch ist, wenn also die Temperatur der Heizrolle 6 höher ist als 140 C und beispielsweise in dem Temperaturbereich zwischen 160° C und 200° C liegt.

Bei einer Versuchsreihe, welche im Hinblick auf die vorstehend diskutierte Problemanalyse durchgeführt wurde, zeigte es sich, dass die Temperaturdifferenz in der Oberflächentemperatur bei der Heizrolle 6 dann kompensiert werden kann, wenn man der Heizrolle vor dem Einfädeln des Garns 2 soviel Wärme zuführt, dass deren Temperatur um die Temperaturdifferenz ^T höher ist als die Fixiertemperatur bei Ilormalbetrieb. Das Absinken der Oberflächentemperatur der Ileizrolle beim öffnen der Unterdruckbox beim Einfädeln des Garns und die Möglichkeit eines Temperaturanstiegs bei der weiteren Rolle 7 werden

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durch eine derartige zeitweilige Temperaturüberhöhung kompensiert, so dass das zweite Problem überwunden werden kann, wenn man nach dem Anfahren allmählich wieder zu der normalen Betriebstemperatur zurückkehrt. Insbesondere zeigte es sich, dass man die Heizrolle 6 vorzugsweise auf eine Übertemperatur bringt, die um Δ·Τ C höher ist als die Heizrollentemperatur bei stabilen Arbeitsbedingungen. Die Überhöhung der Temperatur beträgt dabei vorzugsweise mindestens 5 C. Die Zeit für die Annäherung der normalen Arbeitstemperatur sollte ferner mindestens 6O Sekunden betragen. Die beobachtete Temperaturänderung an der Oberfläche der Heizrolle hängt hauptsächlich davon ab, v/ieviel Wärme das um die Heizrolle 6 laufende Garn aufnimmt. Es zeigte sich, dass die festgestellte Temperaturdifferenz bei der Verarbeitung eines Multifilamentgarnes mit einer Dicke von mehr als 8OO den besonders deutlich wird. Ausser der Garndicke bzw. -stärke spielt bei den Änderungen der Oberflächentemperatur der Heizrolle 6 auch die Laufgeschwindigkeit des Garns 2 eine Rolle. Die von dem Garn 2 aufgenommene Wärmemenge steigt nämlich mit der Laufgeschwindigkeit des Garns 2 an. Die beobachtete Temperaturdifferenz wird also umso ausgeprägter je höher die Laufgeschwindigkeit des Garns 2 ist.

Im einzelnen zeigten die Versuche, dass für die angestrebte Kompensation der beim Anlaufen auftretenden Temperaturänderung eine anfängliche Temperaturüberhöhung von mehr als 5 C wünschenswert ist; die Temperaturüberhöhung ist also nahezu identisch mit dem Temperaturabfall der Oberflächentemperatur der Heizrolle 6 angrenzend an das freie Ende derselben, wo das Garn zuerst in Kontakt mit der Heizrolle 6 kommt. Die vorstehend erläuterte Temperaturkompensation wird nachstehend als Temper α tür verschiebung zu Kompensationszv/ecken bezeichnet.

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Bei den Versuchen zeigte es sich, dass die Temperaturverschiebung zu Kompensationszwecken vorzugsweise zwischen 10 und 20 C liegt, wenn man in der Anlaufphasa ein Garn erhalten möchte, dessen Färbbarkeit ebenso gut ist wie diejenige des unter normalen Betriebsbedingungen hergestellten Garns. Die überhöhte Temperatur der Heizrolle 6 wird dann allmählich abgesenkt, bis sich stabile Betriebsbedingungen eingestellt haben, d. h. bis sich die Wärmeverteilung an der Oberfläche der Heizrolle 6, die Temperaturerhöhung der weiteren Rolle 7, die Temperaturerhöhung in der Unterdruckbox 41 und die Temperaturerhöhung in der Texturierdüse 8 stabilisiert haben.

Die am meisten bevorzugte Regelung für die Änderung der Oberflächen-temperatur der Heizrolle nach Beendigung des Einfädeins des Garns 2 in die Texturiervorrichtung wird nachstehend anhand der Fig. 7 näher erläutert, wo längs der Abszisse die seit dem Beendigen des Einfädeins des Garns verstrichene Zeit aufgetragen ist und wo als Zeitpunkt A derjenige Zeitpunkt angegeben ist, an dem der Spulvorgang an der Spulvorrichtung 11 beginnt (ab dem Zeitpunkt A muß also die Qualität des erzeugten Garns garantiert werden können). In Fig. 7 ist ferner längs der Ordinate die Färbbarkeit (D) des erzeugten Garns aufgetragen und ausserdem die Erhöhung der Satztemperatur (G) der Heizrolle, der das Garn zugeführt wird. In Fig. 7 sind also im oberen Teil die Zusammenhänge zwischen der Temperatur und der verstrichenen Zeit t dargestellt, während im unteren Teil die Färbbarkeit über der verstrichenen Zeit dargestellt ist. Aus Fig. 7 wird deutlich, dass dann, .wenn die Heizrolle 6 nicht zum Zwecke der Kompensation überhitzt wird, die Oberflächentemperatur der Heizrolle 6 gem. der Kurve b in Fig. 6 verläuft und sich dann allmählich dem Temperaturverlauf gem. der Kurve c in Fig. 6 nähert. Im oberen Teil der Fig. 7 wird diese Änderung der Fixiertemperatur an der Heizrolle 6 durch

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die horizontale Linie a mit dem WertAT = O dargestellt. Wie bereits erläutert, ist die Färbbarkeit des Garns bei diesen Betriebsbedingungen sehr gering, was selbst für die Zeit nach dem Zeitpunkt A gilt. Die Färbbarkeit verändert sich dann aber allmählich, wenn die normale Betriebstemperatur der Heizrolle angenähert wird, für die der Temperaturverlauf in Fig. 6 als Kurve c angegeben ist. Die gewünschte Färbbarkeit wird gem. der Kurve a im unteren Teil der Fig. 7,ausgehend von einem negativen Wert von weniger als 2 für D erst nach fünf oder sechs Minuten erreicht, wenn der Wert D=O angenähert wird. Wenn man die Heizrolle 6 auf eine überhöhte Temperatur bringt, kann dieses Problem gelöst werden. Wenn man jedoch die Temperaturerhöhung für die Heizrolle zum Zeitpunkt t = 0 beendet, dann sinkt die Fixiertemperatur der Heizrolle 6 auf den Normalwert (O-Pegel) ab, ehe sich die Temperaturverteilung an der Oberfläche der Heizrolle 6 stabilisiert hat. Die Färbbarkeit des in diesem Fall produzierten Garns sinkt also beginnend mit dem Zeitpunkt A zunächst einmal ab und nähert sich dann erst allmählich dem Normalwert (O-Pegel), wie dies aus der Kurve b im unteren Teil der Fig. 7 deutlich wird, die der Temperaturkurve b im oberen Teil der Fig. 7 zugeordnet ist. Um auch dieses Problem zu vermeiden, ist es erforderlich, die überhöhte Temperatur zunächst für ein vorgegebenes Zeitintervall Τ., aufrecht zu erhalten, woraufhin dann die Temperatur während eines Zeitintervalls T„ allmählich absinken kann. Wenn in diesem Fall die Dauer der Zeitintervalle T₁ und T-in geeigneter Weise gewählt wird, dann ergibt sich gem. Kurve c im unteren Teil der Fig. 7 von Anfang an eine normale Färbbarkeit (D = 0), wobei der Kurve c im unteren Teil der Fig. 7 wieder die Kurve c im oberen Teil dieser Figur entspricht. Bei Versuchen zeigte, es sich, dass das Zeitintervall T₁ eine Dauer von mindestens 10 Sekunden, vorzugsweise eine Dauer zwischen 30 Sek. und 2 Minuten haben sollte, während das Zeitintervall T₂ eine vorgegebene Mindestdauer haben

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sollte, die vorzugsweise zwischen etwa drei und zehn Minuten betragen sollte. Ergänzend sei noch darauf hingewiesen, dass in dem Diagramm gem. Fig. 7 ein lineares Absinken der Übertemperatur dargestellt ist. In der Praxis sinkt die übertemperatur jedoch meistens nicht linear ab. Die Geschwindigkeit, mit der die Übertemparatur absinkt, ist jedoch kein wesentlicher Faktor bei dem Problem, eine gleichmäßige Färbbarkeit des beim Anlaufen erzeugten Garns zu erreichen.

Wenn die Oberflächentemperatur der Heizrolle geregelt wird, dann wird an einem Temperaturregler (nicht dargestellt) der Heizrolle 6 zur Änderung der Übertemperatur ein Regelsignal angelegt, welches dem die vorgegebenen Zeitintervalle berücksichtigenden Heizprogramm entspricht. Die Oberflächentemperatur der Heizrolle wird also vor dem Einfädeln des Garns 2 in die Texturiervorrichtung auf eine Temperatur angehoben, die höher ist als die normale Arbeitstemperatur, was mittels geeigneter Schalteinrichtungen erfolgen kann. Nach dem Einfädeln werden die Schalteinrichtungen dann abgeschaltet, um die überhöhte Temperatur für das Zeitintervall T₁, welches durch einen Zeitgeber (nicht dargestellt) bestimmt werden kann, aufrecht zu erhalten. Anschließend läßt man dann die Oberflächentemperatur der Heizrolle 6 allmählich bis zum Erreichen des stabilen Zustands (O-Pegel) absinken. Da für die Regelung der Heizrollentemperatur in der vorstehend beschriebenen Weise übliche Schalt- und Zeitgebereinrichtungen verwendet werden können, wird hier auf eine detaillierte Erläuterung einer geeigneten Temperaturregelschaltung verzichtet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines fülligen texturierten Mulitfilamentgarns kann bei jedem thermoplastischen Multifilamentgarn angewandt werden, beispielsweise bei

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Polyamidgarnen aus Nylon 6 oder Nylon 66, bei Polyestergarnen, wie z. B. Polyäthylenterephthalat-Garnen und Polybutylenterephtalatgarnen, bei Polyolephingarnen, wie z. B. Polypropylengarnen oder Polyäthylengarnen,und bei Polyvinyl-Mischgarnen, .wie z.B. Polyacrylnitrilgarnen und Polyvinylchloridgarnen.

Was das Texturierverfahren zur Erzeugung eines fülligen Garns unter Verwendung eines unter Druck stehenden heißen Fluids anbelangt, so kann das in der JBAS Showa 44 (1969)-13 226 beschriebene Verfahren angewandt v/erden, gemäß welchem mit einem Strahl des erhitzten Fluids gearbeitet wird, oder das Verfahren gemäß der JBAS Showa 46 (1971)- 23 776 oder das Stauchverfahren unter Anwendung eines erhitzten Fluids, welches in der JBOS-Showa 50 (1975) - 89 658 beschrieben ist usw. Mit all diesen Verfahren lassen sich die Ziele der Erfindung verwirklichen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines fülligen texturierten Multifilamentgarnes läßt sich auch zur Behandlung eines üblichen verstreckten Multifilamentgarns anwenden, wenn man mit einem unter Druck stehenden erhitzten Fluid arbeitet und ist auch beim direkten Strecktexturieren (DTY) oder beim sog. Direktspinn-Strecktexturierverfahren (SDTY) anwendbar. Wie oben erläutert, besteht das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines fülligen texturierten Multifilamentgarns darin, dass die Garnspannung zwischen der Texturierzone und der Wickelzone auf einen vorgegebenen Wert derart geregelt wird, dass hinsichtlich der Qualität des verarbeiteten Garns, insbesondere hinsichtlich der Färbbarkeit desselben vorgegebene Werte gleichmäßig aufrecht erhalten werden können. Diese Art der Regelung unterscheidet sich aber grundsätzlich von den bekannten Regelungen,bei denen verschiedene Faktoren, wie z. B. Temperatur der Heizrolle, die Temperatur des unter Druck stehenden erhitzten Fluids oder der Druck dieses Fluids getrennt geregelt werden. Erfindungsgemäß wird ferner die Temperatur der Heizrolle

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beim Einfädeln des Garns und beim Anfahren derart geregelt, dass sich hinsichtlich der Färbbarkeit des beim Anfahren hergestellten Garns keine Probleme mehr ergeben. Auf diese Weise werden Produktionsverluste beim Anfahren wirksam vermieden. Durch diese Vorteile trägt aber das erfindungsgemäße Verfahren erheblich zum Fortschritt auf dem Gebiet der Textilherstellung und -verarbeitung bei.

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Claims

DR.-ING. DIPL-INS, M. SC. OIPL-ΡΗνϊ OH. DIPt -PHVi.

HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACh - HAKCKHR

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART _ _ _Ä

A 43 317 b Anmelder: Fa. Teijin Limited

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Higashi-ku

Osaka

Japan

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines fülligen, texturierten Garns aus einem thermoplastischen Multifilamentgarn, bei dem das Texturieren des Multifxlamentgarns in vier Schritten durchgeführt wird, nämlich in einem ersten Schritt, bei dem ein Vorheizen des Garnes erfolgt, einem zweiten Schritt, bei dem das vorgeheizte Garn mit einem unter Druck stehenden heißen Fluid behandelt wird, um die gewünschte Fülle zu schaffen, einem dritten Schritt, bei dem das texturierte Garn mit einem konstanten Streckungsverhältnis verstreckt wird und einem vierten Schritt, bei dem das verstreckte texturierte Garn zu einem Kops aufgespult wird, dadurch gekennzeichnet, dass man in der Streckzone die Garnspannung ermittelt, dass man die ermittelte Garnspannung mit einem vorgegebenen Garnspannungswert vergleicht und dass man in Abhängigkeit von dem Vergleichsergebnis mindestens einen Parameter, der· beim Texturieren des Garns dessen Schrumpfung beeinflußt, derart regelt, dass eine dem vorgegebenen Garnspannungswert entsprechende Garnspannung aufrecht erhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als die Schrumpfung beeinflussender Parameter die Temperatur des unter Druck stehenden heißen Fluids geregelt wird.

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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als die Schrumpfung beeinflussender Parameter die Vorheiztemperatur für das Garn geregelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als die Schrumpfung beeinflussender Parameter der Druck des unter Druck stehenden heißen Fluids geregelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Vorheiztemperatur für das Garn in einer Anlaufphase des Texturiervorganges auf einen erhöhten Wert einstellt, der mindestens 5° C höher ist als die Vorheiztemperatur bei Normalbetrieb^nd dass man die erhöhte Vorheiztemperatur dann im Verlauf einer vorgegebenen Mindestzeit auf die normale Arbeitstemperatur absinken läßt.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch mit Texturiereinrichtungen zum Texturieren des Multifilamentgarns, welche Vorheizeinrichtungen, mit einem unter Druck stehenden heißen Fluid arbeitende Texturiereinrichtungen, erste Regeleinrichtungen zur Regelung mindestens eines Betriebsparameters der Texturiereinrichtungen und Streckeinrichtungen zum Verstrecken des texturierten Garns mit einem konstanten Streckungsverhciltnis in einer stromabwärts von den Texturiereinrichtungen liegenden Streckzone aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannungsdetektor (31) zum Erfassen der Garnspannung in der Streckzone vorgesehen ist, dass eine Sollwerteinstellvorrichtung (32) zum Einstellen eines vorgegebenen Garnspannungswertes in der Strockzone vorgesehen ist, dass Vergleichseinrichtungen (34) vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Abweichung

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zwischen einem elektrischen _t der gemessenen Garnspannung entsprechenden, Ausgangssignal des Spannungsdetektors (31) und einem der an der Sollwerteinstellvorrichtung eingestellten vorgegebenen Garnspannung entsprechenden elektrischen Signal feststellbar ist, dass zweite Regeleinrichtungen (20) vorgesehen sind, mit deren Hilfe mindestens ein die thermische Schrumpfung des Garns beim Texturieren desselben beeinflussenden Parameters vorgesehen sind und dass die zweiten Regeleinrichtungen (20) derart ausgebildet sind, dass die ersten Regeleinrichtungen (2o) unabhängig davon arbeiten können, dass eine Regelschaltung (35) vorgesehen ist, mit deren Hilfe ein dem Ausgangssignal der Vergleichseinrichtungen (34) entsprechendes Regelsignal den ersten Regeleinrichtungen (20) zuführbar ist, derart, dass die ersten Regeleinrichtungen (20) bei einer Abweichung des Ist-Werts der Garnspannung von dem eingestellten Sollwert mindestens einen Betriebsparameter der Texturiereinrichtungen in Abhängigkeit von dem Regelsignal derart regeln, dass die Garnspannung auf dem eingestellten Sollwert gehalten wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ümschalteinrichtungen (37 - 39) vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Regelschaltung (35) selektiv mit den ersten Regeleinrichtungen (20) verbindbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstelleinrichtung (37) vorgesehen ist, an der ein Toleranzwert für das von den Vergleichseinrichtungen (34) erzeugte Ausgangssignal einstellbar ist, dass eins Vergleichsschaltung (36) vorgesehen ist, mit deren Hilfe das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtungen (34) mit dem eingestellten Toleranzwert vergleichbar ist und mit deren Hilfe ein Ausgangssignal erzeugbar ist, welches anzeigt, dass das

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Ausgangssignal der Vergleichseinrichtungen (34) das Toleranzsignal überschreitet und durch welches die Umschalteinrichtungen zur Unterbrechung der Verbindung zwischen dem Ausgang der Regelschaltung (35) und den zweiten Regeleinrichtungen (20) unterbrechbar sind.

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch mit Texturiereinrichtungen zum Texturieren des Multifilamentgarns, welche Vorheizeinrichtungen, mit einem unter Druck stehenden heißen Fluid arbeitende Texturiereinrichtungen, erste Regeleinrichtungen zur Regelung mindestens eines Betriebsparameters der Texturiereinrichtungen und Streckeinrichtungen zum Verstrecken des texturierten Garns mit einem konstanten Streckungsverhältnis in einer stromabwärts von den Texturiereinrichtungen liegenden Streckzone aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Garnspannungsdetektor (31) zum Erfassen der Garnspannung in der Streckzone vorgesehen ist, dass die ersten Regeleinrichtungen ein erstes Regelsystem (20) mit geschlossener Regelschleife zur Regelung eines Betriebsparameters der Vorheizeinrichtungen (6) aufweisen und ein zweites Regelsystem (30) mit geschlossener Regelschleife zur Regelung eines Betriebsparameters der mit dem unter Druck stehenden heißen Fluid arbeitenden Texturiereinrichtungen (8), dass das erste und das zweite Regelsystem (20, 30) jeweils einen Detektor (21, 31) zum überwachen des jeweils geregelten Parameters aufweisen, dass in der Regelschleife eines der Regelsysteme (20, 30) Schalteinrichtungen (37 - 39) vorgesehen sind, die selektiv mit den Detektoren (21, 31) verbindbar sind, wenn von dem Spannungsdetektor eine anomale Betriebsbedingung festgestellt wird und mit deren Hilfe die ersten Regeleinrichtungen aktivierbar sind, wenn der Spannungsdetektor (31) eine in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegende Garnspannung feststellt.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Laufrichtung des Garns stromaufwärts von den Vorheizeinrichtungen {6) eine Garnschneidvorrichtung (14) vorgesehen ist, die durch ein Ausgangssignal der Vergleichseinrichtungen nur dann betätigbar ist, wenn der Garnspannungsdetektor (31) das Vorliegen einer anomalen Betriebsbedingung feststellt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Laufrichtung des Garns stromabwärts von den Streckeinrichtungen (10) ein Fadenbruchdetektor (13) vorgesehen ist, mit dessen Hilfe die Schalteinrichtungen bei Auftreten eines Garnbruchs derart betätigbar sind, dass die Verbindung zwischen der Regelschaltung (35) und dem ersten Regelsystem (20) unterbrechbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in Laufrichtung des Garns stromaufwärts von den Vorheizeinrichtungen (6) eine Garnschneidvorrichtung (14) vorgesehen ist und dass die Garnschneidvorrichtung (14) durch ein einen Garnbruch anzeigendes Signal des Fadenbruchdetektors (13) betätigbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Regeleinrichtungen ein erstes Regelsystem (20) mit geschlossener Regelschleife zur Regelung der Betriebsbedingungen der Vorheizeinrichtungen (6) und ein zweites Regelsystem (30) mit geschlossener Regelschleife zur Regelung der Betriebsbedingungen der mit dem unter Druck stehenden heißen Fluid arbeitenden Texturiereinrichtungen aufweisen und dass ein von den Vergleichseinrichtungen erzeugtes Ausgangssignal dem Signal in der Regelschleife des ersten oder zweiten Regelsystems überlagert wird.

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14. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Pxgrammiereinrichtungen vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Setztemperatur der Vorheizeinrichtungen gemäß einem vorgegebenen Verlauf steuerbar ist, derart, dass die Setztemperatur für eine Anlaufphase überhöht und dann während des Übergangs zu normalen Betriebsbedingungen allmählich auf eine vorgegebene Setztemperatur für stabile Betriebsbedingungen abgesenkt wird.

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